RGS - Polymere (Anwendungen)
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   Abfallfreie Wasserenthärtung

   Trinkwasserreinigung

   Reinigung wässriger Lösungen von gelösten und emulgierten Organika

   Abtrennung von Zink, Blei, Kupfer, Cadmium und Quecksilber aus Abwasser

   Abtrennung von Arsen aus Waschlösungen der Schwefelsäureproduktion


Abfallfreie Wasserenthärtung

Zur Entfernung der härtebildenen Calcium- und Magnesiumverbindungen aus Trink- und Brauchwasser können verschiedene Verfahren genutzt werden. Ein häufig eingesetztes Verfahren für die Wasserenthärtung ist der Ionenaustausch.
In der Standardtechnologie läuft das Wasser durch eine Schüttung des Ionenaustauschers in seiner Na-Form mit einer linearen Geschwindigkeit von 5 bis 30 m/h, wobei die härtebildenen Kationen gegen die Na-Ionen des Ionenaustauschers ausgetauscht werden. Ist der Ionenaustauscher beladen, wird er mit 5 bis 10 % Kochsalzlösung regeneriert. Die wesentlichen Nachteile dieser Technologie bestehen in:
  • niedrigen Durchflussgeschwindigkeiten (ca. 10 bis 50 Bettvolumen pro Stunde),
  • verhältnismäßig großen Anlagen
  • und der Produktion großer Mengen salzhaltigen Eluates.
Die schnelle Austauschkinetik an den RGS-Polymeren ermöglicht eine Intensivierung des Verfahrens, die Realisierung eines quasi abfallfreien Prozesses und eine Vereinfachung der Apparatur. Sowohl der Sorptions- als auch der Elutionsprozess können bei Durchsätzen von 1200 bis 1500 Bettvolumen pro Stunde durchgeführt werden. Als Sorbent wird der kationenaustauschende RGS-Polymer Typ 80 verwendet. Bei einer Wasserhärte von 27.6°dH wurden Kapazitätswerte von bis zu 2 mVal/g erreicht. Der Abreicherungsgrad kann 95-98% betragen. Die Elution erfolgt bei diesem Verfahren mit einer Natriumsulfatlösung, welche wiederholt eingesetzt werden kann. Aufgrund der hohen Durchflussgeschwindigkeit kommt es zu keiner Niederschlagsbildung auf dem Filter.



Bei der Regenerierung werden die schwerlöslichen Sulfate der Härtebildner ausgefällt. Die Niederschlagsbildung erfolgt in einem nachgeschalteten Absetzbehälter. Im Verlauf von 20 bis 30 min erhält man im Absetzbehälter eine klare Lösung, die wieder für die Regenerierung eingesetzt werden kann.

Trinkwasserreinigung

RGS-Polymere werden als regenerierbare Filter für die Trinkwassergewinnung im Haushalt eingesetzt. Dabei wird das Wasser durch die kombinierte Ionenaustausch-Adsorptions-Filtrationswirkung von Schwebstoffen sowie von Eisen, Blei, Chrom, Zink, Kupfer, Aluminium und anderen Metallen gereinigt. Darüber hinaus werden auch organische Verunreinigungen und Bakterien abgetrennt.
 
 
Wasserinhaltsstoffe Reinigungsleistung
Feststoffe > 5 µm 100%
Schwebstoffe (Rost, Ton/Lehm, Algen) 100%
Schwermetalle und radioaktive Elemente (Eisen, Cadmium, Blei, Kupfer, Cs-137, Sr-90) 99%
Chlor 95%
Organische Bestandteile (Pestizide) 99%
Mikroorganismen, coli-Bakterien 99%


Der realisierbare Durchsatz für einen Standardfilter mit einem Polymervolumen von 0.6 l beträgt 400 l/h. Die Regenerierung kann unter Haushaltsbedingungen in einfachster Weise mit Kochsalzlösung erfolgen.
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Reinigung wässriger Lösungen von gelösten und emulgierten Organika

Die Belastung von Abwasser mit emulgierten und gelösten organischen Stoffen stellt ein großes Umweltproblem dar. Für die Sorption organischer Wasserinhaltstoffe sowie die Zerstörung von Emulsionen wurden RGS-Polymere synthetisiert, die in ihrer Struktur Gruppierungen oleophiler Natur enthalten. Diese können in Wasser gelöste und emulgierte organische Stoffe, wie Fette, Öle, Erdölprodukte und oberflächenaktive Substanzen aufnehmen. Dabei stören weder gelöste Salze noch Säuren. Die Regenerierung der RGS-Polymere erfolgt durch Belüften mit Druckluft oder mit Wasserdampf im Gegenstrom aber auch durch Extraktion mit organischen Lösungsmitteln,wie niedermolekulare Alkohole und Ketone. Bei der Extraktion der emulgierten Organika werden zwei Arbeitsweisen unterschieden, die beide an den RGS-Polymeren Typ 8 durchgeführt werden können:

Adsorptionsregime (Entfernung der organischen Stoffe durch deren Anlagerung an der inneren Oberfläche der RGS-Polymere): Die organischen Bestandteile des Wassers werden am Polymer bis zum Erreichen der Sättigungskapazität adsorbiert. Bei diesem Adsorptionsregime wird der Filter mit Wasserdampf regeneriert. Dies kann zyklisch wiederholt werden. Der Gehalt an organischen Stoffen kann im Adsorptionsregime auf Werte unter 0,1 mg/l gesenkt werden.

Koaleszenzregime (Koaleszenz an der Oberfläche des Festbettfiltermaterials durch Zerstörung der Mikrotropfen der Emulsion und Bildung großer Tropfen bzw. einer geschlossenen organischen Phase): Nach der Sättigung der RGS-Polymere mit dem organischen Stoff wird die Emulsion am Polymer praktisch sofort in eine wässrige und eine organische Phase gespalten.Der Restgehalt an organischen Stoffen in der wässrigen Phase bzw. der Wassergehalt in der organischen Phase hängt von den Löslichkeiten ab. Für das Koaleszenzregime ist keine Regenerierung mit Wasserdampf erforderlich.
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