DE236703C

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Publication number: DE236703C
Application number: DENDAT236703D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 236703 KLASSE 85«. GRUPPE

KARL MORAWE in FRIEDENAU und HEINRICH KRIEGSHEIM in BERLIN.

Enteisenungsapparaten.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Mai 1908 ab.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Ver- j fahren zur Enteisenung von Wasser mittels' Lüftung Und Filtration, bei welchem die Enteisenungsapparate in die Druckrohrleitung eingeschaltet sind und unter einem Druck stehen, der höher ist als der atmosphärische Druck.

Man kann hier zwei Gruppen von Verfahren

unterscheiden, und zwar:

Verfahren, bei welchen in geschlossenen Gefäßen dem Rohwasser weniger oder nur so viel Sauerstoff in Form von Luft durch Einleitung oder Mischung (Düsen), durch freien Regenfall oder durch Rieselung oder auch durch Einleitung der Luft in das Filter selbst zugeführt wird, wie sich in dem Wasser bei dem entsprechenden Druck lösen kann, und Verfahren, bei welchen eine größere als die zur Enteisenung nötige Sauerstoffmenge in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben dem Wasser als Luft zugeführt wird.

Bei dem gewöhnlichen Eisengehalt des Grundwassers wird im allgemeinen die vom Wasser aufgenommene Sauerstoffmenge zur Oxydation der Eisenverbindungen ausreichen.

Es ist aber bekannt, daß bei gleicher absoluter Sauerstoffmenge die Eisenausscheidung in den Apparaten um so schneller und vollkommener vor sich geht., je größer die Gesamtluftmenge ist (d. i. die Gesamtmenge aller im Wasser ungelösten Gase), die mit dem Wasser in Berührung gebracht' wird, da eben diese ungelösten Gase den Sauerstoff gleichmäßig verdünnen und infolge ihrer großen Berührungsfläche dem Wasser rasch zuführen, ferner, daß im Wasser befindliche gelöste, unerwünschte Gase rascher und vollkommener ausgeschieden werden, wenn große Luftmengen in das Wasser eingeleitet werden.

Bietet aber die Zuführung großer Luftmengen einerseits Vorteile, So hat sie andererseits den großen Nachteil, daß mit der, Menge der in die Enteisenungsapparate eingeführten Luft auch die Kompressionsarbeit der Pumpe nicht unwesentlich steigt.

Vorliegende Erfindung bezweckt nun, den sich bei Verwendung großer, in die Enteisenungsapparate einzuführender Luftmengen ■ ergebenden Nachteil der großen Kompressionsarbeit zu vermeiden und mit einem Minimum an Kompressionsarbeit auszukommen.

Es sollen deshalb die im Wasser nicht gelösten und nicht verbrauchten Bestandteile der Luft, die zum überwiegenden Teile wohl aus Stickstoff bestehen — da Sauerstoff leichter löslich ist und zur Oxydation verbraucht wird — beim Verlassen des Enteisenüngsapparates, bevor sie auf einen niederen Druck expandieren, stets wieder durch eine Pumpe angesaugt und mit Frischluft in der erforderlichen Menge zusammen dem Roh wasser zugeführt werden, um die Mischwirkung des Wassers mit dem Sauerstoff der Frischluft hervorzurufen.

Es ist dann nur nötig, das bereits einmal durch den Enteisenungsapparat geleitete und

(2. Auflage, ausgegeben am 25. Februar

noch unverbrauchte Gasgenienge auf einen Druck zu komprimieren, der dem jeweiligen Druckverlust bzw. dem Filterübcrdruck im Enteisenungsapparat entspricht.
Die zur Oxydation der Eisenverbindungen erforderliche Sauerstoffmenge wird besonders in Form von Luft dem Enteisenungsapparat zugeführt. Nur die angesaugte Luft ist nach dem neuen Verfahren von dem atmosphärischen

ίο Druck auf den höheren Druck im Enteisenungsapparat zu komprimieren.

In der deutschen Patentschrift 158603 ist ein Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten mit Ozon beschrieben, bei welchem zwei Luftpumpen (Ventilatoren) Verwendung finden, von denen die eine ein Luftvolumen wiederholt durch den Sterilisator führt. Dieses Verfahren bezweckt, mit der wiederholten Durchleitung eines Luftvolumen·", durch den unter atmosphärischem Druck stehenden Sterilisator eine bessere Ausnutzung des Ozons im Gegensatz zu vorliegender Neuerung, die eine Ersparnis an Kompressionsarbeit bei Verwendung von unter höherem als atmosphärischem Druck stehenden Enteisenungsapparaten bezweckt.

Die aus dem Enteisenungsapparat austretende Luftmenge oder deren Bestandteile sollen im folgenden stets »Zirkulationsluft«, die dem neu zuzuführenden Sauerstoff entsprechende Luftmenge »Frischluft« genannt werden.

Auf die verschiedenen Möglichkeiten der Einleitung der Luft und der Mischung derselben mit dem Wasser sowie der Trennung der Luft von dem Wasser soll nicht eingegangen werden, da die Verwendung der vorliegenden Neuerung für alle bekannten Fälle dieselbe ist. Auf der beiliegenden Zeichnung ist in Fig. 1 eine Einrichtung zum'. Betriebe von Enteisenungsanlagen nach vorliegender Erfindung schematisch dargestellt.

Dem Enteisenungsapparat α wird durch die Luftpumpe b (die Frischluftpumpe) mittels der Leitung c eine solche Menge Sauerstoff in Form von atmosphärischer Luft zur chemischen Um-Wandlung der Eisenverbindungen zugeführt, als dem Löslichkeitsgrad bei dem jeweiligen Druck im Enteisenungsapparat, bzw. dem Verbrauch an Sauerstoff entspricht. Die Luftpumpe b hat hierbei diese Luftmenge von dem atmosphärischen Druck auf den im Filter herrschenden Überdruck zu komprimieren.

In dem Enteisenungsapparat α wird nun mittels bekannter Vorrichtungen, z. B. eines Schwimmerventils g, der Wasserspiegel auf einer bestimmten, innerhalb geringer Schwankungsgrenzen konstanten Höhe erhalten, so daß im Apparat ein von Luft und Wasser durchströmter und ein nur von Wasser durchströmter Raum entsteht. Die Lage des Wasser-

Go spiegeis kann in beliebiger Höhe angeordnet werden. Ferner ist es gleichgültig, ob das Wasser und die Luft sich im Gleichstrom oder im Gegenstrom durch den gemeinsam durchflossenen Raum bewegen; in allen Fällen ist die Wirkung, soweit sie die vorliegende Erfindung betrifft, die gleiche.

Eine zweite Luftpumpe (Zirkulationsluftpumpe) d saugt nun durch die Leitung e Luft aus dem Apparat und drückt dieselbe durch die Leitung f wieder in den Apparat.

In der Saugleitung e ist ein Schwimmerventil gj angeordnet, um zu verhindern, daß durch die Luftpumpe d Wasser angesaugt wird, wenn ausnahmsweise sich nicht genügend Luft im Apparat α befindet.

Da das unverbrauchte Gasgemenge an der Stelle, wo es erneut wieder angesaugt wird, einen nur um ein ₍ Geringes niedrigeren Druck besitzt, als der Druck an der Einführungsstelle beträgt, so ist die Kompressionsarbeit, die von dieser -Pumpe zu leisten ist, unabhängig von dem im Gefäß α herrschenden Überdruck über den Druck der Atmosphäre.

Wird nun z. B. durch die Pumpe h dem Rohwasser mehr Luft zugeführt, als gebraucht wird, so würde dies ein Sinken des Wasserspiegels im Enteisenungsapparat α zur Folge haben, wenn nicht das Entlüftungsventil g sich mit sinkendem Wasserspiegel öffnen und eine dem Mehr zwischen eingeführter Frischluft und löslicher Luftmenge entsprechende Menge aus dem von Luft Und Wasser gemeinsam durchflossenen Raum abblasen würde.

Bei geringem Eisengehalt und insbesondere bei verhältnismäßig nicht hohem Druck im Enteisenungsapparat, also in Fällen, wo die im Wasser lösliche Luftmenge auch nicht groß ist, kann es vorteilhaft sein, dem Wasser die zur chemischen Umwandlung erforderliche Sauerstoffmenge nicht durch eine besondere Luftpumpe zuzuführen, sondern die Schnüffelventile der Wasserpumpe zu öffnen, so daß die Wasserpumpe die erforderliche Menge atmosphärischer Luft mit ansaugt und dem Rohwasser zuführt. 10p

In Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung ist eine schematische Anordnung für diese Betriebsweise dargestellt.

Die Wasserpumpe O₁ saugt das eisenhaltige Rohwasser aus dem Brunnen k und gleich- no zeitig durch das Schnüffelventil h Luft aus der Atmosphäre an und drückt beide zusammen durch die Leitung c in den Enteisenungsapparat.

Zu gleicher Zeit saugt, wie vorher beschrieben, die Zirkulationspumpe d durch die Leitung c gespannte Luft aus dem unteren Teil des Enteisenungsapparates und drückt dieselbe durch die Leitung f in den oberen Teil desselben. Die Luftpumpe b aus Fig. 1 ist somit bei dieser Ausführungsform durch die Wasserpumpe b_i ersetzt.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform

zum Betriebe von Enteisenungsanlagen nach vorliegender Erfindung dargestellt, die auch in manchen Fällen zweckmäßig verwendet werden kann..

In dem Enteisenungsapparat α wird, wie eingangs schon beschrieben, mittels einer bekannten Vorrichtung, z. B. eines Schwimmerventils g, der Wasserspiegel auf einer bestimmten, innerhalb geringer Schwankungsgrenzen konstanten Höhe gehalten.

Vor der Inbetriebsetzung des Apparates wird derselbe mit Luft durch die Luftpumpe d gefüllt, wobei die Luftpumpe atmosphärische Luft durch das Rückschlagventil η und die Leitungen m und e ansaugt und durch die Leitung f in den Apparat drückt. Das Schwimmerventil gjL verhindert den Eintritt von Wasser in die Leitung e und die Luftpumpe d so lange, bis genügend Luft im Gefäß vorhanden ist.

Ist der Enteisenungsapparat mit Luft bis zu normaler Höhe gefüllt, dann tritt Luft durch das Schwimmerventil g_x nach der Leitung e, und die Pumpe d saugt die aus Gefaß α austretende, unter Druck stehende Luft an. .

Die Luftpumpe d arbeitet nun als Zirkulationspumpe. Hat sich eine gewisse Luftmenge im Wasser gelöst, so steigt der Wasserspiegel im Apparat a, wodurch sich das Schwimmerventil g_x schließt und hierdurch den Austritt der Luft aus dem Apparat α in die Saugeleitung e absperrt. Sobald aber die Saugeleitung e nach dem Apparat α hin abgesperrt ist, saugt die Luftpumpe d (nunmehr als Frischluftpumpe arbeitend) atmosphärische Luft aus der Leitung m an, denn das in dieser Leitung angeordnete Rückschlagventil η öffnet sich, sobald in den Leitungen e und m ein Unterdruck gegen die Atmosphäre entsteht. Die Luftpumpe d drückt also jetzt atmosphärische Luft in den Enteisenungsapparat.

Die Luftpumpe d arbeitet somit wechselweise als Frischluftpumpe, indem sie die atmosphärische Luft ansaugt, und als Zirkulationslul'tpumpe, indem sie das im Apparat befindliche gespannte, nicht verbrauchte oder gelöste Luftvolumen wiederholt durch denselben hindurchleitet.

Bei der Enteisenung von Wasser scheiden sich mannigfache, im Rohwasser enthaltene Gase aus; ebenso bilden sich bei dem Enteisenungsvorgange auch noch Gase. Beide Gasarten sind je nach ihrer Eigenart imstande, das Wasser nachteilig zu beeinflussen, deshalb muß dafür Sorge getragen werden, daß sie nicht mit dem enteisenten Rein wasser in das Wasserrohrnetz und zu den Versorgungsstellen gelangen. In solchen Fällen wird zweckmäßigerweise durch die Frischluftpumpe d eine Luftmenge dem Apparat zugeführt, die größer ist als die im Wasser bei dem jeweiligen Druck gerade lösliche Menge. Die ausgeschiedenen Gase treten dann mit dem Luftüberschuß zusammen durch das Schwimmerventil g in die Atmosphäre. ■

Bereitet die Ableitung der schädlichen Gase aus der Zirkulationsluft Schwierigkeiten, so kann auch in die Saugeleitung e oder in die Druckleitung f der Zirkulationsluftpumpe, je nach Bedarf und der Eigenart der Gase, eine Reinigungsanlage i eingeschaltet werden, ohne daß hierdurch die Zirkulationsluft auf Atmosphärendruck entspannt wird.

Die Reinigungsanlage i an sich kann irgendeine bekannte Vorrichtung sein.

Es scheidet sich z. B. bei der Enteisenung in erster Linie Kohlensäure aus, die in der zugeführten Luft und in mehr oder weniger großer Menge auch in dem Wasser enthalten sein kann. Für den Fall, daß es sich um die Entfernung von Kohlensäure aus dem Wasser handelt, besteht die Reinigungsanlage z. B. aus einem mit Kalkwasser gefüllten Gefäß, durch welches die Zirkulationsluft durchgeleitet wird.

In der beiliegenden Zeichnung ist in Fig. 1, 2 und 3 eine beliebige, mit i bezeichnete Reinigungsanlage — in der Druckleitung eingeschaltet — dargestellt. Wesentlich ist, daß durch Einschaltung der Reinigungsanlage die in der Zirkulationsluft aufgespeicherte Kompressionsarbeit nicht verloren geht.

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Verfahren zur Enteisenung von Wasser durch Lüftung und Filtration mit einem oder mehreren in die Druckleitung eingeschalteten, unter höherem als Atmosphärendruck stehenden Enteisenungsapparaten, in welchen dem Rohwasser eine größere Luftmenge zugeführt wird, als zur Zuführung des vom Wasser gebrauchten Sauerstoffs_> erforderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ersparung von Kompressionsarbeit die aus jedem Enteisenungsapparat austretende Luftmenge, soweit sie nicht zur Entfernung schädlicher Gase mit diesen ins Freie abgeblasen wird, aus den unter Druck stehenden Apparaten durch eine Pumpe (Zirkulationspumpe) wieder angesaugt und dem Rohwasser von neuem zugeführt wird, so daß im weiteren Verlauf nur die zur Oxydation der Eisenverbindungen erforderliche Sauerstoff menge in Form von Frischluft dem Rohwasser in geeigneter Weise, z. B. durch eine besondere Luftpumpe (Frischluftpumpe) oder durch die Zirkulationspumpe mit Hilfe von selbsttätig wirkenden Ventilen oder durch die Schnüffelventile der Wasserpumpe, zugeführt zu werden braucht, während die zirkulierende, bereits benutzte

und daher sauerstoffarme Luft die Misch· wirkung des Wassers mit dem Sauerstoff der Frischluft hervorruft.
2. Äusführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zirkulationsluftstromkreis irgendeine bekannte Reinigungsanlage eingeschaltet ist, durch welche die im Rohwasser vorhandenen, sich bei der Enteisenung ausscheidenden oder bildenden Gase unschädlich gemacht werden, ohne daß die in der Luft aufgespeicherte Kompressionsarbeit verloren geht.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.