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Verfahren zur Reinigung von Wasser durch kohlensauren Baryt und Ätzkalk.
Die Erfindung bezieht sich auf das bekannte Verfahren zur Reinigung von Wasser durch
kohlensauren Baryt, der die Sulfate aus dem Wasser entfernt, und durch Ätzkalk,
der das Wasser von den Karbonaten befreit. Wenn hierbei, wie dies ebenfalls bekannt
ist, der kohlensaure Baryt dem Wasser in Pulverform zugesetzt und d rch ,das von
unten nach oben strömende Wasser in Schwebe gehalten wird, so wird durch einen gleichzeitigen
Zusatz des Ätzkalkes der Auftrieb, den die Wasserströmung dem kohlensauren Baryt
erteilt, beeinträchtigt, weil der durch Umsetzung des Ätzkalkes mit den Karbonaten
des Wassers entstehende Niederschlag den kohlensauren Baryt zum Teil festhält. Da
nun die Höhe der in Schwebe befindlichen Schicht des kohlensauren Baryts natürlich
für .dessen Einwirkung von Bedeutung ist, so kann es vorkommen, daß der kohlensaure
Baryt infolge des gleichzeitigen Zusatzes von. Ätzkalk mit dem Wasser zu kurze Zeit
in Berührung kommt, um die im Wasser enthaltene gebundene Schwefelsäure völlig ausscheiden
zu können. Diese Gefahr ist um so größer, als der ungemein schwer lösliche kohlensaure
Baryt längere Zeit mit .dem Wasser in Derührung bleiben muß; was eben nur durch
eine entsprechende Höhe der schwebenden Schicht erreicht werden kann.
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Trennt man die beiden Verfahren - Behandlung mit kohlensaurem Baryt
und Behandlung mit Ätzkalk-voneinander und läßt letztere der ersteren folgen, wie
dies, wenn auch nicht gerade bei einem Verfahren mit schwebendem kohlensauren Baryt,
bereits vorgeschlagen wurde, so tritt der Nachteil ein, daß sich der kohlensaure
Baryt, wenn er für sich allein im Wasser in Schwebe gehalten wird, außerordentlich
schwer abklärt und kaum filtrationsfähig ist. Dieses Verfahren würde also große
Barytverluste und schließlich ungenügende Enthärtung im Gefolge haben. Außerdem
macht dieses Verfahren eine doppelte Apparatur erforderlich. Diese Nachteile lassen
sich der Erfindung gemäß ohne Beeinträchtigung der Wirkung und sogar unter Erzielung
neuer Vorteile dadurch vermeiden, d'aß die beiden Verfahren nicht gänzlich voneinander
getrennt wer--dien, sondern daß der Ätzkalk zwar später als der kohlensaure Daryt
zur Einwirkung gebracht, aber noch in die nach oben strömende, den schorebereden
kohlensauren Baryt enthaltende Wassersäule eingeleitet wird, und zwar zu einem Zeitpunkt,
in dem die Umsetzung zwischen dem kohlensauren Baryt und den Sulfaten des Wassers
beendigt ist. Die Ausscheidung der Sulfate kann dann nicht beeinträchtigt werden,
da eine chemische Wirkung des kohlensauren Baryts nicht mehr nötig ist.
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Darüber hinaus hat in diesem Zeitpunkt der Zusatz von Ätzkalk eine
ganz besondere nützliche technische Wirkung; was sich aus folgender Erwägung ergibt.
Der kohlensaure Baryt muß nämlich äußerst fein gewählt werden:, um wegen seiner
geringen Löslichkeit -dem Wasser eine möglichst große Berührungsfläche zu bieten.
Diese Feinheit der Teilchen des kohlensauren Baryts hat aber die unangenehme Folge,
daß es schwer
ist, ihren Übergang in das gereinigte Wasser völlig
zu verhindern;. selbst durch ein Filter können sie nicht ganz zurückgehalten werden.
Der Ätzkalk bildet nun in der Höhe seines Eintrittes, infolge seiner Reaktion mit
den Karbonaten sofort eine sehr dichte »filtrierende« Schicht, die den aufsteigenden
Barytteilchen den Durchtritt verwehrt. Das ist umsomehr der Fall, als in -dieser
Höhe der Auftrieb der Barytteilchen bereits stark geschwächt ist. Auf diese Weise
werden die Teilchen dies kohlensauren Baryts sicherer als durch das Filter zurückgehalten.
Da die Reaktion zwischen Ätzkalk und den Karbonaten des Wassers ziemlich schnell
verläuft und der gebundene kohlensaure Kalk sich leicht absetzt, so findet in dem
oberen Teil der Wassersäule unterhalb des Filters eine schnelle Abklärung statt.
Der eventuell noch an das Filter herangelangende Schlammrest besteht aus leicht
filtrierbarem kohlensauren Kalk und bedeutet zudem keinen Verlust an wirksamem Material.
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Wie bei der vollständigen Trennung der beiden Verfahren ergibt sich
auf der Vorteil, daß die durch Umsetzung mit Ätzkalk entstehenden Kristalle aus
kohlensaurem Kalk sich nicht an die Teilchen des kohlensauren Baryts ankristallisieren
können. Die Kristalle aus kohlensaurem Kalk sind nämlich bereits fertig gebildet,
wenn sie aus der Höhe, in der sie durch Umsetzung entstehen, in den unteren Teil
-der Wassersäule heruntersinken. In diesem Zustande können sie die hier befindlichen
Barytteilchen nicht mehr inkrustieren, wodurch diese mehr oder weniger unwirksam
und in ihrem Auftrieb beeinträchtigt würden, wie- -es bei gleichzeitigem Zusatz
von Ätzkalk und Baryt der Fall ist.
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In der Zeichnung ist das Verfahren schematisch wiedergegeben, indem
für den Zustand des Wassers und seiner Beimischungen Darstellungen gewählt wurden,
die nur zur besseren Veranschaulichung dienen sollen. Das Wasser tritt in bekannter
Weise bei a am Fuße eines Behälter b ein derart, daß es den hier befindlichen pulverförmigen
kohlensauren Baryt aufwühlt und in der Schwebe erhält. Hierbei bildet sich eine
nach oben strömende Wassersäule, in der sich der koh.-'.ensaure Baryt oben dichter
als unten verteilt befindet. Der Auftrieb des kohlensauren Baryts wird so lange
nicht behindert, als dessen Anwesenheit noch zur Umsetzung mit den Sulfaten des
Wassers nötig ist. Dann aber tritt bei c Ätzkalk hinzu, der aber durch Umsetzung
mit den Karbonaten des Wassers sofort eine idnchte »filtrierende« Schicht d bildet,
-die als zuverlässige Sperre gegen den Durchgang der Barytteilchen wirkt. Die über
der Schicht d befindliche Wasserschicht ist frei von kohlensaurem Baryt und klärt
sich schnell, worauf das Filter f die letzte Klärung besorgt und das gereinigte
Wasser bei y abläuft.
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Die Sperre kommt dadurch zustande, daß Kalkteilchen sich besser abklären
als die feineren Barytteilchen, deren Klärung verbessert werden soll. Wenn man den
Vorgang in einem Glase beobachtet, so kann man sehen, daß sich durch Zugabe. von
Ätzkalk zu hartem Wasser bald ein. flockiger Niederschlag bildet, der deutlich als
Klärzone im Wasser bemerkbar ist. Es ist auch zu beobachten, daß dieser in einer
ziemlich scharf abgegrenzten Zone sich zeigende Niederschlag die von unten aufsteigenden
feineren Verunreinigungen zurückhält, d. h. nicht aufsteigen läßt. In diesem Sinne
kann man sehr wohl bei Anwendung eines solchen Mittels zur Klärung von einer Sperre
gegen den Durchgang der Barytteilchen sprechen.
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Bei der praktischen Ausführung der Apparatur für dieses Verfahren
wird zweckmäßig dafür gesorgt, daß der Zusatz von Kalk oder Kalkwasser möglichst
gleichmäßig über den ganzen Querschnitt der Wassersäule erfolgt, damit sich die
sperrende Schicht d sofort und gleichmäßig bildet. Die Mittel zur gleichmäßigen
Verteilung des Zusatzes sind dem Fachmann geläufig und bedürfen deshalb keiner weiteren
Erläuterung.