DE1258808B - Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Trink- und Brauchwasser - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Trink- und Brauchwasser Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Gebrauchswässern aus verunreinigtem Wasser, insbesondere Oberflächenwässern, durch Ausfällung der in ihm enthaltenen feinverteilten Stoffe und nachfolgender Abscheidung der ausgefällten Stoffe durch Filtration.
• Es ist bekannt, dem Wasser Fällmittel in Form von Metallsalzlösungen, z. B. Eisenchlorit oder Aluminiumverbindungen, zuzugeben, um die im Wasser enthaltenen Kolloide auszufällen. Diese Arbeitsweise hat jedoch den Nachteil, daß die Zugabe von Metallsalzlösungen von der Beschaffenheit des Wassers, z. B. dem Salzgehalt (Härtegrad), der Temperatur, dem pH-Wert, der Alkalität, abhängig ist und im praktischen Gebrauch diese die Zugabemenge bestimmenden Zustandsgrößen nicht ausreichend - oder erst Bach umständlichen Analysen - und richtig berücksichtigt werden können. Andererseits hat ein der Sicherheit halber erhöhter Zusatz dieser Mittel die nachteilige Folge, daß die für die Abscheidung der gefällten Kolloide verwendeten Filter sich sehr schnell zusetzen und unwirksam werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn Filterkörper aus einer Anschwemmung von faserigen oder kömigen Stoffen verwendet werden, die sich infolge ihrer feinporigen Struktur schnell verstopfen. Auch wenn die Zugabe von Fällungsmitteln der Beschaffenheit des Wassers entspricht und eine starke Flockenbildung eintritt, so hat sich gezeigt, daß die auf diese Weise ausgefällten Kolloide die Filter der erwähnten Art verhältnismäßig schnell zusetzen. Der auf den Filterschichten aufgefangene Kuchen ist wenig durchlässig, und das Innere des Filtermediums wird bei dieser Art der Ausflockung schnell verstopft, so daß die Standzeit des Filters unzureichend ist.
• Es wurde nun gefunden, daß sich bezüglich der Ausflockung und der Wirksamkeit eines nachgeschalteten Schichtenfilters dann besonders günstige Ergebnisse zeigen, wenn Wasser mit grob- und feindispersen Verunreinigungen vor der Feinfiltration mittels Schichtenfilter durch eine Packung oder Schüttung metallischer Späne geleitet wird. Beim Durchgang durch locker gepackte Metallspäne werden nicht nur die groben Verunreinigungen des Wassers zurückgehalten, sondern auch ein sehr großerAnteil feindisperserTrübungsstoffe. Bei Verwendung von Eisenspänen bildet sich entsprechend dem Sauerstoffgehalt des Wassers ein Belag von Eisenoxydhydraten auf den Spänen. Gleichzeitig geht 2wertiges Eisen in Lösung, dessen teilweise oxydiertes Hydrolyseprodukt nicht von groben Flocken, sondern in Form eines feindispersen, aber gut filtrierbaren Eisenoxydhydratsols anfüllt. Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Gewinnung von Trink- und Brauchwasser aus verunreinigten Wässern, insbesondere Oberflächenwässern, das nach grober Vorreinigung zur Abscheidung kolloider Trübungsstoffe durch eine Packung feiner Späne oder Wolle aus Eisen oder Eisenlegierungen geleitet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man teilweise oxydiertes Eisen(I1)-hydroxidsol als Filterhilfsmittel bei der anschließenden Feinfiltrierung des vorbehandelten Wassers mittels vorgefertigten oder aus einer Anschwemmung von faserigem und/ oder körnigem anorganischem und/oder organischem Material gebildeten Schichten verwendet.
• Diese Methode ist unabhängig von dem Zustand des Rohwassers, und es bedarf keiner vorherigen Bestimmung der Bestandteile des Rohwassers, beispielsweise des Salzgehaltes, um danach die Menge eines zuzugebenden Fällmittels zu bestimmen. Die Durchführung des Verfahrens ist also auch von Ungeübten möglich, und die apparatemäßige Anordnung wird so getroffen, daß ein mit Eisenspänen oder Eisenwolle gefüllter Behälter in die Saugleitung einer Fördereinrichtung eingebaut ist. Hierbei können die Eisenwolle und die Eisenspäne teilweise verkupfert sein.
• Um den Fällungsgrad zu beeinflussen und um eine teilweise überführung des 2wertigen in 3wertiges Eisenhydroxid zu erzielen, kann in der Pumpendruckleitung ein Belüfter eingebaut werden, wobei die Belüftung des Wassers selbst auf einfache Weise, lediglich durch ein in der Saugleitung angeordnetes Schnüffelventil, erfolgt, wodurch eine bequeme Regelung der notwendigen Luftzufuhr ermöglicht und Druckluft und damit eine Verdichteranlage erspart wird. Der Dispersitätsgrad der Ausflockung ist nun ohne weiteres mit Hilfe des Lüfters so zu lenken, daß bei guter Ausfällung die Standzeit des nachgeschalteten Filters so groß wie möglich ist. Als nachgeschalteter Filter wird vorteilhaft ein Schichtenfilter gewählt, dessen Filterschichten aus einer Mischung von organischen und anorganischen faserigen bzw. kömigen Stoffen bestehen, die durch entsprechenden Herstellungsgang speziell aufgelokkert sind und aus einer Mischung von- über 200io Asbest und bis zu 20% Kieselgur bestehen, während der Rest durch Zellulosefasern. gebildet wird. Diese Filterschichtenart hat eine besondere Tiefenwirkung, wobei elektrische`Ladungsverhältnisse und kataphoretische Vorgänge innerhalb der so hergestellten Schicht die besondere Wirkung auf feinstdisperse Stoffe erklären mögen. Diese Filterschichten können entweder als fertiger Karton verwendet werden oder erst im Filter durch Anschwemmen eines entsprechenden Gemisches hergestellt werden.
• Das beschriebene Verfahren hat besondere Vorteile bei der Behandlung von Wässern, die radioaktive Spaltprodukte enthalten. Hierbei bedient man sich Ionenaustauscher, welche die Spaltprodukte aus dem. Wasser herausnehmen. Die Wirksamkeit dieser Austauscher ist aber abhängig von der im Wasser vorhandenen Salzmenge und von einer weitgehenden Vorreinigung. Durch die bereits sehr feine Vorfiltration sind belastende, kolloidale oder grobdisperse Stoffe bereits herausgenommen, so daß der nachgeschaltete Ionenaustauscher schon dadurch entlastet ist und dementsprechend sehr lange Zeit wirksam bleibt. Dazu kommt noch, daß durch den beschriebenen Vorfilterprozeß keine weiteren Fremdionen ins Wasser gelangen, wie dies bei den Üblichen Fällverfahren in erheblichem Maße unvermeidbar ist. Ohne eine auf die erfindungsgemäße Weise durchgeführte Vorreinigung von Wasser mit radioaktiver Substanz wäre die Verwendung eines Ionenaustauschers praktisch überhaupt nicht möglich. In den Filterschichten, die dem mit Stahlwolle beschickten Durchflußbehälter nachgeschaltet sind, wird darüber hinaus bereits ein hoher Prozentsatz der radioaktiven Stoffe zurückgehalten, während dies bei anderen Filtrationsverfahren, z. B. Verwendung von Kieselgur als Filterhilfsmittel, nicht der Fall ist. Im Bedarfsfalle kann das erfindungsgemäß gereinigte Wasser auch über A-Kohle- und/oder Entkeimungsfilter in bekannter Weise geleitet werden.
• In der Zeichnung ist eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, und zwar zeigt A b b. 1 in schematischer Anordnung eine Wasserreinigungsanlage und A b b. 2 einen Schnitt für einen Oxydationsbehälter in größerem Maßstab.
• Mit ILO ist der Wasserspiegel einer Wasserstelle bezeichnet. In das Schmutzwasser ist ein Saugkorb 11 eingebracht, und -über eine Leitung 12 wird das Schmutzwasser in einen Behälter 13 geleitet, der mit Stahlwolle beschickt ist. Durch eine nicht dargestellte Verteilereinrichtung wird das Wasser über den ganzen Querschnitt der Stahlwolle geleitet und gelangt über eine Saugleitung 14 zu einer Förderpumpe 15. In der Saugleitung 14 ist ein Schnüffelventü 16 vorgesehen, durch welches Luft angesaugt wird, die nach Verlassen des Behälters 13 in den Wasserstrom eintritt. Die Druckleitung 17 der Pumpe tritt am unteren Ende in einen Oxydationsbehälter 18 ein. 19 ist ein Entlüftungsventil und 20 eine zu einem Klärfilter 21 führende Leitung. Der Klärfilter 21 ist mit Filterschichten beschickt, die aus einer Anschwemmung von faserigen und körnigen organischen und anorganischen Stoffen besteht.
• Die in Ab b. 2 dargestellte Oxydationseinrichtung besteht aus einern äußeren Mantel 22, in den zwei gewellte Behälter 23, und 24 eingesetzt sind. Der Wasserzufluß erfolgt bei 25. Das Wasser tritt am oberen Ende in den zylindrischen Ringraum zwischen dem Behälter 23 und 24 ein, so daß es in verhältnismäßig dünner Schicht in diesem fließt und über eine Steigleitung 26 in den Innenraum eintritt. In diesem Behälter hat das Wasser Gelegenheit, infolge der großen Oberfläche genügend Sauerstoff aufzunehmen, wodurch die Bildung von teilweise oxydiertem Eisen(I1)-hydroxid erfolgt. Im oberen Teil des Behälters befindet sich ein Luftraum 27 und eine Steuereinrichtung 28, welche die überschüssige Luft automatisch abbläst und den Flüssigkeitsstand in bestimmter Höhe hält. Die Abnahme des Wassers erfolgt durch eine Druckleitung 29. Die ausgeflockten Stoffe sammeln sich im unteren Teil des Behälters und können von hier aus von Zeit zu Zeit entfernt werden bzw. ist es auch möglich, den Innenbehälter 23 nach Lösen des Deckels 30 aus dem Behälter 18 herauszunehmen.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Gewinnung von Trink- und Brauchwasser aus verunreinigten Wässern, insbesondere Oberflächenwässern, das nach grober Vorreinigung zur Abscheidung kolloider Träbungsstoffe durch eine Packung feiner Späne oder Wolle aus Eisen oder Eisenlegierungen geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man teilweise oxydiertes Eisen(I1)-hydroxidsol als Filterhilfsmittel bei der anschließenden Feinfiltrierung des vorbehandelten Wassers mittels vorgefertigten oder aus einer Anschwemmung von faserigem und/oder kömigem anorganischem und/oder organischem Material gebildeten Schichten verwendet.
2. 2. Vorrichtung zur Erzeugung von Eisenhydroxidsol nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen mit einer Steuereinrichtung (28) versehenen Oxydationsbehälter (18) und darin eingesetzten gewellten Behältern (23 und 24). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr, 61255, 263 149, 288 158, 725 121, 840 978, 893 470; deutsche Patentanmeldung-S12929lVc/85 (bekanntgemacht am 19.2.1953); schweizerische Patentschriften Nr. 287 573, 186 855; französische Patentschriften Nr. 989 426, 913 909; belgische Patentschrift Nr. 503 633; USA.-Patentschrift Nr. 2 752 309; J. König, »Die Verunreinigung der Gewässer«, 2. Auflage, Bd. 1, 1899, S. 104-105, 144 bis 146; A. K u f f e r a t h, »Filtration und Filter«, 3. Auflage, 1953/1954, S. 94-95, 172 bis 183, 216 bis 218; F. C. Nachod-Jack Schubert, >Jon Exchange Technology«, 1956, S. 39 bis 43, 503-504, 508.