CH355409A

CH355409A - Process for the production of filter material for the deacidification of drinking and industrial water

Info

Publication number: CH355409A
Authority: CH
Inventors: Flick Gert
Original assignee: Magno Syn Werk Gmbh
Priority date: 1956-02-22
Filing date: 1957-02-16
Publication date: 1961-06-30
Also published as: DK89250C; DE1024025B; FR1167152A

Description

  

  Verfahren zur Herstellung von Filtermaterial  für die     Entsäuerung    von Trink- und Brauchwasser    Es ist bekannt, zur     Kohlensäure-Abbindung    in  Trink- und     Brauchwässem    und zur Bildung einer  kalkhaltigen     Rostschutzschicht    in eisernen Wasser  leitungsrohren eine     Entsäuerung    des Wassers durch  Filtration desselben über Körner aus geröstetem, mi  neralischem     Calciumcarbonat    oder     Dolomit    oder aus  diesen Produkten entsprechenden Chemikalien her  gestellte Körner durchzuführen.  



  Die ursprünglich verwendeten, derartigen Filter  materialien reagieren bekanntlich infolge ihrer kri  stallinisch festen Form nur sehr träge mit der an sich       kalkagressiven    Kohlensäure des Wassers.  



  Um diese Trägheit zu überwinden und die     Ent-          säuerungswirkung    zu verbessern, hat man die feste  kristallinische Struktur der Mineralien durch so weit  gehendes Rösten aufgelockert, dass ein Teil des       Calciumcarbonats    in     Calciumoxyd    übergeführt wird,  jedoch nur in einer Menge, dass bei der nachfolgen  den     Hydratisierung    des körnigen Brenngutes dieses  nicht zerfällt.

   In dem aus,     Calciumcarbonat,        Calcium-          oxyd    und gegebenenfalls     Magnesiumoxyd    bestehen  dem     Brenngut    wurde dann der     Calciumoxyd-Anteil     durch     Hydratisierung    und     Carbonisierung    wieder in       Calciumearbonat    übergeführt.

   Dies geschah durch  Behandlung des,     Brenngutes    mit einer Natrium- oder       Magnesiumbicarbonatlösung.    Das gelöste     Bicarbonat     gibt bei der Berührung mit dem gerösteten Produkt  den grössten Teil der Kohlensäure ab und verwandelt  das     Caleiumhydroxyd    in     Calciumcarbonat,    wobei  schliesslich Natronlauge entsteht, die durch den  Wasserkreislauf ausgespült wird. Anschliessend wird  das Material gewöhnlich getrocknet.

   Ein ähnliches,  aufgeschlossenes     Calciumcarbonat-Entsäuerungsma-          terial    wurde auch auf kaltem Wege erzeugt, indem  unter Zugabe von     Natriumcarbonat-Lösung    herge  stellte Granulate aus     Dolomit-Hydrat    oder Kalk-    Hydrat     bzw.    Gemischen aus beiden oder aus, Ge  mischen von     feinst    gemahlenem Kalkspat oder Mar  mor mit     Dolomit-Hydrat    oder     Kalk-Hydrat    mit     Bi-          carbonat-Lösung        recarbonisiert    wurden.  



  Verwendung von     Bicarbonatlösungen    war ein  wesentlicher Fortschritt gegenüber der bereits zuvor  bekannten     Karbonisierung    mittels     C02-haltigem    Gas,  bei welcher die     Durchkarbonisierung    des behandelten  Materials durch Bildung von undurchlässigen     Cal-          ciumcarbonat-Krusten    an der Oberfläche Schwierig  keiten bereitete.  



  Die     Karbonisiation    mittels     Bicarbonat    hat, im ge  schlossenen     Flüssigkeits-Kreislauf    durchgeführt, den  grossen Vorteil, dass die Lösung bis in das Innerste  des porösen     stückförrnigen    oder granulierten Mate  rials eindringt, so, dass die gute     Durchkarbonisation     und Beseitigung etwaiger Reste an freiem Kalk mü  helos gelingt. Ausserdem konnte ein     grösserer        Über-          schuss    an     Bicarbonatlösung    vermieden und das End  produkt in kürzerer Zeit erhalten werden.  



  Es wurde nun gefunden, dass bei Verwendung  von     Natriumcarbonat-Lösung    anstelle von     Bicarbo-          natlösungen    ein     Entsäuerungs-    und Filtermaterial  erhalten wird, das sich gegenüber dem mit     Bicarbo-          natlösungen    hergestellten durch eine weit grössere  Aktivität und Festigkeit auszeichnet.

   Das     erfindungs-          gemässe    Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass  man körniges,     caleiumoxydhaltiges,    mineralisches       Caleium-    oder     Caleium-Magnesiumcarbonat    oder ein  mittels einer     Natriumcarbonatlösung    hergestelltes  Granulat von     Calciumhydroxyd        oder/und        Dolomit-          hydrat    oder ein mittels einer     Natriumcarbonatlösung     hergestelltes Granulat aus einem Gemisch von mine  ralischem     Calcium.-        oder/und        

  Calcium-Magnesium-          carbonat    und zugesetztem     Calciumhydroxyd    oder       Dolomithydrat    mit     Natriumcarbonatlösung    behandelt.      Es wurden Vergleichsversuche an künstlich mit  Kohlensäure imprägniertem Duisburger Leitungswas  ser, welches vor dem     Kohlensäurezusatz    folgende  Zusammensetzung hatte<B>:

  </B>  
EMI0002.0002     
  
    pH-Wert <SEP> <B>.................. <SEP> 7,3</B>
<tb>  Gesamthärte <SEP> <B>..............</B> <SEP> 20,00
<tb>  Karbonathärte <SEP> <B>. <SEP>   <SEP> ............ <SEP> 10,98,1</B>
<tb>  Kohlensäure <SEP> <B>......... <SEP> . <SEP> .....</B> <SEP> 20,2 <SEP> mg/1
<tb>  davon <SEP> aggressive <SEP> Kohlensäure <SEP> 4 <SEP> mg/1
<tb>  Eisen <SEP> <B>....... <SEP> . <SEP> ............ <SEP> 0,77</B> <SEP> mg/1
<tb>  Mangan <SEP> <B>...... <SEP> . <SEP> ...........</B> <SEP> Spuren
<tb>  Temperatur <SEP> <B>. <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> C</B>       durchgeführt.

    Das Wasser wurde gleichzeitig über zwei Filter  geleitet, die beide mit     Calciumcarbonatkörnem    von  einer mittleren Korngrösse von<B>0,9</B> mm in einer Höhe  von 120 mm gefüllt waren, wobei das, Filtermaterial  des einen Filters ein mit     Bicarbonatlösung    herge  stelltes Produkt war und das andere Filter     erfindungs-          gemäss    hergestellt war.

   Bei einem Durchsatz von  einem     m3/h    Wasser benötigte man für eine     Entsäue-          rung    bis auf die folgenden     Rest-Kohlensäure-Werte     folgende Mengen Filtermaterial:

    
EMI0002.0011     
  
    Rest-Kohlensäure <SEP> Wert <SEP> mg/1 <SEP> <B>:</B>
<tb>  <B>10</B> <SEP> 20 <SEP> <B>30</B> <SEP> 40 <SEP> <B><I>50</I></B>
<tb>  Bekanntes <SEP> Filtermaterial <SEP> <B>kg <SEP> :</B>
<tb>  <B>57,5 <SEP> 91</B> <SEP> 122 <SEP> <B>152 <SEP> 182</B>
<tb>  Erfindungsgemäss <SEP> erhaltenes <SEP> Filtermaterial <SEP> <B>kg</B>
<tb>  <B><I>50</I> <SEP> 80 <SEP> 110 <SEP> 137 <SEP> 162</B>       Man ersparte also mit dem     erfindungsgemäss    er  haltenen     Filtennaterial   <B>10-15</B> % Filtermaterial und  dementsprechend auch<B>10-15</B> % an der     Grösse    der  erforderlichen Filter. Die Festigkeit der Filterkörner  wurde laufend geprüft durch Feststellung des Ge  wichts, das ein Filterkorn noch tragen konnte, ohne  dass es zerdrückt wurde.

   Die Festigkeit der Filter  körner nahm bei den Filterkörnern, die in bekannter  Weise mit     Natriumbicarbonat-Lösungen    behandelt  waren, im ersten Monat ab von<B>575 g</B> auf 460<B>g</B> und  im zweiten Monat auf 354<B>g.</B> Die Festigkeit der     er-          findungsgemäss    erhaltenen Filterkörner war von An  fang an etwas grösser und nahm ab von<B>600 g</B> auf  <B><I>550,5</I> g</B> in einem Monat und auf 549,5<B>g</B> in zweiten  Monat.



  Process for the production of filter material for the deacidification of drinking and industrial water It is known to deacidify the water by filtering the same over grains of roasted mineral for carbon dioxide binding in drinking and industrial water and to form a calcareous rust protection layer in iron water line pipes Calcium carbonate or dolomite or from these products corresponding chemicals produced grains to carry out.



  The originally used, such filter materials are known to react only very sluggishly with the calcareous carbonic acid of the water due to their crystalline solid form.



  In order to overcome this inertia and to improve the acidification effect, the solid crystalline structure of the minerals has been loosened by roasting so far that part of the calcium carbonate is converted into calcium oxide, but only in an amount that is necessary for the subsequent hydration the granular fuel does not disintegrate.

   In the kiln material consisting of calcium carbonate, calcium oxide and possibly magnesium oxide, the calcium oxide portion was then converted back into calcium carbonate by hydration and carbonization.

   This was done by treating the material to be fired with a sodium or magnesium bicarbonate solution. The dissolved bicarbonate releases most of the carbonic acid when it comes into contact with the roasted product and converts the calcium hydroxide into calcium carbonate, which finally results in sodium hydroxide solution, which is rinsed out by the water cycle. The material is then usually dried.

   A similar, digested calcium carbonate deacidifying material was also produced in a cold way, by adding sodium carbonate solution to produce granulates of dolomite hydrate or lime hydrate or mixtures of both or of, mixtures of finely ground calcite or mar mor with dolomite hydrate or lime hydrate with bicarbonate solution.



  The use of bicarbonate solutions was a significant step forward compared to the previously known carbonization using CO 2 -containing gas, in which the carbonization of the treated material caused difficulties due to the formation of impermeable calcium carbonate crusts on the surface.



  Carbonization by means of bicarbonate, carried out in a closed liquid cycle, has the great advantage that the solution penetrates into the innermost part of the porous piece-shaped or granulated material, so that good carbonization and removal of any residues of free lime easily succeed . In addition, a larger excess of bicarbonate solution could be avoided and the end product could be obtained in a shorter time.



  It has now been found that when sodium carbonate solution is used instead of bicarbonate solutions, a deacidifying and filter material is obtained which is distinguished by a far greater activity and strength compared to that produced with bicarbonate solutions.

   The process according to the invention is characterized in that granular, calcium oxide-containing, mineral calcium carbonate or calcium magnesium carbonate or granules of calcium hydroxide and / or dolomite hydrate produced by means of a sodium carbonate solution or granules produced by means of a sodium carbonate solution from a mixture of mineral Calcium.- or / and

  Calcium magnesium carbonate and added calcium hydroxide or dolomite hydrate treated with sodium carbonate solution. Comparative tests were carried out on Duisburg tap water artificially impregnated with carbonic acid, which had the following composition before the addition of carbonic acid:

  </B>
EMI0002.0002
  
    pH value <SEP> <B> .................. <SEP> 7.3 </B>
<tb> Total hardness <SEP> <B> .............. </B> <SEP> 20.00
<tb> Carbonate hardness <SEP> <B>. <SEP> <SEP> ............ <SEP> 10.98.1 </B>
<tb> Carbon dioxide <SEP> <B> ......... <SEP>. <SEP> ..... </B> <SEP> 20.2 <SEP> mg / 1
<tb> of which <SEP> aggressive <SEP> carbonic acid <SEP> 4 <SEP> mg / 1
<tb> iron <SEP> <B> ....... <SEP>. <SEP> ............ <SEP> 0.77 </B> <SEP> mg / 1
<tb> Manganese <SEP> <B> ...... <SEP>. <SEP> ........... </B> <SEP> tracks
<tb> temperature <SEP> <B>. <SEP> ............... <SEP> 100 <SEP> C </B> carried out.

    The water was passed simultaneously through two filters, both of which were filled with calcium carbonate grains with an average grain size of 0.9 mm at a height of 120 mm, the filter material of one filter being made with bicarbonate solution Was product and the other filter was manufactured according to the invention.

   With a throughput of one m3 / h of water, the following quantities of filter material were required for deacidification apart from the following residual carbonic acid values:

    
EMI0002.0011
  
    Residual carbon dioxide <SEP> value <SEP> mg / 1 <SEP> <B>: </B>
<tb> <B> 10 </B> <SEP> 20 <SEP> <B> 30 </B> <SEP> 40 <SEP> <B><I>50</I> </B>
<tb> Well-known <SEP> filter material <SEP> <B> kg <SEP>: </B>
<tb> <B> 57.5 <SEP> 91 </B> <SEP> 122 <SEP> <B> 152 <SEP> 182 </B>
<tb> <SEP> filter material <SEP> <B> kg </B> obtained according to the invention <SEP>
<tb> <B> <I> 50 </I> <SEP> 80 <SEP> 110 <SEP> 137 <SEP> 162 </B> With the filter material obtained according to the invention, you saved <B> 10-15 < / B>% filter material and, accordingly, <B> 10-15 </B>% of the size of the required filters. The strength of the filter grains was continuously checked by determining the weight that a filter grain could still carry without it being crushed.

   The strength of the filter grains in the filter grains that had been treated in a known manner with sodium bicarbonate solutions decreased in the first month from 575 g to 460 g and in the second month 354 <B> g. </B> The strength of the filter grains obtained according to the invention was somewhat greater from the start and decreased from <B> 600 g </B> to <B> <I> 550.5 </ I> g </B> in one month and to 549.5 <B> g </B> in the second month.

Claims

<B> PATENT CLAIM </B> Process for the production of filter material for the deacidification of drinking and industrial water, characterized in that granular, calcium oxide-containing,

mineral calcium or calcium magnesium carbonate or a granulate of calcium hydroxide and / or dolomite hydrate produced using a sodium carbonate solution or a granulate produced using a sodium carbonate solution from a mixture of mineral calcium or / and calcium magnesium carbonate and added calcium hydroxide or

Dolomite hydrate treated with sodium carbonate solution.