DE3908054C2

DE3908054C2 -

Info

Publication number: DE3908054C2
Application number: DE19893908054
Authority: DE
Inventors: Alvaro Dr. 6380 Bad Homburg De Affonso
Original assignee: Hoelzle & Chelius 6078 Neu-Isenburg De GmbH
Current assignee: HOELZLE & CHELIUS GMBH, 63303 DREIEICH, DE
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1993-06-17
Also published as: DE3908054A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gebrauchs fertiger granulierter Flockungsmittel für die Wasseraufbereitung, insbesondere von Trinkwasser und Wasser für Schwimmbecken.

Die Ausflockung von Stoffen, welche im Wasser eine Trübung ver ursachen, ist für die Aufbereitung von Trinkwasser oder auch von Wasser für Schwimmbäder von großer Bedeutung.

Stoffe, die in natürlichen Gewässern eine Trübung verursachen, sind gewöhnlich huminsaure Substanzen oder Huminstoffe, welche feinverteilte Kohle, Tone oder dergleichen aufweisen. Diese Stoffe liegen in kolloidaler Form vor und schützende Kolloide, wie gele- oder gallertartige Substanzen, welche durch Algen erzeugt werden, bewirken eine große Stabilität gegen eine natürliche Sedimentation. Aus diesen Gründen müssen bei der Wasseraufbereitung zur Beseitigung dieser Trübstoffe Flockungsmittel eingesetzt werden.

Unter Flockungsmittel werden allgemein solche Stoffe verstanden, welche die in einer Trübe verteilten feinsten Feststoffteilchen oder Kolloide koagulieren, wobei die geflockten Feststoffe auf schwimmen oder absinken. Die geringe Absetzgeschwindigkeit einer nicht mit einem Flockungsmittel behandelten Trübe hat mehrere Gründe, nämlich die geringe Masse der Teilchen und die daraus resultierende geringe Sinkgeschwindigkeit, die in Abhängigkeit vom Feststoffgehalt beträchtliche Konsistenz, welche zur Verminderung der Sinkgeschwindigkeit führt, die Wirkung der Brownschen Molekularbewegung, und die im Wasser gleichartige elektrische Ladung der Teilchenoberflächen, die einen Zusammentritt mehrerer Teilchen verhindert.

Man unterscheidet heute zwischen Flockungsmittel, die selbständig Flocken bilden, und Flockungshilfsmitteln, die nur als Hilfsmittel für die Flockung dienen und die Zusammenballung von Feststoff partikeln zu großen Einheiten, nämlich Flocken, bewirken, so daß die Sedimentationsgeschwindigkeit erheblich verkürzt werden kann.

Die Natur der Stoffe, welche die Trübung in natürlichen Gewässern verursachen, erfordert es, daß man in der Lage ist, sowohl negativ als auch positiv geladene Teilchen in jedem pH-Bereich zu flocken oder zu entfernen.

Aus der Literatur der heute verwendeten Flockungsmittel, welche der zur Zeit gültigen Fassung der Trinkwasserverordnung und der DIN 19 643 [Aufbereitung und Desinfektion von Schwimm- und Bade beckenwasser] genügen, können folgende Stoffe genannt werden:

1. Aluminiumsulfat;
2. basische Aluminiumchloride oder Polyaluminiumchloride und
3. Eisenhydroxide sowie Eisenchloride.

Aluminiumsulfat und basische Aluminiumchloride weisen erhebliche Nachteile bei der Wasseraufbereitung auf. Bei der reinen Aluminiumsalzflockung mit Aluminiumsulfat entsteht durch Anwesen heit von Karbonhärte das unlösliche und das eigentliche Flockungs mittel bildende Aluminiumhydroxid neben Calciumsulfat und Kohlen säure. Bei weichen karbonatarmen Wässern muß dagegen die Aus scheidung von Aluminiumhydroxyd durch Zusatz von Kalk oder Soda gefördert werden. Damit wird die Wasseraufbereitung in nachteili ger Weise von der Härte des Wassers abhängig.

Aus der EP 02 00 102 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung fester Aluminiumchlorid-Zusammensetzungen bekannt. Die Ausgangs- und Endprodukte sind kaltwasserlöslich. Mit Hilfe eines Sprühtrockners wird aus den Komponenten Wasser entzogen und ein wasserfreier und wasserlöslicher Feststoff hergestellt. Der sich ergebende wasserlösliche Feststoff reagiert im Einsatz als Flockungsmittel mit der Karbonathärte des Wassers, so daß er als Flockungsmittel in gleicher Weise wirkt und reagiert wie Aluminiumsulfat oder Aluminiumchlorid. Das sich erst in der zu reinigenden Lösung aus den wasserlöslichen Komponenten bildende Flockungsmittel ist in nachteiliger Weise von dem pH-Wert der Umgebung abhängig.

Aus der DE 28 01 034 ist die Herstellung eines Flockungsmittels aus Eisen-III-sulfat und Kalk ersichtlich, wobei die Flockungsmittel granuliert sind. Für die Herstellung des Granulats wird eine Granuliertrommel verwendet, d. h. ein Spezialgerät, welches aus der Mischung der Stoffe unter Zufügung von Wasser ein Granulat erzeugt. Die Mikroflockenbildung erfolgt erst im Einsatz durch Auflösung der wasserlöslichen Komponenten, wodurch ebenfalls die Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Trübstoffe bzw. des pH-Wertes gegeben ist.

Aus der DE 25 29 099 A1 ist ein Abwasserreinigungsmittel mit mineralischen Reaktionsverzögerern zu entnehmen. An eine der reaktionsfähigen Substanzen wird ein mineralischer Stoff angelagert, der die Reaktionsverzögerung dadurch bewirkt, daß die Löslichkeit des Salzes verzögert wird. Dabei erfolgt keine gesteuerte Diffusion von Wasser in das Granulat.

Aus der EP 00 66 290 A2 ist schließlich ein Verfahren zur Herstellung eines flüssigen, wäßrigen sowie anorganischen Flockungsmittels bekannt, welches auf der Basis von Aluminiumhydroxychloriden durch Umsetzung eines Aluminiumsalzes mit einem basifizierenden Reagens hergestellt wird. Wäßrige Lösungen von Aluminiumhydroxychloriden sind jedoch in der Regel nicht sehr beständig. Ihre Beständigkeit nimmt ab, wenn Konzentration und Basizität zunehmen und wenn mehrwertige Anionen vorhanden sind.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Herstellung und die Anwendung eines Flockungsmittels zur Trinkwasseraufberei tung zu vereinfachen und zu verbessern, sowie das Flockungsver fahren von der Härte des Wassers unabhängig zu machen und eine automatische Dosierung einzuführen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht einmal darin, daß Aluminium-Sulfat und ein basisches Aluminiumchlorid in Polymerform gemäß der Summenformel Al₂(OH)₅Cl·2-3 H₂O oder Al₂(OH)_2,6·Cl_3,4 mit einem Löslichkeitsverzögerer im Trockenzustand gemischt und anschließend in einer Mischvorrichtung mit einer definierten Menge Wasser zur Granulation besprüht werden.

In einer Abwandlung der Lösung werden Aluminium-Sulfat und ein basisches Aluminiumchlorid in Polymerform gemäß der Summenformel Al₂(OH)₅Cl·2-3 H₂O oder Al₂(OH)_2,6·Cl_3,4 mit einem Flockungsmittel und einem Löslichkeitsverzögerer im Trockenzustand in einer Mischvorrichtung gemischt und anschließend mit einer definierten Menge Wasser zur Granulation besprüht.

Als Löslichkeitsverzögerer werden Stoffe verwendet, die in der pharmazeutischen Industrie als Gleitmittel bekannt und eingesetzt werden, nämlich Magnesium-Stearat und/oder Aluminium-Stearat und/oder Talkum.

In vorteilhafter Weise wird bei der Anwendung des Flockungsmittels das gebildete Granulat zur dosierten Zugabe in das aufzubereitende Wasser einem Dosierbehälter mit einer Dosiervorrichtung zugeführt. Hierdurch wird eine weitere Verzögerung und ein automatischer Ablauf des Vorgangs erreicht.

Als Dosierbehälter mit Dosiervorrichtung läßt sich ein suspen sionsdurchlässiges Flächenmaterial verwenden, welches in Form einer Tüte oder Beutels ausgebildet ist. Ein solches Material kann aus einer synthetischen Folie bestehen, welche suspensions durchlässig ist oder auch aus einem Filz, insbesondere Nadel filz.

Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung sind Versuche zur Prüfung der üblichen Flockungsmittel wie Aluminiumsulfat und Aluminium hydroxidchloride in der allgemeinen Formel

Al₂(OH)₅Cl · 2-3 H₂O und Al₂(OH)_2,6 · Cl_3,4

wie beispielsweise das unter der WZ.-Bezeichnung LOCRON und PROVIMAL von den Farbwerken Hoechst vertriebene Produkt.

Beide Stoffe sind in destilliertem Wasser leicht löslich.

Es wurde destilliertes Wasser durch fein pulverisierten Ton mit einem Anteil von 0,1 g pro Ltr. in Trübung versetzt, wobei die Flockung nur bei sehr hohen Konzentrationen von 1% bis 2% beider Stoffe auftrat. Um diese beiden Stoffe als Flockungsmittel zu aktivieren, wurden Mikroflocken aus Aluminiumhydroxid oder gele- oder gallertartige Aluminiumsalze benötigt. Dies ist der Grund dafür, daß diese Stoffe eine alkalische Umgebung benötigen, wie die Härte des Wassers, um Mikroflocken bilden zu können.

Es wurde ferner beobachtet, daß bei der Mischung von Aluminium sulfat mit beispielsweise Aluminiumhydroxidchlorid mit der all gemeinen Formel

Al₂(OH)₅Cl · 3 H₂O

in bestimmten Verhältnissen und bei Zugabe von einem geringen Anteil an Wasser, mit dem die Mischung besprüht wurde, diese beiden Komponenten miteinander um die Wassertröpfchen reagieren und ein Granulat bilden. Die Bildung des Granulats wurde durch die Anwesenheit eines als Gleitmittel bekannten Löslichkeitsver zögerers, wie beispielsweise Magnesium-Stearat, Talkum oder dergleichen wesentlich verbessert.

Wenn dieses Granulat in eine Tüte oder einen Beutel aus Filz, Nadelfilz oder aus einem anderen porösen und suspensionsdurch lässigen Material vollkommen eingeschlossen wird und dieser Beutel in destilliertes Wasser getaucht wird, so entweicht in einem kontinuierlichen Vorgang ein Strom kleiner Flocken aus dem Filzbeutel, während andererseits kaum irgendein lösliches Aluminiumsalz aus dem Beutel gelangt.

Die außergewöhnliche Wirkung besteht darin, daß die kleinen Flocken eine sehr große Flockungskraft aufweisen, wie sich aus Experimenten mit allen Trübungstypen in allen pH-Bereichen ergab.

Die vorliegende Erfindung erfüllt daher die Erfordernisse eines idealen Flockungsmittels und die Möglichkeit einer vorteilhaften automatischen Dosierung in bezug auf Wasser, und zwar aus folgen den Gründen:

1. Das Flockungsmittel, welches aus einem Komplexsalz des Aluminiumsulfats und des Hydroxidchlorids in Form von Mikro flocken besteht, ist von gele- gallertartiger Natur.
2. Die Mikroflocken verlassen die Hauptmenge des Stoffes, der im Filzbeutel enthalten ist, in einem stetigen Strom, da das Granulat des Stoffes, welches eine Schicht aus einem Gleitmittel aufweist, mit Wasser reagiert und Mikroflocken bildet. Wenn die Substanz nicht in Granulatform vorläge, würde die gesamte Masse der Substanz eine klebrige Masse bilden, welche die Poren des Filzbeutels blockiert.
3. Da nur eine sehr kleine lösliche Menge von Aluminiumsalz jeweils den Filzbeutel verläßt, tritt keine Überdosierung von Aluminium im Wasser auf.

Um die Herstellung des Flockungsmittels und seine Verpackung in Dosierungsbeutel zu veranschaulichen, wird ein Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Es werden 6000 bis 8000 gr. Aluminiumsulfat mit 4000 bis 6000 gr. Aluminiumhydroxidchlorid in der Summenformel

Al₂(OH)₅Cl · 2-3 H₂O

und 400 bis 700 gr. Magnesium-Stearat einem Drehmischer zugeführt. Nach 15 Minuten werden 1400 bis 1800 ml Wasser langsam auf die rotierende Masse gesprüht und der Mischvorgang wird ¹/₂ Stunde lang fortgesetzt. Die gesamte Masse wird in ein Granulat umgewandelt, welches mit einem Sieb von 1 mm Maschenweite durchge siebt wurde.

Das Granulat wurde in Mengen zu etwa 200 gr. in Filzbeutel einer Größe von 10 × 9 cm und einer Stärke von 2 mm gefüllt und ver siegelt und einem Flockungsvorgang erfolgreich ausgesetzt.

Bei einer weiteren Anwendung wurde 1 kg Granulat in 10 ltr. Wasser suspendiert und die Suspension mittels einer Dosierpumpe im Langzeitverfahren dem aufzubereitenden Wasser zur Einleitung des Flockungsprozesses zugegeben.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung gebrauchsfertiger granulierter Flockungsmittel für die Wasseraufbereitung, insbesondere von Trinkwasser, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminium-Sulfat und ein basisches Aluminiumchlorid in Polymerform gemäß der Summenformel Al₂(OH)₅Cl·2-3 H₂O oder Al₂(OH)_2,6·Cl_3,4 mit einem Löslichkeitsverzögerer im Trockenzustand gemischt und anschließend in einer Mischvorrichtung mit einer definierten Menge Wasser zur Granulation besprüht werden.

2. Verfahren zur Herstellung gebrauchsfertiger granulierter Flockungsmittel für die Wasseraufbereitung, insbesondere von Trinkwasser, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminiumsulfat und ein basisches Aluminiumchlorid in Polymerform nach der Summenformel Al₂(OH)₅Cl·2-3 H₂O oder Al₂(OH)_2,6·Cl_3,4 mit einem Flockungshilfsmittel und einem Löslichkeitsverzögerer im Trockenzustand in einer Mischvorrichtung gemischt und anschließend mit einer definierten Menge Wasser zur Granulation besprüht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gebildete Granulat zur dosierten Zugabe in das aufzubereitende Wasser einem Dosierbehälter mit einer Dosiervorrichtung zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierbehälter mit Dosiervorrichtung aus einem suspensions durchlässigen Flächenmaterial besteht, welches in Form einer Tüte oder Beutels ausgebildet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierbehälter mit Dosiervorrichtung aus einem suspensions durchlässigen synthetischen Flächenmaterial besteht, welches in Form einer Tüte oder Beutels ausgebildet ist.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosierbehälter mit Dosiervorrichtung aus einem suspensions durchlässigen Filz oder Nadelfilz besteht, welches in Form einer Tüte oder Beutels ausgebildet ist.