Verfahren zur Verminderung der Karbonathärte von Wasser und zur Entfernung
seiner Magnesiahärte Die Hauptpatentanmeldung betrifft ein Verfahren zur Verminderung
der Karbonathärte von Wassser und zur Entfernung seiner Magnesiahärte durch Vollentbasung
eines Teilstromes des Rohwassers mittels Wasserstoffionenaustausches, Sättigung
eines zweiten Teilstromes mit Ätzkalk unter Abtrennung der Feststoffe und Wiedervereinigung
beider Teilströme, wobei das Verhältnis zwischen beiden Teilströmen so gewählt wird,
daß die im vollentbasten Wasser enthaltene Mineralsäure ganz gebunden, von der im
vollentbasten Wasser enthaltenen ursprünglichen Karbonat-Kohlensäure jedoch nur
ein Teil in Karbonathärte zurückverwandelt wird.Process for reducing the carbonate hardness of water and for removal
its magnesia hardness The main patent application relates to a method for reduction
the carbonate hardness of water and the removal of its magnesia hardness through complete debasing
of a partial flow of the raw water by means of hydrogen ion exchange, saturation
a second partial stream with quicklime with separation of the solids and reunification
of both partial flows, whereby the ratio between the two partial flows is chosen so
that the mineral acid contained in the fully deboned water is completely bound, from the in
However, fully degassed water only contains the original carbonate carbonic acid
a part is converted back into carbonate hardness.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verminderung der Karbonathärte
von Wasser und eine Entfernung seiner Magnesiahärte unter Vermeidung einer Ätzalkalität
im Mischwasser in Fällen zu erreichen, in denen eine mit Ätzkalk arbeitende Entkarbonisierungsanlage
für Brauwasser angewendet und gegebenenfalls die in einer solchen vorhandenen Anlage
aufzubereitende Wassermenge vergrößert werden soll.The invention is based on the object of reducing the carbonate hardness
of water and removal of its magnesia hardness while avoiding caustic alkalinity
in mixed water in cases in which a decarbonization system working with quick lime
used for brewing water and, if necessary, those in such an existing system
the amount of water to be treated should be increased.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß nur ein Zweigstrom
des zweiten Teilstromes mit Ätzkalk gesättigt, dann mit dem derart bemessenen Rest
des zweiten Teilstromes vereinigt wird, daß der Ätzkalküberschuß im wiedervereinigten
zweiten Teilstrom zur Ausfällung der Magnesiahärte ausreicht, worauf die Abtrennung
der Feststoffe aus dem zweiten Teilstrom und seine Wiedervereinigung mit dem ersten,
vollentbasten Teilstrom erfolgt. Der zweite Teilstrom durchfließt also die mit Ätzkalk
arbeitende Entkarbonisierungsanlage. Der eine Zweigstrom des zweiten Teilstromes
wird mit Ätzkalk gesättigt und mit dem nicht behandelten anderen Zweigstrom des
zweiten Teilstromes wiedervereinigt, der so bemessen wird, daß nach der Wiedervereinigung
und Reaktion ein solcher Ätzkalküberschuß vorhanden ist, der für die vollständige
Ausfällung der Magnesiahärte als Magnesiumhydroxyd und die Umwandlung der im Wasser
enthaltenden freien Kohlensäure und des Kalziumbikarbonates in Kalziumkarbonat erforderlich
ist. Dadurch wird zwar bei einer vorhandenen, mit Ätzkalk arbeitenden Entkarbonisierungsanlage,
falls deren Kalksättiger nicht reichlich bemessen ist, die Leistung etwas herabgesetzt,
weil gegenüber dem Betrieb beim üblichen Entkarbonisieren der Anteil des gesättigten
Kalkwassers am zweiten Teilstrom vergrößert wird. Trotzdem kann bei Verwendung einer
solchen mit Ätzkalk arbeitenden Entkarbonisierungsanlage die Gesamtleistung gesteigert
werden, weil der zweite Teilstrom nur einen Teil des aufzubereitenden Wassers darstellt.
Da der in dem in einer Mischeinrichtung wiedervereinigten zweiten Teilstrom noch
enthaltene Ätzkalk durch die im vollentbasten ersten Teilstrom enthaltene freie
Mineralsäure und Kohlensäure ganz gebunden wird, ist nach der Wiedervereinigung
der beiden Teilströme im Wasser kein Ätzkalk mehr vorhanden. Etwa überschüssig vorhandene
freie Kohlensäure kann in einer Kohlensäurerieseleinrichtung entfernt werden. Das
Verfahren gemäß der Erfindung hat auch noch den Vorteil, daß der Regeneriersäureaufwand
geringer ist als beim Verfahren gemäß der Hauptpatentanmeldung.According to the invention this is achieved in that only one branch flow
of the second partial flow is saturated with quicklime, then with the remainder of this dimension
of the second substream is combined so that the quick lime excess in the reunited
second substream is sufficient to precipitate the magnesia hardness, whereupon the separation
the solids from the second substream and its reunification with the first,
fully deboned partial flow takes place. The second partial flow therefore flows through the quicklime
working decarbonization plant. One branch flow of the second partial flow
is saturated with quicklime and with the untreated other branch stream of the
second partial stream reunited, which is dimensioned so that after reunification
and reaction is such an excess of quicklime that is necessary for the complete
Precipitation of the magnesia hardness as magnesium hydroxide and the conversion of it in water
containing free carbonic acid and calcium bicarbonate in calcium carbonate
is. In an existing decarbonization plant that works with quicklime, this
if their lime saturator is not sufficiently dimensioned, the output will be reduced slightly,
because compared to the normal decarbonization operation, the proportion of the saturated
Kalkwasser is enlarged on the second partial stream. Nevertheless, using a
such decarbonization plants working with quicklime increase the overall performance
because the second partial flow represents only part of the water to be treated.
Since the second substream recombined in a mixing device is still
quick lime contained by the free contained in the fully deboned first partial flow
Mineral acid and carbonic acid are wholly bound after the reunification
of the two partial flows in the water no more quicklime present. Any excess
Free carbon dioxide can be removed in a carbon dioxide sprinkler. That
The method according to the invention also has the advantage that the regeneration acid consumption
is less than in the method according to the main patent application.
Wenn die zu benutzende, mit Ätzkalk arbeitende Entkarbonisierungsanlage
einen Ablagerungsreaktor aufweist, dann wird das Verfahren gemäß der Erfindung so
durchgeführt, daß zunächst ein zur Fällung der Kalziumkarbonathärte ausreichender
Teil des mit Ätzkalk gesättigten Zweigstromes des zweiten Teilstromes in dem Ablagerungsreaktor
mit dem Rest des zweiten Teilstromes vereinigt und der andere Teil des mit Ätzkalk
gesättigten Zweigstromes dem den Ablagerungsreaktor verlassenden erstkarbonisierten
Gemisch als zur Ausfällung der gesamten Magnesiahärte in Form von Magnesiumhydroxyd
erforderlicher überschuß zugesetzt wird. Dies ist deshalb erforderlich, weil ein
Ablagerungsreaktor zur Sicherstellung der Bildung von Ca C 03 in Körnerform nicht
mit Ätzkalküberschuß zu betreiben ist, so daß also erst hinter dem Ablagerungsreaktor
der zur Ausfällung der gesamten Magnesiahärte als Mg (O H)2
erforderliche
Ätzkalküberschuß herbeigeführt werden kann.If the decarbonization plant to be used, which works with quick lime
has a sedimentation reactor, then the process according to the invention becomes so
carried out that initially a sufficient to precipitate the calcium carbonate hardness
Part of the branch flow, saturated with quicklime, of the second substream in the deposition reactor
combined with the rest of the second substream and the other part of the quicklime
saturated branch stream to the first carbonized one leaving the deposition reactor
Mixture than to precipitate the entire magnesia hardness in the form of magnesium hydroxide
required excess is added. This is required because a
No deposit reactor to ensure the formation of Ca C 03 in granular form
is to be operated with caustic lime excess, so that only after the deposition reactor
that to precipitate the total magnesia hardness as Mg (O H) 2
required
Caustic lime excess can be brought about.
Beispiel Ein Rohwasser mit folgenden Analysenwerten liegt vor:
Gesamthärte ..................... 22° d
Karbonathärte ................... 18° d
Nichtkarbonathärte ............... -4° d
Magnesiahärte ................... 10° d
Mineralsaure Salze ............... 4° d
Es wird ein Reinwasser als Brauwasser mit folgenden Analysendaten verlangt:
Gesamthärte ..................... 7° d
Karbonathärte ................... 3° d
Nichtkarbonathärte ............... 4° d
Magnesiahärte ............. unter 0,5° d
Eine nach dem Kalkverfahren arbeitende Fällungs-Entkarbonisierungs-Anlage wird mit
einem Ätzkalküberschuß von 5,5@ d betrieben, wobei der Restkarbonatgehalt im Reinwasser
1,5° d und die Restmagnesiahärte 0,3'' d beträgt. Im Vollentbasungsfilter werden
22° d Entbasungshärte aus dem Rohwasser entfernt. Von den 5,5° d Ätzkalküberschuß
plus 1,5° d Karbonaten sind 4' d durch die im Vollentbasungsfilter aus der Mineralsäurehärte
gebildete Mineralsäure zu neutralisieren, um noch 3° d Ätzkalk plus Karbonate für
Bikarbonathärte durch Reaktion mit der im Vollentbasungsfilter aus der Rohwasser-Karbonathärte
gebildeten freien Kohlensäure zur Verfügung zu haben. Mit Hilfe der Mischungsregel
ergibt sich, daß im angegebenen Beispiel 36% des Gesamtwasserstromes über das Vollentbasungsfilter
und 64% über die Kalk-Entkarbonisierungs-Anlage geführt werden müssen, damit nach
der Wiedervereinigung der beiden Teilströme ein Reinwasser mit den verlangten Analysenwerten
erhalten wird.Example There is raw water with the following analysis values: Total hardness ..................... 22 ° d
Carbonate hardness ................... 18 ° d
Non-carbonate hardness ............... -4 ° d
Magnesia hardness ................... 10 ° d
Mineral acid salts ............... 4 ° d
Pure water is required as brewing water with the following analysis data: Total hardness ..................... 7 ° d
Carbonate hardness ................... 3 ° d
Non-carbonate hardness ............... 4 ° d
Magnesia hardness ............. below 0.5 ° d
A precipitation decarbonization plant that works according to the lime process is operated with a caustic lime excess of 5.5 @ d, the residual carbonate content in the pure water being 1.5 ° d and the residual magnesia hardness 0.3 '' d. In the full debasing filter, 22 ° d debasing hardness is removed from the raw water. Of the 5.5 ° d quicklime excess plus 1.5 ° d carbonates, 4 'd have to be neutralized by the mineral acid formed in the full debasing filter from the mineral acid hardness, and another 3 ° d quick lime plus carbonates for bicarbonate hardness through reaction with that in the fully debased filter from the raw water -Carbonate hardness to have free carbon dioxide available. With the help of the mixing rule, it follows that in the example given, 36% of the total water flow must be passed through the full debasing filter and 64% over the lime decarbonization system so that pure water with the required analysis values is obtained after the two partial flows have been reunited.