166267. lajstromszámú szabadalom • Ioncserélő berendezés és eljárás nagytisztaságú víz előállítására
3 166267 4 kelátképző ioncserélő cellulóz alkalmazásáról nem tesz említést. A tárgyaltakból kitűnik, hogy az eddig létező víztisztítási eljárások kívánni valót hagynak hátra, számos iontól való megtisztításról adatot nem közölnek, továbbá egyeseknél, ahol a tisztított vízben (pl. a kalcium) az ionkoncentráció csökkenése kívánatos lenne, az ioncserélő cellulózokat nem alkalmazzák. A vizek megmaradt szennyezőinek eltávolítására továbbra is szükség lenne. Kutatásaink során vatta formájú kation- és anioncserélő cellulózzal igen nagy tisztaságú vizet tudtunk előállítani. (Zs. Remport—Horváth, M. ördögh: Mikrochemica Acta 1972,491; Magyiíém. Folyóirat, 1972. 78, 412.) Abban az esetben, ha a vatta formájú kation-'é's anioncserélő cellulózokat bizonyos sorrendben, szendvics-szerűén egymásra helyeztük, a víz tisztításában meglepő többlethatást észleltünk. Az említett ioncserélő cellulózok bizonyos sorrendben való rétegzése azt eredményezte, hogy még az előző vizsgálataink szerinti érték alá, (ld. említett cikk) — amikor csak közönséges módon elhelyezett kation- és anioncserélő oszlopon tisztítottuk a vizet - 1 ng/cm3 alá csökkent a vas mennyisége mindenegyes kísérletnél. A meglepő többlethatást nem magyarázza meg az, hogy mindig újabb, még nem telített réteggel érintkezik a víz, mert a cserélő kapacitása kellően nagy ahhoz, hogy az ionokat az első érintkezésnél megkösse. A kapacitás 1 mval/g; ha 0,5 g ioncserélővel érintkezik olyan víz, amelyben a vas tartalom pl. 0,03 jug/cm3 (W. cikk) és 90 litert folyatunk át, akkor is a kapacitás elenyésző részét használtuk fel. (0,5 mval Fe az 9.300 /xg). Ennek a többlethatásnak a kihasználására a kation- és anioncserélőn kívül a szendvicsszerű elhelyezésbe kelát csoportú ioncserélő cellulózt is rétegeztünk. A kelát csoportú cserélő imino-diecetsav-etil-cellulóz, amelyet az általunk kidolgozott, eddig nem ismeretes eljárással készítettünk. Felismertük, hogy az általunk új eljárással készített imino-diecetsav-etil-cellulóz kelátképző ioncserélő cellulóz különleges tulajdonsággal rendelkezik. A vatta formájú ioncserélő cellulózokkal együtt használva, de tőlük rétegenként elkülönítve az ioncserélő gyantával vagy desztillálással tisztított vizek megmaradt szennyezéseinek eltávolításában többlethatást értünk el. A szendvics-szerű oszlop felépítés azt jelenti, hogy a vatta formájú ioncserélő cellulózokból — karboximetil-cellulóz kationcserélő, dietil-amino-etil-cellulóz anioncserélő és imino-diecetsav-etil-cellulóz kelátképző ioncserélő — több cellulóz réteget helyezünk •, egymásra. A sorrend célszerűen a következő: alulról az oszlop felső része felé haladva: kation-cserélő anioncserélő-kelátképző ioncserélő-anioncserélő kation-cserélő cellulóz és sebészeti vatta (ez utóbbi igen kis kapacitású kationcserélőként működik). Az általunk bejelentett szendvics-szerű oszlop felépítés tulajdonképpen az eddig nem ismert, kémiai szendvicsszerkezetnek nevezhető rendszer, ami esetünkben egy permeábilis rendszer, amelyen keresztül áramoltatva valamely folyadékot, esetünkben ioncserélő gyantával vagy desztillálással tisztított vizet, az állandóan új és más típusú kémiai csoporttal rendelkező rétegekkel találkozik s ezáltal az egyes részfolyamatok úgy válnak teljessé, hogy az egyik rétegen létrejövő reakciótermék a másikon reakcióba lép, stb. s esetünkben a végeredmény az oszlopról lefolyó különleges tisztaságú víz. Az ioncserélő cellulózok kapacitása mval/g nagyságrendű. Az említett szendvics-szerű oszlopon átfolyatva az ioncserélt vagy desztillált vizet, a tisztított víz minősége az eddig egyéb eljárásokkal tisztított vizek minőségénél jobb. A szendvics-szerüen felépített oszloppal a vizek nyomszennyezése a neutronaktivációs és atomabszorpciós — a jelenleg ismert legérzékenyebb — analitikai módszerek érzékenységi határának megfelelőre csökken. Az eljárásunk szerint tisztított víz szuszpendált részektől mentes, valamint, ha nem desztillált, hanem ioncserélt vizet tisztítunk, az ioncserélő gyantából az oldatba került mikroszkopikus gyanta részecskéktől és színező anyagoktól is. Ez utóbbi két hatás nem meglepő. A kolloid formában előforduló nyomelemek, AI, Cu, Mn, Cr, Pb, Ni, Fe, Zn és Sn az eljárásunk szerinti oszlopon eltávolíthatók. A szendvics-szerűén kiképezett oszlopot cserélhető patronként hordozó készülékből kifolyó különleges tisztaságú víz minőségét a következő összeállítás ' mutatja: 10-2 ng/cm3 Cu, Zn, Co, Fe, Ag, Ca, Sb, Mn, Se, Rb, Au, ír, Pt, U,Th,Sn,Ni,Pb. 3.10-2 ng / cm 3 Na, K valamint az anionok 1 ng/cm3 A Philips Laboratories cikkben a 696. oldalon levő táblázat adataiból kitűnik, hogy a felsorolt tisztított vizek közül a legjobb minőségűt kiemelve, az eljárásunkkal tisztított víz ennél jobb minőségű. A víz tisztasági vizsgálatában a létező, nyomanalizisre alkalmas, módszerek alsó érzékenységi határa és az esetleg a levegőből és edényből analízis közben a vízbejutó elkerülhetetlen szennyeződés von határt. Az eljáráshoz olyan berendezést szerkesztettünk, amely biztosítja azt, hogy az ilyen nagy tisztaságú víz a tisztítás után esetleg közben sem szennyeződik. A Philips Laboratories említett cikkében a víztisztításnál megfelelő vagy nem megfelelő anyagokat tárgyalja s a jelenleg számbajöhető anyagok közül a kvarcot, polietilént és teflont adja meg. Kísérleteink során mindhárom anyaggal dolgoztunk s anélkül, hogy megszabnánk, melyik legyen a berendezés anyaga, lehet az említettek közül bármelyik. A berendezés az 1. víztartályból, az ezzel összekötött 2 cserélhető patronú ioncserélő-oszlopból (amelyben töltetként a szendvics-szerű elrendezéssel kiképezett cellulóz cserélőkből álló szűrőpatron van), a felfogó edénybe torkolló 9 elvezető csőből áll. A berendezésben a 2. ioncserélő oszlop tartalmazza a szennyező anyagok megkötésére szolgáló töltetet, amely 3 kationcserélő 4 anioncserélő, 5 kelátképző ioncserélő, 6 anioncserélő, 7 kationcserélő és 8 sebészeti vatta szendvics-szerűen felépített rétegeiből áll. Elvégzett kísérleteinkből a következő példákat említenénk meg, amelyek közül az 1. és 2. összehasonlító kiviteli példák azt mutatják meg, hogy milyen többlethatást észlelünk a víz tisztításában, ha nem a szokásos módon, kation- és anioncserélő 65 cellulózt egymás után helyezünk oszlopba, hanem a bejelentésben szereplő szendvics-szerű rétegzést alkalmazzuk. A 3. és 4. kiviteli példák a bejelentésben 2
