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Verfahren zur Herstellung von teilentsalztem, härtefreiem Wasser mittels Kleinfilteranlagen
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Teilentsalzung für den oben genannten Anwendungszweck ohne Gefahr für den Anwender und die Beständigkeit des Materials ermöglicht.
Es wurde nun gefunden, dass man bei der Herstellung von teilentsalztem, härtefreiem Wasser mittels Kleinfilteranlagen unter Verwendung von schwach sauren, gelartigen oder porösen Carboxyl-, Phosphon- oder Phosphinsäuregruppen enthaltenden Kationenaustauschern bzw. derenMischungen mit einer nutzbaren Volumenkapazität im Bereich von 20 bis 60 g Kalziumoxyd/l Harz, insbesondere 20 - 40 g Kalziumoxyd/l Harz, und stark sauren, gelartigen oder porösen Sulfogruppen enthaltenden Kationenaustauschern, die Regenerierung ohne die Verwendung starker Mineralsäuren erreichen und dabei mit wasserlöslichen, insbesondere festen, physiologisch unbedenklichen organischen Säuren das Auslangen finden kann, wenn man erfindungsgemäss die Regenerierung des Austauschers mittels einer Mischung, bestehend aus wasserlöslichen, insbesondere festen,
organischen Säuren und Natriumsalzen, vornimmt. Als Säuren kommen für die Regenerierung z. B. Wein- und Citronensäure, Äpfelsäure und Oxalsäure in Frage. Neben der absoluten Sicherheit bei der Handhabung wird durch das erfindungsgemässe Verfahren eine weitgehende Schonung der Apparatebauteile und der Armaturen erzielt.
Der Einsatz der beiden Typen von Kationenaustauschern, nämlich der gelartige oder poröse, schwach saure Kationenaustauscher mit Carboxyl- und/oder phosphin- und/oder phosphonsauren Gruppen und der gelartige oder poröse, sulfogruppenhaltige Kationenaustauscher, kann in variablen, den jeweiligen Rohwasserbedingungen angepassten Verhältnissen in einem Filter, in getrennter Schicht oder auch als Gemisch erfolgen.
Vorzugsweise werden für die Regenerierung wasserlösliche, mehrbasische organische Säuren mit komplexbildenden Eigenschaften verwendet. Solche Säuren gewährleisten ein intensives Entfernen von Eisenund Kalkverbindungen aus über ihre nutzbare Volumenkapazität hinaus beanspruchten Austauschermassen.
Beim Einsatz von porösen Austauschern ist es möglich, auf einen Rückspülraum völlig zu verzichten und so den Bau kleinster Filtereinheiten zu ermöglichen. Als saure Kationenaustauscher verwendet man solche, deren nutzbare Volumenkapazität im Bereich von 20 bis 60 g CaO/1 Harz, insbesondere zwischen 20 - 40 g CaO/l Harz, liegt, um auch bei hohen Durchflussgeschwindigkeiten günstige Eigenschaften des Wassers zu erreichen.
Die für die Regenerierung verwendete Lösung eines Gemisches aus organischen Säuren und Natriumsalzen soll bei Anwendung getrennter Austauscherschichten erst den schwach sauren Austauscher durchströmen. Bei Anwendung einer gemischten Austauscherschicht kann der Durchlauf von Regeneriermittel und von Rohwasser in jeder beliebigen Richtung erfolgen.
Das zur Regenerierung verwendete Gemisch aus festen organischen Säuren und Natriumsalzen kann auch in Tablettenform gepresst, der jeweiligen Härte des Rohwassers angepasst, auf das Filter gebracht werden ; auf diese Weise wird eine besonders sichere Handhabung der Regenerierung ermöglicht.
Beispiel l : Ein Rohr, das an beiden Enden mit einer engen Siebplatte und einem Zufluss- und Abflussstutzen versehen ist, wird zur Hälfte mit gleichen Teilen eines stark sauren, sulfogruppenhaltigen Polystyrolharzes als Kationenaustauscher mit hoher nutzbarer Volumenkapazität und einem schwach sauren Kationenaustauscher auf Basis eines carboxylgruppenhaltigenPolyacrylatharzes gefüllt. Das Harzbett wird von unten her rückgespült, wobei sich beide Harze trennen. Der stark saure Kationenaustauscher unterschichtet den schwach sauren Kationenaustauscher. Der Zulauf des aufzubereitenden Wassers und des Regeneriermittels erfolgt von oben her.
Das Regeneriermittel besteht aus einem Gemisch von 250 g Nad und 150 g Citronensäure und wird mit so viel Wasser verdünnt, dass eine 3-41oigne Lösung entsteht. Bei einer Regenerierzeit von etwa 40 min und spezifischen Belastungen von 40 bis 50 l/l/h für den schwach sauren Kationenaustauscher werden nutzbare Volumenkapazitäten von 35 g CaO/1 Harz erreicht. Der Salzgehalt des aufzubereitenden Wassers sinkt dabei um den Wert der im Wasser enthaltenen Bicarbonate der Härtebildner. Das Harzverhältnis kann man auch den jeweiligen Härteverhältnissen anpassen.
Beispiel 2 : Unter gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 ergibt ein Harzgemisch, das auch im Gemisch regeneriert worden ist, eine nutzbare Volumenkapazität von 25 g CaO/1 Harz.
Beispiel 3 : Beim Regenerieren eines Ionenaustauschergemisches im Verhältnis l : l mit einer 5-60/eigen Lösung von 320 g Natriumcitrat und Wasser, einer Verweilzeit der Salzlösung im Ionenaustauscher von 45 min und einer spezifischen Belastung von 20 bis 40 l/l/h konnte eine nutzbare Volumenkapazität von 34 bis 36 g CaO/1 Harz erhalten werden.
Die Versuche wurden mit einem Rohwasser von 12 bis 220 d. H. durchgeführt, wobei die Carbonathärte 50-80% betrug.