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Verfahren zur Aufbereitung von Rohwasser. Rohwasser läßt sich durch
Einwirkung von Ozon und Sauerstoff und anschließende Filtration zu hochwertigem
Trinkwasser aufbereiten# Nach einem bekannten Aufbereitungsverfahren wird der Druckleitung
des Hauptstromes des äufbereiteten Wassers (Reinwässer) ein Teilstrom entnommen
und nach Beladung mit einem-0 2- und 0 .3-haltigem Gasstrom in den Hauptstrom
des Rohwassers einge-speist. Die Beladung' des Teilstromes mit Ozon und Sauerstoff
erfolgt in einen. Wascher, in welchem der Teilstrom.unter erhöhtem Druck im Gegenstrom
mit einem 0 2- und 0 -haltigem-Gasstrom behandelt wird. Das an Ozon
verarmte, im wesentlichen Sauerstoff enthaltende Gas wird im Kreislauf über eine
Ozonisierungsanlage in den Wascher zurückgeführt und vor Eintritt in den Wascher
entsprechend dem Verbrauch mit frischem Sauerstoff aufgestärkt.
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Die Größe des Teilstromes muß proportional dem stets schwankenden
Was-serverbrauch, also der Größe des Hauptstromes angepaßt werden und vor der Eins*peisung
in den Hauptstrom einen stets ausreichend hohen 0 2- und 0 -3-Gehalt
aufweisen. Aus dieser Forderung ergeben sich umfangreiche komplizierte Regelaufgaben.
-Eine Vermeidung dieser Regeltechnik durch Abziehen und Ozonieren eines Teilstromes
stets ausreichender konstanter Größe-löst das anstehende Problem nicht, da das dadurch
auftretende schwankende Verhältnis von Hauptstrom zu Teilstrom entsprechehd einem
stets schwankenden Wasserverbrauch zeitweise zu einer Übersättigung des Hauptstromes
mit 02 führen kann, die eine milchige Trübung des Reinwassers zur Folge haben würde.
Überdies würden zeitweise unnötige, also wirtschaftlich nicht vertretbare Mengen
an ozoniertom Rohwasser-in den Hauptstrom eingespeist vin.,den. Bei unerwartet
hohem
Verbrauch würde hingegen die Belastung des Hauptstromes mit Ozon und Sauerstoff
ungenügend bleiben, so daß das Verfahrensziel der Bereitung eines Hygienisch einwandfreien
Wassers nicht immer erreicht würde.
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Andererseits wird aber wegen des hohen Konzentrationsunterschiedes
von 0 2 und 0 -3 im ozonisierten Gas und wegen der unterschiedlichen
#Löslichkeit von Sauerstoff und Ozon in Wasser das anstehende Problem nicht bereits
dadurch gelöst, daß über eine mengenproportionale Steuerung ein proportionaler Teilstrom
in einer Waschanlage mit einem konstanten 0 2 - und 0 _haltigem
Gasstrom behandelt wird, da bei schwacher Beaufschlagung wegen des herabgesetzten
Wirkungsgrades der Ozonauswaschung die Ozonierung des Teilstromes ungenügend bleibt,
Man könnte annehmen, daß eine Lösung des anstehend en Problems durch Einhaltung
eines bestimmten Teilstromverhältnisses und durch gleich-' zeitige Anpassung der
im Kreislauf geführten Sauerstoffmengen sowie die darin einbezogene Ozonerzeugung
an die jeweilige Größe des Teilstromes erreicht würde. Die Regelung des
0 2 - und 0 '*Angebotes In Abhängigkeit von der Teilstrommenge
ist jedoch schwierig und erbringt noch keine stets ausreichende Ozonierung des Teilstromes.
Nähere und aufgrund der großen Zahl-an wirksamen Einflußgrössen schwierige Untersuchungen
über die Ozonierung von Rohwasser nach dem eingangs beschriebenen Verfahren führten
zu der Erkenntnis, daß man unter verhältnismäßig geringem regeltechnischem Aufwand
zu stets hygienisch einwandfreiem Reinwasser gelangt,-indem ein Teilstrom
in der Größe von etwa 1 : 30 bis 1 : 200-des Hauptstfromes
dem Reinwasser entnommen und mittels im-Kreislauf Über eine O'zonierungsanlage und
einen Wascher geführten 0 2 - und 0 .3' haltigem Gasstrom ozoniert
wird, wobei die Teilstrommenge über eine-im Reinwasser gemessene bestimmte
0 2 -Konzentration von etwa lk - 9 g 0 2 /m-3 oder Über eine
fUr den Haptstrom festgelegte,$ beim stimmte Ozon"Menge von 0,5 bis
5 g 0312 gqregelt wird.
Die»Sättigung eines Tollstromes mit
Sauerstoff beträgt z.B. bei einem Druck von 6 atU, der üblicherweise dem
Wasserdruck des' Rein. wasserstromes entspricht, und einer Temperatur von-10
00 etwa 3ü5 g/obm Wasser. Über einen Sauerstoffgehalt von
6 g 021m3 im
Reinwasser stellt sich über die erfindungsgemäße Regelung
ein T(,l.lst,romverhältnis von-1: 60 ein. Infolgedessen wird lediglich die
benötigte Teilstrommenge mit.0 2 und 0 3 beladen.. so daß die Anlage
mit einem Höchstmaß än Wirtschaftlichkeit arbeitet. Der Sauerstoffgehalt von
6 g/m3 Ist überdies ausreichend zur- Ausbildung und Erhaltung einer genügend
starken Kalkrostschutzschicht im Rohrnetz. Das Teilstromverhältnis kann auch nach
Messung der Ozonmenge -im Teilstrom vor der Dosierstelle geregelt werden.
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Im allgemeinen, nämlich unter als normal anzusprechenden Temperaturen
io'c) und Drucken von 4 - 9 ata werden sich durch die-..erfindungs-, gemäße
Regelung Stromverhältnisse zwischen 1 : 30-bis 1 : 200 einstellen.
In diesem Bereich ergibt sich au-ch, wie weiterhin erkannt wurde, eine ausreichende
Ozonierung des Teilstromes mit einer auf konstanter Betriebsbedingung eingestellten
Ozonierungsanlage. Es
hat sich nämlich"gezeigt, daß man neben der Ozonierung
die Beladung des Teilstromes mit 0 2 bis zur Sättigung mit 02 vornehmen,
also das.' Angebot an Sauerstoff im Wascher beliebig hoch halten kann. Dadurch erleichtert
sich, falls notwendig, eine Steuerung der Ozonierung zur Erreichung eines stets
ausreichenden Ozonierungsgrades. 0 besitzt zwar in Wasser.eine wesentlich
höhere Löslichkeit als 02-P wegen der geringen 0 -Konzentration im
0 2 bleibt jedoch die 0 -3 -Beladung des.Teilstromes hinter der 02-Beladung
weit zurück. Bei sinkenden Waschwassermengen kann daher die Ozonaüswaschung ungenügend
werden.
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Wegen der Möglichkeit der Kreislaufführung von 02 in stärkerem Überschuß
ohne Übersättigung des Rohwassers mit 02 wird nicht aus. gewaschenes Ozon mit dem
Sauerstoff verhältnismässig rasch in den Ozoneur zurückgeführt, wobei'ein Teil des
0 zerfällt. Durch frisch erzeugtes Ozon wird jedoch das restliche
0 .3 aufgestärkt, so daß
eine- beträchtliche Erhöhung der
0 -Konzentration im 0 erreicht 3 2 wird. Durch diese
Steigerung der 0 .3-Konzentration wird der durch die geringe Teilstrommenge
bedingte verschlechterte Wirkungsgrad des Waschers für 0 3 Widder
ausgeglichen. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass auf diese Weise eine
Verringerung der Teilstrommenge um das lo-fache kompensiert wird.
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Durch die Möglichkeit der stets reichlichen Bemessung des Angebotes
an Sauerstoff gegenüber dem Teilstrom eröffnet sich somit die Möglichkeit, eine
stärkere Ozonierung des Teilstromes durch Erhöhung der Menge des Sauerstoffangebotes
im Wascher bei grösseren Teilstrommengen und höherer Temperatur des Teilstromes
vorzunehmen. Darüberhinaus kann der Ozoneur auf grössere Leistung geschaltet werden.
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Damit eine ausreichende Beladung des erfindungsgemässen Teilstromes
mit 0, und 0 3 erreicht wird, ist die Waschkolonne so.zu bemessen,
dass bei Beaufschlagung des Waschers mit den grössten erfindungsgemässen Teilstrommengen
stets eine ausreichende 02-0 -Beladung anstandslos er-reicht wird. Aus dieser Forderung
ergibt sich bei den im allgemeinen üblichen Drucken eine ganz bestimmte Auslegung'der
Kolonne hinsichtlich ihrer Grösse, insbesondere ihres Durchmessers und ihrer Bodenzahl,-das
heisst, dass insbesondere"ihre Bodenzahl vom in der grössten Teilstrommenge angestrebten
0 -0 -Verhältnis bestimmt 2 .3 wird. Das Verfahren sei anhand des nachfolgenden
Beispiels näher erläutert: Pro Stünde werden einer Aüfbereitungsanlage
1000 m3 Wasser unter einem Druck von 6 atü mit Schwankungen zwischen
200 und 2000 m3 pro Stunde entnommen. Am Ausgang der Anlage werdbn bei einem Verbrauch
von 1000 m3/Stunde durch Regelung über einen 0 2-Gehalt des Reinwassers
von 6 g 0 2 /m3 etwa 16,6 m-3/Stunde Reinwasser abgezogen und als
Teilstrom über einen Druckwascher geleitet, der von unten nach oben von
0 2- und 0 .-haltige ' m Gasstrom durchströmt wird. Der Wascher
ist so ausgelegt, dass auch bei-einer Beaufschlagung mit .33,2 m3 Teilstrom
= 2000 m3.Hauptstrom/Stuhde eine Sättigung des Teilstromes mit O#, also mit
365 g/m3 erreicht wird.
Zum Zwecke der Ozonierüng wird der
aus dem Kolonnenkopf abziehende Sauerstoff getrocknet, entspannt und nach Ergänzung
mit frischem Sauerstoff durch die Ozonierungsvorriohtung gheitet. Aus ihr tritt
ein Gasgemisch mit etwä 4 vol. % Ozon aus, das auf den Wascherdruck Icomprimiert.-,der
Kolonne zugeführt wird. Der Teilstrom nimmt neben 0 etwa 150 9 0 /m3
auf, so daß im aufzubereitenden R#hwasser ein 2 3 3
Ozongehalt von
2,5 9 0 3 /m erzielt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert wie gesagt eine Kolonne,
deren Größe, besonders Bodenzahl nach dem 0 3#Bedarf der größten Teilstrommenge
zu bemessen Ist. Im vorliegenden Fall besitzt die Füllkörper-Kolonne.fUr Di#Ücke
von 6 atü,7 theoretische Böden mit einer Schütthöhe von 4 - 5 Metern.