DE1063986B

DE1063986B - Verfahren zur Vollentsalzung von Wasser durch Ionenaustausch unter Wiederverwendung der Austauscher nach Regenerierung und Waschung

Info

Publication number: DE1063986B
Application number: DEM26204A
Authority: DE
Inventors: Engelbert Hoeke
Original assignee: MASCHINENBAU-AKTIENGESELLSCHAFT BALCKE; Balcke AG
Current assignee: MASCHINENBAU-AKTIENGESELLSCHAFT BALCKE; Balcke AG
Priority date: 1955-02-23
Filing date: 1955-02-23
Publication date: 1959-08-20

Description

Verfahren zur Vollentsalzung von Wasser durch Ionenaustausch unter Wiederverwendung der Austauscher nach Regenerierung und Waschung Die Waschwasserverluste bei der Vollentsalzung von Wasser durch Ionenaustausch sind erheblich und beeinflussen daher stark die Wirtschaftlichkeit derartiger Verfahren.
Man hat bereits den Wirkungsgrad von solchen aus Wasserstoffionenaustauscher und Hydroxylionenaustauscher, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Rieselers zwischen diesen Austauschern, bestehenden Vollentsalzungsanlagen in der Weise verbessert, daß der Gegenioneneffekt und damit auch der Filterschlupf und der Restsalzgehalt im Reinwasser durch Zusatz eines Teiles des bereits vollentsalzten Wassers zum Rohwasser vor dem Kationenaustauscher verringert werden.
Es ist auch bereits bekannt, den Wirkungsgrad der Vollentsalzung mittels Ionenaustausch dadurch zu steigern, daß man die verhältnismäßig großen Waschwassermengen, die beim Auswaschen der regenerierten Hydroxylionenaustauscher abfließen, an Stelle von oder zugleich mit dem Rohwasser den Kationenaustauschern zuleitet, sobald ihr Salzgehalt den des Rohwassers erreicht oder unterschritten hat.
Erfindungsgemäß wird nun der Waschwasserbedarf bei der Vollentsalzung von Wasser durch Ionenaustausch auf einfache Weise verringert.
Das vorliegende Verfahren bezieht sich auf die bekannteArbeitsweise, bei welcher dem Hydroxylionenaustauscher ein Restspalter nachgeschaltet ist, um die in seinem Ablauf befindlichen Laugespuren zu entfernen.
Diese als pH-Ausgleichsfilter dienenden Restspalter bestehen z. B. aus einem Kationenaustauschfilter, das sowohl Alkali- als auch Wasserstoffionen abzugeben vermag. Sie ersetzen je nach Umständen mit dem entsalzten Wasser durchgeschlüpfte Alkaliionen durch Wasserstoffionen oder Wasserstoffionen durch Alkaliionen.
In einer solchen aus Wasserstoffionenaustauscher, Rieseler, Hydroxylionenaustauscher und Restspalter bestehenden Anlage ist die Belastung des Restspalters nur gering, da das Wasser aus dem Hydroxylionenaustauscher nur noch etwa l/zoo der im Rohwasser vorhandenen Salze enthält.
Entsprechend diesem geringen Salzangebot könnte theoretisch der Restspalter auch 100mal länger laufen als die übrige Anlage. Es ist aber bisher in der Praxis lediglich üblich, den Restspalter schon nach höchstens zehn Laufzeiten zu regenerieren. Der Restspalter wird also nie seiner Kapazität entsprechend voll ausgenutzt.
Diese bisher zu etwa 900/0 brachliegende Kapazität des Restspalters wird erfindungsgemäß durch folgende Maßnahmen zur Rückgewinnung von Waschwasser ausgenutzt, ohne daß deshalb der Restspalter für eine größere Leistung ausgelegt werden muß.
Der Hydroxylionenaustauscher wird unter Rückführung des aus ihm abfließenden laugehaltigen Waschwassers über den Restspalter zum Rieseler gewaschen. Auf diese Weise gewinnt man etwa 600/o des Waschwassers zurück; denn der Salzgehalt des so gewonnenen Waschwassers liegt weit unter dem Salzgehalt des Rohwassers. Durch diese Maßnahme wird auch der Hydroxylionenaustauscher weniger belastet, der Waschvorgang verkürzt und, da der Wasserstoffionenaustauscher nur etwa 40°/o des vorher benötigten Waschwassers erzeugen muß, die Kapazität dieses Austauschers gesteigert.
Erfindungsgemäß kann somit jede alte Anlage mit Restspalter und Rieseler lediglich durch Anbringung einer Rückleitung vom Restspalter zum Rieseler etwa 60'0/0 Waschwasser einsparen. Dadurch wird außerdem die Waschzeit erheblich verkürzt, und der schließlich erreichte Restsalzgehalt des behandelten Wassers liegt niedriger.
Die Regenerationen werden im gleichen Zyklus und mit gleichen bzw. sogar verringerten Chemikalienmengen vorgenommen; denn entsprechend der um 60°/o geringeren Beanspruchung zur Erzeugung von Waschwasser steigt die Leistung der Anlage.
Ausführungsbeispiel Ein Wasser mit einem Kationengehalt äquivalent 150 dH und einem Anionengehalt von ebenfalls 150 dH wird mit Hilfe von Ionenaustauschern vom Styrolharztyp entsalzt. Die Leistung der Anlage betrage 40 t/h bzw. 400 t/Regeneration. Der Bedarf an Wasserstoffionenaustauschermaterial mit einer nutzbaren Volumenkapazität (nVK) von 36 g CaO/1 Masse beträgt 16601. An Hydroxylionenaustauschermaterial mit einer nVK von 18g Ca 0/1 Masse werden 33301 benötigt.
Der Waschwasserverbrauch des Hvdroxvlionenaustauschers beträgt etwa das Zehnfache der Austauscherfüllung, also etwa 33 m3/Regeneration. Diese Waschwassermengen, welche ohne Rückführung des Waschwassers über Restspalter und Rieseler voll von dem Wasserstoffionenaustauscher aufbereitet werden müssen, würden zusätzlich 137 1 Wasserstoffionenaustauschermasse benötigen.
Führt man dagegen erfindungsgemäß das Waschwasser für den Hydroxylionenaustauscher über Restspalter und Rieseler zurück, so sind darüber hinaus nur 40o Waschwasser aufzubereiten; der benötigte Zuschlag beträgt nur 55 1 Wasserstoffionenaustauschermasse.
Praktisch wird der Hydroxylionenaustauscher nach der Regeneration zunächst mit dem aus dem vorgeschalteten Wasserstoffionenaustauscher gewonnenen Wasser gewaschen, bis der Salzgehalt des ablaufenden Waschwassers so weit abgesunken ist, daß sein m-Wert etwa 1 mval/l bzw. seine Leitfähigkeit etwa 150 IlS beträgt. Dann beginnt die Rückführung des Waschwassers.
Das Ende der Waschung ist erreicht, wenn die Leitfähigkeit hinter dem Hydroxylionenaustauscher unter 5 pS abgesunken ist. Mit Beginn der Waschwasserrückführung kann die Waschgeschwindigkeit verdoppelt werden.
Bei erheblichen Mengen zurückgewonnenen Waschwassers erzielt man also erfindungsgemäß größere Kapazitäten des Wasserstoff- und Hydroxylionenaustauschers bei kleinerer Ausführung der Vorratsbehälter für Waschwasser, da der zusätzliche Waschwasserbedarf geringer ist als früher.
PATENTANS 1' RUCH: Verfahren zur Vollentsalzung von Wasser, bei welchem das zu entsalzende Wasser hintereinander durch einen Wasserstoffionenaustauscher, einen Rieseler, einen Hydroxylionenaustauscher und einen Restspalter geleitet wird und bei welchem die Austauscher nach ihrer Erschöpfung und Regenerierung mittels Säuren bzw. Alkalien mit Wasser, und zwar der Hydroxylionenaustauscher mit im Wasserstoffionenaustauscher vorbehandeltem Wasser, gewaschen und dann wiederbenutzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydroxylionenaustauscher unter Rückführung des aus ihm abfließenden Waschwassers über den Restspalter zum Rieseler gewaschen wird.

Claims

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 757 547, 919 460; USA.-Patentschrift Nr. 2 264 402; Österreichische Chemiker-Zeitung, 52 (1951), S. 152 bis 156.