DE10000269A1

DE10000269A1 - Reaktivierbare faserhaltige Wasserfilter

Info

Publication number: DE10000269A1
Application number: DE10000269A
Authority: DE
Inventors: Franz Dietrich Oeste; Rainer Haas
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 2000-01-05
Publication date: 2000-07-13

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur wiederholten chemischen Umwandlung fester Verbindungen in faserhaltigen Festbett-Filtern zur Wasserbehandlung zu festen Reaktivstoffen, zur Wiederherstellung der Filterleistung der Festbett-Filter, wobei die regenerierten und/oder neu gebildeten Reaktivstoffe mindestens einem Stoff und/oder einem Element aus einer oder mehrerer Klassen aus den Verbindungen mit einer DOLLAR A schwerlöslichen Schwermetall-Chalkogenbindung, einer DOLLAR A schwerlöslichen Chalkogenbindung aus der Gruppe 3 des chemischen Periodensystems, DOLLAR A einem Schwermetall, einer DOLLAR A Schwermetallegierung, einer DOLLAR A Wasserstoffverbindung mit einem Platinmetall und einer DOLLAR A Wasserstoffverbindung mit einer Platinmetallegierung DOLLAR A angehören. Neben oder anstelle der genannten Reaktivstoffe können die zur Reaktivierung geeigneten Festbett-Filterbetten auch partikuläre feste Reaktivstoffe aus den Gruppen der Sorbentien, der natürlichen und künstlichen Ionen austauschenden Verbindungen, der Huminstoffe, der Metallseifen und ihren korrespondierenden organischen Säuren, der Wachse, der Kunstharze, der Polyolefine, der Zeolithe und der Schichtsilikate enthalten.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur wiederholten chemischen Umwandlung fester Verbindungen in faserhaltigen Festbett-Filtern zur Wasserbehandlung zu festen Reaktivstoffen, zur Wiederherstellung der Filterleistung der Festbett-Filter, wobei die regenerierten und/oder neu gebildeten Reaktivstoffe mindestens einem Stoff und/oder einem Element aus einer oder mehrerer Klassen aus den Verbindungen mit
einer schwerlöslichen Schwermetall-Chalkogenbindung,
einer schwerlöslichen Chalkogenbindung aus der Gruppe 3 des chemischen Periodensystems,
einem Schwermetall,
einer Schwermetallegierung,
einer Wasserstoffverbindung mit einem Platinmetall und
einer Wasserstoffverbindung mit einer Platinmetallegierung
angehören. Neben oder anstelle der genannten Reaktivstoffe können die zur Reaktivierung geeigneten Festbettfilterbetten auch partikuläre feste Reaktivstoffe aus den Gruppen der Sorbentien, der natürlichen und künstlichen Ionen austauschenden Verbindungen, der Huminstoffe, der Metallseifen und ihren korrespondierenden organischen Säuren, der Wachse, der Kunstharze, der Polyolefine, der Zeolithe und der Schichtsilikate enthalten.

Bekannte Verfahren zur Wasserreinigung beschreiben die Anwendung von Reaktivstoffen enthaltend oxidische Eisen- und/oder Manganverbindungen zur chemischen Entfernung von reduzierten Schwefel- und Selenverbindungen, insbesondere Sulfiden aus dem Wasser. Dabei werden die Chalkogenide zu Eisen- und/oder Manganchalkogeniden und/oder elementaren Chalkogenen umgesetzt, die am Reaktionsort als Feststoffe ausgeschieden werden. Dies geschieht in der Regel mittels Eisensalzen, die mit den Chalkogeniden zu schwerlöslichen Eisenchalkogeniden ausgefällt werden. Es ist aber auch bekannt, die Chalkogenide mittels Eisenhydroxiden als Reaktivstoffe zu den schwerlöslichen Eisenchalkogeniden umzusetzen. Chalkogenid kann dabei mit suspendiertem oder in einem Kiesfilter niedergeschlagenen Eisenhydroxid zu Eisenchalkogeniden umgesetzt werden. Die Notwendigkeit der Sulfidentfernung aus Abwasser ergibt sich vielfach nach seiner Behandlung mit überschüssigen Sulfiden zur Schwermetall-Entfernung aus Abwasser. Die Notwendigkeit der Nachbehandlung ist vielfach der Grund dafür, daß Sulfide zur Beseitigung von Schwermetallen nicht gerne eingesetzt werden, weil deren Beseitigung erhebliche ökonomische Nachteile hat. Eisen- und Manganhydroxide werden aber auch zur Entfernung von Schwermetallen aus dem zu reinigenden Wasser eingesetzt. Auch hierfür kennt der Stand der Technik und die einschlägige Literatur keine regenerbaren Festbettfilter.

In der deutschen Patentanmeldung 198 34 916.5 sowie 198 42 528.7, der PCT-Anmeldung 99/06755 und der USA-Anmeldung 09/396,042 wird die Umsetzung schwerlöslicher Reaktivstoffe, insbesondere Reaktivstoffen aus den Gruppen der Oxide und Mischoxide und sonstiger Sorbentien auf Papier und anderen faserhaltigen Stoffen zur Wasserreinigung, insbesondere zur Entfernung von Verbindungen des Schwefels und des Selens beschrieben. Insbesondere wird dazu die Wasserbehandlung mit Eisen- und/oder Manganhydroxiden, die als Reaktivstoff-Papierimprägnierung oder Reaktivstoff-Beschichtung vorliegen, vorgeschlagen. Nachteil dieser Methode ist es, daß die mit Reaktivstoff imprägnierten oder beschichteten Papiere nur für den kurzfristigen Gebrauch vorgesehen sind, und damit zu unwirtschaftlicher Abfallbildung beitragen.

Der besondere Vorteil der faserhaltigen Filter, die ihre Reaktivstoffe in feiner Verteilung auf Fasern und/oder Partikeln enthalten, ist die hohe Reaktionsgeschwindigkeit, die im Festbettfilter zu einer wesentlichen Verkürzung der Massenübergangszone zwischen der aktiven Filterschicht und der inaktiven Filterschicht führt und deshalb zu einer wesentlich verbesserten Wirtschaftlichkeit der Wasserfiltration zur Entfernung gelöster Bestandteile aus dem Wasser führen kann.

Ein längerfristiger Einsatz der Papierfilter konnte bisher nur dadurch erreicht werden, indem die Papiere mit Bioziden, z. B. Silberverbindungen, ausgerüstet wurden, und mit einem hinreichenden Reaktivstoffvorrat ausgerüstet werden. Diese Stoffe gelangen in das Reinwasser und können dort unerwünscht sein.

Zur Wasserreinigung wird dort als Reaktivstoff auch metallisches Eisen vorgeschlagen, um im Wasser gelöste toxische organische Halogen- und Nitroverbindungen abzubauen. Da sich das metallische Eisen rasch mit einer Korrosionshaut überzieht, wird die Diffusion der Halogenverbindungen an die Reaktivstoff-Oberfläche erschwert und es kommt schließlich zum Erliegen der Reaktion. Auch die gelegentlich eingesetzten Aktivatoren für diese Reaktion wie z. B. Platinmetalle lassen in ihrer Aktivität bald nach, da sie von Wasserinhaltsstoffen allmählich inaktiviert werden.

Es wird dort auch vorgeschlagen, als Bestandteile der Fasermaterialien zur Wasserbehandlung Platinmetalle und/oder Platinmetallhydride als Wasserstoffträger und Wasserstoff-Überträger zum Zweck der Halogenmineralisation und auch zur Nitratbeseitigung einzusetzen. Die rasche Vergiftung der Edelmetalle hat bisher aber verhindert, dieses Verfahren technisch einzusetzen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur chemischen-physikalischen Wiederherstellung der Aktivität von faserhaltigen Reaktivstoffen in Festbettfiltern zur Wasserbehandlung gemäß Ansprüchen 1 bis 18 wurden Möglichkeiten gefunden, mit denen die Beladung mit wirksamen Reaktivstoffen in Festbetten zur Entfernung von Ionen, Chalkogen-, Halogen- und Stickstoff-Verbindungen sowie Metalloiden und Schwermetallen aus wäßrigen Medien durch wiederholte chemische Umwandlung fester Verbindungen regeneriert und/oder wieder hergestellt werden können und auch gleichzeitig die unerwünschte Ansiedlung mikrobieller Schädlinge dauerhaft unterbunden werden kann.

Nach den erfindungsgemäßen Verfahrensvarianten lassen sich eine Reihe von Klassen der zur Wasserbehandlung eingesetzten faserhaltigen Festbettfilter, die nach dem Prinzip der Reaktivstoff-Wirkung auf gelöste Wasserinhaltsstoffe arbeiten, durch die erfindungsgemäße Wiederherstellung des wirksamen Reaktivstoffgehaltes soweit regenerieren, daß sie sich für den Mehrfacheinsatz oder sogar den kontinuierlichen Filterbetrieb eignen. Das gilt sowohl für die unbewegten als auch die bewegten Festbettfilter. Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip lassen sich diejenigen Filter reaktivieren, deren Reaktivstoff eines oder mehrere Elemente und/oder Stoffe aus den Gruppen
schwerlösliche Schwermetall-Chalkogenbindungen,
einer schwerlöslichen Chalkogenbindung aus der Gruppe 3 des chemischen Periodensystems, (Gruppen-Einteilung gemäß IUPAG-Vorschlag 1985)
einem Schwermetall,
einer Schwermetallegierung,
einer Wasserstoffverbindung mit einem Platinmetall und
einer Wasserstoffverbindung mit einer Platinmetallegierung
enthält. Das geschieht nach den an und für sich bekannten Prinzipien einer oxidierenden und/oder reduzierenden Behandlung zur Wiederherstellung ihres Reaktivstoff-Gehaltes. Bei den Festbetten kann es sich sowohl um feststehende Festbetten handeln, als auch um bewegte Festbetten. Es hat sich dabei überraschenderweise gezeigt, daß die in der Regel sehr feinkörnig und/oder dünnschichtig vorliegenden Reaktivstoff-Wasserinhaltsstoff-Reaktionsprodukte sich sogar die im Verlaufe der oxidierenden Regeneration zu löslichen Chalkogen- oder Halogenverbindungen umgewandelten Eisen- und/oder Manganverbindungen beim erneuten Kontakt mit der Wasserphase nicht etwa vollständig aufgelöst wurden, sondern sich dabei in die gewünschten hinreichend fixierten oxidischen Reaktivstoffe umwandeln ließen. Die Regeneration kann kontinuierlich während des Filterbetriebes oder intervallweise vorgenommen werden.

Neben den genannten Reaktivstoffen können die zur Reaktivierung geeigneten Festbettfilterbetten auch partikuläre oder wachsartige feste Reaktivstoffe aus den Gruppen der Sorbentien, der natürlichen und künstlichen Ionen austauschenden Verbindungen, der Huminstoffe, Metallseifen und ihren korrespondierenden organischen Säuren, Wachsen, Kunstharzen, Polyolefinen, der Zeolithe und der Schichtsilikate enthalten.

Weiterhin hat sich überraschend gezeigt, daß bei der Restauration des Reaktivstoffs durch Oxidation reduzierter Eisenverbindungen ein Reaktivstoff entsteht, der die Reaktivität der reinen Hydrolyseprodukte aus Eisen-III-Salzen übertrifft. Dies betrifft besonders seine Kapazität zur Sorption von Anionen und Kationen.

Die oxidierende Behandlung wird mit flüssigen oder gasförmigen Oxidationsmitteln oder flüssigen Oxidationsmitteln oder Oxidationsmittellösungen durchgeführt, die reduzierende Behandlung wird ebenfalls mit gasförmigen oder flüssigen Reduktionsmitteln oder Reduktionsmittellösungen durchgeführt. Es ist auch möglich, die Behandlung mit Oxidationsmitteln oder Reduktionsmitteln in der überkritischen Gasphase vorzunehmen, bei der mindestens eine Komponente des Reaktionsgemisches im überkritischen Gaszustand ist.

Bevorzugte Oxidationsmittel sind Luft, Sauerstoff, Ozon, aktivierter Sauerstoff, kaltes Sauerstoffplasma, aktivierter Ozon, atomarer Sauerstoff, Hydroxylradikale, photolytisch generierte Oxidantien, Wasserstoffperoxid, Permanganat, Persulfat.

Bevorzugte Reduktionsmittel sind im einerseits molekularer Wasserstoff, aktivierter Wasserstoff, atomarer Wasserstoff, Ammoniak, aktivierter Ammoniak, Hydrazin, Hydrazinhydrat, Chalkogenwasserstoffe, photolytisch generierte Reduktantien und andererseits Schwefelwasserstoff, seine gelösten Salze und ggf. Schwefelverbindungen, aus denen sich durch Hydrolyse Schwefelwasserstoff und/oder seine gelösten Salze generieren lassen.

Neben den genannten Oxidantions- und Reduktionsmitteln eignen sich je nach Reaktivstoff auch andere Desorptionsmittel wie z. B. Säuren oder Laugen, Wasserdampf und Heißgas, um die Reaktivstoffe zu generieren bzw. zu reaktivieren.

Typische Faserbestandteile der erfindungsgemäßen reaktivierten Festbett-Wasserfilter sind zum Beispiel Metalldrähte, Metallgestricke, Metallwollen, Metall-Drehspäne, feine und grobe Metallpartikel, organische und/oder anorganische Fasermaterialien, Wollen aus nichtmetallischen Werkstoffen, Papierwolle, Streifen, Fäden und textile Gebilde, Vliese, Filze und Papiere.

Für das erfindungsgemäße Verfahren besonders bevorzugte Reaktivstoff-Festbetten sind:

1. Reaktivstoff-Festbetten für die Entfernung von Anionen, insbesondere Sulfiden, Polysulfiden, Cyaniden, Rhodaniden, Cyanaten, Thiocarbonaten, Schwefelkohlenstoff, Sulfaten, Halogeniden, Nitrat, Metalloide und Schwermetalle.
Von den vielen für diese Zwecke geeigneten möglichen Reaktivstoff-Zustandsformen im Festbett werden diejenigen vorgezogen, die eine große Oberfläche bei möglichst kurzen Diffusionswegen repräsentieren. Dazu gehören zum Beispiel die folgend genannten mit Reaktivstoffen beladene Materialien:
Reaktivstoff-Beläge auf dünnen Metalldrähten, Metallfolien, Metallgestricken, Metallwollen, Metall-Drehspänen, feine und grobe Metallpartikeln, organischen und/oder anorganischen Fasermaterialien, Wollen, Streifen, Fäden und textilen Gebilden, Vliesen, Filzen, Papieren und Zellstoffen, Kohle-, Koks-, Ruß- und Aktivkohlepartikeln, Metallpartikeln, Huminstoffe, Metallseifen und ihren korrespondierenden organischen Säuren, Wachse, Kunstharze, Polyolefine, Glimmer, Glasflocken, Glasbläschen und Kunststoffbläschen, Partikel aktivkohlegebundener Schwermetalle.
Als Reaktivstoff-Beläge eignen sich die Oxide, Mischoxide und Hydroxide, die Sulfide und Hydrogensulfide der Schwermetalle Eisen, Kupfer, Mangan und Zink sowie den metallischen Elementen aus der 3. Gruppe des Periodensystems sowie den Metallhydriden der Platinmetalle und Anionenaustauscher.
2. Reaktivstoff-Festbetten für die Zersetzung von organischen Halogen- und Nitroverbindungen und Nitraten.
Von den vielen für diese Zwecke geeigneten möglichen Reaktivstoff-Zustandsformen im Festbett werden auch hier diejenigen vorgezogen, die eine große Oberfläche bei möglichst kurzen Diffusionswegen repräsentieren. Dazu gehören zum Beispiel die folgend genannten Reaktivstoffe enthaltenden Materialien:
Eisen- und oder Mangan enthaltende dünne Metallfolien als solche oder mit einem Reaktivstoff-Belag aus Eisen- und/oder Manganchalkogeniden, Stahlgestrick als solches oder mit einem Reaktivstoff-Belag aus Eisenhydroxiden, Metallwolle mit einem Reaktivstoff-Belag aus Eisenchalkogeniden, Papier oder Zellstoff mit eingelagerten Partikeln und/oder Fasern bestehend und/oder enthaltend metallisches Eisen in reiner und/oder legierter Form, Drehspäne als solche oder mit einem Reaktivstoff-Belag aus Eisenchalkogeniden, Metallpartikeln, Formstoff-Partikel aus aktivkohlegebundenen Sulfiden, Formstoff Partikel aus aktivkohlegebundenen Schwermetallen als solche oder mit einem Reaktivstoff-Belag aus Eisen- und/oder Manganchalkogeniden, Wasserstoffverbindungen der Platinmetalle und ihrer Legierungen.
3. Statische Reaktivstoff-Festbett-Filter.
Statische Reaktivstoff-Festbett-Filter enthalten vorzugsweise eingehauste Schüttungen und/oder Packungen enthaltend mindestens eine oder mehrere der festkörperlichen Erscheinungsformen oder Formgebungen Fasern, aus Fasern zusammengesetzte Teilchen, faserhaltige Partikel, Fäden, textile Gebilde, Papiere, Vliese, Papierwollen, Metallwollen, Gestricke, Drähte, Metallfolien, die die Reaktivstoffe enthalten. Mehrere statische Reaktivstoff-Festbett-Filter werden vorzugsweise derart miteinander verschaltet, daß der Filtrationsbetrieb ohne Unterbrechung fortgesetzt werden kann, wenn ein Filter im Regenerationszustand ist.
4. Bewegte Reaktivstoff-Festbett-Filter.
Bewegte Reaktivstoff-Festbett-Filter enthalten vorzugsweise nicht eingehauste, oder zum Teil eingehauste oder vollständig eingehauste ständig oder intervallweise rotierende um eine Achse angeordnete Reaktivstoff-Festbetten. Die bewegten Festbetten enthalten Packungen aus einem oder mehreren der Aktivstoff enthaltenden Metallfolien, Gestricke, Wolle, und Fasermaterialien. Die Filter können je nach Bauart intermittierend, also mit zwischengeschalteten Reaktivstoff-Regenerationszyklen vergleichbar den statischen Festbettfiltern betrieben werden; bevorzugt ist aber der kontinuierliche Betrieb. Dazu sind die Filter vorzugsweise in zwei oder mehr Sektionen aufgeteilt. In einer der Sektionen läuft die Filtration ab, und in einer zweiten Sektion oder mehreren weiteren Sektionen wird die einstufige oder mehrstufige Regeneration oder auch Neubeladung des Reaktivstoffs vorgenommen.

Die Aktivierungsenergie zur Beschleunigung und/oder Initiierung der gewünschten Generierung und/oder Restaurierung der Reaktivstoffe oder die Energie zur Reinigung der Reaktivstoff-Oberflächen oder zu ihrer Desinfektion zur Vermeidung von Bioscaling und Biofouling kann durch Wärme oder Strahlung bis hin zur ionisierenden Strahlung eingetragen werden. Sie kann aber auch ausschließlich durch chemische Reaktion erreicht werden.

Anhand der nachfolgenden Beispiele, auf die die Erfindung nicht beschränkt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Zusammen mit den Beispielen gibt Tabelle 1 gibt einige Anwendungsbeispiele wieder. Die hier und im Folgenden genannten Beispiele für die in den Fasermaterialien enthaltenen Reaktivstoffe betreffend z. B. die Schwermetallsulfide und die durch Ausfällung und/oder galvanische Abscheidung erzeugten metallisierten und/oder mit Metallkolloiden beladenen Fasern sind in ihrer Anwendungsmöglichkeit nicht auf das Gebiet der in dieser Anmeldung beschriebenen Wasserbehandlung beschränkt, sondern auch für die Behandlung von Gasen und Zwecke der Futter- und Lebensmittelbehandlung und -Erzeugung und andere Zwecke, die z. B. in der deutschen Patentanmeldung 198 34 916.5 sowie 198 42 528.7, der PCT-Anmeldung 99/06755 und der USA-Anmeldung 09/396,042 beschrieben werden oder sie lassen sich auch zum Zweck der Analytik und als Probenahmesysteme anwenden, wie zum Beispiel in der deutschen Patentanmeldung 199 47 635.7 beschrieben wird.

Tabelle 1

Wasserreinigungs-Beispiele

Vorzugsweise als statische Reaktivstoff-Festbettfilter werden Festbetten aus Eisenwolle oder Zinkwolle ausgeführt, die, mit einer Sulfidbeladung versehen, zur Sorption von Schwermetallen und Metalloiden eingesetzt werden. Bevorzugt unter Milieubedingungen, bei denen die abzuscheidenden Schwermetalle eine geringere Löslichkeit haben als Eisensulfid bzw. Zinksulfid, lassen sich mit diesen Filtern die betreffenden Schwermetalle und Metalloide gut aus dem zu behandelnden Wasser damit entfernen.

Es ist aber auch möglich, nichtmetallische Fasermaterialien, vorzugsweise auf dem Weg der Fällung, aus Lösungen, mit denen die Fasermaterialien zuvor getränkt wurden oder Fällung aus Lösungen in der Gegenwart der Fasermaterialien, mit Sulfiden zu beladen und zur Metalloid- und Schwermetallsorption einzusetzen. Die Sulfidbeladung der Fasermaterialien kann aber auch durch Umwandlung vorhandener Precursorbeladungen der Fasermaterialien in Sulfidbeladungen geschehen. So lassen sich beispielsweise Papiere, die mit Eisen-II-hydroxid beladen sind, hervorragend durch Einwirkung gasförmigen oder gelösten Schwefelwasserstoffs oder von Sulfiden zu Eisensulfid-haltigen Papieren umsetzen. So läßt sich mit Schwermetallsalz getränktes Papier durch die Einwirkung von Schwefelwasserstoff oder seinen gelösten Salzen mit Schwermetallsulfiden beladen. So läßt sich beispielsweise mit Zinksulfat getränktes Papier beim Eintauchen in eine Ammoniumchlorid-Lösung zu Zinksulfid als Reaktivstoff umsetzen, das eine hervorragende Haftung auf den Papierfasern hat. Die Sulfid-Reaktivstoffbeschichtung läßt sich ohne Weiteres auch nach dem gleichen Prinzip auf Einzelfasern aufbringen, aus denen dann das Fasermaterial hergestellt werden kann.

Umgekehrt lassen sich mit den erfindungsgemäßen Fasermaterialien auch Schwefelwasserstoff, Sulfide und organische Verbindungen mit reduzierten Schwefelfunktionen aus dem Wasser mit Metallen als Reaktivstoffe enthaltenden Fasermaterialien entfernen. Weniger bevorzugt eingesetzt sind dafür nicht nur Metallfaserbestandteile, sondern auch auf Nichtmetallbestandteilen niedergeschlagene Metalle. Für diesen Zweck sind z. B. metallbeschichtete Papiere geeignet. Diese enthalten metallbeschichtete Fasern und/oder Partikel oder das Papier als solches kann auch nachträglich einer Metallisierung unterworfen werden. Die Metallisierung von Papieren oder auch einzelnen Fasern und Partikeln für die Herstellung der Fasermaterialien daraus kann auf chemischem und/oder photochemischen Weg nach an und für sich bekannten Techniken durch Fällung, zum Beispiel Silber, Kupfer, Gold, Platinmetalle oder durch galvanische Metallisierung, zum Beispiel Zink, Cadmium, Kupfer, Nickel, Blei geschehen. Es ist aber auch möglich, bereits die für die Papierherstellung eingesetzten Zellstoffe zu metallisieren. Dabei ist es auch möglich, die Metallisierung so zu führen, daß die Metalle als Kolloide auf den faserhaltigen Materialien oder Einzelfasern, die zur Herstellung der Fasermaterialien eingesetzt werden, ausfallen. So kann z. B. ein Goldkolloid-haltiges Papier einfach durch Benetzen des Papiers mit Goldtrichloridlösung und anschließendem Eintauchen des feuchten oder getrockneten Papiers mit Ascorbinsäurelösung hergestellt werden. Derartiges Papier eignet sich hervorragend zur Quecksilberabscheidung.

Die Regeneration der mit Sulfiden beladenen metallisierten Papiere eignen sich zwar sehr gut zur Entschwefelung. Je nach Löslichkeitseigenschaften der betreffenden Sulfide können diese zur Regeneration mit den betreffenden Lösungsmitteln auch abgelöst und damit der reaktive Zustand des Festbettfilters hergestellt werden; jedoch ist nach wenigen Beladungszyklen der reaktive Feststoff aufgebraucht und die Festbettfilter müssen verworfen werden oder zur Regeneration wieder einer Metallisierung unterworfen werden.

Die für den erfindungsgemäßen Zweck eingesetzten metallisierten Papiere oder metallisierte Fasern enthaltenden Papiere eignen sich jedoch besonders für die Einmalnutzung, da sie sich z. B. in der Form von mit Eisenmetall oder Zinkmetall belegten Filtern auch hervorragend für die Entfernung von Schwermetallen aus Trinkwasser im Haushalt eignen.

Darüber hinaus haben die metallisches Eisen in einer oder mehrerer der Formen von metallisierten Fasern, Eisenmetallfasern enthaltenden Fasermaterialien, vorzugsweise in einer oder mehrerer der Formen Papier, Vlies, Gewebe, Streifen und Papierwolle überraschenderweise die besondere Eigenschaft gezeigt, die Verbesserung des Geschmacks von Kaffee und Tee herbeizuführen.

Aus den genannten Veröffentlichungen ist bekannt, daß sich insbesondere die Hydroxide und Oxide von Eisen und Mangan zur Beseitigung von Schwermetallen und Metalloiden eignen. Dort werden auch die Möglichkeiten zur Herstellung und Anwendung dieser Reaktivstoffe in Fasermaterialien beschrieben, auf die deshalb hier nicht näher eingegangen zu werden braucht.

Beispiel 1

Zur Reinigung eines Abwassers aus der Bleiakkumulatoren-Produktion wird ein Abwasser, enthaltend ca. 20 mg/l Blei, mit 40 mg/l einer pulverisierten Aktivkohle versetzt, enthaltend feinverteiltes Erdalkalisulfid. Das nach der Filtration des Bleisulfid-Aktivkohlegemisches resultierende Filtrat mit etwa pH 8 ist annähernd bleifrei. Als Folge der Aktivkohle-Sulfidbehandlung hat die Lösung noch einen Sulfid-/Hydrogensulfidgehalt in der Größenordnung von ca. 10 mg/l. Da der gegebene zulässige Grenzwert nur eine Obergrenze von 0,1 mg/l Sulfid zuläßt, wird das noch Sulfid enthaltende Abwasser in einer bewegten Festbettfiltervorrichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren weiterbehandelt.

Diese Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2 besteht aus einem unvollständig eingehausten rotierenden Festbettfilter, das auf in einer Länge von 2 m auf einer Achse (schraffiert) angeordnet ist und mit einer Umdrehungszahl von 30/h rotiert. Das Filter besteht aus kreisrunden Filterpapierscheiben mit einem Durchmesser von 50 cm. Fig. 1 zeigt das Festbettfilter in der Ansicht orthogonal zur Filterachse. Die einzelnen Filterscheiben sind als dick gezeichnete Linien angedeutet. Punktiert sind die 3 UV-Strahler-Röhren gezeichnet. UV-Strahler und Achse sind in der oben offenen Filtereinhausung gelagert. Fig. 2 zeigt den Schnitt A-B aus Fig. 1 durch das Festbettfilter. Schraffiert ist die Filterachse, rautiert ist die Filterpapierscheibe und punktiert sind die 3 UV-Strahler eingezeichnet. Die Filterpapierscheiben sind mit etwa 5 Gewichts% Eisen-III-hydroxid als Reaktivstoff imprägniert bezogen auf Papiergewicht. Die Imprägnierung wurde mittels alkalischer Hydrolyse des Eisen-III-chlorid-imprägnierten Papiers und anschließender Wäsche und Trocknung hergestellt. Die Filterpapierscheiben sind im Abstand von etwa 2 cm voneinander fixiert. Das Festbettfilter rotiert in einem Behälter mit halbzylindrisch geformten Boden mit einem Durchmesser von 51 cm. Der Behälter wird achsenparallel von dem sulfidhaltigen Abwasser in einer Menge durchströmt, die rechnerisch einen Aufenthalt von 1/2 h in dem Behälter entspricht. Der Flüssigkeitsstand in dem Behälter ist konstant und reicht etwa bis knapp unter die Achse des Festbettes, so daß die Festbettfilterscheiben zu etwa 1/3 in der Flüssigkeit rotieren und zu etwa 2/3 im Luftraum über der Flüssigkeit rotieren. Zur Verhinderung der biologischen Zersetzung von Reaktivstoff und Reaktivstoffträger und zur Beschleunigung der Sulfid- und Schwefeloxidation wird der Gasraum mit 3 rohrförmigen Niederdruck-UV-Lampen mit einem Emissionsmaximum im UV-Bereich oberhalb einer Wellenlänge von 200 nm bestrahlt. Im Reinwasserablauf konnte auch nach mehrwöchiger Laufzeit kein Sulfid/Hydrogensulfid nachgewiesen werden. Das ablaufende Reinwasser hatte einen pH-Wert von annähernd 7.

In einer Variante enthält der Rotor zusätzlich Einrichtungen, die beim jeweiligen Eintauchen in die Flüssigkeit einen Luftvorrat mitnehmen, der bei der weiteren rotierenden Bewegung entweichen kann, so daß das Wasser mit Luft angereichert wird. Dies führt zu einer Verbesserung der Wirkung des Filters.

Beispiel 2

Ein gemäß Beispiel 1 mit Sulfid verunreinigtes Abwasser wird in einer unbewegten Festbettfiltervorrichtung gemäß Fig. 3 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren weiterbehandelt.

Diese Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen vollständig eingehausten Festbettfilter. Der Durchmesser des Festbettfilters beträgt 5 cm, seine Höhe liegt bei 150 cm. Das Festbettfilter besteht aus einem Stahlwollewickel (mutiert) um einen Eisenstab (geschwärzt dargestellt). Die Stahlwolle ist mit Manganoxiden und Eisenoxiden als Reaktivstoff belegt. Das Festbettfilter ist vollständig mit dem zu reinigenden Wasser überschichtet. Das zu reinigende Wasser strömt von unten nach oben durch das Festbettfilter mit einer Aufenthaltszeit von 1 h in dem Filter. Nachdem ein beginnender Sulfid-/Hydrogensulfid-Durchbruch im gereinigten Wasser nach dem Festbett-Filter detektiert wurde, wird der Filtrationsvorgang in diesem Filter unterbrochen. Das noch im Filter befindliche Wasser wird zurückgepumpt und das Filter regeneriert.

Die Regeneration kann in unterschiedlicher Weise stattfinden: Das Festbettfilter kann über Nacht zur Luftoxidation offen stehen gelassen werden und kann danach wieder in Betrieb genommen werden. Die aus den Eisen- und Mangansulfiden über Nacht gebildeten Eisen- und Mangansulfate hydrolysieren im Kontakt mit dem Abwasser, wobei die Sulfate als Lösung ausgetragen werden.

Alternativ für den Fall, daß kein Sulfat mit dem Abwasser abgegeben werden kann, kann das Filter mit Permanganat-Lösung in Kontakt gebracht werden. Unter Ausscheidung von Manganoxiden werden die Sulfide zu Sulfaten umgewandelt. Beim Ablassen der Permanganat-Lösung werden die Sulfate als gelöste Alkalisalze in die vielfach wiederverwendbaren Permanganat-Lösung eingewaschen. Die an der Stahlwolle adhärierenden Permanganat-Lösungsreste werden innerhalb von Stunden am Metall zu Manganoxiden reduziert. Danach kann das Festbettfilter wieder in Betrieb genommen werden. Die Stahlwolle übersteht viele Filterzyclen. Am Boden des Festbettfilters sammeln sich im Laufe der Zeit Mangan- und Eisenoxide an, diese können von Zeit zu Zeit in die Schwermetallfällungsstufe eingebracht werden, da sie dort den Verbrauch von Schwermetallfällungsmittel reduzieren können. Die im Lauf der Zeit an Manganat zu verdünnt gewordene Permanganat-Sulfat-Lösung kann durch wiederholte Permanganat-Auflösung aufgefrischt werden. Wenn der Sulfatgehalt hinreichend angestiegen ist, kann dieser durch Calciumchloridzugabe als Gips zur Entsorgung gefällt und abgetrennt werden während die Alkalichloridlösung ebenfalls entsorgt werden kann.

Eine weitere Alternative ist, das über Nacht der Luftoxidation ausgesetzte Festbettfilter mit einer schwach alkalischen wäßrigen Wasch-Lösung in Kontakt zu bringen. Die Lösung kann viele Male eingesetzt werden, bevor der Sulfatgehalt zu Gips gefällt werden muß. Vorteil hierbei ist, daß der gefällte Gips manganoxidfrei ist. Nachteil, daß der Manganoxid-Reaktivstoff-Gehalt im Festbett-Filter allmählich zugunsten des Eisenoxid-Reaktivstoffgehaltes allmählich abfällt.

Das Filter kann auch kontinuierlich betrieben werden. Dazu werden beim Herstellen des Stahlwollewickels sauerstoffpermeable Silikonschläuche mit eingewickelt, die im Betrieb des Filters unter einen Sauerstoffüberdruck gesetzt werden. Die Sauerstoffdiffusion in das Stahlwollebett reicht hin, um die dort abgeschiedenen Sulfide kontinuierlich in Sulfat und Schwermetallhydroxid umzusetzen, wobei Sulfat kontinuierlich gelöst ausgetragen wird mit dem Reinwasser und Schwermetallhydroxid als restaurierter Reaktivstoff auf der Stahlwolle verbleibt. Es ist aber auch hinreichend, zur kontinuierlichen Regeneration des Reaktivstoffs durch das Filter von unten kontinuierlich Luft oder andere oxidierende Gase hindurchperlen zu lassen.

Beispiel 3

Ein neutrales Abwasser aus der Viskoseproduktion enthaltend 0,1 mg/l Schwefelkohlenstoff, Hydrogensulfid und Rhodanid, die letzten beiden Verbindungen innerhalb einer Größenordnung von zusammen 0,5 mg/l wird über ein Festbett-Filter gemäß Beispiel 1 geleitet. Zum Unterschied zu Beispiel 1 wurde 1/3 der eisenhaltigen Festbettfilterpapiere durch cerhaltige Festbettfilterpapiere ersetzt. Danach lag die Verteilung der eisenhaltigen Filter im Eingangsbereich des Festbettfilters (5% Eisen-III-hydroxid bezogen auf Papiergewicht, imprägniert durch vorhergegangenes Tränken mit Eisen-III-chlorid-Lösung, alkalische Hydrolyse und Wasserwäsche) zu cerhaltigen Filtern (2% Cer-IV-Hydroxid bezogen auf Papiergewicht, hergestellt mit Diammoniumhexanitratocerat-IV-Lösung, alkalische Hydrolyse und Wasserwäsche) bei 1 zu 2, während im Ausgang des Festbettfilters ausschließlich eisenhaltige Filter angeordnet waren. Bei im Übrigen völlig gleichem Vorgehen wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde ein geruchloses Abwasser erhalten, in dem weder Sulfid noch Rhodanid nachgewiesen werden konnten.

Beispiel 4

Ein Abwasser aus einem Galvanikbetrieb enthaltend 12 mg/l Nickel und 4 mg/l Cyanid wurde einer Vorbehandlung zur Nickelfällung unterzogen. Gemäß Beispiel 1 wurde es mit 40 mg/l einer pulverisierten Aktivkohle versetzt, enthaltend feinverteiltes Erdalkalisulfid. Das nach der Filtration des Bleisulfid-Aktivkohlegemisches resultierende Filtrat mit etwa pH 8 ist annähernd bleifrei. Als Folge der Aktivkohle-Sulfidbehandlung hatte die Lösung noch einen Sulfid-/ Hydrogensulfidgehalt in der Größenordnung von ca. 20 mg/l und 4 mg/l Cyanid. Diese Lösung wurde in einem Festbettfilter gemäß Beispiel 1 behandelt. Zum Unterschied zu Beispiel 1 wurde 1/3 der Festbettfilter-Papiere, die aus dem Beispiel 1 mit Eisen-III-hydroxid getränkt waren, durch solche ersetzt, die mit Cerhydroxid imprägniert waren. Die Reaktivstoff-Substanz in dem Festbett-Filter wurde gemischt eingesetzt: Danach lag die Verteilung der eisenhaltigen Filter im Eingangsbereich des Festbettfilters (5% Eisen-III-hydroxid bezogen auf Papiergewicht, imprägniert durch vorhergegangenes Tränken mit Eisen-III-chlorid-Lösung, alkalische Hydrolyse und Wasserwäsche) zu cerhaltigen Filtern (2% Cer-IV-Hydroxid bezogen auf Papiergewicht, Diammoniumhexanitratocerat-IV-Lösung, alkalische Hydrolyse und Wasserwäsche) bei 1 zu 2, während im Ausgang des Festbettfilters ausschließlich eisenhaltige Filter angeordnet waren. In den Tränk-Lösungen waren zusätzlich Titandioxidpartikel (Sorte P 25 von der Degussa AG) in einer derartigen Konzentration suspendiert, daß auf dem Papier etwa 0,5% Titandioxid bezogen auf Papiergewicht vorlagen. Bei im Übrigen völlig gleichem Vorgehen wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde ein Abwasser erhalten, in dem weder Sulfid noch Cyanid nachgewiesen werden konnten.

Beispiel 5

In einem Festbettfilter gemäß Beispiel 1 wurden die Papierscheiben durch Aktivkohlefaservlies-Scheiben ersetzt. 20 g Palladiumchlorid wurden in 21 kaltem schwach alkalischem Wasser gelöst, in dem 20 g Titandioxidpartikel (Sorte P 25 von der Degussa AG) suspendiert worden waren. Die erhaltene Lösung wurde gleichmäßig mit einer Airless-Spritzpistole auf die Aktivkohlefaservlies-Scheiben verteilt. Danach wurde das Filter komplett eingehaust und abgedichtet, das Filter in Rotation versetzt, der Gasraum zunächst mit Stickstoff- und dann mit Wasserstoffgas befüllt und durch Belichtung mit den vorhandenen UV-Lampen eine Temperatur von etwa 50°C bis 60°C eingestellt. Nach 2 h Reaktionszeit wurde das Filter unter Beibehaltung von Wasserstoff und UV-Bestrahlung in Betrieb genommen unter analogen Wasser-Durchsatzverhältnissen wie in Beispiel 1. Das zur Reaktion gebrachte Abwasser enthielt 100 µg/l Trinitrotoluol (TNT), 100 µg/l Trichlorphenol (TCP) und 25 mg/l Nitrat.

Jeweils nach 6 h Betriebsdauer wurde nach kurzem Unterwasser-Setzen des Gasraumes zur Wasserstoffverdrängung Luft durch das Filter geleitet und unter UV-Bestrahlung zur Entgiftung des Palladiumkatalysators 1 h lang behandelt. Danach wurde wieder, wiederum unter Zwischenschaltung eines Unterwasser-Setzens, unter Wasserstoff die Wasserreinigung fortgesetzt. Nach 14 Tagen Betriebszeit wurde eine Festbettfilterscheibe mit n-Hexan zur TNT- und TCP-Bestimmung extrahiert und der Extrakt auf die beiden Stoffe analysiert. TNT konnte nicht und TCP nur in Spuren nachgewiesen werden. Im Reinwasser konnten diese Stoffe ebenfalls nicht mehr nachgewiesen werden. Nitrat war noch in einer Menge von 5 mg/l nachweisbar.

Beispiel 6

Ein Trinkwasser, enthaltend 30 mg/l Nitrat sowie 0,2 mg/l Nitrotoluol und 4 mg/l Sulfat wird über ein Festbett-Filter gemäß Fig. 4 geleitet, enthaltend 4% Eisen-II-hydroxid und 0,1 Palladium. Die Filter wurden durch alkalische Hydrolyse, Wasserstoffbehandlung und Wasserwäsche Eisen-III-chlorid- und Palladiumacetat-imprägnierter Filterpapiere hergestellt. Wie Fig. 4 zeigt, rotiert hierbei das Filter-Festbett ebenfalls um eine Achse (mit Kreuz symbolisiert), besteht jedoch aus einzelnen rechteckigen Papierblättern in Rahmen, die auf der inneren Peripherie eines rotierenden hohlzylindrischen Trägers achsenparallel drehbeweglich angeordnet sind. Die Rotationsrichtung des hohlzylindrischen Trägers ist in Fig. 4 mit zwei geschwänzten Pfeilen angedeutet. Das Festbettfilter enthält 3 Sektionen: In der ersten Sektion werden Anionen und organische Komponenten des zu reinigenden Wassers (Das Wasser ist in Fig. 4 rautiert dargestellt) sorbiert und/oder reduziert. In der zweiten Sektion wird die Gitterstruktur des Eisen-II-hydroxid-Gitters photolytisch durch UV-Lampen (die UV-Lampen sind in der Fig. 4 durch punktierte Kreise symbolisiert) in der Gegenwart von Wasserstoff aktiviert und Palladium dabei mit Wasserstoff aufgeladen.

Palladium wird allmählich inaktiviert durch den aus Sulfat generierten Schwefelwasserstoff, der auch einen Anteil des Eisenhydroxids in Eisensulfid umwandelt. Zur Regeneration wird Luft eingesetzt, nachdem Wasserstoffreste durch Inertgas fortgespült wurden. Zur Regeneration werden die UV-Lampen ebenfalls eingeschaltet, weil hierbei die Oxidation von Eisensulfid nicht bei Eisen-III-hydroxid und Elementarschwefel endet, sondern bis zur Bildung von Eisen-III-sulfat fortschreitet. Zudem lassen sich unter diesen Bedingungen die aus dem Nitroaromaten gebildeten Polymere, die den Reaktivstoff zusätzlich inaktivieren, oxidativ beseitigen. Zur abschließenden Regeneration wird stark verdünnte Sodalösung über Düsen oberhalb der UV-Lampen als Sprühnebel aufgetragen (in der Fig. 4 durch zwei kleine Pfeile oberhalb der UV-Lampen symbolisiert). Der aus den Papierblättern abtropfende Natriumsulfat-haltige Extrakt wird in einem V-förmig konstruierten Ablauf (in der Fig. 4 mit dicker Linie eingezeichnet) gesammelt (schraffiert) und abgeleitet. Damit ist die Regeneration beendet. Nach Ausspülen der Luft mit Inertgas kann die reduktive Entfernung der Stickstoff-Sauerstoff-Komponenten aus dem Wasser fortgesetzt werden, dabei wird das Eisen-III-hydroxid spontan zu Eisen-II-hydroxid zurückgebildet. Im Reinwasser werden Nitrat- und TNT-Konzentrationen erzielt, die um den Faktor 3 bis 10 unter denen des Rohwassers liegen. Im Waschwasser werden Nitrat- und Sulfatkonzentrationen erzielt, die um den Faktor 3 bis 10 über denen des Rohwassers liegen.

Beispiel 7

Aktivkohlefaserhaltige Vliesscheiben werden in einem Festbettfilter gemäß Beispiel 1 zur Wasserreinigung eingesetzt. Ein Abwasser enthaltend 5 mg/l Toluol wird unter Stickstoff in einer Menge durch das Festbettfilter geleitet, daß es eine Aufenthaltszeit von 1 h darin hat. Der größere Teil des stickstofferfüllten Gasraums in dem das Festbettfilter rotiert, wird durch einen Mikrowellenofen gebildet, der mit Schlitzen im Boden versehen ist, durch den die rotierenden feuchten Vliesscheiben des Festbetts durch Rotation eintreten und austreten. Der Ofen ist so eingestellt, daß die feuchten Vliesscheiben eine Temperatur von 70°C erreichen. Die Beseitigung des Toluols erfolgt zu mehr als 99%.

Claims

1. Reaktive Festbett-Wasser-Filter enthaltend einen oder verschiedene reaktive Feststoffe auf einem oder mehreren der faserhaltigen oder ausschließlich faserförmigen Trägermedien dünne Metalldrähte, Metallgestricke, Metallwolle, Metall-Drehspäne, feine und grobe Metallpartikel, organische und/oder anorganische Fasermaterialien, Wolle aus nichtmetallischen Werkstoffen, Papierwolle, Streifen, Fäden und textile Gebilde, Vliese, Filze und Papiere, wobei die faserhaltigen Trägermedien zusätzlich enthalten können eine oder mehrere der partikulären oder wachsartigen Sorbentien Graphit-, Koks-, Ruß und Aktivkohlepartikeln, Glimmer, Ton, Zeolithe, Ionenaustauscherharze, Huminstoffe, Metallseifen und ihren korrespondierenden organischen Säuren, Wachse, Kunstharze, Polyolefine, Glasflocken, Glasbläschen und Kunststoffbläschen, Metallpartikel, Partikel aus Aktivkohle-gebundener Schwermetalle, und wobei die reaktiven Feststoffe mindestens einen oder mehrere Stoffe enthalten aus den Gruppen der schwerlöslichen Oxide, Mischoxide und Hydroxide, der Sulfide und Hydrogensulfide von den Schwermetallen Eisen, Kupfer, Mangan, Zink, sowie von den metallischen Elementen aus der 3. Gruppe des chemischen Periodensystems sowie aus den Gruppen der Metallhydride von den Platinmetallen, und wobei die reaktiven Feststoffe auch als Metallisierung von Fasern und/oder Partikeln vorliegen können dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktivität der reaktiven Feststoffe der Festbett-Wasser-Filter nach einem Reaktivitätsrückgang mittels eines oder mehrerer der chemischen und/oder physikalischen Einwirkungen Oxidation, Hydrolyse, Reduktion, Mikrowellenstrahlung, Wärmeeinwirkung, Infrarotstrahlung, UV-Strahlung, ionisierende Strahlung, elektrische Feldenergie und/oder Ausfällung regeneriert wird und/oder daß die Regeneration der Reaktivität der reaktiven Feststoffe innerhalb oder außerhalb eines oder mehrerer unbewegter oder bewegter Festbett-Wasser-Filter zur Wasserbehandlung mit dem Ziel abläuft, mindestens einen Stoff aus einer oder mehrerer der Stoffgruppen Sulfid, Hydrogensulfid, Polysulfid, Schwefelwasserstoff; organisch substituierte Mercaptide, Mercaptane, Schwefelkohlenstoff, Thiocarbonate, Rhodanide, Cyanide, Cyanate, Di- und Trithiocarbonate, Nitrat, nitroorganische und Halogen-organische Stoffe, der Metalloide und der Schwermetalle abzuscheiden

2. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur chemischen Wiederherstellung der Aktivität der festen Reaktivstoffe mindestens eines der Oxidationsmittel Luft, Sauerstoff Ozon, aktivierter Sauerstoff, kaltes Sauerstoffplasma, aktivierter Ozon, atomarer Sauerstoff, Hydroxylradikale, photolytisch generierte Oxidantien, feldelektrisch generierte Oxidantien, elektrolytisch generierte Oxidantien, Wasserstoffperoxid, Permanganat, Persulfat, angewendet werden.

3. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur chemischen Wiederherstellung der Aktivität der festen Reaktivstoffe mindestens eines der Reduktionsmittel Schwefelwasserstoff, Sulfid, Hydrogensulfid, Wasserstoff, aktivierter Wasserstoff, atomarer Wasserstoff, Ammoniak, aktivierter Ammoniak, Hydrazin, Hydrazinhydrat, Chalkogenwasserstoffe, photolytisch generierte Reduktantien, feldelektrisch generierte Reduktantien, elektrolytisch generierte Reduktantien, angewendet werden.

4. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere flüssige und/oder gasförmige Regenerationsmittel zur Wiederherstellung der Aktivität der festen Reaktivstoffe angewendet werden.

5. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederherstellung der Aktivität der festen Reaktivstoffe in einem kontinuierlich betriebenen bewegten oder unbewegten Festbettfilter simultan zur Wasserbehandlung im Festbettfilter ohne Unterbrechung des Filterbetriebes mit einem Festbettfilter kontinuierlich vorgenommen wird.

6. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Umwandlung zur Wiederherstellung der Aktivität der festen Reaktivstoffe im unbewegten Festbettfilter bei Unterbrechung des Filterbetriebes am Festbettfilter diskontinuierlich vorgenommen wird.

7. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die chemische Umwandlung zur Wiederherstellung der Aktivität der festen Reaktivstoffe im diskontinuierlich betriebenen unbewegten Festbettfilter ohne Unterbrechung des Filterbetriebes unter Anwendung mehrerer Festbettfilter vorgenommen wird.

8. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Festbettfilter-Bewegung eine rotierende ist.

9. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß während oder nach der chemischen und/oder physikalischen Behandlung zur Wiederherstellung der Beladung mit festen Reaktivstoffen das Festbettfiltermaterial einer Wäsche unterzogen wird, bevor es wieder mit dem zu reinigenden Wasser in Kontakt gebracht wird.

10. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor, während oder nach der chemischen Reaktion zur Wiederherstellung der Beladung mit festen Reaktivstoffen das Festbettfilter mit Reaktivstoff-Precursor-Lösung benetzt wird, bevor es wieder mit dem zu reinigenden Wasser in Kontakt gebracht wird.

11. Verfahren zur Schwermetallfällung mittels Festbetten nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Festbetten als Reaktivstoff Zinksulfid oder Eisensulfid auf metallischem Zink und/oder metallischem Eisen als Träger enthalten.

12. Verfahren zur Fällung reduzierter Schwefelverbindungen mittels Festbetten nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Festbetten als Reaktivstoff metallisches Zink und/oder metallisches Eisen enthalten.

13. Verfahren zur Schwermetallfällung mittels Festbetten nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Festbetten mindestens einen der Reaktivstoffe Hydroxide, Oxide und Mischoxide des Eisens und/oder Mangans enthalten.

14. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierenden Festbettfilterbett kontinuierlich durch einen Ofen bewegt wird.

15. Verfahren zum Betrieb von Festbettfiltern nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierenden Festbettfilterbett kontinuierlich durch einen Mikrowellenofen bewegt wird.

16. Festbettfilter nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor, während oder nach der chemischen Umwandlung zur Wiederherstellung und/oder Regeneration fester Reaktivstoffe das Festbettfilter mit Lösungen von einem oder mehreren der Salze des zweiwertigen Eisens, des dreiwertigen Eisens, des zweiwertigen Mangans, des dreiwertigen Mangans und des siebenwertigen Mangans als Reaktivstoff-Precursor-Lösung benetzt wird, bevor es wieder mit dem zu reinigenden Wasser in Kontakt gebracht wird.

17. Festbettfilter nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zeitweise während, vor oder nach der chemischen Umwandlung zur Wiederherstellung und/oder Regeneration fester Reaktivstoffe das Festbettfilter einem oder mehreren der reaktionsbeschleunigenden Mittel elektromagnetischer Strahlung im Mikrowellenbereich, im Infrarotbereich, im sichtbaren Bereich, im ultraviolette Bereich, ionisierende Strahlung, ionisierende Teilchenstrahlung ausgesetzt ist.

18. Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zeitweise während, vor und/oder nach der chemischen Umwandlung zur Herstellung und/oder Regeneration der festen Reaktivstoffe das Festbettfilter einem wäßrigem Extraktionsmittel ausgesetzt ist.

19. Faserhaltige Stoffe nach Anspruch 1 bis 18 deren Reaktivstoff in der Form einer Metallisierung besteht, die mindestens einen Anteil von metallisierten Fasern und/oder Partikel enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallisierung durch einen oder mehrere Prozesse der chemischen Fällungsreaktionen und Galvanisierung erfolgt ist.

20. Faserhaltige Stoffe nach Anspruch 1 bis 18 deren Reaktivstoff aus kolloidalen Metallpartikeln besteht, die mindestens einen Anteil von mit Metallkolloiden beladenen Fasern und/oder Partikeln enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallkolloidbeladung durch einen oder mehrere Prozesse der chemischen Fällungsreaktionen und Photolyse erfolgt ist.

21. Faserhaltige Stoffe nach Anspruch 1 bis 20 deren Reaktivstoff in der Form einer Metallisierung und/oder kolloiden Metallen besteht, die mindestens einen Anteil von metallhaltigen Fasern und/oder Partikel enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung durch einen oder mehrere Prozesse der Metallabscheidung auf Einzelfasern, der Metallabscheidung auf faserhaltigen Materialien und der Metallabscheidung auf Papier erfolgt ist.

22. Faserhaltige Stoffe nach Anspruch 1 bis 21, deren Reaktivstoff aus metallischem Eisen besteht, das in einer oder mehrerer der Formen Partikeln, Fasern und Metallisierung vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Verbesserung des Geschmackes von Tee und/oder Kaffee eingesetzt werden.

23. Faserhaltige Stoffe nach Anspruch 1 bis 22, deren Reaktivstoff aus metallischem Eisen besteht, das in einer oder mehrerer der Formen Partikeln, Fasern und Metallisierung vorliegt, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Verbesserung des Geschmackes von Tee und/oder Kaffee in einer oder mehrerer der Anwendungsformen Papier, Vlies, textile Materialien, schmale Streifen, und Papierwolle eingesetzt werden.

24. Anwendung von mit Reaktivstoff beladenem Papier nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier als Festbettfiltermaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 im industriellen Maßstab eingesetzt wird und/oder als Filtermaterial für den Einmal-Einsatz im häuslichen Bereich zu einem oder mehreren Zwecken der Trinkwasserreinigung, Getränkezubereitung und Aquarienwasserkonditionierung angewendet wird und/oder als Mittel zur Detektion und/oder Probenahme bei der Wasser- und/oder Stoffanalyse angewendet wird.

25. Anwendung von mit Reaktivstoff beladenem Papier nach Anspruch 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Papier als Festbettfiltermaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18 im industriellen Maßstab eingesetzt wird und/oder als Filtermaterial für den Einmal-Einsatz im häuslichen Bereich zu einem oder mehreren Zwecken der Trinkwasserreinigung, Getränkezubereitung und Aquarienwasserkonditionierung angewendet wird und/oder als Mittel zur Detektion und/oder Probenahme bei der Wasser- und/oder Stoffanalyse angewendet wird.