198159. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ioncserélő gyanta regenerálására és a regenerátum mezőgazdasági hasznosítására
1 198 159 2 A találmány tárgya eljárás ioncserélő gyanta regenerálására és a regeneráturn mezőgazdasági hasznosítására. Az eljárással kationcserélő és anioncserélő gyanták egyaránt regenerálhatok. A találmány fő alkalmazási területe a tápvíz és töltő víz készítése fűtöművekben, erőmüvekben, hőerőművekben és a távhőszolgáltatásban, de az eljárás minden olyan helyen is alkalmazható, ahol vizet ioncserélők segítségével részben vagy teljesen ionmentesítenek. A részbeni vagy teljes vízlágyításra használt ioncserélő gyantát — ha megtelt idegen ionokkal, azaz kimerült — regenerálni kell. A regenerálószer kiválasztásának leglényegesebb szempontja, kritériuma még nemrég a költség volt, és ezért általában nátriumkloriddal, nátrium-hidroxiddal, nátrium-karbonáttal, sósavval, kénsavval vagy a felsoroltak elegyeivel regenerálták az ioncserélőket. A keletkezett regenerátumot legfeljebb semlegesítették, majd utána a csatornahálózatba vagy az élővizekbe vezették. A ma 15—20 éves erőművek és fűtőművek víztisztító berendezéseinek legnagyobb részét még a fenti technológiának megfelelően méretezték és építették. Az 5-10%-os nátriunr-klorid- és a nátrium-szulfát-oldatot egyéb szennyvízzel (például hűtővízzel, fürdővízzel) hígították. A környezetvédelem egyre erőteljesebb kibontakoztatásával párhuzamosan egyre szigorúbb előírások léptek életbe a vízminőség védelme érdekében. A szennyvízcsatornába engedett ipari szennyvíz sótartalma nem haladhatja meg a 0,15%-ot, és kémhatása nem térhet el a közel semlegestől. Már közepesen nagy távfűtőmíívekben a mintegy 10% nátrium-kloridot tartalmazó regeneráturn évente több ezer köbméter mennyiségben keletkezik, és ennek a sóoldatnak az elhelyezése, illetve eltüntetése költséges. A regenerálások során keletkezett sósvíz kellő mértékű hígítása víztakarékosság! okokból megvalósíthatatlan. Számítások azt mutatták, hogy a hígításhoz a teljes primer hőtáwezeték-hálózat pótvízszükségietének 66—77%-ára lenne szükség, azaz a fűtőmű vízszükséglete majdnem megkétszereződne. A 177 506 számú magyar szabadalmi leírásból ismert olyan eljáiás, nniellycl az alkalmazott vegyszereket tisztítják és újból felhasználják. Az eljárás szerint a kalcium- és magnézium-ionokat nátriumkarbonáttal kicsapják CaC03, illetve MgC03 formájában, és a nátrium-karbonát feleslegét sósavval semlegesítik. Saját reprodukálási kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy az eljárás vegyszerigényes, a szükséges szűrő-, tároló-és C02-leszívó kapacitás kiépítése költséges, és a karbonátos csapadék végleges elhelyezése gondot okoz. A víz szűrőmembrános kezelése az energiaipar cs a távfűtőművek céljaira nem kifizetődő, ezenkívül a keletkező koncentrátumot szintén megfelelő helyen deponálni kell. Végül a sóoidatot télen az utak jégmentesítésére lehetne felhasználni. Ezen alkalmazás idényjellege miatt azonban komolyabban még nem foglalkoztak az üggyel, mert a nyáron keletkező sóoldatot télig tárolni kellene. Az oldatot mezőgazdaságilag használt földre kiönteni nem lehet; homok- vagy kavicsos talajra öntve az oldat fokozná a talajvíz sótartalmát. A találmány célja olyan regenerálószer megkeresése volt, amely környezetbarát, hasznosítható regencrátumot eredményez, emellett olcsó és könnyen beszerezhető. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy növényi főtápelemeket tartalmazó sók, előnyösen kereskedelmi forgalomban kapható műtrágyák, továbbá növényi főtápelemeket tartalmazó savak és bázisok - vizes oldataik alakjában — kiválóan alkalmasak ioncserélők regenerálására, mert olyan regenerátumot adnak, amely a mezőgazdaságban hasznosítható. A találmány tárgya tehát eljárás ioncserélő gyanták egenerálására és a regeneráturn mezőgazdasági hasznosítására. Az eljárásra jellemző, hogy mind a kationcserélő gyantát, mind az anioncserélő gyantát növényi főtápelemeket tartalmazó sók, előnyösen a kereskedelmi forgalomban kapható műtrágyák, vagy a kationcserélő gyantát növényi főíápelemet tartalmazó sav, és az anioncserélő gyantát növényi főtápclemet tartalmazó lúg 25-40 °C-os vízzel készített, 5—15 U.%-o$ oldatával regeneráljuk, adott esetben a két regcncnUumot egyesítjük, és a regeneráturnpt, amennyiben 7 alatti p»f-jű, ammonium- vagy kálium hidroxiddai, amennyiben 7 feletti pH-jű, salétromsavval vagy foszforával semlegesítjük, majd folyékony műtrágyaként kivisszük mezőgazdaságilag hasznosított területre, vagy trágyakornpozíció adalékaként hasznosítjuk. Növényi fő tápelemet tartalmazó sóként főleg a káliműtrágya jöhet számításba, amelyet 5—15% KCi i tartalmazó vizes oldat alakjában ráengedünk a kimerült ioncserélő gyantára, miután a gyantát ellenáramú vízzel kissé fellazítottuk. Előnyös, ha a KCl-oldatot melegítés közben készítjük, mert egyrészt a káliumklorid oldódási hője erősen negatív, és másrészt az oldhatósága a hőmérséklettel exponenciálisan javul. A kálium-nitrát- és a nátrium-nitrát-műi tégy a szintén alkalmazható a találmány szerinti eljárásban. Növényi tápclcmct tartalmazó savként., illetve 1 ágkén t például ii sáléi lotnsnv. a fiw/.forxav, illetve a kálium-hidroxid és amnónium-hidroxid említhető meg. A neutrál formájú ioncserélő gyantát (Na'-forma, illetve a találmány szerinti regenerálás után K -forma) trágyasók vizes oldatával regeneráljuk. A regeneráturn az alkalmazott írágyasó feleslege mellett az ioncseré lőből kimosott kalcium- és magnézium-ionokat, valamint nyomelemeket tartalmaz. A mikrotápelemek és nyomelemek, így vas, mangán, réz, cink, kobalt, molibdén az előtisztított folyóvízben,talajvízben mindig jelen vannak; a víz lágyítása során feldúsulnak az ioncserélőben, és regeneráláskor a regenerátumba kerülnek. A legenerátun ezért a szabvány műtrágyánál nagyobb értékű, mert a szükséges nyom- és mikroelemeket is tartalmazza. A nyersvíz összetételétől, valamint az elérni kívánt céltól függően (részleges sótalanítá=, teljes só mentesítés, karbonátmentesítés, karbonát-tartalom csökken-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
