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Verfahren zur Reinigung und Keimbefreiung von Wasser.
Um die im Wasser befindliche gelöste organische Substanz im weitestgehenden Masse zu zer- stören und insbesondere alle Keime abzutöten, hat man bereits vorgeschlagen, das Wasser mit grösseren
Chlormengen zu versetzen und den nach einer gewissen Zeit verbleibenden Überschuss an freiem Chlor durch kohlenstoffhaltige Substanzen, wie Braunkohle und andere fossile Kohlen, oder Produkte der , trockenen Destillation, wie Holzkohle, Knochenkohle oder aktive Kohlen zu beseitigen.
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Einführung im praktischen Wasserbetrieb hinderlich waren.
Es zeigte sich nämlich, dass auch bei Zusatz grosser Chlormengen zum Rohwasser nach kurzer
Zeit im Reinwasser Keime auftraten. Diese Erscheinung von Keimen im Reinwasser beruht-wie dahin- ) zielende Untersuchungen gezeigt haben-darauf, dass solche Substanzen, insbesondere aktive Kohlen,
Keime in hohem Masse adsorbieren und da die Kohlenstoffoberfläche für aufgespeicherte Keime, die gelegentlich der Chlorwirkung widerstehen und im Kohlenstoff in jener Zone, in welcher das freie Chlor bereits aus dem Wasser entfernt ist, einen günstigen Boden für ihr Wachstum finden, werden diese Keime das den Kohlenstoff durchströmende Wasser ständig infizieren.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, bei welchem gleichfalls Überschüssiges freies oder wirksames Chlor und zur nachherige Dechlorierung ein kohlenstoffhaltiges Material zur Anwendung gelangt, bei welchem aber der geschilderte Übelstand völlig vermieden wird.
Die völlige Umwandlung des über die Kohlenstoffoberfläche streichenden Chlors in das Chlorion tritt ein, wenn ein bestimmtes Verhältnis zwischen Kohlenstoffmenge und linearer Durchflussgesehwindig- keit des Wassers eingehalten wird.
In diesem besonderen Falle wird das im Wasser befindliche freie
Chlor aufänglich von dem Kohlenstoff so lange adsorbiert, bis eine völlige Sättigung des Kohlenstoffes durch Chlor erfolgt ist, bei weiterem Zufluss des chlorhaltigen Wassers über den nunmehr mit Chlor gesättigten Kohlenstoff bildet sich aber ein stationärer Zustand ans, und es erfolgt eine völlige Umwand- lung des weiter zugeführten Chlors in das Chlor-Ion, auch wenn die Konzentration des freien Chlors in bedeutenden Grenzen schwanken sollte.
Die weiteren Versuche über diesen stationären Zustand haben ergeben, dass der Reaktionsverlauf desselben gemäss dem Massenwirkungsgesetze ungefähr dem Verlaufe einer monomolekularen Reaktion entspricht, so dass die Chlorkonzentration (C) des über den Kohlenstoff fliessenden Wassers sich in aufeinanderfolgenden Zeiten (t) im Sinnen der allgemeinen Gleichung dcldt = kC vermindern muss, d. h. dass die Reaktionsgeschwindigkeit -C/f der Umwandlung des freien Chlors in das Chlor-Ion bei einer in der Zeit dt eintretenden Änderung entsprechend obiger Formel der Konzentration C proportional ist, wenn k die Reaktionsgeschwindigkeit für die Konzentration 1 ist.
Entsprechend des durch obige Formel charakterisierten zeitlichen Reaktionsverlaufes muss sich beim Durchlauf des chlorhaltigen Wassers durch den Kohlenstoff hinsichtlich des freien Chlors ein Konzentrationsabfall ausbilden, der in einer vom Zulaufe entfernteren Zone des Kohlenstoffes so geringe Chlorkonzentration bedingt, dass für den Fall, als sich Keime in dieser chlorarmen (oder bereits ganz chlorfreien) Zone befinden, diese Keime zur Entwicklung und Vermehrung kommen.
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Es wurde nun gefunden, dass diesem Übelstande abgeholfen werden kann, wenn alle Partien des
Kohlenstoffes von Wasser mit bakterizid wirkendem Chlorgehalt zeitweilig durchflossen werden und dadurch vorhandene Keime abgetötet werden und daher eine Wiederinfektion des Wassers vermieden wird.
Dieses zeitweilige Durehfliessen chlorhaltigen Wassers durch alle Teile des Kohlenstoffes kann entweder dadurch erreicht werden, dass die Durchlaufszeit des chlorhaltigen Wassers durch den Kohlenstoff verkürzt wird, so dass der Konzentrationsabfall des freien Chlors innerhalb einer gegebenen Kohlensehieht nicht unter die bakterizide Chlorkonzentration sinkt, oder dadurch, dass dem Wasser zeitweilig Stoffe hinzugefügt werden, die die Reaktionsgeschwindigkeit (- eCldt) verringern, so dass gleichfalls die gegebene Kohlenstoffschicht von bakterizid wirkendem Chlor durehflossen wird.
Die zuerst angeführte Massnahme wird erreicht, wenn die zur quantitativen Umwandlung in das
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Wassers wechselweise in Teillängen der Kohlenstoffsehichte erfolgt ; die zweite Massnahme wird erreicht, wenn bei gleicher Durchflusszeit dem chlorhaltigen Wasser während einer kurzen Betriebsunterbrechung alkalisehe Stoffe (wie Karbonate und Hydroxyde des Ammoniaks und der Alkalimetalle) hinzugefügt werden.
In allen Fällen wird eine zeitweilige Sterilisierung des Kohlenstoffes durch Chlor erzielt.
Beispiel 1. Das zur Reinigung bestimmte Wasser wird mit so viel Chlor versetzt, dass in demselben ein Überschuss von 1-2 mg pro Liter verbleibt und wird zwecks völliger Beseitigung des freien
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geführt. In gewissen Zeitperioden wird die Wassergeschwindigkeit für kurze Zeit auf 50 M : erhöht. Das Ablaufwasser enthält dann noch 0'05-0'2 mg pro Liter Ck, wodurch eventuelle Keime abgetötet werden.
Beispiel 2. Die im Beispiel 1 angeführte Kohleselhiehte wird in vier besondere Behälter gefüllt, so dass daher vier Kohleschiehten von je 250 mm gebildet werden. Das chlorhaltige Wasser durchfliesst
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durchfliesst. Die nächste Reihenfolge des Durchflusses des chlorhaltigen Wassers durch die Kohle ist dann wieder 1, 2, 3 und 4 usw.
Beispiel 3. Man arbeitet nach dem Beispiel 1, lässt jedoch dem Wasser während einer kurzen Zeit die Lösung eines alkalisch reagierenden Stoffes zufliessen. Sobald das alkalisch reagierende Wasser die Kohle durchdringt, zeigt sich im Ablaufwasser sofort freies Chlor ; nach Verschwinden der alkalischen Reaktion tritt wieder vollständige Chlorbeseitigung ein. Da sieh alkalisch reagierende Kohle schwer auswaschen lässt und da die alkalische Reaktion der Kohle wachstumfördernd für Keime wirkt, ist es zweckmässig, die Kohle nach dem Abstellen des Zuflusses der Alkalilösung mit Lösungen zu wachen, welche die alkalische Reaktion neutralisieren.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Reinigung und Keimbefreiung von Wasser mittels Chlors und naehherigem Über- leiten über Kohlenstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeit des Durchfliessens des chlorhaltigen Wassers, die ausreicht, um das gesamte Chlor in das Chlor-Ion umzuwandeln, zeitweilig derart verkürzt wird, dass das Wasser während seines gesamten Durehlaufes durch den Kohlenstoff eine bakterizide Chlorkonzentration besitzt.