CH126829A - Verfahren zur Keimbefreiung von Wasser. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Keimbefreiung von Wasser.    Zur     Verminderung    der Keimzahl von  Wasser wird dasselbe vielfach mit freiem  Chlor oder mit Hypochloriten, zum Beispiel  Chlorkalk, behandelt. Die Wirkung dieser  Massnahmen ist einerseits von der Menge die  ser     Desinfektionsmittel    und der Dauer der  Einwirkung, anderseits von der Keimzahl       und    der Menge der im Wasser enthaltenen  Chlor     verbrauchenden,    organischen Substan  zen     abhängig.    In Fällen, in welchen das     Was-          er    sehr keimreich ist, kann häufig die     zu-          ;

  #lesetzte    Menge der erwähnten Desinfektions  mittel unzureichend sein, um alle Bakterien  zu vernichten. Die erwähnten Massnahmen  werden daher zumeist nur zu einer     Keimver-          minderung    führen, eine vollkommene Sterili  sation des Wassers aber nicht ermöglichen.  Dies wird insbesondere dann eintreten, wenn  das Wasser einen hohen Gehalt an orga  nischen Substanzen besitzt, welche beträcht  liche Mengen von freiem oder an Hypochlorit  gebundenem Chlor verbrauchen.

   Der     Zusatz     eines Überschusses der gemannten Desinfek  tionsmittel würde aber den Geschmack und  Geruch des Wassers beeinträchtigen, ein Uni  stand, der auch durch Nachbehandlung des    Reinwassers mit den üblichen Antichlormit  teln keineswegs beseitigt werden kann, weil  hierdurch das Wasser einen unangenehmen  Geschmack erhält.  



  Gegentand vorliegender     Erfindung    ist  ein Verfahren, welches die geschilderten Übel  vermeidet und welches einerseits eine  völlige Keimfreiheit gewährleistet, ander  seits ein von freiem Chlor, Hypoehloritgen  oder Chlorkalk vollkommen freies Reinwasser  liefert.  



  Es wurde nämlich gefunden, dass freies  Chlor oder Hypochlorite, zum Beispiel Chlor  kalk, auch in geringen Konzentrationen und  bei normaler Temperatur Kohlenstoff in sei  nen verschiedenen Formen in Gegenwart von  Wasser mit grosser Geschwindigkeit zu oxy  dieren vermögen, wobei das freie Chlor in  Chlorwasserstoff und das als Hypochlorit ge  bundene Chlor in das entsprechende Chlorid,  während der Kohlenstoff nahezu vollkommen  in Kohlendioxyd umgewandelt wird.

   Wird  daher das mit einer     entsprechenden,    zur völ  ligen     Keimabtötung    sicher ausreichenden  Menge der genannten     Desinfektionsmittel    ver-      setzte Wasser nach einer gewissen Einwir  kungszeit über     körnige    oder beliebig zu grö  sseren Gebilden geformte, im wesentlichen  aus Kohlenstoff bestehende Massen geleitet,  so werden die     genannten    mit unangenehmem  Geruch und Geschmack behafteten Desinfek  tionsmittel in Chlorwasserstoff oder in ent  sprechende Chloride umgewandelt, die in den  geringen in Frage kommenden Mengen den  Geruch oder Geschmack des Wassers in kei  ner Weise beeinflussen.

   Der gebildete Chlor  wasserstoff wird im allgemeiner durch die  Salze des Wassers abgesättigt; ist dies nicht  der Fall, so kann man das Reinwasser über  säurebindende Stoffe, wie Kalkstein, Bauxit  und dergleichen fliessen lassen.  



  Die Geschwindigkeit der beschriebenen  Umwandlung -des freien oder als Hypochlorit  gebundenen Chlors und des Kohlenstoffes in  das Chlorion und Kohlendioxyd ist von der  Kohlensorte abhängig. Von den zahlreichen,  im Handel befindlichen Kohlenstoffsorten ha  ben sich namentlich Russ,     Steinkohlenkoks,     Braunkohlenkoks als brauchbar erwiesen,  während die fossilen Kohlen, wie Torf,  Braunkohle, Steinkohle,     ferner    Holzkohle,  Knochenkohle und in noch geringerem Masse  die     kristallinischen    Modifikationen des  Kohlenstoffes, wie Graphit, eine geringere  Reaktionsfähigkeit für die erwähnte che  mische Umwandlung aufweisen. Dagegen hat  sich gezeigt, dass Kohlenstoffsorten, welche  eine katalytische Kraft besitzen, besonders  schnell reagieren.

   Welche Kohlenstoffsorte  diese katalytische Eigenschaft in besonders  hohem Masse besitzt, muss     durch,den    Versuch  ermittelt werden. Vielfach eignen sich hierzu  die im Handel als Entfärbungs- oder als  Adsorptionskohlen bezeichneten Produkte,  doch kann aus der Höhe des Adsorptionsver  mögens nicht auf die Höhe der katalytischen  Wirkung geschlossen werden. Der beschrie  bene Vorgang der Umwandlung des freien  oder als Hypochlorit gebundenen Chlors in  das Chlorion vermittelst des Kohlenstoffes be  ruht, wie ersichtlich, ausschliesslich auf einem  chemischen Oxydationsprozess; eine filtrie  rende oder adsorbierende Wirkung hat die    verwendete Kohlenstoffsorte hierbei nicht       auszuüben.     



  Nach dem vorliegenden Verfahren wird       demgemäss,das        von,den    Keimen zu befreiende  Wasser zunächst kontinuierlich mit einer     zur     völligen Keimabtötung sicher ausreichenden  Menge Chlorgas oder einer wässerigen Lö  sung eines Hypochlorites, zum Beispiel in  Form von Chlorkalk, vermengt;

   dieses nun  mehr keimfreie aber noch überschüssiges,  freies oder als Hypochlorit gebundenes Chlor  enthaltende Wasser gelangt in stetem Strome  über eine genügende Menge einer     grobstük-          kigen    oder anderweitig zu grösseren Gebilden  geformten Kohlenstoffsorte, welche ausreicht,  um den im Wasser noch enthaltenen Über  schuss an freiem oder als Hypochlorit ge  bundenem Chlor während des Durchlaufes  durch die Kohlenstoffmasse quantitativ in das  Chlorion zu verwandeln. Die geringen, durch  diese chemische Umwandlung verbrauchten  Kohlenstoffmengen müssen zeitweilig ersetzt  werden.  



  Wie ersichtlich, gestattet das vorliegende  Verfahren einen streng kontinuierlichen, im  wesentlichen selbsttätig verlaufenden     Betrieb,     ,der in erster Linie zur Keimbefreiung grö  sserer Wassermengen, wie solche zum Beispiel  bei der     Zentralwasserversorgung    der Städte  vorliegen, bestimmt ist. Es ist daher nicht  möglich, die in diesem Fall verwendete Koh  lenstoffsorte in pulveriger Form zur An  wendung zu bringen, weil in diesem Falle  das mit dem Wasserstrom mitgeführte     Koh-          lenstoffpulver    nur durch dichte Filter     zurück-          gehalten    werden könnte, die aber einen zu  grossen Widerstand verursachen würden.  



  Vielmehr ist es erforderlich, dass die an  gewendete     Kohlenstoffsorte    genügend grosse  Zwischenräume, beziehungsweise einen ent  sprechend grossen freien Querschnitt besitzt,  um die jeweils in Frage kommenden Wasser  mengen ohne wesentlichen Widerstand hin  durchfliessen zu lassen.  



  Weitere Untersuchungen haben ergeben,  dass die Reaktionsfähigkeit der in     grob-          stückiger    Form angewendeten, früher er  wähnten     Kohlenstoffsorten    für die     genannte         chemische Umwandlung wesentlich gesteigert  werden kann, wenn die jeweils zur Anwen  dung gelangende Kohlenstoffsorte feiest     ge-          pulvert    und hierauf entweder mit einer ge  wissen Menge eines     plastischen    Tones und  Wasser zu einem starren Brei geknetet wird  und die hieraus beliebig geformten Stücke  nach dem Trocknen bei einer Temperatur von  800 bis I500  unter Vermeidung von Sauer  stoffzutritt geglüht werden,

   oder wenn das  f einst gepulverte Kohlenstoffmaterial mit einer  wässerigen Lösung eines Alkalisilikates,  zweckmässig unter Zusatz einer kieselsäure  haltigen Substanz, wie Quarz, Ton, Feldspat  und dergleichen zu einem Brei geknetet und  hierauf nach entsprechender Formung im  feuchten Zustande einer schnellen Erhitzung  bei mässiger Temperatur unterworfen wird.  



  Da es im Wesen des Verfahrens liegt,  dass das mit den genannten Desinfektions  mitteln versetzte Wasser bereits vor Ein  tritt in die mit dem körnigen oder ander  weitig geformten Kohlenstoffmaterial ge  füllten Behälter möglichst keimfrei sei, ist es  erforderlich, die keimabtötende Wirkung des  freien oder als Hypochlorit gebundenen  Chlors auf ein Höchstmass zu steigern. Dies  könnte wohl durch entsprechende Erhöhung  der Chlorkonzentration und durch lange Ein  wirkungsdauer erreicht werden. Solche Mass  nahmen wären aber unwirtschaftlich, weil  die grösseren Chlormengen die Kosten des  Verfahrens erhöhen und eine lange Einwir  kungsdauer grossdimensionierte Apparaturen  bedingen würde.  



  Diese Übelstände können vermieden wer  den, wenn das zu entkeimende Wasser, nach  Zusatz einer bestimmten Menge freien Chlors,  Chlorkalks oder von einem Hypochlorit, be  vor es das früher     erwähnte    körnige oder an  derweitig geformte Kohlenstoffmaterial pas  siert, durch poröse, gegen freies oder als     Hy-          pochlorit    gebundenes Chlor widerstandsfähige  Körper, welche aus pulverigen, körnigen oder  beliebig geformten Substanzen gebildet wer  den, geleitet wird.

   Die Wirkungsweise die  ser porösen Körper besteht     darin,    den Lauf  der im Wasser befindlichen Keime gegenüber    der Durchflussgeschwindigkeit des die po  rösen Körper durchströmenden Wassers in  jenem Masse zu verlangsamen, dass infolge  des verlangsamten Laufes der Keime und der  dadurch wesentlich vergrösserten Einwir  kungsdauer des freien oder als Hypochlorit  gebundenen Chlors, die Keime eine sichere  und vollkommene Abtötung erfahren. Es ist  daher grundsätzlich notwendig, dass während  des ganzen Durchlaufes des Wassers durch  den porösen Körper das Wasser eine zur  Keimabtötung, hinreichende Menge freien  oder als Hypochlorit gebundenen Chlors ent  hält.

   Der poröse Körper muss dann so be  schaffen sein, dass er keineswegs eine fil  trierende Wirkung ausübe, sondern     -dass    er  lediglich eine Verlangsamung des Laufes der  Keime bewirke. Als poröse Körper können  mannigfache Materialien, welche gegen freies  Chlor, Hypochlorit oder Chlorkalk wider  standsfähig sind, wie Ton, Sand, Quarz  pulver, Glaspulver, Asb@st, Glaswolle,     Kiesel-          guhr    und dergleichen in pulveriger Form  oder, nach üblichen Methoden, als Stücke,  Platten, zu einseitig geschlossenen Röhren  und anders ausgebildet, zur Anwendung ge  langen.  



  In solchen Fällen, in welchen das zur  Keimbefreiung gelangende Wasser neben den  Keimen auch noch gröbere     suspendierte    Teil  chen enthalten sollte, könnte durch Zurück  haltung solcher Schwebestoffe auf dem po  rösen Körper oder innerhalb desselben die  Durchlässigkeit     derart    vermindert werden,  dass der Wasserdurchlauf gehemmt wird oder  vollständig zum Stillstand kommt.

   Um die  sem eventuell eintretenden Übelstand abzu  helfen, hat sich als zweckmässig erwiesen,  zeitweilig und je nach Bedarf entgegengesetzt  der normalen     Durchflussrichtung    Wasser hin  durchzuleiten, dem gleich zu Beginn dieser  Massnahme oder gegen Ende derselben eine  zur     Keimabtötung    hinreichende Menge freies  oder als     Hypochlorit    gebundenes Chlor zu  gesetzt ist, wodurch einerseits die Schwebe  stoffe entfernt und eventuell im porösen Kör  per sich aufhaltende lebende Keime abge  tötet werden. Selbstredend ist dafür Sorge zu      tragen, dass während dieses Vorganges ein  oder mehrere andere Reservebehälter vorhan  den sind, um eine Störung des     kontinuier-          lichen    Betriebes zu vermeiden.  



  Im Verlaufe der Untersuchung hat sich  gezeigt, dass einzelne zur Keimbefreiung ge  langende Wässer Phenole, deren Homologe  oder ähnliche Stoffe, welche aus industriellen  Abwässern oder als     tierische    oder pflanzliche       Zersetzungsprodukte        in,das    Wasser gelangen,  enthalten. Solche Stoffe werden bei Zutritt  von freiem oder als Hypochlorit gebundenem  Chlor in stark riechende Chlorsubstitutions  produkte umgewandelt, welche von den frü  her erwähnten Kohlenstoffmaterialien zu  rückgehalten und darin allmählich ange  reichert werden.

   Auch ist bei andauernder       Durchführung    des vorliegenden Verfahrens  die Möglichkeit nicht auszuschliessen, dass  gelegentlich ein oder das .andere Bakterium  der Vernichtung durch die     erwähnten    Des  infektionsmittel entgeht, und in dem Kohlen  stoffmaterial festgehalten wird.  



       Hierdurch    könnte eine     Verunreinigung,des     Kohlenstoffmaterials eintreten.  



  Es wurde nun gefunden, dass diese     Übel-          stände    auf sehr einfache und     wirtschaftliche     Art behoben werden, wenn zeitweilig und je  nach Bedarf durch die Kohlenstoffmateria  lien heisses Wasser oder Dampf hindurch  geleitet wird, wodurch die     erwähnten        Chlor-          substitutionspradukte    entfernt und allenfalls       zurückgehaltene    Keime abgetötet werden. Zur  Aufrechterhaltung des kontinuierlichen Be  triebes sind für den Fall des Durchleitens  von heissem Wasser oder Dampf (durch das  Kohlenstoff material zwei oder mehrere Be  hälter mit diesem Material anzuordnen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Keimbefreiung von Wasser mit freiem oder als Hypochlorit gebundenem Chlor, -dadurch gekennzeichnet, dass das in ständigem Strom befindliche Wasser mit einer zur Keimbefreiung ausreichenden Menge von freiem Chlor oder von einem Hypochlorit kontinuierlich versetzt und hierauf nach Ab tötung der Keime kontinuierlich über Koh- lenstoff fliessen gelassen wird, und zwar unter Anwendung jener Kohlenstoffmenge, welche ausreicht, um das im Wasser befind liche überschüssige freie oder als Hypochlorit gebundene Chlor während des Durchlaufens durch die Kohlenstoffmasse in das Chlorion quantativ umzuwandeln. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kohlenstoffsorte von hoher katalytischer Kraft verwendet wird. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man das zur Um wandlung des überschüssigen Chlors oder Hypochlorits in das Chlorion dienende Kohlenstoffmaterial dadurch zu grösseren Gebilden formt, dass das Kohlenstoffma terial zunächst feinst gepulvert und hier auf mit einem plastischen Ton und Wasser zu einem starren Brei geknetet und dieser nach entsprechender Formung getrocknet und bei 800 bis 1200 unter Vermeidung von Sauerstoffzutritt geglüht wird. <B>3</B>.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man das zur Um wandlung des überschüssigen Chlors oder Hypochlorits in das Chlorion dienende Kohlenstoffmaterial dadurch zu grösseren Gebilden formt, dass das Kohlenstoffma terial zunächst feinst gepulvert und hier auf mit einer wässerigen Lösung eines Al kalisilikats unter Zusatz einer kieselsäure haltigen Substanz zu einem Brei geknetet, der nach entsprechender Formung im feuchten Zustande einer schnellen Er hitzung bei mässiger Temperatur unter worfen wird. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das mit einer zur Keimbefreiung ausreichenden Menge Chlor oder Hypochlorit versetzte Wasser vor dem Passieren des im wesentlichen aus Kohlenstoff bestehenden Materials vorerst durch poröse, gegen freies oder als Hypo- chlorit gebundenes Chlor widersta.mds- fähige, beliebig geformte Körper strömt,

   welche den Lauf der im Wasser befind- iichen Keime gegenüber der Durchfluss geschwindigkeit des Wassers verlang samen oder hemmen, wobei die Konzen tration des Chlors oder Hypochlorites während des ganzen Durchlaufes des Was sers durch den porösen Körper jene Stärke besitzen muss, um die Abtötung aller Keime während ' ihres verlangsamten Durchlaufes durch den porösen Körper zu gewährleisten. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch zur Be handlung von Schwebestoffe enthaltendem Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass durch den porösen Körper zur Entfernung der darin angesammelten Schwebestoffe zeitweilig, entgegengesetzt der normalen Durchflussrichtung, Wasser hindurchge leitet wird, dem in einem beliebigen Zeit punkt während dieser Massnahme so viel freies Chlor oder Hypochlorit zugesetzt ist, um eventuell im porösen Körper noch verbleibende lebende Keime abzutöten. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Kohlen stoffmaterial zeitweilig Dampf oder hei sses Wasser hindurchgeleitet wird.