Proces kontinuálnej regenerácie sorbentov pri čistení vody - ECKER
1. Proces kontinuálnej regenerácie sorbentov pri čistení vody, charakterizovaný že,
a) voda, ktorá sa má čistiť, prúdi vertikálne zdola nahor reaktorom naplneným sorbentom,
b) sorbent v dolnej oblasti reaktora sa kontinuálne dopravuje z reaktora do regeneračnej jednotky pomocou pneumatického dopravného zariadenia,
c) sorbent je biologicky regenerovaný v regeneračnej jednotke,
d) regenerovaný sorbent sa premyje v práčke,
e) regenerovaný sorbent sa dopravuje do hornej oblasti reaktora pomocou pneumatického dopravného zariadenia.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sorbentom je aktívne uhlie.
3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sorbentom je iónomenič.
4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sorbentom je prírodný alebo syntetický zeolit.
5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa ako sorbent použije zmes rôznych materiálov.
6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pneumatickým dopravným zariadením použitým v bode b je mamutie čerpadlo.
Vynález sa týka spôsobu kontinuálnej regenerácie sorbentov pri čistení vody.
V mnohých oblastiach je potrebné čistenie vody. Ide napríklad o úpravu pitnej vody, čistenie kontaminovanej podzemnej vody, čistenie priemyselných odpadových vôd alebo výrobu odsolenej vody na určité technické účely.
Často používanou metódou je použitie sorbentov. Sorbenty sú zvyčajne umiestnené ako granule vo filtroch, cez ktoré preteká voda, ktorá sa má čistiť. Sorbenty sú všetky materiály, ktoré sú schopné fixovať určité látky obsiahnuté vo vode a tým ich odstraňovať z vody. Fixácia sa môže uskutočniť napríklad fyzikálnou adsorpciou, chemisorpciou alebo iónovou výmenou. Medzi sorbenty patrí napríklad aktívne uhlie, prírodné a syntetické zeolity a iónomeniče. Aktívne uhlie je vhodné na odstraňovanie mnohých organických látok z vody. Zeolity sa používajú na odstránenie mnohých rôznych látok. Ich význam pri odstraňovaní amónia je vynikajúci. Iónomeniče sa používajú na odstránenie mnohých látok, ktoré sú vo vode prítomné ako ióny. Napríklad sa často používajú na odstránenie iónov ťažkých kovov.
Pokiaľ ide o látky, ktoré sa majú z vody odstrániť, majú sorbenty obmedzenú absorpčnú kapacitu, čo znamená, že po predvídateľnom čase budú zaťažené látkami absorbovanými z vody, ktorá sa má vyčistiť, a ďalšia absorpcia týchto látok už nie je možná alebo je možná iba v neprimeranom rozsahu. . Potom je potrebné sorbenty vymeniť.
Mnoho sorbentov sa dá regenerovať, čo znamená, že pôvodnú vlastnosť fixácie určitých látok vo vode je možné obnoviť vhodnou úpravou. Regenerované sorbenty sa potom môžu znova použiť na čistenie vody.
Je známych množstvo procesov regenerácie. Známou metódou je regenerácia aktívneho uhlia tepelnou úpravou. Tepelné spracovanie často prebieha v rotačných peciach suchým teplom. Za týmto účelom sa filter obvykle vyprázdňuje naplneným aktívnym uhlím a znovu sa plní čerstvým nenaloženým aktívnym uhlím. Aktívne uhlie odstránené z filtra sa môže znovu použiť neskôr v dobe po regenerácii.
Iónomeniče sa väčšinou regenerujú opláchnutím kyselinami alebo zásadami. Filter s nabitými iónomeničmi sa odpojí od procesu čistenia vody a na určitý čas sa opláchne regeneračným roztokom. Potom sa premyje čistou vodou a filter sa znova zapne do procesu čistenia vody.
Sú známe rôzne procesy regenerácie zeolitov. Destilácia alebo regenerácia parou s roztokom obsahujúcim chlorid sodný a hydroxid sodný sú všeobecne známe.
DE-4231328 opisuje proces, pri ktorom sa amoniak odstraňuje adsorpciou na zeolity v nezanesenom iónomeničovom usporiadaní, pričom sa zeolity potom čistia v nitrifikačnom reaktore.
M. J. Semmens, T. S. Porter v časopise WPCF 51 č. 12 (1979) 2928 opisujú spôsob, pri ktorom sa amoniak adsorbuje na zeolity v kolóne a zeolity sa regenerujú prečerpávaním aktivovaného kalu obsahujúceho nitrifikačné baktérie a dusičnan sodný cez kolónu. V tomto regeneračnom procese sú potrebné vysoké prietoky na fluidizáciu lôžka, aby sa zabránilo upchatiu kolóny baktériami.
Podľa DE-19934409 je možné znížiť koncentráciu amónia vo vodných roztokoch obsahujúcich amónium ich prechodom cez reaktor obsahujúci adsorbenty. Adsorbentom môže byť zeolit. Regenerácia sa uskutočňuje dopravou aktivovaného kalu obsahujúceho rozpustenú soľ cez reaktor. Počas regenerácie plyn prechádza reaktorom zdola, čím sa zabráni upchávaniu.
DE-19747444 opisuje spôsob selektívnej eliminácie amoniaku alebo amónnych iónov z vodného roztoku, pričom roztok sa vedie v prvom kroku najmenej jednou adsorpčnou kolónou naplnenou adsorbentom. Naplnený adsorbent sa potom regeneruje pomocou regeneračného roztoku, ktorý cirkuluje nad naplneným adsorbentom. Použitým regeneračným roztokom je výhodne suspenzia, ktorá obsahuje nosný materiál - aktivovaný kal - osídlený nitrifikačnými baktériami. Regenerácia a odplynenie regenerátu obohateného amoniakom - na oddelenie amoniaku - sa výhodne vykonáva pri zvýšenej teplote. Ako adsorbenty sa používajú zeolity.
Všetky vyššie uvedené spôsoby majú spoločné to, že sa filtre musia za účelom opláchnutia buď úplne vyprázdniť, alebo že sa musia filtre odpojiť od procesu čistenia vody. K tomu je potrebné prerušiť proces čistenia vody alebo zabezpečiť ďalší filter. Regenerácia tiež vyžaduje zakaždým značné technické a personálne úsilie.
DE-3903343 zverejňuje spôsob čistenia odpadovej vody pomocou iónomeničových živíc, pri ktorom odpadová voda prúdi zvisle cez plniace nádoby naplnené iónomeničovými živicami. Na regeneráciu sa živice odoberajú zo spodnej oblasti plniacej nádoby do regeneračnej nádoby, tam sa regenerujú a potom sa vracajú späť do hornej oblasti plniacej nádoby.
DE-2060240 opisuje postup kontinuálnej úpravy vody s iónomeničovou hmotou cirkulujúcou cez plniace fluidné lôžko, regeneračné fluidné lôžko a premývacie fluidné lôžko, pri ktorom sa surová voda po prechode cez plniace fluidné lôžko premieňa na materiálnu vodu, regeneračný roztok po prechode cez regeneračné fluidné lôžko a premývacie fluidné lôžko po prechode cez premývacie fluidné lôžko. sa môže použiť na prepravu iónomeničovej hmoty.
EP-0179542 popisuje kontinuálne pracujúci proces odstraňovania amónneho dusíka z vody. V tomto prípade zeolitický iónomeničový materiál kontinuálne cirkuluje v pevnom prúde cez iónomeničovú zónu a regeneračnú zónu. V zóne iónovej výmeny prúdenie pevných látok prechádza protiprúdom do kvapalnej vody obsahujúcej amónny dusík. Čas kontaktu je dimenzovaný tak, aby sa amónny dusík aspoň čiastočne odstránil z kvapalnej vody.
V regeneračnej zóne sa vložený zeolitický iónomeničový materiál zahrieva na 350 ° C - 650 ° C a prúdi ním plyn obsahujúci kyslík v protiprúde. Čas je dostatočný na aspoň čiastočné odstránenie amónneho dusíka.
US 5 614 100 opisuje spôsob čistenia odpadovej vody obsahujúcej olej, tuky, niekedy ióny železa a rozpustené uhľovodíky, ako je BTEX. Liečba prebieha v 2 krokoch. Najskôr sa odstránia oleje a tuky. Rozpustené uhľovodíky sa potom odstránia adsorpciou v protiprúde práškovými živicovými polymérnymi adsorbentmi v zóne výmeny, najlepšie v neprítomnosti iónov železa. Naplnené adsorbenty sa regenerujú a kontinuálne cirkulujú do výmennej zóny.
Patent US 2 572 848 opisuje spôsob zmiešanej regenerácie iónomeničového materiálu s iónmi H a Na. Materiál sa pohybuje samospádom smerom dole cez 3 navzájom spojené zóny, regeneračnú zónu Na, regeneračnú zónu H a premývaciu zónu.
Voda tečie v protiprúde a slúži ako premývacia voda v dolnej oblasti, potom sa pri výstupe kontinuálne mieša s koncentrovaným kyslým regeneračným roztokom a pri prechode H-regeneračnou zónou sa stáva kyslým regeneračným roztokom strednej koncentrácie. Pri ďalšom postupe sa roztok kontinuálne mieša s regeneračným roztokom soli a upravuje sa ako regeneračný roztok soli.
Iónomeničový materiál môže cirkulovať medzi oblasťou čistenia vody a regeneračnou oblasťou.
Úlohou vynálezu je vyvinúť spôsob, pri ktorom je možné sorbenty kontinuálne regenerovať počas procesu čistenia vody. Malo by sa zabrániť nákladnému vyprázdňovaniu filtrov alebo vyplachovaniu a opätovnému umývaniu filtrov na regeneráciu. Metóda by mala byť hospodárna a spoľahlivá na uskutočnenie.
Cieľ sa dosiahne nasledujúcim spôsobom podľa vynálezu:
- a) voda, ktorá sa má čistiť, prúdi zdola nahor reaktorom obsahujúcim sorbent
- b) sorbent v dolnej oblasti reaktora je kontinuálne dopravovaný z reaktora do regeneračnej jednotky pomocou pneumatického dopravného zariadenia
- c) sorbent je biologicky regenerovaný v regeneračnej jednotke
- d) regenerovaný sorbent sa premyje v práčke
- e) regenerovaný sorbent sa dopravuje do hornej oblasti reaktora pomocou pneumatického dopravného zariadenia.
Pod reaktorom sa rozumejú všetky nádoby, ktoré je možné naplniť sorbentom a cez ktoré môže rovnomerne tiecť voda. Pod pneumatickými dopravnými zariadeniami sa majú rozumieť dopravné zariadenia, ktoré uskutočňujú dopravu materiálu pomocou prúdu plynu. Môže to byť napríklad mamutí pumpa alebo ventilátor vstrekovača. Pod nepretržitou dopravou sa rozumie neprerušovaná doprava alebo doprava v určitých prestávkach a intervaloch dopravy.
Regeneračnou jednotkou by malo byť zariadenie, v ktorom sa sorbenty regenerujú biologickým procesom a získavajú tak svoju pôvodnú vlastnosť fixovať určité látky z vody. To sa môže použiť napríklad na odstránenie amoniaku z amoniakom nabitých zeolitov.