DE757547C - Verfahren zur Steigerung des Wirkungsgrades von Wasserentsalzungsanlagen - Google Patents

Description

• - Verfahren zur Steigerung des Wirkungsgrades von Wasserentsalzungsanlagen Es ist bekannt, Wasser oder wäßrige Flüssigkeiten durch Kationenaustauscher zu leiten, welche mit Wasserstoffionen beladen sind. Hierbei werden die Kationen des Wassers oder wäßrigen Lösungen gegen Wasserstoffionen des Austauschers ausgetauscht, so daß im Filtrat die freien Säuren erscheinen.
• Zu deren Beseitigung leitet man die so erhaltenen sauren Wässer durch einen weiteren Austauschstoff; welcher mit Hydroxylionen beladen ist und beim Durchgang der sauren Flüssigkeit deren Anionen gegen Hydroxylionen austauscht, die ihrerseits mit den Wasserstoffionen der freien Säuren Wasser bilden. Die Austauscher müssen nach Erschöpfung regeneriert werden. Eine solche Regenerierung wird mit zweckmäßig verdünnten Lösungen sauren bzw. alkalischen Charakters vorgenommen, welche an die erschöpften Austauscher im Austausch gegen metallische Kationen bzw. Säureanionen Wasserstoffionen bzw. Hydroxylionen abzugeben und sie so erneut mit den ihrer jeweiligen Zweckbestimmung dienenden Ionenarten zu beladen vermögen. Nach einer solchen Regenerierung müßten die Austauscher dann zunächst noch so lange ausgewaschen werden, bis das jeweilige Regeneriermittel in genügendem Ausmaße entfernt ist. Dies gellt bei den sauer regenerierten, mit H-Ionen beladenen Kationenaustauschern verhältnismäßig schnell vonstatten, - bei den alkalisch regenerierten, mit OH-Ionen beladenen Anionenaustauschern dagegen verhältnismäßig langsam vor sich.
• Letzteres beruht darauf, daß die Anionenaustauscher bei ihrer Regeneration mit z. B.
• Natronlauge nicht nur die gewünschten OH-Ionen aufnehmen, sondern daneben auch noch beträchtliche Mengen des Wiederbelebungsmittels als solches adsorbieren, dessen Hauptanteile zwar verhältnismäßig schnell ausgewaschen werden können, dessen restliche, für einen ordnungsgemäßen Betrieb gleichfalls noch störenden Anteile aber ziemlich fest anhaften und dementsprechend nur allmählich entfernt werden können. Die Folge hiervon ist, daß man für das Auswaschen der regenerierten, mit OH-Ionen beladenen Anionenaustauscher verhältnismäßig große Waschwassermengen benötigt und daß die Anionenaustauschfilter verhältnismäßig lange dem eigentlichen Entsalzungsbetrieb entzogen werden, was gleichzeitig auch den Betrieb der Kationenaustauschfilter zeitlich entsprechend begrenzt, wenn man nicht unter Aufwand entsprechender zusätzlicher Anlage- und Betriebskosten weitere, während dieser Zeit mit den weit schneller regenerierbaren Kationenaustauschfiltern arbeitende Anionenaustauschreservefilter vorsieht oder überhaupt durchweg doppelte, abwechselnd arbeitendeAnlagen vorsieht.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung gelingt es nun, im Rahmen des vorerwähnten Entsalzungsverfahrens nicht nur erhebliche Wassermengen zu sparen, sondern auch den Wirkungsgrad solcher Wasserentsalzungsanlagen wesentlich zu steigern, und zwar dadurch, daß man das nach der Regenerierung der Anionenaustauscher aus diesen abfließende Waschwasser, sobald sein Salzgehalt den des Rohwassers etwa erreicht oder unterschritten hat, und solange sein Salzgehalt nicht dem gewünschten Entsalzungsgrad entspricht oder zumindestens für einen Teil dieses Bereiches, an Stelle von oben neben Rohwasser den Kationenaustauschern zuleitet. Geht man in dieser Weise vor, so braucht der wesentlichste Teil des dem Auswaschen der Anionenaustauscher dienenden Waschwassers, dessen Salzgehalt im Auswaschbetriebe verhältnismäßig schnell unter den des Rohwassers sinkt, aber verhältnismäßig lange über dem für das Reinwasser gewünschten Entsalzungsgrad bleibt, nicht mehr ungenutzt weglaufen gelassen werden, sondern wird erneut nutzbar gemacht.
• Das dieAnionenaustauscherverlassendeWaschwasser enthält nämlich, von dessen ersten Abläufen abgesehen, im wesentlichen nur alkalische Salze, wie Soda o. dgl., aber keine Netttralsalze, wie Sulfate oder Chloride. Diese alkalischen Salze werden bei einen \ orgellell in Sinne der Erfindung von den Wasserstottionenaustauschern besonders vorteilllaft uiid leicht aufgenommen. Ebenso belasten diese Wässer, nachdem sie von ihren Ratiollell befreit sind, die Anionenaustauscher wegen ihrer Mineralsäurefreiheit oder -armut nicht oder nur unwesentlich. Ein weiterer Vorteil eins Vorgehens im Sinne der Erfindung besteht schließlich noch darin, daß man in solchem Falle, ellen weil dabei der größte Teil des Waschwassers wieder nutzbar gemacht 1bzw. in Reinwasser zugeführt wird, das ,'iuswaschen besonders sorgfältig und ohne Bedenken hinsichtlich sonst sich ergebender größerer Waschwasserverluste durchführen kann.
• Die Ausführung des Verfallrens, die natürlich in der verschiedensten Weise erfolgen kann, sei durch nachstehendes Ausführungsbeispiel im einzelnen nodl näher erläutert.
• Ausfiihrungsbeispiel Ein mit I m3 eines gekörnten Anionellaustauschers (Emeraldin) gefülltes Filter war mit verdünnter Sodalösung regeneriert worden, wobei die Menge der Sodalösung so bemessen wurde, daß die ablaufende Regenerationslösung anfing, Phenolphthalein zu röten.
• Es wird nunmehr ausgewaschen, wobei die ersten Waschwässer eine Verdrängung der Regenerationslösung bewirken, so daß die ersten Waschwassermengen Alkalität aufweisen, und zwar sowohl gegen Phenolphthalein als auch gegen Methylorange. Nachdem etwa 3 m3 Wasser durch das Filter hindurchgeströmt sind, sinkt der Verbrauch des Waschwassers auf I,8 cm3 1/10 n-Salzsäure für 100 cm3 des Filtrats. Das nunmehr weiter ablaufende Waschwasser wird gesammelt. Es ist noch eine Menge Waschwasser von r3 m3 nötig, bis der Verbrauch von 1/ion Salzsäure für 100cm3 des Filtrats auf 0,3 bis 0,5 cm3 gesunken ist. Als Waschwasser dient ein durch einen Wasserstoftaustauscher von seinen Kationen befreites Wasser, das eine Mineralsäuremenge (Schwefelsäure + Salzsäure) aufweist, welche 5,90 Härte äquivalent ist. Nach dem Auswaschen wird Reinwasser in einer Äf enge von etwa 100 m3 erhalten, wonach das Filter eine Säuremenge aufgenommen hat, welche 5,9 g Kalk auf 1 1 äquivalent ist. Wenn die Säuremenge, die in dem das Wasserstoftaustauschfilter verlassenden Wasser vorhanden ist, in Grad Kalk angegeben wird, so entspricht das lediglich einer vereinfachten Darstellung, welche sich im technischen Betrieb bewährt hat, da sowohl die Härte in deutschen Graden als auch die sonstigen, im Wasser vorhandenen Salze in deutschen Härtegraden und demnach auch die freien Mineralsäuren in deutschen Ilärtegraden ausgedrückt worden sind, so daß die deutschen Härtegrade stets äquivalente Mengen bezeichnen.
• Es ergibt sich, daß demnach auf Zoom3 Reinwasser insgesamt I6 m3 Waschwasser, d. h. I60/o, verbraucht werden, von denen 13 m8, d. h. I30/o, in den Prozeß wieder zurückgeführt werden, so daß, da durch dieses zusätzlich durchgeführte Wasser das Anionenaustauschfilter überhaupt nicht belastet wird, da es nur Carbonate enthält, die Leistung des Filters an Reinwasser von 5,9 g auf 6,7 g Kalk je Liter Anionenaustauscher gesteigert wird. Auch das Filter, welches den Wasserstoffaustauscher enthält, kann gleichfalls höher belastet werden, da das pn des Wassers durch Zusatz des schwach alkalischen Waschwassers ansteigt und mit ansteigendem PH die Beladung des Kationenaustauschers gleichfalls steigt, und zwar vermag das Filter die I3 m3 zusätzlichen Waschwassers gleichfalls vollkommen aufzunehmen.
• Die oben gegebenen Zahlen entsprechen Betriebsverhältnissen, wie sie sich als zweckmäßig herausgestellt haben. Es ist aber z. B. auch durchaus möglich, die Rückführung des Waschwassers schon etwas früher beginnen zu lassen, z. B. dann, wenn der Verbrauch an Salzsäure je IOO cma des Filtrates 3 cm3 on-Salzsäure beträgt. Da aber der Abfall der Alkalität des Wassers anfangs sehr schnell erfolgt, wird dadurch nicht wesentlich an wiedervenvendbarem Waschwasser gewonnen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Steigerung des Wirkungsgrades von Wasserentsalzungsanlagen, in welchen das zu entsalzendeWasser zunächst durch mit H-Ionen beladenen I(ationenaustauscher und dann durch mit OH-Ionen beladene Anionenaustauscher geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das nach der Regenerierung der Anionenaustauscher aus diesen abfließende Waschwasser, sobald sein Salzgehalt den des Rohwassers etwa erreicht oder unterschritten hat und solange sein Salzgehalt nicht- dem gewünschten Entsalzungsgrad entspricht oder zu mindestens für einen Teil dieses Bereiches, an Stelle von oder neben Rohwasser den Kationenaustauschern zugeleitet wird.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Französische Patenschrift Nr. 832 796.