DE102012201787B4

DE102012201787B4 - Verfahren zur Entfernung von eisen-, mangan- und kalkhaltigen Ablagerungen in Trinkwasser-Verteilungssystemen; wässrige Reinigungslösung und Trockenpulvermischung dafür

Info

Publication number: DE102012201787B4
Application number: DE102012201787.9A
Authority: DE
Inventors: Günter Mösslein; Christian Schaal
Original assignee: Mosslein GmbH
Current assignee: Mosslein GmbH
Priority date: 2012-02-07
Filing date: 2012-02-07
Publication date: 2015-10-22
Anticipated expiration: 2032-02-08
Also published as: DE102012201787A1

Abstract

Verfahren zur Entfernung von eisen-, mangan- und kalkhaltigen Ablagerungen in Trinkwasser-Verteilungssystemen, wobei die Ablagerungen mit einer wässrigen Reinigungslösung, die ein Reduktionsmittel ausgewählt aus Phosphinsäure, Oxalsäure oder einem Salz derselben enthält, behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungslösung ein Desinfektionsmittel enthält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von eisen-, mangan- und kalkhaltigen Ablagerungen in Trinkwasser-Verteilungssystemen, eine für das Verfahren nutzbare wässrige Reinigungslösung und eine Trockenmischung zur Herstellung derselben.
Stand der Technik und Hintergrund der Erfindung
Trinkwasser ist Süßwasser mit einem so hohen Reinheitsgrad, dass es für den menschlichen Gebrauch, insbesondere zum Trinken und zur Zubereitung von Speisen, geeignet ist. Trinkwasser sollte daher frei von Krankheitserregern, geschmacklich neutral und kühl, farblos, geruchlos und nicht gesundheitsschädigend sein sowie einen Gehalt an gelösten mineralischen Stoffen in bestimmten Konzentrationen aufweisen. Trinkwasser wird in Mitteleuropa zumeist aus Grundwasser durch Brunnen, seltener Artesische Brunnen oder direkt aus Quellen gewonnen. Auch Oberflächenwasser aus Stauseen, Seen oder Flüssen wird verwendet. Dabei wird das Wasser entweder direkt aus dem Gewässer entnommen oder als Uferfiltrat aus Brunnen in Gewässernähe zu Trinkwasser aufbereitet. In Einzelfällen, meist im außereuropäischen Raum, wird es direkt aus Flusswasser gewonnen. Der Transport zum Verbraucher erfolgt zumeist durch ein Wasserverteilungssystem, bestehend aus Pumpen, Leitungen und Behältern.
Das Grund- oder Oberflächenwasser wird zur Gewinnung von Trinkwasser mittels chemischer und physikalischer Aufbereitungsverfahren gereinigt. Die Trinkwasseraufbereitung umfasst Verfahrensschritte, wie Filterung, Enteisenung und Entmanganung, Entsäuerung, Entgasung, Entcarbonisierung und Desinfektion. Zur Enteisenung und zur Entmanganung werden beispielsweise gelöste Eisen(II)-Ionen zu unlöslichem Eisen(III)-oxidhydrat und gelöste Mangan(II)-Ionen zu unlöslichen Mangan(IV)-Verbindungen oxidiert und abfiltriert. Häufig ist die Enteisenung und Entmanganung jedoch nur unvollständig und in der Folge können eisen- und manganhaltige Anlagerungen in den Rohrleitungen, insbesondere in metallischen Rohrleitungen (zumeist Stahl- oder Gussleitungen), entstehen. Im Wasser enthaltenes Eisen und Mangan führt also zu Inkrustationen in Rohrleitungen, die die Fließgeschwindigkeit des Wassers verringern und sogar schlimmstenfalls die Rohrleitungen komplett verstopfen.
Verfahren zur Reinigung von Trinkwasserleitungen und anderen wasserführenden Anlagenteilen des Verteilungssystems sind in vielfältiger Ausführung bekannt. In DE 10 2005 008 603 A1 ist beispielsweise eine Einrichtung beschrieben, die mobil verfahrbar ist und über einen Hydrantenanschluss angeschlossen wird. Eine entsprechend abgesicherte Spülstrecke wird entgegen der sonst üblichen Fließrichtung im Trinkwasserrohr mit einer Hydrosulfit-Spüllösung gespült und von Sedimenten und sonstigen Ablagerungen gereinigt. Während der Reinigungsphase wird zusätzlich mit Hydrosulfit in 60%iger Lösung gearbeitet.
Zur Entfernung manganhaltiger Ablagerungen ist der Einsatz von Spüllösungen bekannt, die Salzsäure, Zitronensäure oder Natronlauge enthalten. Mit diesen Spüllösungen sind jedoch keine Eisenbeläge lösbar.
EP 1 150 923 B1 beschreibt ein Verfahren zur Entfernung von eisen- und/oder manganhaltigen Ablagerungen in Trinkwasser-Verteilungssystemen, bei dem die Ablagerungen mit einer Reinigungslösung behandelt werden, die ein schwefelhaltiges Reduktionsmittel, nämlich Dithionit oder Disulfit, sowie 2-Phosphonobutan-1,2,4-Tricarbonsäure (PBTC) oder deren Salze als Komplexbildner enthalten. Während der Behandlung entsteht jedoch Schwefeldioxid, ein farbloses, schleimhautreizendes, stechend riechendes und sauer schmeckendes, giftiges Gas. Es sind daher besondere Sicherheitsmaßnahmen für das mit der Reinigungslösung arbeitende Personal notwendig und es muss sichergestellt sein, dass das Schwefeldioxid nach der Behandlung weitestgehend aus dem Trinkwasser-Verteilungssystem entfernt wurde.
EP 2 090 676 A1 offenbart ein Verfahren zum Entfernen von Ablagerungen aus oxydischem Eisen auf frostfreien metallischen Materialien, die beispielsweise Bestandteil von Verteilungsleitungen für gereinigtes Wasser, Reinwasser etc. sind. Gemäß diesem Verfahren ist vorgesehen, besagte Oberflächen mit einer wässrigen Lösung zu behandeln, die ein Reduktionsmittel und einen Komplexbildner enthält. Als Reduktionsmittel können beispielsweise Hypophosphite eingesetzt werden. Als Komplexbildner wird unter anderem 2-Phosphonobutan 1,2,4-tricarbonsäure vorgeschlagen.
Es besteht demnach anhaltender Bedarf nach einem Verfahren, dass eine sichere und zuverlässige Beseitigung von eisen-, mangan- und kalkhaltigen Ablagerungen ermöglicht. Insbesondere wäre es von Vorteil, wenn gleichzeitig mit der Beseitigung der Ablagerungen eine Desinfektion möglich ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von eisen-, mangan- und kalkhaltigen Ablagerungen in Trinkwasser-Verteilungssystemen. Die Ablagerungen werden mit einer wässrigen Reinigungslösung, die ein Reduktionsmittel ausgewählt aus Phosphinsäure, Oxasäure oder einem Salz derselben enthält, behandelt. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungslösung ein Desinfektionsmittel enthält.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch Verwendung der genannten schwefelfreien Reduktionsmittel in der Reinigungslösung eine sichere und zuverlässige Entfernung von eisen- und/oder manganhaltigen Inkrustationen möglich ist. Eine Freisetzung gesundheitsschädlicher Gase wird vollständig vermieden. Eine Konzentration des Reduktionsmittels in der Reinigungslösung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 50 Gew.%.
Die Reinigungslösung kann ferner einen Komplexbildner enthalten, der dazu dient, ein erneutes Ausfällen der durch das Reduktionsmittel in Lösung gebrachten metallischen Ablagerungen zu verhindern. Vorzugsweise ist der Komplexbildner eine organische Verbindung ausgewählt aus der Gruppe Glukonsäure, 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure (PBTC) und Iminodibernsteinsäure oder einem Salz derselben. Eine Konzentration des Komplexbildners in der Reinigungslösung liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 50 Gew.%.
Vorzugsweise wird die Reinigungslösung auf einen pH-Wert im Bereich von 0 bis 6 eingestellt, insbesondere unter Verwendung der vorgenannten Komplexbildner. Die Reinigungslösung kann Puffer zur Stabilisierung des pH-Wert in dem bevorzugten Bereich enthalten. Das Arbeiten in saurer Umgebung hat den Vorteil, dass durch die Reinigungslösung gleichzeitig Kalkablagerungen entfernt werden.
Die Reinigungslösung enthält bereits ein Desinfektionsmittel. Bevorzugte Desinfektionsmittel sind Peroxyessigsäure (PES) oder Wasserstoffperoxid. Die Entfernung der Ablagerungen und Desinfektion kann demnach in einen gemeinsamen Arbeitsschritt erfolgen.
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigen chemischen Komponenten können in einer beliebigen geeigneten Form in den Verkehr gebracht werden, das heißt als Feststoffe, als Lösungen und Konzentrate oder als Pasten und Gele. Die Zubereitung der Reinigungslösung kann vor deren Inkontaktbringen mit den zu behandelnden Ablagerungen erfolgen, die Reinigungslösung kann jedoch auch in situ in den zu behandelnden Einrichtungen, zum Beispiel in einem Brunnen oder einem Leitungssystem, bereitet werden, indem die einzelnen Bestandteile zu unterschiedlichen Zeitpunkten zugegeben werden. Wenn die Ablagerungen von solchen Einzelteilen, zum Beispiel Einzelteilen einer Wasseraufbereitungsanlage, entfernt werden sollen, die der Anlage oder Einrichtung entnommen werden können, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch so durchgeführt werden, dass die man die von der Ablagerung zu befreienden, ausmontierten Teile in ein Bad der erfindungsgemäßen Reinigungslösung legt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer wässrigen Reinigungslösung zur Entfernung von eisen- oder manganhaltigen Ablagerungen in Trinkwasser-Verteilungssystemen. Die Reinigungslösung enthält ein Desinfektionsmittel sowie ein Reduktionsmittel ausgewählt aus Phosphinsäure, Oxalsäure oder ein Salz derselben.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in der Bereitstellung einer Trockenpulvermischung zur Herstellung einer wässrigen Reinigungslösung zur Entfernung von eisen-, mangan- und kalkhaltigen Ablagerungen in Trinkwasser-Verteilungssystemen. Die Trockenpulvermischung enthält ein Desinfektionsmittel sowie ein pulverförmiges Reduktionsmittel ausgewählt aus Phosphinsäure, Oxalsäure oder einem Salz derselben und einen pulverförmigen Komplexbildner. Die Verwendung einer Trockenpulvermischung reduziert die Transportkosten erheblich. Die gebrauchsfertige Reinigungslösung kann durch Auflösen der Trockenmischung direkt vor Ort hergestellt werden.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Zur Durchführung des Verfahrens kann beispielsweise ein handelsübliches Spülgerät über Hydranten an einen zu reinigenden Leitungsabschnitt einer Trinkwasserleitung angeschlossen werden. Über das Spülgerät wird in vorgebbarer Spülrichtung, mit vorgebbarer Temperatur und Fließgeschwindigkeit eine Reinigungslösung zugesetzt. Die Reinigungslösung kann durch Zugabe von 100 kg Phosphinsäure auf 100 Liter Wasser als Reduktionsmittel und 100 kg Iminodibernsteinsäure auf 100 Liter Wasser als Komplexbildner vor Ort aus einer entsprechenden Trockenpulvermischung hergestellt werden oder mit ebengleicher Konzentration als vorbereitete Reinigungslösung Verwendung finden. Der Spülvorgang selbst dauert zwischen 30 Minuten bis 3 Stunden, abhängig vom Inkrustationsgrad. Anschließend wird der Leitungsabschnitt mehrmals mit reinem Trinkwasser gespült.

Claims

Verfahren zur Entfernung von eisen-, mangan- und kalkhaltigen Ablagerungen in Trinkwasser-Verteilungssystemen, wobei die Ablagerungen mit einer wässrigen Reinigungslösung, die ein Reduktionsmittel ausgewählt aus Phosphinsäure, Oxalsäure oder einem Salz derselben enthält, behandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungslösung ein Desinfektionsmittel enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem eine Konzentration des Reduktionsmittels in der Reinigungslösung im Bereich von 0,5 bis 50 Gew.% liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Reinigungslösung einen Komplexbildner enthält.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Komplexbildner eine organische Verbindung ausgewählt aus der Gruppe Glukonsäure, 2-Phosphonobutan-1,2,4-tricarbonsäure (PBTC) und Iminodibernsteinsäure oder einem Salz derselben ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Reinigungslösung auf einen pH-Wert im Bereich von 0 bis 6 eingestellt wird.
Wässrige Reinigungslösung zur Entfernung von eisen-, mangan- und kalkhaltigen Ablagerungen in Trinkwasser-Verteilungssystemen, enthaltend ein Desinfektionsmittel sowie ein Reduktionsmittel ausgewählt aus Phosphinsäure, Oxalsäure oder ein Salz derselben.
Trockenpulvermischung zur Herstellung einer wässrigen Reinigungslösung zur Entfernung von eisen-, mangan- und kalkhaltigen Ablagerungen in Trinkwasser-Verteilungssystemen, enthaltend ein Desinfektionsmittel sowie ein pulverförmiges Reduktionsmittel ausgewählt aus Phosphinsäure, Oxalsäure oder einem Salz derselben und einen pulverförmigen Komplexbildner.