DE657159C - Verfahren zum Reinigen von Wasser - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 26. FEBRUAR 1938

REICHSPäTENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 85 b GRUPPE loi

Verfahren zum Reinigen von Wasser

Patentiert.im Deutschen Reiche vom 26. Januar 1932 ab

Es ist bekannt, zur Reinigung von Flüssigkeiten Adsorptionsmittel sowohl in pulverförmiger als auch in körniger Form zu verwenden.

Insoweit man sich körniger Mittel bedient, verfährt man im allgemeinen so, daß man die zu reinigende Flüssigkeit über eine mehr oder weniger starke'Schicht der adsorbierenden Massen filtriert. Die pulverförmigen bis ' feinkörnigen Massen wendet man üblicherweise im Einrührverfahren oder im Schichtfiltrationsverfahren an. Es ist auch vorgeschlagen worden, pulverförmige Aktivkohle als Belag auf Langsamfiltern anzuwenden.

Die Erfindung betrifft die Reinigung von Wasser, und zwar ebenfalls mit pulverförmigen bis feinkörnigen adsorbierend wirkenden Stoffen. Derartige adsorbierende "Stoffe bieten mit Rücksicht auf ihre pulverförmige bis feinkörnige Form als Reinigungsmittel erhebliche Vorteile. Ihre Anwendung im Einrühr- oder Schichtfiltrationsverfahren ist jedoch unter Umständen mit Schwierigkeiten verbunden, die die Vorteile der feinen Verteilung des Adsorptionsmittels teilweise wieder aufheben können. So erfordert das Einrührverfahren z. B. die Anwendung größerer Mengen des Behandlungsmittels, die das Verfahren unter Umständen unwirtschaftlich machen können. Das Absitzenlassen der eingerührten Stoffe ist im allgemeinen sehr zeitraubend. Will man sie auf andere Weise beseitigen, indem man sie abfiltriert, so muß man, vor allem bei Anwendung von 'feinem Pulver, mit erheblichen FiI-trierwiderständen rechnen. Die letztgenannte Schwierigkeit .kommt insbesondere auch in verstärktem Maße der Schichtfiltration zu. Ηΐςι- tritt diese Schwierigkeit manchmal in so großem Maße auf, daß das ganze Verfahren überhaupt unmöglich gemacht ist. Auch der Verwendung von Pulverkohle als Belag auf Langsamfiltern steht diese Schwierigkeit hindernd entgegen.

Gemäß· Erfindung wird die Reinigung von Wasser mittels pulverförmiger bis feinkörniger adsorbierend wirkender Stoffe in der Weise durchgeführt, daß die gesamte Menge der zur Anwendung kommenden adsorbierend wirkenden Stoffe zwischen nur mechanisch wirkendem Filtermaterial, wie Sand, Kleinkies und ähnlichen Stoffen, verteilt angewendet wird.

Die adsorbierenden Stoffe können in der Gesamtmenge der Filtermassen oder auch nur in einem Teil derselben, z. B. in einer oberen oder unteren Schicht, verteilt sein. Es zeigte sich überraschenderweise, daß der bei der Schichtfiltration immer auftretende große Strömungswiderstand bei der erfindungsgemäßen Einlagerung der Adsorptionsmittel in das Filtermaterial nicht mehr auftritt.

") Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Max Jaenicke in Leverkusen,

Die Filtrierwiderstände, die zu überwinden waren, sind vielmehr nicht erheblieh höher als· z. B, in gewöhnlichen Sandfiltern.

Die feinpulvrigen Adsorptionsmittel wirken, bei ihrer erfindungsgemäßen Anwendung;*^ ebenso weitgehender Verteilung wie bei tffipl Einrührverfahren auf die zu behandelnd*^ Flüssigkeiten ein. Zugleich werden sie, irr gleicher Weise Λνϊε bei der Schichtfiltration, ίο von der Behandlungsflüssigkeit durchströmt, so daß auch erfindungsgemäß der bekannte Vorteil der höheren Beladung des Adsorptionsmittels an der Eintrittsstelle erreicht .wird. Die Erfindung vereinigt auf diese Weise die Vorteile der bisher üblichen Anwendungsverfahren für pulverförmige bis feinkörnige Adsorptionsmittel, ohne jedoch deren Nachteile aufzuweisen. Sie unterscheidet sich hierdurch auch von dem bekannten Vorschlag, pulverförmige" Aktivkohle als Belag auf einem Langsamfilter zu verwenden. Hierbei gelangt im Laufe des Betriebes; zwar ebenfalls ein geringer Teil der aufgelegten Kohle in die Sandfüllung, die Hauptmenge verbleibt jedoch als Schicht obenauf. Im Gegensatz hierzu ist gemäß Erfindung die gesamte zur Anwendung kommende Menge des Adsorptionsmittels in der Filterfüllung verteilt.

Man kann das erfmdungsgemäße^Verfahren unter Benutzung beliebiger Filterkonstruktionen, wie z. B. Sandfilter üblicher Bauart, Siebfilter 0. dgl., ausüben. Die Filter können geradwandig oder trichterförmig oder anders gestaltet sein. Auf dem Gebiet der Wasserreinigung bietet indessen die Verwendung von Sandfiltern besondere Vorteile. Es bedarf zur Reinigung von Wasser nach dem Verfahren der Erfindung keiner besonderen Anlagen, sondern jedes Wasserwerk kann seine bereits vorhandenen Schnell- oder Langsamfilter ohne weiteres benutzen.

Die Verteilung der adsorbierend wirkenden Stoffe in den Filtermassen kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. So kann man die adsorbierend wirkenden Stoffe mit Wasser vermengen und dann in die Filtermassen einspülen. Man kann die adsorbierenden Stoffe auch auf das Filtermaterial aufschichten und sie sodann in die Filtermassen einschwemmen. Hierbei ist das Filtermaterial an der Stelle, an der die Einsparung bzw. die Einschwemmung stattfindet, mit Luft oder anderen Mitteln zu lockern. Eine andere Möglichkeit, die adsorbierenden Stoffe zwischen dem Filtermaterial zu verteilen, besteht darin, daß man sie in die Filtermassen, z. B. den Sand, einharkt. Auch kann man ein z.B. mit Sand und Wasser gefülltes Filter unter gleichzeitiger Zugabe adsorbierender Stoffe mit Luft oder anderen Mitteln zum Zwecke. der Einspeisung der adsorbierenden Stoffe umwälzen.

Die Gegenwart von Luft o. dgl. während ;.,der Behandlung des zu reinigenden Wassers it, wenn gewisse Geschmacks- und Geruchs- ^:e, wie z.B. Schwefelwasserstoff, im zu handelnden Wasser enthalten sind, noch die '■'weitere Wirkung, daß die Befreiung von diesen Stoffen beschleunigt vor sich geht.

In bezug auf die Verwendung von aktiver Kohle zum Zwecke der Wasserreinigung empfehlen sich insbesondere zwei Arbeitsweisen. Die erste besteht darin, daß man das zu reinigende Wasser durch ein Schnellsandfilter schickt, in welchem die feinpulverige bis feinkörnige Kohle gemäß der Erfindung in einem Teil der Sandschicht zwischen den Sandkörnern gelagert ist. Evtl. noch vorhandene Farbstoffe und vor allem Geschmacksstoffe können dadurch auf sehr wirtschaftliche Weise beseitigt werden. Ein anderes Arbeitsverfahren besteht darin, daß man die mit Kohle gemischte Sandschicht in einem Langsamfilter anordnet, und zwar Vorzugsweise nicht in der Nähe der oberen Filterfläche, sondern etwas tiefer. Die obere ad-Sorptionsmittelfreie Sandschicht dient dann zum Zurückhalten von gröberen Verunreinigungen. Erforderlichenfalls kann eine solche Oberschicht einschließlich der zurückgehaltenen gröberen Verunreinigungen zeitweilig entfernt und durch frischen Sand ersetzt werden, ohne daß dabei die Schicht aus Kohle-Sand-Gemisch gleichzeitig entfernt zu werden braucht.

Die Einspeisung der Adsorptionsmittel kann mit Hilfe des zu reinigenden Wassers selbst oder eines Wassers anderer Herkunft erfolgen.

Verwendet man zur Einspeisung der adsorbierenden Stoffe das zu behandelnde Wasser selbst, so wird man zweckmäßig die zuerst anfallenden Anteile des Filtrats verwerfen bzw. dem Rohwasser wieder zuleiten. Die Einspeisung kann unter Umständen auch derart durchgeführt werden, daß das Adsorptionsmittel erst in einem gewissen Abstand vom oberen bzw. unteren Ende der Filtriermittel, z.B. Sandschicht, etwa in einemiAbstand von Vi bis ¹Z₃ der Filterhöhe vom oberen oder unteren Ende des Filters sich im Filtermittel fein verteilt.

Der Zeitpunkt der Einspeisung kann nach Belieben gewählt werden. So kann man erst die Einspeisung der adsorbierenden Stoffe in die Filtermassen besorgen und dann erst mit dem eigentlichen Durchleiten- des zu reinigenden Wassers beginnen. Man kann aber auch die Einspeisung erst im Laufe der bereits in iao Gang befindlichen Filtration vornehmen. Schließlich kann man auch während der

Reinigung der zu behandelnden Flüssigkeit von Zeit zu Zeit für eine zusätzliche Einspeisung von adsorbierenden Stoffen Sorge tragen.

Die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers bei Ausführung des Verfahrens richtet sich nach den jeweiligen Betriebsbedingun-· gen. Zweckmäßig ist es, die Strömungsgeschwindigkeit des Einspeisungswassers

ίο größer zu wählen als die des zu behandelnden Wassers. Vorteilhaft verfährt man dabei so, daß man im Laufe der Einspeisungsperiode die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers vermindert, bis die zur Durchführung der Reinigungsfiltration erforderliche Strömungsgeschwindigkeit erreicht ist. Man kann auch so verfahren, daß man die Einspeisung gesondert vornimmt und mit dem Durchleiten des zu reinigenden Wassers erst nach dem Trockenlaufen des Filters beginnt.

Im allgemeinen wird man die Einspeisung

der adsorbierend wirkenden Stoffe von oben nach unten oder in umgekehrter Richtung vornehmen und in entsprechender Richtung das zu behandelnde Wasser durch das Filter .leiten. Unter Umständen kann man die Durchleitung des zu reinigenden Wassers und die Einspeisung der adsorbierend wirkenden Stoffe in entgegengesetzten Richtungen vornehmen. Auch kann die Einspeisung der adsorbierenden Stoffe zunächst von oben nach unten und sodann anschließend von unten nach oben erfolgen.

Im folgenden sind zur näheren Erläuterungdes erfindungsgemäßen Verfahrens zwei Ausführungsbeispiele gegeben: 1

Beispiel 1

In ein Sandfilter mit 1 rtr Filterfläche und ι m Sandschichthöhe wurden mit einer Strömungsgeschwindigkeit von ι mm/Sek. 2,25 kg pulverförmige Aktivkohle mit S m³ Wasser eingeschlämmt. Durch die Einspeisung der Kohle erhöhte sich der Filtrierwiderstand des Sandfilters von 7 cm auf nur 10 cm, wohingegen beispielsweise bei Verwendung der gleichen Kohlemenge in einer Schichtfiltration ein Filtrierwiderstand von ungefähr 10m auftrat. An die Kohleeinspeisung anschließend wurde durch das Filter ebenfalls von oben nach unten mit einer Strömungsgeschwindigkeit von ungefähr 0,5 mm/Sek. Wasser gegeben, das in den ersten Minuten etwas kohlehaltig ablief. Nach 5 Minuten war dieses jedoch vollkommen blank und kohlefrei, so daß nach dieser Zeit das zu behandelnde, äußerst widerwärtig nach Chlorphenol schmeckende Wasser mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 2 mm/Sek. zwecks Reinigung auf das vorbehandelte Sandfilter gegeben werden konnte. Der Chlorphenolgehalt des Wassers betrug vor dem Filter hierbei ungefähr 0,2 mg/1. Bis zum Ge-.fehmack- bzw. Chlorphenoldurchbruch konn-¹ItSn durch das Filter .innerhalb 48 Stunden ohne jede Filtrierschwierigkeit 346 m³ Wasser filtriert, werden. Nach Abstellen des Filters wurde die eingebrachte Kohle und die in dem Sandfilter aus dem Wasser abgeschiedenen Verunreinigungen durch Rückspülen beseitigt, worauf das Sandfilter von neuem mit Kohle beschickt wurde.

Beispiel 2

In ein Sandfilter von 1 m² Filterfläche und einer 1 m hohen Sandschicht wurde unter Durchharken der obersten 10 cm der Sandschicht mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,2 cm/S ek. und Strömungsrichtung von oben nach unten 1,2 kg pulverförmige Aktivkohle mit etwa 0,3 m³ Wasser eingeschlämmt. Anschließend wurde durch das Filter mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit ein etwa 10 mg/1 Schwefelwasserstoff und etwa 6 mg/1 Luftsauerstoff enthaltendes Wasser filtriert. Nach Verwerfung des anfänglichen Trüblaufes war das Wasser völlig klar und frei von Schwefelwasserstoff. Ein Durchbruch des Schwefelwasserstoffes im Filtrat konnte in einer Konzentration von etwa 0,05 mg/1, das sind erst 0,5 °/o der Anfangsschwefelwasserstoffkonzentration, nach aostündiger Filterung, nachdem rund ϊ So m³ Wasser das Filter passiert hatten, nachgewiesen werden. Die 1,2 kg der fein verteilten aktiven Kohle haben also hierbei 1,4 kg, d. h. 118 °/o ihres eigenen Gewichtes, ,an Schwefel aufgenommen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von Wasser mit pulverförmigen bis feinkörnigen, adsorbierend wirkenden Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte zur Anwendung kommende Menge der adsorbierend wirkenden Stoffe zwischen nur mechanisch wirkenden Filtermaterialien, wie Sandkörnern, Kies oder ähnlichen Stoffen, fein verteilt angewendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch des adsorbierend wirkenden Stoffes· und des mechanisch wirkenden Filtermaterials lediglich in bestimmten, sich in einem gewissen Abstand vom oberen oder unteren Ende des Filters befindlichen Schichten angeordnet ist.