DE1203691B

DE1203691B - Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen und Sterilisieren von Trinkwasser

Info

Publication number: DE1203691B
Application number: DEE18303A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Edelbert Kesting
Original assignee: Elektrochemische Werke Muenchen AG
Current assignee: Elektrochemische Werke Muenchen AG
Priority date: 1959-09-26
Filing date: 1959-09-26
Publication date: 1965-10-21

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Reinigen und Sterilisieren von Trinkwasser Es ist bekannt, Chlordioxyd oder Gemische von Chlor und Chlordioxyd zur Trinkwasserreinigung zu verwenden. Die Herstellung des Chlordioxyds kann in bekannter Weise aus Natriumchlorat und Säure oder Natriumchlorit und Säure bzw. Natriumehlorit und Chlor erfolgen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reinigung und Sterilisation von Trinkwasser, wobei das Chlordioxyd aus Natriumchlorit und Säure entwickelt wird. Die Reaktion zwischen konzentrierten Natriumchloritlösungen und konzentrierten Säuren ist bekanntlich so heftig, daß sie sich in der Praxis nicht beherrschen läßt und deshalb nicht anwendbar ist. Arbeitet man jedoch mit Chloritlösungen und Säuren in geeigneter Verdünnung, dann verläuft die Reaktion so, daß man sie beherrschen kann. Beispielsweise gibt es zwischen Natriumchlorit und Salzsäure folgende Reaktionsmöglichkeiten:

1. 4 NaC102 + 2 HCl

-> 2 C102 -f- 3 NaCl -h NaC103 -f- H20

2. 5 Na002 -I- 4 HCl

-->4C102 -h 5 NaCl -f- 2H20

Es ist aus diesen Reaktionsgleichungen ersichtlich, daß die zweite Reaktion mit wesentlich besserer Ausbeute abläuft als die erste, und man wird infolgedessen bestrebt sein, durch Einhalten einer entsprechenden Säurekonzentration vorwiegend die zweite Reaktion ablaufen zu lassen.
Es wurde gefunden, daß bei der Anwendung dieser Reaktionen auf die Wasserreinigung prinzipiell zwei Schwierigkeiten zu überwinden sind: 1. Die Reaktion benötigt zum vollständigen Ablauf eine gewisse Zeit, wobei man während dieser Zeit die günstigsten Konzentrationen aufrechtzuerhalten hat.
2. Das entstehende Chlordioxyd, welches in der Reaktionslösung gelöst ist, muß auf eine sehr große Wassermenge gleichmäßig verteilt werden.
Mit der vorliegenden Erfindung wurden diese Probleme in sehr einfacher Weise gelöst.
Man verwendet ein kreuzförmiges Rohrstück gemäß der Zeichnung, bei dem der waagerechte Teil einen großen und der senkrechte Teil einen kleinen Durchmesser besitzt. Der untere Teil ist am Boden geschlossen und mit Füllkörpern gefüllt, welche aus gegen Chlordioxyd und Säure beständigem Material gefertigt sind, z. B. keramische Ringe. In diesen unteren Teil ragen von oben zwei dünne Rohre hinein, durch welche die Natriumchloritlösung und die Säure nahe am Boden eingeführt werden. Selbstverständlich können diese Rohre auch von der Seite eingeführt werden, wobei dann natürlich der obere senkrechte Arm des Gerätes überflüssig wird. Das ganze Gerät ist aus Material gefertigt, das gegen den Angriff von Chlordioxyd und Säure beständig ist, wie z. B. Glas, Steinzeug, Porzellan; geeignete Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid, sind ebenfalls verwendbar.
Durch den waagerechten Teil des Rohres strömt das mit Chlordioxyd zu reinigende Wasser, wobei im allgemeinen das Rohr so dimensioniert ist, daß es durch die durchfließende Wassermenge nicht vollständig gefüllt ist.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist so, daß die in den unteren Teil einströmenden Flüssigkeiten, nämlich Natriumchloritlösung und Säure, sich dort vermischen und unter Chlordioxydbildung reagieren. Das entstehende Chlordioxyd löst sich in der Reaktionsflüssigkeit auf und dringt zusammen mit der verbrauchten Reaktionsflüssigkeit langsam von unten nach oben vor, und zwar in dem Maße, wie neue Chloritlösung und neue Säure nachfließen. An der Stelle, wo der untere senkrechte Arm an das waagerechte Rohrstück angrenzt, wird durch das vorbeifließende Wasser ständig und gleichmäßig das Chlordioxyd fortgeschwemmt und in der großen Wassermenge gleichmäßig verteilt.
Bei der praktischen Erprobung des Gerätes wurde die überraschende Feststellung gemacht, daß in dem unteren Rohr sich ständig ein brauner Ring in der Flüssigkeit hielt. Dieser Ring befand sich in verschiedener Höhe des unteren senkrechten Armes, wenn das Verhältnis von zugespeister Chloritlösung zu Salzsäure geändert wurde. Gibt man einen großen Überschuß von Salzsäure zu, so befindet sich der Ring weit unten; arbeitet man mit kleineren Salzsäuremengen, befindet sich der Ring weiter oben. Der Grund für dieses Verhalten ist wahrscheinlich der, daß das Chlordioxyd in Natriumchloritlösung sich löst und eine sehr dunkel gefärbte Anlagerungsverbindung ergibt. Führt man auf den Boden des Gefäßes eine große Menge Salzsäure zu, so läuft die Reaktion in der Nähe der Einführungsstelle fast vollständig ab, und das entstehende Chlordioxyd kann mit Natriumchlorit den braunen Ring schon weit unten bilden. Gibt man weniger Salzsäure zu, so verläuft die Reaktion weniger schnell, und der Ring kann sich erst weiter oberhalb bilden. Man hat also mit dieser Ringbildung ein Mittel in der Hand, sehr schnell mit einem Blick zu erkennen, ob die Dosierung von Chloritlösung und Salzsäure richtig vorgenommen wird.
Das Verfahren und die Vorrichtung gestatten es, in sehr einfacher Weise Chlordioxyd zu erzeugen und vollkommen automatisch und sehr gleichmäßig in großen Wassermengen zu verteilen. Die in dem unteren senkrechten Arm befindlichen Füllkörperteile verhindern es, daß der vorbeifließende große Wasserstrom das Chlordioxyd auswäscht. Es gelangt laufend nur immer so viel Chlordioxyd in das Wasser, wie in derselben Zeiteinheit erzeugt wird.
Die Vorrichtung und das Verfahren eignen sich besonders für Wasserwerke von kleinen Gemeinden, wo weder elektrischer Strom zum Antrieb einer Pumpe noch Druckwasser zum Betrieb einer Saugdüse vorhanden sind. So kann man z. B. das Gerät sehr bequem in den Zulauf eines Sammelbeckens einbauen, ohne daß es erforderlich ist, komplizierte Pumpenaggregate einzusetzen. Es kann natürlich auch im geschlossenen System gearbeitet werden. Dann hat man jedoch Chloritlösung und Säure mittels Dosierpumpen unter Druck einzuspeisen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Herstellen und Zumischen von Chlordioxyd zu strömendem Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß in einem T- oder kreuzförmigen Rohrstück mit weitem waagerechtem Teil für das strömende Wasser und engerem senkrechtem Teil zwei dünne Rohre, je eines zum Zuführen von verdünnter Säure und Natriumchloritlösung, bis nahe zum Boden des unteren senkrechten, unten geschlossenen und bis zum waagerechten Rohr mit Füllkörpern gefüllten Teils geführt sind.
2. Verfahren zum Reinigen und Sterilisieren von Trinkwasser mit aus Säure und Natriumchlorit entwickeltem Chlordioxyd in einer Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung von verdünnter Säure, vorzugsweise Salzsäure, und Natriumchloritlösung durch die Füllkörperschicht mit einer solchen Geschwindigkeit nach oben geführt wird, daß sich das Natriumchlorit unter Chlordioxydentwicklung vollständig umgesetzt hat, bevor die Reaktionsflüssigkeit mit dem über die Füllkörperschicht hinwegströmenden und zu reinigenden Trinkwasser in Berührung kommt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Säurezugabe so regelt, daß sich dicht über der Stelle, an der die Natriumchloritlösung eingeführt wird, eine braune Zone bildet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 881779; »Vom Wasser«, Bd. 23, 1956, S. 95 bis 101; »Wasser, Luft und Betrieb«, 1958, S.149/150; F. A. H e n g 1 e i n, »Grundriß der chemischen Technik«, 4. und 5. Auflage, 1949, S.163.