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Verfahren zur chemischen Reinigung von Wasser und Abwasser mit Eisen
Eisen übt bekanntlich .auf verunreinigte Wässer und Abwässer eine starke Fällungswirkung
aus, weshalb ;es für die Reinigung solcher Wässer vielfach benutzt wird. Meist kommt
es hierbei in Form fertiger Eisensalze zur Anwendung. Billiger ist es jedoch, metallisches
Eisen als Ausgangsstoff zu verwenden und dieses in dem zu reinigenden Wasser in
wirksame Form überzuführen. Auf ein solches Verfahren bezieht sich die vorliegende
Erfindung, die im besonderen von der an sich bekannten Tatsache ausgeht, daß zur
raschen Umwandlung des Eisens eine Bewegung der Eisenteilchen und gleichzeitige
Einwirkung von Sauerstoff bzw: Kohlensäure wichtig ist.
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Es gibt bereits Verfahren, die dis zur Verwendung kommenden Eisenteilchen
während des .Lösungsvorganges in Bewegung halten, indem das Eisen durch Rührwerke
bewegt oder in bewegliche Apparaturen, z. B. sich, dre ende Trommeln, gebracht wird.
Außerdem ist -bekannt, in solche Apparaturen Gase, die die Eisenumwandlung begünstigen,
z. B. Luft oder Kohlensäure, einzuführen. Diese bekannten Verfahren haben jedoch
schwerwiegende Nachteile. Es gelingt hiermit zwar, im Gegensatz zur Arbeitsweise
mit ruhenden Spänen, eine Passivierung und Verschlammung der Eisenoberfläche zu
vermeiden und die Eisenauflösung zu beschleunigen, aber die beweglichen Apparaturen
sind teuer und stärkstem Verschleiß unterworfen. Der Kraftbedarf zum Antrieb eines
solchen Rührwerks oder einer Trommel ist hoch und wirkt daher weiterhin verteuernd.
Dazu kommt, daß :es bei der im Dauerbetrieb unvermeidlichen Verkleinerung der Eisenstücke
oder bei Anwendung feiner Eisenteilchen, z. B. von Gußspänen, die wegen ihrer großen
Oberfläche und der dadurch gegebenen erhöhten Auflösungsgeschwindigkeit besonders
wirksam sind, nicht möglich ist, das Eisen in den beweglichen Apparaturen zurückzuhalten,
da es aus den vom Wasser waagerecht durchflossenen Räumen ausgeschwemmt wird. Infolgedessen
treten entweder hohe Eisenverluste ein, oder das ausgespülte Eisen muß ineinem nachgeschalteten
Beruhigungsraum zum Absetzen
gebracht und dem Reaktionsraum maschinell
wieder zugeführt werden.
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Für die Zuführung von die Eisenumwand,,
entweder die Gase in den beweglichen App" raturen unter Wasser einzupressen oder
sie über dem Wasserspiegel hinwegzul@eiten. Im ersten Fall ist einmal ein gewisser
überdruck des Gases notwendig, der zusätzlich Kraftaufwand bedingt; sodann erfordert
diese Arbeitsweise für die Verteilung des Gases eine besondere mit feinen Austrittsöffnungen
versehene Verteilungsvorrichtung, z. B. durchlochte Röhre, innerhalb des bewegten
Reaktionsraumes. Es ist aber ohne weiteres klar, daß das in Umwälzung befindliche
Eisenmaterial für die feinen Austrittsöffnungen des Gases die Gefahr einer raschen
Verstopfung in sich birgt. Im zweiten Fall ist die Kontaktwirkung zwischen Gas und
Wasser so unvollständig, daß damit kaum eine nennenswerte Wirkung zu erzielen ist.
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Diese Nachteile werden durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden.
Hierbei läßt man die für die Reinigung benutzten Eisenteilchen in einem feststehenden
Reaktionsraum senkrecht von oben nach unten durch das zu behandelnde Wasser rieseln.
Die an der Beckensohle sich absetzenden Eisenteilchen werden durch eine Umwälzvorrichtung,
z. B. eine Pumpe, abgenommen-und erneut dem Reaktionsraum oben derart zugeführt,
daß die Eisenteilchen über der Oberfläche der zu reinigenden Flüssigkeit fein verteilt
werden und hier mit Luft, gegebenenfalls auch mit Kohlensäure oder einem Gemisch
von Kohlensäure und Luft, ausgiebig in Berührung kommen. Die Zurückhaltung der Eisenspäne
geschieht in einem Beruhigungsraum, der sich an den Reaktionsraum mantelförmig nach
außen anschließt und mit dem unten offenen Reaktionsraum unmittelbar in Verbindung
steht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist gegenüber den bekannten folgende
Vorteile auf. Statt in kostspieligen beweglichen und starkem Verschleiß unterworfenen
Apparaturen kann hierbei in gewöhnlichen Betonbauwerken gearbeitet werden. Für die
Bewegung der Späne ist nur eine einfache Umwälzvorrichtung, z. B. eine Pumpe, erforderlich,
die gegen den mechanischen Verschleiß leicht zu schützen ist. Da das zu fördernde
Eisen-Wasser-Gemisch nur wenig über die Wasseroberfläche gehoben zu werden braucht,
ist der Kraftaufwand verhältnismäßig gering. Die Verwendung feinster und hochwirksamer
Eisenteilchen, z. B. von Gußspänen, ist hierbei nicht nur ohne weiteres gegeben,
sondern mit Rücksickt auf deren bessere Umwälzmöglichkeit sogar erwünscht. Durch
das gleichmäßige und ununterbrochene Abrieseln der Eisenteil-
!`@ »sser statt, wodurch die Eisenumwandlung außerordentlich beschleunigt wird.
Zudem wird letztere noch dadurch unterstützt, daß die Eisenteilchen während ihrer
Umwälzung laufend der Einwirkung von Luftsauerstoff oder auch Kohlensäure ausgesetzt
sind. Diese günstigen Verhältnisse ermöglichen eine Ausfällung von mittlerem Abwasser
bereits in wenigen Minuten.
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Für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gibt es verschiedene
Möglichkeiten. Zwei besonders zweckmäßige Ausführungsformen sind aus den beiliegenden
Abbildungen ersichtlich. Das zu behandelnde Wasser wird hiernach dem aus einem feststehenden
Tauchzylinder oder Tauchkasten bestehenden Reaktionsraum mittels einer Rohrleitung
zugeführt, strömt in diesem senkrecht nach unten und kommt hierbei mit den Eisenteilchen,
die an der Oberfläche zugegeben werden und von oben nach unten rieseln, innig in
Berührung. Während die Späne sich in der trichterförmig ausgebildeten Bekkensohle
absetzen, fließt das Wasser in dem sich rings um den Reaktionsraum anschliei ßendien
Beruhigungsraum nach oben, wo es durch einen Überfall zum Abfluß gelangt. Die im
unteren Teil des Beruhigungsraumes sich ansammelnden Späne sinken immer wieder in
die trichterförmige Sohle zurück. Hier werden sie, wie Abb. i zeigt, durch eine
Rohrleitung, die an eine seitlich angeordnete-Pumpe angeschlossen ist, abgesaugt
und in den oberen Teil des Reaktionsraumes befördert, wo sich ein Verteiler befindet,
der aus einem trichterförmigen durchlochten Pralltellier besteht und eine gleichmäßige
Verteilung der Späne auf den gesamten Querschnitt des Reaktionsraumes bewirkt. Da
der Verteiler oberhalb der Wasserfläche angebracht ist, findet hier gleichzeitig
eine Belüftung der Eisenteilchen oder bei Zufuhr von Kohlensäure eine entsprechende
Gasaufnahme statt. Der Verteiler gibt die Eisenteilchen in fein versprühter Form
auf die Oberfläche des Abwassers ab, wo sie bei ihrem Absinken wieder mit neuem
Abwasser in Berührung kommen.
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Gemäß der Ausführung nach Abb.2 werden die an der Sohle sich absetzenden
Eisenteilchen durch eine innerhalb des Reaktionsraumes angeordnete Fördereinrichtung
umgewälzt, die an der Oberfläche des Reaktionsraumes für eine schirmförmige Versprühung
des geförderten Eisen-Wasser-Gemisches sorgt. Diese Anordnung bietet außerdem leichter
die
Möglichkeit, das Saugrohr verstellbar einzurichten, um es weitgehend der jeweils
im Sölhlentrichter vorhandenen Eisenspanmenge anzupassen.