DE4327599A1 - Mittel zur Adsorption von Trihalogenmethanen (Haloformen) und AOX sowie zur Reduktion von Chloraminen aus Wasser, insbesondere aus Schwimm- und Badebeckenwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Adsorption von Trihalogenmethanen (Haloformen) und AOX sowie zur Reduzierung von Chloraminen aus Wasser, insbesondere aus Schwimm- und Badebeckenwasser aus Pulveraktivkohle mit einer Jodzahl von mindestens 900 mg Jod/g bis 1400 mg Jod/g, mit einer Porengrößenverteilung von 0,30-0,50 mg/l Mikroporen und 0,25-0,45 ml/g Mesoporen und mit einer exakt definierten Korngrößenverteilung (1) zwischen 4 und 100 µm und aus Natriumhydrogensulfat oder Säuren.

Bei der Desinfektion von Schwimm- und Badebeckenwasser entstehen aus Chlor und organischen Stoffen (Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen) unerwünschte Reaktionsprodukte. Diese Belastungsstoffe können sowohl durch das Füllwasser (z. B. Huminstoffe) oder durch den Badegast (Schmutzeintrag) ins Beckenwasser gelangen. Die Reaktionsprodukte aus organischer Substanz und Chlor sind in erster Linie Trihalogenmethane, hier zum größten Teil Chloroform, AOX sowie Chloramine (gebundenes Chlor), hier zum größten Teil Monochloramin (NH₂Cl).

Diese Stoffe und Stoffgruppen können, bei zu hoher Konzentration im Badewasser, die menschliche Gesundheit schädigen. Trihalogenmethane stehen beispielsweise im Verdacht kanzerogene und mutagene Eigenschaften zu haben. Der Entwurf der Schwimmbeckenwasserverordnung und die überarbeitete DIN 19 643 (Aufbereitung und Desinfektion von Schwimm- und Badebeckenwasser) beinhaltet deshalb Richtwerte für die oben genannten Stoffe. Die Werte betragen für Chloramin maximal 0,2 mg/l und für Trihalogenmethan maximal 20 µg/l.

Umfangreiche Untersuchungen des Bundesgesundheitsamtes haben gezeigt, daß durch den Einsatz von spezieller Pulveraktivkohle Trihalogenmethane adsorbiert und Chloramine reduziert werden, was zu einer wesentliche Verbesserung der Beckenwasserqualität führt. Durch die Reduzierung des gebundenen Chlors erhält man zusätzlich ein geruchsfreies Schwimmbeckenwasser und verhindert dadurch gleichzeitig den typischen Chlorgeruch in der Hallenluft.

Die Pulveraktivkohle muß vor das Filter in den Umwalzkreislauf dosiert werden. Dies erfolgt zum Teil trocken, in den meisten Fällen aus dosiertechnischen Gründen jedoch als wäßrige Suspension. Diese Suspensionen können stark alkalisch reagieren. Dies bewirkt eine teilweise oder vollständige Ausfällung der Härtebildner des Suspensionswassers und führt zu Inkrustationen im Suspensionsbehälter, der Dosieranlage und der Dosierleitungen. Des weiteren wurde festgestellt, daß im neutralen bzw. basischen Milieu eine starke Verkeimung der bevorrateten Pulveraktivkohle-Suspension auftritt, ein Umstand, der bei der Aufbereitung von Schwimmbeckenwasser unbedingt vermieden werden muß. Deshalb wird von o.g. DIN 19 643 ein pH-Wert von kleiner gleich pH 2 für Pulveraktivkohle-Suspensionen gefordert. Ein weiterer Punkt ist die gute Filtrierbarkeit des zugegebenen Pulverkohleproduktes um so ein Durchschlagen zum einen als auch andererseits ein zu schnelles Verstopfen des Filters zu vermeiden. Zu feines Produkt schlägt durch, zu grobes Produkt wird nur auf der Filteroberfläche angeschwemmt und verstopft das Filter zu schnell.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Mittel so weiterzuentwickeln, daß die eingangs genannten Probleme vermieden werden.

Die Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Mittel ermöglicht es zum ersten eine Aktivkohle-Suspension mit einem pH-Wert kleiner gleich pH 2 durch einfache Zugabe des Natriumhydrogensulfates oder der Säuren als Bestandteil des Mittels in Wasser herzustellen und zum zweiten durch die Pulveraktivkohle, als weiterer Bestandteil des Mittels, die in mit Chlor behandeltem Wasser vorhandenen Stoffe unter die geforderten Richtkonzentrationen zu reduzieren.

Dabei wird als erste Reaktion nach Zugabe des Mittels der pH-Wert des Suspensionswassers auf den erforderlichen Wert gebracht. In diesem Fall treten parallel zwei chemische Reaktionen auf: Durch die zum Teil basisch reagierenden Oberflächenoxide der Pulveraktivkohle findet eine pH-Wert- Anhebung statt während gleichzeitig das Natriumhydrogensulfat oder die Säuren den pH-Wert absenkt. Dabei ist das Mischungsverhältniss so eingestellt, daß der pH-Wert unabhängig von der jeweiligen Zusammensetzung des für die Suspension notwendigen Wassers unter pH 2 liegt.

Für die weiteren Reaktionen im aufzubereitenden Wasser wird die o.g. Suspension vor das jeweilige Filter, im Falle einer Flockungsstufe zwischen Flockungsmittelzugabe und Filter, dosiert und anschließend komplett vom jeweiligen Filter aufgefangen. Die Pulveraktivkohle lagert sich aufgrund der Korngrößenverteilung nach Anspruch 8 bis tief in das Filter ein und gewährleistet die geforderten Filterstandzeiten. Die Reaktionen mit den o.g. Schadstoffen finden sofort nach Zugabe der Pulveraktivkohle, aber auch während des Aufenthalts der Pulveraktivkohle im Filter, bis zu dessen Rückspülen, statt.

Dabei treten folgende Reaktionen auf:

• 1. Adsorption von Trihalogenmethanen (Haloformen) und AOX an der Pulveraktivkohle
• 2. Abbau von Chloramin durch die Pulveraktivkohle

Nach einer maximalen Filterstandzeit, bei Sandfiltern von 2 Tagen, bei Anschwemmfiltern von ca. 10 Tagen, wird das Filter rückgespült und die verbrauchte bzw. beladene Pulveraktivkohle aus dem System entfernt, so daß immer wieder neues Mittel zugeführt werden kann.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Das Stoffgemisch wird mit einer Presse in Tablettenform gepreßt. Dabei ergeben sich im wesentlichen 3 Varianten an Preßlingen.

Preßling 1 entsteht durch Pressung eines Gemisches aus Pulveraktivkohle und Natriumhydrogensulfat nach Anspruch 2 sowie gegebenenfalls eines Tablettenhilfsmittels nach Anspruch 5.

Preßling 2 entsteht durch die Pressung von 2 Schichten aus Pulveraktivkohle und Natriumhydrogensulfat sowie gegebenenfalls eines Tablettenhilfsmittels nach Anspruch 5. Preßling 3 entsteht durch Pressung eines Gemisches aus Pulveraktivkohle und flüssiger Säure sowie gegebenenfalls eines Tablettenhilfsmittels nach Anspruch 5.

Es erweist sich als zweckmäßig, wenn die Pulveraktivkohle und das Natriumhydrogensulfat oder die Säuren als Mischung dieser Einzelstoffe mit einem Mischungsverhältnis von 50 : 1 bis 1 : 1 vorliegen. Ebenso ist es möglich die Pulveraktivkohle und das Natriumhydrogensulfat oder die Säuren als Tablette geformt mit einem Tablettenhilfsmittel nach Anspruch 5 zu versehen, der zum Verbessern der Auflöseeigenschaften der Tablette oder des Preßlings beiträgt. Dabei ist es von Vorteil, wenn der gewichtsmäßige Anteil von Pulveraktivkohle zum Natriumhydrogensulfat oder den Säuren zwischen 50 : 1 und 1 : 1 beträgt. Vorteilhaft ist es ferner, wenn die Pulveraktivkohle wasserdampfaktiviert ist, eine Jodzahl von mindestens 900 mg Jod/g bis 1400 mg Jod/g aufweist und eine Korngrößenverteilung zwischen 4 und 100 µm besitzt. Auch hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Pulveraktivkohle eine Schüttdichte von 300-500 g/l aufweist. Die den Anforderungen der DIN 19 603 (Aktivkohlen zur Wasseraufbereitung) entsprechende Pulveraktivkohle hat eine exakt definierte Porengrößenverteilung von 0,30-0,50 ml/g Mikroporen und 0,25-0,45 ml/g Mesoporen. Zur Verwendung gelangt Natriumhydrogensulfat als Trockenprodukt, vorzugsweise als feine Perlen mit einer Korngrößenverteilung von 0,1-1 mm oder flüssige Säuren.

Claims (8)

1. Mittel zur Adsorption von Trihalogenmethanen (Haloformen) und AOX sowie zur Reduzierung von Chloraminen aus Wasser, insbesondere aus Schwimm- und Badebeckenwasser dadurch gekennzeichnet daß das Mittel aus Pulveraktivkohle mit einer Jodzahl von mindestens 900 mg Jod/g bis 1400 mg Jod/g, mit einer Porengrößenverteilung von 0,30-0,50 ml/g Mikroporen und 0,25-0,45 ml/g Mesoporen und mit einer exakt definierten Korngrößenverteilung (1) zwischen 4 und 100 µm und aus Natriumhydrogensulfat oder Säuren besteht.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulveraktivkohle und das Natriumhydrogensulfat oder die Säuren als trockene oder pasteuse Mischung dieser Einzelstoffe mit einem Mischungsverhältniss von 50 : 1 bis 1 : 1 vorliegen.

3. Mittel nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulveraktivkohle und das Natriumhydrogensulfat oder die Säuren als feste Tablette oder Preßling gestaltet ist.

4. Mittel nach wenigstem einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulveraktivkohle und das Natriumhydrogensulfat als feste Tablette oder Preßling aus mindestens einer Schicht Pulveraktivkohle und mindestens einer Schicht Natriumhydrogensulfat vorliegt und daß der gewichtsmäßige Anteil von Pulveraktivkohle zu Natriumhydrogensulfat zwischen 50 : 1 und 1 : 1 beträgt.

5. Mittel nach wenigstem einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mittel zur Verbesserung der Auflöseeigenschaften Tablettierhilfsmittel z. B. Talkum beigemischt sind.

6. Mittel nach wenigstem einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulveraktivkohle vorzugsweise wasserdampfaktiviert ist.

7. Mittel nach wenigstem einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulveraktivkohle eine Schüttdichte von 300-500 g/l aufweist.

8. Mittel nach wenigstem einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumhydrogensulfat trocken als feine Perlen oder Kristallisat mit einer Korngrößenverteilung von 0,1-1 mm, vorliegt.