Verfahren zur Aufbereitung von Wasser und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere Trinkwasser und Badewasser, mit Chlordioxyd sowie eine Vorrich tung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In neuerer Zeit gewinnt die Aufbereitung, insbe sondere die Reinigung und Entkeimung, von Trink-, Bade- und Brauchwasser mit Chlordioxyd sowie die Verhinderung von Algenbildung und die Algenvernich tung zunehmend an Bedeutung (vergleiche z. B. Die praktische Anwendung von Chlordioxyd für die Trink wasserentkeimung von Th. Stäheli, Monatsbulletin des Schweizerischen Vereines von Gas- und Wasserfach männern Nr. l0/1962, und Erfahrungen mit dem Chlordioxydverfahren bei der Badewasseraufbereitung von H. Berndt, Städtehygiene 7/1960, Seiten 127-174).
Die Erzeugung des für diese Aufbereitungs- bzw. Ent- keimungsmethoden erforderlichen Chlordioxyds erfolgt dabei unter Verwendung von Natriumchlorit oder an deren Chloriten, aus welchen das Chlordioxyd mit Chlor, Hypochloriten, Salzsäure, Schwefelsäure usw. im sauren Milieu freigesetzt wird, und Beimpfen des Was sers mit einer an Chlordioxyd angereicherten Lösung. Dabei treten jedoch ähnliche Schwierigkeiten auf, wie sie von der üblichen Chlorung von Trink- und Badewas ser her bekannt sind.
Diese Schwierigkeiten betreffen vor allem die überwachung der Zudosierung von Chlor bzw. die zwangläufige Ansäuerung der behandelten Wässer, wobei es zur besseren Ausnutzung des einge setzten Chlorits erforderlich ist, einen meist erheblichen Überschuss an Chlor bzw. Hypochlorit, Salzsäure oder Schwefelsäure anzuwenden, der mit dem gebildeten Chlordioxyd in das behandelte Wasser gelangt. Ausser Jem ist zur Ausnutzung von rückgebildetem Chlorit fallweise eine Nachchlorung erforderlich.
Wegen der Ansäuerung des behandelten Wassers bei diesen bekann ten, mit Chlordioxyd arbeitenden Reinigungsmethoden ist es bisher nicht möglich gewesen, eine Wasseraufbe reitung bzw. Entkeimung mittels Chlordioxyd dann an- zuwenden, wenn auf ein neutrales Gebrauchswasser Wert gelegt wird bzw. wenn die üblichen basischen Filtermaterialien verwendet werden sollen.
Es wurde nun gefunden, dass man die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten vermeiden und dadurch die Vorteile der Aufbereitung und Entkeimung von Wasser, insbesondere Trink-, Bade- und Gebrauchswasser, mit tels Chlordioxyd voll ausnutzen kann, wenn man erfin dungsgemäss das Chlordioxyd in dem zu reinigenden Wasser durch Umsetzung von Chlorit mit Persalzen herstellt.
Das erfindungsgemässe Verfahren hat gegenüber den bekannten Verfahren zur Aufbereitung von Trink-, Bade- bzw. Gebrauchswasser mittels Chlordioxyd vor allem den Vorteil, dass praktisch die gesamten einge setzten Chemikalien an der Chlordioxydbildung teil nehmen und im Wasser lange Zeit ein wirksamer Chlordioxydspiegel gewährleistet ist. Ferner ist die Chlordioxydbildung mit Persalzen vom pH-Wert des Wassers weitgehend unabhängig. Die Bildung von Chlor dioxyd erfolgt einwandfrei auch in schwach saurem, neutralem und schwach alkalischem Wasser.
Als Per salze können Persulfate, aber auch beispielweise Perbo- rate, Percarbonate oder dergleichen verwendet werden.
Versuche ergaben, dass bei einmaliger Dosierung von 3 g/m3 Ammoniumpersulfat und 3 g/m3 Natrium- chlorit, bezogen auf den Beckeninhalt, in einem Privat schwimmbecken eine Wirkungsdauer von 7 Tagen er zielt wurde, wodurch sich ein kontinuierlicher Zusatz von Chlordioxyd bzw. von Chlordioxyd bildenden Che mikalien erübrigte.
Die Beständigkeit des Chlordioxyd spiegels im Trink-, Bade- und Gebrauchswasser hat zur Folge, dass die Entkeimungswirkung stets durch lange Zeit gegeben ist und dass darüber hinaus, wie praktische Versuche ergeben haben, im Badewasser jede Algenbil dung verhindert wird bzw. bereits vorhandene Algen zerstört werden. Es hat sich ferner gezeigt, dass das erfindungsgemässe behandelte Badewasser eines Ver- suchsbeckens, das mit einer Badewasser-Umwälzanlage unter Verwendung eines alkalischen Filtermaterials (z.
B halbgebrannter Magnesit, wie Akdolit , Magno und ähnliche Materialien) gereinigt wurde, im Vergleich zu anderen angewendeten Reinigungsverfahren besonders klar und bis zum Grund vollkommen durchsichtig war. Das Wasser machte trotz Benützung während des gan zen Sommers auch noch im Herbst einen frischen Ein druck und zeigte keine geschmackliche Veränderung. Das Wasser wurde während des Sommers nicht gewech selt; es wurden nur die Wasserverluste ersetzt.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird es er möglicht, in einfacher Weise ein den Hygienevorschrif ten voll entsprechendes Trink- und Badewasser zu er reichen.
Vorzugsweise geht man nach dem erfindungsgemä ssen Verfahren in der Weise vor, dass man verhältnismä ssig konzentrierte, z. B. 5- bis 8 % ige Lösungen von Al kali- oder Erdalkalichlorit, insbesondere Natriumehlo- rit, einerseits und Persalzen, insbesondere Ammonium-, Alkali- oder Erdalkalipersulfat, anderseits herstellt.
Während bei der Erzeugung von Chlordioxyd aus Natriumchlorit und Chlor die Umsetzung zur Erzielung von hohen Chlordioxydausbeuten bei hohen Konzentra tionen durchgeführt werden muss, ist beim Verfahren gemäss der Erfindung die Chlordioxydbildung von der Konzentration der reagierenden Komponenten unab hängig. Durch die sofortige Verdünnung mit dem zu behandelnden Wasser ist auch gewährleistet, dass ge bildetes Chlordioxyd unmittelbar und vollständig ge löst wird; ferner wird jedwede Explosionsgefahr bei der Bildung des Chlordioxyds vermieden.
Zur kontinuierlichen Zudosierung der beiden gemäss der Erfindung verwendeten Komponenten zu einem in einem Leitungssystem fliessenden Wasserstrom kann jede geeignete Dosiervorrichtung verwendet werden, die gewährleistet, dass die beiden Chemikalien, zweckmässig durch eine Duplexdosierung, in genau entsprechenden Verhältnissen, vorzugsweise in stöchiometrischen Ver hältnissen, dem Wasserstrom zugesetzt werdeiz. In ge wissen Fällen kann es sich jedoch auch als zweckmässig erweisen, einen geringen,
unschädlichen Überschuss von Persalz über das durch die verwendete Chloritmenge gegebene stöchiometrische Verhältnis anzuwenden. Bei einer diskontinuierlichen Behandlung des Wassers emp fiehlt sich im allgemeinen ein Chlorit- und Persalzzu- satz von weniger als 10 mg/1 bei einer kontinuierlichen Behandlung ein solcher von weniger als 1 mg/l.
Eine für die Zwecke der Erfindung besonders geeig nete Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen in einen Ansatzstutzen eines Leitungssystems ein setzbaren, an seiner Öffnung sich konisch verjüngenden, zylindrischen Einsatzteil aufweist, der eine axial ange ordnete, bis an die Öffnung des konischen Abschnittes des Einsatzteiles reichende Zuführungsleitung für eine Lösung der einen Reaktionskomponente,
einen Schnek- kengang sowie eine im wesentlichen radial oder tangen- tial zu dem zylindrischen Einsatzteil verlaufende und in der Nähe des Bodens des Einsatzteiles in diesen Teil einmündende Zuführungsleitung für eine Lösung der anderen Reaktionskomponente enthält. Eine beispiels weise Ausführungsform einer solchen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt.
lm Behälter 1 befindet sich das Persulfat, im Be hälter 2 Natriumchlorit, jeweils in Form von etwa 5- bis 8 % igen wässerigen Lösungen. Die beiden Behälter sind mit Rührvorrichtungen 15 und mit Ventilen 12 versehenen Zuflussrohren 11 ausgestattet. Von einem Schwimmkörper 13 wird bei tiefstem Flüssigkeitsstand eine Dosierungspumpe 3 ausgeschaltet und eine Signal einrichtung in Tätigkeit gesetzt, die die Entleerung des Behälters anzeigt.
Die Dosierungspumpe 3 (Duplex- Chemikalienpumpe), die auf gleiche Förderleistung in beiden Teilen eingestellt ist, fördert die beiden Lösungen zur Mischvorrichtung 4. Die Konzentration der Lösun gen in den Behältern 1 und 2 ist so eingeregelt, dass bei gleicher Leistung der Duplexpumpen stöchiomet- rische Mengen der beiden Chemikalien gefördert wer den. Die Mischvorrichtung 4 besteht aus einem Ein satzstück mit einem innenliegenden Rohr 5, um welches ein Aussenrohr 6 gelegt ist.
Zwischen Aussenrohr 6 und Innenrohr 5 befindet sich ein Schneckengang 7, durch welchen die einströmende wässerige Persulfatlösung in rotierende Bewegung gebracht wird; bei der Austritts öffnung 8 stellt sich infolge des rotierenden Stromes der Persulfatlösung und der kegelförmigen Verjüngung 9 des Rohres 6 eine fächerförmige Verteilung der austre tenden Persulfatlösung ein. Im Mittelbereich der Öff nung 9 wird die Natriumchloritlösung durch das zentral angeordnete Rohr 5 dem in der Leitung 10 fliessenden Wasserstrom zugeführt.
Mit ähnlichem Ergebnis kann man die Chlorit- lösung durch den Schneckengang zuführen und die Per sulfatlösung über das zentrale Rohr 5 dem zu reinigen den Wasser einverleiben.
Die Mischvorrichtung wird zweckmässig in Richtung nach obren in die Rohrleitung 10, in der das zu behan delnde Wasser fliesst, eingebaut, um eine gute Mi schung mit dem Wasser zu erreichen. Die Lösebehälter werden aus Sicherheitsgründen in zwei getrennten Räu men untergebracht, um zu vermeiden, dass die festen Chemikalien vor ihrer Auflösung miteinander in Berüh rung kommen können. Der Raum für die Herstellung der Chloritlösung soll eine direkt ins Freie führende Tür besitzen.