DE619190C - Verfahren zur Herstellung eines Wasserklaermittels - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines WasserklaermittelsInfo
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- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
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Description
Wasser, das für Trink- und Gebrauchszwecke bestimmt ist und das Geruchs-, Geschmacksstoffe, Färbungen, tonige oder sonstige schwer
absetzbare oder schlecht filtrierbare Trübungen enthält, muß vielfach einer Klärung unterzogen
werden. Auch viele Abwässer, insbesondere in industriellen Betrieben anfallende Abwässer,
und andere wäßrige Flüssigkeiten oder Lösungen werden einer Klärung unterworfen.
Nach den bisher bekannten Verfahrensweisen erfolgt diese Klärung mittels der normalen oder
basischen Aluminium- oder Eisensalze, und zwar zumeist mittels der Sulfate oder Chloride. An
Stelle von Eisenoxydsalzen können auch Eisenoxydulsalze mit oder ohne Zusatz von Chlor
verwendet werden.
Es wurde auch vorgeschlagen, dem Wasser nach Zusatz von Aluminiumsulfat gleichzeitig
Aluminiumhydroxyd neben Kalk und Soda hinzuzufügen.
Gleichviel ob die wasserlöslichen neutralen oder basischen Sulfate oder Chloride des Aluminiums
oder Eisens zur Verwendung gelangen, in allen Fällen verlangt die Umsetzung in die
Hydroxyde des Aluminiums bzw. des Eisens längere Zeit, und selbst nach mehrstündiger
Reaktionsdauer treten mitunter in der bereits als geklärt erscheinenden Flüssigkeit Nachreaktionen
ein, die dann das Auftreten von Trübungen zur Folge haben.
Der Zusatz von Aluminiumhydroxyd, Kalk und Soda beschleunigt zwar den Fällvorgang,
aber es ist im praktischen Wasserwerksbetrieb sehr schwierig, die benötigten Mengen der vier
Stoffe der wechselnden Wasserbeschaffenheit jeweils derart anzupassen, daß jeder dieser Stoffe
verbraucht wird zwecks Vermeidung von Verunreinigungen des Wassers durch Klärmittelüberschuß.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines amorphen,
kolloidal lösliches Aluminium- ,oder Eisenhydroxyd enthaltenden Klärmittels in festem Zustande,
das darin besteht, daß man Lösungen von Aluminiumsulfat, zweckmäßig bei höherer Temperatur, mit peptisierbarem Aluminiumoder
Eisenhydroxyd in einer Menge versetzt, die größer ist, als zur Bildung des zweibasischen
Aluminiumsulfats erforderlich ist, und die erhaltene Lösung, zweckmäßig im Vakuum,
eindampft.
Man erhält auf diese Weise ein festes Produkt, das im Gegensatz zu kolloidalen Lösungen,
die für Fällzwecke bereits in Vorschlag gebracht wurden, sich leicht für den jeweiligen
Zweck bemessen läßt und überdies den Vorteil großer Haltbarkeit besitzt.
Bekanntlich vermögen wäßrige Lösungen von normalem Aluminiumsulfat Aluminiumoder
Eisenhydroxyd unter Bildung basischer Salze gemäß der Gleichung
2A12(SO4)3+2Al(OH)3=3Al2O (SO4)2+3H2O
aufzunehmen. Erhitzt man daher eine konzentrierte Aluminiumsulfatlösung (bzw. das
Reaktionsprodukt der äquivalenten Mengen
Aluminiumhydroxyd und Schwefelsäure) und setzt unter Rühren einen Überschuß von io bis
20 °/0 gegenüber der Hydroxydmenge, die zur Bildung des normalen Sulfats notwendig ist,
hinzu, so erhält man gegebenenfalls nach weiterem Einengen bei einer Dichte von etwa
650 Βέ beim Siedepunkt eine kristallinische Masse, welche neben dem normalen Aluminiumsulfat
je nach der zugesetzten Hydroxydmenge to das zweifach basische Aluminiumsulfat enthält.
Man verwendet hierzu das nur in starken Mineralsäuren lösliche, sog. schwere oder
kristallinische Aluminiumhydroxyd, wie es in der Technik z. B. durch spontane Abscheidung
aus Aluminatlösungen hergestellt wird. Bei Anwendung dieses kristallinischen Aluminiümhydroxyds
kann man normalem Aluminiumsulfat im allgemeinen nur Mengen an Hydröxyd
einverleiben, die höchstens dem zweifach
basischen Aluminiumsulfat entsprechen.
Erhitzt man dagegen eine wäßrige Lösung des normalen Aluminiumsulfats (bzw. das
Reaktionsprodukt der äquivalenten Mengen eines natürlichen oder künstlich erzeugten
Aluminiumhydroxyds und Schwefelsäure) und setzt unter Rühren, zweckmäßig bei höherer
Temperatur, ein frisch bereitetes oder leicht peptisierbares Aluminiumhydroxyd zu, dessen
charakteristische Eigenschaft die' Löslichkeit in' schwachen Mineralsäuren oder organischen
Säuren oder verdünnten Alkalihydroxydlösungen ist, so tritt gleichfalls Lösung ein. Hierbei
ist es aber, wie gefunden wurde, möglich, größere Mengen an Hydroxyd dem Aluminium-3-5
sulfat einzuverleiben) als dem zweifach basischen
Aluminiumsulfat entspricht. Wird nun die so erhaltene Lösung· der Aluminiumverbindung,
deren Gehalt an Al2O3 größer ist, als dem
zweifach basischen Salz entspricht, unmittelbar, und' zwar zweckmäßig im Vakuum bei 60
bis. So0 eingedampft, so bildet sich kein kristallinisches
Salz, sondern ein amorphes Produkt von gummi- bzw. glasartigem Aussehen. Dieses
amorphe Produkt dient als festes Fällmittel, bei welchem ierner gefunden wurde, daß man
an Stelle des vorerwähnten leicht peptisierbaren Aluminiumhydroxyds auch das leicht peptisierbare
Eisenhydroxyd verwenden kann,- in welchem Falle- das erhaltene amorphe Produkt
das Hydrosol des Eisenhydroxyds enthält. : Gegenüber dem kristallinischen normalen
oder basischen Aluminiumsulfat bzw. Mischungen dieser kristallinischen Salze: zeigt das soeben
beschriebene amorphe Produkt in seinen Eigenschaften wesentliche Unterscheidungsmerkmale.
. ■
Während das kristallinische normale oder basische Aluminiumsulfat in reinem Wasser und
bei einer gegebenen Temperatur eine definierte Löslichkeit zeigt und bei weiterem diese Löslichkeit
überschreitenden Zusatz dieser Salze sich ein Bodenkörper eines kristallinischen Aluminiumsulfats
abscheidet, nimmt das amorphe Produkt bei Zusatz geringer Wassermengen diese nach Art der Hydrosole auf, also ohne
definierte Löslichkeitsgrenze, und bildet eine gallertartige Masse bzw. bei etwas größeren Wassermengen
eine sirupöse, viscose Lösung. Während ferner die kristallinischen Salze über dem
jeweiligen Lösungspunkte mit reinem Wasser in jedem Verhältnis mischbar sind, zersetzen
sich die konzentrierten Lösungen des amorphen Produktes bei Zusatz größerer Wassermengen
unter Ausscheidung von Aluminiumhydroxyd. Die kristallinischen Aluminiumsulfate haben
ferner einen bestimmten Kristallwassergehalt (z. B. kristallisiert das normale mit 18 Molekülen,
das zweifach basische mit 12 Molekülen Wasser); das amorphe Produkt dagegen enthält
je nach Eindampftemperatur und der 8a Dauer des Eindampfens wechselnde Wassergehalte.
Eigenartig ist ferner das Verhalten stark eingeengter Lösungen beim Erhitzen; während die kristallinischen Salze bei höherer
Temperatur größere Löslichkeit besitzen, zerfallen die stark eingeengten, an Aluminiumhydroxyd
reichen Lösungen des amorphen Produktes unter Ausscheidung eines weißen Niederschlages,
der zum Teil aus Aluminiumhydroxyd, zum Teil aus basischen Aluminiumsulfaten besteht. Besonders eigenartig kennzeichnend
ist das Verhältnis des Aluminiumoxydgehaltes zum Säureradikal (SO3—) einerseits der
kristallwasserfreien kristallinischen Salze, anderseits der wasserfreien amorphen Produkte. Im
normalen Aluminiumsulfat ist dieses Verhältnis 0,426 : i, im zweifach basischen Aluminiumsulfat
0,64 : ι. In dem amorphen Produkt ist dieses Verhältnis auf jeden Fall größer als
0,64: i, und es kann je nach der Menge des einverleibten Aluminiumhydroxyds bis auf
1,67: ι vergrößert werden. Eine weitere durch
noch höheren Aluminiumhydroxydzusatz bedingte Vergrößerung dieses Verhältnisses ist
ohne weiteres möglich, doch lösen sich solche Produkte nach ihrer Herstellung nur sehr langsam
wieder in Wasser.
Zur Erläuterung der Durchführung des vorliegenden Verfahrens werden nachfolgend einige
Ausführungsbeispiele angeführt,' aus denen die no
Grenzformeln für das erhaltene Produkt ersichtlich sind und die je nach Erfordernis entsprechend
abgeändert werden, können.
In ein mit Rührwerk ausgestattetes heizbares Gefäß werden 200 cm3 Aluminiumsulfatlösung,
enthaltend 8,1 g Al2O3 (entsprechend
51,11 g Al2 (SO4)3.18 HaO), gefüllt, die Lösung
auf 80 bis 90° erwärmt und unter Rühren allmählich 30 g peptisierbares Aluminiumhydroxyd
zugesetzt. Es tritt nach kurzer Zeit Lösung ein. Diese Lösung wird im Vakuum bei 60 bis 8o°
'eingestampft, wobei ein glasiger, amorpher Rückstand von folgender Zusammensetzung verbleibt:
Gehalt an Al2 O3:34,5 %, an S O3:43,8 %; Molekularverhältnis
von Al2O3 : SO3 = 1 :1,62
= 0,61.
200 cm3 der früher erwähnten Aluminiumsulfatlösung werden unter gleichen Verhältnissen,
wie im Beispiel 1 angegeben, mit 50 g peptisierbarem
Aluminiumhydroxyd vermengt und die Lösung im Vakuum eingedampft. Das erhaltene Produkt hat dann die Zusammensetzung:
Al2O3:38,42%; SO3:39,630/0;
Al2 O3: SO3 = 1:1,132 = 0,75.
Beispiel 3
20
20
Verwendet man unter den vorher beschriebenen Verhältnissen 200 cm3 Aluminiumsulfatlösung
und 90 g peptisierbares Aluminiumhydroxyd, dann hat das amorphe Produkt die
Zusammensetzung:
Al2 O3:49,i8%; S03:34.49 %.'
Al,0,: S0. = i:
Al,0,: S0. = i:
Al2 O3: S O3
Setzt man noch höhere Aluminiumhydroxydmengen zu, dann bilden sich bereits stark getrübte
Lösungen, die nach dem Eindampfen in Wasser nur teilweise löslich sind. In allen diesen
Beispielen kann das peptisierbare Aluminiumhydroxyd durch peptisierbares Eisenhydroxyd
ersetzt werden, wodurch man amorphe Produkte erhält, in denen das Al2O3 durch den
entsprechenden Anteil Fe2O3 ersetzt ist.
Die Tatsache, daß durch die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Produkte mit höherem Überschuß an Aluminium- oder Eisenhydroxyd wesentlich günstigere Kläreffekte erzielt werden als mit kristallisiertem Aluminiumsulfat allein oder in Mischung mit Aluminium-
Die Tatsache, daß durch die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Produkte mit höherem Überschuß an Aluminium- oder Eisenhydroxyd wesentlich günstigere Kläreffekte erzielt werden als mit kristallisiertem Aluminiumsulfat allein oder in Mischung mit Aluminium-
4-5 hydroxyd und Kalk, erklärt sich daraus, daß das vorliegende amorphe Produkt nur in konzentrierter
wäßriger Lösung beständig ist, bei größerem Zusatz von Wasser sich aber in
die beiden Komponenten Aluminiumsulfat und Aluminiumhydroxyd zersetzt und dadurch die
weitere Zersetzung und Ausflockung des Aluminiumsulfats in zeitlicher Hinsicht wesentlich
fördert. Ganz analog liegen die Verhältnisse beim eisenhaltigen Produkt.
Die Wirkung des Mittels ist an zahlreichen natürlichen Wässern erprobt worden; ein Beispiel
eines derartigen Klärversuches sei nachfolgend angeführt:
11 eines natürlichen Wassers benötigte
z. B. zur Klärung 30 mg wasserfreies normales Aluminiumsulfat, entsprechend rund 50 mg der
wasserhaltigen i8°/oigen Handelsware mit einem
Al2O3-Gehalt von rund 9 mg. Das zur Ausführung
des vorliegenden Verfahrens zur Anwendung gelangende amorphe Produkt enthalte z.B. 33.19% ALA. 34.9«% SO3 und
I3>63 % bei 120° C austreibbares Wasser; das
Verhältnis von Al2 O3 : S O3 des bei 120° getrockneten
amorphen Produkts ist daher 1:1,03. Auf den Al2O3-Gehalt des handelsübliehen
Aluminiumsulfats mit i8°/0Al2 O3bezogen,
sind daher an Stelle von 50 mg der Handelsware 27 mg des wasserhaltigen amorphen Produkts
von vorher ^beschriebener "'[Zusammensetzung
anzuwenden.^ Es zeigt sich dann folgendes: Nach Ablauf von 5 Minuten ist in dem mit
Aluminiumsulfat versetzten Wasser eine geringe Opaleszenz, in dem mit dem amorphen Produkt
versetzten eine starke milchige Trübung sichtbar; nach weiteren 30 Minuten ist im ersten
Falle eine geringe Trübung, im zweiten Falle eine grobe Flockung aufgetreten; nach weiteren
40 Minuten (also insgesamt 80 Minuten) ist im ersten Falle ein geringer Absatz neben einer
starken, in Schwebe bleibenden Trübung, im zweiten Falle ein völlig klares Wasser mit vollständig
abgesetztem Niederschlag festzustellen.
Bei Anwendung des beanspruchten Mittels fällt ein Wasser .an, dessen Beschaffenheit praktisch
dieselbe ist wie bei Anwendung von bekannten aluminiumhaltigen Mitteln. In beiden
Fällen werden die durch Aluminiumsalze abscheidbaren Wasserbeimengungen ausgefällt!
Darauf kommt es aber bei der vorliegenden Erfindung nicht wesentlich an.
Im praktischen Wasserreinigungsbetrieb wird vor allem der größte Wert darauf gelegt, daß
mit Hilfe der bestehenden Klärbassins die Wasserklärung so schnell erfolgt, daß die anschließenden
Filter nicht oder nur wenig beanspracht werden. Dies ist aber nur zu erreichen,
wenn die Klärwirkung in möglichst kurzer Zeit eintritt und das Wasser bei Eintritt
in die anschließenden Sandfilter möglichst vollständig geklärt ist. Das erfindungsgemäß
hergestellte Mittel bewirkt eine Klärung in weit kürzerer Zeit als die bekannten Mittel.
Es handelt sich also bei dem vorliegenden Mittel nicht um die Erzielung eines höheren
Reinheitsgrades, sondern um eine schnellere Ausfällung der Schwebestoffe und dadurch um eine
weitaus günstigere Ausnützung der Wasserwerkseinrichtung.
Claims (2)
- Patentansprüche: 11Si. Verfahren zur Herstellung eines Wasserklärmittels in fester Form, das kolloidal lösliches Aluminiumhydroxyd enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man Lösungen von Aluminiumsulfat, zweckmäßig bei höherer Temperatur, mit peptisierbarem Alu-miniumhydroxyd in einer Menge versetzt, die größer ist, als zur Bildung des zweibasischen Aluminiumsulfats erforderlich ist, und die erhaltene Lösung, zweckmäßig im Vakuum, eindampft.
- 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man statt des mit Aluminiumsulfat peptisierbaren Aluminiumhydroxyds Eisenhydroxyd gleicher Eigenschaft anwendet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA63360D DE619190C (de) | 1931-09-11 | 1931-09-11 | Verfahren zur Herstellung eines Wasserklaermittels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA63360D DE619190C (de) | 1931-09-11 | 1931-09-11 | Verfahren zur Herstellung eines Wasserklaermittels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE619190C true DE619190C (de) | 1935-09-25 |
Family
ID=6943178
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA63360D Expired DE619190C (de) | 1931-09-11 | 1931-09-11 | Verfahren zur Herstellung eines Wasserklaermittels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE619190C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0005419A1 (de) * | 1978-05-03 | 1979-11-14 | Boliden Aktiebolag | Zusammensetzungen aus Aluminiumsulfat mit mehrkernigen Komplexen, deren Herstellungsverfahren und Verwendung |
-
1931
- 1931-09-11 DE DEA63360D patent/DE619190C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0005419A1 (de) * | 1978-05-03 | 1979-11-14 | Boliden Aktiebolag | Zusammensetzungen aus Aluminiumsulfat mit mehrkernigen Komplexen, deren Herstellungsverfahren und Verwendung |
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