Wasserreinigungsverfahren. Zum Zwecke der Wasserreinigung wird erfindungsgemäss ein Filtermaterial benutzt, bestehend aus basisch reagierendem Dolomit material, welches Verfahren gegenüber den bekannten Verfahren die nachstehend be schriebenen wirtschaftlichen und technischen Vorteile aufweist: Die Filtration von Wasser über Marmor (Calciumkarbonat) und Magnesit (Magne siumkarbonat) zum Zwecke der Entsäuerung von Wasser durch Abbindung der im Was ser enthaltenen freien, aggressiven Kohlen säure, welche in eisernen Rohrleitungen, Ge fässen etc. Eisenlösungen und hiermit Rost und Korrosionen verursacht, ist bekannt.
Calciumkarbonat ist im Wasser nur zu 13 mg/l entsprechend 7,28 mg/l Calciumoxyd und einer Karbonathärte des Wassers von 0,728 d (= deutsche Härtegrade) löslich, also von einer ausserordentlich geringen Lös barkeit, so dass Filteranlagen solcher Art grosse Abmessungen erfordern, um eine Ent säuerung des Wassers zu bewirken. Die Er zeugung sogenannter Ausgleichwässer, wel- ehe im Kalk-Kohlensäuregleichgewichtstehen, ist, wie jahrelange Erfahrungen beweisen, durch die Entsäuerung vermittelst Marmor oder Magnesit für die meisten Wässer nicht möglich.
Demgegenüber gewährleistet die Verwen dung von gebrochenem, das heisst gekörntem, basisch reagierendem Dolomit als Filter- matemial selbst bei bedeutend grösseren Filter geschwindigkeiten, als solche bei Verwen dung von Marmor überhaupt mit einem Ent säuerungseffekt möglich sind, eine restlose Abbindung der im Wasser enthaltenen, Rost und Korrosion verursachenden Kohlensäure.
Unter basisch reagierendem Dolomitmate rial ist ein Dolomitmaterial zu verstehen, das Magnesiumoxyd (M90), mindestens aber Magnesiumhydrogyd, Mg(OH)2,enthält, welch letzeres OH-Ionen, also wirklich Basen auf weist. Zweckmässig ist beispielsweise die Verwendung eines basischen Dolomits, der hergestellt wurde durch Brennen von aus Magnesiumkarbonat und Calciumkarbonat bestehendem Rohdolomit unter mindestens teilweiser Überführung seines Magnesium karbonatgehaltes in Magnesiumoxyd ohne Veränderung seines Calciumkarbonatgehaltes (wegen der Gefahr der Atzkalkbildung).
Ferner hat es sich als sehr vorteilhaft er wiesen, basisch reagierenden, Mg(OH)2 ent haltenden Rohdolomit dadurch reaktions- fähigar zu gestalten, dass man das im Roh materialchemisch gebundene Wasser durch Rötung des Rohmaterials bei geeigneten Temperaturen zur Ausscheidung bringt, wo bei der Mg(OH)2-Gehalt in Mg0 umgewan delt wird.
Versuchsbeispiele. Zur Filtration des Versuchswassers wurde gekörnter, basisch reagierender Dolomit von nachstehender Zusammensetzung verwandt:
EMI0002.0002
Probe <SEP> A <SEP> Probe <SEP> B
<tb> CaO <SEP> 43,4 <SEP> % <SEP> Ca0 <SEP> 35,4
<tb> MgO <SEP> 15,6% <SEP> MgO <SEP> 25,45 <SEP> %
<tb> CO2 <SEP> 34,04% <SEP> CO2 <SEP> 27,77%
<tb> H20 <SEP> 6,96% <SEP> H2O <SEP> 11,37
EMI0002.0003
Vergleichende <SEP> Versuche:
<tb> 1. <SEP> Mit <SEP> Marmorpulver
<tb> 2. <SEP> Mit <SEP> Marmor- <SEP> und <SEP> Magnesitpulver <SEP> (stö chiometrisch <SEP> gemischt)
<tb> 3. <SEP> Mit <SEP> Dodomit <SEP> nach <SEP> Analyse <SEP> A
<tb> 4. <SEP> Mit <SEP> Dolomit <SEP> nach <SEP> Analyse <SEP> B wurden nach dem Heyerschen Marmorver such zur Bestimmung der aggressiven Kohlen säure mit Wasser gemäss nachstehender Ana lyse
EMI0002.0004
Karbonathärte <SEP> 1,96 <SEP> d
<tb> Gesamthärte <SEP> 3,7 <SEP> d
<tb> Permanenthärte <SEP> 1,74 <SEP> <SEP> d
<tb> freie <SEP> C02 <SEP> 24,2.mg/l
<tb> pH-Wert <SEP> 6,5 mit folgenden Ergebnissen durchgeführt:
EMI0002.0005
1. <SEP> Filterung <SEP> über <SEP> Marmor:
<tb> freie <SEP> CO2 <SEP> 4,3 <SEP> mg/l, <SEP> wovon
<tb> 2,9 <SEP> mg/l <SEP> noch <SEP> aggres siv <SEP> sind.
<tb> Karbonathärte <SEP> 4,62 <SEP> <SEP> d
<tb> pH-Wert <SEP> 7,5
EMI0002.0006
2. <SEP> Filterung <SEP> über <SEP> Marmor- <SEP> und <SEP> Magne sitpulver:
<tb> ergab <SEP> gleiche <SEP> Werte <SEP> wie <SEP> unter <SEP> 1.
<tb> 3. <SEP> Filterung <SEP> über <SEP> Dolomit <SEP> gemäss <SEP> Ana lyse <SEP> A:
<tb> freie <SEP> C02 <SEP> 0
<tb> P-Alkalität <SEP> 1,96 <SEP> <SEP> d
<tb> Karbonathärte <SEP> 4,9 <SEP> <SEP> d
<tb> pH-Wert <SEP> 9,2
<tb> 4. <SEP> Filterung <SEP> über <SEP> Dolomit <SEP> gemäss <SEP> Ana lyse <SEP> B:
<tb> freie <SEP> C'02 <SEP> 0
<tb> P-Alkalität <SEP> 1,82' <SEP> d
<tb> Karbonathärte <SEP> 4,76 <SEP> <SEP> d
<tb> pH-Wert <SEP> 9,2 Vorstehende Versuchsresultate zeigen deut lich, dass eine Entsäuerung des Wassers ver mittelst basisch reagierenden Dolomits ausser ordentlich schneller und wirksamer erfolgt, als dies mit Marmor oder einem Gemisch von Marmor und Magnesit möglich ist. Dass vermittelst dieser beiden letzteren Filterstoffe entsäuerte Wasser enthielt noch 2,9 mg/l aggressive, das ist schutzschichtverhindernde Kohlensäure, während bei der Verwendung von Dolomit unter den gleichen die freie Kohlensäure restlos abgebunden und sogar eine Phenolphtalein-Alkalität von 1,96 bezw. 1,82 d erzeugt wurde, hervorgerufen durch die Bildung von Magnesiummonokar bonat.
Diese Magnesiummonokarbonathärte wirkt sich in einem durch die sogenannte Wiedervereisenungskohlensäure, das heisst die beim Verrostungsprozess immer wieder frei werdende Kohlensäure, welche zum Beispiel in einer eisernen Wasserleitung Eisen in Lö sung versetzt, das durch, den Sauerstoff des Wassers oxydiert und in Rost umgewandelt wird, verrosteten Rohrnetz im Sinne der Neutralisation derart aus, dass zunächst die rosterzeugende Kohlensäure abgebunden wird und die Rostknollen dann mit der Zeit brü chig (amorph) gemacht und aus dem Lei tungsrohrnetz durch Spülen entfernt werden können.
Gleichzeitig mit dem Magnesium gehalt geht der Calciumkarbonatgehalt der Filtermasse leicht in Lösung und nimmt an der Entsäuerun,g des Wasser einen bedeuten den Anteil; er trägt ferner bei zur Erzeu gung der bekannten Kalk-Rost-Schutzschicht in eisernen Rohrleitungen und dergleichen, die im Kalk-Kohlensäuregleichgewicht ste hende Wässer voraussetzt.
Durch die basische Wirkung des erfin dungsgemäss benutzten Dolomitmaterials wird gleichzeitig mit der Entsäuerung des Was sers der in diesem im allgemeinen als dop pelkohlensaures Eisen vorhandene Eisen gehalt in einfachkohlensaures Eisen über geführt, also aus Fe(HCO3)2 = Ferrobikar- bonat wird FeC0r3 = Ferromonokarbonat ge bildet.
Es ist eine bekannte Tatsache, dass FeCO3, also einfachkohlensaures Eisen oder Ferrokarbonat, wesentlich leichter zu oxydie ren, das heisst in ausfällbaren Rost überzu führen ist als Fe(HCO3)2. = Ferrobikarbonat oder doppelkohlensaures Eisen. - Ein wei terer Vorteil des Verfahrens gemäss der vor liegenden Erfindung besteht demnach darin, dass vermittelst basisch reagierenden Dolo- mits als Filtermasse ohne die bei den be kannten Wasser-Enteisenungsverfahren not wendigen Fällmittelzusätze gleichzeitig mit der Entsäuerungswirkung eine Enteisenung des Wassers erzielt werden kann.
In ähnlicher Weise erfolgt auch die Ent- manganung des Wassers, indem die Mangan salze durch die Einwirkung des basischen Dolomits in die leicht zu oxydierende Man- gano-Karbonatform übergeführt,diese dann durch den Sauerstoff zu Mangan-Dioxyd hydrat oxydiert und im Filter zurückgehal ten werden, ohne dass Fällungsmittelzusätze notwendig sind.
Das erfindungsgemäss zur Anwendung kommende Filtermaterial, bestehend aus ba sisch reagierendem Dolomit, kann auch vor teilhaft zum Zwecke der Entfernung von Blei und Kupfer aus Trink-, Nutz- und Ab wässern Verwendung finden.
Manche Arten von Wässern, besonders aggressive Kohlensäure und Sauerstoff ent haltende, rufen Blei- und Kupferlösungen in den entsprechenden Rohrleitungen, Gefässen und dergleichen mehr hervor, die in zahl reichen Fällen der Praxis, wie beispielsweise die beim Wasserversorgungsrohrleitungsnetz der Stadt Leipzig in den Jahren 1928 bis 1930 aufgetretenen Bleivergiftungen bewei sen, bei den Wasserverbrauchern Vergiftunggs- erscheinungen hervorrufen können.
Kupferlösungen verursachen örtliche Ver giftungen bei Wunden am menschlichen Körper und lassen ferner Waschwasser bei der Behandlung mit Seife grün erscheinen.
Kupferlösungen benutzt man aber be kanntlich zur Abtötung von Kleinlebewesen, Algen und Bakterien in Trinkwässern. Mau bringt also in diesen Fällen künstlich Kupfer- lösunben in das Wasser hinein. Obschon Kupfer eine stark bakterizide Wirkung aus übt, hat man bisher dieses Entkeimungsver- fahren weniger angewandt, weil es nicht möglich war, das Kupfer durch einfache Fil terung wieder aus dem Wasser zu entfernen. Dies gelingt aber restlos bei Verwendung von basischem Dolomit als Filtermasse, wie die beiden nachstehenden Versuchsergebnisse zeigen: a) Durch ein mit gekörntem, basisch rea gierendem Dolomit gefülltes Filter wurde ein Versuchswasser geleitet, welches mit 50 mg/l Kupferacetat versetzt war.
Das Wasserfiltrat zeigte trotz praktisch bedeu tender und verschiedener Filtergeschwindig keiten auch nicht Spuren von Kupfer. Durch die Kupferlösung waren sämtliche Bakterien und organischen Verunreinigungen im Was ser vernichtet worden und das bei der Fil terung über Dolomit gebildete unlösliche Kupferhydroxyd wurde in der Filtermasse zurückgehalten, die von Zeit zu Zeit, je nach dem Grad der anfallenden Verunreinigungen, mit einem Wasser-Luftgemisch gespült wer den muss.
b) Durch ein mit gekörntem basischem Dolomit gefülltes Filter wurde ein Versuchs wasser geleitet, welches mit 40 m;g/1 Blei- acetat versetzt war. Das Wasserfiltrat zeigte trotz hoher Filtergeeehwindigkeit :auch nicht einmal Spuren von Blei. Das :gelöste Blei wurde bei ,der Filtration des Wassers in un- lösliches Bleioxyd verwandelt und auf der Filtermasse zurückgehalten.
Die Verwendung von basischem Dolomit als Filtermasse verhindert also nicht nur das Inlösunggehen von Kupfer und Blei durch aggressive Wässer, sondern man kann hier mit auch Blei und Kupfer aus dem Wasser entfernen, wenn diese in Form von Lösungen in den oben beschriebenen Fällen dem Was ser zugesetzt werden oder in diesem vorhan den sind.
Das Magnesiumoxyd oder Magnesium hydroxyd enthaltende Dolomit-Filtermaterial kann mit Lösungen von Kupfer-, Silber- oder ähnlichen Salzen getränkt werden, wobei die entsprechenden unlöslichen Hydrate entstehen, welche bei der Filterung verunreinigter Wäs ser in diesen sämtliche Bakterien und orga nischen Bestandteile unschädlich machen, das Wasser also entkeimen, ohne dass im Wasser filtrat auch nur Spuren der obigen Metall salze auftreten.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens bezw. der Anwendung von basischem Dolo mit als Filtermasse besteht in der Entfer nung von Chlor und Sauerstoff aus Wässern, indem das Filtermaterial mit zwei in Korn- bezw. beliebiger Gestaltung vorliegenden Me tallen verschiedenen Potentials gegen Was ser durchsetzt wird. Bei der Berührung des Wassers mit dem vorbeschriebenen Filter material nimmt dasselbe in gelöster Form Magnesiumhydroxyd und entsprechend seinem Kohlensäuregehalt Magnesiumkarbonat auf, so dass der Wassercharakter ein alkalischer wird.
Indem das zu behandelnde Wasser die Filtermasse durchdringt, ändert sich der pH- Wert des Wassers in der Weise, dass das an fänglich saure oder im Kalk-Kohlensäure gleichgewicht steilende Wasser langsam aber stetig seinen pH-Wert erhöht, bis dieser in einer gewissen Tiefe der Filterschicht den Wert von zirka 9 erreicht.
EMI0004.0004
I. <SEP> Fe <SEP> + <SEP> 2H20 <SEP> = <SEP> Fe(OH)2 <SEP> + <SEP> 2 <SEP> H
<tb> 2 <SEP> H <SEP> + <SEP> 0 <SEP> = <SEP> H20
<tb> 2 <SEP> Fe(OH)2 <SEP> + <SEP> 0 <SEP> + <SEP> H20 <SEP> = <SEP> 2 <SEP> Fe(OH)3 Man kann in die Filtermasse zum Bei spiel in Form von Platten, die durchlöchert sind, zwei verschiedene metallische Stoffe, wie zum Beispiel Zink, Eisen, Zinn, Kupfer und dergleichen mehr einbetten, wodurch bei der Filterung des Wassers eine elektrische Potentialdifferenz entsteht, welche zum Bei spiel bei Eisen und Kupfer als Polpaar an dem Eisenpol die Bildung von Ferrohydr- oxyd und von Wasserstoff am Kupfer be dingt.
In dem Entstehungszustand dieser beiden Produkte wirken dieselben auf Sauer stoff oder Chlor ausserordentlich stark redu zierend, worauf sich dann, wenn Sauerstoff zugegen ist, Wasser und Ferrihydroxyd, falls Chlor zugegen ist, Chlorwasserstoff und Ferri- hydroxyd, bilden, wobei der Chlorwasserstoff vom Magnesiumoxyd zu Magnesiumchlorid gebunden wird.
Während die Potentialdiffe renz zwischen Aden in das Filtermaterial ein gebetteten verschiedenen Metallen in den ersten vom Wasser berührten Filterschich ten wegen des dann noch unterhalb 8 liegen den pH-Wertes des eintretenden Rohwassers ein Inlösunggehen von Ferrohydroxyd und die dabei auftretenden Begleiterscheinungen begünstigt, findet eine Eisenlösung in den untersten Schichten des Filters nicht mehr statt, da hier der erforderliche pH-Wert und damit auch die zur Eisenlösung führende Potentialdifferenz nicht mehr vorhanden ist.
Laut Veröffentlichungen von Tillmans und Klarmai (Zeitschrift für angewandte Chemie, Jahrgang 8,6, Nr. 12-15) ändert sich näm lich das Lösungsvermögen von Wasser für Eisen bei vollständiger Sauerstofffreiheit des Wassers umgekehrt proportional der Höhe des pH-Wertes und nähert sich einem mini malen Grenzwert bei einem pH-Wert von zirka 10.
Die in dem magnesiumoxyd- oder magne- siumhydroxydhaltigen Filtermaterial auftre tenden ch.emisohen Vorgänge lassen sich wie folgt durch Gleichungen darstellen:
EMI0005.0000
II. <SEP> Fe <SEP> + <SEP> 2. <SEP> H20 <SEP> = <SEP> Fe(OH)2 <SEP> + <SEP> 2 <SEP> H
<tb> 2 <SEP> H <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Cl <SEP> = <SEP> 2 <SEP> HCl
<tb> H20 <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Cl <SEP> = <SEP> 2 <SEP> HCl <SEP> + <SEP> 0
<tb> 2. <SEP> Fe(OH)2 <SEP> + <SEP> 0 <SEP> + <SEP> H20 <SEP> = <SEP> 2 <SEP> Fe(OH)3
<tb> 2 <SEP> HCl <SEP> +MgO <SEP> = <SEP> MgCl2 <SEP> + <SEP> H20 III. Das gleichzeitig vorhandene Kupfer bewirkt das Auftreten einer elektrischen Spannungsdifferenz; das Magnesium oxyd löst sich und erhöht den pH-Wert.
Durchgeführte Versuche zeigten folgen des Ergebnis: Das Filter, gefüllt mit basisch reagierendem, mit Eisen und Kupfer ver mischtem Dolomit, lief während 100 Stun den mit einem Vemuchswasser von 11 d Karbonathärte, 15 mg/1 freie Kohlensäure und 10,5 mg/l Sauerstoff bei einer Filter geschwindigkeit von rund 1,5 m/h. Das er zielte Filtrat war klar und farblos. Der Sauerstoffgehalt war stets = 0, der Eisen gehalt unter 0,1 mg/l, die Phenolphtalein- Alkalität im Mittel 2,2 d und die Karbonat härte (Methylorange-Alkalität) 6,7 d. Des weiteren wurden unter obigen Versuchsbedin gungen Chlormengen bis 10 mg/l freies Cl aus dem Wasser vollkommen entfernt.
Water purification process. For the purpose of water purification, a filter material is used according to the invention, consisting of basic dolomite material, which process has the following economic and technical advantages over the known processes: The filtration of water over marble (calcium carbonate) and magnesite (magnesium carbonate) for the purpose the deacidification of water by binding the free, aggressive carbon acid contained in the water, which in iron pipes, vessels, etc. iron solutions and thus causes rust and corrosion, is known.
Calcium carbonate is only soluble in water to the extent of 13 mg / l corresponding to 7.28 mg / l calcium oxide and a carbonate hardness of the water of 0.728 d (= German degrees of hardness), i.e. of an extremely low solubility, so that filter systems of this type require large dimensions, to de-acidify the water. The generation of so-called balancing water, which is in the lime-carbonic acid equilibrium, is, as years of experience have shown, not possible for most water by deacidification using marble or magnesite.
In contrast, the use of broken, i.e. granular, alkaline-reacting dolomite as the filter material ensures that the rust contained in the water is completely bound even at significantly higher filter speeds than are possible when using marble with a deacidifying effect and corrosion causing carbon dioxide.
Basically reacting dolomite material is to be understood as a dolomite material that contains magnesium oxide (M90), but at least magnesium hydrogen, Mg (OH) 2, the latter containing OH ions, i.e. really bases. It is advisable, for example, to use a basic dolomite, which was produced by burning raw dolomite consisting of magnesium carbonate and calcium carbonate with at least partial conversion of its magnesium carbonate content into magnesium oxide without changing its calcium carbonate content (due to the risk of quicklime formation).
Furthermore, it has proven to be very advantageous to make basic raw dolomite containing Mg (OH) 2 reactive by causing the water bound chemically in the raw material to be precipitated by reddening the raw material at suitable temperatures, where the Mg (OH) 2 content is converted into Mg0.
Experimental examples. Granular, basic dolomite with the following composition was used to filter the test water:
EMI0002.0002
Sample <SEP> A <SEP> Sample <SEP> B
<tb> CaO <SEP> 43.4 <SEP>% <SEP> Ca0 <SEP> 35.4
<tb> MgO <SEP> 15.6% <SEP> MgO <SEP> 25.45 <SEP>%
<tb> CO2 <SEP> 34.04% <SEP> CO2 <SEP> 27.77%
<tb> H20 <SEP> 6.96% <SEP> H2O <SEP> 11.37
EMI0002.0003
Comparative <SEP> experiments:
<tb> 1. <SEP> With <SEP> marble powder
<tb> 2. <SEP> With <SEP> marble <SEP> and <SEP> magnesite powder <SEP> (mixed stoichiometrically <SEP>)
<tb> 3. <SEP> With <SEP> Dodomite <SEP> after <SEP> analysis <SEP> A
<tb> 4. <SEP> With <SEP> dolomite <SEP> according to <SEP> analysis <SEP> B were used after Heyer's marble test to determine the aggressive carbonic acid with water according to the analysis below
EMI0002.0004
Carbonate hardness <SEP> 1.96 <SEP> d
<tb> total hardness <SEP> 3.7 <SEP> d
<tb> Permanent softening <SEP> 1.74 <SEP> <SEP> d
<tb> free <SEP> C02 <SEP> 24.2.mg / l
<tb> pH value <SEP> 6.5 carried out with the following results:
EMI0002.0005
1. <SEP> filtering <SEP> over <SEP> marble:
<tb> free <SEP> CO2 <SEP> 4,3 <SEP> mg / l, <SEP> of which
<tb> 2.9 <SEP> mg / l <SEP> nor <SEP> are aggressive <SEP>.
<tb> Carbonate hardness <SEP> 4.62 <SEP> <SEP> d
<tb> pH value <SEP> 7.5
EMI0002.0006
2. <SEP> filtering <SEP> via <SEP> marble <SEP> and <SEP> magnesium powder:
<tb> resulted in <SEP> the same <SEP> values <SEP> as <SEP> under <SEP> 1.
<tb> 3. <SEP> filtering <SEP> via <SEP> dolomite <SEP> according to <SEP> analysis <SEP> A:
<tb> free <SEP> C02 <SEP> 0
<tb> P-alkalinity <SEP> 1.96 <SEP> <SEP> d
<tb> Carbonate hardness <SEP> 4.9 <SEP> <SEP> d
<tb> pH value <SEP> 9.2
<tb> 4. <SEP> Filtration <SEP> via <SEP> dolomite <SEP> according to <SEP> analysis <SEP> B:
<tb> free <SEP> C'02 <SEP> 0
<tb> P-alkalinity <SEP> 1.82 '<SEP> d
<tb> Carbonate hardness <SEP> 4.76 <SEP> <SEP> d
<tb> pH value <SEP> 9.2 The above test results clearly show that deacidification of the water by means of basic dolomite takes place considerably faster and more effectively than is possible with marble or a mixture of marble and magnesite. The water deacidified by means of these last two filter materials still contained 2.9 mg / l aggressive, that is, carbonic acid that prevents protective layers, while when using dolomite under the same the free carbonic acid is completely bound and even a phenolphthalein alkalinity of 1.96 or. 1.82 d was generated, caused by the formation of magnesium monocarbonate.
This magnesium monocarbonate hardness has the effect of the so-called re-ironizing carbonic acid, i.e. the carbonic acid that is released again and again during the rusting process, which, for example, dissolves iron in an iron water pipe, which is oxidized by the oxygen in the water and converted into rust Pipe network in the sense of neutralization in such a way that first the rust-producing carbon dioxide is bound and the rust lumps are then made brittle (amorphous) over time and can be removed from the pipe network by flushing.
At the same time as the magnesium content, the calcium carbonate content of the filter material is easily dissolved and takes part in the deacidification, g of the water a significant share; He also contributes to the generation of the well-known lime-rust protective layer in iron pipelines and the like, which requires standing water in the lime-carbonic acid balance.
Due to the basic effect of the dolomite material used according to the invention, at the same time as the deacidification of the water, the iron content, which is generally present as double carbonate iron, is converted into single carbonate iron, i.e. Fe (HCO3) 2 = ferrobic carbonate becomes FeC0r3 = ferro monocarbonate educated.
It is a well-known fact that FeCO3, i.e. simple carbonate of iron or ferrocarbonate, is much easier to oxidize, i.e. to convert into precipitable rust, than Fe (HCO3) 2. = Ferrobicarbonate or double carbonate iron. - A further advantage of the method according to the present invention is therefore that by means of basic reacting dolomites as a filter mass without the precipitant additives necessary in the known water de-ironing processes, de-ironing of the water can be achieved at the same time as the de-acidification effect.
The water is also demanganized in a similar way, as the manganese salts are converted into the easily oxidized manganese carbonate form by the action of the basic dolomite, which is then oxidized by the oxygen to form manganese dioxide hydrate and retained in the filter without the need for precipitant additives.
The filter material used according to the invention, consisting of basic reacting dolomite, can also be used for the purpose of removing lead and copper from drinking, utility and waste waters.
Some types of water, particularly aggressive ones containing carbon dioxide and oxygen, cause lead and copper solutions in the corresponding pipelines, vessels and the like, which in numerous cases in practice, such as the water supply pipeline network of the city of Leipzig in the years 1928 to The lead poisoning that occurred in 1930 proves that water consumers can experience symptoms of poisoning.
Copper solutions cause local poisoning in wounds on the human body and also make washing water appear green when treated with soap.
However, copper solutions are known to be used to kill small organisms, algae and bacteria in drinking water. In these cases, Mau artificially introduces copper solutions into the water. Although copper has a strong bactericidal effect, this disinfection process has so far been used less because it was not possible to remove the copper from the water by simply filtering it. However, this works completely when using basic dolomite as the filter material, as the two test results below show: a) A test water to which 50 mg / l copper acetate was added was passed through a filter filled with granular, basic-reacting dolomite.
The water filtrate also showed no traces of copper in spite of practically important and different filter speeds. All bacteria and organic impurities in the water had been destroyed by the copper solution and the insoluble copper hydroxide formed during the filtering over dolomite was retained in the filter mass, which from time to time, depending on the degree of impurities, was mixed with a water-air mixture must be rinsed.
b) A test water to which 40 m 2 g / l lead acetate was added was passed through a filter filled with granular basic dolomite. The water filtrate showed not even traces of lead, despite the high filtering speed. The: dissolved lead was converted into insoluble lead oxide during the filtration of the water and retained on the filter mass.
The use of basic dolomite as a filter material not only prevents copper and lead from dissolving in aggressive water, but you can also use this to remove lead and copper from the water if these are added to the water in the form of solutions in the cases described above become or are present in this.
The magnesium oxide or magnesium hydroxide-containing dolomite filter material can be soaked with solutions of copper, silver or similar salts, the corresponding insoluble hydrates arise, which make all bacteria and organic components harmless when filtering contaminated Wäs water in these So sterilize water without even traces of the above metal salts appearing in the water filtrate.
Another advantage of the process BEZW. the use of basic Dolo as a filter material consists in the removal of chlorine and oxygen from water by the filter material with two grains respectively. Any design available metals of different potential against what water is penetrated. When the water comes into contact with the filter material described above, it absorbs magnesium hydroxide in dissolved form and, according to its carbonic acid content, magnesium carbonate, so that the water character becomes alkaline.
As the water to be treated penetrates the filter mass, the pH value of the water changes in such a way that the initially acidic or lime-carbonic acid equilibrium water slowly but steadily increases its pH value until it reaches a certain depth Filter layer reaches the value of about 9.
EMI0004.0004
I. <SEP> Fe <SEP> + <SEP> 2H20 <SEP> = <SEP> Fe (OH) 2 <SEP> + <SEP> 2 <SEP> H
<tb> 2 <SEP> H <SEP> + <SEP> 0 <SEP> = <SEP> H20
<tb> 2 <SEP> Fe (OH) 2 <SEP> + <SEP> 0 <SEP> + <SEP> H20 <SEP> = <SEP> 2 <SEP> Fe (OH) 3 You can put into the filter material for In game in the form of plates that are perforated, embed two different metallic substances, such as zinc, iron, tin, copper and the like more, whereby an electrical potential difference arises when the water is filtered, which for example in iron and copper as a pair of poles on the iron pole causes the formation of ferrohydric oxide and of hydrogen on copper.
When these two products are formed, they have an extraordinarily strong reducing effect on oxygen or chlorine, whereupon, when oxygen is present, water and ferric hydroxide, and if chlorine is present, hydrogen chloride and ferric hydroxide, are formed, with the hydrogen chloride being added by magnesium oxide Magnesium chloride is bound.
While the potential difference between the different metals embedded in the filter material in the first filter layers touched by the water, because the pH of the incoming raw water is still below 8, promotes the dissolution of ferrohydroxide and the accompanying phenomena that occur, an iron solution is found in the lowest layers of the filter no longer take place, since here the required pH value and thus also the potential difference leading to the iron solution is no longer present.
According to publications by Tillmans and Klarmai (Zeitschrift für angewandte Chemie, Volume 8.6, No. 12-15), the ability of water to dissolve iron changes inversely proportional to the pH value and approaches you when the water is completely free of oxygen minimum limit value at a pH value of around 10.
The chemical processes occurring in the filter material containing magnesium oxide or magnesium hydroxide can be represented as follows by equations:
EMI0005.0000
II. <SEP> Fe <SEP> + <SEP> 2. <SEP> H20 <SEP> = <SEP> Fe (OH) 2 <SEP> + <SEP> 2 <SEP> H
<tb> 2 <SEP> H <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Cl <SEP> = <SEP> 2 <SEP> HCl
<tb> H20 <SEP> + <SEP> 2 <SEP> Cl <SEP> = <SEP> 2 <SEP> HCl <SEP> + <SEP> 0
<tb> 2. <SEP> Fe (OH) 2 <SEP> + <SEP> 0 <SEP> + <SEP> H20 <SEP> = <SEP> 2 <SEP> Fe (OH) 3
<tb> 2 <SEP> HCl <SEP> + MgO <SEP> = <SEP> MgCl2 <SEP> + <SEP> H20 III. The copper present at the same time causes an electrical voltage difference to occur; the magnesium oxide dissolves and increases the pH value.
Tests carried out showed the following results: The filter, filled with basic dolomite mixed with iron and copper, ran for 100 hours with a test water of 11 d carbonate hardness, 15 mg / 1 free carbonic acid and 10.5 mg / l oxygen at a filter speed of around 1.5 m / h. The filtrate he targeted was clear and colorless. The oxygen content was always = 0, the iron content below 0.1 mg / l, the phenolphthalein alkalinity on average 2.2 d and the carbonate hardness (methyl orange alkalinity) 6.7 d. Furthermore, amounts of chlorine up to 10 mg / l of free Cl were completely removed from the water under the above test conditions.