187426. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés vízben rosszul oldódó, illékony szerves oldószerek kinyerésére szennyvizekből, folyadékadszorpciós eljárással
1 187 426 2 telített vízgőzzel történő átfúvatással, majd ezt követő kondenzációval. Az átfúvatást túlnyomáson végezzük, amelynek felső határát az alkalmazott műgyanta hőtűrése határozza meg. Találmányunk tárgya eljárás vízben rosszul oldódó, illékony szerves oldószerek kinyerésére szennyvizekből, apoláros, adszorpciós műgyantán történő átáramoltatással, majd a műgyanta regenerálásával. Az eljárást az jellemzi, hogy a regenerálást vízgőzös átfúvatással végezzük. Az átfúvatás során alkalmazott nyomást úgy választjuk meg, hogy a vízgőz hőmérséklete ne haladja meg a gyanta hőtűrésének megfelelő hőfokot. Találmányunk szempontjából a szennyvíz megjelölést tág értelemben minden vízben rosszul oldódó, illékony szerves oldószereket tartalmazó ipari vagy más eredetű szennyvíz, technológiai víz, vákuumvíz, anyalúg megjelölésére használjuk. Vízben rosszul oldódó, illékony szerves oldószer alatt elsősorban aromás, halogénezett aromás és halogénezett alifás szénhidrogéneket, különösen benzolt, illetve benzol, metán és etán halogénezett származékait értjük. A találmány szerinti eljárás egy előnyös megvalósítási módja szerint sztirol-divinii-benzol alapú kopolimer műgyantán, amelynek fajlagos felülete 750-800 m2/g, átlagos pórusmérete 5 10_,m (50 Á) áramoltatjuk át a tisztítani kívánt szennyvizet. Ha az áramoltatást jól megválasztott áramlási paraméterek mellett végezzük - amelyek beállítása szakember köteles tudásához tartozik -, az adszorpciós töltet például vízben rosszul oldódó, illékony aromás vegyületekből, illetve metán és etán halogénezett származékaiból a telítődésig saját tömegének 5-20%-át képes megkötni. A megkötött szerves komponensek vízgőzös fúvatással 100%ban eltávolíthatók az adszorbensről, és két oszloptérfogatnyi kondenzátumban, a kondenzáltatás körülményeitől függően, megtalálható elváló fázisként az adszorptívum 50-100%-a. A vízgőz átfúvatását előnyösen 4 bar körüli nyomáson végezzük, és - annak érdekében, hogy a szerves oldószerek minél nagyobb hányadát folyadék formájában nyerjük vissza - a kondenzátor nyomást is 4 bar körüli értéken tartjuk. Ilyen körülmények között a kondenzációs hő, illetve hűtési hő elvonására megfelelő hűtőközeget biztosít az adszorber egységből kilépő tisztitott szennyvíz, ha hőmérséklete nem haladja meg a 20-25 °C-ot. Atmoszférikus kondenzáció esetén - 5 *C-os sólével kellene a hűtést elvégezni. A gyantaágy a lehűtés után ismételt adszorpcióra kész, tulajdonságai gyakorlatilag megfelelnek eredeti állapotának, kísérleti eredményeink szerint még 80-100 ciklus után is. Ez az egyenletes pórusszerkezettel és a kisebb kötéserősséggel magyarázható. A kondenzátum szétválasztása után a szerves fázis vízzel telített, de újra felhasználható, a vizes kondenzátumrész pedig visszavezethető az adszorberre. A találmány szerinti eljárás szakaszosan, de két vagy több oszlop alkalmazása esetén folyamatosan is végrehajtható. Az eljárás kivitelezésére alkalmas legegyszerűbb berendezés vázlatát az 1. ábrán mutatjuk be. A tisztítandó szennyvizet az 1 szabályozó szelepen át a 2 műgyantával töltött, konténeres rendszerű, hűtő- illetve fütőköpennyel ellátott adszorberbe vezetjük. Az eltávozó, tisztított vizet a 3 szelepen át a 4 gyűjtőtartályba juttatjuk. Az oszlop regenerálását az 5 gőzszelepen átáramló, telített vízgőzzel végezzük. Az adszorbensről távozó komponenst tartalmazó gőzt a 6 expanziós szelepen át a 7 hűtőkondenzátoron vezetjük keresztül. A kondenzátorból a szükséges hőt a 8 szelep beállításával, a tisztított szennyvíz áramával vonjuk el. A kondenzátumot ezután a 9 fázisszétválasztóba vezetjük, ahol a szétváló szerves fázist a 10 szelepen át felhasználásra visszük, az oldószertartalmú vizes fázist pedig a 11 szelepen át az 1 beeresztö szelep előtt 12 szennyvízgyűjtőbe juttatjuk. Több adszorpciós oszloppal kialakított rendszerben, alternatív üzemmód lehetősége miatt, a 4 és 12 tároló kiküszöbölhető. A találmány szerinti berendezés egy további előnyös változata a 2. ábrán látható, ahol a jelölések jelentése a következő: 2/1 és 2/2: adszorberek 7: hűtőkondenzátor Találmányunk kiterjed az új folyadékadszorpciós eljárás kivitelezésére alkalmas berendezésre is. A találmány szerinti eljárás legfontosabb előnyei a következők:- a gőzöléses regenerálás a szerves szennyezések jó hatásfokú elválasztását teszi lehetővé;- egy-egy gyantatöltet lényegesen hosszabb ideig használható regenerálás nélkül;- a nyomás alatti kondenzáció következtében az eljárás biztonságtechnikailag előnyösebb, mert nem kell tartani a mérgező gőzök elillanásától a berendezésből;- egy előnyös foganatosítási mód szerint a kondenzációs hő elvonását a tisztított szennyvíz felhasználásával végezzük, így a rendszer egyáltalán nem igényel külső hűtőközeget;- miután nincs szükség az elúciós technikánál elkerülhetetlen eluens-visszanyerő rendszerre és az ezzel kapcsolatos fűtési, illetve hűtési energiára, az eljárás költségei lényegesen alacsonyabbak. Találmányunk további részleteit a következő példákkal szemléltetjük anélkül, hogy a példákra kívánnánk korlátozni. 1. példa Benzol kinyerése gyógyszeripari szennyvízből Amberlite XAD-4 töltetű adszorberen Lényegében a 2. ábra szerinti berendezéssel dolgoztunk. Mivel a rendszerből kilépő szennyvíz térfogatárama és benzoltartalma az üzemeltetés során ingadozó volt, az adszorber elé egy ülepítő tartályt építettünk, melynek a funkciója az volt, hogy a túltelített benzolos szennyvíz egy felül úszó benzolos rétegre és egy benzollal telített vizes fázisra váljon szét. így egyenletessé tettük az adszorber terhelését és egyúttal meggátoltuk a tiszta benzol bevitelét. A vizes betáplálás térfogatárama 2 m3/ óra, a vizes fázis benzoltartalma átlagosan 0,58 kg/ m\ egyéb szerves szennyezőtartalma maximálisan 0,1 kg/m3 volt. A vizes fázist felülről lefelé két 0,5 m3 térfogatú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
