DE622550C - Verfahren zur Herstellung von Filtermassen - Google Patents

Description

Zur Reinigung von Wasser, insbesondere von eisen- und manganhaltigen Wässern, hat man Basenaustauschstoffe verwendet, die durch, wiederholte Behandlung von Manganosalzen und Permanganaten mit einer aktiven Schicht überzogen wurden. Bei dieser Präparierung der Basenaustauscher spielt der Basenaustauschvorgang selbst eine wesentliche Rolle, da das Alkali oder Erdalkali der

ίο Basenaustauscher sich mit den Manganosalzen zu Manganobasenaustauscher umsetzte, während bei der darauffolgenden Einwirkung von Alkali- oder Erdalkalipermanganaten ein Austausch des Manganions mit dem Calcium- " oder Alkaliion stattfand unter Rückbildung der Calcium- oder Alkalibasenaustauscher und die Manganosalze mit der Übermaugansäure unter Bildung höherer Oxyde reagierten. Diese Produkte, deren Herstellung

ao aus den Basenaustauschern verhältnismäßig schwierig war, wiesen auch sonst erhebliche Nachteile auf, die vor allem darin bestanden, daß sie sehr kostspielig waren und daß die Basenaustauscher chemisch wenig widerstandsfähig sind, so daß aggressive Wässer, insbesondere auch heiße Wässer oder Flüssigkeiten, die gereinigt werden sollten, die Filterstoffe sehr bald zerstörten. Auch eine Reinigung dieser Filterstoffe durch Rückspülen führte zu erheblichen Verlusten, da die Masse verhältnismäßig leicht war, so daß stets gewisse Mengen der Filterstoffe mit weggeschwemmt wurden. Man mußte auf Grund der bisherigen Kenntnisse annehmen, daß zur Herstellung wirksamer Filtermassen die basenaustauschende Eigenschaft der Basenaustauscher eine ausschlaggebende Rolle spielte.

Im Gegensatz hierzu wurde überraschenderweise gefunden, daß man zur Herstellung wirksamer Filtermassen nicht die teuren und chemisch empfindlichen Basenaustauscher verwenden muß, sondern daß man von porösen keramischen Massen, wie Steingut, Porzellan und ähnlichem, ausgehen kann, die man nacheinander mit Manganosalzlösung und Permanganat behandelt und so aktiviert. An Stelle dieser keramischen Massen lassen sich auch andere ähnliche Filterstoffe verwenden, wie insbesondere Marmor und andere, die flüssigkeitsaufsaugend sind. Obwohl diese Stoffe nicht die Mikroporosität der Basenaustauscher aufweisen, da sie mehr als makroporöse Stoffe aufzufassen sind, und obwohl diese Stoffe keinerlei irgendwie geartete basenaustauschende Eigenschaft aufweisen, sind die mit ihnen hergestellten aktiven Filtermassen mindestens so wirksam wie die aus den Basenaustauschstoffen hergestellten, ohne deren nachteilige Eigenschaften zu besitzen; insbesondere ■ sind sie außerordentlich leicht wieder durch Rückspülung zu reinigen, da sie aus schweren Stoffen bestehen, die bei der Durchwirbelung nicht zerstört werden. Vor allem aber sind diese Stoffe gegen die Einwirkung chemischer Reagenzien und gegen heiße Wässer oder heiße Flüssigkeiten vollkommen widerstandsfähig, so daß mit ihnen Lösungen oder wäßrige Flüssigkeiten bei Temperaturen filtriert werden können, bei denen die aus Basenaustauschern hergestellten Stoffe ohne weiteres zerstört würden.

Sand ist wegen seiner Dichte als Träger- I den 483 cbm Wasser mit einer durchsdinittstoff nicht geeignet. liehen Leistung von 670 1 stündlich enteisenet

Die Herstellung άέτ Fütermassen erfolgt f _;,und entmangant. Die Filter waren aber bei z. B. dadurch, daß man Porzellan-, Steingjjg^ ^dieser Leistung noch nicht erschöpft,
oder Marmorkörner o. dgl. von beliebiger^ ν&ίηι Rohwasser waren enthalten 4 mg/1 Eisen Größe mit sauerstoffanreichiernden Chieirii.4| ^ifd 1,13 mg/1 Mangan.

kalien behandelt, und zwar zuerst mit einer·- #*' Im Reinwasser waren enthalten 0,2 mg/1 Manganchlorür- und dann mit einer Kalium- Eisen und 0,11 mg/1 Mangan.

permanganatlösung. Durch die auf diese to Weise hergestellte sauerstoffreiche keramische oder Marmorfiltermasse bilden sich höhere Oxyde des Mangans, welche beim Hindurchfiltrieren von manganhaltigem Wasser einen Teil ihres Sauerstoffs an das Manganoxydul des Wassers abgeben und es entweder als unlösliches Manganoxyd oder in Form eines Mangänimanganits niederschlagen. Nach Verbrauch des Sauerstoffs' wird das Filtermaterial durch Überleitung einer Kaliumpermanganatlösung wieder von neuem gebrauchsfähig gemacht. Regeneration und Permanganataufnahme erfolgt dann in dem bekannten Verhältnis :

3 MnO : 2 KMnO₄ = 213 : 316,

wobei die Ausscheidung des Mangans einen regelrechten Oxydationsvorgang darstellt, an dem wahrscheinlich nur die höheren Oxyde des Mangans teilnehmen. Die Filtermasse arbeitet also nicht basenaustauschend, sondern wirkt, wie oben bemerkt, als Träger für die höheren Manganoxyde. Die Enteisenung erfolgt bei vorheriger Belüftung des Wassers durch katalytische Wirkung. Die beschriebene Filtermasse ist äußerst hart und scharfkantig, desgleichen sehr widerstandsfähig gegen aggressive im Wasser auftretende Säuren und Gase, so daß sie eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer besitzt und auch nicht durch heiße oder kochende Flüssigkeiten zerstört wird, was beispielsweise, wie schon ausgeführt, bei allen künstlichen -und natürlichen basenaustauschenden Gesteinen, wie Permutiten oder Glaukoniten, -45 der Fall ist.

Versuche, die in der Technik durchgeführt worden sind, haben die volle Brauchbarkeit dieser neuen Filterstoffe ergeben. Durch 6 Monate lange Versuche in einem deutschen Wasserwerk wurden u. a. folgende Leistungen mit der beschriebenen Filtermasse erzielt;

Versuch A

In einen Vorfilter von 300 mm -& wurden 46 kg^; Filtermasse, bestehend aus aktivierten P'orzellankörnern von 2 bis 3 mm -Sr, für die Enteisenung des Wassers .eingefüllt und in einen Nachfilter von 300 mm -Or 160 kg aber

: mit ι bis 1,5 mm -©" für die Entmanganung des Wassers. Mit diesen beiden Filtern, welche nacheinandergeschaltet waren, wur-Das gereinigte Wasser war also praktisch eisen- und manganfrei und hatte einen erfrischenden Geschmack. Das Eisen wurde durch katalytische Wirkung in dem Vorfilter ausgeschieden und das Mangan durch chemische Vorgänge in dem Nachfilter infolge Bildung von höheren Manganoxyden, durch welche der gewünschte Oxydationsvorgang zwecks Ausscheidung des Manganoxyduls erfolgte. Aus 483 cbm Wasser wurden demnach 483 · (1,1—o, r) = 483 g Manganoxydul ausgeschieden. Demnach wurden mit' r kg Porzellanfiltermasse 3 g Manganoxydul aus dem Wasser entfernt.

. Versuch B

In einen Filter von 300 mm -©" wurden 100 kg Filtermasse, bestehend aus aktivierten Marmorkörnern von 2 bis 3 mm ■&, für gleichzeitige Enteisenung und Entmanganung des Wassers eingefüllt. Mit diesem einen Filter wurden 490 cbm Wasser mit einer durchschnittlichen Stundenleistung von 683 1 enteisenet und entmangant. Der Filter war nach Durchfluß dieser Wassermenge noch nicht erschöpft.

Aus 490 cbm Wasser wurden ausgeschieden 490 · 1,1 — o,i = 490 g Manganoxydul. Demnach wurden mit 1 kg Marmorfiltermasse 490 : 100 = 4,9 g Manganoxydul aus ' dem Wasser entfernt.

Im Rohwasser waren enthalten 4 mg/1 Eisen und 1,13 mg/1 Mangan.

Im Reinwasser waren enthalten 0,31 mg/1 Eisen und 0,13 mg/1 Mangan.

Das Reinwasser hatte genau denselben freien Kohlensäuregehalt wie das Rohwasser. Eine Entsäuerung fand also durch die aktivierte Marmorfiltermasse nicht statt.

Diese Versuche zeigen die überraschend günstige Wirkung der neuen Stoffe, die nicht no nur einen vollen Ersatz bieten gegenüber den bisher verwendeten Fütermassen, sondern darüber hinaus in ihrer Brauchbarkeit und Anwendungsfähigkeit die bisher bekannten Fütermassen bei weitem übertreffen. ng

Im besonderen mag noch hervorgehoben werden, daß die neuen Fütermassen auch gegenüber Fütermassen aus organischen Stoffen, wie Holzfasern, Papierstoff, Gewebe oder Kork, die mit einer Kaliumpermanganatlösung imprägniert wurden, erhebliche Vorteile bieten.' Abgesehen davon, daß die.ge-

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nannten Stoffe sehr bald durch Fäulnis unbrauchbar und der Geschmack des Wassers nach Durchfluß über die Korkschicht verschlechtert wurde, war das Verfahren äußerst unsauber und entsprach in keiner Beziehung den sanitären Vorschriften, da die Entfernung der stark durch Eisenschlamm verschmutzten Filtermasse nur durch Herausschaufeln mittels Dunggabeln aus offenen Filterbehältern möglich war. Diese Filtermasse war nicht regenerationsfähig und ließ sich auch nicht durch Rückspülung reinigen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Filtermassen zur Reinigung von Trink- und Fabrikationswasser durch Imprägnieren von Körnern aus Porzellan, Steingut, Marmor o. dgl., d. h. porösen oder flüssigkeitsaufsaugenden Stoffen, mit reaktionsfähigen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Körnermassen nacheinander mit wäßrigen Lösungen von Manganchlorür und Kaliumpermangaxiat behandelt werden.