专利名称：用于处理原水的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种处理原水的方法，其中原水中的盐份将至少部分地除去。本发明还涉及一种处理原水的包括至少一台离子交换器的设备，借助它本发明的方法可很好地实施。
在工业和公用供热系统中，专门处理的水以液态或蒸汽形式用作能量传递介质。在供热系统运行期间，由于一部水处理过的水损失掉了，因此它必须补偿。在这两种情况下，水在进入供热系统之前，必须处理。这种水处理主要地包括软化水及至少部分地除去水中的盐份。
在大多数情况下，水处理通常是借助于至少一种离子交换过程进行的。因此，如在DE-PS1906529和DE-OS3607123中所述需使用阳离子和阴离子交换器。这些设备必须再生，这就带来了一系列经济的和污染的问题。
去除粘附在传统的离子交换器的装填物上的离子需要1.5至2倍，在不太先进的类型的交换器中需要3至3.5倍过量的再生剂。再生时得到的洗出液中盐含量超过2克/分米3。再者，由于在已知的方法中，洗出液总是酸性或碱性的而不是中性的，因此中和洗出液还需要另外的化学试剂。这种后续化学处理进一步增加了洗出液的盐含量和化学试剂的成本。此外，再生剂的中和在技术上是复杂的。中和剂的使用总是不充分的，这就加剧了环境污染。在本领域中，还必须解决在已知方法中不能再用或循环的废料的存放问题。
本发明的主要目的是消除上述缺点，并提供一种更有效地降低原水中的盐含量并且需要更少的化学试剂的处理原水的方法和设备。此外，以可再用的形式提供回收物。
根据本发明对已知方法的改进，原水中盐分被挥发性组分取代，而挥发性组分通过脱气而除去。
根据本发明的一个较佳的实施方式，原水中的盐分被挥发性阴离子和挥发性阳离子取代，或者被可分解为挥发性组分的盐取代。
本发明的改进可使产生于盐除去过程中的回收物的进一步利用成为可能。一个较佳的实施方案是，它们可被用于土壤改良。
按照本发明，当HCO-3、CO2-3和OH-中至少一种离子被用作挥发性阳离子、及当离子氨被用作挥发性阴离子时，也是较佳的方案。当亚硝酸铵用作可分解为挥发性组分的盐时，也是较佳的。
按照本发明的设备的改进，在原水流动方向上，一台阳离子交换器、一台阴离子交换器及一台脱气器依次相连，其中原水被导入阳离子交换器，然后处理过的水自脱气器中导出。
在本发明的设备的一个较好的实施方案中，一台再生剂给料器连接于阴离子交换器和脱气器之间。
本发明另一个较佳的实施方案是，其中一个用于收集回收物的槽连接于阴离子交换器和阳离子交换器上。
本发明另外的目的及细节将在后面参考附图
在较佳实施例的基础上加以叙述。
附图是本发明的设备的一个最佳实施方案的连接图。
就本发明而言，原水处理是在不同于传统方法的基础上进行的。原水中盐份将变成挥发性组分，并且这些组分通过脱气以气体形式除去。用于本发明的方法中的回收物将进一步利用，如用作土壤改良材料。
如附图所示，本发明的设备的一个较佳实施方案有一台阳离子交换器1，通过它的输入管2将要处理的原水导入阳离子交换器1。阴离子交换器4的导入管3接在阳离子交换器1的另一端，其输出端与脱气器6的输入管5相连。阳离子交换器1和阴离子交换器2还在它们的输出端与槽7相连，用于收集来自阳离子交换器1和阴离子交换器4的回收物。
在阴离子交换器4和脱气器6之间设有再生化学试剂的给料器8。气体将在输出管9处离开脱气器6，而处理过的水则被收集于罐10中。从罐10，软化水可输送到使用它的地方，如供热系统。被收集在槽7中的回收物也可被输送到利用它的地方，如它们可喷洒在欲改良的耕地上。
本发明中的设备的功能和其它细节，以及按照本发明的方法的实施将借助于下列实施例更详细地描述。
实施例1欲处理原水中的阳离子将被具有NH+4离子形式的阳离子交换器1中的NH4+取代。流体经输入管3流入呈弱碱性并且有OH-离子形式的阴离子交换器4。其中，流体中强酸产生的阳离子将被OH-离子取代。此后，处理过的流体含有其量与原水中盐含量和硫酸含量相适应的碳酸氢铵，并且它含有取决于强酸产生的阴离子量的氢氧化铵。
在该过程中，阳离子交换器1中的化学反应如下
等其中Rk是一其中Rk是一种阳离子取代剂。
阴离子交换器4中的化学反应是
其中Ra-是一种阴离子取代剂。
现在，该流体将通过输入管5流入脱气器6，在其中发生热脱气，而流经本设备直到现在尚无任何变化的HCO-3将分解成CO2气体。该气体与最大部分的氨一起通过输出管9离开脱气器6。现在，收集于罐10中的处理过的水中CO2和碳酸氢盐含量将少于0.025克/分米3，氨含量0.005-0.030克/分米3，PH值为8-9。
在给定作用时间之后，阳离子交换器1和阴离子交换器4应再生，以便重新获得它们的工作能力。就阳离子交换器1而言，可使用如下的再生剂10%的NH4NO3溶液，或10%的NH4Cl溶液，或NH4NO3和NH4Cl的混合物再者，阴离子交换器4的回收物还可以用于使阳离子交换器1再生，特别是当回收物只含少量CO2-3或HCO-3时。
下列试剂可用于阴离子交换器4的再生4%的KOH溶液，或6%的NH4OH溶液，或6%的KHCO3或K2CO3溶液，或0.1%的Ca(OH)2溶液，或
4%的NH4HCO3或(NH4)2CO3溶液。
由再生产生的洗出液从阳离子交换器1和阴离子交换器4导入槽7，由此可洒在欲改良的土壤上。
实施例2原水经输入管2导入阳离子交换器1，在其中经如实施例1所述的处理，其中的阳离子将被NH+4离子取代。然后经输入管3进入呈强碱性的阴离子交换器4，流体中强酸产生的阴离子将被OH-离子取代。这样，处理过的流体含有其量与原水中盐份原含量相应的NH4OH，它在脱气器6的热脱气过程中几乎全部离开流体。
在该过程中，阳离子交换器1中的化学反应与实施例1中的相同。
阴离子交换器4中的化学反应是
其中Ra-是一种阴离子取代剂。
该流体如实施例1所示进一步处理。
实施例3原水经输入管2导入阳离子交换器1，在其中，经如实施例1所述的处理，其中的阳离子将被NH+4离子取代。然后经输入管3进入呈强碱性的并具有HCO-3形式的阴离子交换器4，在其中流体中强酸产生的阴离子被HCO-3离子取代。这样，处理过的流体含有其量与原水中盐份原含量相应的NH4HCO3它将分解成NH3和CO2，该气体在脱气器6的热脱气过程中将离开流体。
在该过程中，阳离子交换器1中的化学反应与实施例1中的相同。
阴离子交换器4中的化学反应是
其中Ra-是一种阴离子交换剂。
该流体将如实施例1所示进一步处理，但阴离子交换剂4不用下列试剂再生6%的KHCO3或NH4CO3溶液。
实施例4原水经输入管2导入阳离子交换器1，在其中经如实施例1所述的处理，其中的阳离子将被NH+4离子取代。然后经输入管3进入呈强碱性的并具有NO-2形式的阴离子交换器4，在其中流体中强酸产生的阴离子将被亚硝酸根离子取代。这样，处理过的流体含有其量与原水中盐份原含量相应的亚硝酸铵，它在热脱气的温度下将分解成N2气。该N2气将在脱气器6中离开流体。
在该过程中，阳离子交换器1中的化学反应与实施例1中的相同。
阴离子交换器4中的化学反应是
其中Ra-是一种阴离子取代剂。
该流体将如实施例1所示进一步处理，但阴离子交换器4不用下列试剂再生6%的KN2溶液从上述实施例可见。阳离子交换器1的再生是用NH4NO3、NH4Cl或(NH4)2SO4实现的，其浓度大约为10%，试剂过量为200-300%。这就产生了这样一种情况，即该回收物的盐含量的40-70%来自再生剂，30-60%来自经洗提的再生剂的阳离子和阴离子的新生成的混合物，其中绝大部分是Ca(NO3)2和Mg(NO3)2。如果处理含钠很多的水，洗提会产生NaNO3，它在回收物的盐含量中占10-20%的比例。回收物中盐含量取决于洗提剂的回收效率，平均在10-50克/分米3之间。
在阴离子交换器4的再生过程中，回收物的盐含量的50-60%来自再生剂，40-60%来自经洗提的再生剂阴离子和阳离子的新生成的盐。比如，如果用KOH进行再生，则洗出液大约含60%的KOH，35%的KHCO3，5%的KCl、K2SO4、KNO3。
盐的总浓度大约为1-5%。
在另一情况下，如果用KNO2进行再生，则洗出液大约含60%的KNO2，35%的KHCO3，5%的KCl、K2SO4、KNO3等。
正如已提到的，回收物将进一步被利用。因此，来自阳离子交换器1及阴离子交换器4的回收物将在槽7中混合，而在此混合物中将含有相当数量的氮和钙，以及钙和镁的盐。回收物中的这些成分，对改良土壤质量这一目的是尤其充分的。这种类型的改良对酸性土壤是需要的。并且它可以辅助地和人造肥料一起使用。由于这种改良剂是液态的，所以它可以象液态肥料一样喷洒于土壤表面上。
权利要求
1.一种处理原水的方法，其中原水中的盐份至少部分地被除去，其特征在于，原水的盐份被挥发性组分取代，该挥发性组分由脱气而除去。
2.权利要求1的方法，其中原水中的盐份被挥发性阴离子和挥发性阳离子取代。
3.权利要求1或2的方法，其中原水中的盐份被分解为挥发性组分的盐取代。
4.权利要求1至3中任何一种方法，其中产生于盐除去过程中的回收物被进一步利用。
5.权利要求4的方法，其中回收物被用作土壤改良剂。
6.权利要求2至5中任何一种方法，其中HCO-3、CO2-3和OH-离子中的至少一种被用作挥发性阳离子。
7.权利要求2至6中任何一种方法，其中离子氨被用作挥发性阴离子。
8.权利要求3至7中任何一种方法，其中亚硝酸铵用作分解成挥发性组分的盐。
9.权利要求4至8中任何一种方法，其中回收物含Ca++、Mg++、NH+4和K+的盐。
10.一种用于处理原水的，至少包括一台离子交换器的设备，其特征在于，在原水的流动方向上，一台阳离子交换器(1)、一台阴离子交换器(4)和一台脱气器(6)依次相连，其中原水被导入阳离子交换器(1)，然后处理过的水从脱气器(6)中导出。
11.权利要求10的设备，其中在阴离子交换器(4)和脱气器(6)之间接有一台再生剂给料器(8)。
12.权利要求11或12的方法，其中一个收集回收物的槽(7)连接于阴离子交换器(4)和阳离子交换器(1)上。
全文摘要
一种处理原水的方法，其中原水中的盐分至少部分地除去。根据本发明的改进，原水中的盐分被挥发性组分取代，而挥发性组份由脱气而除去。
文档编号B01J39/04GK1035481SQ8910090
公开日1989年9月13日 申请日期1988年12月30日 优先权日1987年12月30日
发明者费伦斯·伯索斯, 詹诺斯·塔罗西, 拉约斯·费拉克, 詹诺斯·凯埃马 申请人:费伦斯·伯索斯, 詹诺斯·塔罗西, 拉约斯·费拉克, 詹诺斯·凯埃马