SK279699B6 - Process and apparatus for desalinisation of aqueous liquids - Google Patents
Process and apparatus for desalinisation of aqueous liquids Download PDFInfo
- Publication number
- SK279699B6 SK279699B6 SK3483-91A SK348391A SK279699B6 SK 279699 B6 SK279699 B6 SK 279699B6 SK 348391 A SK348391 A SK 348391A SK 279699 B6 SK279699 B6 SK 279699B6
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- filter
- exchange resin
- mixed
- ion
- bed
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- B01J47/00—Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
- B01J47/02—Column or bed processes
- B01J47/04—Mixed-bed processes
-
- 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
- B01J49/09—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds of mixed beds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Description
Oblasť technikyTechnical field
Vynález sa týka spôsobu odsoľovania vodných roztokov obsahujúcich soli, pri ktorom sa roztok obsahujúci soli vedie aspoň jedným katexovým živicovým filtrom, aspoň jedným anexovým živicovým filtrom a filtrom so zmesovým lôžkom, a pri ňom sú katexové živice a anexové živice navzájom premiešané. Vynález sa ďalej týka zariadenia na uskutočňovanie tohto spôsobu.The invention relates to a process for the desalination of aqueous salt-containing solutions, wherein the salt-containing solution is passed through at least one cation exchange resin filter, at least one anion exchange resin filter and a mixed bed filter, wherein the cation exchange resin and the anion exchange resin are mixed together. The invention further relates to an apparatus for carrying out the method.
Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Je známe na jemné čistenie vody obsahujúcej soli v odsoľovacích zariadeniach, kde sa soľ z vody úplne odstraňuje, zaraďovať filter so zmesovým lôžkom za skupinu takzvaných pracovných filtrov, pomocou ktorých sa z vody odstráni najväčší podiel rozpustených látok, a ktoré obsahujú aspoň jeden filter z katexovej živice a aspoň jeden filter z anexovej živice. Uvedený filter so zmesovým lôžkom slúži na jemné alebo konečné čistenie vody ako takzvaný dokončovaci filter tým, že odstraňuje posledné stopy rozpustených nečistôt (spravidla menej ako 0,5 - 2 % pôvodného obsahu solí) a/alebo ako takzvaný „bezpečnostný alebo policajný“ filter na zachytenie prienikov soli pri nepredvídateľných prevádzkových nepravidelnostiach. V obidvoch funkciách sú živicové ionexy vo filtri so zmesovým lôžkom zaťažené len oveľa menším zlomkovým dielom svojej výmennej kapacity za časovú jednotku katiónmi alebo aniónmi a musia byť preto regenerované až po oveľa dlhšom čase prevádzky ako ionexové živice pracovných filtrov predradených pred filtrom sa zmesovým lôžkom.It is known for the gentle purification of salt-containing water in desalination plants, where the salt is completely removed from the water, to include a mixed-bed filter after a group of so-called working filters which remove the largest proportion of solutes from the water and containing at least one cation exchange filter and at least one anion exchange resin filter. Said mixed bed filter serves for fine or final water purification as a so-called finishing filter by removing the last traces of dissolved impurities (typically less than 0.5-2% of the original salt content) and / or as a so-called "safety or police" filter for capture of salt infiltrations in unpredictable operational irregularities. In both functions, the ion exchange resins in the mixed-bed filter are only loaded with a much smaller fraction of their exchange capacity per unit time by cations or anions and must therefore be regenerated after much longer operation than the ion-exchange resins of the working filters upstream of the mixed-bed filter.
Navyše je zloženie látok, ktoré majú byť týmto filtrom odstránené, úplne inakšie od zloženia látok, ktoré sa zachytia na predradených pracovných filtroch. Látkami, ktoré sa dostanú ešte na ďalej zaradený filter so zmesovým lôžkom, sú najmä tie látky, ktoré sa ťažko zachycujú, najmä skutočne rozpustená kyselina kremičitá, ale aj čiastočne spolymerovaná kyselina kremičitá a organické látky. Tieto látky sa rovnako zase ťažšie od ionexových živíc oddeľujú a môžu na nich zostarnúť, čím ich uvoľnenie od ionexových živíc je ešte ďalej zaťažené. Tento spôsob práce podľa doterajšieho stavu techniky má preto aspoň tieto nevýhody:In addition, the composition of the substances to be removed by this filter is completely different from the composition of the substances that are retained on the upstream working filters. The substances which reach the downstream mixed-bed filter are, in particular, those which are difficult to retain, in particular actually dissolved silicic acid, but also partially polymerized silicic acid and organic substances. These substances, in turn, are more difficult to separate from the ion-exchange resins and can age on them, which further exacerbates their release from the ion-exchange resins. Therefore, this prior art method has at least the following disadvantages:
- filtre so zmesovým lôžkom prevádzkované ako jemné alebo dokončovacie filtre majú vzhľadom na malé koncentrácie rozpustených látok, ktoré majú odstrániť, veľmi dlhý čas životnosti, radovo týždne až mesiace. To sa ukazuje ako nevýhodné, pretože mnoho látok zachytených na a v ionexových živiciach zostarne, napríklad ďalšou polymeráciou kyseliny kremičitej a pevnejším spojením organických látok ich ďalším vnikaním do jemných pórov ionexových živíc. To spôsobuje ireverzibilné poškodenie ionexových živíc a zníženie ich účinnosti,- mixed bed filters operated as fine or finishing filters have a very long service life, in the order of weeks to months, due to the small concentrations of solutes to be removed. This proves to be disadvantageous because many of the substances trapped on and in the ion exchange resins get older, for example by further polymerizing the silicic acid and by firmly joining organic substances by further penetrating them into the fine pores of the ion exchange resins. This causes irreversible damage to ion exchange resins and reduces their efficacy,
- na druhú stranu môžu byť po dlhý čas životnosti jemných dokončovacích filtrov regeneračné činidlá sotva usporené, pretože na uvoľnenie ťažko odstrániteľných látok je treba nadmerné množstvo regeneračných činidiel a ich opätovné použitie je vzhľadom na ich znečistenie prevažne ťažko odstrániteľnými látkami spravidla nemožné,- on the other hand, the regeneration agents can hardly be saved for a long lifetime of the fine finishing filters, since excessive amounts of regeneration agents are required to release hardly removable substances and their reuse is generally impossible due to their contamination by predominantly hardly removable substances,
- filtre so zmesovým lôžkom prevádzkované ako bezpečnostné alebo policajné filtre“ môžu plniť bezpečnostnú funkciu len tak dlho, pokiaľ ich zachycovacia kapacita je ešte taká veľká, že nekontrolované prieniky iónov predradenými pracovnými filtrami môžu byť na bezpečnostnom filtri zachytené. Keď sa, ako je to obvyklé, funkcie „bezpečnostného filtra“ a Jemného dokončovacieho filtra“ navzájom skombinujú a filter so zmesovým lôžkom je pre vádzkovaný prakticky až do jeho úplného zaťaženia, to znamená, pokiaľ nedôjde na prienik, potom bezpečnosť, ktorú tieto filtre so zmesovým lôžkom poskytujú, klesá stále až na nulu. Keď potom takéto filtre pracujú ďalej, to znamená, že sú prevádzkované až na úplné zaťaženie, dôjde dokonca na eluovanie látok už na filtri so zmesovým lôžkom zachytených, ktoré sú pre mnoho spotrebičov úplne odsotenej vody škodlivejšie ako látky zostávajúce vo vode pri uvedenom prekročení činnosti pracovných filtrov,- Mixed-bed filters operated as safety or police filters' can only perform a safety function as long as their capture capacity is still so large that uncontrolled ion penetration by upstream working filters can be trapped on the safety filter. When, as usual, the functions of the "safety filter" and the fine finishing filter "combine with each other and the mixed bed filter is operated practically until it is fully loaded, that is, if there is no penetration, then the safety mixed beds provide, decreasing steadily to zero. When such filters continue to operate, that is to say they are operated at full load, there will even be elution of substances already on the mixed bed filter, which are more harmful to many fully dehydrated water appliances than those remaining in the water at the above time filters,
- aby odsoľovanie bolo uskutočňované hospodárne, udržuje sa zvyškový obsah solí, ktoré sa dostali na ďalej zaradený filter so zmesovým lôžkom, čo možno najmenší. Aby nastala táto situácia, j c potrebné predradené pracovné filtre často regenerovať pomocou spôsobov a zariadení, vyžadujúcich náročnejšiu a v podstatne s vyššími nákladmi uskutočniteľnú automatizovanú prevádzku.- for desalination to be carried out economically, the residual content of salts which have reached the downstream mixed bed filter is kept as small as possible. In order to achieve this situation, it is necessary to regenerate upstream working filters by means of methods and apparatus requiring more demanding and substantially higher-cost automated operation.
Už v patente US 3 537 989 bola stanovená úloha použiť kyselinu už použitú na regeneráciu filtra so zmesovým lôžkom ešte na regeneráciu predradeného katexového živicového filtra. Pritom šlo jedine o zmenšenie množstva použitej kyseliny a nie súčasne o všetky ďalšie výhody uskutočniteľné predloženým vynálezom. V tomto patente US nejde najmä o to, aby sa, filter so zmesovým lôžkom použil súčasne a v pomere prispôsobenom zadanej úlohe ako pracovný filter, filter na jemné čistenie a bezpečnostný filter. Chýba tu predpoklad na predložený vynález, totiž existencia predradeného anexového živicového filtra. Navyše je zmenšenie spotreby kyseliny bez súčasného zmenšenia spotreby lúhu spravidla bezvýznamné, pretože spotrebované regeneračné činidlá, ktoré majú byť odvedené, musia byť na zachovanie predpisov týkajúcich sa odpadovej vody prakticky neutrálne. Na jednej strane usporená regeneračná kyselina musí byť inak opäť použiteľná pri spracovaní odpadovej vody. Úspory regeneračných činidiel a tým aj odľahčenie okolitého prostredia je dosiahnuté len vtedy, keď sa môže zmenšiť použitie obidvoch regeneračných činidiel, to je kyseliny a lúhu.Already in U.S. Pat. No. 3,537,989, the task was to use the acid already used to regenerate the mixed-bed filter while still regenerating the pre-cation exchange resin filter. This was merely a reduction in the amount of acid used and not at the same time all the other advantages practicable by the present invention. In particular, this US patent is not intended to use a mixed-bed filter at the same time and in proportion to a given task as a working filter, a fine cleaning filter and a safety filter. There is no presumption for the present invention, namely the existence of a pre-anion exchange resin filter. Moreover, the reduction of acid consumption without reducing the consumption of caustic is generally insignificant, since the regeneration agents to be removed must be practically neutral in order to maintain the waste water regulations. On the one hand, the regenerated acid saved must otherwise be reusable in waste water treatment. Saving of the regenerating agents and thus the relieving of the surrounding environment is achieved only when the use of both regenerating agents, i.e. acids and lye, can be reduced.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Uvedené nedostatky odstraňuje spôsob odsoľovania vodných roztokov obsahujúcich soli, pri ktorom sa roztok obsahujúci soli vedie aspoň jedným katexovým živicovým filtrom, aspoň jedným anexovým živicovým filtrom a filtrom so zmesovým lôžkom, a pri ktorom sú katexové živice a anexové živice navzájom premiešané, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že ďalej zaradený filter so zmesovým lôžkom sa prevádzkuje ako pracovný filter, nielen ako filter na odstraňovanie menej ako 0,5 - 2 % pôvodného obsahu soli a/alebo bezpečnostný filter, ale rovnako ako predradené katexové živicové filtre a anexové živicové filtre a roztoky regeneračných činidiel použité na regeneráciu ionexovej živice zmesového lôžka, potom slúžia na regeneráciu ionexových živíc katexových živicových filtrov a anexových živicových filtrov predradených filtru so zmesovým lôžkom.These drawbacks are overcome by a process for the desalination of aqueous salt-containing solutions, wherein the salt-containing solution is passed through at least one cation exchange resin filter, at least one anion exchange resin filter and a mixed bed filter, and wherein the cation exchange resin and anion exchange resin are intermixed with each other. the essence is that the downstream mixed bed filter is operated as a working filter, not only as a filter to remove less than 0.5-2% of the original salt content and / or a safety filter, but as well as pre-cation exchange resin filters and anion exchange resin filters, and the regenerating agent solutions used to regenerate the mixed bed ion exchange resin, then serve to regenerate the ion exchange resins of the cation exchange resin filters and the anion exchange resin filters of the upstream mixed bed filter.
Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu sa roztoky regeneračných prostriedkov použité na regeneráciu ionexových živíc filtra so zmesovým lôžkom súčasne, ale oddelene, odvádzajú dvomi odvádzacími systémami kvapaliny usporiadanými nad deliacou plochou a pod deliacou plochou medzi hydraulicky oddelenými ionexovými živicami filtra so zmesovým lôžkom, usporiadanými v dvoch horizontálnych rovinách.According to a preferred embodiment of the invention, the regenerant solutions used to regenerate the ion-exchange resins of the mixed-bed filter simultaneously, but separately, are discharged by two liquid evacuation systems arranged above and below the separating surface between the hydraulically separated ion-exchange resins of the mixed-bed filter. .
Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia vynálezu sa aspoň jedným prívodným systémom kvapaliny usporiadaným v aspoň jednej horizontálnej rovine medzi oboma od2 vádzacími systémami kvapaliny privádza aspoň jedna kvapalina na vzájomné oddelenie obidvoch roztokov regeneračných činidiel od seba.According to a further preferred embodiment of the invention, at least one liquid supply system arranged in at least one horizontal plane between the two liquid supply systems is supplied with at least one liquid for separating the two regenerant agent solutions from each other.
Základom na uskutočňovanie spôsobu podľa vynálezu je priestorové oddelenie rôznych živíc, takže živice predradených filtrov môžu byť regenerované roztokmi regeneračných činidiel, použitými na živice filtra so zmesovým lôžkom. Prevádzkovanie ďalej zaradeného filtra so zmesovým lôžkom podľa vynálezu ako pracovného filtra je potrebné chápať tak, že tento filter neslúži, ako pri známych zariadeniach na úplné odsoľovanie, len na odstraňovanie posledných stôp menších ako 0,5 - 2 pôvodných nečistôt, ale že obsah nečistôt za predradenými katexovými živicovými a anexovými živicovými filtrami môže byť ešte zreteľne vyšší a môže činiť napríklad asi 5-25 % pôvodného obsahu nečistôt.The basis for carrying out the process according to the invention is the spatial separation of the different resins, so that the resins of the pre-filters can be regenerated with the regenerating agent solutions used on the mixed-bed filter resins. The operation of the downstream mixed bed filter according to the invention as a working filter is to be understood that, as with the known desalination plant, this filter does not merely remove the last traces of less than 0.5-2 original impurities, but that the upstream cation exchange resin and anion exchange resin filters may be even higher and may be, for example, about 5-25% of the original impurity content.
Uvedené nedostatky ďalej odstraňuje zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa vynálezu, s filtrom so zmesovým lôžkom, pred ktorým je predradený aspoň jeden katexový živicový filter a aspoň jeden anexový živicový filter, a so zariadením na súčasné odvádzanie roztokov regeneračných činidiel z ionexových živíc filtra so zmesovým lôžkom, pričom podstatou vynálezu je, že nad deliacou plochou a pod deliacou plochou medzi ionexovými živicami filtra so zmesovým lôžkom, oddelenými na hydraulickej dráhe, sú v dvoch horizontálnych rovinách usporiadané dva odvádzacie systémy kvapaliny na súčasné, oddelené odvádzanie roztokov regeneračných činidiel z ionexových živíc filtra so zmesovým lôžkom, to je horný odvádzací systém kvapaliny na roztok regeneračného činidla hornej vrstvy ionexovej živice a dolný odvádzací systém kvapaliny na roztok regeneračného činidla dolnej vrstvy ionexovej živice.These drawbacks are further eliminated by an apparatus for carrying out the method according to the invention, with a mixed-bed filter preceded by at least one cation-exchange resin filter and at least one anion-exchange resin filter, and with a device for concurrently draining regenerative agent solutions from the ion-exchange resin. The invention is based on the fact that above the separation surface and below the separation surface between the ion exchange resins of the mixed-bed filter separated on the hydraulic track, two liquid drainage systems are arranged in two horizontal planes for simultaneous separate separation of regeneration agent solutions from the ion-exchange mixed resin filters. a bed, i.e., an upper liquid removal system for the regenerative agent solution of the upper ion exchange resin layer and a lower liquid removal system for the regenerative agent solution of the lower ion exchange resin layer.
Podľa výhodného uskutočnenia vynálezu majú odvádzacie systémy kvapaliny od seba zvislý odstup 30 až 300 mm alebo 3 až 20 % výšky vrstvy ionexových živíc filtra so zmesovým lôžkom.According to a preferred embodiment of the invention, the liquid evacuation systems have a vertical distance of 30 to 300 mm or 3 to 20% of the height of the bed of the mixed bed filter.
Podľa ďalšieho výhodného uskutočnenia vynálezu je v aspoň jednej horizontálnej rovine medzi obidvomi odvádzacími systémami kvapaliny usporiadaný aspoň jeden prívodný systém kvapaliny.According to a further preferred embodiment of the invention, at least one liquid supply system is arranged in at least one horizontal plane between the two liquid evacuation systems.
Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Vynález bude bližšie objasnený na príklade uskutočnenia podľa priložených výkresov, na ktorých obr. 1 znázorňuje obsah chloridových iónov vody, ktorá je v rovnováhe s anexovou živicou, v závislosti od zaťaženia anexovej živice chloridovými iónmi pri rôznych hodnotách pH a obr. 2 zariadenie na súčasný a oddelený odber roztokov regeneračných činidiel použitých na regeneráciu ionexových živíc filtra so zmesovým lôžkom, ktoré tvoria podstatnú časť zariadenia podľa vynálezu.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows the chloride ion content of water which is in equilibrium with an anion exchange resin as a function of the loading of the anion exchange resin with chloride ions at various pH values; and FIG. 2 shows a device for the simultaneous and separate collection of regenerative agent solutions used for the regeneration of ion-exchange resins of a mixed-bed filter which form an essential part of the device according to the invention.
Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Pri spôsobe podľa vynálezu sa roztoky regeneračných činidiel použité na regeneráciu ionexových živíc filtra, so zmesovým lôžkom odvádzajú súčasne, ale oddelene výhodne dvomi odvádzacími systémami kvapaliny usporiadanými v dvoch horizontálnych rovinách nad deliacou plochou a pod deliacou plochou medzi ionexovými živicami filtra so zmesovým lôžkom hydraulicky oddelenými.In the method of the invention, the regenerant solutions used to regenerate the mixed bed ion exchange resin are removed simultaneously, but separately preferably by two liquid discharge systems arranged in two horizontal planes above the separation surface and below the separation surface between the mixed bed ion exchange resin hydraulically separated.
Je tiež výhodné, keď sa aspoň jedným prívodným systémom kvapaliny usporiadaným v aspoň jednej horizontálnej rovine medzi obidvomi odvádzacími systémami kvapa liny privádza kvapalina, aby bolo udržiavané vzájomné oddelenie obidvoch roztokov regeneračných činidiel.It is also preferred that at least one liquid supply system arranged in at least one horizontal plane between the two liquid evacuation systems is supplied with liquid to maintain separation of the two regenerant agent solutions from each other.
Nasledujúce objasnenie vysvetľuje, ako môže byť spôsobom podľa vynálezu s minimálnymi nákladmi, najmä s najmenšími nákladmi na regeneračné činidlá, získavaná čo najčistejšia voda:The following explanation explains how the purest water can be obtained by the process according to the invention at least cost, in particular at least cost of regeneration agents:
1. Posledné percentá práce vykonanej na úplné odsolenie vody môžu byť uskutočnené čo najhospodárnejšie filtrami so zmesovým ionexovým lôžkom, pretože výmena za uhľovodíkové ióny a hydroxylové ióny sa v nich uskutočňuje prakticky pri pH 7, kde súčet týchto disociovaných iónov je najmenší. V prípade výmeny chloridových iónov za hydroxylové ióny sa nastaví v zmesovom lôžku napríklad nasledujúca rovnováha:1. The last percentages of the work carried out to completely desalinate water can be carried out in the most economical way with mixed ion-exchange filters, since the exchange for hydrocarbon ions and hydroxyl ions takes place practically at pH 7, where the sum of these dissociated ions is the smallest. In the case of the exchange of chloride ions for hydroxyl ions, for example, the following equilibrium is set in the mixed bed:
-R‘OH- + Na» -» Cl- ~~ -R»C1- + Na* + OH (1), pričom -R+ predstavuje pevný ión, ktorý je zakotvený v kostre anexovej živice, a protiión OH- sa vymení za pohyblivé ióny rovnakého znamienka náboja, ktoré sa označujú ako Ko-ióny (v predloženom prípade Cl-). Platí nasledujúci vzťah:-R'OH- + Na »-» Cl- ~~ -R »C1- + Na * + OH (1), where -R + represents a solid ion anchored in the anion exchange resin skeleton and the counterion OH- is exchanged as moving ions of the same charge sign, referred to as Co-ions (in the present case, Cl-). The following relationship applies:
-RCl [Cl]-RCl [Cl]
------- = k ------ROH [OH] ’ pričom [Cl] a [OH] sú koncentráciami chloridových a hydroxylových iónov. Rovnovážny koeficient k má pre silno bázické ionexové živice typu I, ktorých funkčná skupina [= pevný ión (zakotvená skupina) + protiión] zodpovedá vzorcu:------- = k ------ ROH [OH] ´ where [Cl] and [OH] are concentrations of chloride and hydroxyl ions. The equilibrium coefficient k has a type I strong ion exchange resin whose functional group [= solid ion (anchored group) + counterion] corresponds to the formula:
OH-OH-
hodnotu od 10 do 12. Pre hodnotu h = 10 je na obr. 1 uskutočnené grafické znázornenie, z ktorého môžeme poznať obsah anexovej živice na hydroxylové ióny (ROH) a tým aj na chloridové ióny, ktorý je pri určitej hodnote pH v rovnováhe s určitým obsahom chloridov vody.For a value of h = 10, FIG. 1 shows a graphical representation from which we can know the content of anion exchange resin for hydroxyl ions (ROH) and hence for chloride ions, which at a certain pH value is in equilibrium with a certain content of water chlorides.
V pracovnej zóne filtra so zmesovým lôžkom, to znamená v zóne, v ktorej sa nastaví rovnováha výmeny, leží hodnota pH konštantné na asi 7, pretože katióny a anióny rozpustené vo vode sa súčasne odstraňujú a zmenia sa za uhľovodíkové alebo hydroxylové ióny. Pretože koncentrácia chloridových iónov vo vode súvisí podľa rovnice (2) s koncentráciou hydroxylových iónov a je k nej úmerná a koncentrácia hydroxylových iónov pri pH = 7 sa rovná koncentrácii uhľovodíkových iónov rovnej 10'7 Mol/kg, zatiaľ čo koncentrácia katiónov je zodpovedajúcim spôsobom úmerná koncentrácii uhľovodíkových iónov, je celková koncentrácia chloridových iónov a katiónov pri pH = 7 úmerná k 2.10’7, zatiaľ čo napríklad pri pH = 8 je úmerná súčtu z 10'8 a 10'6, to znamená že je väčšia prakticky o mocninu desiatich. Preto je koncentrácia iónových nečistôt docielená pri použití filtra sa zmesovým lôžkom pracujúcim pri pH = 7 najmenšia.In the working zone of the mixed bed filter, i.e. the exchange equilibrium zone, the pH is constant at about 7, since the cations and anions dissolved in the water are simultaneously removed and converted to hydrocarbon or hydroxyl ions. Since the concentration of chloride ions in water is related to and is proportional to the concentration of hydroxyl ions according to equation (2) and the concentration of hydroxyl ions at pH = 7 is equal to a hydrocarbon ion concentration of 10 7 Mol / kg, while the cation concentration is correspondingly proportional concentration of hydrocarbon ions, the total concentration of chloride ions and cations at pH 7 in proportion to the 2/10 "7, as for example, at pH 8 is proportional to the sum of the 10 -8 and 10 -6, i.e. the more practically a power of ten. Therefore, the concentration of ionic impurities obtained by using a mixed bed filter operating at pH = 7 is the lowest.
Na obr. 1 sú zdôraznené tri oblasti použitia obzvlášť dôležité v technike vody:In FIG. 1, three areas of application particularly important in water technology are highlighted:
I.:V elektrárenskej technike je potrebná voda s obsahom chloridu okolo 1 ppb. Táto voda, môže byť vyrobená, pri hodnote pH = 7 už v pracovnej zóne filtra so zmesovým lôžkom, keď hydroxylové ióny sú viazané len na asi 20 % pevných iónov anexovej živice.I.: In power engineering, water with a chloride content of about 1 ppb is needed. This water can be produced at pH = 7 already in the working zone of the mixed bed filter when the hydroxyl ions are bound to only about 20% of the solid anion exchange resin ions.
II: Ak činí v pracovnej zóne hodnota pH 9, musia byť na docielenie rovnakého obsahu chloridov hydroxylové ióny viazané na viac ako 90 % všetkých pevných filtrov.II: If the working zone is at a pH of 9, the hydroxyl ions must be bonded to more than 90% of all solid filters to achieve the same chloride content.
III: Ak má anexová živica rovnako vysoký regeračný stupeň 90 %, tak môže byť pri pH = 7 získavaná v pracovnej zóne voda s obsahom chloridov okolo 0,01 ppb, ako to bude v najbližšom období vyžadované v priemysle polovodičov.III: If the anion exchange resin has the same high regeneration degree of 90%, water with a chloride content of about 0.01 ppb can be recovered at pH = 7 as required in the semiconductor industry in the near future.
2. Pri spôsobe podľa vynálezu sú ionexové živice, z ktorých je zostavený filter so zmesovým lôžkom, priestorovo navzájom oddelené tak, že kyseliny alebo lúhy použité na ich regeneráciu sa po tejto regenerácii nezmiešavajú a môžu byť preto následne použité aj na regeneráciu katexových a anexových živičných filtrov predradených filtru so zmesovým lôžkom. Vďaka tejto spojenej regenerácii môže byť prebytok regeneračného činidla vynaložený pri regenerácii ionexových živíc filtra so zmesovým lôžkom využitý pri regenerácii ionexových živíc predradených katexových a anexových živičných filtrov.2. In the process according to the invention, the ion-exchange resins from which the mixed-bed filter is assembled are spatially separated so that the acids or alkalis used for their regeneration are not mixed after this regeneration and can consequently also be used for the regeneration of cation-exchange and anion-exchange resins. pre-mixed filter with mixed bed. Due to this combined regeneration, the excess regenerant used in the regeneration of the ion-exchange resin of the mixed-bed filter can be utilized in regenerating the ion-exchange resins of the upstream cation-exchange and anion-exchange resin filters.
3. Pretože jeden alebo viac predradené katexové alebo anexové živičné filtre nie je nutné dimenzovať tak, aby odstraňovali najväčšiu časť iónových rozpustených látok z vody, ktorá má byť odsolená, pretože je v prevádzke aj filter so zmesovým lôžkom ako pracovný filter, je potrebné na regeneráciu predradených ionexových živicových filtrov použiť menej regeneračných činidiel, ako vtedy, keď filter so zmesovým lôžkom slúži len ako „bezpečnostný alebo policajný“ filter.3. Since one or more upstream cation exchange or anion exchange resin filters do not need to be sized to remove most of the ionic solutes from the water to be desalted, since a mixed bed filter is also in operation as a working filter, it is necessary for regeneration Pre-ion exchange resin filters use less regenerative agents than when a mixed-bed filter serves only as a "safety or police" filter.
4. Vďaka stabilnej hodnote pH v pracovnej zóne filtra so zmesovým lôžkom už nezávisí kvalita získavanej čistej vody v praxi od variabilných predpokladov, ako sú zmeny v kvalite východiskovej vody, ďalej tlak, teplota a koncentrácia východiskovej vody a roztoky regeneračných činidiel. Preto nie je pri regenerácii už potrebný žiaden prídavný prebytok regeneračných činidiel, aby bola zaručená nerušená prevádzka pri nepredvídateľných odchýlkach od bežných okrajových podmienok.4. Due to the stable pH value in the working zone of the mixed bed filter, the quality of the clean water obtained in practice no longer depends on variable assumptions, such as changes in the quality of the starting water, pressure, temperature and concentration of the starting water and regenerant solutions. Therefore, no additional excess of regenerating agents is required during regeneration in order to guarantee undisturbed operation at unpredictable deviations from normal boundary conditions.
5. Vďaka častej a stálej s relatívne vysokým prebytkom uskutočňovanej regenerácie živice filtra so zmesovým lôžkom, sú tieto živice stále zaťažené vysokým stupňom OHiónu. Anexové živice sú tak v rovnováhe s vodou s extrémne malým obsahom chloridov, približne tak, ako je to znázornené rovnovážnym stavom III na obr. 1. Vyrába sa voda s minimálnym zvyškovým obsahom iónov.5. Due to the frequent and sustained, relatively high excess of regeneration of the mixed bed filter resin, these resins are still loaded with a high degree of OHion. Thus, the anion exchange resins are in equilibrium with water with an extremely low chloride content, approximately as shown by equilibrium state III in FIG. 1. Water with a minimum residual ion content is produced.
6. Rovnako pokiaľ sa týka organických látok a koloidnej kyseliny kremičitej zostávajú živice vďaka častým a intenzívnym regeneráciám čisté. Výmenná kapacita a kinetika výmeny zostávajú zachované.6. Similarly, with regard to organic substances and colloidal silicic acid, the resins remain clean due to frequent and intensive regenerations. Exchange capacity and exchange kinetics are maintained.
7. Cez menšie dimenzovanie predradených pracovných filtrov, prevádzkovaných maximálne, a tým aj vyššia lekáž týchto filtrov, zostáva na ďalej zaradených filtroch so zmesovým lôžkom vyššia bezpečnostná kapacita pre nepredvídateľné nepravidelnosti v porovnaní s bezpečnostným filtrom podľa doterajšieho stavu techniky.7. Despite the smaller sizing of the pre-working filters operated at maximum, and thus the higher leakage of these filters, there is a higher safety capacity for unpredictable irregularities on the downstream mixed-bed filters compared to the prior art safety filter.
Priestorové oddelenie katexových a anexových živíc filtra so zmesovým lôžkom potrebné na spojenú regeneráciu , môže byť v praxi uskutočnené, pri zahladení daných pomerov a požiadaviek na kvalitu čistej vody, ľubovoľnými spôsobmi podľa doterajšieho stavu techniky. Podľa výhodného uskutočnenia sa však roztoky regeneračných činidiel použité na regeneráciu hydraulicky oddelených katexových a anexových živíc filtra so zmesovým lôžkom pomocou nového odvádzacieho zariadenia, znázorneného na obr. 2 a prestavujúceho podstatný znak zariadenia podľa vynálezu, odvádzajú súčasne.The spatial separation of the cation exchange and anion exchange resins of the mixed bed filter necessary for the combined regeneration may be practiced, by smoothing the given ratios and the requirements for pure water quality, by any of the prior art methods. According to a preferred embodiment, however, the regenerating agent solutions used to regenerate the hydraulically separated cation exchange and anion exchange resin of the mixed-bed filter by means of the new removal device shown in FIG. 2 and constituting an essential feature of the device according to the invention, are simultaneously removed.
Vynález sa preto vzťahuje aj na zariadenie vhodné na uskutočňovanie spôsobu podľa vynálezu, s filtrom so zme sovým lôžkom, pred ktorým je predradený aspoň jeden katexový živicový filter a aspoň jeden anexový živicový filter, a so zariadením na súčasné odvádzanie roztokov regeneračných činidiel z ionexových živíc filtra so zmesovým lôžkom, pričom nad deliacou plochou a pod deliacou plachou medzi ionexovými živicami filtra so zmesovým lôžkom, oddelenými na hydraulickej dráhe, sú v dvoch horizontálnych rovinách usporiadané dva odvádzacie systémy kvapaliny na súčasné oddelené odvádzanie roztokov regeneračných činidiel z ionexových živíc filtra so zmesovým lôžkom, to je horný odvádzací systém kvapaliny pre roztok regeneračného činidla hornej vrstvy ionexovej živice a dolný odvádzací systém kvapaliny pre roztok regeneračného činidla dolnej vrstvy ionexovej živice.The invention therefore also relates to a device suitable for carrying out the method according to the invention, with a mixed-bed filter preceded by at least one cation-exchange resin filter and at least one anion-exchange resin filter, and with a device for simultaneously recovering regenerative agent solutions from the ion exchange resin filters. with a mixed bed, wherein two liquid drainage systems are arranged in two horizontal planes above the separating surface and below the separating sheet between the mixed bed ion exchange resins separated on the hydraulic track, to simultaneously separate the regenerative agent solutions from the mixed bed ion exchange resins, that is, the upper liquid removal system for the ion exchange resin upper layer regenerative solution and the lower liquid exchange system for the ion exchange resin lower layer regenerative solution.
Odvádzacie systémy kvapaliny majú výhodne vzájomnú zvislú vzdialenosť, 30 až 300 mm alebo táto vzdialenosť činí 3 až 20 % výšky vrstvy ionexových živíc filtra so zmesovým lôžkom.The liquid discharge systems preferably have a vertical distance to each other, of 30 to 300 mm, or 3 to 20% of the height of the bed of the mixed bed filter.
Zvlášť výhodné rovnako je, keď v minimálne jednej vodorovnej rovine medzi obidvomi odvádzacími systémami kvapaliny je usporiadaný aspoň jeden prívodný systém kvapaliny, ktorým je privádzaná oddeľovacia kvapalina, aby sa zabránilo zmiešaniu obidvoch roztokov regeneračných činidiel.It is also particularly advantageous if at least one liquid supply system is provided in the at least one horizontal plane between the two liquid removal systems to supply the separating liquid in order to prevent mixing of the two regenerating agent solutions.
Oddelene odvádzané roztoky regeneračných činidiel môžu potom byť oddelene použité o sebe známym spôsobom na regeneráciu ionexových živíc predradených katexových a pripadne anexových živicových filtrov.The separately recovered regenerating agent solutions can then be used separately in a manner known per se for regenerating ion exchange resins of upstream cation exchange and optionally anion exchange resin filters.
Obr. 2 znázorňuje výrez kolóny pre homogénnu zmes aspoň jednej katexovej živice a aspoň jednej anexovej živice, ktorá je na obr. 2 na regeneráciu rozdelená hydraulicky do dvoch vrstiev 5, 6 z katexových alebo anexových živíc. Nad deliacou plochou, prípadne pod deliacou plochou 4 medzi vrstvami 5, 6 ionexových živíc sú v dvoch horizontálnych rovinách usporiadané dva odvádzacie systémy 1, 2 kvapaliny; roztok regeneračného činidla pre hornú vrstvu 5 ionexovej živice je odťahovaný horným odvádzacím systémom 1 kvapaliny a roztok regeneračného činidla pre dolnú vrstvu 6 ionexovej živice je odvádzaný dolným odvádzacím systémom 2 kvapaliny. Medzi obidvomi odvádzacími systémami 1, 2 kvapaliny je v horizontálnej rovine usporiadaný prívodný systém 3 kvapaliny na privádzanie oddeľovacej kvapaliny.Fig. 2 shows a section of a column for a homogeneous mixture of at least one cation exchange resin and at least one anion exchange resin as shown in FIG. 2 for regeneration divided hydraulically into two layers 5, 6 of cation exchange or anion exchange resins. Two liquid evacuation systems 1, 2 are arranged in two horizontal planes above the partition surface or below the partition surface 4 between the ion exchange resin layers 5, 6; the regeneration agent solution for the ion exchange resin upper layer 5 is withdrawn by the upper liquid evacuation system 1 and the regeneration agent solution for the ion exchange resin lower layer 6 is removed by the lower liquid evacuation system 2. Between the two liquid evacuation systems 1, 2 there is arranged in a horizontal plane a liquid supply system 3 for supplying the separating liquid.
Zariadenie podľa vynálezu, ktoré výhodne, ale nie bezpodmienečne obsahuje prídavný systém 3 kvapaliny, môže byť výhodne použité najmä vtedy, keď s cieľom dosiahnuť najvyššej možnej čistoty vyrábanej čistej vody je snaha dosiahnuť extrémne vysokého stupňa regenerácie filtra so zmesovým lôžkom. Použitím zariadenia podľa vynálezu možno zamedziť nežiaducemu kontaktu ionexových živíc, nachádzajúcich sa v oblasti deliacej plochy 4, s roztokom regeneračného činidla upraveného vždy pre iný typ ionexovej živice, ktorý by mohol nastať vplyvom nerovností deliacej plochy 4. Zabránením takejto nesprávnej regenerácie („cross contamination“) je dosiahnuté lepšieho stupňa, celkovej regenerácie, aj keď ionexové živice nachádzajúce sa medzi oboma odvádzacími systémami I, 2 kvapaliny sa vôbec neregenerujú.The device according to the invention, which preferably, but not necessarily, comprises an additional liquid system 3, can advantageously be used, in particular, in order to achieve an extremely high degree of regeneration of the mixed bed filter in order to achieve the highest possible purity of the clean water produced. By using the device according to the invention, unwanted contact of the ion exchange resins located in the area of the partition 4 with the regeneration agent solution adapted for a different type of ion exchange resin, which could occur due to unevenness of the partition 4, can be prevented. ), a better degree of overall regeneration is achieved, although the ion exchange resins between the two drain systems 1, 2 are not regenerated at all.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH367090 | 1990-11-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK279699B6 true SK279699B6 (en) | 1999-02-11 |
Family
ID=4260990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK3483-91A SK279699B6 (en) | 1990-11-19 | 1991-11-18 | Process and apparatus for desalinisation of aqueous liquids |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0487455B1 (en) |
| CZ (1) | CZ282180B6 (en) |
| DE (1) | DE59106766D1 (en) |
| HU (1) | HUT69524A (en) |
| SK (1) | SK279699B6 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB201801355D0 (en) | 2018-01-26 | 2018-03-14 | Enterprise Therapeutics Ltd | Compounds |
| EP4389250A1 (en) | 2022-12-21 | 2024-06-26 | MionTec GmbH | Device for regeneration of mixed-bed ion-exchangers and process using the same |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB902347A (en) * | 1959-04-20 | 1962-08-01 | Permutit Co Ltd | Improvements relating to the ion-exchange treatment of water |
| GB1005981A (en) * | 1963-05-22 | 1965-09-29 | Permutit Co Ltd | Methods of regenerating ion-exchange materials |
| GB1239964A (en) * | 1968-02-29 | 1971-07-21 | Permutit Co Ltd | Processes and apparatus for demineralising water |
| US3527718A (en) * | 1969-01-27 | 1970-09-08 | Scott & Fetzer Co | Regenerating mixed bed anion and cation exchange resins |
| US3537989A (en) * | 1969-10-03 | 1970-11-03 | Crane Co | Demineralization system |
| DE3037850A1 (en) * | 1980-10-07 | 1982-04-15 | Hanns-Heinz 7031 Gärtringen Eumann | Lading regenerating column for ion exchanger resin - with permeable plates for mixed cation-anion bed and single bed |
-
1991
- 1991-11-15 DE DE59106766T patent/DE59106766D1/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-15 EP EP91810885A patent/EP0487455B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-15 HU HU913578A patent/HUT69524A/en unknown
- 1991-11-18 CZ CS913483A patent/CZ282180B6/en not_active IP Right Cessation
- 1991-11-18 SK SK3483-91A patent/SK279699B6/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0487455A1 (en) | 1992-05-27 |
| CZ282180B6 (en) | 1997-05-14 |
| DE59106766D1 (en) | 1995-11-30 |
| EP0487455B1 (en) | 1995-10-25 |
| HU913578D0 (en) | 1992-01-28 |
| HUT69524A (en) | 1995-09-28 |
| CS348391A3 (en) | 1992-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20060065602A1 (en) | Selective fluoride and ammonia removal by chromatographic separation of wastewater | |
| JP3844368B2 (en) | Method for collecting used glycol aircraft anti-icing / deicing composition | |
| JPH0644074B2 (en) | Treatment method for wastewater containing uranium and fluorine | |
| CN114829295A (en) | Method for producing hypochlorous acid aqueous solution and method for regenerating weakly acidic cation exchanger | |
| SK279699B6 (en) | Process and apparatus for desalinisation of aqueous liquids | |
| JP3968678B2 (en) | Method for treating tetraalkylammonium ion-containing liquid | |
| JP3727212B2 (en) | Apparatus and method for treating wastewater containing boron | |
| KR20120103633A (en) | Method for reusing waste liquid from which tetraalkylammonium ions have been removed | |
| US4172783A (en) | Condensate purification process by use of dilute clear lime solution | |
| JPS6357799A (en) | Treatment of plating solution | |
| KR100432132B1 (en) | Method Of Collecting Cr(Ⅵ) From Anion Exchange Resin and Collecting Apparatus | |
| JP2576155B2 (en) | Multi-layer ion exchanger | |
| JPS61155898A (en) | Treater for regenerated waste liquor of ion exchnage resin | |
| JP4481987B2 (en) | Treatment of water-soluble chemical waste | |
| WO2023062925A1 (en) | Acid solution purification method | |
| DE2334695A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR THE REGENERATION OF ION EXCHANGERS | |
| JPH0329897A (en) | Method of removing radioactive substances from radioactive solid waste storage pool | |
| JPH01258749A (en) | Regenerating agent for cation exchange resin and regenerating process using said regenerating agent | |
| JPH0615266A (en) | Concentration of fluorine-containing waste water | |
| JP3677591B2 (en) | Ion exchange method | |
| JPH10272464A (en) | Method for regenerating coolant liquid for automobile and apparatus used for the same | |
| JP2965806B2 (en) | Regeneration method of condensate desalination equipment | |
| SU1389839A1 (en) | Method of regeneration of h-cation exchanger filter | |
| Monet | Economic Considerations | |
| JPS62146299A (en) | Treatment of plating solution |