DE102008041164B4 - Verfahren zur Aufbereitung von Wasser - Google Patents
Verfahren zur Aufbereitung von Wasser Download PDFInfo
- Publication number
- DE102008041164B4 DE102008041164B4 DE200810041164 DE102008041164A DE102008041164B4 DE 102008041164 B4 DE102008041164 B4 DE 102008041164B4 DE 200810041164 DE200810041164 DE 200810041164 DE 102008041164 A DE102008041164 A DE 102008041164A DE 102008041164 B4 DE102008041164 B4 DE 102008041164B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- water
- lit
- ions
- anode
- organic compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 18
- -1 halide ions Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 238000003287 bathing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims abstract description 8
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 8
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 8
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 claims description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 3-nitrobicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarboxylic acid Chemical compound C1C2C=CC1C(C(=O)O)C2(C(O)=O)[N+]([O-])=O QJZYHAIUNVAGQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 2
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000004021 humic acid Substances 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000002140 halogenating effect Effects 0.000 claims 2
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000026030 halogenation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005658 halogenation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- DIKBFYAXUHHXCS-UHFFFAOYSA-N bromoform Chemical compound BrC(Br)Br DIKBFYAXUHHXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 229950005228 bromoform Drugs 0.000 description 8
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M bromate Chemical class [O-]Br(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-N bromic acid Chemical compound OBr(=O)=O SXDBWCPKPHAZSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- CUILPNURFADTPE-UHFFFAOYSA-N hypobromous acid Chemical compound BrO CUILPNURFADTPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N dioxolead Chemical compound O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKJPEAGHQZHRQV-UHFFFAOYSA-N iodoform Chemical compound IC(I)I OKJPEAGHQZHRQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011824 nuclear material Substances 0.000 description 1
- 229910003446 platinum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
- C02F1/4674—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation with halogen or compound of halogens, e.g. chlorine, bromine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/20—Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/283—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using coal, charred products, or inorganic mixtures containing them
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
- C02F1/46109—Electrodes
- C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
- C02F2001/46138—Electrodes comprising a substrate and a coating
- C02F2001/46142—Catalytic coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/12—Halogens or halogen-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/42—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from bathing facilities, e.g. swimming pools
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4618—Supplying or removing reactants or electrolyte
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere zur Aufbereitung von Trinkwasser, Sole oder Füllwasser für Badeanlagen, wobei zur Entfernung von Halogenid-Ionen X–, nämlich J–-, Br–- oder Cl–-Ionen, nacheinander die folgenden Schritte durchgeführt werden:
a) Oxidatives Halogenieren einer dem Wasser zugesetzten organischen Verbindung an einer Anode (A1, A2, A3),
b) Abtrennen der halogenierten organischen Verbindung mittels eines Trennverfahrens aus dem Wasser,
c) Umsetzen von im Wasser verbliebenen XO3 –-Ionen zu den entsprechenden Halogenid-Ionen X– an einer mit der Anode (A1, A2, A3) über eine Stromquelle (S) verbundenen Kathode (K1, K2, K3) und
d) Wiederholen der Schritte lit. a) bis lit. c), bis ein vorgegebener Konzentrationsgrenzwert für X–- oder XO3 –-Ionen unterschritten worden ist.
a) Oxidatives Halogenieren einer dem Wasser zugesetzten organischen Verbindung an einer Anode (A1, A2, A3),
b) Abtrennen der halogenierten organischen Verbindung mittels eines Trennverfahrens aus dem Wasser,
c) Umsetzen von im Wasser verbliebenen XO3 –-Ionen zu den entsprechenden Halogenid-Ionen X– an einer mit der Anode (A1, A2, A3) über eine Stromquelle (S) verbundenen Kathode (K1, K2, K3) und
d) Wiederholen der Schritte lit. a) bis lit. c), bis ein vorgegebener Konzentrationsgrenzwert für X–- oder XO3 –-Ionen unterschritten worden ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere zur Aufbereitung von Trinkwasser, Sole oder Füllwasser für Badeanlagen.
- Grundwasser, insbesondere aber Thermalwässer, enthalten mitunter einen unzulässig hohen Gehalt an Bromid(Br–)-Ionen. Br–-Ionen reagieren im Bade- oder Trinkwasser, beispielsweise mit Ozon, zu Bromaten. Dabei handelt es sich um Salze der Bromsäure HBrO3, welche das Bromat(BrO3 –)-Ion enthalten. Bromate sind kanzerogen. Infolgedessen gilt für den Gehalt an BrO3 –-Ionen in Trink- und Füllwasser für Badeanlagen ein Grenzwert von 10 μg/l.
- Aus der
EP 1 258 459 B1 ist ein Verfahren zur Entfernung von Bromid-Ionen aus Füllwasser für Schwimm- und Badeanlagen oder aus Rohwasser für die Trinkwasseraufbereitung bekannt. Dabei werden Br–-Ionen mit Chlor zu Brom umgesetzt. Anschließend wird das Brom mit Ethanol bei geeigneten Reaktionsbedingungen in Bromoform umgesetzt. Das Bromoform wird schließlich mittels eines Aktivkohlefilters abfiltriert. Insbesondere Thermalwässer enthalten mitunter bis zu 20 mg/l an Br–-Ionen. Mit dem bekannten Verfahren gelingt es bei derartigen Wässern nicht oder nur mit einem sehr hohen Aufwand, die Konzentration an Br–-Ionen auf einen Wert unterhalb des vorgenannten Grenzwerts zu erniedrigen. - Aus der
GB 2 283 484 A - Die
DE 198 30 310 A1 offenbart ein weiteres Verfahren zur Abreicherung des Gehalts an Br–-Ionen in einer wässrigen Lösung. Dabei wird als Oxidationsmittel zur Oxidation von Br–-Ionen Wasserstoffperoxid verwendet. Das gebildete Brom wird anschließend durch Strippen bzw. Sieden aus der wässrigen Lösung abgetrennt. Damit ist es lediglich möglich, den Gehalt an Br–-Ionen auf Werte im Bereich von 25 ppm, d. h. 25 mg/l, zu erniedrigen. Eine Erniedrigung des Gehalts an BrO3 –-Ionen auf einen Wert unterhalb des gesetzlichen Grenzwerts von 10 μg/l gelingt damit nicht. - Die
AT 357 483 B - Die
DE 699 25 433 T2 betrifft einen Reaktor zum Entfernen von Verunreinigungen aus Flüssigkeiten. Der Reaktor weist mehrere Einheiten auf. Jede Einheit umfasst eine Reihe plattenförmiger Elektroden. Die zu reinigende Flüssigkeit wird durch die Einheiten geleitet. In Abhängigkeit von durch Messfühler ermittelten Parametern können die Einheiten aktiviert oder deaktiviert werden. - Aus der
US 2007/0246367 A1 - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es sollen insbesondere Verfahren angegeben werden, mit denen auf einfache und kostengünstige Weise der Gehalt an Br–-Ionen in wässrigen Lösungen auf beliebig niedrige Werte abgereichert werden kann.
- Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 3 bis 18.
- Nach Maßgabe der Erfindung wird ein Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere zur Aufbereitung von Trinkwasser, Sole oder Füllwasser für Badeanlagen, vorgeschlagen, wobei zur Entfernung von Halogenid-Ionen X–, nämlich J–-, Br–- oder Cl–-Ionen, nacheinander die folgenden Schritte durchgeführt werden:
- a) Oxidatives Halogenieren einer dem Wasser zugesetzten organischen Verbindung an einer Anode,
- b) Abtrennen der halogenierten organischen Verbindung mittels eines Trennverfahrens aus dem Wasser,
- c) Umsetzen von im Wasser verbliebenen XO3 –-Ionen zu den entsprechenden Halogenid-Ionen X– an einer mit der Anode über eine Stromquelle verbundenen Kathode und
- d) Wiederholen der Schritte lit. a) bis lit. c) bis ein vorgegebener Konzentrationsgrenzwert für X–- oder XO3 –-Ionen unterschritten worden ist.
- Beim Schritt lit. a) handelt es sich um eine Elektrosynthese, bei der das entsprechende Halogenid-Ion X– mit der zugesetzten organischen Verbindung verbunden wird. Die Elektrosynthese zeichnet sich durch hohe Ausbeuten aus. Beispielsweise können bei einem pH-Wert im Bereich von 9 bis 11, vorzugsweise im Bereich von 10, Ausbeuten von > 90% der jeweiligen halogenierten organischen Verbindung erreicht werden. Im Falle der vorgeschlagenen Elektrosynthese werden die Oxidationsäquivalente durch den Strom zur Verfügung gestellt. Bei der nach dem Stand der Technik bekannten chemischen Gleichgewichtsreaktion werden die Oxidationsäquivalente dagegen durch das zugeführte chemische Oxidationsmittel zur Verfügung gestellt.
- Eventuell im Wasser verbliebene XO3 –-Ionen, beispielsweise Bromat-Ionen, werden gemäß dem Schritt lit. c) an einer mit der Anode über eine Stromquelle verbundenen Kathode in das entsprechende Halogenid-Ion X– umgesetzt. Indem die Schritte lit. a) bis lit. c) wiederholt werden, kann schnell und einfach ein vorgegebener Konzentrationswert für X–- oder XO3 –-Ionen unterschritten werden. Zum Wiederholen der Schritte lit. a) bis lit. c) wird das Wasser nach der Durchführung des Schritts lit. c) wieder einem die Anode umgebenden Anodenraum zugeführt.
- Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die organische Verbindung aus der folgenden Gruppe ausgewählt: Alkohol, Kohlenwasserstoff, Keton, Aldehyd, Ester, Huminsäure.
-
- Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, als Anode eine Kohlenstoffanode, vorzugsweise eine Grafitanode oder eine mit Diamant beschichtete Anode, zu verwenden. Es können aber auch Platin- oder Bleidioxidanoden eingesetzt werden.
- Zur Beschleunigung der Reaktion kann das aufzubereitende Wasser nach dem Schritt lit. c) und ggf. vor erneuter Durchführung des Schritts lit. a) oder während des Schritts lit. c) mit einem Katalysator in Kontakt gebracht werden.
- Als Kathode wird zweckmäßigerweise eine aus einem Metall, vorzugsweise einem Edelstahl oder Edelmetall, hergestellte Kathode verwendet. Die Elektroden können als Platten, Rohre, Gitter oder dgl. ausgestaltet sein. Um die vorgenannte Beschleunigung der Reaktion zu erreichen, kann auch die Kathode aus einem katalytischen Material, insbesondere Platin oder Palladium, hergestellt sein. Auch Grafitkathoden eventuell in Verbindung mit einem Katalysator sind möglich.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass dem aufzubereitenden Wasser nach dem Schritt lit. c) und ggf. vor erneuter Durchführung des Schritts lit. a) ein Reduktionsmittel, vorzugsweise Na2SO3, zugesetzt wird. Damit kann die an der Kathode stattfindende Reduktion unterstützt werden.
- Nach Maßgabe der Erfindung ist es aber auch möglich, dass dem aufzubereitenden Wasser an Stelle des Schritts lit. c) ein Reduktionsmittel, vorzugsweise Na2SO3, zugesetzt wird. D. h. die Reduktion kann auch alleine durch den Zusatz des chemischen Reduktionsmittels erfolgen.
- Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, bei der Durchführung der Schritte lit. a) bis lit. c) den pH-Wert des Wassers kontinuierlich zu kontrollieren und so einzustellen, dass er in einem vorgegebenen Bereich liegt. Zweckmäßigerweise wird ein pH-Wert von ≥ 9 und ≤ 11, vorzugsweise von 9,5 bis 10,5, eingestellt. Zur Einstellung des pH-Werts können zunächst geeignete Basen oder basisch reagierende Substanzen dem Wasser zugesetzt werden, beispielsweise Na2CO3. Der pH-Wert ist zweckmäßigerweise während der Reaktion zu überwachen und ggf. durch Zugabe saurer Substanzen wieder zu erniedrigen, da er im Verlauf der Elektrolyse durch die an der Kathode ablaufenden Vorgänge ansteigt. Ein zu hoher pH-Wert begünstigt die Bildung von BrO3 –-Ionen und erniedrigt die Ausbeute an z. B. CHX3.
- Zum Abtrennen der bei der Elektrosynthese gebildeten halogenierten organischen Verbindung, beispielsweise CHX3, kann als Trennverfahren ein herkömmliches Filtrations- und/oder Strippverfahren verwendet werden. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, beim Filtrationsverfahren einen Kohlefilter, vorzugsweise einen Aktivkohlefilter oder Anthrazitfilter, zum Abtrennen der halogenierten organischen Verbindung zu verwenden. Derartige Filter sind kostengünstig verfügbar. Sie werden nach dem Stand der Technik bereits zur Wasseraufbereitung eingesetzt.
- Die Schritte lit. a) bis lit. c) können, vorzugsweise im Kreislauf, solange wiederholt werden, bis ein gewünschter Konzentrationsgrenzwert für X–-Ionen, vorzugsweise kleiner oder gleich 10 μg/l, erreicht ist.
- Das vorgeschlagene Verfahren kann sowohl als Batchverfahren als auch als kontinuierliches Verfahren durchgeführt werden.
- Weiterhin offenbart ist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Behälter zur Aufnahme des aufzubereitenden Wassers, einem im Behälter in der Umgebung einer darin vorgesehenen Anode gebildeten Anodenraum, einer stromabwärts des Anodenraums vorgesehenen Trenneinrichtung zum Abtrennen einer halogenierten organischen Verbindung und einem der Trenneinrichtung stromabwärts nachgeordneten, in der Umgebung einer Kathode vorgesehenen Kathodenraum.
- Bei dem Behälter kann es sich beispielsweise um ein Rohr handeln, in welches zwischen dem Anodenraum und dem Kathodenraum die Trenneinrichtung eingeschaltet ist. Dabei ist die Trenneinrichtung so ausgestaltet, dass zwischen der Anode und der Kathode ein Austausch von Ladungsträgern möglich ist.
- Bei der Anode kann es sich beispielsweise um eine Kohlenstoffanode, vorzugsweise eine Grafitanode, eine mit Diamant beschichtete Anode oder eine Platinanode handeln. Die Kathode kann aus einem Metall, vorzugsweise einem Edelstahl oder einem Edelmetall, wie Platin oder Palladium, oder auch aus Grafit hergestellt sein.
- Stromabwärts der Kathode kann ein, vorzugsweise aus Platin oder Palladium hergestellter, Katalysator vorgesehen sein. Ein solcher Katalysator dient der Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit.
- Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Einrichtung zum Zusetzen oder Zudosieren eines Reduktionsmittels, vorzugsweise Na2SO3, stromabwärts der Kathode vorgesehen. Selbstverständlich können auch andere geeignete Reduktionsmittel zugesetzt werden. Die Menge des zuzusetzenden Reduktionsmittels richtet sich nach der Menge der zu erwartenden XO3 –-Ionen. Sie ist in der Regel relativ gering.
- Ferner kann eine Einrichtung zum Regeln des pH-Werts im Wasser vorgesehen sein.
- Die Trenneinrichtung kann eine Filtrationseinrichtung und/oder eine Strippeinrichtung umfassen. Auch andere geeignete herkömmliche Trenneinrichtungen, welche sich insbesondere zum Abtrennen von Chloroform, Bromoform oder Jodoform aus Wasser eignen, können eingesetzt werden. Die Trenneinrichtung kann insbesondere einen Kohlefilter, vorzugsweise einen Aktivkohlefilter oder einen Anthrazitfilter, aufweisen.
- Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Behälter ein Rohrreaktor ist, bei dem in Stromrichtung nacheinander mehrere Abfolgen ”Anode-Trenneinrichtung-Kathode” vorgesehen sind. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden.
- Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
1 ein beispielhaftes Reaktionsschema und -
2 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. - Wie aus
1 ersichtlich ist, wird bei der Elektrosynthese gemäß Summenformel (1) Ethanol mit Br–-Ionen zu Bromoform umgesetzt. Dabei kann nicht ausgeschlossen werden, dass zu einem geringen Anteil aus den Br–-Ionen bei einer weiteren Reaktion auch Bromsäure und damit das BrO3 –-Ion entstehen. Das bei der anodischen Elektrosynthese gebildete Bromoform wird anschließend dem aufzubereitenden Wasser mittels eines Aktivkohlefilters entzogen. Das Wasser wird dann mit der Kathode in Kontakt gebracht. Eventuell im Wasser verbliebene BrO3 –-Ionen werden gemäß der Teilgleichung (2) an der Kathode zu Br–-Ionen reduziert. Das die Br–-Ionen enthaltende Wasser wird dann wieder der Anode zugeführt, wo es gemäß der Summenformel (1) wiederum zu Bromoform umgesetzt wird, welches nachfolgend im Aktivkohlefilter abgetrennt wird. - Das vorgeschlagene Verfahren ist hocheffektiv und ermöglicht eine quantitative Entfernung von Br–-Ionen aus dem Wasser.
-
2 zeigt eine mögliche Ausgestaltung einer Vorrichtung, welche sich zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens eignet. In einem hier als Rohr1 ausgeführten Behälter sind stromabwärts nacheinander eine erste Anode A1, ein erster Filter F1, eine erste Kathode K1, eine zweite Anode A2, ein zweiter Filter F2, eine zweite Kathode K2, eine dritte Anode A3, ein dritter Filter F3 und eine dritte Kathode K3 angeordnet. Die erste Anode A1 und die erste Kathode K1, die zweite Anode A2 und die zweite Kathode K2 sowie die dritte Anode A3 und die dritte Kathode K3 sind jeweils über eine Stromquelle S miteinander elektrisch leitend verbunden. Stromabwärts der Kathoden K1, K2, K3 ist jeweils ein Katalysator2 , beispielsweise ein aus Palladium hergestelltes Blech, vorgesehen. Es kann auch sein, dass die Kathoden K1, K2, K3 selbst den Katalysator2 bilden und beispielsweise aus Palladium hergestellt sind. Mit dem Bezugszeichen3 ist schematisch eine Dosiereinrichtung bezeichnet, mit der ein Reduktionsmittel stromabwärts der Kathoden K1, K2 zudosiert werden kann. Bei dem Reduktionsmittel kann es sich beispielsweise um Na2SO3 handeln. Hier nicht gesondert dargestellt ist eine Einrichtung zum Regeln des pH-Werts, vorzugsweise auf einen Wert im Bereich von 10. Eine solche Einrichtung zum Regeln des pH-Werts umfasst zumindest einen Sensor zur Erfassung des pH-Werts. Vorteilhafterweise ist stromabwärts jeder Kathode jeweils ein Sensor vorgesehen. Die Einrichtung zum Regeln des pH-Werts kann außerdem zumindest eine weitere Dosiereinrichtung zum Zuführen von sauer oder basisch wirkenden Substanzen umfassen. Zweckmäßigerweise ist stromabwärts jeder Kathode eine solche weitere Dosiereinrichtung vorgesehen. Mit der Einrichtung zum Regeln des pH-Werts wird sichergestellt, dass das aufzubereitende Wasser stets in einem vorgegebenen pH-Wertbereich gehalten wird. - Dem aufzubereitenden Wasser wird stromaufwärts der ersten Anode A1 eine geeignete Menge an Ethanol zugesetzt. Die Menge ist dabei so bemessen, dass sie zur Abtrennung des im aufzubereitenden Wasser enthaltenen erwarteten Gehalts an Br–-Ionen ausreicht. Beim Durchströmen der ersten Anode A1, die beispielsweise aus einer Vielzahl von Platten oder einem oder mehreren Rohren gebildet sein kann, findet eine Elektrobromierung des Ethanols statt. Dabei gebildetes Bromoform wird im ersten Filter F1 dem Prozess entzogen. Eventuell im Wasser noch enthaltene BrO3 –-Ionen werden stromabwärts des ersten Filters F1 einem die erste Kathode K1 umgebenden Kathodenraum zugeführt. Dort werden die BrO3 –-Ionen zu Br–-Ionen reduziert. Die Br–-Ionen werden dem Wasser ähnlich wie bei der aus der Abfolge erste Anode A1, erster Filter F1 und erste Kathode K1 gebildeten ersten Reaktionsstufe stromabwärts nachgeordneten zweiten und dritten Reaktionsstufe wiederum in gleicher Weise entzogen.
- Mit der vorgeschlagenen Vorrichtung gelingt auf einfache und kostengünstige Weise die Abreicherung von Halogenid-Ionen X– im Wasser auf vorgegebene Grenzwerte.
Claims (18)
- Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere zur Aufbereitung von Trinkwasser, Sole oder Füllwasser für Badeanlagen, wobei zur Entfernung von Halogenid-Ionen X–, nämlich J–-, Br–- oder Cl–-Ionen, nacheinander die folgenden Schritte durchgeführt werden: a) Oxidatives Halogenieren einer dem Wasser zugesetzten organischen Verbindung an einer Anode (A1, A2, A3), b) Abtrennen der halogenierten organischen Verbindung mittels eines Trennverfahrens aus dem Wasser, c) Umsetzen von im Wasser verbliebenen XO3 –-Ionen zu den entsprechenden Halogenid-Ionen X– an einer mit der Anode (A1, A2, A3) über eine Stromquelle (S) verbundenen Kathode (K1, K2, K3) und d) Wiederholen der Schritte lit. a) bis lit. c), bis ein vorgegebener Konzentrationsgrenzwert für X–- oder XO3 –-Ionen unterschritten worden ist.
- Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere zur Aufbereitung von Trinkwasser, Sole oder Füllwasser für Badeanlagen, wobei zur Entfernung von Halogenid-Ionen X–, nämlich J–-, Br–- oder Cl–-Ionen, nacheinander die folgenden Schritte durchgeführt werden: a) Oxidatives Halogenieren einer dem Wasser zugesetzten organischen Verbindung an einer Anode (A1, A2, A3), b) Abtrennen der halogenierten organischen Verbindung mittels eines Trennverfahrens aus dem Wasser, c) Zusetzen eines Reduktionsmittels zum aufzubereitenden Wasser und d) Wiederholen der Schritte lit. a) bis lit. c), bis ein vorgegebener Konzentrationsgrenzwert für X–- oder XO3 –-Ionen unterschritten worden ist.
- Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Reduktionsmittel Na2SO3 ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die organische Verbindung aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Alkohol, Kohlenwasserstoff, Keton, Aldehyd, Ester, Huminsäure.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als organische Verbindung Ethanol oder Aceton verwendet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Anode (A1, A2, A3) eine Kohlenstoffanode, vorzugsweise eine Grafitanode, eine mit Diamant beschichtete Anode oder eine Platinanode verwendet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei dem aufzubereitenden Wasser nach dem Schritt lit. c und ggf. vor erneuter Durchführung des Schritts lit. a ein Reduktionsmittel, vorzugsweise Na2SO3, zugesetzt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das aufzubereitende Wasser nach dem Schritt lit. c und ggf. vor erneuter Durchführung des Schritts lit. a oder während des Schritts lit. c mit einem Katalysator (
2 ) in Kontakt gebracht wird. - Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Katalysator (
2 ) aus Platin oder Palladium hergestellt ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 9, wobei als Kathode (K1, K2, K3) eine aus einem Metall, vorzugsweise einem Edelstahl oder Edelmetall, oder Grafit hergestellte Kathode verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Kathode (K1, K2, K3) aus Platin oder Palladium hergestellt ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei der Durchführung der Schritte lit. a) bis lit. c) der pH-Wert des Wassers so eingestellt wird, dass er in einem vorgegebenen Bereich liegt.
- Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein pH-Wert im Bereich von 9 bis 11, vorzugsweise 9,5 bis 10,5, eingestellt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Trennverfahren ein Filtrations- und/oder Strippverfahren verwendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 14, wobei beim Filtrationsverfahren ein Kohlefilter (F1, F2, F3), vorzugsweise ein Aktivkohle- oder Anthrazitfilter, zum Abtrennen der halogenierten organischen Verbindung verwendet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Konzentrationsgrenzwert für XO3 –-Ionen ≤ 10 μg/l ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Wiederholen der Schritte lit. a) bis lit. c) das Wasser im Kreislauf geführt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren als kontinuierliches Verfahren durchgeführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810041164 DE102008041164B4 (de) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | Verfahren zur Aufbereitung von Wasser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810041164 DE102008041164B4 (de) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | Verfahren zur Aufbereitung von Wasser |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008041164A1 DE102008041164A1 (de) | 2010-02-25 |
DE102008041164B4 true DE102008041164B4 (de) | 2011-01-13 |
Family
ID=41566809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200810041164 Expired - Fee Related DE102008041164B4 (de) | 2008-08-11 | 2008-08-11 | Verfahren zur Aufbereitung von Wasser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102008041164B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015008960A1 (de) | 2015-07-15 | 2017-01-19 | Aquagroup Ag | Verfahren zur Behandlung von Prozesswasser |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102013006711A1 (de) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | BLüCHER GMBH | Neue Konzepte für die Wasserbehandlung, insbesondere Wasseraufbereitung und/oder -aufreinigung |
DE202017106774U1 (de) | 2017-09-27 | 2018-10-01 | BLüCHER GMBH | Anlage für die Behandlung und/oder Aufreinigung von Wasser |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT357483B (de) * | 1975-06-12 | 1980-07-10 | Tatabanyai Szenbanyak | Verfahren zur reinigung von waessern oder ab- waessern durch elektrolytische behandlung sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
EP1258459B1 (de) * | 2001-05-16 | 2004-06-23 | VA TECH WABAG Deutschland GmbH & Co. KG | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Bromid aus Wasser |
DE69925433T2 (de) * | 1998-10-20 | 2006-02-02 | Adept Water Technologies A/S | Reaktor zur Behandlung von Flüssigkeiten |
US20070246367A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-10-25 | Gas Technology Institute | Electrochemical capacitive concentration and deactivation of actinide nuclear materials |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2283484B (en) | 1993-11-03 | 1997-07-30 | Wallace & Tiernan Ltd | Bromide removal |
DE19830310A1 (de) | 1998-07-07 | 2000-01-13 | Riedel De Haen Gmbh | Verfahren zur Abreicherung des Bromidgehaltes aus einer wäßrigen Bromid enthaltenden Lösung unter Verwendung von Wasserstoffperoxid |
-
2008
- 2008-08-11 DE DE200810041164 patent/DE102008041164B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT357483B (de) * | 1975-06-12 | 1980-07-10 | Tatabanyai Szenbanyak | Verfahren zur reinigung von waessern oder ab- waessern durch elektrolytische behandlung sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
DE69925433T2 (de) * | 1998-10-20 | 2006-02-02 | Adept Water Technologies A/S | Reaktor zur Behandlung von Flüssigkeiten |
EP1258459B1 (de) * | 2001-05-16 | 2004-06-23 | VA TECH WABAG Deutschland GmbH & Co. KG | Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von Bromid aus Wasser |
US20070246367A1 (en) * | 2006-04-21 | 2007-10-25 | Gas Technology Institute | Electrochemical capacitive concentration and deactivation of actinide nuclear materials |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015008960A1 (de) | 2015-07-15 | 2017-01-19 | Aquagroup Ag | Verfahren zur Behandlung von Prozesswasser |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102008041164A1 (de) | 2010-02-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2158847C2 (de) | Verfahren zum elektrolytischen Entfernen von Verunreinigungen aus Abwässern und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE2930194C2 (de) | Vorrichtung zum Aufbereiten von Abwasser | |
EP1841899A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer alkalimetall-hypochlorit-lösung | |
DE1140907B (de) | Verfahren zur Gewinnung von Chlor aus Soleloesungen | |
EP1174394A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Abwässern | |
EP2855373A1 (de) | Verfahren und anlage zur aufbereitung von wasser | |
DE2260392A1 (de) | Verfahren zur behandlung einer schwefelwasserstoffhaltigen salzloesung | |
DE69404734T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Dekontaminierung von Flüssigkeiten die ionische Metalle enthalten | |
DE102005034138A1 (de) | Reaktor zur Gewinnung von Magnesiumammoniumphosphat und Verfahren zur Gewinnung von Magnesiumammoniumphosphat aus Gülle oder ammoniumhaltigen Abgasen | |
DE102008041164B4 (de) | Verfahren zur Aufbereitung von Wasser | |
DE19739493A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von organischen Halogenverbindungen aus Wasser | |
DE102011012775B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Badewasser | |
EP3867422A1 (de) | Elektrochemisches system zur synthese von wässriger oxidationsmittel-lösung | |
DE2708240A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur wasserenthaertung | |
DE202005019293U1 (de) | Vorrichtung zur Abtrennung partikulärer und echt gelöster Substanzen aus Flüssigkeiten | |
DE2125741C3 (de) | Verfahren zur Reinigung von Abwässern und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens | |
DE2843479B2 (de) | Verfahren zur Elektrolyse von Natriumchlorid in einer eine Ionenaustauschermembran enthaltenden Zelle | |
DE2908592B2 (de) | Verfahren zur Abtrennung und Gewinnung eines chalcophilen Elements aus einer wäßrigen Lösung | |
DE3838181A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur entfernung von stickstoffverbindungen aus waessrigen loesungen | |
EP0968756B1 (de) | Verfahren zur Aufbereitung metallhaltiger verbrauchter Beizsäuren | |
DE3014315C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Metallen aus Metallsalzlösungen | |
DE60111558T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur abtrennung und zerstörung von gelöstem nitrat | |
DE19624023B4 (de) | Verfahren zur Sanierung saurer, eisenhaltiger Tagebaurestlochgewässer | |
DE2430848C2 (de) | Verfahren zur chemischen Reinigung von Abwässern | |
DE2749208A1 (de) | Verfahren zur beseitigung von cyanidionen aus abwaessern |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20110413 |
|
R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C02F0009060000 Ipc: C02F0009000000 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |