AT212277B - Verfahren zur Herstellung von für die Wasserreinigung geeigneten Chlordioxyd enthaltenden Lösungen oder Gasgemischen - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung von für die Wasserreinigung geeigneten Chlordioxyd ent- haltenden Lösungen oder Gasgemischen 
Zur Herstellung von Chordioxyd ist es bekannt, Chlorite oder chlorige Säure in Lösung, Aufschwemmung oder Anteigung mit inerten Feststoffen, mit ozonhaltigen Gasen oder wässerigen Ozonlösungen zu behandeln. Die Umsetzung erfolgt nach der Gleichung 
 EMI1.1 
 
Wird das bei dieser Umsetzung freiwerdende Natriumhydroxyd nicht schnell genug entfernt, so entsteht durch die Gegenwart von Lauge neben zurückgebildetem Chlorit noch giftiges Chlorat nach der Formel (2) 2 NaOH+2   ClONaClOz+NaClOg+ILO   
Diese Umsetzung wird bei Verwendung von handelsüblichem Natriumchlorit noch dadurch begünstigt, dass dieses zu seiner Stabilisierung etwa 20% Inertstoffe, darunter 3, 5-4% Soda, enthält und somit in Lösung deutlich alkalisch reagiert. 



   Bei Gegenwart von Säure kommt es dagegen leicht zu einer Autoxydation und Zersetzung der gebildeten chlorigen Säure nach der Formel (3) 5   HC10,-4     ClO2+HCl+2 H2O,   wobei sich die Reaktion durch die entstehende Salzsäure selbst katalysiert. 



   Es wurde nun gefunden, dass die Umsetzung von Chloriten mit Ozon ohne Bildung unerwünschter Nebenprodukte und ohne Selbstzersetzung erfolgt, wenn man sie in einem schwachsauren Milieu bei einem pH-Wert etwa zwischen 5, 0 und 6, 0 verlaufen lässt und dafür sorgt, dass dieser pH-Wert während der Reaktion ständig aufrecht erhalten bleibt. Das geschieht in der Praxis am besten durch Puffern der Lösung, wobei die gebräuchlichen anorganischen Puffer, wie Acetat-, Phosphat- oder Borat-Puffergemische, verwendet werden können. Besonders günstig zur Innehaltung des angegebenen pH-Wertes hat sich die Verwendung von Natriumdihydrogenphosphat   (NaH.

   PO4)   erwiesen. 
Für die Herstellung eines zur Wasserentkeimung geeigneten chlordioxydhaltigen Gasgemisches empfiehlt es sich, die Umsetzung kontinuierlich durchzuführen, indem man beispielsweise einem herabrieselnden Strom einer wässerigen Chloritlösung von unten einen Strom ozonhaltigen Gases entgegenleitet. Die Chloritlösung kann entweder von vornherein den gewünschten PHWert aufweisen, oder man kann zusammen mit der Chloritlösung eine entsprechende Pufferlösung kontinuierlich in das Reaktionsgefäss einfliessen lassen, wobei die Konzentrationen beider Lösungen so bemessen sein müssen, dass der gewünschte pH-Wert aufrechterhalten bleibt.

   Wird zur Umsetzung ein langsamer Gasstrom mit hohem Ozongehalt benutzt, so kann die abfliessende Lösung die Hauptmenge des entstandenen Chlordioxyds enthalten, so dass sie zur Entkeimung des Wassers verwendet werden kann. 



   Im allgemeinen wird es aber vorteilhafter sein, dass Chlordioxyd in Gasform aus der Lösung auszutreiben. Der zur Entbindung des Chlordioxyds dienende ozonhaltige Gasstrom kann entweder ozonisierte Luft oder ein ozonhaltiger 
 EMI1.2 
 
Die Mengen der Reaktionsteilnehmer werden vorteilhaft derart eingestellt, dass in der Zeiteinheit auf zwei Mole gelöstes Chlorit nicht weniger als ein Mol Ozon in das Reaktionsgefäss eingeleitet wird. Die zur Reaktion kommenden Mengen sollen im günstigsten Fall etwa der Gleichung   (1)   entsprechen, wobei ein nicht zu grosser Ozonüberschuss sich als vorteilhaft erweist. Dabei ist es zweckmässig, das Chlorit in konzentrierter Lösung anzuwenden, um übermässige Lösungsmengen, welche eine unnötige Vergrösserung des Reaktionsgefässes bedingen würden, zu vermeiden.

   Vorteilhaft kann die Chloritlösung etwa in   l-30% piger   Konzentration angewendet werden. 



   Soll das Chlordioxyd durch Austreiben aus der Lösung als Gas gewonnen und weiterverwendet werden, so muss die Strömungsgeschwindigkeit des ozonhaltigen Gases so hoch liegen, dass das 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 in der Lösung entstehende Chlordioxyd weitgehend in die Gasphase übertritt. Die verbleibende Reaktionslösung, die dann lediglich die teilweise umgesetzte Puffersubstanz enthält, kann laufend aus dem Reaktionsgefäss entfernt und gegebenenfalls zur Wiedergewinnung der Puffersubstanz aufgearbeitet werden. 



   Die beiliegende Zeichnung veranschaulicht eine zur Durchführung der Erfindung besonders geeignete Einrichtung in schematischer Darstellung, wobei insbesondere an die Verwendung des chlordioxydhaltigen Gasstroms in der Wasserreinigung gedacht ist. Für die Umsetzung der chlorithaltigen Lösung mit dem ozonhaltigen Gasgemisch dient ein mit Füllungen versehener Reaktionsturm, welcher im Nebenschluss an der Hauptleitung des ozonhaltigen Gasgemisches liegt. 



   Das von einem nicht dargestellten Ozonisator gelieferte ozonhaltige Gasgemisch strömt durch die Leitung 1 zu und wird durch die Nebenleitung 2 in den Reaktionsturm 3 von unten eingeleitet. Von oben strömt durch die Leitung 4 die Chloritlösung zu, die bereits mit dem erforderlichen Puffer versehen sein kann, doch kann   der Puffer auch für sich durch die Leitung 5 dem Reaktionstum zugeführt werden.   



   Der Reaktionstum 3 ist in üblicher Weise mit   Widerstandskörpem   6, beispielsweise RaschigRingen, Prallblechen od. dgl., gefüllt. Vorteilhaft ragt die Füllung noch etwas über die Einmündung der Flüssigkeitsleitung 4 hinaus, um die im Reaktionsgefäss entstehenden Flüssigkeitsnebel abzufangen. 



   Das entstandene chlordioxydhaltige Gasgemisch entweicht am oberen Ende des Reaktionsturms durch die Leitung 7, während die durch die Reaktion erschöpfte Flüssigkeit durch die Leitung 8 abgezogen wird. 



   Leitet man, wie es auf der Zeichnung dargestellt ist, das chlordioxydhaltige Gasgemisch in den Hauptstrom des ozonhaltigen Gases ein, der der Wasserreinigungsanlage zugeführt wird, so hat man die Möglichkeit, wahlweise die Wasserreinigung mit einem Ozon-Chlordioxydgemisch oder mit Chlordioxyd allein oder mit Ozon allein durchzuführen. Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil, dass man die Mengen an Ozon bzw. Chlordioxyd den jeweiligen Inhaltsstoffen des zu behandelnden Wassers anpassen kann. So ist z. B. die Abtötung von Keimen und Viren besonderen Einflüssen, welche durch bakteriologische und virologische Untersuchungen vorbestimmt werden können, unterworfen. Das Verhältnis Ozon : Chlordioxyd kann in diesem Falle zur Errechnung eines optimalen Wirkungsgrades zweckentsprechend eingestellt werden. 



  Die Reinigung eines Rohrnetzes vom Bewuchs mit Mikroorganismen erfordert eine verhältnismässig niedrige Chlordioxydkonzentration, weil sich der Bewuchs sonst zu schnell von den Wandungen ablöst und das Wasser dadurch ungeniessbar   wird. Eine höhere Chlordioxydkonzentration kann dagegen vorteilhaft sein, wenn es darum   geht, dem Wasser eine nachhaltige Entkeimungswirkung gegen sekundäre Verunreinigungen des Wassers, z. B. infolge Rohrbruches durch Leckstellen oder bei sonstwie eintretenden Heberwirkungen im Rohrnetz, zu verleihen. 



   Dies gilt besonders für lange Leitungswege. 



  Schliesslich kann bei einer zur Entkeimung nicht ausreichenden Ozonerzeugung, die durch Ausfall von Ozonisatoren oder durch sehr schlechte Wasserqualität bedingt sein kann, dennoch durch Umschalten auf eine höhere Chlordioxyderzeugung eine ausreichende Entkeimung erreicht werden. 



   Die Menge des durch den Nebenschluss 2 strömenden ozonhaltigen Gases kann durch Anordnung entsprechender Druckpumpen geregelt werden. Dabei empfiehlt es sich, zur Begünstigung der Umsetzung im Reaktionsgefäss   3   einen gewissen Überdruck aufrecht zu erhalten, der etwa in der Grössenordnung von 0, 5 at liegen kann. Statt der Anordnung einer Druckpumpe an der Leitung 2 kann auch an der Entbindungsleitung 7 eine Saugpumpe vorhanden sein. Selbstverständlich lässt sich der im Nebenschluss erwünschte Partialdruck bzw. die Menge des durch den Nebenschluss strömenden Gasgemisches auch durch Injektoren od. dgl. regeln. Vielfach wird es auch zweckmässig sein, die Chloritlösung dem Reaktionsgefäss mit einer Dosierpumpe zuzuführen. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von für die Wasserreinigung geeigneten Chlordioxyd enthaltenden Lösungen oder Gasgemischen durch Umsetzen von Chloritlösungen   oder-aufschwem-   mungen mit einem ozonhaltigen Gas, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung in einem pH-Bereich etwa zwischen 5, 0 und   6, 0 erfolgt.   
 EMI2.1 

Claims (1)

1. während der Umsetzung durch Puffern aufrecht erhalten wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen l und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Puffer Natriumdihydrogenphosphat (NaHPO) verwendet wird.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung kontinuierlich, vorzugsweise im Gegenstrom, durchgeführt wird, wobei in der Zeiteinheit auf zwei Mole Chlorit nicht weniger als etwa 1 Mol Ozon dem Reaktionsgefäss zugeführt wird.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Chlorit in Form einer Lösung angewendet wird, die etwa 1 bis 30 Gew.-% Natriumchlorit, bezogen auf die reine Verbindung, enthält.

   6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gesamte bei der Reaktion entstehende Chlordioxyd aus der Reak- <Desc/Clms Page number 3> tionslösung mit Hilfe eines Gasstroms ausgetrieben wird, während die die übrigen Reaktionsprodukte enthaltende Lösung laufend entfernt wird.

   7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion unter schwachem Überdruck etwa in der Grössenordnung von 0, 5 at durchgeführt wird.