Pierwszenstwo: 7 pazdziernika 1935 dla zastrz. 1; 22 kwietnia 1936 dla zastrz. 2; 25 lipca 1936 dla zastrz. 5—9; 8 czerwca 1936 dla zastrz. 3 i 4 (Niemcy; Podczas zmiekczania wody za pomoca srodków zasadowych produkty reakcji stracaja sie w postaci czastek koloidalnych i pozostaja przez dluzszy czas w tym sta¬ nie, zanim opadna na dno jako mul. Niedo¬ godnosc ta daje sie odczuwac zwlaszcza wtedy, gdy oczyszczanie wody przeprowa¬ dza sie na zimno. Powolne osiadanie ma¬ terialów straconych powoduje koniecznosc stosowania duzych zbiorników do klarowa¬ nia. Stosowano rózne srodki w celu unik¬ niecia tej niedogodnosci. Proponowano np. dodawanie do wody substancji chemicz¬ nych, stanowiacych zarodki krysztalów, np. weglanu wapnia przy zmiekczaniu za¬ sadami. Wedlug innego sposobu stosuje sie dodawanie materialów koagulujacych, np. siarczanu glinu lub siarczanu zelaza. U- wodnione siarczany glinu wzglednie zela¬ za, dzieki swej wielkiej zdolnosci adsorbo- wania, oblepiaja czastki unoszace sie w wodzie i przyspieszaja ich osiadanie.Sposoby te sa kosztowne wobec znaczr nego zuzycia materialów chemicznych, wy¬ magaja dokladnego i stale kontrolowanego dawkowania srodków dodatkowych oraz zwiekszaja w niepozadanym stopniu za¬ wartosc soli obojetnych w czystej wodzie.Wedlug wynalazku w celu usuniecia tych niedogodnosci wode, po straceniusubstancji, powodujacych jej twardosc, za pomoca zasadowych srodków zmiekczaja¬ cych, przeprowadza sie przez komore stra¬ cania, w której znajduje sie wielka liczba stykajacych sie ze soba elektrod, wykona¬ nych przynajmniej z dwóch metali o róz¬ nych potencjalach, przy czym zarówno wy¬ miary elektrod, jak i szybkosc wody, do¬ biera sie tak, zeby nie zachodzilo znacz¬ niejsze stracanie sie materialów na elek¬ trodach, oddzielanie bowiem materialów straconych uskutecznia sie dalej w filtrze (np.# zwirowym).Elektrody moga byc wykonane z do¬ wolnych pierwiastków szeregu elektro- napieciowego lub ich przewodzacych prad polaczen.Elektrody takie, umieszczone w komo¬ rze stracania, tworza wielka liczbe ogniw galwanicznych o bardzo nieznacznym na¬ pieciu, wskutek czego nastepuje rozlado¬ wanie produktów koloidalnych (np. wegla¬ nu wapnia), wytraconych podczas chemicz¬ nego zmiekczania wody. Wskutek tego cza¬ stki te skupiaja sie tworzac osad, dajacy sie latwo filtrowac (np. na filtrze zwiro¬ wym), tak iz proces oczyszczania sposobem wedlug wynalazku trwa znacznie krócej niz oczyszczaaiie /sposobami dotychczaso¬ wymi.Jest rzecza wazna, iz w sposobie we¬ dlug wynalazku nie zachodzi znaczniejszy rozklad elektrolityczny materialów rozpu¬ szczonych w wodzie, lecz energia elektrycz¬ na jest wyzyskiwana tylko do rozladowy¬ wania czastek o wielkosci koloidalnej, stra¬ cajacych sie przy zmiekczaniu wody. Ma¬ terial elektrod jest nagryzany tylko w nie¬ znacznym stopniu, przy czym male ilosci metalu przechodzace do roztworu nie wy¬ wieraja zadnego dzialania chemicznego na substancje stracane przy zmiekczaniu wo¬ dy.Najlepsze wyniki otrzymuje sie wtedy, gdy stosuje sie elektrody w postaci niere¬ gularnie usypanej warstwy przedmiotów majacych postac np. wiórków, spiralek, pierscieni itd. o malych wymiarach (o sre¬ dnicy, i wysokosci kilku milimetrów). W ten sposób otrzymuje sie dostatecznie duzy przekrój do przeplywu cieczy, tak iz unika sie zatkania urzadzenia. Jednoczesnie obok duzej powierzchni otrzymuje sie duza licz¬ be ihiejsc zetkniecia i tym samym wzmo¬ zone dzialanie rozladowujace elektrod.Wskutek tego wysokosc warstwy, utwo¬ rzonej z elektrod, moze byc stosunkowo ma¬ la. Stosowanie elektrod o malych wymia¬ rach w postaci wiórków, spiiralek, pierscie¬ ni itd. i jednoczesnie unikanie znaczniej¬ szego dzialania filtrujacego jest mozliwe dzieki temu, ze stosuje sie stosunkowo du¬ za szybkosc przeplywu wody. Stosowanie zwiekszonej szybkosci przeplywu wody jest ulatwione dzieki temu, ze opór, który stawia warstwa elektrod, jest utrzymany w dopuszczalnych granicach dzieki malej wysokosci tej warstwy. Woda przeplywa wiec przez warstwe elektrod razem z mate¬ rialami wytraconymi podczas zmiekczania tej wody, jednak nie zachodzi przy tym znaczniejsze osadzenie sie czastek tych ma¬ terialów na elektrodach. Dzieki temu urza¬ dzenie zmiekczajace moze dzialac przez bardzo dlugi okres czasu bez potrzeby o- czyszczania wzglednie przeplukiwania ele¬ ktrod.Przy chemicznym zmiekczaniu wody znane jest doprowadzanie energii elektry¬ cznej do wody z dostatecznie silnej baterii.Sposób ten jednak polega tylko na elektro¬ litycznym rozkladzie materialów rozpusz¬ czonych w wodzie w tym celu, aby zacho¬ dzilo ich laczenie sie z chemikaliami doda¬ nymi do wody. Wedlug wynalazku nato¬ miast nalezy w miare moznosci unikac roz¬ kladu elektrolitycznego ze wzgledu na nie¬ pozadane procesy wtórne (np. powstawa¬ nie wolnego chloru lub wolnego tlenu), a zreszta na zwartych elektrodach spadki potencjalu sa tak male, ze nie osiagaja na¬ piecia potrzebnego do rozkladu elektroli- — 2 —tycznego materialów rozpuszczonych w wodzie.Znane sa sposoby oczyszczania wody, w których uzywane sa stosunkowo zwarte e- lektrody (np. filtry z wegla i aluminium), przez które przepuszczano wode. Materialy te jednak nie byly uzywane w postaci wiór¬ ków, spiralek, pierscieni itd. lecz np. w postaci mieszaniny ziarn wegla i platków z aluminium lub innych metali albo w po¬ staci proszku. Takie substancje nie nadaja sie do wykonywania sposobu wedlug wy¬ nalazku chocizaby juz z tego wzgledu, ze filtry, wykonane z nich, ulegaja bardzo szybko zatkaniu.W znanych tych sposobach nie chodzi o przyspieszenie osiadania materialów stra¬ conych podczas zmiekczania wody, lecz o rozpuszczenie jednego z metali stanowia¬ cych elektrody w tym celu, aby sam ten metal sluzyl jako czynnik zmiekczajacy wode albo jako koagulator i otaczal uno¬ szace sie w wodzie czastki pociagajac je na dno. W jednym ze sposobów tego rodza¬ ju do wody dodaje sie np. kwasu siarko¬ wego w tym celu, aby z metalu filtru wy¬ tworzyc odpowiedni siarczan jako koagula¬ tor. Sposród zwyklych sposobów, przy których stosuje sie dodawanie koagulato- ra, znany ten sposób wyróznia sie tylko tym, ze nie dodaje sie koagulatora do wo¬ dy w postaci gotowych soli wzglednie roz¬ tworów, lecz wytwarza sie go dopiero przez dzialanie zakwaszonej wody na odpo¬ wiedni metal. Mase warstwy filtrujacej z materialów elektrododatnich i elektro- ujemnych nalezy traktowac jako mieszani¬ ne dwóch materialów, z koryeh jeden prze¬ chodzi do roztworu, drugi zas usuwa pola¬ ryzacje, aby rozpuszczanie metalu moglo odbywac sie równomiernie. W sposobie wedlug wynalazku natomiast — w prze¬ ciwienstwie do znanych sposobów — nie dodaje sie kwasu, gdyz byloby to sprzecz¬ ne z tym zalozeniem, ze zmiekczanie wody przeprowadza sie przy pomocy zasad. Zna¬ ne sa poza tym sposoby, w których ciecz styka sie z materialami elektrododatnimi i elektroujemnymi, w celu wytworzenia roz¬ tworów koloidalnych. W tym przypadku materialy, z których nalezy utworzyc za¬ wiesine w wodzie, doprowadza sie do sta¬ nu drobnego rozproszenia przy wyzyskaniu spadku potencjalu, który powstaje wsku¬ tek zastosowania tychze materialów w po¬ laczeniu z cialami o innym potencjale. Cel takiego postepowania jest wprost przeci¬ wny temu celowi, jaki sie osiaga przez zastosowanie sposobu wedlug wynalaz¬ ku.Znane jest równiez utlenianie oraz roz¬ kladanie substancji organicznych soli nie¬ organicznych przez dzialanie elektrolitycz¬ ne, przy czym elektrody sa przylaczane do specjalnego zródla pradu. Podczas elektro¬ lizy wody wyzwala sie wówczas swobodny tlen, który utlenia i rozklada sole organicz¬ ne lub nieorganiczne. Nie jest to równiez celem wynalazku niniejszego.Znane sa ponadto sposoby stracania substancji stalych, unoszacych sie w wo¬ dzie, przy uzyciu zanurzonych w wodzie plyt elektrodowych, przylaczonych do obce¬ go zródla pradu. Sposobami tymi nie moz¬ na byloby uzyskac znaczniejszego skupia¬ nia sie czastek koloidalnych, wytraconych podczas poprzedniej obróbki chemicznej.Do tego bowiem celu potrzebna jest propo¬ nowana wedlug wynalazku warstwa licz¬ nych elektrod stykajacych sie ze soba.W innym znanym sposobie stosuje sie mieszanine drobno rozproszonych materia¬ lów elektrododatnich i elektroujemnych w celu otrzymania metalu z roztworu (np. zlota z wody morskiej). W tym przypadku dzieki elektrolizie zloto osiada na filtrze a zamiast niego przechodzi do roztworu inny metal nieszlachetny. Bardzo dobre dziala¬ nie otrzymuje sie wtedy, gdy jedna z ele¬ ktrod stanowi stop, utworzony z okolo 80 — 95% aluminium, 5 — 10% miedzi, 1,5 — 4,5% cynku, 0,5 — 2,5% olowiu. — 3 —W tych granicach najkorzystniejszy jest stop skladajacy sie z okolo 88% alumi¬ nium, 8% miedzi, 2,5% cynku i 1% olo¬ wiu. Elektrody przeciwnego znaku moga byc wykonane z dowolnego materialu znaj¬ dujacego sie w innym miejscu szeregu e- lektronapieciowego (np. zelaza, miedzi, mo¬ siadzu). Oczywiscie podany stop.moze za¬ wierac równiez zanieczyszczenia, znajdu¬ jace sie w aluminium handlowym, jak ze¬ lazo, magnez i krzemionke, bez szkody dla dzialania, to znaczy dla szybkiego skupia¬ nia straconych osadów. W tym przypadku mozna sposobem wedlug wynalazku uzys¬ kac równiez przyspieszanie stracania sie powodujacych twardosc substancji przez to, ze uzyte chemiczne srodki zmiekczajace wzglednie ich roztwory przed wprowadze-* niem do wody surowej doprowadza sie do zetkniecia z metalami lub najlepiej stopa¬ mi metalowymi tak, iz pewne ilosci tych metali wzglednie stopów metalowych prze¬ chodza do roztworu. Przy tym szczególnie korzystne jest zastosowanie takich stopów metalowych, których skladniki przechodza do roztworu jako sole zlozone o czesciowo koloidalnym charakterze. Przy tym mozna z korzyscia stosowac ten sam stop alumi¬ nium z mosiadzem, który sluzy do wyrobu elektrod zastosowanych w komorze skupia¬ jacej.Za pomoca tego sposobu zmiekczajace srodki zasadowe, dodawane do wody, zosta¬ ja jakgdyby „przepojone" zlozonymi sola¬ mi metalowymi, przechodzacymi do roz¬ tworu.Oczywiscie moga byc stosowane i inne metale lub stopy metalowe, o ile tylko w roztworach zasadowych posiadaja one pe¬ wna, chociazby bardzo mala preznosc roz-< twórcza.Sposób wedlug wynalazku moze byc rozmaicie wykonywany w praktyce. Na przyklad do zbiornika, zaopatrzonego w znane urzadzenie mieszajace, w którym rozpuszcza sie wzglednie przygotowuje ma¬ terialy zmiekczajace, wprowadza sie odpo¬ wiednie metale lub stopy metalowe w po¬ staci wiórków lub wiekszych zwartych ka¬ walków, które miesza sie dokladnie z roz¬ tworem materialów zmiekczajacych. Mo¬ zna równiez wykonac z odpowiedniego sto¬ pu lopatki lub ramiona stosowanego mie¬ szadla, przy czym nalezy przewidziec la¬ twa wymiane lopatek metalowych, które ulegaja z biegiem czasu nagryzaniu. Mo¬ zna równiez lopatki mieszadla zaopatrzyc w wymienne wkladki z metalu lub stopów metalowych.Sposób wedlug wynalazku moze byc wykonywany równiez tak, ze roztwór ze srodkiem stracajacym przed wprowadze¬ niem go do wody surowej filtruje sie przez wsypane kawalki lub wiórki odpowiednich metali lub stopów metalowych tak, iz w ciasnych przejsciach pomiedzy nimi roz¬ twór ten styka sie scisle z metalem.W celu powiekszenia preznosci roztwór? czej materialu elektrodowego mozna zasto¬ sowac tak zwany filtr zwarciowy, zlozony z mieszaniny metali elektrododatnich i ele- ktroujemnych.Przy takim filtrowaniu otrzymuje sie bardzo korzystne wyniki, gdy stosuje sie wspomniany juz stop aluminium z mosia¬ dzem.Stwierdzono doswiadczalnie, ze przy zastosowaniu sposobu wedlug wynalazku czas reakcji moze byc skrócony do kilku minut, przy czym stosunkowo znaczne zmiekczenie wody osiaga sie równiez na zimno, a mianowicie równiez i wtedy, gdy dodaje sie tylko taka ilosc odczynników chemicznych, jaka jest potrzebna teorety¬ cznie na podstawie obliczenia stechiometry- cznego, podczas gdy dotychczas nalezalo za¬ wsze stosowac znaczne nadmiary zasad.Tym sposobem zachowana równiez zo¬ staje pozadana bardzo slaba zasadowosc wody kotlowej.Na rysunku przedstawione jest urza¬ dzenie do wykonywania sposobu wedlug — 4 —wynalazku w zastosowaniu do zmiekczania wody.Przez przewód 1 wprowadza sie wode do komory mieszalnikowej i reakcyjnej 2, do której przez przewód 8 doprowadza sie odczynniki chemiczne. Pod komora reak¬ cyjna 2 znajduje sie komora skupiania U, w której na sicie 5 lub podobnym narza¬ dzie umieszczone sa nieregularnie usypane elektrody, np. z cynku i zelaza (zakresko- wane pole na rysunku). Elektrody takie sa przedstawione na fig. 2 w przekroju i w widoku z góry, mianowicie tak, aby byl wL- doczny ich ksztalt spiralny. Najkorzystniej jest stosowac wiórki tokarskie. Wysokosc i srednica takich elektrod wynosi (najle¬ piej) kilka milimetrów. Prad elektryczny, przebiegajacy miedzy tymi elektrodami, dziala na materialy rozpuszczone, stracone za pomoca chemicznych srodków zmiek¬ czajacych, lub istniejace jprzedtem w wo¬ dzie w ten sposób, ze materialy stracane skupiaja sie w wieksze klaczki i moga byc latwo osadzone na filtrze 6 (np. na filtrze piaskowym).Oczyszczona woda surowa odplywa z a- paratu przez przewód 7.Sposobem wedlug wynalazku mozna równiez przyspieszyc stracanie sie i osia¬ danie osadów przez jednoczesne ogrzewa¬ nie oczyszczanej cieczy. PL