200711. lajstromszámú szabadalom • Eljárás természetes vízek sótalanító eljárásában alkalmazott kation- és anioncserélők regenerálásánál keletkező hulladékoldatok hasznosítására
HU 200711 B 1 2 A találmány szerinti eljárással természetes vizek sótalanító eljárásában alkalmazott kation- és anioncserélők regenerálásánál keletkező hulladékoldatokat hasznosítjuk, a természetes vizek szervesanyag-kötő (scavenger) ioncserélők normál rege- 5 nerálásához, élénkítő öblítéséhez és savas kezeléséhez. A természetes vizek sótalanítását általában a következő módon végzik: A megfelelőképpen előkezelt (szűrt, lágyított) 10 vizet először a szervesanyag-kötő ioncserélő oszlopra vezetik, melynek feladata a vízben lévő szervesanyagok (huminok, ligninek, stb.) megkötése. Ezután kation-, majd anioncserélő oszlopokra vezetik a tisztítandó vizet, ahol először a vízben oldott 15 sók kationjai hidrogén-, anionjai pedig hidroxil-ionokra cserélődnek ki. Általában a kation- illetve anioncserélő gyantákat savoldattal ill. lúgoldattal regenerálják. Az oszlopokról elfolyó regeneráló-oldatokat általában 20 hulladékként eldobják. Ismeretesek olyan eljárások, amelyben a kation- illetve anioncserélő regenerálásánál keletkező hulladékoldatot valamilyen módon hasznosítják. így például a 1 464 007 sz. egyesült királyság-beli szabadalmi leírás szerinti el- 25 járásban az anioncserélőkről elfolyó regenerátumot hasznosítják oly módon, hogy az egyik ioncserélőről elfolyó hulladék-oldatot keresztül vezetik a másik oszlopon, majd az így megkötött ionokat egy alkalmas regenerálószerrel végzett regenerálással 30 hasznosítható formában visszanyerik. így például nátrium-klorid-oldattal kimerített erősen savas és gyengén bázisos ioncserélők regenerálásánál, az ioncserélőt ammónium-hidroxid-oldattal hozzák hidroxil-formába, a kapott ammónium-tartalmú 35 hulladékregenerátumot a kationcserőlőre vezetik, ahonnan az ammóniumionokat kénsavas regenerálással visszanyerik és hasznosítják. Megjegyezzük, hogy a természetes vizek sótalanító eljárásában alkalmazott kation- és anioncseré- 40 lök regenerálásánál keletkező hulladékoldatok nagymennyiségű oldott anyagot (só, sav, lúg) tartalmaznak, mely oldott anyag-tartalom mintegy 80 tömeg%-a nagyobb, mint 0,6 mól/dm3 koncentrációban van jelen. 45 A szervesanyag-kötő ioncserélők normál regenerálása általában 10 tömeg%-os konyhasó-oldattal történik, mely oldatot 200-250 g/dm3 ioncserélő mennyiségben vezetik át a gyantán. Esetenként lúgos (pH > 13) konyhasó oldattal élénkítő rege- 50 nerálást, karbonátos elszennyeződésnál sósavas kezelést alkalmazunk. (Dr.Chonavecz Tibor: Az ipari víz előkészítése. Műszaki Könyvkiadó, 1979. 189.oldal.) A 170 233 sz. magyar szabadalmi leírásban is- 55 mertetett eljárás szerint az ioncserélő gyanták diffúziós csatornáinak a szennyvíz nagy molekulájú szennyező anyagaitól elszűkült részeit elektrolit-oldatokkal tisztják, a fentiekben ismertetett módon. Ezekben az eljárásokban a regenerálószerként 60 alkalmazott erős elektrolitok hatására az ioncserélő gyanta pórusai összehúzódnak és így a nagy molekulájú szennyeződések a pórusokból mintegy kipréselődnek. Nátrium-klorid-oldat helyett alkalmazhatók egyéb elektrolitok is, mint pl. nátrium- 65 nitrát-, kalcium-klorid-, kálium-klorid-, kálium-nitrát-oldat. Az ismert szervesanyag-mentesítő eljárások hátránya, hogy- a normál regenerálás és élénkítő öblítés, illetve savas kezelés nagy mennyiségű vegyszert igényel,- a hulladékoldat nátrium-klorid-oldat, melynek nátrium-egyenértéke 100% (az OVH 3/1984 rendelkezése szerint a vizeket szennyező anyagok határértékei:- technológiai eredetű összes só: 1-2 kg/m- nátrium-egyenérték (%): 45/ só tartalma kb. 5 tömeg%, (kb. 50 kg/m3), ezért igen erősen környezetszennyező hatású,- nagymennyiségű konyhasó tárolására és oldására alkalmas berendezést kell építeni Célul tűztük ki, hogy a természetes vizek sótalanító eljárásában alkalmazott kation- ill. anioncserélők regenerálásánál keletkező hulladékoldatokat hasznosítsuk és ezáltal csökkentsük a környezetbe kikerülő nátrium-klorid, valamint sav és lúgoldatok mennyiségét. Egyidejűleg célunk volt az is, hogy a szervesanyag-kötő ioncserélő oszlopok regenerálásához használt oldatok készítésénél felhasznált vegyszer mennyiséget (nátrium-klorid, sav) csökkentsük és így a regenerálást gazdaságosabbá tegyük. Felismertük, hogy ha a sótalanító kation- és anioncserélők regenerálásánál elfolyó hulladékregenerátumot megfelelő mennyiségben és sorrendben a szervesanyag-kötő ioncserélőre vezetjük, a szervesanyag-kötő ioncserélők regenerálásánál szokásosan alkalmazott 10 tömeg%-os konyhasó-oldat helyett, az ismert eljárással azonos értékű szervesanyagmentesítő hatás érhető el. A természetes vizek sótalanításánál alkalmazott anioncserélő regenerálásához alkálifém-hidroxidoldatokat használunk és így az elfolyó oldat alkálifém-hidroxidokat és alkálifém-sókat tartalmaz. Az eljárásban alkalmazott kationcserélők regenerálásához ismert eljárás szerint sósav-, kénsav- vagy salétromsav-oldatot használunk és így az elfolyó sósavas vagy salétromsavas oldat alkálifém- és alkáliföldfém-sókat tartalmaz. A regeneráló oldatok koncentrációja legalább 1 mól/dnr, így a regenerálás során elfolyó oldatban - a technológiai eredetű hígulást is figyelembe véve - az oldott anyag 80 tömeg%-a legalább 0,6 mól/dm3 koncentrációjú oldat formájában van jelen. Az így kapott hulladékoldatokkal biztosíthatjuk a szervesanyag-kötő regenerálásához szükséges 200-250 g/dm3 ioncserélő (3,4-4,3 mól/dm3) sókoncentrációval egyenértékű oldott anyag tartalmat. Az anioncserélő regenerálásánál keletkező hulladékoldatot felhasználhatjuk továbbá az élénkítő regenerálásához szükséges lúgos-konyhasó-oldat készítéséhez, oly módon, hogy sótartalmát nátriumklorid hozzáadásával legalább 10 tömeg%-osra állítjuk be. A találmány szerinti eljárást úgy végezzük, hogy- az anioncserélőről elfolyó alkálifém-hidroxidokat és alkálifém-sókat, legalább 0,6 mól/dm3 összkoncentrációban tartalmazó oldatot, legalább 5 mól/dm3 gyanta mennyiségben a szervesanyag-2
