Proces pentru regenerarea continuă a sorbanților în purificarea apei - ECKER
1. Proces pentru regenerarea continuă a sorbanților în purificarea apei, caracterizat acea,
a) apa de purificat curge vertical de jos în sus printr-un reactor umplut cu sorbent,
b) absorbantul din regiunea inferioară a reactorului este transportat continuu din reactor într-o unitate de regenerare cu ajutorul unui dispozitiv de transport pneumatic,
c) absorbantul este regenerat biologic în unitatea de regenerare,
d) absorbantul regenerat este spălat într-o mașină de spălat,
e) absorbantul regenerat este transportat în zona superioară a reactorului cu ajutorul unui dispozitiv de transport pneumatic.
2. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că absorbantul este cărbune activ.
3. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că absorbantul este un schimbător de ioni.
4. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că absorbantul este un zeolit natural sau sintetic.
5. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că este utilizat un amestec de diferite materiale ca absorbant.
6. Metodă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că dispozitivul de transport pneumatic utilizat sub b este o pompă mamut.
Invenția se referă la o metodă pentru regenerarea continuă a sorbanților în purificarea apei.
Purificarea apei este necesară în multe zone. Exemple în acest sens sunt tratarea apei potabile, purificarea apelor subterane contaminate, purificarea apelor uzate industriale sau producerea apei desalinizate în anumite scopuri tehnice.
O metodă practicată frecvent este utilizarea sorbanților. Sorbanții sunt de obicei localizați ca granule în filtre prin care curge apa de curățat. Sorbanții sunt toate materialele care sunt capabile să fixeze anumite substanțe conținute în apă și astfel să le elimine din apă. Fixarea poate avea loc, de exemplu, prin adsorbție fizică, prin chemisorbție sau prin schimb de ioni. Sorbanții includ, de exemplu, cărbune activ, zeoliți naturali și sintetici și schimbătoare de ioni. Cărbunele activ este potrivit pentru îndepărtarea multor substanțe organice din apă. Zeoliții sunt utilizați pentru a elimina multe substanțe diferite. Importanța lor în îndepărtarea amoniului este remarcabilă. Schimbătoarele de ioni sunt utilizate pentru a elimina numeroase substanțe care sunt prezente ca ioni în apă. De exemplu, sunt adesea folosite pentru îndepărtarea ionilor de metale grele.
În ceea ce privește substanțele care trebuie îndepărtate din apă, sorbanții au o capacitate de absorbție limitată, ceea ce înseamnă că, după o perioadă de timp previzibilă, vor fi încărcați cu substanțele absorbite din apă care urmează a fi purificată și absorbția ulterioară a acestor substanțe nu mai este posibilă sau este posibilă doar într-o măsură inadecvată . Apoi sorbanții trebuie înlocuiți.
Multe substanțe absorbante pot fi regenerate, ceea ce înseamnă că proprietatea inițială de a fixa anumite substanțe în apă poate fi restaurată printr-un tratament adecvat. Sorbanții regenerați pot fi apoi folosiți din nou pentru purificarea apei.
Numeroase procese sunt cunoscute pentru regenerare. O metodă binecunoscută este regenerarea cărbunelui activ prin tratament termic. Tratamentul termic are loc adesea în cuptoare rotative cu căldură uscată. În acest scop, filtrul este de obicei golit cu cărbune activ încărcat și reumplut cu cărbune activ proaspăt, descărcat. Cărbunele activ îndepărtat din filtru poate fi utilizat din nou într-un moment ulterior după regenerare.
Schimbătoarele de ioni sunt în mare parte regenerate prin clătire cu acizi sau alcali. Filtrul cu schimbătoarele de ioni încărcate este decuplat de procesul de purificare a apei și clătit cu soluția de regenerare pentru un anumit timp. Apoi este spălat cu apă curată și filtrul este repus în procesul de purificare a apei.
Sunt cunoscute diverse procese pentru regenerarea zeoliților. Distilarea sau regenerarea cu abur cu o soluție care conține clorură de sodiu și hidroxid de sodiu este în general cunoscută.
DE-4231328 descrie o metodă în care amoniul este îndepărtat prin adsorbție pe zeoliți într-un aranjament de schimb de ioni care nu se înfundă, zeoliții fiind apoi purificați într-un reactor de nitrificare.
M. J. Semmens, T. S. Porter în Jurnalul WPCF 51 Nr. 12 (1979) 2928 descrie o metodă în care amoniul este adsorbit pe zeoliți într-o coloană și zeoliții sunt regenerați prin pomparea nămolului activ care conține bacterii nitrificante și azotat de sodiu prin coloană. În acest proces de regenerare, sunt necesare debituri ridicate pentru fluidizarea patului, pentru a preveni înfundarea coloanei de către bacterii.
Conform DE-19934409, concentrația de amoniu în soluțiile apoase care conțin amoniu poate fi redusă prin trecerea acestora printr-un reactor care conține adsorbanți. Adsorbantul poate fi zeolit. Regenerarea are loc prin transportarea nămolului activ care conține sare dizolvată prin reactor. În timpul regenerării, gazul este trecut prin reactor de jos, prevenind astfel înfundarea.
DE-19747444 descrie o metodă pentru eliminarea selectivă a ionilor de amoniac sau amoniu dintr-o soluție apoasă, soluția fiind trecută într-o primă etapă de lucru prin cel puțin o coloană de adsorbție umplută cu adsorbant. Adsorbantul încărcat este apoi regenerat prin intermediul unei soluții de regenerare care este circulată peste adsorbantul încărcat. Soluția de regenerare utilizată este de preferință o suspensie care conține un material purtător - nămol activat - populat cu bacterii nitrificante. Regenerarea și degazarea regeneratului îmbogățit cu amoniac - pentru a separa amoniacul - se efectuează de preferință la o temperatură ridicată. Zeoliții sunt folosiți ca adsorbanți.
Toate metodele menționate mai sus au în comun că fie filtrele trebuie golite complet, fie că filtrele trebuie decuplate de procesul de purificare a apei în scopul clătirii. Pentru a face acest lucru, este necesar să întrerupeți procesul de purificare a apei sau să furnizați un filtru suplimentar. Regenerarea necesită, de asemenea, un efort tehnic și personal considerabil de fiecare dată.
DE-3903343 dezvăluie o metodă de purificare a apelor uzate folosind rășini schimbătoare de ioni, în care apa uzată curge vertical prin containere de încărcare umplute cu rășini schimbătoare de ioni. Pentru regenerare, rășinile sunt extrase din zona inferioară a containerului de încărcare într-un container de regenerare, regenerate acolo și apoi alimentate înapoi în zona superioară a containerului de încărcare.
DE-2060240 descrie un proces de tratare continuă a apei cu o masă schimbătoare de ioni circulată printr-un pat fluidizat de încărcare, un pat fluidizat regenerant și un pat fluidizat de spălare, în care apa brută transformată în apă materială după trecerea prin patul fluidizat de încărcare, soluție regenerantă după trecerea prin patul fluidizat regenerant și spălarea patului fluidizat după trecerea prin patul fluidizat de spălare poate fi folosit pentru transportul masei schimbătoare de ioni.
EP-0179542 descrie un proces de operare continuă pentru îndepărtarea azotului de amoniu din apă. Aici, materialul de schimb de ioni zeolitic este circulat continuu într-un flux solid printr-o zonă de schimb de ioni și o zonă de regenerare. În zona de schimb ionic, fluxul de solide trece contracurent la apa lichidă care conține azot de amoniu. Timpul de contact este dimensionat astfel încât azotul de amoniu să fie cel puțin parțial îndepărtat din apa lichidă.
În zona de regenerare, materialul de schimb de ioni zeolitic încărcat este încălzit la 350 ° C-650 ° C și un gaz care conține oxigen curge prin el în contracurent. Timpul este suficient pentru a elimina cel puțin parțial azotul de amoniu.
US-5.614.100 descrie o metodă pentru tratarea apelor uzate care conțin ulei, grăsimi, uneori ioni de fier și hidrocarburi dizolvate, cum ar fi BTEX. Tratamentul are loc în 2 pași. În primul rând, uleiurile și grăsimile sunt îndepărtate. Hidrocarburile dizolvate sunt apoi îndepărtate prin adsorbție în contracurent prin adsorbanți polimerici rășinoși pulverulenți într-o zonă de schimb, de preferință în absența ionilor de fier. Adsorbanții încărcați sunt regenerați și circulați continuu în zona de schimb.
Brevetul SUA nr. 2.572.848 descrie o metodă pentru regenerarea mixtă a materialului de schimb ionic cu ioni H și Na. Materialul se deplasează continuu în jos prin gravitație prin 3 zone interconectate, o zonă de regenerare a Na, o zonă de regenerare H și o zonă de spălare.
În fluxurile de contracurent apa, care servește ca apă de spălare în zona inferioară, este apoi amestecată continuu cu soluție concentrată de regenerare acidă pe drum și devine soluția de regenerare acidă cu concentrație medie pe măsură ce trece prin zona de regenerare H. În continuare, soluția este amestecată continuu cu soluția de regenerare a sării și, astfel, condiționată ca o soluție de regenerare a sării.
Materialul de schimb ionic poate fi circulat între zona de purificare a apei și zona de regenerare.
Obiectul invenției este de a furniza o metodă în care sorbanții să poată fi regenerați continuu în timpul procesului de purificare a apei. Golirea costisitoare a filtrelor sau clătirea și spălarea filtrelor pentru regenerare ar trebui evitate. Metoda trebuie să fie economică și fiabilă.
Obiectivul este atins prin următoarea metodă conform invenției:
- a) apa de purificat curge printr-un reactor care conține sorbent de jos în sus
- b) absorbantul din regiunea inferioară a reactorului este transportat continuu din reactor într-o unitate de regenerare cu ajutorul unui dispozitiv de transport pneumatic
- c) absorbantul este regenerat biologic în unitatea de regenerare
- d) absorbantul regenerat este spălat într-o mașină de spălat
- e) absorbantul regenerat este transportat în zona superioară a reactorului cu ajutorul unui dispozitiv de transport pneumatic.
Un reactor trebuie înțeles că înseamnă toate recipientele care pot fi umplute cu sorbent și prin care apa poate curge uniform. Dispozitivele de transport pneumatic ar trebui înțelese să însemne dispozitive de transport care efectuează un transport de materiale cu ajutorul unui flux de gaz. Poate fi o pompă mamut sau un ventilator de injecție, de exemplu. Transmiterea continuă ar trebui să fie înțeleasă a însemna transmiterea sau transmiterea neîntreruptă în anumite pauze și intervale de transport.
Unitatea de regenerare ar trebui să fie un dispozitiv în care sorbanții sunt regenerați printr-un proces biologic și, astfel, își recapătă proprietatea inițială de a fixa anumite substanțe din apă. Aceasta poate fi utilizată, de exemplu, pentru a îndepărta amoniul din zeoliții încărcați cu amoniu.