CH346496A - Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Brauwasser - Google Patents
Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von BrauwasserInfo
- Publication number
- CH346496A CH346496A CH346496DA CH346496A CH 346496 A CH346496 A CH 346496A CH 346496D A CH346496D A CH 346496DA CH 346496 A CH346496 A CH 346496A
- Authority
- CH
- Switzerland
- Prior art keywords
- branch
- stream
- flow
- water
- partial
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 98
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 28
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical group [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 22
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 21
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 18
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 18
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 claims description 18
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 11
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000004579 marble Substances 0.000 claims description 10
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 9
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 9
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims description 9
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 claims description 8
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical group [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 6
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 claims description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- -1 hydrogen ions Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 claims 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 14
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 14
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 14
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 13
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 13
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 13
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 9
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 description 8
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 7
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 7
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000003958 fumigation Methods 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 3
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 3
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 2
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N phenolphthalein Chemical compound C1=CC(O)=CC=C1C1(C=2C=CC(O)=CC=2)C2=CC=CC=C2C(=O)O1 KJFMBFZCATUALV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004457 water analysis Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical group [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021440 light beer Nutrition 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M methyl orange Chemical compound [Na+].C1=CC(N(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C1 STZCRXQWRGQSJD-GEEYTBSJSA-M 0.000 description 1
- 229940012189 methyl orange Drugs 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/02—Softening water by precipitation of the hardness
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Description
Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Brauwasser Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auf bereitung von Wasser, insbesondere von Brauwasser, zur Erzielung einer Karbonathärteverminderung und einer gleichzeitigen Magnesiahärteentfernung.
Bei der Wasseraufbereitung, insbesondere bei der Aufbereitung von Wasser für Bierbrauzwecke, ist ein hoher Magnesiumsalzgehalt des Wassers unerwünscht. Ebenso stört in gewissen Fällen, z. B. bei der Her stellung heller Biere, eine hohe Karbonathärte im Wasser, weil durch die Karbonate des Wassers die in der Bierwürze enthaltenen organischen Säuren und sauren Phosphate abgestumpft werden, die für die Enzyme, Hefe, Ausflockung und Klärung sowie die helle Farbe des Bieres notwendig sind. Auch ein hoher pfI-Wert, das heisst ein alkalisches Wasser, ins besondere ein Wasser mit freier Alkalität, ist für Brauzwecke nicht geeignet.
Das bisher am meisten verwendete Verfahren, um aus einem Wasser mit hoher Karbonathärte und gleichzeitig hoher Magnesiahärte ein Wasser, insbe sondere ein Brauwasser, mit niedrigerer Karbonat- und Magnesiahärte herzustellen, ist die Entkarboni- sierung mit Kalk.
Dabei war es jedoch nicht möglich, ein neutrales Wasser mit verminderter Karbonathärte und praktisch fehlender Magnesiahärte zu erhalten ohne eine überalkalisierung des Wassers mit Kalk und eine anschliessende Abstumpfung des Kalküber schusses mit stark kohlesäurehaltigem Rohwasser oder mit Mineralsäure.
Wenn ausserdem noch im Rohwasser die Nichtkarbonathärte niedrig und die Magnesiahärte hoch war, war es bei dem bekannten Verfahren praktisch unmöglich, ein einwandfreies, neutrales, karbonatarmes und magnesiahärtefreies Wasser zu gewinnen, und zwar auch dann nicht, wenn ein besonderes, in der Zugabe von Gips be stehendes Verfahren angewendet wurde.
Man hat deshalb schon versucht, das Ionenaus- tauschverfahren anzuwenden, und zwar derart, dass als Regeneriermittel leichtlösliche Calciumsalze ver wendet wurden, um zunächst sämtliche im Rohwas ser vorhandenen Salze in Calciumsalze überzufüh ren und anschliessend mit Kalk zu entkarbonisieren. Auch damit konnte eine praktisch vollständige Ma gnesiasalzentfernung nicht erreicht werden. Ausser dem ist dieses Verfahren im Betrieb zu teuer.
Ähnlich liegt das Ergebnis bei Anwendung der Entkarbonisierung durch Wasserstoffionenaustausch in Verbindung mit einem Calciumionenaustausch.
Wenn man das Rohwasser durch Wasserstoff ionenaustausch vollentbast und dann über ein Mar morfilter fliessen lässt, lässt sich ebensowenig ein Wasser mit den gewünschten Eigenschaften, insbe sondere ein Brauwasser einheitlicher Zusammenset zung, erreichen. In diesem Fall tritt die Schwierig keit hinzu, dass das Marmorfilter schon nach kurzer Zeit durch Gipsbildung verkrustet und damit inakti viert wird, sobald das Rohwasser einen erheblichen Sulfatgehalt aufweist.
Ausserdem ist die Analyse des erhaltenen Reinwassers sehr stark schwankend und in hohem Grad abhängig von der Beaufschlagung des Marmorfilters, da nicht nur die durch die Voll- entbasung aus der Nichtkarbonathärte entstehende freie Mineralsäure den Marmor (CaC03J des Mar morfilters neutralisiert, sondern auch die aus der Karbonathärte des Rohwassers sich bildende freie Kohlensäure lösend auf den Marmor wirkt, insbeson dere bei geringer Beaufschlagung des Marmorfilters.
Eine bestimmte und beliebig einstellbare Restkarbo- nathärte des Reinwassers lässt sich also auch bei die sem Verfahren nicht erreichen, wenn gleichzeitig Magnesiasalzfreiheit des Wassers verlangt wird.
Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, auf verhältnismässig einfachem Weg aus einem Roh- wasser mit beliebigem Gehalt an Karbonathärte und Magnesiahärte ein praktisch magnesiahärtefreies Bein wasser mit wählbar einstellbarer, niedrigerer Kar bonathärte zu erhalten, ohne dass das Wasser alka lisch wird und ohne dass dem Wasser ein anderer Stoff als Kalk zugesetzt wird.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rohwasserstrom in minde stens zwei Teilströme unterteilt wird, dass in einem derselben (I) oder in einem von diesem abgeleiteten Zweigstrom durch Austausch der im Wasser vorhan denen basischen Kationen gegen Wasserstoffionen eine Vollentbasung erfolgt, in einen zweiten Teil strom (1I) mit einem Überschuss von Ätzkalk Magne- siumhydroxyd ausgefällt wird und die verschiedenen Ströme anschliessend wieder zu einem einzigen Strom vereinigt werden.
Zweckmässig, nämlich um Säure kosten zu sparen, wird zur Vollentbasung ein Wasser- stoffionenaustauschmaterial verwendet, dessen Säure grad aus der Rohwasserzusammensetzung und aus dem Gesichtspunkt der Einsparung von Regenerier- säure gewählt wird. Demgemäss ist es möglich, dass entweder schwach saures oder stark saures oder so wohl schwach saures als auch stark saures Wasser stoffionenaustauschmittel verwendet wird.
Dabei kann man auch so verfahren, dass zwei Austauscher hintereinandergeschaltet werden, so dass der Teil strom zunächst mit einem schwach sauren und an schliessend mit einem stark sauren Wasserstoffionen austauschmaterial behandelt wird.
Die Regenerierung kann mittels einer Mineral säure, z. B. mit Schwefelsäure oder Salzsäure, erfol gen, wobei im Falle der Anwendung zweier Wasser- stoffionenaustauscher die Regenerationssäure zu nächst über den nachgeschalteten und dann über den ersten Austauscher geleitet werden kann. Durch den Wasserstoffionenaustausch erfolgt eine Vollentbasung des ersten Teilwasserstromes oder des von diesem abgeleiteten Zweigstromes, wobei sämtliche Kationen des Rohwassers in diesem Teilstrom bzw.
Zweig strom in Wasserstoffionen und die Anionen in die entsprechenden freien Säuren übergeführt werden, so dass hinter dem Wasserstoffionenaustauscher nur noch freie Säuren, z. B. freie Kohlensäure, freie Schwefel säure, freie Salzsäure usw., in äquivalenter Menge zu den im Rohwasser vorhandenen Karbonaten, Sul faten, Chloriden usw. auftreten.
Der zweite Teilstrom, der über einen mit Atzkalk beschickten Kalksättiger bekannter Art geführt wer den kann, kann anschliessend über ein Kiesfilter ge leitet werden, aus dem er als gesättigtes und schweb stofffreies Kalkwasser austritt, das praktisch keinen Magnesiasalzgehalt aufweist.
Das Verhältnis der in der Zeiteinheit fliessenden Wassermengen der beiden Teilströme richtet sich nach der Rohwasseranalyse und der verlangten Rein wasseranalyse.
Wenn beispielsweise zur Erzeugung von Brau- wasser besondere Zusätze verlangt werden, können diese dem Rohwasser oder dem Reinwasser mittels bekannter Dosiereinrichtungen beigemischt werden.
<I>Beispiel</I> Das Rohwasser möge folgende Analysenwerte haben:
EMI0002.0042
<SEP> d <SEP> = <SEP> Grade <SEP> deutscher <SEP> Härte
<tb> Gesamthärte <SEP> 22 <SEP> d
<tb> Karbonathärte <SEP> 18 <SEP> d
<tb> Nichtkarbonathärte <SEP> 4 <SEP> d
<tb> Magnesiahärte <SEP> 10 <SEP> d
<tb> Natriumsalze <SEP> 0o <SEP> d Es wird angenommen, dass ein zum Beispiel als Brauwasser verwendbares Beinwasser mit folgender Analyse verlangt wird:
EMI0002.0043
Gesamthärte <SEP> 8 <SEP> d
<tb> Karbonathärte <SEP> 4 <SEP> d
<tb> Nichtkarbonathärte <SEP> 4o <SEP> d
<tb> Magnesiahärte <SEP> praktisch <SEP> 0 <SEP> d Gesättigtes Kalkwasser enthält bei 20 C etwa 1250 mg freies Ca0/lit, entsprechend 125o d.
Im Wasserstoffionenaustauscher sind 22 d Entbasungs- härte aus dem Rohwasser zu entfernen, während 4 + 4 - 8 d gesättigtes Kalkwasser (als freies Ca0 oder Ca[OH]z), zur Neutralisation der der Nicht karbonathärte entsprechenden freien Mineralsäure und der der gewünschten Karbonathärte entsprechen den freien Kohlensäure des vollentbasten Wassers, benötigt werden.
Dies bedeutet, dass im vorstehenden Beispiel 6 % des Rohwasserstromes als zweiter Teilstrom über den Kalksättiger und 94 1/a des Rohwasserstromes über den Wasserstoffionenaustauscher gehen. Nach Wie dervereinigung der beiden Teilströme erhält man ein Beinwasser mit der verlangten Analyse.
Die Prüfung der Beschaffenheit der Ströme wird zweckmässigerweise mittels chemischer Analyse oder mittels Messung der elektrischen Leitfähigkeit vor genommen.
In Fig. 1 der beigefügten Zeichnung ist eine bei spielsweise Ausführungsform des Verfahrens sche matisch dargestellt.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch angewendet werden in einem Betrieb, in dem bereits zum Zweck der Wasserreinigung eine nach dem Kalkfällungsverfahren arbeitende Entkarbonisierungs- anlage vorhanden ist. In diesem Falle stellt sich die Aufgabe, bei einer bekannten, mit Kalk arbeitenden Entkarbonisierungsanlage den Magnesiumgehalt zu entfernen und gleichzeitig die Karbonathärte, ins besondere nach unten, zu begrenzen, ohne dass Atz- kalk im Beinwasser enthalten ist.
Es ist bekannt, dass beim Entkarbonisierungsverfahren mit Kalk die Magnesiahärte auf niedrigste Werte reduziert oder ganz entfernt werden kann, wenn mit Überschuss an Ätzkalk gearbeitet wird. Ein auf diese Weise ent- karbonisiertes Wasser lässt sich aber für manche Zwecke, z. B. als Brauwasser, wegen der Atzalkali- tät und des zu niedrigen Karbonatgehaltes nicht ver wenden.
Man könnte durch Begasung mit Kohlen säure wohl den Ätzkalküberschuss in Calciumkarbo- nathärte umwandeln und müsste dann den hierzu er forderlichen Kohlensäureüberschuss wieder entfernen. Wenn man aber dabei die Magnesiahärte ganz aus dem Wasser entfernen will, benötigt man einen Aem- lich hohen Ätzkalküberschuss vor der Begasung mit Kohlensäure, so dass die nach der Begasung entste hende Calciumkarbonathärte wiederum zu hoch wird.
Wenn also eine solche nach dem Kalkfällungs- verfahren arbeitende Entkarbonisierungsanlage be reits vorhanden ist, teilt man, wie in Fig. 2 schema tisch dargestellt ist, den Rohwasserstrom ebenfalls in zwei Teilströme, von denen der erste durch Wasser- stoffionenaustausch vollentbast wird.
Der zweite Teil strom wird verzweigt und der erste Zweigstrom mit Ätzkalk gesättigt, so dass beim Vereinigen desselben mit dem zweiten Zweigstrom Magnesiumhydroxyd und Calciumkarbonat durch Ätzkalküberschuss als Schlamm ausgefällt werden. Der zweite Teilstrom wird anschliessend gefiltert und dann mit dem ersten Teilstrom vereinigt.
Dabei wird zweckmässigerweise so verfahren, dass von dem zweiten Teilstrom der erste Zweigstrom un mittelbar und der zweite Zweigstrom über einen Kalksättiger zu einem Fällungsreaktor geführt wer den, in dem die Härtebildner Mg(OH)" und CaCOs als Schlamm ausgefällt werden.
Das aus dem Fäl- lungsreaktor austretende Wasser weist einen Atz- kalküberschuss auf und ist magnesiumfrei. Der Teil strom wird dann zum Ausscheiden des eventuell suspendierten Mo(OH)2-Schlammes und CaCO3 Schlammes über ein Filter geleitet, bevor er mit dem ersten Teilstrom vereinigt wird.
Wenn die vorhandene Entkarbonisierungsanlage eine solche ist, die nach dem Anlagerungsverfahren mit Kalk arbeitet, kann das Verfahren, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, so betrieben werden, dass der zweite Teilstrom unterteilt und der erste Zweig strom mit Ätzkalk gesättigt wird, dass ein Teil dieses mit Ätzkalk gesättigten Zweigstromes mit dem an dern Zweigstrom vereinigt und bei grosser Geschwin digkeit die Härtebildner, insbesondere Calciumkarbo- nat, in Form von Körnern ausgeschieden werden, und dann mit diesem gemischten Strom der andere Teil des mit Ätzkalk gesättigten Zweigstromes ver einigt wird,
so dass das Magnesiumhydroxyd durch Ätzkalküberschuss als Schlamm ausfällt, worauf der ganze Teilstrom gefiltert wird.
Zweckmässig verfährt man in der Weise, dass ein Teil des ersten, in einem Kalkwassersättiger mit Ätzkalk gesättigten Zweigstromes mit dem zweiten, nicht behandelten Zweigstrom zu einem Anlage rungsreaktor geführt wird, wo eine Entkarbonisie- rung in der Weise stattfindet, dass nur noch eine Monokarbonatresthärte bleibt.
Der aus dem Anlage rungsreaktor austretende Strom und der andere Teil des ersten, mit Ätzkalk gesättigten, aus dem Kalkwas- sersättiger kommenden Stromes werden dann gemein- sam in einen Fällungsreaktor geführt, wo das Ma gnesiumhydroxyd durch Ätzkalk aus dem bis auf Monokarbonatresthärte entkarbonisierten Wasser als Schlamm ausgefällt wird. Es bleibt ein Atzkalküber- schuss.
Der so behandelte zweite Teilstrom wird dann über ein Filter geführt und mit dem ersten, vom Wasserstoffionenaustauscher kommenden Teilstrom vereinigt.
Unter Anlagerungsreaktor wird im vorliegenden Fall ein mit hoher Durchlaufgeschwindigkeit betrie bener Reaktor verstanden, in dem die ausgeschiede nen Härtebildner, insbesondere CaCO3, in Form von Körnern ausfallen.
Anlagerungsreaktoren arbeiten bekanntlich nur einwandfrei, wenn der Kalkzusatz so erfolgt, dass in dem aus dem Anlagerungsreaktor ablaufenden entkarbonisierten Wasser der PH-Wert (Phenolphthalein-Alkalität) ungefähr die Hälfte des m-Wertes (Methylorange-Alkalität) beträgt, das heisst, wenn der Anlagerungsreaktor mit dem Ziel betrieben wird, ein Monokarbonat oder ein Neutralkarbo- nat zu erzeugen.
Hierbei tritt nur eine geringfügige Verminderung der Magnesiahärte entsprechend dem Kalkwasseranteil ein. Um die Magnesiahärte prak tisch vollkommen aus dem Wasser zu entfernen, muss das aus dem Anlagerungsreaktor austretende entkar- bonisierte Wasser mit weiterem Ätzkalk (in Form von Kalkwasser) versetzt werden, und zwar mit so viel, dass die Magnesiahärte vollständig in Kalkhärte über geführt und noch ein genügender Atzkalküberschuss erreicht wird.
Die Magnesiahärte fällt in diesem Sta dium als Magnesiumhydroxydschlamm an und ist laufend oder von Zeit zu Zeit aus dem zwischen dem Anlagerungsreaktor und einem Filter vorzu sehenden Fällungsreaktor abzuziehen, wenn man nicht das Filter übermässig mit Schlamm belasten und daher sehr oft spülen will. Der Fällungsreaktor wird zweckmässig als kegeliger Behälter gebaut, der von unten nach oben durchströmt wird und in dem das ausgeschiedene Magnesiumhydroxyd als Schlamm filter wirkt.
Hierbei tritt, ausser der Magnesiahärte- entfernung, auch eine erhebliche Entkieselung des Wassers ein, die in vielen Fällen, z. B. bei der Kessel speisewasser-Aufbereitung, sehr erwünscht ist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kann auch dann angewendet werden, wenn ein Rohwasser auf bereitet werden soll, das erhebliche Mengen an Chlo riden, z. B. Natriumchlorid, neben niedriger Nicht karbonathärte, hoher Magnesiahärte und hoher Kar bonathärte aufweist, und aus dem ein Wasser, bei spielsweise ein Brauwasser, herzustellen ist, das keine Magnesiahärte, eine niedrige Calciumkarbonathärte, eine niedrige Calciumnichtkarbonathärte und daneben einen gewissen Natriumchloridgehalt haben soll,
der beispielsweise ungefähr dem Chloridgehalt des Roh wassers entsprechen soll. In diesem Fall wird das Ver fahren, wie in Fig.4 schematisch dargestellt, so durchgeführt, dass der erste Teilstrom unterteilt, der erste Zweigstrom desselben durch Wasserstoffionen austausch vollentbast, im zweiten Zweigstrom durch Basenaustausch eine Alkalisalzerzeugung herbeige führt wird und die Zweigströme dann wieder ver einigt werden.
Der zweite Teilstrom wird in diesem Fall zweckmässigerweise über einen Kalkwassersätti- ger geführt und mit den beiden vom Basenaustau- scher bzw. Wasserstoffionenaustauscher kommenden Zweigströmen wieder vereinigt. Zur Alkalisalzerzeu- gung kann beispielsweise ein Natriumbasenaustausch- filter verwendet werden, das dem Wasserstoffionen- austauscher parallel geschaltet ist.
Diese Ausfüh rungsform des Verfahrens kann auch angewendet werden, wenn das Rohwasser einen höheren Gehalt an Magnesiumchlorid anstatt Alkalichlorid besitzt und ein natriumchloridhaltiges Reinwasser gefordert wird.
In manchen Fällen steht ein Rohwasser zur Ver fügung, das beispielsweise einen hohen Alkalisalz-, Chlorid-, Sulfat- und Nitratgehalt bei hoher Magne- siahärte aufweist. In einem solchen Fall kann mittels des Verfahrens gemäss der Erfindung zusätzlich auch eine Reduzierung der Mineralsäureanionen oder mi neralsauren Salze durchgeführt werden.
Es wird dann, wie in Fig. 5 schematisch dar gestellt ist, so verfahren, dass im ersten Teilstrom ein Wasserstoffionenaustausch herbeigeführt, dann dieser Teilstrom verzweigt, in dem einen Zweigstrom ein Hyd'roxylionenaustausch herbeigeführt wird und dann die Zweigströme wieder vereinigt werden.
Der Hydroxylionenaustausch wird in einem Fil ter vorgenommen, das mit schwachbasischem Anio- nenaustauschmaterial gefüllt ist. Man kann auf diese Weise die Mineralsäureanionen in wählbar einstell barer Weise teilweise entfernen. Dieses Anionenaus- tauschfilter kann beispielsweise mit Natronlauge oder Sodalösung regeneriert werden.
Soll ausser der Reduzierung der mineralsauren Salze auch der Natriumsalzgehalt des Rohwassers erhalten werden, dann wird das Verfahren zweck mässig so durchgeführt, wie in Fig.6 schematisch dargestellt ist. Der erste Teilstrom wird unterteilt, und im ersten Zweigstrom wird zunächst ein Was serstoffionenaustausch und dann in einem Teil dieses Zweigstromes ein Hydroxylionenaustausch herbeige führt. Im zweiten Zweigstrom wird durch Basen austausch eine Alkalisalzerzeugung herbeigeführt, und die Zweigströme werden dann wieder vereinigt.
Wird statt der Reduzierung der mineralsauren Salze eine Umwandlung der Mineralsäureanionen ge wünscht, beispielsweise von Sulfaten in Chloride, dann kann das Verfahren so durchgeführt werden, dass der erste Teilstrom nach dem Wasserstoffionen austausch unterteilt, in dem einen Zweigstrom ein Anionenaustausch herbeigeführt und dann die beiden Zweigströme wieder vereinigt werden, wie dies in Fig. 7 schematisch dargestellt ist. Hierbei wird der Anionenaustauscher mit einer wässrigen Lösung re generiert, die das gewünschte Anion, z. B. Natrium chlorid oder Salzsäure, enthält.
Schliesslich ist es auch noch möglich, mittels des Verfahrens eine Reduzierung der mineralsauren Salze und gleichzeitig eine Umwandlung der Mineralsäure anionen vorzunehmen. Dies kann, wie in Fig. 8 sche matisch dargestellt ist, dadurch geschehen, dass der erste Teilstrom nach dem Wasserstoffionenaustausch unterteilt, in dem ersten Zweigstrom durch Hydroxyl- ionenaustausch eine volle Entsalzung und in dem zweiten Zweigstrom eine Anionenumwandlung herbei geführt wird.
Wird eine Umwandlung der Mineralsäureanionen, beispielsweise von Sulfaten in Chloride, und gleich zeitig die Erhaltung eines vorhandenen Natriumsalz- gehaltes gewünscht, so wird, wie in Fig. 9 schema tisch dargestellt ist, der erste Teilstrom unterteilt, in dem ersten Zweigstrom durch Basenaustausch eine Alkalisalzerzeugung herbeigeführt und in dem zwei ten Zweigstrom nach dem Wasserstoffionenaustausch in einem Teil dieses Zweigstromes ein Anionenaus- tausch herbeigeführt.
In den meisten Fällen wird es ausserdem notwen dig sein, eine Ausscheidung freier Kohlensäure aus dem Reinwasser vorzunehmen, damit das Reinwas- ser infolge zu hohen Gehaltes an freier Kohlensäure und daher infolge eines zu niedrigen PH-Wertes nicht zu stark korrosiv wird und Eisen oder andere Metalle aus den Rohrleitungen nicht aufnehmen kann. Im Falle der Herstellung von Brauwasser ist ein zu hoher Gehalt an freier Kohlensäure ausserdem deshalb un erwünscht, weil das aus solchem Wasser hergestellte Bier eine gewisse Schärfe aufweist.
Diese Entfernung freier Kohlensäure kann da durch erfolgen, dass man das Reinwasser durch Rie- seltürme rieseln lässt. Zur Unterstützung der Aus- rieselung der Kohlensäure kann ein Luftgebläse ver wendet werden.
Anschliessend führt man das Bein wasser über eine Schicht gekörnten Marmors. Das Marmorfilter wirkt in diesem Falle nicht nur als Neutralisationsfilter, sondern auch als Kontaktfilter, indem es durch unsachgemässe Bedienung der Ein richtung entstehende Nachreaktionen beschleunigt und die durch solche Nachreaktionen entstandenen unlöslichen Reaktionsprodukte ausscheidet und zu rückhält, so dass ein Beinwasser erhalten wird, das sich praktisch im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht befindet.
Wird in besonderen Fällen gewünscht, dass die Aufbereitung des Rohwassers und damit auch die Magnesiahärteentfernung nicht sofort in vollem Um fange erfolgt, kann man durch einen entsprechenden einstellbaren Zusatz von Rohwasser zu dem Bein wasser allmählich die Umstellung von Rohwasser auf vollaufbereitetes Wasser vornehmen oder auch einen Teil der Magnesiahärte im Beinwasser belas sen. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise von dem Rohwasserstrom einen dritten Teilstrom abzwei gen, der dem Reinwasserstrom zugeführt wird. Die ser dritte Teilstrom ist in allen Figuren gestrichelt dargestellt.
Zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung in seinen verschiedenen Ausführungsfor men können bekannte Einrichtungsteile verwendet werden, die entsprechend dem durchzuführenden Verfahren geschaltet werden müssen. Dabei können zur Unterstützung des Verfahrens folgende Anord nungen getroffen werden: Hinter der Abzweigung des einen, kleineren, zu einer Wasserbehandlungseinrich tung führenden Teilstromes kann in den andern, grö sseren, zu einer Wasserbehandlungseinrichtung füh renden Teilstrom eine Stauvorrichtung, z. B. eine Stauscheibe, eingebaut sein, die so bemessen werden kann, dass ein gewünschtes Wassermengenverhältnis der beiden Teilströme aufrechterhalten wird.
Ferner ist es zweckmässig, wenn hinter jeder Vereinigungs stelle von Strömen eine Mischvorrichtung vorgesehen ist, die beispielsweise durch ein Kontaktfilter gebildet werden kann. In die Leitungen werden Strömungs messer eingebaut, um das Verfahren genau kontrol lieren zu können. Ferner ist es zweckmässig, wenn vor und hinter Vereinigungsstellen von Strömen Ab sperrorgane und die abgesperrten Leitungsteile um gehende abschaltbare Leitungen vorgesehen werden.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH Verfahren zur Aufbereitung von Wasser zur Er zielung einer Karbonathärteverminderung und einer gleichzeitigen Magnesiahärteentfernung, dadurch ge kennzeichnet, dass der Rohwasserstrom in mindestens zwei Teilströme unterteilt wird, dass in einem dersel ben (I) oder in einem von diesem abgeleiteten Zweig strom durch Austausch der im Wasser vorhandenen basischen Kationen gegen Wasserstoffionen eine Voll- entbasung erfolgt, in einen zweiten Teilstrom (1I)mit einem überschuss von Atzkalk Magnesium hydroxyd ausgefällt wird und die verschiedenen Ströme anschliessend wieder zu einem einzigen Strom vereinigt werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sowohl schwach saures als auch stark saures Wasserstoffionenaustauschmaterial ver wendet wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Prüfung der Beschaffenheit der Teil- bzw. Zweigströme mittels chemischer Analyse vorgenommen wird. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Prüfung der Beschaffenheit der Teil- bzw. Zweigströme mittels Messung der elek trischen Leitfähigkeit vorgenommen wird. 4.Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Teilstrom 1I in zwei Zweig ströme unterteilt und der erste Zweigstrom mit Atz- kalk gesättigt wird, so dass nach Vereinigen mit dem zweiten Zweigstrom in dem nunmehr Atzkalküber- schuss aufweisenden zweiten Teilstrom Magnesium hydroxyd und Calciumcarbonat als Schlamm ausge fällt werden, dass der Teilstrom Il anschliessend ge filtert und dann mit dem dem Wasserstoffionenaus- tausch unterworfenen Teilstrom<B>1</B> vereinigt wird. 5.Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Teilstrom 1I in zwei Zweig ströme unterteilt und der erste Zweigstrom mit Atz- kalk gesättigt wird, dass ein Teil dieses mit Atzkalk gesättigten Zweigstromes mit dem andern Zweigstrom vereinigt und mit grosser Geschwindigkeit ein Teil der Härtebildner, insbesondere Calciumcarbonat, in Form von Körnern ausgeschieden wird und dann mit diesem gemischten Strom der andere Teil des mit Atzkalk gesättigten Zweigstromes vereinigt wird,so dass Magnesiumhydroxyd durch Atzkalküberschuss als Schlamm ausfällt, worauf der ganze Teilstrom II gefiltert wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Teilstrom I in zwei Zweig ströme unterteilt, der erste Zweigstrom durch Was serstoffionenaustausch vollentbast, im zweiten Zweig strom durch Basenaustausch eine Alkalisalzerzeu- gung herbeigeführt wird und die Zweigströme dann wieder vereinigt werden. 7.Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass im Teilstrom 1 der Wasserstoff ionenaustausch herbeigeführt, dann dieser Teilstrom in zwei Zweigströme unterteilt, in dem einen Zweig strom ein Hydroxylionenaustausch herbeigeführt und dann die Zweigströme wieder vereinigt werden. B. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Teilstrom I in zwei Zweig ströme unterteilt, in dem ersten Zweigstrom durch Basenaustausch eine Alkalisalzerzeugung herbeige führt, in dem zweiten Zweigstrom der Wasserstoff ionenaustausch erfolgt und anschliessend in einem Teil dieses zweiten Zweigstromes ein Hydroxylionen- austausch herbeigeführt wird. 9.Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass im Teilstrom I der Wasserstoff ionenaustausch erfolgt und dieser Strom dann in zwei Zweigströme unterteilt, in dem einen Zweigstrom ein Anionenaustausch herbeigeführt wird und dann die beiden Zweigströme wieder vereinigt werden. 10. Verfahren nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Zweigstrom ein Hydroxylionenaustausch herbeigeführt wird. 11.Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Teilstrom I in zwei Zweig ströme unterteilt, in dem ersten Zweigstrom durch Basenaustausch eine Alkalisalzerzeugung herbeige führt, in dem zweiten Zweigstrom der Wasserstoff ionenaustausch erfolgt und anschliessend in einem Teil dieses Zweigstromes ein Anionenaustausch her beigeführt wird. 12. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass eine Ausscheidung freier Kohlen säure aus dem Reinwasser erfolgt, indem letzteres über Rieseltürme geführt wird. 13.Verfahren nach Patentanspruch und Unter anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rein- wasser nach der Kohlensäureausrieselung über eine Schicht gekörnten Marmors geleitet wird. 14. Verfahren nach Patentanspruch und Unter anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Rohwasserstrom neben den Teilströmen I und II ein dritter Teilstrom abgezweigt wird, der dem Reinwas- serstrom vor der Kohlensäureausrieselung zugeführt wird.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE346496X | 1954-10-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH346496A true CH346496A (de) | 1960-05-15 |
Family
ID=6255265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH346496D CH346496A (de) | 1954-10-07 | 1955-10-05 | Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Brauwasser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH346496A (de) |
-
1955
- 1955-10-05 CH CH346496D patent/CH346496A/de unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69208314T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des städtischen Wassers | |
| EP0100568A2 (de) | Verfahren zum Behandeln von Abwasser | |
| DE3904575A1 (de) | Verfahren zur eliminierung von phosphaten und organisch gebundenem phosphor aus abwaessern und zulaufwaessern | |
| DE3136155C2 (de) | Verfahren zur Zuführung von Absorbenzien beim Naß-Kalk-Verfahren zur Abgasdesulfurierung | |
| DE69000266T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur verbesserung des langelier-index von staedtischem wasser. | |
| CH346496A (de) | Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Brauwasser | |
| DE1926969A1 (de) | Verfahren zur chemischen Entfernung von Phosphorionen aus Abwasser | |
| AT202528B (de) | Verfahren zur Aufbereitung von Wasser | |
| DE607514C (de) | Verfahren zur Erhoehung des Phosphorsaeuregehaltes der bei basischen Stahlerzeugungsverfahren anfallenden Schlacken | |
| DE971482C (de) | Verfahren zur Herstellung technisch reiner Phosphorsaeure | |
| EP0035248A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur biologischen Reinigung von Abwasser | |
| AT200521B (de) | Verfahren zur Abscheidung der Verunreinigungen aus Papierfabriksabwässern od. ähnl. kolloidhaltigen Industrieabwässern | |
| AT224571B (de) | Verfahren zur Behandlung von Wasser, insbesondere zur Aufbereitung als Brauwasser | |
| AT218975B (de) | Verfahren zur Behandlung von Wasser, insbesondere zur Aufbereitung als Brauwasser | |
| DE957650C (de) | Verfahren zur Behandlung von Zuckersäften | |
| DE1517454C (de) | Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere zur Bereitung von Brauwasser | |
| DE148404C (de) | ||
| DE1190449B (de) | Verfahren zur Gewinnung eines zur Herstellung von Aluminium geeigneten Kryoliths aus Fluor und Phosphorverbindungen enthaltenden Gasen | |
| DE1517454B2 (de) | Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere zur Bereitung von Brauwasser | |
| DE1136285B (de) | Verfahren zur kontinuierlichen Reinigung von alkalischen, schwefelwasserstoffhaltigen Abwaessern aus Lederfabriken durch Eisenung | |
| DE1517476A1 (de) | Verfahren zum Neutralisieren von saeurehaltigem Wasser | |
| AT133757B (de) | Verfahren zur Entfernung von in Wasser gelöster Kieselsäure, insbesondere aus Gebrauchswässern. | |
| DE671508C (de) | Verfahren zum Enthaerten von Wasser | |
| AT20003B (de) | Verfahren zur Erleichterung der Enteisenung von Rohwasser. | |
| DE380386C (de) | Verfahren zur Herstellung von Kalisalpeter aus Kalirohsalzen |