DE2031941A1

DE2031941A1 - Water purification - using rough surface filler -packed tanks in conventional process

Info

Publication number: DE2031941A1
Application number: DE19702031941
Authority: DE
Inventors: Die Anmelder Sind
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-06-27
Filing date: 1970-06-27
Publication date: 1972-01-05

Abstract

Continuous water purification, e.g. drinking water prodn., involving aeration, Fe removal, deacidifying with air using fillers, Mn removal after leading through intermediate water tanks and pumps and supplying to consumer system through pure water tanks and pumps is improved by packing intermediate tank(s) with fillers having a rough surface, leading deacidified water vertically, diagonally or horizontally through the filler-packed tank(s), and continually washing the flooded filtlers with finely distributed compressed air by "submerged body principle". Filler surfaces allow settling of nitrifying materials helping degradation of cpds. which decompose with difficulty. Pref. cpds. constituting nutrients for microorganisms capable of biochemically oxidising NH4 cpds., nitrites and organic materials are added to deacidified water before passing to filler-packed intermediate tank(s).

Description

Beschreibung zum Patentgesuch Verfahren zum Aufbereiten von Wasser" Es ist bekannt, Rohwasser zum Beispiel in der Weise aufzubereiten, daß man es kontinuierlich in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen belüftet, enteisent, unter Verwendung von Füllkörpern mittels Luft entsäuert, nach dem Durchleiten durch Zwischenbehälter und Zwischenpumpen entmangant und schließlich nach dem Durchleiten durch Reinwasserbehälter und Reinwasserpumpen dem Verbrauchernetz zuführt.Description of the patent application process for the treatment of water " It is known to treat raw water, for example, in such a way that it can be used continuously ventilated, de-iced, using Packings deacidified by means of air, after passing through intermediate containers and intermediate pumping removed from manganese and finally after passing through pure water tanks and feeds pure water pumps to the consumer network.

Der stetig steigende Wasserbedarf unserer modernen Industriegesellschaft zwingt dazu, als Rohwasser in zunehmendem Maße Oberflächen- und Grundwasser vergleichsweise schlechter Qualität zu verwenden, um eine ausreichende Wasserversorgung der Verbraucher sicherzustcllen, Die Auçbereitung derartiger stark verunreinigter Rohwasser ge lingt in Bezug auf die Entfernung von Festatoffen, Eisen1 AggressiviWät9 Mangan und Schwefelwasserstoff durch sinnvolle Verwendung bekannter Verfahrensweisen, z.B. Belüftung, Flockung, Ozonbehandlung, Filtration uo dergleichen, meist in zufriedenstehender Weise. The steadily increasing demand for water in our modern industrial society forces surface water and ground water to be used as raw water poor quality use to provide adequate consumer water The treatment of such heavily contaminated raw water ge ling with regard to the removal of solids, iron1 AggressiviWät9 manganese and hydrogen sulfide through sensible use of known procedures, e.g. aeration, flocculation, Ozone treatment, filtration and the like, mostly in a satisfactory manner.

Dagegen ist die Eliminierung schwierig abzubeuender gelöster Stoffe, z0130 von Ammoniunverbindungeng Nitriten und organischen Verbindunen des verschiedensten Typs, oft nur.teilweise und in unbefriedigendem und ungenügendem Maße mögliche Diesem Umstand wird Jedoch in der Regel nicht die notwendige Beachtung geschenkt, da die angegebenen, schwierig abzubauenden Stoffe oftmals nicht registriert werden, obwohl sie, je nach Konzentration in der sie vorliegen, zu physiologischen, bakteriologischen und, sekundär, auch zu korrosionchemischen Schädigungen führen kennen, Es sind zwei Verfahren zur Beseitungung der angegebenen, schwierig abzubauenden Stoffe bekannt, nämlich das zeit- und kostenaufwendige, als sog. "Brechpunkt"-Chlorung bekannte chemische, sowie das als "Mineralisierung" oder "Nitrifikation" bezeichnete biologische Verfahren.On the other hand, the elimination of difficult-to-destroy solutes is z0130 of ammonia compounds, nitrites and organic compounds of the most varied Type, often only partially and to an unsatisfactory and insufficient extent possible this However, the necessary attention is usually not paid to the fact because the substances that are difficult to break down are often not registered, although depending on the concentration in which they are present, they become physiological or bacteriological and, secondarily, can also lead to corrosion-chemical damage. There are two of them Process for the elimination of the specified, difficult to break down substances known, namely the time-consuming and costly process known as the so-called "breaking point" chlorination chemical, as well as biological called "mineralization" or "nitrification" Procedure.

Zur Durchführung des angegebenen biologischen Verfahrens, bei dem mit Hilfe von Mikroorganismen Nitrite und Ammonium zu Nitraten, Stickstoff, arteigenem Eiweiß der Mikroorganismen und Wasz ser, sowie organische Stoffe zu Kohlendioxid und Wasser biochemisch umgesetzt werden, sind die Bedingungen insbesondere nach der ntfernung von Feststoffen und Eisen-Ionen sowie während und nach der Eliminierung freier Kohlensäure, dsxho , nach Erhöhung des pH Wertes, günstig, sofern die Temperaturen über etwa 6°C liegen und ausreichende Mengen an Sauerstoff und sog Nän1rstcffen zQBc Phosphatens zur VerfUgung stehen Der aus Mikroorganismen des angegeben Typs bestehende sog.To carry out the specified biological process in which With the help of microorganisms nitrites and ammonium to nitrates, nitrogen, species-specific Protein of the microorganisms and water, as well as organic substances to carbon dioxide and water are converted biochemically, the conditions are in particular according to the removal of solids and iron ions as well as during and after the elimination Free carbonic acid, dsxho, after increasing the pH value, favorable, provided the temperatures above about 6 ° C and sufficient amounts of oxygen and so-called nutrients zQBc phosphates are available from microorganisms of the specified type existing so-called

"nitrifizierende Rasen", der biochemisch aktiv ist, siedelt sich bevorzugt auf möglichst rauhen Oberflächen, z.B. auf Siltermaterialien, Lavaschlacke, anderen granulierten Stoffen, z.B0 æerkleinerten Ziegeln, Koks, Aktivkohle, Anthrazit, Jurakalk oder Gesteinsmaterialien auf der Basis von Dolomit oder sogar an den Innenwandungen wasserdurchflossener Rohrleitungen an Mittels normal dimensionierter Wssseraufbereitungsanlagen gelingt Jedoch nach iiblichen bekannten Verfahren die vollständige Nitrifikation" schwierig aufzubereitender Rohwasser infolge Zu niedriger Reaktionsgeschwindigkeit nur in den seltensten Fällen."Nitrifying turf", which is biochemically active, settles preferentially on the roughest possible surfaces, e.g. on filter materials, lava slag, others granulated materials, e.g. crushed bricks, coke, activated charcoal, anthracite, Jurassic lime or rock materials based on dolomite or even on the inner walls Pipelines through which water flows on by means of normally dimensioned water treatment plants However, if the usual known processes succeed in complete nitrification " Raw water difficult to treat due to insufficient reaction speed only in the rarest of cases.

In den aufbereiteten Wässern verbleiben vielmehr durchweg noch Restgehalte an Mamoniumverbindungen und Nitriten, deren Abbau ggf. teilweise in den Transport-, Versorgungs- und Installationnleitungen erfolgt, sodaß ggf. noch erhebliche Mengen an derartigen Stoffen zum Verbraucher gelangen.Rather, there are still residual contents throughout the treated water of mamonium compounds and nitrites, some of which may be degraded in the transport, Supply and installation instructions are provided, so that there may still be considerable quantities such substances reach the consumer.

Nachteilig ist ferner, daß die unvollständige Entfernung der angegebenen, schwierig abzubauenden Stoffe dasuführt, daß sich die Innenwandungen der verwendeten Behälter und Rohrleitungen im Laufe der Zeit mit nitrifizierendem Rasen" belegen, wodurch die Ausbildungen korrosionschemischer Schutzschichten erschwert und Wiederbekeimungen hervorgerufen werden. Es mehren sich daher die Fälle, wo das bei den Verbrauchern ankommende Wasser wegen zu hoher Keimzahlen und wegen zu hoher Nitritgehalte für Trinkzwecke unbrauchbar ißt.Another disadvantage is that the incomplete removal of the specified, Difficult to break down substances that the inner walls of the used Over time, cover tanks and pipelines with nitrifying turf ", whereby the formation of corrosion-chemical protective layers makes more difficult and re-germination be evoked. There are therefore more and more cases where this occurs with consumers incoming water because of too high bacterial counts and because of too high nitrite content for Eats useless for drinking purposes.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein in einfacher und wirtschaftlicher Weise durchzuführendes Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe selbst ein vergleichsweise stark verunreinigtes Rohwasser mit hohen Ammonium- und Nitrigehalt durch Enteissnung, Entsduerung und Entianganung sowie praktisch vollständige, unter Bildung von Nitraten verlaufende' sog. "Nitrifaktion" zu einem als Trinkwasser verwendbaren Reinwasser aufbereitet werden kann.The object of the invention is to provide a simple and economical Way to specify the procedure to be carried out, with the help of which itself a comparative heavily contaminated raw water with high ammonium and nitrate content from de-icing, De-dehydration and de-anganization as well as practically complete, with the formation of nitrates running 'so-called "nitrification" to a pure water that can be used as drinking water can be processed.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß die angegebene Aufgabe in besonders vorteilhafter Weise dadurch lösbar ist, daß die zur Durchführung üblicher bekannter Verfahren nach der Entsäuerung und vor der Entmanganung der Rchwässgr verwendeten, im a'ufbereitungstechnischen Sirene in der Regel nicht genutzten Zwischenbehälter zur "Nitrifikation" der Wässer nach dem sog. Tauchkörperprinzip verwendet werden0 Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Aufbereiten von Rohwasser, bei dem das Rohwasser kontinuierlich in aufeinanderfolgenden Verfahrensstufen belüftet, enteisent, unter Verwendung von Füllkörpern mittels Luft entsäuert, nach dem Durchleiten durch Zwischenbehälter und Zwischenpumpen entmangant und schließlich nach dem Durchleiten durch Reinwasserbehälter und Reinwasserpumpen dem Verbrauchernetz zugeführt wird, daa dadurch gekennzeichnet ist, daß man den oder die Zwisohenbehälter mit Füllkörpern mit rauher Oberflächenstruktur beschickt, das entsäuerte Wasser vertikal, diagonal oder horizontal durch den oder die mit Füllkörpern beschickten Zwischenbehälter führt und die gefluteten Füllkörper in an sich bekannter Weise nach dem sog0 Tauchkörperprinzip ständig mit fein verteilter Druckluft umspült-Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung erfolgt nach einer längeren Aktivierungsphase die Ansiedlung eines trifiziehenden, die "Mineralisierung" oxydierbarer Stoffe bewirkenden Rasens" auf der Füllkörperoberfläche, sofern zuvor keine sterilisierenden Chemikalien zugesetzt werden.The invention is based on the surprising finding that the specified object in a particularly advantageous manner thereby solvable is that the usual known procedures to carry out after deacidification and used before the manganese removal of the Rchwässgr, in the processing technology Siren usually unused intermediate tank for "nitrification" of the water according to the so-called immersion body principle are used0 is the subject of the invention a process for treating raw water in which the raw water is continuous ventilated, de-iced, using Packings deacidified by means of air, after passing through intermediate containers and intermediate pumping removed from manganese and finally after passing through pure water tanks and pure water pumps are fed to the consumer network, as characterized in that is that one or the intermediate container with packing with a rough surface structure charged, the deacidified water vertically, diagonally or horizontally through the or leads the intermediate container charged with packing and the flooded packing in a manner known per se according to the so-called immersion body principle constantly with finely divided When carrying out the method of the invention, compressed air flows around it a longer activation phase, the settlement of a trifling, the "mineralization" oxidizable substances causing turf "on the packing surface, if previously no sterilizing chemicals are added.

Er hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, zur Abkürzung der Äktivierungsphase und Unterstützung der biochemischen Aktivität des angegebenen "Rasens" dem aufzubereitenden Wasser nach dessen Entsäuerung und vor dessen Behandlung nach dem Uauchkörperprinzip Verbindungen zuzusetzen, die für zur biochemischen Oxydation von Ammoniumverbindungen, Nitriten und organischen Verbindungen befähigte Mikroorganismen Nährstoffe darstellen.It has been found to be particularly beneficial for shortening the Activation phase and support of the biochemical activity of the specified "Lawn" the water to be treated after its deacidification and before its treatment to add compounds according to the Uauchkörperprinzip for biochemical oxidation Microorganisms capable of ammonium compounds, nitrites and organic compounds Represent nutrients.

Typische derartige Nährstoffe, die in vorteilhafter Weise verwendbar sind, sind z.B. Phosphate, ferner, zweckmäßig in Kombination mit Phosphaten, Kohlehydrate, beispielsweise Dextrine und Glucose, sowie Eiweißverbindungen bestimmten Typs.Typical such nutrients that can be used in an advantageous manner are, for example, phosphates, furthermore, expediently in combination with phosphates, carbohydrates, for example dextrins and glucose, as well as protein compounds of a certain type.

Das nach dem Verfahren der Erfindung erzielbare Reinwasser ist praktisch frei von Ammoniumverbindungen und Nitriten, d.h., daß dessen Ammonium- und Nitritgehalte an der Grenze der Nachweisbarkeit liegen.The pure water obtainable by the method of the invention is practical free of ammonium compounds and nitrites, i.e. its ammonium and nitrite content are at the limit of verifiability.

Da-s folgende Beispiel soll die Erfindung näher erläutern: Beispiel In einem Wasserwerk Norddeutschlands wurde ein eisenarmes Grundwasser der folgenden Zusammensetzung aufbereitet: pH-Wert : 7,5 bis 7,6 Freie Kohlensäure (CO2) : 11 bis 15 mg/l Ammonium (NH4+) : 4,0 bis 6,1 Eisen (Fe) : 0,4 bis 0,7 Mangan (Mn) : 0,08 bis 0,11 Phosphate (P205) : 0,25 bis 0,50 Nitrate (N03 ) : < 0,03 Sulfate (S04 ) : <1 n Sulfate (SO4) .The following example is intended to explain the invention in more detail: Example In a waterworks in northern Germany, an iron-poor groundwater was the following Prepared composition: pH value: 7.5 to 7.6 Free carbon dioxide (CO2): 11 up to 15 mg / l ammonium (NH4 +): 4.0 to 6.1 iron (Fe): 0.4 to 0.7 manganese (Mn): 0.08 to 0.11 phosphates (P205): 0.25 to 0.50 nitrates (N03): <0.03 sulfates (S04): <1 n sulfates (SO4).

Chloride (CI#) 19 bis 23 Oxydierbarkeit (KMnO4-Verbrauch) : 8 bis 9 Sauerstoff (02) : < 0,05 Karbonathärte : 9 bis 10 °dH Temperatur : 10,5 bis 10,9 °C Das Aufbereitungsverfahren wurde unter Verwendung der folgenden Maßnahmen durchgeführt: Verdüsung - Zwischenbehälter - Filtration - Nachbelüftung - Reinwasserbehälter - Zuleitung ins Verbrauchernetz und zwar jahrelang in der angegebenen Art. Die Analyse des ins Verbrauchernetz gelangenden Reinwassers entsprach den in der unten angegebenen Tabelle dargestellten Ergebnissen. Die Qualität dieses Reinwasers wurde as unbefriedigend empfunden und führte zu Verbraucherbeschwerden. Nachteilig war ferner, daß sich an den Innenwandungen der Rohrleitungen ein biochemisch aktiver Rasen ausbildete, der sich speziell bei Änderungen der Fließgeschwindigkeit zum Teil schubweise ablöste. Chloride (CI #) 19 to 23 Oxidisability (KMnO4 consumption): 8 to 9 Oxygen (02): <0.05 Carbonate hardness: 9 to 10 ° dH Temperature: 10.5 to 10.9 ° C The preparation procedure was performed using the following measures carried out: atomization - intermediate tank - filtration - post-ventilation - pure water tank - Feeding into the consumer network for years in the specified manner. The analysis of the pure water reaching the consumer network corresponded to that given below Results shown in the table. the Quality of this pure water was found to be unsatisfactory and led to consumer complaints. Disadvantageous was also that there was a biochemically active substance on the inner walls of the pipelines Lawn that is specially developed when the flow rate changes Part peeled off in batches.

Das Grundwasser der angegebenen Zusammensetzung wurde schließlich nach dem Verfahren der Erfindung, d.h. unter Nutzung des Zwischenbehälters als Tauchkörper in der angegebenen Weise aufbereitet. Das erhaltene Reinwasser wurde analysiert. Es wurden die in der folgenden Tabelle aufgeführten Ergebnisse erhalten: nach bek. Verf. nach erfindg.The groundwater of the specified composition eventually became according to the method of the invention, i.e. using the intermediate container as an immersion body processed in the specified manner. The pure water obtained was analyzed. The results listed in the following table were obtained: after bek. Author according to the invention

aufbereitet gem. Verf. aufber. processed according to author.

pH-Wert 7, 8 7,7 Ammonium (NH4+) mg/l 1 bis 3 < 0,05 Nitrite (N02 ) n bis 5 <0,005 Phosphate (P2O5)" ca. 0,35 ca. 0,25 Oxydierbarkeit (KMn04-Verbrauch" .ca. 9 ca. 7 Sauerstoff- (02) n 3 bis 4 ca. 10 Eisen (Fe) n 0,3 bis 0,4 <0,1 Mangan (Mn) n ca. 0,06 <0,05 da Die Ergebnisse teigen, daß das nach dem Verfahren der Erfindung erhaltene Reinwasser von ausgezeichneter, allen Anforderungen vollauf genügender Qualität ist.pH value 7.8 7.7 ammonium (NH4 +) mg / l 1 to 3 <0.05 nitrites (N02 ) n up to 5 <0.005 phosphates (P2O5) "approx. 0.35 approx. 0.25 oxidisability (KMn04 consumption" .approx. 9 approx. 7 oxygen (02) n 3 to 4 approx. 10 iron (Fe) n 0.3 to 0.4 <0.1 Manganese (Mn) n approx. 0.06 <0.05 because the results suggest that after the procedure The pure water obtained according to the invention is of excellent quality and meets all requirements of sufficient quality.

In weiteren Versuchen wurde ein Grundwasser der angegebenen Zusammensetzung, jedoch mit geringerem Phosphatgehalt, nach dem Verfahren der Erfindung aufbereitet. Es zeigte sich, daß in diesem Falle ein vollständiger Abbau der Ammoniumverbindungen erst dann erfolgte, wenn pro m3 aufzubereitendes Wasser 0,5g (NH4) H2P04 in Kombination mit 1,0 g Dextrin zugesetzt wurde.In further tests, a groundwater of the specified composition, but with a lower phosphate content, prepared according to the method of the invention. It was found that in this case a complete breakdown of the ammonium compounds only took place when 0.5g (NH4) H2P04 in combination per m3 of water to be treated with 1.0 g of dextrin was added.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1) Process for treating raw water in which the raw water is continuous ventilated, de-iced, using Filling bodies deacidified by means of air, after passing through intermediate containers and intermediate pumping demangant and finally after passing through a water tank and pure water pumps are fed to the consumer network, thereby marked that one or the intermediate container with packing elements with a rough surface structure charged, the deacidified water vertically, diagonally or horizontally through the or the intermediate container charged with? iilll bodies and the flooded filler bodies in a manner known per se according to the ssg, immersion body principle constantly with finely divided Compressed air washes around.

2) Method according to claim 1, characterized in that the deacidified Water before it is fed into the intermediate container or containers filled with filling bodies Adds compounds that are used for the biochemical oxidation of ammonium compounds, Microorganisms capable of nitrites and organic substances represent nutrients0 3) Method according to claim 2, characterized in that one represents as nutrients Compounds Pllosphate, possibly in combination with carbohydrates or protein bodies, used0 4) Method according to address 1 to 3, characterized in that one is used as a packing from filter materials and spring lava slag, bricks, coke, activated carbon, anthracite, Jurassic limestone or dolomite rock used existing granulated substances.