173164. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ipari vizek vagy vizes oldatok szűrésére adott esetben anioncserével összekötve, degradált anioncserélő anyag felhasználásával
5 173164 6 cserélőként alkalmazva a gyenge savakkal szemben' kapacitása csökken, ugyanakkor azonban az erős savakat is képes megkötni. Ezt az „erősbázisú” kapacitásából vesztett anioncserélő anyagot mindeddig tönkrement anyagnak tekintették, mint használhatatlant hulladékba dobták, és friss erősbázisú anioncserélő anyaggal cserélték ki. A „tönkrement” ioncserélő anyagokat gyengebázisú anioncserélőként sem alkalmazták, mivel teljes anioncserélő kapacitásuk kisebb a friss gyengebázisú anioncserélő anyagokénál, és a teljes ioncserélő kapacitás egy része erősbázisú (azaz gyeng e savak megkötésére is alkalmas). A degradált erősbázisú ioncserélő anyagok szemcsemérete, szemcseszerkezete és szemcseméret-eloszlása sem felel meg a friss anioncserélő anyagokkal szemben támasztott követelményeknek. A találmány szerint a degradált erősbázisú anioncserélő anyagoknak éppen azokat a tulajdonságait (maradék erősbázisú kapacitás, sérült szemcsefelület), hasznosítjuk, amelyek miatt ezek a gyengebázisú anioncserélő anyagok helyettesítésére alkalmatlanok. A degradált, erősbázisú anioncserélő anyagok még eleg endő teljes anioncserélő kapacitással rendelkeznek ahhoz, hogy az átvezetett vízből eltávolítsák az erős savakat és a gyenge savak egy részét, azaz részleges anioncser éré még képesek. Ugyanakkor a már nagymértékben degradálódott, tehát csökkent teljes ioncserélő kapacitású és sérült felületű szemcséket tartalmazó erősbázisú anioncserélő anyagok igen nagy aktív felületű szervesanyag-vázán maradó csökkent potenciálú és koncentrációjú pozitív töltések elektrosztatikus hatása az anyagnak igen jó szűrőhatást biztosít. A szűrőhatás elsősorban a csaknem teljesen inaktiválódott volt erősbázisú aktív csoportnak tulajdonítható. Ezek az anyagok különösen jól alkalmazhatók a negatív töltésű kolloidális és lebegő szennyezések kiszűrésére. Tehát ezekkel az anyagokkal a szűrés és a részleges anioncsere egyidőben hajtható végre. Teljes anioncsere esetén, amikor a degradált erősbázisú anioncserélő anyagot friss erősbázisú anioncserélő anyag elé kapcsoljuk, a degradált erősbázisú anioncserélő anyag az átvezetett vízből eltávolítja az erős savakat és a gyenge savak egy részét, így az utánkapcsolt friss erősbázisú anioncserélő anyagot már csak a gyenge savak egy része terheli. A degradált erősbázisú anioncserélő anyag teljes ioncserélő kapacitásának csökkenésekor egyrészt a volt erősbázisú, és később gyengebázisúvá degradálódott aktív csoportok inaktiválódnak, ezek a csoportok azonban változatlanul igen jó szűrő hatást biztosítanak, másrészt pedig a még meglevő erősbázisú aktív csoportok gyengebázisúvá degradálódnak. Ezek a kedvező hatások a találmány szerint külön műveletben előállítandó, új anyag felhasználása nélkül érhetők el; a találmány szerinti eljárás tehát lényegesen előnyösebb az ismert, gyengebázisú és erősbázisú anioncserélő anyagok kombinációját alkalmazó módszernél. A degradált erősbázisú anioncserélővei töltött oszlop a friss, erősbázisú anioncserélőről elfolyó, már használt regeneráló oldattal regenerálható, ami vegyszermegtakarítást eredményez. Az eljárás egyszerű és gazdaságos kivitelezési módja szerint az erősbázisú anioncserélővei rétegezetten, egyetlen oszlopban alkalmazzuk a degradált erősbázisú anioncserélőt. A döntő előny abban' jelentkezik, hogy külön tartály beállítása nélkül, a meglevő anioncserélő ősz lop(ok)ba megfelelő mennyiségű, például 1/3-1/2 töltetnyi friss erősbázisú anioncserélő anyag betöltésével és erre degradált anioncserélő rárétegezésével a teljesen erősbázisú anioncserélővei töltött oszloppal egyező vagy ahhoz közelálló kapacitású anioncserélő)ke)t kapunk, s egyúttal az eljárás fajlagos vegyszerköltsége is csökken. Ez az alkalmazási mód ellenáramú regenerálást feltételez. A rétegezés megvalósításához a degradált anioncserélő anyagnak éppen azt az egyik, egyébként nem kedvező jellemzőjét használhatjuk fel, hogy a korábbi h asználat során aprózódik. A degradált anioncserélőbői megfelelő fajtázássa 1 (például szitálással vagy a tartályon át alulról felfelé áramló vízzel) kiválaszthatjuk azt a friss erősbázisú anioncserélő anyagénál kisebb átmérőjű frakciót, amely az erősbázisú anioncserélő anyag fölé rétegezhető. A friss erősbázisú anioncserélő anyag mennyisége a kimerítő víz vagy vizes oldat összetételétől és a degradált anioncserélő anyag állapotától — megmaradt erősbázisú és ahhoz viszonyított gyengebázisú kapacitásától - függ, de legtöbbs z ör kevesebb, mint a teljes töltet 50%-a. Szükséges lehet a degradált anioncserélő anyagnak a különböző szennyezőktől (mechanikai, aprózódási és szerves szennyezőktől) v aló megtisztítása. Ezt ismert módszerekkel érjük el; például a degradált anioncserélő anyagon át alulról felfelé áramoltatott vízzel, amely az aprózódott ioncserélőt és a lebegő szennyezőket távolítja el; NaCl oldattal, amely a beépült idegen szervesanyagokat deszorbeálja; HC1 oldattal v agy komplexképzőkkel, amelyek a fémoxidokat távolítják el; NaOH oldattal, amely a beépült kovasavat oldja. A találmány előnyei az alkalmazási módtól függően jelentős regeneráló vegyszer és/vagy anioncserélő anyagmegtakarítás, továbbá a kezelt víz minőségének javulása. Mindezek az előnyök jelentős gazdasági eredményeket biztosítanak. Például a rétegezett ágyas alkalmazási mód esetén az esedékes töltetcsere alkalmává 1, oszloponként az új töltet körülbelül 50-70%-át megtakaríthatjuk, s a vegyszerfelhasználás is körülbelül 20%-kal csökken. A találmány szerinti eljárás alkalmazása az esetek többségében nem igényel új beruházást. 1. példa Egy erőmű sótalanítójában üzemelő anioncserélő oszlopba betöltött Varion AD erősbázisú ioncserélő anyag eredeti, friss állapotában A0 =1,2 mval/ml teljes fajlagos kapacitással, ezen belül E0 = mval/ml erősbázisú, s ennek megfelelően G0 =0,1 mval/ml gyengebázisú fajlagos kapacitással rendelkezett. Az 5000 1 anioncserélőt tartalmazó oszlop friss állapotában 3 gekv/m3 aniontartalmú vízből 2 val/val fajlagos lúg elhasználás mellett két regenerálás között 1350 nr vizet termelt, ami 1350*3/5000 = 0,81 mval/ml fajlagos hasznos kapacitásnak felelt meg. Az oszlop két regenerálás közötti víztermelése a működés során 600 m3-re, azaz fajlagos hasznos kapacitása 600* 3/5000 = 0,36 mval/ml-re csökkent. A laboratóriumi vizsgálatok azt mutatták, hogy a degradált anioncserélő anyag erősbázisú anioncserélőként - az Si02 áttö3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
