NL8303982A - Werkwijze voor het ontzouten van zeewater. - Google Patents
Werkwijze voor het ontzouten van zeewater. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8303982A NL8303982A NL8303982A NL8303982A NL8303982A NL 8303982 A NL8303982 A NL 8303982A NL 8303982 A NL8303982 A NL 8303982A NL 8303982 A NL8303982 A NL 8303982A NL 8303982 A NL8303982 A NL 8303982A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- regeneration
- ion exchanger
- magnesium
- seawater
- ion
- Prior art date
Links
- 239000013535 sea water Substances 0.000 title claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 47
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 35
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 35
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 23
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 9
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical group Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000012492 regenerant Substances 0.000 claims description 3
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 claims description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NEMFQSKAPLGFIP-UHFFFAOYSA-N magnesiosodium Chemical compound [Na].[Mg] NEMFQSKAPLGFIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 16
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 14
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 9
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 4
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 4
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 3
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 2
- 238000010615 ring circuit Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 240000007930 Oxalis acetosella Species 0.000 description 1
- 235000008098 Oxalis acetosella Nutrition 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 238000009938 salting Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/04—Treatment of water, waste water, or sewage by heating by distillation or evaporation
- C02F1/042—Prevention of deposits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/025—Reverse osmosis; Hyperfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/04—Processes using organic exchangers
- B01J39/05—Processes using organic exchangers in the strongly acidic form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J39/00—Cation exchange; Use of material as cation exchangers; Treatment of material for improving the cation exchange properties
- B01J39/04—Processes using organic exchangers
- B01J39/07—Processes using organic exchangers in the weakly acidic form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
- B01J49/05—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds
- B01J49/08—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds containing cationic and anionic exchangers in separate beds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/02—Specific process operations before starting the membrane separation process
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2321/00—Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
- B01D2321/16—Use of chemical agents
- B01D2321/168—Use of other chemical agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Description
* VO 4977
Werkwijze voor het ontzouten van zeewater.
De uitvinding betreft een werkwijze voor het ontzouten van zeewater met behulp van ten minste één verdamping en/of door omgekeerde osmose, waarbij afzettingen van calciumsulfaat en calciumcarbonaat door een toevoeging van ten minste gedeeltelijk terugwinbare chemica-5 liën in kringloopprocessen worden vermeden, waarbij magnesium met behulp van ionenuitwisselaars wordt afgescheiden en waarbij behalve een mechanische vóórzuivering een toevoeging van chloor voor het doden van kiemen en indien nodig een verwijdering van de overmaat chloor door actieve kool plaatsvindt.
10 Een bijvoorbeeld uit Amerikaans octrooischrift 3.350.292 bekend procédé van de bovenweergegeven soort is onbevredigend, omdat de chemicaliën niet voldoende regenereerbaar zijn, zodat het kringloopproces slechts met behulp van een constante natoevoer de benodigde resultaten oplevert. Dit nadeel vindt men ook bij praktisch alle andere bekende 15 werkwijzen voor het ontzouten van zeewater, die daarom hier niet verder worden behandeld.
De uitvinding beoogt een verbetering van de vóórbehandelings-trappen bij de zeewaterontzouting om storende afzettingen zoveel mogelijk te vermijden en een gesloten kringloopproces te bereiken, opdat 20 een natoevoer van grote hoeveelheden chemicaliën overbodig wordt.
De nieuwe werkwijze heeft volgens de uitvinding tot kenmerk, dat 1. mechanisch gezuiverd kiemvrij zeewater a) over een met magnesium beladen, zwak zure, sterk aardalkali- 25 metaalselectieve ionenuitwisselaar wordt geleid, of b) over een in een natrium-magnesium-mengvorm aanwezige, sterk zure, aardalkalimetaalselectieve ionenuitwisselaar wordt geleid, 2. het water daarna over een met natrium beladen sterk zure ionen- 30 uitwisselaar wordt geleid, 3. het water vervolgens over een in de chloridevorm verkerende, zwak-basische ionenuitwisselaar wordt geleid, en 4. het water daarna aan de verdampings- of omgekeerde osmose-installatie wordt toegevoerd.
8303982 ♦ > > -2-
De drie behandelingstrappen met ionenuitwisselaars, waarvan de eerste trap voor een zeewaterantzouting reeds op zichzelf nieuw is, leveren als combinatie een tot dusver onbereikte afscheiding van cal-cium-en sulfaationen en een aanmerkelijke vermindering van het mag-5 nesiumgehalte, zodat storende afzettingen bij de latere destillatie-of osmoseprocessen praktisch volledig worden vermeden. Bovendien kunnen de drie trappen, zoals later nog nader wordt beschreven, in volledig regenereerbare cyclussen plaatsvinden. Daarbij zorgt de nieuwe eerste trap, vereenvoudigd uitgedrukt, ervoor, dat de beide volgende 10 trappen zo kunnen worden uitgevoerd, dat de in het proces optredende regeneratievloeistof, in het bijzonder de verdampingsloog, voor de regeneratie toereikend is.
Een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat daarin, dat het zeewater voor een verlaging van de pH met CC^ wordt begiftigd, 15 dat met behulp van een ontgasser in een kringloop wordt geleid.
De daarmee bereikte "zure" vloeistof is bij bedrijf in de ionenuitwisselaars voortreffelijk gebleken.
Zoals werd gevonden, kan de indikking van het opgewerkte zee- water bij de uitvinding bijzonder ver plaatsvinden, namelijk tot de 20 oplosbaarheidsgrens van het natriumchloride, zodat men goede opbrengsten verkrijgt. Deze sterke indikking is tegelijk voor een regeneratie gunstig, omdat men dan de ionenuitwisselaars met ten minste 4-voudig ingedikt zeewater ter regeneratie kan doorspoelen, dat tevoren de trappen 1 t/m 3'heeft doorlopen. Een dergelijke indikking is bij een 25 zeewateropwerking volledig nieuw. Dat daarbij tegelijkertijd slechts een geringe hoeveelheid regeneratievloeistof ontstaat kan door een later beschreven nieuwe regeneratietechniek gunstig worden gecompenseerd.
Het bovengenoemde CO^ voor het aanzuren van de ionenuitwisseΙ-ΒΟ trappen wordt bijzonder gunstig aldus gewonnen, dat dit CC^ met behulp van een ontgasser uit het regeneraat van de zwak-basischs ionenuitwisselaar wordt verkregen. Daarbij kan men een gunstige aanpassing aan verschillende optimale pH-waarden voor de verschillende trappen aldus bereiken, docr het CO^ van de ontgasser aan ten minste twee verschil-35 lende ionenuitwisselaars van de voorbehandeling parallel toe te voeren.
8303982 # * -3-
Voor een. verdere verbetering van het effect en daarmee een vermindering van de voor de regeneratie benodigde hoeveelheden chemicaliën kan het ingedikte zeewater in verscheidene fracties worden gebruikt, waarvan het volume en/of concentraatgehalte overeenkomstig de 5 regeneratiegraad wordt gevarieerd. Een dergelijke gefractioneerde methode is op zichzelf bekend, maar deze vindt bij de praktische uitvoering van de uitvinding plaats met een van de concentratie afhankelijke regeling, die voor een zeewaterontzouting met zijn grote door-voerhoeveelheden eveneens nieuw is en bijzonder goed is gebleken.
10 Gewoonlijk zal men met drie of vier fracties uitkomen.
Zoals werd gevonden, kan men ter regeneratie vein de met calcium beladen ionenuitwisselaar het regeneraat van de ionenuitwisselaar voor de magnesiumaanhechting gebruiken, dat wil zeggen de hieruit na het regenereren komende "verbruikte" regeneratievloeistof. Bovendien 15 kan men zo te werk gaan, dat tenminste de eerste ionenuitwisselaar op tijdsafstanden met zuur wordt geregenereerd, met natronloog of soda-oplossing in de natriumvorm en daarna met behulp van een magnesiura-chloride-oplossing in de magnesiumvorm wordt overgebracht.
Een werkwijze-technisch bijzonder gunstige uitvoeringsvorm van 20 de uitvinding is, dat de regeneratie op een op zichzelf bekende wijze met een van beneden naar boven verlopende stroming wordt uitgevoerd.
Hierbij verkrijgt men namelijk op grond van de verschillende soortelijke gewichten vein de regeneratievloeistof en het op te werken zeewater een slechts geringe menging van beide, die anders het regenera-25 tie-effect ongunstig zou beïnvloeden. Deze gunstige uitvoeringsvorm kan men nog verbeteren door een regeneraat-overmaat met een wasproces van boven naar beneden te verdringen. Daarbij is het op gunstige wijze mogelijk, de verdrongen overmaat opnieuw te gebruiken.
De werkwijze volgens de uitvinding kan in de uitvoeringsvorm, 30 waarbij de eerste ionenuitwisselaar op tijdsafstanden met zuur wordt geregenereerd, nog aldus worden verbeterd, dat het regeneraat van de zuur-regeneratie voor het winnen van zware metalen, speciaal uraan, verder wordt behandeld. Hiermede verkrijgt men de mogelijkheid, de kosten van de zeewaterontzouting door de opbrengst van de daarbij ge-35 wonnen zware metalen te verminderen.
S3Q3S32
4 » V
-4-
Ter nadere toelichting van de uitvinding wordt aan de hand van de tekening een uitvoeringsvoorbeeld beschreven. Daarbij geeft fig. 1 een stroomschema van de werkwijze weer, terwijl in 5 fig. 2 de werkelijke stromingsrichtingen in de ionenuitwisse laars zijn weergegeven.
De onderhavige zeewateropwerking begint met de door kast 1 gesymboliseerde vóórzuivering. In deze trap wordt het door de pijl 2 aangeduide, binnenlopende zeewater op een op zichzelf bekende wijze 10 mechanisch voorgezuiverd, in het bijzonder door zeven of dergelijke. Daarbij kan bovendien voor het doden van microörganismen ca. 10 mg chloor/liter worden toegevoegd. Een overmaat chloor kan op een op zichzelf bekende wijze bijvoorbeeld met actieve kool worden verwijderd.
Het uit de vóórzuivering 1 volgens pijl 3 komende, van zweven-15 de stoffen bevrijde zeewater wordt, bij voorkeur op 30°C voorverwarmd, in de ionenuitwisselaar 4 geleid. Deze is een met magnesium (Mg ) beladen, zwak zure, sterk aardalkalimetaalselectieve uitwisselaar, bijvoorbeeld met carboxylgroepen, zoals de uitwisselaar Duolite C 464 van Diamond Shamrock.
20 Deze uitwisselaar 4 wordt door de in het zeewater aanwezige natrium-ionen niet beïnvloed. Veeleer wordt wegens de 5 maal grotere magnesium-ionen-concentratie bij een eenvoudig gelijkstroomproces een benutbare capaciteit van slechts 12% van de totale capaciteit voor de aanhechting van calcium verkregen.
25 De voor het tegenhouden van calcium benutbare capaciteit kan worden verhoogd doordat men de ionenuitwisselaar 4 ook na het doorkomen van calcium-ionen nog zolang verder bedrijft, als het met pijl 5 aangeduide uittredende zeewater nog aanmerkelijk calciumarmer is, dan het door pijl 3 gekarakteriseerde zeewater.
30 Het na dit doorbreken uittredende, calciumarme zeewater kan tussentijds worden opgeslagen en bij de volgende doorloop na een regeneratie als het voorgezuiverde zeewater 3 worden gebruikt. Aldus kan, zoals werd gevonden, bij dezelfde - ionenuitwisselaar Duolite C 464 bijvoorbeeld 27% van de totale capaciteit worden benut, wanneer 35 53% van de waterproduktie tussentijds telkens in houders wordt opge slagen. Deze tussenopslag is in fig. 1 door houder 6 aangegeven, 8303932 Ψ m % -5- die volgens pijl 7 wordt geladen en waarvan de inhoud daarna volgens pijl 8 naar de ionenuitwisselaar 4 wordt afgevoerd.
Een andere, equivalente mogelijkheid kan echter ook daarin bestaan, dat in plaats van de in fig. 1 weergegeven enkele ionenuit-5 wisselaar 4 verscheidene in een zogenaamde ringschakeling worden bedreven, waarbij het water telkens ten minste twee ionenuitwisselaars in serie doorstroomt, waarvan de tweede telkens vers geregenereerd is.
Het door pijl 5 aangeduide calciumvrije zeewater wordt daarna ter afscheiding van het magnesium in de tweede trap met een ionen-10 uitwisselaar 10 behandeld. Dit is een met natrium (Na+) beladen, sterk zure uitwisselaar met sulfonzuurgroepen, bijvoorbeeld Lewatit SP 112 van Bayer AG.
De met ionenuitwisselaar 10 werkende tweede trap is op zichzelf bekend. Ook deze kan echter op een nieuwe wijze voor een hoge 15 effectiviteit van de regeneratie tot een magnesiumdoorbraak, die 50% of meer van de invoerconcentratie bedraagt, worden bedreven. Het tussen 10 en 80% van de invoerconcentratie bevattende water, dat door pijl 12 is aangeduid, wordt tussentijds in een houder 13 opgeslagen en bij de volgende filterloop volgens pijl 14 opnieuw gebruikt of direkt in een 20 hierachter geschakeld, vers geregenereerd filter geleid, zoals dit ook bij de Ca++-afscheiding plaatsvond. Een verschil is evenwel, dat het bij de magnesiumafscheiding niet op volledigheid aankomt en naar gelang van de schakeling van de totale installatie ca. 10 tot 30% restmagnesiun mag worden getolereerd.
25 Het uit ionenuitwisselaar 10 komende, calciumvrije en qua magnesium verarmde zeewater wordt volgens pijl 15 ter afscheiding van sulfaat in de derde trap met ionenuitwisselaar 16 geleid. Dit is een zwak-basische ionenuitwisselaar met aminogroepen in de chloridevorm, bijvoorbeeld de uitwisselaar Kastel A 102 van Montedison. Zoals bij 30 het afscheiden van het magnesium, is het ook hier belangrijk, dat bij de belading van de ionenuitwisselaar 16 een zo hoog mogelijke capaciteitsbenutting wordt bereikt en daarmee de voorwaarde voor een hoge effectiviteit van de latere regeneratie wordt geschapen. Dit kan wederom door overschrijden van een filter met een hier niet nogmaals 35 weergegeven tussenopslag van het water of door een ringschakeling van verscheidene filters worden bereikt.
83 03 S3 2 « -6-
Uit de ionenuitwisselaar 16 treedt met pijl 17 aangeduid zeewater, dat praktisch calcium- en sulfaatvrij is. Dit kan dan aan de in fig. 1 weergegeven verdamper 18 worden toegevoerd, waaruit het destillaat volgens pijl 19 wordt verkregen. Ook kan in plaats van de ver-5 damper een omgekeerde osmose-installatie worden toegepast, om zoet water te winnen.
De ionenuitwisselaars 10 en 16 worden met telkens 5-voudig ingedikt zeewater geregenereerd, dat uit de verdamper 18 wordt gewonnen en dus tevoren alle drie uitwisseltrappen heeft doorlopen, dat wil 10 zeggen de calcium-, magnesium- en sulfaatafscheiding. Deze volgens pijl 20 uit verdamper 18 afgeleide regeneratievloeistof, die ook als verdamperloog wordt aangeduid, bevat overwegend natriumchloride in een concentratie van ca. 3 mol/liter. Daarvan wordt ca. 1/4 volgens pijl 21 voor de sulfaatuitwisseling in ionenuitwisselaar 16 gebruikt.
15 De andere 3/4 dienen volgens pijl 22 voor de magnesiumuitwisseling van ionenuitwisselaar 10.
De regeneratie vindt in verscheidene trappen plaats. Bijvoorbeeld wordt hieronder van 5 trappen uitgegaan. Daarbij wordt, zoals in fig. 2 is weergegeven, de belading van de ionenuitwisselaars 10 en 16 20 met behulp van een pomp 24 volgens pijl 25 van beneden naar boven uitgevoerd. Daarbij wordt door het soortelijk zware regeneratiemiddel het in de uitwisselaar aanwezige lichtere zeewater als een kolf verdrongen en afgevoerd volgens pijl 34. Het regeneraat, dat volledig is omgezet, wordt volgens pijl .35 in de ontgasser 36 geleid resp. volgens pijl 32 25 af gevoerd. Daarna wordt volgens de vertakte pijl 26 het nog niet volledig omgezette regeneraat in de gescheiden houders 27 en 28 gebracht. Het na afloop van de regeneratie in het uitwisselbed achterblijvende regeneratiemiddel wordt in een wasproces met opgewerkt zeewater of ook destillaat volgens pijl 40 van boven naar beneden verdrongen en in 30 houder 29 geleid zoals door pijl 11 wordt aangeduid. De pomp 24 zuigt tijdens de regeneratie achtereenvolgens de oplossingen uit de houders 27, 28 en 29 aan, overeenkomend met de regeneratietrappen 1, 2 en 3. Tijdens de regeneratietrap 4 wordt verdamperloog (pijl 20) ingevoerd.
Bij de sulfaatuitwisseling omvatten de regeneratiefracties 35 telkens ca.0,8 van het volume van de ionenuitwisselaar 16 (bedvolume).
§303982 -7-.
* V·· ö »
Daarbij kan ten minste één fractie qua volume zo variabel worden gemaakt, dat voor de regeling via de vulniveaus van de fractiehouders 27-29 ten minste twee van de concentratie afhankelijke metingen worden opgeteld. Bijvoorbeeld wordt met een sulfaatgevoelige elektrode continu 5 de concentratie in het regeneraat bepaald en het begin van het vullen van de eerstvolgende fractiehouder van het onderschrijden van een bepaalde sulfaatconcentratie afhankelijk gemaakt. Verder kan via een meting van het geleidingsvermogen het concentratieverval bij het begin van de uitwasfase onderkend en het vullen van de laatste fractie-10 houder onderbroken worden. Ter verdere optimalisatie van de werkwijze kan men ook de overige fractievolumina variabel maken, hetzij rekenkundig, overeenkomend met het totale volume van de fracties dat uit de beide concentratiemetingen voortvloeit, of door een directe vastlegging van concentratiegrenswaarden voor elke fractie. De bovenste 15 vulniveau-metingen zijn dan nog slechts maximale waarden, bijvoorbeeld voor het begin van het proces. Dit werkwijzeverloop vindt bij voorkeur geautomatiseerd met behulp van een procesrekenaar plaats.
De ionenuitwisselaar 4 wordt volgens pijl 32 met het regeneraat behandeld dat uit de ionenuitwisselaar 10 na de magnesiumuitwisseling 20 afkomstig is. Omdat de sterk aardalkalimetaalselectieve, zwak zure uitwisselaars praktisch niet met natrium-ionen reageren, zijn slechts de in het regeneraat in hoge concentratie aanwezige magnesium-ionen actief en verdringen de calcium-ionen. Het calciumhoudende regeneraat, dat volgens pijl 33 naar buiten treedt, wordt weggeworpen. Het kan 25 echter ook verder worden behandeld.
Voor een eerste regeneratie moet de ionenuitwisselende hars van de ionenuitwisselaar 4 met zuur worden geregenereerd, met natronloog in de natriumvorm en ten slotte door een behandeling met een magnesiumchloride-oplossing in de magnesiumvorm worden omgezet. Een 30 dergelijke behandeling is ook met intervallen nodig, wanneer de over het algemeen zeer hoge zwaarmetaalselectiviteit van de zwak zure hars ertoe leidt, dat een belangrijk deel van zijn capaciteit door zware metalen wordt geblokkeerd. Uit regeneraat 33 van de zure regeneratie kunnen de zware metalen worden gewonnen, zodat een verdere opbrengst 35 de kosten van de zeewaterontzouting vermindert. Interessant is hier bijvoorbeeld het winnen van uraan.
8303982 -8-
Uit het uit de ionenuitwisselaar 6 volgens pijl 35 tredende, waterstofcarbonaat- en sulfaathoudende regeneraat wordt door een thermische ontleding van waterstofcarbonaat (HCO^) in een ontgasser 36 kooldioxyde CC^ gewonnen. Dit kooldioxyde wordt ervoor gebruikt, de 5 ionenuitwisselaars 4, 10 en speciaal 16 zwak zuur te maken. Tot dit doel wordt volgens pijl 37 een hoeveelheid van ca. 0,5 mmol/liter in de ionenuitwisselaar 16 gevoerd, terwijl verder 0,5 mmol/liter parallel volgens pijl 38 in ionenuitwisselaar 4 komt. Het met pijl 39 aangeduide ontgaste regeneraat kan worden weggeworpen.
10 Alternatief met het bovenbeschreven procédé voor het afschei den van calcium, kunnen van de meeste sterk zure handelskationuitwisse-laars, die op zichzelf voor een calciumafscheiding ongeschikt zijn, uitwisselaars, zoals bijvoorbeeld Duolite C 264, die een relatief hoge Ca -en Mg -selectiviteit bezitten en bovendien aan calcium vergeleken 15 met magnesium sterk de voorkeur geven, bij een passende regeneratie-techniek eveneens voor de calciumafscheiding worden gebruikt. De uit-wisselaar moet daartoe eerst in een Mg -Na -mengvorm worden gebracht.
+4* 4*
De molverhouding Mg tot Na moet daarbij nauwkeurig met de evenwichtstoestand van de uitwisselaar met een zeewater overeenkomen, waarin de 20 calcium-ionen volledig door magnesium-ionen zijn vervangen. Door deze 4- 4*4* , kunstgreep nemen de Na - en Mg -ionen van het zeewater niet meer aan 4·+ 4· 4* de ionenuitwisseling deel, maar wordt Ca tegen Mg uitgewisseld.
De regeneratie van de met calcium beladen uitwisselaar wordt 4*4" 4* met een zowel Mg als ook Na -ionen-houdende oplossing uitgevoerd.
25 De uitwisselaar moet in de evenwichtstoestand met deze oplossing nauw- 4*4· 4* keurig weer zijn oorspronkelijke Mg -Na -molverhouding bereiken. Bijvoorbeeld wordt bij toepassing van de uitwisselaar C 264 de juiste molverhouding door regeneratie bij 40°C met een oplossing bereikt, welke 21 mol.% magnesiumchloride en 79 mol.% natriumchloride bevat en 30 waarvan de chlorideconcentratie 3 mol/liter bedraagt.
4*
Voor het winnen van een dergelijke oplossing moet een met Na beladen, sterk zure uitwisselaar voor de magnesiumafscheiding worden gebruikt. De regeneratie van de uitwisselaar vindt plaats volgens het reeds beschreven, door de concentratie geregelde fractieproces met 35 verdamperloog van 5-voudige indikking (resp. concentraat uit een omgekeerde osmose). Uit het regeneraat wordt een fractie gesneden, waar- 4-4- 4* van de Mg -en Na -concentratie nauwkeurig aan de eisen voldoet.
8303982
Claims (11)
1. Werkwijze voor het ontzouten van zeewater met behulp van ten minste één verdamping en/of door omgekeerde osmose, waarbij afzettingen van calciumsulfaat en calciumcarbonaat door een toevoeging van ten minste gedeeltelijk terugwinbare chemicaliën in een kringloopproces 5 worden vermeden, waarbij magnesium met behulp van ionenuitwisselende harsen wordt afgescheiden en waarbij behalve een mechanische vódrzui-vering een toevoeging van chloor voor het doden van kiemen en indien nodig een verwijdering van de overmaat chloor door actieve kool plaatsvindt, met het kenmerk, dat 1. mechanisch gezuiverd kiemvrij zeewater a) over een met magnesium beladen, zwak zure, sterk aardalkali-metaalselectieve ionenuitwisselaar wordt geleid, of b) over een in een natrium-magnesium-mengvorm aanwezige, sterk zure, aardalkalimetaalselectieve ionenuitwisselaar wordt 15 geleid, 2. het water daarna over een met natrium beladen sterk zure ionenuitwisselaar wordt geleid, 3. het water vervolgens over een in de chloridevorm verkerende, zwak-basische ionenuitwisselaar wordt geleid, en 4. het water hierna aan de verdampings- of omgekeerde osmose- installatie wordt toegevoerd.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het zee water voor een verlaging van de pH van CO2 wordt voorzien, dat met behulp vam een ontgasser in kringloop wordt geleid.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de ionenuitwisselaars van de trappen 2 en 3 met ten minste 4-voudig ingedikt zeewater ter regeneratie worden doorspoeld, dat tevoren de trappen 1 t/m 3 heeft doorlopen, en het regeneraat van de tweede trap als een regeneratiemiddel voor de ionenuitwisselaar van de eerste trap 30 wordt gebruikt.
4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het CC^ met behulp van een ontgasser uit het regeneraat van de zwak-basische ionenuitwisselaar wordt gewonnen- 8303982 1 -10-
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het Ct^ van de ontgasser aan ten minste twee verschillende ionenuitwisselaars van het procédé parallel wordt toegevoerd.
6. Werkwijze volgens conclusies 3-5, met het kenmerk, dat het 5 ingedikte zeewater in verscheidene fracties wordt gebruikt, waarvan het volume en/of concentraatgehalte overeenkomstig de regeneratiegraad wordt gevarieerd.
7. Werkwijze volgens conclusies 3-6, met het kenmerk, dat de regeneratie op een op zichzelf bekende wijze met een van beneden naar 10 boven verlopende stroming wordt uitgevoerd.
8. Werkwijze volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat een regene-raatovermaat met een wasproces van boven naar beneden wordt verdrongen.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de verdrongen overmaat wordt gefractioneerd en opnieuw wordt gebruikt.
10. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste ionenuitwisselaar op tijdsafstanden met zuur wordt geregenereerd, met natronloog in de natriumvorm en daarna met behulp van een magnesium-chloride-oplossing in de magnesiumvorm wordt gebracht.
11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat het rege-20 neraat van de zure regeneratie voor het winnen van zware metalen, speciaal uraan, verder wordt behandeld. 3303982
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3243147 | 1982-11-22 | ||
| DE3243147A DE3243147C2 (de) | 1982-11-22 | 1982-11-22 | Verfahren zur Meerwasseraufbereitung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8303982A true NL8303982A (nl) | 1984-06-18 |
Family
ID=6178716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8303982A NL8303982A (nl) | 1982-11-22 | 1983-11-18 | Werkwijze voor het ontzouten van zeewater. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU560698B2 (nl) |
| DE (1) | DE3243147C2 (nl) |
| EG (1) | EG16954A (nl) |
| ES (1) | ES8406384A1 (nl) |
| NL (1) | NL8303982A (nl) |
| PT (1) | PT77688B (nl) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4103286C2 (de) * | 1991-02-04 | 1993-10-28 | Palitex Project Co Gmbh | Doppeldraht-Zwirnspindel |
| DE19548316A1 (de) * | 1995-12-22 | 1997-06-26 | Henkel Ecolab Gmbh & Co Ohg | Aufbereitung alkalischer Spülwässer mit Umkehrosmose nach Neutralisation mit biogenem Kohlendioxid |
| AU2003207988A1 (en) * | 2002-02-19 | 2003-09-09 | Tambour Ecology Ltd. | Low boron desalted water production |
| DE102006058223A1 (de) * | 2006-12-01 | 2008-06-05 | Wp Engineering Ltd. | Verfahren und Vorrichtung zur Anreicherung von Wasser mit Magnesium-Ionen |
| IT1398342B1 (it) | 2010-02-22 | 2013-02-22 | Struttura S R L | Metodo e dispositivo di trattamento dell'acqua. |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3350292A (en) * | 1964-05-14 | 1967-10-31 | American Cyanamid Co | Utilization of saline water |
-
1982
- 1982-11-22 DE DE3243147A patent/DE3243147C2/de not_active Expired
-
1983
- 1983-11-18 PT PT77688A patent/PT77688B/pt not_active IP Right Cessation
- 1983-11-18 NL NL8303982A patent/NL8303982A/nl not_active Application Discontinuation
- 1983-11-21 AU AU21550/83A patent/AU560698B2/en not_active Ceased
- 1983-11-21 ES ES527426A patent/ES8406384A1/es not_active Expired
- 1983-11-22 EG EG730/83A patent/EG16954A/xx active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU560698B2 (en) | 1987-04-16 |
| DE3243147A1 (de) | 1984-05-24 |
| PT77688B (de) | 1986-03-27 |
| PT77688A (de) | 1983-12-01 |
| EG16954A (en) | 1991-11-30 |
| DE3243147C2 (de) | 1989-11-02 |
| ES527426A0 (es) | 1984-08-01 |
| ES8406384A1 (es) | 1984-08-01 |
| AU2155083A (en) | 1984-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5306400A (en) | Method for the combined removal and destruction of nitrate ions | |
| CN102438957B (zh) | 处理和净化海水以回收高纯度工业用氯化钠的方法 | |
| US7540965B2 (en) | Process for treating concentrated salt solutions containing DOC | |
| JPH07506758A (ja) | 高度に負荷された排水の清浄化のための化学的酸化法 | |
| US3984313A (en) | Preferential removal of ammonia and phosphates | |
| CN206901952U (zh) | 浓盐废水零排放和资源化设备 | |
| NL8303982A (nl) | Werkwijze voor het ontzouten van zeewater. | |
| US6080315A (en) | Process for the partial desalination of water | |
| CN108689539A (zh) | 浓盐废水零排放和资源化设备及处理工艺 | |
| Audinos | Liquid waste concentration by electrodialysis | |
| US20120080376A1 (en) | Use of desalination brine for ion exchange regeneration | |
| US20090071906A1 (en) | Regeneration of water treatment substrates | |
| CN206901951U (zh) | 垃圾焚烧飞灰废水零排放和资源化装置 | |
| JPS5924876B2 (ja) | ホウ素含有水の処理方法 | |
| US2422821A (en) | Liquid purifier having cation exchangers communicating selectively with anion exchangers | |
| US3406113A (en) | Desalination process | |
| EP0601614A1 (en) | Method and device for purifying a fluid flow | |
| RU2048453C1 (ru) | Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов | |
| SU638549A1 (ru) | Способ очистки стоков гальванических производств | |
| SU939397A1 (ru) | Способ термического обессоливани пресных вод | |
| RU2448057C1 (ru) | Способ получения обессоленной воды и воды высокой чистоты для ядерных энергетических установок научных центров | |
| CN221644722U (zh) | 垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统 | |
| JP2009068060A (ja) | 塩化ナトリウム水溶液の電解方法 | |
| SU1186578A1 (ru) | Способ обессоливани воды | |
| SU146249A1 (ru) | Электроионитный способ очистки сточных вод от кремнефтористого натри |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BV | The patent application has lapsed |