DD242800A1 - Verfahren zur adsorptiven hochreinigung organisch belasteter brauchwaesser - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein zweistufiges Verfahren zur Hochreinigung von Brauchwaessern, um diese in nachfolgenden Vollentsalzungsanlagen weiter aufzubereiten, das in der Mikroelektronik und bei der Herstellung von Bildwiedergaberoehren Anwendung findet. Aufgabe der Erfindung ist es, ein zweistufiges Verfahren zur Hochreinigung von Brauchwaessern unter Verwendung einer doppelten Adsorptionsstufe zu schaffen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass in der ersten Stufe, die dem oberen Teil der Adsorptionssaeule entspricht, durch mechanische Nebenfiltration der Filterkuchen ausgebildet wird und in der zweiten Stufe, die dem unteren Teil der Adsorptionssaeule entspricht, die reversible Absenkung geloester organischer Inhaltsstoffe vollzogen wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein zweistufiges Verfahren zur Hochreinigung von Brauchwässern, Grundwässern und Oberflächenwässern, um diese in nachfolgenden Vollentsalzungsanlagen weiter aufzubereiten, das in der Mikrooptoelektronik und bei der Herstellung von Bildwiedergaberöhren Anwendung findet.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, Rohwässer, Trinkwässer oder andere Brauchwässer, insbesondere Oberflächenwasser, vorzureinigen, um mit ihnen eine Vollentsalzungsanlage auf lonenaustauschbasis oder durch Umkehrosmose zu betreiben. Dabei unterscheidet sich der benötigte Aufwand je nach Menge und Struktur der Wasserverunreinigungen erheblich. Organische Verunreinigungen sind besonders schädigend (DD-WP 55617, DD-WP 126710, DE-OS 3018086, DE-AS 2332103).

Des weiteren sind Reinigungsverfahme bekannt, die auf der Basis von Klärbecken, biologischen Belebtschwämmen, Belüftungen, Filtrationen mit Kies und anderen Filtern, mit chemischen oder chemisch-physikalischen Oxidationen, elektrolytischen Behandlungen, mit verschiedenen Flockungsverfahren und mit ein und/oder mehrstufigen Adsorptionsverfahren vorrangig auf der Basis verschiedener Aktivkohlen oder anderer Substrate durchgeführt werden (DD-WP 126911, DD-WP 132963, DE-OS 1934000, DE-OS 2447956, DE-OS 3018086, DE-OS 3025353). Mit den Höchstanforderungen an reinstem Wasser der Elektronik und der verwandten Industrie wurden Adsorptions-Austauscherharze, vor allem mit poröser Kanalstruktur, eingesetzt. Sie werden meistens auf der Basis von Polystyren-Divinylbenzen hergestellt; die wirksamsten von ihnen mit anionitischen Seitenketten. Dabei treten die gewünschten Adsorptionen für spezifische Substanzgruppen auf, deren Zusammensetzung und Konzentration vor allem in Oberflächenwässern mit Belastungen durch industrielle Abwasser oder durch verschmutzten Regen oder durch landwirtschaftliche Einflüsse sowie durch natürliche Prozesse unvorhersehbar schwanken. Das hat zur Folge, daß der erreichbare Reinigungseffekt an Brauchwasser in Form von Beseitigung organischer Verunreinigungen ebenfalls Schwankungen unterliegt und ständiger, aufwendiger Kontrollen und Analysen bedarf. Die Schwierigkeiten bestehen in der Festlegung der Regenerierungstechnologie, dem Regenerierungsaufwand, dem Zeitbedarf hierfür im Verhältnis zum aktiven Betriebszustand sowie der ökonomischen Tragbarkeit des Verfahrens, beispielsweise durch Lebensdauerverkürzungen der teuren Adsorberfüllungen. Für jedes ortsabhängige System muß eine optimale Variante erarbeitet werden, beispielsweise mittels Langzeit-Modellanlagen. Diese werden zur Aufbereitung von Oberflächenwässern über eine einjährige Laufzeit betrieben, um die jahreszeitlichen Schwankungen des Rohwassers zu erfassen und eine perspektivische Qualitätsbeurteilung zu gestatten. Der Aufwand zur Risikominderung gegen Schwankungen der Wasserqualität wird hoch angesetzt (DD-WP 72515, DD-WP 810969, DD-WP 104494, DE-OS 1 642868, DE-OS 2427697, DE-OS 2439303, DE-OS 2950875, DE-OS 3016708).

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur adsorptiven Hochreinigung von Brauch-, Grund- und Oberflächenwässern zu entwickeln, um diese in nachfolgenden Vollentsalzungsanlagen aufbereiten zu können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein zweistufiges Verfahren zur Hochreinigung organisch belasteter Brauchwasser zu schaffen, bei dem eine doppelte Adsorptionsharzstufe eingesetzt wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem das zweistufige Verfahren mit zwei getrennten Adsorptionssäulen durchgeführt wird, wobei die erste Stufe dem oberen Teil der Adsorptionssäule entspricht und vorrangig den mechanischen Nebenfiltereffekt mit kontrollierter Ausbildung eines Filterkuchens auslöst. Die zweite Stufe entspricht dem unteren Teil der Adsorptionssäule schwebstofffreien Wassers zur reversiblen Absenkung gelöster organischer Inhaltsstoffe. Beide Füllungen enthalten hochporöse Adsorptions- und Austauscherharze auf der Basis von Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisaten. Eine Neufüllung mit unverbrauchten Adsorberharzen erfolgt nur in der zweiten Stufe, während die erste Säule nur mit erschöpftem, sonst zu verwerfendem Material in der zweiten Säule gefüllt wird. Die erste Füllung wird wesentlich flacher gehalten als die zweite Füllung. Bei den Oberflächenwässern wird die erste Füllung mit einem erheblich reduzierten Regenerierungsmitteleinsatz, angepaßt an die stark schwankenden Rohwasserqualitäten, regeneriert. Bei der zweiten Stufe mit dem Hauptvolumen der Adsorberharzfüllung entfallen tägliche Regenerierungen, die in einem Bereich von Wochen bis Monaten verlängert werden. Dadurch werden Regenerierungsmittel eingespart und eine höhere Standzeit der Hauptharzfüllung erreicht und die Abwasserlast gering gehalten. Bei dem Vorhandensein fettartiger Substanzen werden lösungsmittelhaltige Spezialregenerierungen durchgeführt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben werden.

LAdsorberstufe:

Flachfüllung: 0,05 bis 0,5m

Ausströmung: 5m/h bis30m/h

Regenerierungszyklus: Stunden bis Tage

Maximale Druckdifferenz: 50KPA (0,5at)

Regenerierungsmittel: Wasser, ölfreie Druckluft, alkalische Kochsalzlösung, verdünnte Salzsäure, methanolische Natronlauge,

wäßrig-azetonische Gemische 2. Adsorberstufe: Hochfüllung: 0,5 bis 1,5m Ausströmung: 5m/h bis30m/h Regenerierungszyklus: Tage bis Monate Maximale Druckdifferenz: 80KPA (0,8at) Regenerierungsmittel: Wasser, ölfreie Druckluft, alkalische Kochsalzlösung, verdünnte Salzsäure

Claims (5)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur zweistufigen adsorptiven Hochreinigung belasteter Brauchwasser, gekennzeichnet dadurch, daß unter Verwendung von zwei getrennten Adsorptionssäulen in der ersten Stufe durch mechanische Nebenfiltration der Filterkuchen ausgebildet wird und in der zweiten Stufe die reversible Absenkung gelöster organischer Inhaltsstoffe vollzogen wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zwei Adsorptionssäulen getrennt regeneriert werden.
3. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die erste Stufe dem oberen Teil der Adsorptionssäule und die zweite Stufe dem unteren Teil der Adsorptionssäule entspricht.
4. 4. Verfahreh nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Adsprptionssäulen mit Adsorptions- und Austauscherharzen auf der Basis von Styrol-Divinylbenzol-Copolymerisaten gefüllt wird.
5. 5. Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Schichthöhe der ersten Füllung geringer als die der zweiten Füllung gehalten wird.