DE3049330A1 - Verfahren zur verminderung des gehalts an schwermetall- und anderen gesundheitsschaedlichen ionen im trinkwasser - Google Patents

Description

• Bezeichnung: Verfahren zur Verminderung des Gehalts an Schwer-
• metall- und anderen gesundheitsschädlichen Ionen im Trinkwasser.
• Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur wirksamen Verminderung des Gehalts an Schwermetall- und anderen gesundheitsschädlichen Ionen im Trinkwasser.
• Das Leitungswasser der kommunalen Wasserver£orqungsunternehmen ist trotz aller Aufbere1tungsmaßnahm#n mehr oder weniger stark mit Schadstoffen behaftet, die seine unmittelbare Verwendung bei der Zubereitung vor allem für Babynahrung und Krankenkost höchst unerwünscht, wenn nicht sogar gefährlich machen. So ist beispielsweise erwiesen, daß der Bleigehalt des Leitungswassers die geistige Entwicklung des Kindes beeinträchtigt. Auch andere Schwermetalle sowie von Natrium, Kalium, Calzium und Magnesium gebildete Nitrate und Nitrite stellen Gefahrenquellen dar, die eine unmittelbare Verwendung des Leitungswassers beispielsweise bei der Aufbereitung von Trockenmilch und Trockenmilchprodukten immer problematischer erscheinen lassen. Dasselbe gilt für andere Wasserversorgungsquellen.
• An sich könnten diese Schwierigkeiten durch Verwendung von im Handel verfügbaren chemisch reinen Wassers ohne weiteres behoben werden. Derartiges Wasser ist aufgrund seines für die vorstehenden Zwecke wiederum gar nicht erforderlichen Reinheitsgrades und des zu seiner Herstellung erforderlichen Kostenaufwands vewr41eichsweise: viel zu teuer, insbesondere wenn es in kleinen Mengen bezogen wird, und dem Bezug in größeren Mengen steht die Gefahr der Eindringung und Vermehrung von Krankheitskeimen in die angebrochenen Behältnisse entgegen.
• Es ist deshalb erwünscht, aus dem verfügbaren Leitungswasser oder sonstigem Rohwasser mit geringem Kostenaufwand ein von den vorgenannten Schadstoffen weitgehend freies Wasser herstellen zu können, dessen Keimgehalt zumindest nicht größer als im Leitungswasser ist, wobei die bei zunehmender Keimzahl bestehende Gefahr der Bildung. von toxischen und pyrogenen (fieberreregenden) Stoffen zu vermeiden.
• Die bekannte tfersteilung von chemisch reinem Wasser durch Destillation kommt für die Versorgung von Kleinkindern und Kranken zumindest außerhalt von Großkliniken aus Kostenqründen nicht in Betracht. Mit Hilfe der bekannten Entsalzung von Wasser im Wege des Ionenaustausch ist zwar die Entfernung der im Wasser gelösten Schwermetalle wie vor allem Blei und Zink sowie der sonstigen gesundheitsschädlichen Kat- und Anionen in Gestalt von Nitraten, Nitriten und anderen Salzen kostengünstig möglich.
• Die hierbei verwendeten Ionenaustauscher in Form qekörnter Harze, die mit ionenbildenden Atomgruppen beladen sind, sind jedoch ein idealer Nährboden für Keime mit den oben erwähnten Folgen.
• Hierzu wäre es zwar denkbar, den Ionenaustauschharzen Keimfilter vorzuschalten. Damit bliebe den Keimen jedoch die Zuqangsmöglichkeit von rückwärts, nämlich über den Auslauf offen, weshalb auch dieser Weg ausscheidet. Durch UV-Bestrahlunq würden lediglich die Keime abgetötet; pyrogene und toxische Stoffe blieben hingegen erhalten. Mit Ultrafiltern ließen sich darüber hinaus die pyrogenen Stoffe zurückhalten; die toxischen Stoffe würden jedoch ungehindert hindurchtreten, und das Leitungswasser müßte zusätzlich unter Druck gesetzt werden, um bei praktikablen Abmessungen der Filter ausreichende Durchsatzmengen zu erzielen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das den Einsatz einfacher und billiger Geräte im intermittierenden Betrieb ohne zusätzlich druckerhöhende Maßnahmen ermöglicht.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe unter Rückgriff auf die bekannte Entsalzung von Wasser im Wege des Ionenaustausch dadurch, daß das Rohwasser zunächst durch einen Silber in dissoziierbarer Form enthaltenden Kationenaustauscher geleitet wird, der unter Bindung der im Rohwasser enthaltenen Metalle Wasserstoffionen abspaltet, und daß daraufhin das Wasser durch einen gleichfalls Silber in dissozi#erbarer Form enthaltenden Anionenaustauscher geleitet wird, der die im Rohwasser enthaltenen Anionen unter Abspaltung von Hydroxylionen bindet und das Wasser neutralisiert, wobei mittels is zusätz1ic#ien Kationenaustauschers im neutralisierten Wasser dissoziiertes Silber zu einem Großteil wieder gebunden wird.
• Die Erfindung baut auf den bekannten keimtötenden Eigenschaften von dissoziiertem Silber auf, die sich bei der Entfernung der Schwermetalle und der sonstigen gesundheitsschädlichen Ionen in den Ionenaustauschern bakteriostatisch auswirken. Die einschlägigen Trinkwasserverordnungen schreiben für den Silbergehalt jedoch Grenzwerte vor, die für eine zufriedenstellende Keimabtötung nicht ausreichen. Diese Schwierigkeiten werden in Ubereinstimmung mit der Erfindung dadurch umgangen, daß während der @ehandlung des Wassers in den Ionenaustauschern der Gehalt an dissoziiertem Silber vorübergehend wesentlich erhöht und vor dem Verlassen der Ionenaustauscher mit Hilfe des zweiten Kationenaustauschers wieder auf die vorgeschriebenen Werte oder sogar wesentlich niedriger liegende Werte vermindert wird.
• In der Bundesrepublik Deutschland schreiben die Trinkwasservorschriften beispielsweise einen Höchstgehalt von loo ppb (parts per billion). Die Vereinigten Staaten von Amerika lassen nur So ppb zu. Das besondere Problem bei der Verwendung von Silber bei der Keimstabilisierunq besteht deshalb darin, den Silbergehalt im abfließenden aufbereiteten Wasser mit ausreichender Sicherheit unter diesen Grenzwerten zu halten. Versuche haben ergeben, daß sich durch die erfindungsgemäße Verwendung eines zweiten Kationenaustauschers, der die zuvor dissoziierten Silberionen zu einem Großteil wieder absorbiert, der Silbergehalt des abfließenden aufbereiteten Wassers unter einem Wert von 20 ppb halten läßt.
• Die Bindung des Silbers im zweiten Kationenaustauscher kann gesondert nach der Neutralisierung des Wassers im Anionenaustauscher erfolgen. Ebenso ist es aber auch möglich, die Bindung des Silbers im zweiten Kationenaustauscher gleichzeitig mit der Neutralisierung des Wassers im Anionenaustauscher erfolgen zu lassen.
• Ein t~esonderes Merkmal zur vorteilhal~ten Aus@estaltung der Erfindung besteht in der Verwendung von mit den lonenaustauschern vermischter Aktivkohle, wodurch auch gleichzeitiq eine Entfernung von Chlor, Geruchs- und Geschmacksstoffe in Gestalt niederer organischer Verbindungen sowie von Pestiziden ermöglicht wird. Dabei kann die Aktivkohle in an sich bekannter Weise zur Bereitstellung des dissoziierbaren Silbers selbst gebildet sein, wobei es sich weiterhin als vorteilhaft herausgestellt hat, wenn der Gehalt an gesilberter Aktivkohle im ersten Kationenaustauscher und/oder im Anionenaustauscher mindestens 30 Volumen-% beträgt. Es können aber auch wenigstens zum Teil Ionenaustauschharze verwendet werden, die selbst dissoziierbar gesilbert sind.
• Die zur Verwendung Kationen-Austauschharze sind in Ubereinstimmung mit der Erfindung mit H+ -Ionen aufgeladen, während die Anionen-Austauschharze Hydroxylgruppen (OH -Ionen) abzugeben vermögen. Derartige Ionenaustauschharze ebenso wie die zur Verwendung gelangende gesilberte Aktivkohle sind im Handel erhältlich.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur wirksamen Verminderung des Gehalts an Schwermetall- und anderen gesundheitsschädlichen Ionen im Trinkwasser, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t, daß das Rohwasser zunächst durch einen Silber in dissoziierbarer Form enthaltenen Kationenaustauscher glci<~t wird, der unter Bindung der im rohwasser enthaltenen Metallionen Wasserstoffionen abspaltet, und daß daraufhin das Wasser durch einen gleichfalls Silber in dissoziierbarer Form enthaltenden Anionenaustauscher geleitet wird, der die im Rohwasser enthaltenen Anionen unter Abspaltung von Hydroxylionen bindet und das Wasser neutralisiert, wobei mittels eines zusätzlichen Kationenaustauschers im neutralisierten Wasser dissoziiertes Silber zu einem Großteil wieder gebunden wird.
2. 2.~Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h (1 c k e n n -z e i c h n e t, daß die Bindung des Silbers im zweiten -Kationenaustauscher gesondert nach der Neutralisierunq des Wassers im Anionenaustauscher erfolgt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch Ir d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Bindung des Silbers im zweiten Kationenaustauscher gleichzeitig mit der Neutralisierung des Wassers im Anionenaustauscher erfolqt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, g e k e n n -z e i c h n e t d u r c h die Verwendung von mit den Ionenaustauschern vermischter Aktivkohle.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Aktivkohle zur Bereitstellung des dissoziierbaren Silbers gesilbert ist.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h cj e k e n n -z e i c h n e t, daß der Gehalt an gesilberter Aktivkohle im ersten Kationenaustauscher und/oder im Anionenaustauscher mindestens 30 Volumen-% beträgt.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß wenigstens zum Teil Ionenaustauschharze verwendet werden, die selbst dissoziierbar gesilbert sind.