FI118799B

FI118799B - Method for deacidification and filtration of water

Info

Publication number: FI118799B
Application number: FI960514A
Authority: FI
Inventors: Kurt Kiesendahl
Original assignee: Awa Inst Gmbh
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1996-02-05
Publication date: 2008-03-31
Also published as: NO960280L; NO311931B1; DE59602835D1; ATE183730T1; DK0726230T3; EP0726230A2; EP0726230A3; NO960280D0; DE19503913A1; DE19503913C2; FI960514A; EP0726230B1; FI960514A0

Abstract

Deacidification and filtration of water comprises use of a granular material contg. a proportion of alkaline earth carbonate of >97 wt.%, made by recalcification of a granulate made form alkaline earth carbonate, alkaline earth hydroxide and water.

Description

118799118799

Menetelmä happamuuden poistamiseksi vedestä ja veden suodattamiseksi Förfarande för avsuming och filtrering av vatten 5Method for deacidification and filtration of water Förfarande för avsuming och filtrering av vatten 5

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä happamuuden poistamiseksi vedestä ja veden suodattamiseksi rakeisilla materiaaleilla, jotka käsittävät yli 97 paino-% maa-alkalikarbonaattia.The present invention relates to a process for deacidification of water and filtration of water with granular materials comprising more than 97% by weight of alkaline earth carbonate.

10 Kalsiumkarbonaattiin, CaC03, perustuvia materiaaleja käytetään suodattavana kerroksena avoimissa tai suljetuissa suodatuslaitteissa. Reaktio veden sisältämän hiili-hapon kanssa tekee mahdolliseksi happamuuden poistamisen käsiteltävästä vedestä suodattamisen avulla. Suodattamisessa ja happamuuden poistamisessa lähde-, kaivoja pintavedestä, erityisesti tekoaltaisiin varastoidusta vedestä suodatusmateriaalin on 15 täytettävä erityiset puhtausvaatimukset terveyden suojaamiseksi. Nämä vaatimukset on määritelty esimerkiksi normissa DIN 2000, juomaveteen liittyvissä asetuksissa .;. sekä lisäaineiden käyttöön liittyvissä asetuksissa.Materials based on calcium carbonate, CaCO 3, are used as a filter bed in open or closed filtration devices. The reaction with the carbonic acid in the water makes it possible to remove the acidity from the water to be treated by filtration. For filtering and de-acidifying spring wells from surface water, especially from water stored in reservoirs, the filter material must meet specific purity criteria to protect health. These requirements are defined, for example, in DIN 2000, Drinking Water Regulations. and the regulations governing the use of additives.

««<« ···'· • * • ;*; Sovellutusalueena on happamuuden poisto ja tarvittaessa suodatus raudan ja man- ··· » 20 gaanin poiston yhteydessä, uima- ja kylpyaltaisiin täytettävän veden happamuuden : :*ϊ poisto ja suodatus, suodatus ja pH-arvon stabilointi uima- ja kylpyallasvettä puhdisti’: tettaessa sekä tisleen ja permeaatin kovuuden lisääminen juomavetenä käyttöä var ten.«« <«··· '· • * •; *; The field of application is de-acidification and, if necessary, filtration in connection with iron and man- · 20 gane removal, acidity of water to be filled in swimming pools and baths: * ϊ removal and filtration, filtration and pH stabilization for purification increasing the hardness of the distillate and the permeate for use as drinking water.

• · • «« ··· 25 Suodatuslaitoksissa käyttöä ajatellen materiaalin stabiili raerakenne on myös väittä- : V: mätön turvalliseen, huoltoa harvoin tarvitsevaan ja taloudellisesti edulliseen toimin- • · taan pääsemiseksi.• · • «« ··· 25 For use in filtration plants, the stable grain structure of the material is also claimed to be: V: Unbeatable for safe, rarely maintenance and economical operation.

• · · • ♦♦ • · .'. j Devon-esiintymistä tai Jura-esiintymistä peräisin olevaa kiteistä kalsiumkarbonaatda • * 30 käytetään tunnetusti sirpalemaisena materiaalina eri raeluokissa. Sirpaleina olevan kiteisen rakeen tapauksessa haittana on se, että reaktiivisuus on pienempi sileillä 2 118799 kidepinnoilla. Tästä syystä happamuutta poistettaessa pitemmät kosketusajat on huomioitava. Lisäksi nämä kalkkikivirakeet sisältävät epätoivotulla tavalla pölyä.• · · • ♦♦ • ·. ’. j Crystalline calcium carbonate from * Devon or Jura occurrence • * 30 is known to be used as fragmented material in various granule classes. In the case of crystalline granules in the form of fragments, the disadvantage is that the reactivity is lower on smooth 2 118799 crystalline surfaces. For this reason, longer contact times must be taken into account when de-acidifying. In addition, these limestone granules undesirably contain dust.

Kemiallisen reaktiokyvyn parantamiseksi huokoisena suodatusmateriaalina käyte-5 tään myös kalsiumkarbonaattia, joka sisältää jonkin verran magnesiumoksidia. Sitä käytetään happamuuden poistamiseksi suodattamalla hiilihappoa sisältävistä syövyttävistä vesistä. Sen suuren reaktiokyvyn ansiosta tämä erityinen käyttö on erityisen edullinen. Tämä käyttö tapahtuu muun muassa pikasuodatuslaitteistoissa juomaveden valmistamiseksi. Kun tätä materiaalia käytetään suodatuslaitteistoissa, niin on-10 gelmana saattaa olla rakeiden paakkuuntuminen veden ylialkalisuuden seurauksena.Also, calcium carbonate containing some magnesium oxide is used as a porous filtration agent to improve the chemical reactivity. It is used to remove acidity by filtering from corrosive waters containing carbonic acid. Because of its high reactivity, this particular use is particularly advantageous. This use occurs, for example, in rapid filtration installations for the production of drinking water. When this material is used in filtration equipment, the on-10 gel may be caking of granules as a result of water alkalinity.

Alalla on myös yritetty käyttää muita kaUddlajeja sopivankokoisina rakeina, esimerkiksi korallikalkkia, happamuuden poistamiseksi vedestä ja veden suodattamiseksi.There have also been attempts in the art to use other types of sludge as granules of suitable size, for example coral lime, to deacidify water and filter water.

15 Suodatustäytteen sisältämistä epäpuhtauksista johtuen olemassa on se vaara, että täyte on kontaminoitunut mikrobiologisesti, jolloin juomavedessä ilmenee hygjeeni-siä ongelmia. Apuna saattaisi olla näiden kalkkilajien lämpökäsittely (peikipoltto), ···* ... : jotka aiheuttavat kuitenkin suuria kustannuksia.Due to the impurities contained in the filtration fill, there is a risk that the filling is microbiologically contaminated, causing hygienic problems in the drinking water. These types of lime could be assisted by heat treatment (trolling), ··· * ...: which, however, entail high costs.

• · • ♦ » « · · »·* · :'**· 20 Näin ollen keksintö perustuu tehtävään käyttää menetelmässä, jolla vedestä poiste- ··· ; taan happamuutta ja jolla vesi suodatetaan, sellaista suodatusmateriaalia, jonka rae- :T: rakenne on stabiili ja jonka puhtausaste on suuri ja joka ei pölyä, sekä estää suoda- tusmateriaalista peräisin olevien vieraiden aineiden joutuminen veteen ja edelleen ·· ; *·· varmistua siitä, että vesi sisältää myös käsittelyn jälkeen vain sellaisia aineita, joita ft« \· 25 siinä on läsnä luonnostaan.Thus, the invention is based on the object of use in a method for removing water from the water; ···; acidifying and filtering water, filtering material with a stable granule structure, high purity and dust-freeness, and preventing foreign matter from the filtering material from getting into and out ··; * ·· make sure that after treatment, the water contains only substances naturally present in ft «\ · 25.

• · • * * · · • · j Tämä tehtävä ratkaistaan käyttämällä menetelmässä rakeista kemiallisesti reagoivaa : suodatusmateriaalia, joka käsittää yli 97 paino-% maa-alkalikarbonaattia, jolloin • · : suodatusmateriaalina käytetään maa-alkalikarbonaatista, maa-alkalihydroksidista ja • *· 30 vedestä muodostuvien jyvästen uudelleenkaibonatisoinnista saatua materiaalia, ja 3 118799 uudelleenkarbonatisointi on toteutettu noin 180 °C:n lämpötilaan kuumennetulla hiilidioksidipitoisella kaasulla, jossa CO^n tilavuusosuus on yli 30 %This problem is solved by the use in the process of chemically reactive granular: filter material comprising more than 97% by weight of alkaline earth carbonate, whereby · ·: the filter material used is alkaline earth carbonate, alkaline earth hydroxide and • * · 30 material obtained from the re-carbonization of water-based granules, and 3 118799 has been carried out with carbon dioxide gas heated to about 180 ° C and containing more than 30% by volume of CO 2.

Edullisesti uudelleenkarbonatisoidaan jyväsiä, jotka koostuvat kalkkikivijauheesta, S kalkkihydraatista ja vedestä.Preferably, the grains consisting of limestone powder, S lime hydrate and water are re-carbonated.

Nämä jyväset ovat pallomaisia. Materiaali voidaan seuloa pölyttömästi. Jyväset ovat huokoisia. Puhtaiden lähtömateriaalien käyttämisen ansiosta myös jyvästen puhtaus on hyvin suuri. Niinpä tämä materiaali soveltuu erityisesti juomaveden valmis-10 tamiseen ja käsittelyyn. Jyvät ovat hyvin lujia sideaineena käytetyn kalkkihydraatin [kalsiumhydroksidi, Ca(OH)2] uudelleenkarbonatisoinnin ansiosta.These grains are spherical. The material can be screened dust-free. The grains are porous. Thanks to the use of pure starting materials, the purity of the grain is also very high. Thus, this material is particularly suitable for the preparation and treatment of drinking water. The grains are very strong due to the recarbonation of lime hydrate [calcium hydroxide, Ca (OH) 2] used as a binder.

Näitä jyväsiä voidaan valmistaa esimerkiksi seuraavalla menettelytavalla: 15 60 osaa kalkkikivijauhetta ja 40 osaa kalkkihydraattia sekoitetaan homogeenisesti.These grains can be prepared, for example, by the following procedure: 60 parts of limestone powder and 40 parts of lime hydrate are mixed homogeneously.

Tämä seos johdetaan rakeistuskoneen annostelijaan. Jyväsiä valmistetaan sen jäl- .:. keen, kun vettä on lisätty noin 10-15 paino-%. Raekoko voidaan valita mielivaltai- ···· •j* · sesti, esimerkiksi alueelta 0,5-5,0 mm. Edullisena pidetään noin alueella 1-3 mm S ! « olcvim rEciacttä.This mixture is fed to a granulator dispenser. The grains are then made after:. 10-15% by weight of water. The grain size can be arbitrarily selected, for example, in the range of 0.5 to 5.0 mm. Preferred is about 1 to 3 mm S! «Olcvim rEciacta.

··· ♦ j ·*· : : 20 • φ · \ ·. ·* Nämä kalkkihydraatilla sidotut rakeet laitetaan rumpureaktoriin, jossa ne uudelleen- ··« V : karbonatisoidaan johtamalla reaktoriin noin 180 °C:n lämpötilaan kuumennettua hiilidioksidipitoista kaasua, jossa hiilidioksidin tilavuusosuus on yli 30 %. Kaisi- ·· ; " umhydraatilla sidotuissa rakeissa läsnä oleva vapaa kalsiumoksidi muunnetaan kai- • · *·;·* 25 siumkarbonaatiksi reaktiolla hiilidioksidin kanssa. Tällöin vastaavan uudelleenkar- * · v.: bonatisointiajan kuluessa materiaali kuumenee 110 °C:n lämpötilaan. Uudelleen- • · · *·..* karbonatisointia jatketaan niin kauan, kunnes vapaan kalsiumoksidin jäännöspitoi- suus tässä materiaalissa on alle 1 %. Reaktion päättymisen jälkeen panos laitetaan • · V*: seulalaitteeseen ja se seulotaan toivottuun raekokoon. Irtopaino on noin 1,1-1,3 30 g/cm3.··· ♦ j · * ·:: 20 • φ · \ ·. · * These lime hydrated bonded granules are placed in a drum reactor where they are carbonated by introducing into the reactor a carbon dioxide gas heated to about 180 ° C and containing more than 30% by volume of carbon dioxide. Kaisi- ··; The free calcium oxide present in the umhydrate-bonded granules is converted to carbon monoxide by the reaction with carbon dioxide. In this case, the corresponding recycl * · v: during the bonitization time, the material is heated to 110 ° C. · .. * continue to carbonate until the residual free calcium oxide content in this material is less than 1% After completion of the reaction, place the batch in a · · V * sieve and screen it to the desired grain size. g / cm 3.

4 1187994, 118799

Keksinnön mukaiseen menetelmään sopivilla jyväsillä voi olla esimerkiksi seuraavat tunnusomaiset arvot:For example, granules suitable for the process of the invention may have the following characteristic values:

Kemiallinen koostumus Osuus, paino-% 5 CaCOs 97,45 %Chemical composition Percentage by weight 5 CaCOs 97.45%

Ca(OH)2 1,22%Ca (OH) 2 1.22%

Mg(OH)2 0,58 %Mg (OH) 2 0.58%

Loput 0.75 % 100,0 % 10The remaining 0.75% 100.0% 10

Loppu sisältää tiettyjä metallioksideja ja 0,05 % määrittelemättömiä aineita.The rest contains certain metal oxides and 0.05% of unspecified substances.

Ominaispinta-ala BET-menetelmällä oli noin 3,4 m2/g, irtotiheys oli noin 2,1 cm3/g. Yksittäisten jyvästen lujuuden määritys, joka toteutettiin kuormittamalla jyvästä sen 15 haj ottavalla painolla, tuotti tulokseksi noin 6,4 kg.The BET specific surface area was about 3.4 m 2 / g and the bulk density was about 2.1 cm 3 / g. The determination of the strength of the individual grains, carried out by loading the grain at its 15 decomposing weight, yielded about 6.4 kg.

f ··· ·«!· ··· - « • · • · • · · • · · ··· · • M • · • · »Il • · · • · « «··f · · · · ·!

• M• M

• I « * · # • #· • ·• I «* · # • # · • ·

• M• M

·1· • ♦ ♦ « *·Φ • · • · · • · · m m ··· * · • » ··· « • · • · « • ·· • · · • · · • ·· • ·· 1 · • ♦ ♦ «* · Φ · • m m m m m m ··· * • • · · ·» »» · · m m m m m m m m.

Claims

A process for removing acid from water and filtering water with granulated chemically reactive filter material comprising more than 97% by weight of alkaline earth carbonate, using as chemically reacting filter material a material obtained by re-carbonating granules consisting of alkaline earth carbonate, soil alkali hydroxide and water, characterized in that filter materials which have been ether carbonated with about 180 ° C heated carbon dioxide containing gas with a CC> 2 volume fraction of more than 30% are used. 10

2. A process according to claim 1, characterized in that the granules which are ether carbonated consist of limestone flour, lime hydrate and water. ··· • •• Φ • · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 1 · · · · · · · ··· · 1 · · ··· · · · · · · · 1 · · ··· · · · · · 1 · «·» • · ♦ • · • · • · · • · ♦ • ·