198135. lajstromszámú szabadalom • Eljárás víz részleges sótalanítására szolgáló berendezés kationcserélő töltetének környezetkímélő regenerálására
1 198 135 2 A találmány víz részleges sótalanítására szolgáló berendezés kationcserélő töltetének környezetkímélő regenerálására vonatkozik. A víz részleges sótalanítása során a változó és állandó keménységet okozó kalcium- és magnéziumionokat távolítják el kationcserélő gyanták segítségé vei. Az ismert sótalanító berendezésekben „H” alakban lévő kationcserélő gyantából és „Na” alakban lévő kationcseréiő gyantából álló töltetet alkalmaznak, ahol a „H” kationcserélő gyanta erősen savas — így VARION-KS — vagy gyengén savas — például VARION-KCO — lehet. At „Na” kationcserélő gyanta minden esetben erősen savas. „(Részletesebben lásd pl. Dr, Inczédy J.: Ioncserélők és alkalmazásuk, Műszaki Könyvkiadó, Budapest)”. A leírásban a kationcserélő gyantákat a sótalanításnál történő alkalmazás szempontjából nevezzük ,,H” kationcserélő gyantának, még akkor is, ha már kimerült, s nein „II”, iiletve „Na” alakban vannak jelen. Abban az esetben, ha erősen savas „H” kationcserélő gyantából és erősen savas „Na” kationcserélő gyantából álló töltetekkel ellátott részleges sótalanító berendezést alkalmaznak, a „H” kationcseréiő hidrogénionra cseréli ki a váitozó keménységet okozó kalcium- és magnézium-hidrogénkarbonátok, valamint az állandó keménységet okozó kalcium- és magnéziumsók (például - kloridok, — szulfátok stb ) kalcium- és magnéziumionjait, valamint a nátriumsók nátriumionjait. Az ennek következtében erősen savassá váló víz hidrogénionjait az erősen savas „Na” kationcserélő nátriumionra cseréli ki. így a részlegesen sótalanított víz a széndioxid és az oldott oxigén ismert módon, pl. gáztalanítással történő eltávolítása után gyakorlatilag csak nátriumsőkaí tartalmaz. A kimerült ,JI” kationcserélő gyanta a hidrogénionok helyett kalcium-, magnéziumionokat és nátriumionokat, a kimerült „Na” kationcserélő gyanta pedig nátriumionok helyett hidrogénionokat tartalmaz. Ha a részleges sótalanító berendezés „H” kationcserélő töltete gyengén savas kationcserélő gyantából áll, az csak a hidrogénkarbonátok kationjait cserélile hidrogénionra. Ebben az esetben az állandó keménységet okozó kalcium- és magnéziumionok a „Na” kationcserélő gyantán cserélődnek ki nátriumionra. A részlegesen sótalanított víz a széndioxid és az oldott oxigén eltávolítása után lényegében ugyanolyan minőségű lesz, mint erősen savas „H” és „Na”' kationcserélő gyanták alkalmazása esetén, azonban mindkét kimerült gyanta kalcium- és magnéziumionokat, a „H” kationcseréiő még nátriumionokat is tartalmaz. A kimerült „H” kationcserélő gyanta regenerálása feleslegében vett 'ásványi sav vizes oldatával végzett kezeléssel történik mindkét gyantatípus esetén, majd a gyantáról távozó, regenerálás utáni vizes oldatot semlegesítés után a csatornába engedik A kimerült „Na” kationcserélő gyantát vizes nátriumkloridoldattal regenerálják. Ha a kimerült „Na” kationcserélő gyanta hidrogénionokat tartalmaz, a regenerálás során a hidrogénionok nátriumionokra cserélődnek ki, míg a regenerálás utáni, a gyantáról távozó oldat savas kémhatásává válik. Nátriumklorid- tart aim a csökken, azonban még mindig jelentős, mivel a regeneráláshoz többszörös feleslegben vett nátriumklorid-oldatra van szükség Abban az esetben, ha a kimerült „Na” kationcserélő gyanta kalcium- és inagnéziumiouokat tartalmaz, a regeneráló vizes nátriumklorid-oldat hatására ezek nátriumionokra cserélődnek ki, £ regenerálás utáni oldat pedig kalciusnkloridot, magnéziumkloridot és nátriumkloridot tartalmaz. így az elhasznált regeneráló oldat mindkét esetben környezetvédelmi problémát okoz, elsősorban a nátriumklorid-íartaloin következtében. A savas oldat ugyanis viszonylag egyszerűen semlegesíthető, u nátriumklorid gazdaságos eltávolítására azonban megoldatlan a kérdés. Jelenleg tehát nincs mód a részleges sótalanító berendezések kationcserélő tölteteinek környezetkímélő regenerálására. Ismeretesek a megoldások a kationcseréiő oszlopok alkalmazására épülő vízlágyító berendezések regeneráló oldatainak zárt ciklusú hasznosítására is. Ilyet ír le pl. az 1 047 831 sz. szovjet szerzői tanúsítvány. E megoldás szerint a sótalanítandó vizet előbb erősen savas „Na”, majd ugyancsak erősen savas „H” oszlopokon kell átengedni. Az „Na” kationcserélőn lezajlik a Ca- és Mg-ionok Na-ionokra történő cseréje, a „H”kationcserélőn pedig az. Na-ionok azon részének megkötése, amelyek a vízben szénsavas sók formájában találhatók. A „H” oszlop regenerálása sztöchiometrikus mennyiségű kénsavval történik, és az így képződő nátriumszulfátoí tartalmazó eluátumot meszezés és sűrítés után szóda helyett használja az „Na” kationcserélő oszlop eludtumból a Ca-ionok ülepításére. Ily módon az eluátumok kezeléséhez szükséges szóda mennyisége csökkenthető. Ezen megoldásnál többféle eluátum képződik, mindenek előtt a nátriumszulfát, amelyet meszezni és sűríteni kell, hogy egy másik eluátum, az „Na” cserélőbői származó Ca és Mg tartalmú eluátum kezelésére alkalmazzon, E kezelés során azután káldumszulfat és magnéziumhidroxid képződik, amelyek eltávolítandók. A találmány célja a fentiekkel szemben olyan eljárás kidolgozása volt, amellyel környezetkímélő módon regenerálhatok a részleges sótalanítandó berendezések kationcserélő töltetei, és amelyeknél környezetet szennyező eluátum nincs, vagy gyakorlatilag elhanyagolható mennyiségű. Cél volt ezen túlmenően az alkalmazandó semlegesítő vegyszerek minimálisra való csökkentése. Azt találtuk, hogy a fenti célok úgy érhetők el, ha a vizel előbb az erősen vagy gyengén savas „H”, majd az erősen savas „Na” tölteteken engedjük át és a regenerálás során az „Ma” töltet nűtriumkioridos kezelésnél visszamaradó nátriumklorid oldatot nátriumkarbonáttal reagáltatjnk, és esetleges náíriumkloriddal történő dúsítás után az „Na” töltet ismételt regenerálásához használjuk fel. Továbbmenően, gyengén savas „H” kationcserélő töltet esetében az „Na” töltet náíjiumkloridos kezelőoldatának nátriumkarbonátos reagáltatásánál kivált kalcium- és magnéziumkarbonátot, esetlegesen bázikus anyag (pl. mészíej vagy dolomit) hozzáadása után, a „H” kationcserélő töltet savas kezelése után visszamaradó savas oldat semlegesítéséhez alkalmazhatjuk. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
