DE557155C

DE557155C - Process for the revitalization of active coal exhausted by the dechlorination of drinking water

Info

Publication number: DE557155C
Application number: DEP60563D
Authority: DE
Original assignee: CARBO NORIT UNION VERWALTUNGS
Current assignee: CARBO NORIT UNION VERWALTUNGS
Priority date: 1928-07-26
Filing date: 1929-06-15
Publication date: 1932-08-19

Description

Verfahren zur Wiederbelebung von durch Dechlorierung von Trinkwasser erschöpfter aktiver Kohle Bei der Entkeimung von Trinkwasser durch Chlor oder aktives Chlor enthaltende Chemikalien ist man stets bemüht, die Menge des Chlors so zu dosieren, daß nach erfolgter Chlorierung für einige Zeit ein kleiner überschuß von aktivem Chlor im Wasser chemisch nachweisbar bleibt. Nur wenn nach der Oxydation der im Wasser enthaltenen Verbindungen durch die Hauptmenge des zugefügten Chlors ein solcher kleiner Überschuß verbleibt, kann mit Sicherheit darauf gerechnet werden, daß die krankheitserregenden Keime hinreichend vollständig abgetötet wenden. Anderseits kann der Überschuß an Chlor nicht beliebig hoch bemessen werden, weil ein größerer Gehalt an freiem Chlor dem Wasser einen lästigen Geschmack verleiht. Man ist daher im allgemeinen bemüht, die Chlorierung so zu bemessen, daß der ursprünglich nach der Wasserreinigung nachweisbare Gehalt an freiem Chlor auf dem Wege des Wassers bis zum Verbraucher wieder aufgezehrt wird.Process for the revitalization of drinking water by dechlorination exhausted active charcoal in the disinfection of drinking water by chlorine or active In chemicals containing chlorine, every effort is made to dose the amount of chlorine in such a way that that after the chlorination has taken place a small excess of active for some time Chlorine remains chemically detectable in the water. Only if after the oxidation of the im Compounds containing water due to the bulk of the added chlorine one such If a small excess remains, it can be assumed with certainty that the turn pathogenic germs sufficiently and completely killed. On the other hand the excess of chlorine cannot be arbitrarily high, because a larger one Free chlorine content gives the water an annoying taste. One is therefore generally endeavored to measure the chlorination so that the originally after the water purification demonstrable content of free chlorine in the water until it is consumed again by the consumer.

Dieses Verfahren setzt eine peinliche Kontrolle des Chlorbedarfs und der Chlorierung des Wassers voraus. Erfahrungsgemäß ist der Gehalt an Chlor bindenden undChlor zerstörenden Stoffen im natürlichen Trinkwasser erheblichen Schwankungen unterworfen. Diesen Schwankungen muß die Chlorgabe peinlichst angepaßt werden. Anderseits würde bei zu geringer Chlordosierung leicht eine zu geringe Wirkung erzielt werden bzw. der bakteriologische Erfolg ein unzureichender werden. Sinkt hingegen. der Chlorbedarf des Wassers, so muß die Chlorgabe gedrosselt werden, um der Entstehung eines zu großen und daher üblen Geschmack bedingenden Überschusses vorzubeugen.This procedure implies a scrupulous control of the chlorine requirement and ahead of the chlorination of the water. Experience has shown that the chlorine content is binding and chlorine-destroying substances in natural drinking water vary considerably subject. The chlorine dose must be meticulously adapted to these fluctuations. On the other hand If the chlorine dosage is too low, an insufficient effect would easily be achieved or the bacteriological success becomes inadequate. On the other hand, it sinks. the If the water requires chlorine, the amount of chlorine must be throttled to prevent it from occurring to prevent excessive and therefore bad taste.

Die erwähnten Umstände bedingen eine Verteuerung und Erschwerung der Wasserwerkskontrolle, ohne daß es indessen in allen Fällen möglich sein wird, die Chlorierung dem wechselnden Chlorbedarf des Wassers mit genügender Geschwindigkeit anzupassen.The circumstances mentioned make the Waterworks control, but it will not be possible in all cases, the Chlorination the changing chlorine demand of the water with sufficient speed adapt.

Man ist daher dazu übergegangen, die Chlorierung grundsätzlich so stark zu bemessen, daß in allen Fällen, auch bei erheblichen Schwankungen der Chlorbedarfszahlen nach oben, ein Überschuß von Chlor mit Sicherheit verbleibt. Der so entstehende Überschuß soll alsdann durch selbsttätig wirkende Mittel in unschädlicher Form überführt werden. Als solches Mittel hat man Filter mit körnigerAktivkohle vorgeschlagen.One has therefore gone over to chlorination basically like this to be measured strongly that in all cases, even with considerable fluctuations in the chlorine requirement figures upwards, an excess of chlorine certainly remains. The resulting one The excess should then be converted into harmless form by automatically acting means will. As such means, granular activated carbon filters have been proposed.

Durch die Berührung mit der Aktivkohle wird dabei das Chlor des chlorhaltigen Trinkwassers durch die katalytische Wirkung der Aktivkohle zerstört. Der stattfindende Vorgang wird durch die Gleichung 2Cl2+2H20+C-4HCl+C02 erläutert. Indessen ergibt sich als Nachteil dieses an sich so zweckmäßigen und einfachen Verfahrens, daß die katalytisch dechlorierende Wirkung der Aktivkohle verhältnismäßig rasch erlahmt. Da die benötigte Menge der Kohle, bezogen auf das durchströmende Wasser, eine nicht unerhebliche ist, würde sich das Verfahren vollkommen unökonomisch gestalten, wenn es nicht gelingt, die Aktivität der Kohle zur Dechlorierung wiederherzustellen.The contact with the activated carbon removes the chlorine from the chlorine-containing Drinking water due to the catalytic effect of the Activated carbon destroyed. The process that takes place is explained by the equation 2Cl2 + 2H20 + C-4HCl + C02. However, the disadvantage of this method, which is so convenient and simple in itself, is that that the catalytically dechlorinating effect of the activated carbon is relatively rapid flagged. Since the required amount of coal, based on the water flowing through, is not insignificant, the process would be completely uneconomical, if it is not possible to restore the dechlorination activity of the coal.

Auch hierfür sind bereits allerlei Mittel vorgeschlagen worden. Man hat die erschöpfte Kohle gedämpft, mit heißem Wasser gewaschen, mit Salzsäure gekocht o. dgl. und glaubte, dabei auch einen gewissen Regenerationseffekt festgestellt zu haben. Die nähere Prüfung dieser bisher angegebenen Verfahren zeigt jedoch, daß es sich nur um Scheinerfolge von kurzfristiger, wenige Stunden währender Dauer handelt und daß die Filterleistung durch alle diese Mittel nicht mehr gebessert wird, als wenn man das Filter einige Stunden außer Benutzung stehenläßt.All sorts of means have already been proposed for this. Man steamed the exhausted coal, washed it with hot water, boiled it with hydrochloric acid or the like and believed that a certain regeneration effect was found to have. However, a closer examination of these methods indicated so far shows that it is only a sham success of a short-term duration lasting a few hours and that the filter performance is improved by all these means no more than if the filter is left out of use for a few hours.

Im Gegensatz zu diesem unzulänglichen Verfahren ist das nachfolgend beschriebene Verfahren in der Lage, die Kohle nach längerer Gebrauchsdauer, während deren sie den größten Teil ihrer dechlorierenden Kraft verloren hat, annähernd wieder auf - ihre Frischleistung zurückzubringen. Zu diesem Zweck hat man die Kohle in erschöpftem Zustand einer Behandlung mit verdünnten alkalischen Lösungen, z. B. Sodalösung, Natronlauge o. dgl., zweckmäßig in heißem Zustand und unter Rühren zu unterwerfen. Es ist durchaus überraschend, daß gerade diese Maßnahme zum Erfolg führt. Die Mehrzahl der natürlichen Wässer, die zur Behandlung kommen, ist alkalisch und durch eine mehr oder minder große Carbonathärte gekennzeichnet. Hieran ändert auch die Chlorierung des Wassers nichts, selbst dann nicht, wenn sie um ein Vielfaches stärker durchgeführt wird, als für Trinkwasser üblich. Es gelingt im allgemeinen nicht, einen Unterschied im Alkalitätsgrad des Wassers vor der Chlorierung und nach der Chlorierung festzustellen. Ebensowenig ändert sich der Alkalitätsgrad des Wassers in dem dechlorierenden Kohlefilter. Diese Feststellung hat bisher alle Fachleute, die sich mit dem Gegenstand beschäftigen, zu der Annahme geführt, daß die bei der Dechlorierung entstehende Salzsäure vollkommen durch die natürliche Carbonathärte neutralisiert wird. Ein Beispiel möge das Verfahren erläutern: Durch eine 35 cm hohe Schicht von 3 bis 4 mm groben Aktivkohlekörnern strömt ein Wasserstrom mit 0,25 mg freiem Chlor pro Liter und einer linearen Geschwindigkeit von o,3 cm/Sek. In dem ablaufenden Wasser finden sich nur noch etwa 15 °% des eingeführten freien Chlors. Durch entsprechende Erhöhung der Schichthöhe kann der Gehalt an freiem Chlor auf jeden beliebigen niedrigen Betrag herabgedrückt werden. Nach einigen Tagen beginnt die Dechlorierung nachzulassen, und nach zwei bis drei Wochen treten bereits 6o % des eingeführten Chlors hindurch. Unterwirft man nun die Kohle einer mehrstündigen Behandlung mit 5 °/oiger Sodalösung, beispielsweise durch Umwälzen in bekannten Filtern mit Dampfrührung, und wäscht die Kohle alsdann von anhaftender Sodalösung so lange nach, bis das Waschwasser nicht mehr alkalisch ist, so wird die Kohle derart weitgehend regeneriert, daß sie wiederum in 35 cm hoher Schicht und unter sonst gleichen Bedingungen praktisch die gleiche Wirkung zeigt wie im Anfang. Die Dechlorierungsleistung sinkt alsdann wieder wie bei der ersten Benutzung. Das Verfahren kann beliebig oft wiederholt werden.In contrast to this inadequate method, the method described below is able to bring the coal back to its fresh performance after a long period of use, during which it has lost most of its dechlorinating power. For this purpose the coal has to be treated with dilute alkaline solutions, e.g. B. Soda solution, sodium hydroxide solution o. It is quite surprising that precisely this measure leads to success. Most of the natural waters that are used for treatment are alkaline and characterized by a greater or lesser degree of carbonate hardness. The chlorination of the water does not change anything here, even if it is carried out many times more than is usual for drinking water. It is generally not possible to determine a difference in the degree of alkalinity of the water before the chlorination and after the chlorination. Neither does the degree of alkalinity of the water in the dechlorinating carbon filter change. This finding has led all those skilled in the art who deal with the subject to the assumption that the hydrochloric acid formed during the dechlorination is completely neutralized by the natural carbonate hardness. An example may explain the process: A stream of water with 0.25 mg of free chlorine per liter and a linear velocity of 0.3 cm / sec flows through a 35 cm high layer of 3 to 4 mm coarse activated carbon grains. Only about 15% of the introduced free chlorine is found in the running water. By increasing the layer height accordingly, the content of free chlorine can be reduced to any desired low level. After a few days, the dechlorination begins to subside, and after two to three weeks already 60% of the chlorine introduced has passed through. If one subjects the coal to a treatment for several hours with 5% soda solution, for example by circulating it in known filters with steam stirring, and then washing the coal from adhering soda solution until the washing water is no longer alkaline, the coal becomes so largely regenerated so that it again shows practically the same effect as at the beginning in a 35 cm high layer and under otherwise identical conditions. The dechlorination performance then drops again as with the first use. The process can be repeated as often as required.

Das Verfahren kann nicht verglichen werden mit einem bekannten Vorschlag, der dahin- geht, Wasser in Gegenwart aktiver Kohle zu chlorieren und die hierbei unwirksam gewordene Kohle durch Glühen oder durch Behandeln - mit starken Säuren oder Alkalien wieder aktiv zu machen. Die Erschöpfung der Kohle wird bei diesem bekannten Verfahren auf Adsorptionsleistungen der Kohle zurückgeführt, und die Behandlung durch Glühen bzw. mit starken Säuren oder Alkalien läuft im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren, das einen Regenerationsprozeß betrifft, auf einen Aktivierungsprozeß hinaus, Es war auch bereits bekannt, aktiven Kohlen, welche zur Reinigung oder Entfärbung von Lösungen, insbesondere von Zuckerlösungen, gedient haben, ihre adsorptive Wirksamkeit durch eine Alkalibehandlung - auch durch Kochen mit Alkalien -wieder zu verleihen. Die Kohle dient in diesen Fällen zur Adsorption der Verunreinigungen und Farbstoffe und belädt sich schließlich so sehr mit diesen Fremdstoffen, daß sie zur weiteren Aufnahme nicht mehr fähig wird. Die alkalische Behandlung dient dann zur Auflösung der störenden Fremdstoffe und stellt dadurch die adsorptive Wirksamkeit der erschöpften.Kohlen in dem Maße wieder her, als sie eine Beseitigung der Fremdstoffe bewirkt.The procedure cannot be compared with a well-known proposal, which aims to chlorinate water in the presence of active charcoal and which does so Coal that has become ineffective due to annealing or treatment - with strong acids or to make alkalis active again. The depletion of coal is at this known processes attributed to the adsorption performance of the coal, and the treatment by annealing or with strong acids or alkalis runs in contrast to the invention Method relating to a regeneration process to an activation process In addition, it was also already known active coals, which are used for cleaning or decolorization of solutions, in particular of sugar solutions, have served their adsorptive effectiveness by an alkali treatment - also by boiling with alkalis - to give it again. In these cases, the charcoal is used to adsorb the impurities and dyes and finally becomes so laden with these foreign substances that they lead to further Recording is no longer capable. The alkaline treatment then serves to dissolve it the disruptive foreign matter and thereby the adsorptive effectiveness of the exhausted.Kohlen to the extent that it causes the foreign matter to be removed.

Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei dem vorliegenden Verfahren nicht um adsorptive, sondern um katalytische Leistungen der Kohle. Eine Anhäufung von Fremdstoffen findet in der Kohle nicht statt und bildet daher auch nicht die Ursache ihrer Erschöpfung. Es konnte nicht vorausgesehen werden, daß die Behandlung mit verdünnten alkalischen Lösungen bei den zur Dechlorierung benutzten aktiven Kohlen zum Erfolg führt, weil das Alkali hier gar nicht imstande ist, jene Aufgabe zu erfüllen, die es bei den adsorptiv erschöpften Kohlen leistet. Dies ergibt sich auch daraus, daß beispielsweise die bei adsorptiv erschöpften Kohlen benutzte Säureregenerierung für die Wiederherstellung der Dechlorierungskraft von Aktivkohlen versagt.In contrast to this, it is the present Process not about adsorptive, but about catalytic performance of coal. One Accumulation of foreign matter does not take place in the coal and therefore also forms not the cause of their exhaustion. It could not be foreseen that the Treatment with dilute alkaline solutions for those used for dechlorination active coals leads to success, because the alkali is not capable of those To fulfill the task that it does with the adsorptively exhausted coals. This gives also from the fact that, for example, the coals used in adsorptively exhausted Acid regeneration to restore the dechlorination power of activated carbons fails.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the revitalization of the dechlorination Active coal exhausted by drinking water, characterized in that the exhausted Coal treatment with the aid of dilute alkaline solutions, e.g. B. of caustic soda, Soda or the like., Is subjected.

2. The method according to claim i, characterized in that that the treatment with hot solutions is expediently carried out with stirring.