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Verfahren zum Keimfreimachen von Wasser und Abwässern mittels Basenaustauscher
Zusatz zum Patent 6I2 ogs Gegenstand des Hauptpatents 6I2 ogs ist ein Verfahren
zur Herstellung und Reinigung von Salzen unter Doppelumsetzung mit Basenaustauschern.
Hiernach werden Gemische derjenigen zwei Basenaustauscher, deren Bildung beim Doppelumsatz
möglich ist, verwendet und diese beiden Basenaustauscher derart schichtenweise in
ihrer Zusammensetzung sich ändernd gelagert, daß in der Richtung der jeweils reagierenden
Salzlösung der reagierende Basenaustauscher in steigenden Mengen, der mit der Salzlösung
gleich basische Basenaustauscher in fallenden Mengen vorhanden ist.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Weiterbildung des Verfahrens
des Hauptpatents, indem diese Umsetzung zur Keimfreimachung von Wasser oder Abwässern
aller Art benutzt wird. Zu diesem Zweck wird das bewegliche Kation des Basenaustauschergemisches,
das mit dem Kation der zu behandelnden Flüssigkeit ausgetauscht wird, derart gewählt,
daß es sterilisierende bzw. bakterizide oder funkezide Wirkungen ausübt.
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Die Anwendung dieses Verfahrens setzt natürlich voraus, daß in der
zu behandelnden Flüssigkeit ein austauschfähiges Kation enthalten ist bzw. es muß
ein entsprechendes Salz zugefügt werden.
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Durch Durchfluß der zu behandelnden Flüssigkeit wird das in ihr enthaltene
Kation gegen das sterilisierende Kation ausgetauscht.
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Letzteres übt innerhalb der Lösung seine sterilisierende Wirkung aus
und wird durch Rücklauf der Flüssigkeit durch das gleiche Filter wiederum gegen
das früher berausgenommene Kation ausgetauscht. Nach Hinundhergang durch das Filter
liegt wieder die gleiche, jedoch jetzt sterilisierte Flüssigkeit vor. Man kann auch
durch Zusammensetzung mehrerer gleicher Filter Hin- und Rücklauf der zu behandelnden
Flüssigkeit in einem Arbeitsgang vornehmen, d. h. das eine Filter dient zum Eintauschen
des sterilisierenden Kations in der Behandlungsflüssigkeit und das andere zum Rücktausch.
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Man kann so beispielsweise hartes Wasser mit einem Gehalt von etwa
0, 2°/oo Calciumsulfat durch ein entsprechendes Basenaustauscherfilter von Calciumzeolith
und Silberzeolith durchfließen lassen, wobei das Calciumsulfat durch die äquivalente
Menge Silbersulfat ersetzt wird. In diesem Falle beträgt die äquivalente Menge Silbersulfat
0,5
0/oo der Lösung, und sie bleibt also unter der o,6 0/0 betragenden Löslichkeitsgrenze
von Silbersulfat in Wasser; diese Konzentration der Silberionen genügt, um ohne
Erwärmung nach kurzem Kontakt die Bakterien des Wassers zu töten. Zur Regenerierung
des Basenaustauschergemisches in den Urzustand kann die Silberionen enthaltende
Lösung, d. h. das Silberionen enthaltende, nunmehr keimfrei gemachte Wasser selbst
verwendet werden, da in ihr gerade dieselbe Menge Silberionen enthalten ist, die
dem Silberzeolith entzogen worden ist. Es genügt also, dieses Wasser in umgekehrter
Richtung durch das Basenaustauschergemisch zurückfließen zu lassen, wobei es selbst
als Regenerationsflüssigkeit wirkt, und aus dem Basenaustauschergemisch dieselbe
Menge Calciumionen wieder aufnimmt, die es beim ersten Durchfluß abgegeben hat und
wodurch dieses selbst in den Anfangszustand zurückverwandelt wird, ohne daß hierbei
irgendein Silberverlust auftritt.
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Durch Nachbehandlung mittels eines Natriumzeoliths, wie es in den
gewöhnlichen Kesselspeisewasser - Reinigungsapparaten geschieht, kann nun das Wasser
außer keimfrei nun auch kalkfrei gemacht werden. Ist kein Calciumsulfat im Wasser
enthalten, so kann man das zu sterilisierende Wasser zuerst über Gips fließen lassen
oder ihm ein lösliches Sulfat zusetzen. Statt silberhaltiger Basenaustauscher können
auch solche mit anderen gleichartig wirkenden Schwermetallionen, z. B. Cadmium,
Quecksilber, Kupfer usw., angewendet werden.
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Das Verfahren der Erfindung kann auch mit anderen Basenaustauscherverfahren
vereinigt werden, wodurch beispielsweise gleichzeitig oder anschließend das Kation
der Flüssigkeit bzw. auch das betreffende Salz ausgetauscht oder entfernt wird.
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An Hand der nachfolgenden Beispiele soll das Verfahren noch eingehend
erläutert werden.
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1 Zwei Umsetzungsgefäße, die mit Silberzeolith und Calciumzeolith
nach der Anordnung des Hauptpatents gefüllt sind, werden nebeneinandergestellt,
und zwar derart, daß bei beiden die reinen Silberzeolithschichten nach unte kommen.
Die beiden unteren Enden werden durch ein Rohr verbunden.
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Die obere Hälfte dieser doppelrohrartigen Gesamtvorrichtung wird
mit einer Vorrichtung versehen, die es gestattet, diesen Teil mittels Dampfes oder
durch sonstige geeignete Mittel zwecks Sterilisierung auf etwa 1050 zu erhitzen.
Diese Sterilisation kann auch mit anderen Mitteln, wie Ozon, Alkalihypochloritlauge,
Chlon;vasser, - Wasserstoffsuperoxyd usw., vorgenommen werden. Vor Beginn der Benutzung
werden diese zwei Gefäßteile steriIisiert, dann läßt man durch das erste Rohr gewöhnliches,
auch stark bakterienhaltig, es Leitungs- oder anderes Wasser, das beispielsweise
etwa 100 mg Ca/l enthält, mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von etwa 5 bis 71/Std.
durchlaufen. Das Wasser tritt aus dem zweiten Rohr steril und mit dem ursprünglichen
Salzgehalt aus.
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Nach Durchfluß von 2500 bis 30001 muß das Filter regeneriert werden.
Zu diesem Zweck kahn man ebenfalls das gleiche Wasser nehmen wie dasjenige, das
man sterilisieren will. Man muß auch hierbei das obere Ende der Mündung des ersten
Rohres geeigneterweise vorher sterilisieren, um die dort anhaftenden Mikroben zu
töten.
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Man läßt durch das Filter wieder gewöhnliches, evtl. infiziertes
Leitungswasser durchlaufen, wobei das Filteraggregat regeneriert und gleichzeitig
das durchlaufende Wasser sterilisiert wird. Nach Durchlauf von etwa 2500 bis 30001
wird wiederum die Durchlaufrichtung geändert. Hierbei ist wiederum darauf zu achten,
daß vor dem Wechsel der Durchlaufrichtung das jetzt als Austrittsöffnung dienende
Ende, durch das ja während des letzten Durchlaufs das infizierte Wasser aufgegeben
wurde, vorher sterilisiert wird.
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Für eine dauernde Benutzbarkeit des Aggregats ist es eine Bedingung,
möglichst chlorfreies Wasser zu verwenden, sonst muß der als Silberchlorid immobilisierte
Silbergehalt der Basenaustauschermischung im Aggregat durch ein schwerlösliches
Silbersalz ersetzt werden.
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Wenn im Zeolith Silber durch Kupfer ersetzt wird, so können auch
chlorhaltige Wässer behandelt werden.
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II Es wird ein Aggregat nach Beispiel 1 verwendet, wobei jedoch im
Austrittsrohr der Calciumzeolith durch Natriumzeolith ersetzt ist. Man läßt dieselbe
Menge Wasser durchlaufen, wobei diese nicht nur keimfrei gemacht wird, sondern auch
enthärtet wird.
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Zur Regenerierung nach einem Durchlauf von etwa 2500 bis 30001 Wasser
verwendet man dann eine Lösung von etwa goog Natriumnitrat, um lösliches Silbernitrat
bei der Umsetzung zu erhalten. Das Natriumnitrat wird in etwa 251 keimfreiem Wasser,
das aus dem Gefäß Nr. 2 ausgetreten ist, gelöst und in einer zur ursprünglichen
Durchlaufrichtung des zu sterilisierenden Wassers -entgegengesetzten Richtung durch
das Basenaustauscherkörperaggregat geschickt. Hiernach ist das Aggregat wieder betriebsbereit,
wobei auch zufolge der Verwendung von sterilisiertem Wasser zur Durchführung der
Regeneration
die Austrittsöffnung des Aggregats steril bleibt.
Es können also von neuem wieder 2500 bis 30001 durch das Aggregat in der ursprünglichen
Richtung durchgeschickt werden.
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Falls statt Silberzeolith Kupferzeolith zur Verwendung kommt, kann
mit Na Cl regeneriert werden.