Процес за непрекъсната регенерация на сорбенти при пречистване на вода - ECKER
1. Процес за непрекъсната регенерация на сорбенти при пречистване на вода, характеризира че,
а) пречистваната вода тече вертикално отдолу нагоре през реактор, напълнен със сорбент,
б) сорбентът в долната област на реактора се пренася непрекъснато от реактора в регенерационна единица с помощта на пневматично транспортиращо устройство,
в) сорбентът е биологично регенериран в регенерационната единица,
г) регенерираният сорбент се измива в шайба,
д) регенерираният сорбент се пренася в горната зона на реактора с помощта на пневматично транспортиращо устройство.
2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че сорбентът е активен въглен.
3. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че сорбентът е йонообменник.
4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че сорбентът е естествен или синтетичен зеолит.
5. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че като сорбент се използва смес от различни материали.
6. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че пневматичното транспортиращо устройство, използвано под b, е мамутска помпа.
Изобретението се отнася до метод за непрекъсната регенерация на сорбенти при пречистване на вода.
Пречистването на водата е необходимо в много области. Примери за това са третирането на питейна вода, пречистването на замърсени подпочвени води, пречистването на промишлени отпадъчни води или производството на обезсолена вода за определени технически цели.
Често практикуван метод е използването на сорбенти. Обикновено сорбентите са разположени като гранули във филтри, през които тече водата, която трябва да се почисти. Сорбенти са всички материали, които са в състояние да фиксират определени вещества, съдържащи се във водата и по този начин да ги отстранят от водата. Фиксирането може да се осъществи, например, чрез физическа адсорбция, чрез хемосорбция или чрез йонен обмен. Сорбентите включват например активен въглен, естествени и синтетични зеолити и йонообменници. Активният въглен е подходящ за отстраняване на много органични вещества от водата. Зеолитите се използват за отстраняване на много различни вещества. Значението им при отстраняването на амония е изключително. Йонообменниците се използват за отстраняване на множество вещества, които присъстват като йони във водата. Например, те често се използват за отстраняване на йони на тежки метали.
По отношение на веществата, които трябва да се отстранят от водата, сорбентите имат ограничена абсорбционна способност, което означава, че след предвидим период от време те се зареждат с абсорбираните от водата вещества, които трябва да бъдат пречистени и по-нататъшното усвояване на тези вещества вече не е възможно или е възможно само в недостатъчна степен . След това сорбентите трябва да бъдат заменени.
Много сорбенти могат да бъдат регенерирани, което означава, че първоначалното свойство на фиксиране на определени вещества във водата може да бъде възстановено чрез подходящо третиране. След това регенерираните сорбенти могат да се използват отново за пречистване на водата.
Известни са многобройни процеси за регенерация. Известен метод е регенерирането на активен въглен чрез термична обработка. Термичната обработка често се извършва в ротационни пещи със суха топлина. За тази цел филтърът обикновено се изпразва с натоварения активен въглен и се пълни отново с пресен, ненатоварен активен въглен. Отстраненият от филтъра активен въглен може да се използва отново в по-късен момент след регенерацията.
Йонообменниците се регенерират предимно чрез изплакване с киселини или основи. Филтърът с натоварените йонообменници се отделя от процеса на пречистване на водата и се изплаква с разтвор за регенерация за известно време. След това се измива с чиста вода и филтърът се включва отново в процеса на пречистване на водата.
Известни са различни методи за регенериране на зеолити. Дестилацията или регенерацията на пара с разтвор, съдържащ натриев хлорид и натриев хидроксид, е общоизвестна.
DE-4231328 описва процес, при който амонийът се отстранява чрез адсорбция върху зеолити в не-запушващ йонообменник, като зеолитите след това се пречистват в реактор за нитрификация.
M. J. Semmens, T. S. Porter в Journal WPCF 51 No. 12 (1979) 2928 описват метод, при който амонийът се адсорбира върху зеолити в колона и зеолитите се регенерират чрез изпомпване на активна утайка, съдържаща нитрифициращи бактерии и натриев нитрат през колоната. В този процес на регенерация са необходими високи скорости на потока за флуидизиране на слоя, за да се предотврати запушването на колоната от бактерии.
Съгласно DE-19934409, концентрацията на амоний във водни разтвори, съдържащи амоний, може да бъде намалена чрез преминаването им през реактор, съдържащ адсорбенти. Адсорбентът може да бъде зеолит. Регенерацията се осъществява чрез транспортиране на активна утайка, съдържаща разтворена сол през реактора. По време на регенерацията газът преминава през реактора отдолу, като по този начин се предотвратява запушването.
DE-19747444 описва метод за селективно елиминиране на амоняк или амониеви йони от воден разтвор, като разтворът се прекарва в първата работна стъпка през поне една адсорбционна колона, пълна с адсорбент. След това зареденият адсорбент се регенерира с помощта на разтвор за регенерация, който се циркулира върху заредения адсорбент. Използваният разтвор за регенерация е за предпочитане суспензия, която съдържа материал носител - активна утайка - населена с нитрифициращи бактерии. Регенерацията и дегазацията на обогатения с амоняк регенерат - за отделяне на амоняка - се извършва за предпочитане при повишена температура. Зеолитите се използват като адсорбенти.
Всички горепосочени методи имат общо, че или филтрите трябва да бъдат напълно изпразнени, или че филтрите трябва да бъдат изключени от процеса на пречистване на водата с цел изплакване. За да направите това, е необходимо да прекъснете процеса на пречистване на водата или да осигурите допълнителен филтър. Регенерирането също така изисква значителни технически и персонални разходи всеки път.
DE-3903343 разкрива метод за пречистване на отпадъчните води посредством йонообменни смоли, при който отпадъчните води текат вертикално през зареждащи контейнери, пълни с йонообменни смоли. За регенерация смолите се изтеглят от долната зона на контейнера за зареждане в контейнер за регенерация, регенерират се там и след това се подават обратно в горната зона на контейнера за зареждане.
DE-2060240 описва процес за непрекъсната обработка на вода с йонообменна маса, циркулираща през натоварващ флуидизиран слой, регенериращ флуидизиран слой и измиващ флуидизиран слой, при който суровата вода се превръща в материална вода след преминаване през натоварващия флуидизиран слой, регенериращ разтвор след преминаване през регенериращия флуидизиран слой и измиване на флуидизиран слой след преминаване през миещия кипящ слой след преминаване през кипящия слой може да се използва за транспортиране на йонообменната маса.
ЕР-0179542 описва непрекъснато работещ процес за отстраняване на амониев азот от вода. Тук зеолитният йонообменен материал непрекъснато циркулира в твърд поток през йонообменна зона и зона за регенерация. В зоната на йонообмен, потокът от твърди вещества преминава в противен случай към течна вода, съдържаща амониев азот. Времето за контакт се оразмерява така, че амониевият азот да бъде поне частично отстранен от течната вода.
В зоната на регенерация натовареният зеолитен йонообменен материал се нагрява до 350 ° С-650 ° С и през него протича протичащ газ, съдържащ кислород. Времето е достатъчно за поне частично отстраняване на амониевия азот.
US-5,614,100 описва метод за пречистване на отпадъчни води, съдържащи масло, мазнини, понякога железни йони и разтворени въглеводороди като BTEX. Лечението се провежда в 2 стъпки. Първо се отстраняват маслата и мазнините. След това разтворените въглеводороди се отстраняват чрез адсорбция в противотока с прахообразни смолисти полимерни адсорбенти в обменната зона, за предпочитане при липса на железни йони. Заредените адсорбенти се регенерират и непрекъснато циркулират в обменната зона.
Американски патент № 2,572,848 описва метод за смесена регенерация на йонообменния материал с йони H и Na. Материалът се движи непрекъснато надолу чрез гравитация през 3 взаимосвързани зони, зона за регенерация на Na, зона за регенерация на H и зона за измиване.
Водата тече в противотока и служи като вода за измиване в долната зона, след което непрекъснато се смесва с концентриран киселинен регенериращ разтвор по пътя нагоре и става киселинен регенериращ разтвор със средна концентрация, докато преминава през зоната на H-регенерация. По-нататък разтворът непрекъснато се смесва с разтвор за регенерация на сол и по този начин се кондиционира като разтвор за регенерация на сол.
Йонообменният материал може да циркулира между зоната за пречистване на водата и зоната за регенерация.
Целта на изобретението е да осигури метод, при който сорбенти могат да бъдат непрекъснато регенерирани по време на процеса на пречистване на водата. Трябва да се избягва скъпото изпразване на филтрите или изплакването и повторното промиване на филтрите за регенерация. Методът трябва да бъде икономичен и надежден за изпълнение.
Целта се постига чрез следния метод съгласно изобретението:
- а) водата, която трябва да се пречисти, преминава през реактор, съдържащ сорбент отдолу нагоре
- б) сорбентът в долната зона на реактора непрекъснато се пренася от реактора в регенерационна единица с помощта на пневматично транспортиращо устройство
- в) сорбентът е биологично регенериран в регенерационната единица
- г) регенерираният сорбент се измива в шайба
- д) регенерираният сорбент се пренася в горната зона на реактора с помощта на пневматично транспортиращо устройство.
Под реактор трябва да се разбира всички контейнери, които могат да се пълнят със сорбент и през които водата може да тече равномерно. Под пневматични транспортиращи устройства трябва да се разбира транспортни устройства, които извършват транспортиране на материал с помощта на газов поток. Това може да бъде мамутска помпа или инжекционен вентилатор например. Под непрекъснато транспортиране трябва да се разбира непрекъснато транспортиране или транспортиране в определени паузи и интервали на транспортиране.
Устройството за регенерация трябва да бъде устройство, в което сорбентите се регенерират чрез биологичен процес и по този начин възвръщат първоначалното си свойство да фиксират определени вещества от водата. Това може да се използва, например, за отстраняване на амоний от натоварени с амоний цеолити.