DE3504394A1 - Verfahren zur reinigung von zur wasserversorgung und -entsorgung dienenden einrichtungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Reinigung von zur Wasserversorgung und
• -entsorgung dienenden Einrichtungen Verfahren zur Reinigung von zur Wasserversorgung und -entsorgung dienenden Einrichtungen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von insbesondere eisen-, mangan- und carbonathaltigen Ablagerungen in zur Wasserversorgung und -entsorgung dienenden Einrichtungen.
• Es ist allgemein bekannt, daß sich an den Wänden von Einrichtungen, die mit Wasser in Kontakt kommen, aus dem Wasser stammende Verunreinigungen abscheiden. Im Falle von Brauch- und Trinkwasser sind dabei neben Kalk vor allem Eisen- und Manganverbindungen zu nennen. Bei den letztgenannten Verbindungen handelt es sich meistens um Oxide (Hydroxide) oder Carbonate, die in Wasser schwer löslich sind und demzufolge leicht zur Ausfällung neigen. Es ist daher notwendig, in gewissen Zeitabständen eine Reinigung dieser Wasserversorgungseinrichtungen durchzuführen. Obwohl sich Abscheidungen von Kalk und Eisenverbindungen in der Regel durch verdünnte Säuren auflösen und somit beseitigen lassen, ergeben sich mit Manganverbindungen, insbesondere Braunstein, Probleme, da dieser bekanntlich durch Verwendung einer nicht-oxidierenden Säure zumindest bei Raumtemperatur nicht in Lösung gebracht werden kann.
• Andererseits sind dem Einsatz von zur Entfernung von Braunstein geeigneten Mitteln dadurch Grenzen gesetzt, daß eine unvertretbar hohe Belastung der Umwelt mit Abfallstoffen und insbesondere giftige Rückstände des Reinigungsmittels in zur Trinkwasserversorgung verwendeten Einrichtungen vermieden werden müssen.
• Zur Lösung dieser Probleme hat man sich bisher einer wässrigen Mineralsäurelösung, insbesondere Salzsäurelösung, bedient, der, um die Belastung der Umwelt mit anorganischen Anionen (z.B. Chloridionen) so gering wie möglich zu halten und gleichzeitig dennoch eine ausreichend hohe Wasserstoffionenkonzentration zu gewährleisten, starke organische Säuren, wie z.B. Ameisensäure oder Zitronensäure zugefügt wurden. Um auch die unlöslichen Manganverbindungen in Lösung zu bringen, mußte der soeben beschriebenen Stammlösung eine möglichst ungiftige Verbindung zugesetzt werden, die im Zusammenwirken mit der Säure den Braunstein in eine lösliche Form überzuführen im Stande war. Zu diesem Zweck bediente man sich neben anderen organischen Reduktionsmitteln vor allem der Ascorbinsäure, wie dies auch in der DE-PS 20 40 546 beschrieben ist. Der Nachteil dieses Verfahrens liegt vor allem darin, daß man, um auch bei Raumtemperatur befriedigende Ergebnisse erzielen zu können, nicht unerhebliche Mengen an Ascorbinsäure einsetzen muß und daß durch den notwendigen biologischen Abbau der in der verbrauchten Reinigungsflüssigkeit enthaltenen organischen Verbindungen der biologische Sauerstoffbedarf sehr hoch ist.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demzufolge, die soeben geschilderten Nachteile zu überwinden und ein effektives, billiges und umweltfreundliches Verfahren zur Reinigung von zur Wasserversorgung und -entsorgung dienenden Einrichtungen von insbesondere eisen-, mangan- und carbonathaltigen Ablagerungen zu schaffen.
• Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, der durch die obigen Ansprüche definiert ist, gelöst.
• Als Persäure, die der Stammlösung aus wässrigem Mineralsäure zugegeben wird, werden Persäuren verwendet, die 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten. Bevorzugte Persäuren sind solche mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, also Perameisensäure, Peressigsäure und Perpropionsäure, wobei Peressigsäure besonders bevorzugt wird. Die Persäure wird in einer Konzentration von 0,05 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der fertigen Lösung, verwendet, wobei unter normalen Umständen eine Konzentration von 1 bis 10 Gewichtsprozent angewendet wird, wodurch eine ausreichende Wirksamkeit bei gleichzeitig niedriger Ge- ruchsbelastung gewährleistet ist. Ein besonders bevorzugter Bereich der Persäurekonzentration liegt zwischen 3 und 5 Gewichtsprozent.
• Die genannten Persäuren, und insbesondere die Peressigsäure, sind im Handel in Form von konzentrierten und verdünnten Lösungen erhältlich.
• Als Mineralsäure wird vor allem Salz- oder Schwefelsäure eingesetzt, wobei die erstere bevorzugt wird. Die Konzentration der Mineralsäure kann zwischen 5 und 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, liegen, in der Regel werden jedoch 10 bis 15%ige Lösungen bevorzugt. Am häufigsten werden 12%ige Lösungen verwendet.
• Wie bereits erwähnt, werden zu diesen Mineralsäurelösungen in der Regel bis zu 10 Gewichtsprozent an starken organischen Säuren wie z.B. Ameisen- oder Zitronensäure hinzugefügt, um einen ausreichend niedrigen pH-Wert zu gewährleisten, ohne die Umwelt mit zu hohen Konzentrationen anorganischer Anionen zu belasten. Im vorliegenden Fall kann auf den Zusatz dieser organischen Säure unter Umständen verzichtet werden, da das Oxidationsmittel selbst und auch die entsprechende reduzierte Form, nämlich die organische Carbonsäure, z.B. Essigsäure, als Säure wirkt und dadurch zur Erniedrigung des pH-Wertes beiträgt. Dies ist einer der Vorteile der erfindungsgemäßen Verwendung von organischen Persäuren.
• Selbstverständlich können die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Reinigungslösungen noch weitere, allgemein übliche Zusatzstoffe enthalten. Hier wären vor allem Stabilisatoren, Korrosionsinhibitoren, Emulgatoren und/oder Netzmittel zu nennen. Als Korrosionsinhibitoren kommen z.B. Umsetzungsprodukte von Thioharnstoff sowie quaternäre Ammoniumverbindungen in Frage, die normalerweise im Konzentrationsbereich zwischen 0,1 bis 3% eingesetzt wer- den. Netzmittel und Emulgatoren können in Konzentrationen von 0,5 bis 10, insbesondere 3 bis 6 GewichtsprozentVerwendung finden.
• Wegen der relativen Unbeständigkeit der Persäureverbindungen gibt man zweckmäßigerweise die zu verwendende Persäure in der berechneten Menge erst unmittelbar vor der Verwendung zu der Stammlösung, die alle anderen Bestandteile der Reinigungslösung bereits enthält.
• Die Anwendung der Reinigungslösung kann, in Abhängigkeit von der zu reinigenden Vorrichtung,in verschiedenster Weise erfolgen, z.B. durch Aufsprühen mit hohem oder niedrigem Druck, durch mechanisches Aufbringen (z.B. durch Bürsten) sowie durch einfaches Einfüllen der Lösung in ein verschließbares Behältnis, z.B. ein Wasserrohr. Man läßt die Lösung daraufhin ca. 10 bis 20 Minuten einwirken und spült dann mit reinem Wasser nach. Eine längere Einwirkungszeit ist, insbesondere wenn die Lösung durch Sprühen oder in anderer Weise auf senkrechte Wände aufgebracht wird, nicht zu empfehlen, da sonst das Wasser verdampft und die Säure eintrocknet.
• In besonders hartnäckigen Fällen und bei dicken Ablagerungen kann es erforderlich sein, den soeben geschilderten Vorgang zu wiederholen.
• Die erfindungsgemäß erzielbaren Vorteile liegen vor allem darin, daß ohne Anwendung erhöhter Temperatur die Entfernung von durch schwerlösliche Mineralstoffe in Brauch- und Trinkwasser hervorgerufenen Ablagerungen ohne weiteres bewerkstelligt werden kann, ohne daß die Umwelt mehr als notwendig belastet wird. Dazu trägt vor allem bei, daß die Persäure bereits in kleinen Mengen wirksam ist und dadurch wesentlich geringere Konzentrationen an aktiver Verbindung erforderlich sind, als dies z.B. bei der Verwendung von Ascorbinsäure als Reduktionsmittel der Fall ist. Daneben handelt es sich bei den Persäuren um relative billige Verbindungen, die gleichzeitig antiseptisch und bakterizid wirken, so daß die zusätzliche Verwendung von keimtötenden Mitteln unterbleiben kann, was nicht nur unter dem Gesichtspunkt des Umweltschutz-es, sondern auch in finanzieller Hinsicht einen wichtigen Faktor darstellt. Außerdem erfüllen die organischen Persäuren, wie schon erwähnt,eine weitere Funktion, indem sie, bedingt durch ihre Acidität und die Acidität ihrer reduzierten Form für den erforderlichen niedrigen pH-Wert sorgen, was zu umweltfreundlichen Einsparungen an Mineralsäuren und anderen organischen Säuren führt. Im Einzelfall ist sogar der alleinige Einsatz der wässrigen Persäure, d.h.
• ohne Zusatz von Mineralsäure, als Reinigungslösung möglich, wobei die Konzentration natürlich möglichst hoch gewählt werden muß.
• Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zu nennen, daß oxidierter Braunstein, also Permanganat, als Abfallprodukt unproblematisch ist, weil dieses später wieder zu Braunstein zerfällt, wobei dies, als zusätzlicher Vorteil, unter Abgabe von Sauerstoff geschieht.
• Auch die aus der organischen Persäure stammenden Abfallprodukte, z.B. Essigsäure, sind unproblematisch, da sie in der Natur ohnehin anzutreffen sind. Selbst unverbrauchte organische Persäure stellt kein Umweltproblem dar, da sie bekanntlich über längere Zeit nicht beständig ist und - ebenfalls unter durchaus erwünschter Sauerstoffabgabe -in die normale Säure zerfällt. Somit kann die Anwesenheit von Persäure wegen der damit verbundenen späteren Sauerstoffabgabe sogar dann erwünscht sein, wenn manganhaltige Ablagerungen nicht zu beseitigen sind.
• Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Reinigungslösungen zeichnen sich somit durch Effektivität, Kostengünstigkeit und Umweltfreundlichkeit aus. Sie können zur Reinigung jeder beliebigen Einrichtung, die mit Brauch-, Trink- oder Abfallwasser in Berührung steht, verwendet werden. Aufgrund ihrer Eigenschaften sind sie aber ins- besondere zur Entfernung von manganhaltigen Ablagerungen in Einrichtungen, die der Trinkwasserversorgung dienen, geeignet, d.h. vor allem Trinkwasserreservoirs, Brunnen und Leitungen.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Beseitigung von insbesondere eisen-, mangan- und carbonathaltigen Ablagerungen in zur Wasserversorgung und -entsorgung dienenden Einrichtungen mit einer wässrigen Reinigungslösung enthaltend 5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, Mineralsäure, sowie gegebenenfalls Ameisen- und/ oder Zitronensäure, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Reinigungslösung zusätzlich 0,05 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, einer organischen C1- bis CiO-Persäure enthält.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der organischen Persäure um eine solche mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise um Peressigsäure, handelt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Reinigungslösung 1 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 5 Gewichtsprozent, der Persäure, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, gelöst sind.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Mineralsäure um Salz- oder Schwefelsäure, vorzugsweise um Salzsäure, handelt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungslösung zusätzlich Stabilisatoren, Korrosionsinhibitoren, Emulgatoren und/oder Netzmittel enthält.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den zur Wasserversorgung dienenden Einrichtungen um Trinkwasserreservoirs, Brunnen und Leitungen handelt.
7. 7. Reinigungslösung zur Verwendung im Verfahren nach An- spruch 1, enthaltend 5 bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, Mineralsäure, sowie gegebenenfalls Ameisen- und/oder Zitronensäure, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungslösudg zusätzlich 0,05 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, einer organischen C1- bis C10-Persäure enthält.