DE620990C - Verfahren zum Enteisenen von kohlensaeurehaltigem, keimfreiem Mineralquellwasser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Enteisenung von kohlensäurehaltigem Mineralquellwasser.

Bisher bediente man sich bei der Enteisenung von Mineralquellwasser des bekannten Verfahrens, das Wasser in großen Behältern in flacher Schicht der Einwirkung der atmosphärischen Luft auszusetzen. Auch sind mit ozonisierter Luft arbeitende Enteisenungsanlagen bekannt.

Bei diesen bekannten Verfahren wird es nicht vermieden, daß ein großer Teil der freien Kohlensäure verlorengeht. Sinkt indessen der Kohlensäuregehalt unter den für jede Wasserzusammensetzung festgelegten Betrag an zugehöriger Kohlensäure, die bekanntlich die Carbonathärte in Lösung hält, so fallen Härtebildner zum Teil aus. Dies tritt vor allem dann ein, wenn man das

ao Wasser noch mehrere Stunden zur Nachreaktion in Behältern an der Luft stehen läßt. Wenn aber bei der Behandlung die freie Kohlensäure und ein Teil der Carbonathärte verschwinden, so kann das darauffolgend mit Kohlensäure imprägnierte Wasser nicht mehr als natürliches Mineralwasser bezeichnet werden. Auch bringt das Stehen des Mineralwassers an der Luft die Gefahr der Infizierung durch Bakterien mit sich; bei Anwendung von Belüftungsbehältern ist es daher unerläßlich, sie zwecks Fernhaltung von Algen und Infektionskeimen bzw. gegebenenfalls deren Bekämpfung und Beseitigung in umständlicher Weise zu überwachen bzw. zu reinigen.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Enteisenung von Mineralquellwasser durch Behandlung mit Sauerstoff in einer Kohlensäureatmosphäre vorzunehmen. Dieses Verfahren bedarf zurDurchführung einer umfangreichen Apparatur, wodurch der erforderliche Betriebsauf wand hoch wird; außerdem ist die Behandlungsdauer eine lange. Hinzu kommt, daß durch die Behandlung in einer Kohlensäureatmosphäre in geschlossenen Behältern zwar ein Entweichen von Kohlensäure in die Außenluft und damit ein völliger Verlust derselben vermieden wird, keineswegs aber ein Ausscheiden großer Mengen der freien Kohlensäure aus dem Mineralwasser an sich; auch ist die Anreicherung des Mineralwassers mit Sauerstoff, der in Lösung geht, unvermeidlich.

Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Mißstände in einem einzigen Verfahren. Erfindungsgemäß wird ebenfalls eine geschlossene Apparatur angewendet. Die für die Enteisenung notwendige Zeit, die nach dem bisherigen Verfahren bis zu 40 Stunden betrug, wird auf etwa 15 Minuten abgekürzt, Farbe, schlechter Geruch oder Geschmack werden dem zu reinigenden Mineralquellwasser genommen, das auch frei bleibt von Bakterien oder sonstigen Verunreinigungen. Die freie Kohlensäure, die für viele Mineralquellwässer eine wichtige Rolle spielt, da sie

die Ionisierung der im Wasser gelösten Salze in Anionen und Kationen beeinflußt, bleibt so weit erhalten, daß die Carbonathärte nicht mehr ausfällt und "der Salzgehalt des entsäuerten Wassers dem des natürlichen Mineralquellwassers gleichkommt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch dann noch anwendbar, wenn das Eisen nicht als Bicarbonat, sondern an organische oder ίο anorganische Säuren gebunden vorhanden ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden diese oben aufgezählten Unvollkommenheiten vermieden. Es besteht darin, daß zu-.nächst dem zu enteisenden Mineralquellwasser Chlor zugesetzt wird, und zwar nur in solcher Menge, wie zur Enteisenung gerade notwendig ist, so daß kein überschüssiges Chlor in dem Wasser verbleibt. Da nun das Eisen durch Chlor zunächst nur kolloidal, d. h. in nicht ohne weiteres filtrierbarer Form ausgeschieden wird, wird weiter das gechlorte Mineralwa'sser durch ein katalytisches Kontaktfilter geleitet. Hier wird der durch die Chlorung gewissermaßen nur eingeleitete Reaktionsvorgang zu Ende geführt und- der Niederschlag schon zum großen Teil zurückgehalten.

Der noch verbliebene Rückstand ist weiter nach Passieren des Kontaktfilters, das man in vorliegendem Falle auch als Umwandlungsfilter bezeichnen kann, von solcher Beschaffenheit, daß er in einem dem Umwandlungsfilter nachgeschalteten mechanischen Filter restlos zurückgehalten wird. Versuche haben ergeben, daß ein auf die beschriebene Weise behandeltes eisenhaltiges Mineralquellwasser so vollkommen enteisent wird, daß darin auch mittels der - Isdnitrosoacetophenonmethode, durch die noch ein Gehalt von 0,01 mg Eisen im Liter nachzuweisen ist₃ Eisen nicht mehr nachgewiesen werden kann.

Das Verfahren der Behandlung mit Chlor hat nun den großen Vorteil, daß es in geschlossener Apparatur, und zwar ohne Zerlegung der Wassermasse in großflächige Schichten, ausgeführt werden kann. Hierdurch wird wieder erreicht, daß die in dem Mineralbrunnenwasser enthaltene freie Kohlensäure während der Behandlung nur in ge-50-ringen Mengen ausgeschieden wird, und daß auch diese in durch Fremdgase unverdünntem Zustand ausgeschiedenen Mengen in einfachster Weise gesammelt und für beliebige Zwecke nutzbar gemacht werden können. Die Behandlung von Wasser mit Chlor ist an sich· bekannt. Jedoch geschieht dies hauptsächlich bei Trinkwasser zu dem Zweck, um dasselbe zu entkeimen, weshalb das Chlor in Mengen zugesetzt werden muß, die die für Enteisenung allein benötigten Mengen erheblich übertreffen. Das infolgedessen im Wasser verbleibende überschüssige Chlor muß daher wieder entfernt werden, .was mittels Durchleitung durch Filter von Silikatverb indungen (Zeolithen) oder von aktiver Kohle geschieht. Bekanntlich aber halten solche Zeolithe Eisen nur im Austausch gegen andere Stoffe zurück, ein Umstand, der eine Anwendung dieses be- · kannten Verfahrens^ auf Mineralquellwässer, bei denen unter allen Umständen ein Hinzutreten neuer Stoffe vermieden werden muß, ganz ausschließt.

Auf der Zeichnung ist in schematischer Weise eine Anlage zur Enteisenung von kohlensäurehaltigem Mineralwasser nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Es bedeutet α eine zweckmäßig im Brunnenschacht aufgestellte Pompe, die durch das Rohr b das Wasser in seinem an der Quelle bestehenden Zustand nach oben führt. Nach Passieren des Behälters c wird das Wasser durch das Rohr f_} nachdem ihm aus einer Chlorflasche g die erforderliche geringe Menge von Chlor zugeführt worden ist, in einen aus mehreren Abteilungen h, i bestehenden geschlossenen, mit einem Überdruckventil versehenen Hochbehälter gebracht. Der Hochbehälter h, i ist im übrigen so bemessen·, daß die Bewegungsgeschwindigkeit möglichst gering ist, um einen möglichst geringen Verlust go an Kohlensäure zu erzielen. . Mit Rücksicht auf eine möglichst ruhige Bewegung des Wassers ist auch der Einlaß in den Behälter h in den Boden desselben; verlegt.

Aus dem Behälter i, in dem das Wasser eine Zeitlang verweilt, die ausreicht, um die durch den Zusatz des Chlors zu bewirkende Umwandlung des Eisenoxyduls in Eisenoxyd sich vollenden zu lassen, gelangt das Wasser mit seinem zwar schon ausgeschiedenen, aber noch nicht in nitrierfähigem Zustand vorliegenden Eisengehalt in das Umwandlungsfilter k, dessen Füllung aus aktiver Kohle oder einer gleichartig wirkenden Masse bestehen kann.

Hier findet der schon weiter oben beschriebene katalytische Ausfällungsvorgang statt; darauf wird das Wasser noch in einem gewöhnlichen Sandfilter m einer mechanischen Nachreinigung unterzogen, um endlich durch den Stutzen η seinem Gebrauchszweck zugeführt zu werden.

Bei dem beschriebenen Vorgang findet also keinerlei Unterteilung des Wasserquantums in kleine luftumspülte Fäden oder Tropfen, ebenso keine Ausbreitung zu großer flacher Schicht statt. Infolgedessen ist ein Entweichen großer Mengen von Kohlensäure ausgeschlossen, und, wie weiter unten an einem zahlenmäßigen Beispiel dargelegt ist, weist das gebrauchsfertige Wasser an der Entnahmestelle η einen so hohen Gehalt an natürlicher

Kohlensäure auf, daß es nicht allein den zur Erzielung der Haltbarkeit bei 'seiner Verwendung zu Trinkzwecken erforderlichen Gehalt an natürlicher Kohlensäure aufweist, sondern auch für Badezwecke ohne künstlichen Zusatz von Kohlensäure unmittelbar verwendet werden kann.

Trotzdem ist natürlich eine gewisse Kohlensäureverarmung des Wassers nicht zu vermeiden, die größtenteils bei der Entnahme des Wassers aus dem Brunnen infolge des durch die Saugwirkung der Pumpe entstehenden Unterdruckes eintritt. Um nun auch diesen aus dem Wasser ausgeschiedenen Kohlensäureanteil nicht verloren gehen zu lassen, wird zunächst das in dem Rohr b aus dem Brunnen nach oben geförderte Wasser in dem Abscheider c von der gasförmig ausgeschiedenen Kohlensäure getrennt, und diese durch das Rohr d in einen Sammelbehälter e geleitet. Diese an der Pumpstelle bzw. im Behälter c ausgeschiedene Menge Kohlensäure bildet den größten Teil des Gesamtverlustes, während die Verluste in den eigentlichen Enteisenungsapparaten zusammen nur ungefähr die Hälfte davon ausmachen. Da aber der Sammelbehälter e für die Aufnahme der an der Quelle sich ausscheidenden Gase in jedem Falle erforderlich ist, lohnt es sich, auch die in den Filterbehältern k und m sich ausscheidenden, wenn auch geringeren Mengen des Gases ebenfalls durch Rohre 0 in den Behälter e zu führen. Dies erscheint auch schon deswegen angebracht, damit nicht etwa die an der Eintrittsstelle des Wassers im oberen Teile des Behälters k sich entwickelnden Gase sich ansammeln und so den Eintritt des Wassers durch Erhöhung des Gegendruckes behindern.

Dem Behälter e können nun bei p die gesammelten Gasvorräte zu beliebiger Verwendung entnommen werden, beispielsweise zur Anreicherung behandelten Mineralwassers für Trinkzwecke oder Badewassers zur Herstellung für besondere hygienische Zwecke.

Aus füh rungs bei spiel

Es wurden 40 1 eines der Quelle frisch entnommenen Mineralwassers enteisent. Der Eisengehalt betrug vor der Behandlung 4 mg/1. Die für die Behandlung benötigte Chlormenge betrug 2,48 mg/1, also im ganzen 99,2 mg, welche Menge in Form von 115,6 ecm Chlorwasser dem Mineralwasser zugesetzt wurde. Die Oxydation der Ferrobicarbonats war nach 9 Sek. beendet. Nach 3 Min. war kein freies Chlor mehr nachweisbar. Das Wasser war nach der Behandlung kristallklar und mit Wein oder Fruchtsäften ohne Auftreten eines unansehnlichen Niederschlags mischbar.

Der Kohlensäuregehalt betrug an der Quelle 2000 mg/1, nach dem Hochpumpen 1540 mg/1, nach der Enteisenung 1432 mg/1. Hierzu sei bemerkt, daß der Gehalt von 1432 mg/1 zur Herstellung von Kohlensäurebädern, die bei 35° Temperatur höchstens 900 mg/1 enthalten sollen, nicht nur ausreicht, sondern daß noch ein Überschuß von 532 mg/1 verfügbar ist, der beim Anwärmen des Wassers in offenen Behältern entweichen kann. Weiter bietet ein Gehalt an Kohlensäure von 1432 mg/1 die Gewähr dafür, daß keine Carbonathärte ausfällt, da bei dem dem Versuch dienenden Wasser eine solche Ausfällung erst bei einem Kohlensäuregehalt von weniger als 400 mg/1 zu erwarten war. Es besteht also in dieser Hinsieht eine 3¹/₂fache Sicherheit.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Enteisenung von koh- °° Iensäurehaltigem keimfreiem Mineralquellwasser unter möglichst geringer Veränderung seines Gasgehaltes und seiner mineralischen Bestandteile durch Behandlung mit Chlor und Filtrieren durch ein katalytisches Filter, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Wasser nur die zur Oxydation des gelösten Eisens erforderliche Chlormenge zusetzt, daß man das Wasser nach Passieren des katalytischen Filters noch durch ein mechanisch wirkendes Filter hindurchleitet und daß man unter Luftabschluß arbeitet.

2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Gasabscheiders (c) zwischen der Förderpumpe (a) und der Chlorungseinrichtung (g) mit einem der Chlorungseinrichtumg nachgeschalteten mehrteiligen Hochbehälter Qi, i), einem katalytischen Kontaktfilter (k) und me-

■ chanischen Reinigungsfilter (m).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen