DE584696C

DE584696C - Verfahren und Vorrichtung zur Belueftung, Entsaeuerung und Filtration von Wasser

Info

Publication number: DE584696C
Application number: DEP65965D
Authority: DE
Original assignee: PERMUTIT AG
Current assignee: PERMUTIT AG
Priority date: 1925-11-29
Filing date: 1925-11-29
Publication date: 1933-10-12

Description

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15 NOV 1333

AUSGEGEBEN AM 12. OKTOBER 1933

Die Erfindung -betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entsäuerung, Belüftung und Filtration von AVasser und besteht im wesentlichen darin, daß einem Wasserstrom, der in feiner Verteilung in einem unterhalb der Eintrittsstelle des Wassers allseitig geschlossenen, mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung stehenden Behälter herabrieselt, Luft mittels eines Ventilators o. dgl. in gröfieren Mengen entgegengeführt wird, als nach den Teildruckgesetzen für den gewünschten Entsäuerungsgrad nötig ist.

Es ist bekannt, Wasser von unerwünschten Gasen (Kohlensäure, Schwefelwasserstoff

o. dgl.) zu befreien und zu belüften dadurch, daß man es in sogenanntem Regenfall oder mittels Düsen verspritzt oder daß man es über Koks, Backsteine oder Holzhorden rieselt.

Hierbei ist die Belastung der Riesler, bezogen auf die Flächeneinheit, beschränkt, wenn eine brauchbare Wirkung erreicht werden soll, und werden die erforderlichen Flächen groß und damit auch die Kosten.

Weiter ist bekannt, Wasser in unter Atmosphärendruck stehenden Behältern einem leichten Luftstrom entgegenfallen zu lassen oder Luft in das Wasser mittels Gebläse einzuführen und beide hierauf zu verrieseln. Der angewendete leichte Luftstrom läßt' nur eine unvollkommene Entsäuerungswirkung erreichen.

Endlich ist noch bekannt, fein verteiltes Wasser einem Unterdruck oder bei Unterdruck einem Luftstrom auszusetzen.

Diese Verfahren bedingen entweder einen praktisch nicht zu erzielenden oder aufrechtzuerhaltenden Unterdruck oder einen Energiebedarf zur Absaugung der Luft aus dem Unterdruckraum an die äußere Atmosphäre, die die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens so herabdrücken, daß es nur bei verschwindenden Einzelfällen anwendbar bleibt.

Vorstehende Erfindung bezweckt nun, die Nachteile aller vorgenannten Verfahren zu vermeiden, ohne die Vorteile, aufzugeben. Xach der Erfindung wird das zu entsäuernde und zu belüftende Wasser in einen bis zur Wassereintrittsstelle allseitig geschlossenen, aber oben offenen oder durch ein Rohr mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung stehenden Behälter geleitet, in welchem es beispielsweise, durch ein Siebblech verteilt, von oben nach unten herabrieselt. Dem Wasser entgegen wird ein Luftstrom in größerer Menge, als nach den Teildruckgesetzen zur Erzielung des gewünschten Entsäuerungseffektes erforderlich, mittels eines saugenden oder drückenden A'"entilators 0. dgl. entgegengeführt.

Beispiel

Bei Atmosphärendmck P=I vermag Wasser von io° C bis zur völligen Sättigung rund 1200 ecm Kohlensäure zu lösen. Der Gleichgewichtszustand zwischen Luft und Kohlensäure wird bestimmt durch die Gleichung P = K -\- L, wobei P den Gesamtdruck (im vorliegenden Falle den Druck der äußeren Atmosphäre, also P = 1) bedeutet

und K + L die Teildrücke für die Kohlensäure und die Luft. Im Zustand der Sättigung des Wassers mit Kohlensäure ist keine Luft vorhanden, der Teildruck L also = o, so daß der Gesamtdruck dnrch den Teildruck der Kohlensäure bestimmt wird. Wird nun zur Entfernung der Kohlensäure aus dem Wasser der Teildruck dieser beispielsweise auf ¹Z₁₀₀₀ ermäßigt, so ist nur noch ^iooo der ίο bei Atmosphärendruck löslichen Kohlensäuremenge in Wasser löslich, d. i. 1,2 ccm/1, wogegen aber zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichtes, d. i. des Gesamtdruckes P = i, ein Teildruck der Luft erforderlich ist in Höhe is von ⁰⁹⁹Z₁₀₀₀ bzw. eine Luftmenge erforderlich ist in entsprechendem Maße, da sich die Teildrücke bekanntlich wie die Volumina verhalten.

Zur Entfernung der Kohlensäure aus Wasser bis auf den Restwert von 1,2 ccm/1 ist somit theoretisch eine Luftmenge erforderlich je Liter Wasser von 999 · 1,2 = 1198,8 ecm. Bei der Entsäuerung von Wasser mittels Teildruckminderung durch im Gegenstrom zum; AVasser nach oben geführter Luft ist an der Wassereintrittsstelle außer.der im Rohwasser gelösten Kohlensäuremenge JC noch vorhanden die bei völliger Entsäuerung des Wassers hieraus ausgeschiedene.Kohlensäuremenge K.

Bedeutet nun 1200 die bis zur Sättigung des Wassers in lösliche Kohlensäuremenge bei Atmosphärendruck, L die angewandte Luftmenge und R die an der Wassereintrittsstelle noch in Lösung bleibende Kohlensäuremenge, Pa 'den Teildruck für 'die im Wasser an dessen Eintrittsstelle löslich bleibende Kohlensäuremenge R, so gilt für die Wassereintrittsstelle die Gleichgewichtsbedingung 1200 : ι sowie R : Pa, oder, mit anderen Worten, die bis zur Sättigung bei Atmosphärendruck lösliche Kohlensäuremenge verhält sich •zum Druck an dieser Stelle wie die in Lösung bleibende Kohlensäuremenge zum Teildruck. Der Teildruck ergibt sich aus dem Verhältnis der Volumina der Gase an deren Austrittsstelle, die mit der Wassereintrittsstelle identisch ist. An der Eintrittsstelle sind vorhanden: die im Wasser gelösten Kohlensäuremengen K, ferner die ausgeschiedene Kohleusäuremenge K — R und die Luftmenge L, so daß

K+K—R _ K—R

Pa

Die Einführung dieses Wertes Pa in obige Gleichung und deren Auflösung - nach R ergibt die im Wasser verbleibende gelöste

Kohlensäuremenge R --.--. -

2400 · A

—-. Wird also

die zur völligen Entgasung theoretisch erforderliche Luftmenge von L =1200 ecm je Liter Wasser nur zugeführt, d. h. dieser Wert in die Gleichung eingesetzt, so ergibt sich der Wert R zu 6_S

2400 · K

R — — zu R

2400

K.

Es besteht also keinerlei Anstoß, der die Entsäuerung einzuleiten vermag. Tatsächlich wird zwar eine gewisse Entsäuerung eintreten, aber nur in geringerem Grade, wodurch dann ein Gefälle entsteht; dabei kann aber nicht die gesamte Kohlensäuremenge aus dem Wasser ausgeschieden werden, sondern nur ein Teil derselben.

Nach der Erfindung soll daher zur Einleitung der Entsäuerung eine Luftmenge zur Anwendung kommen, die größer ist, als theoretisch den Teildruckgesetzen entspricht, so daß unter allen Umständen eine der angewandten größeren Luftmenge entsprechende Beschleunigung des Entsäuerungsvorganges durch Erzeugung eines Gefälles erzielt wird. Die Ergebnisse ausgeführter Anlagen bestätigen dies auch vollauf, nämlich daß es erst bei Anwendung größerer als' der theoretischen Luftmengen möglich ist, einen brauchbaren Entsäuerungsgrad zu erzielen.

Das an der Eintrittsstelle zur Verteilung des Wassers vorgesehene Siebblech ist mit Luftdurchtrittsöffmingen versehen, damit für die Luft ein ungehinderter Durchgang geT geben ist. Zur Unterstützung der Zerteilung des Wassers ist es zweckmäßig, mehrere auf die Höhe des Behälters verteilte gelochte Platten anzuordnen, auf die das Wasser aufprellt, , so daß dauernd erneute Mischung und wechselnde Verteilung erreicht wird. Auch· diese Platten müssen mit besonderen Öffnungen für den ungehinderten Luftdurchgang versehen sein oder die Wasserdurchtrittsöffnung derselben sä groß gewählt werden, daß auch die Luft ohne erheblichen Widerstand hindurchströmen kann. Anstatt der vorbeschriebenen Verteilungsplatten kann auch Verteilungsmaterial beliebiger Art in den Behälter, beispielsweise Steine o. dgl., eingefüllt werden.

In Fällen, wo das Wasser gelöste Stoffe enthält, die bei der Berührung; mit der Luft oxydieren und ausscheidbar werden, wird unterhalb des Behälters ein Filter angeordnet und das belüftete Wasser durch diesen geleitet, um beispielsweise das Wasser vom Eisen- und Maugangehalt o. dgl. zu befreien, in Fällen, wo die Menge solcher Stoffe verhältnismäßig groß ist, kann man auch das Wasser vor der Entsäuerung in einem Filter reinigen, beispielsweise durch Zuführung von Druckluft, und dann erst das Wasser rieseln. Letzteres Verfahren hat den Vorteil, daIJ Wr-

stopfungen der Verteilungsvorrichtung im Entsäuerer verhindert werden.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.

Die Pumpe α fördert das Wasser aus einem •Brunnen in den Behälter h, wo es durch den zu oberst angeordneten Siebboden c verteilt

ίο herabrieselt, um auf dem Wege seines Falles nach unten auf Prallplatten aufzutreffen und \^ron dort sich endlich im Unterteil des Behälters zu sammeln, von wo es direkt oder durch die Rohrleitung e dem darunter oder daneben angeordneten offenen oder geschlossenen Filter/ zuströmt. Das Filter/ dient dazu, e\^rtl. aus dem Wasser auszuscheidende Stoffe zurückzuhalten. Aus ihm gelangt das gereinigte Wasser in einen Reinwasserbehälter g. Auch kann das belüftete Wasser aus dem Behälter mittels einer Pumpe entnommen und durch den Filter in die Versorgungsleitung unmittelbar gedrückt werden. Der Ventilator /{ saugt atmosphärische Luft an und drückt diese durch das Verteilungsrohr i in den Behälter b. Die Luft strömt entgegen dem Wasser nach oben und tritt durch die Prellplatten bzw. die Luftdurchgangsöffnung k hindurch, um oben durch ein Abzugsrohr m zu entweichen, wobei sie die infolge der Teildruckminderung ausgeschiedenen Gase (Kohlensäure.. Schwefelwasserstoff u. dgl.) aufgenommen hat und nach außen abführt.

Der Vorteil des Verfahrens nach der Er-

35, findung gegenüber den bekannten Verfahren besteht clarin. daß die Entsäuerung und Belüftung des. Wassers in der freien Atmosphäre geschieht, geschützt gegen Verunreinigungen, und in jedem gewünschten Maße erfolgt, wobei aber trotz der notwendigen großen Luftmengen der Kraftverbrauch für die Luftbewegung nur gering ist und nur» einen verschwindenden Bruchteil derjenigen ausmacht, der bisher z. B. bei der Entsäuerung im Unterdruckverf ahren benötigt wurde.

Claims

Patentansprüche:

r. Verfahren zur Entsäuerung von Wasser, das in feiner Verteilung einem entgegengeführten Luftstrom in einem allseitig· geschlossenen, mit der Atmo-Sphäre in Verbindung stehenden Behälter ausgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der dem herabrieselnden Wasser entgegengeführten Luft größer ist, als zur Erzielung des gewünschten Entsäuerungsgrades nach den Teildruckgesetzen erforderlich.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das belüftete und entsäuerte Wasser zur Abscheidung der infolge Berührung des Wassers mit der Luft ausscheidbaren Stoffe, z. B. Eisen, Maugan o. dgl., über einen Filter geleitet wird.
₄
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser zunächst über einen Filter und hierauf in den Entsäuerungs- und Belüftungsapparat geleitet wird.
4. Vorrichtung für das Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen mit der Atmosphäre in freier Luftverbindung stehenden, unterhalb der Wassereintrittsstelle allseitig geschlossenen Behälter, in welchem fein \'erteiltes Wasser einem durch die Teildruckgesetze bestimmten und mittels eines Ventilators

o. dgl. erzeugten Luftstrom entgegenfällt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehenden, von einem künstlichen Luftstrom durchzogenen Behälter, unterhalb dessen ein Filter zur Zurückhaltung der aus dem Wasser ausscheidbaren Verunreinigungen angeordnet ist.
6. A^orrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen dem Riesler vorgeschalteten Filter, aus welchem das von abscheidljaren Substanzen befreite Wasser nach dem Rieselbehälter geleitet wird.

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