Verfahren zur Filtration von Flüssigkeiten, wie z. B. Bakterien,
Säuren und organische Stoffe enthaltenden Wässern.
Die vorliegende Erfindimg betrifft ein Verfahren zur Filtration von Flüssigkeiten, wie z. B. Bakterien, Säuren und organische Stoffe enthaltenden Wässern, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man eine schwerlösliche aktive Filtermasse verwendet, welche erhalten wurde durch Umsetzung mindestens einer Flüssigkeit, welche vorher in Berührung mit einem aktiven Filtermaterial ge braucht worden war, bei dessen Herstellung mindestens in einer Stufe zur Aktivierung ein elektrisches Wechselfeld der Frequenz zwischen 3. 102 und 105 Hertz verwendet worden war, mit einem Stoff, welcher mit dieser Flüssigkeit ein schwerlösliches Produkt bildet.
Die Stärke des für die Aktivierung des benutzten aktiven Filtermaterials verwendeten elektrischen Wechselfeldes beträgt vorteilhaft mindestens 2 Volt/cm. Vorteilhaft werden Niederschläge aus den aktivierten Flüssigkeiten in der Wärme ausgefällt. Fixiert man nun einen derartig aktivierten Niederschlag auf einem zum Beispiel als Träger dienenden, als Filter geeigneten Material, so erhält man eine Filtermasse mit bedeutend erhöhtem Wirkungsgrad, welcher die Folge eines durch die Berührung der genannten Flüssigkeiten mit dem aktiven Filtermaterial erzielten bedeutend erhöhten Verteilungszustandes der aktivierten Materialien ist. Diese Niederschläge sind demzufolge in heterogener Phase reaktionsfähiger und besitzen eine erhöhte
Absorptionsfähigkeit.
Das oben genannte, als Filter geeignete
Material kann entweder nur als Träger der aktivierten Niederschläge dienen, oder es kann mit den in den Flüssigkeiten gelösten aktivier ten Substanzen so reagieren, dass schwerlös liche Umsetzungsprodukte gebildet werden.
Die in den zur Aktivierung der Flüssig keiten verwendeten aktiven Filtermaterialien enthaltene Oberflächenenergie wird bei der
Berührung der Filtermaterialien mit Flüssig keiten, z. B. beim Passierenlassen dieser Flüs sigkeiten durch diese Filtermaterialien in noch nicht bekannter Weise auf die Moleküle dieser Flüssigkeiten zum Teil übertragen. Der
Effekt hat sich dabei als ausreichend erwiesen.
Auf diese Weise aktivierte Flüssigkeiten eig nen sich ausgezeichnet zur je Herstellimg neuer aktiver Filtermassen, indem die darin enthal tenen aktivierten Bestandteile mit Stoffen zur
Umsetzung gebracht werden, welche mit die sen Flüssigkeitsbestandteilen schwerlösliche
Produkte bilden, z. B. durch Ausfällen auf einem als Filter geeigneten Material. Die Aus fällung eines aktiven Anteils der Flüssigkeit geht nnter chemischer Umsetzung vor sich.
Dabei kann die aktivierte Flüssigkeit ent weder auf feste, als Filter geeignete Stoffe einwirken gelassen werden, die mit ihr so reagieren, dass eine schwerlösliche Filtermasse entsteht, oder aber die aktiven Bestandteile einer in Filterstoffe überführbare Substanzen enthaltenden Lösung können durch Um setznng mit einem mit den Bestandteilen dieser Lösnng reagierenden Reaktionsmittel umgesetzt und so auf einem als Filterstoff geeigneten Material in schwerlöslicher Form niedergeschlagen werden, zwecks Bildnng der erfindungsgemäss verwendeten aktiven Filtermassen.
Dieses als Filterstoff geeignete Material kann dabei entweder nur als Träger dienen und zum Beispiel aus Bimsstein, Baumwolle usw. bestehen, oder oberflächlich mit den aktivierten Substanzen so reagieren, dass diese in schwerlöslicher Form auf diesem Material niedergeschlagen werden. Die dabei verwendete Reaktionsmfttellösung kann ebenfalls, z. B. durch Behandlung in einem elektrischen Wechselfeld oder durch Filtration über eine aktive Filtermasse, aktiviert sein.
So kann zum Beispiel ein sehr schwacher Elektrolyt, wie reines Wasser, durch ein aktives Filtermaterial geführt werden und hernach, mit Aktiviernngsenergie versehen, mit einem Erdalkalioxyd zur Umsetzung gebracht werden, wobei ein aktives Erdalkalihydroxyd entsteht. Aktive Filtermassen, bestehend aus Erdalkaliphosphaten und Erd alkallearbonaten, die beim erfindungsgemässen Verfahren verwendbar sind, können hergestellt werden, indem man zum Beispiel eine durch Filtration über ein aktives Filtermaterial aktivierte Ammonphosphat- bzw.
Ammoncarbonatlösung mit aktivem Erdalkalihydroxyd zur Umsetznng bringt.
Die von den zur Aktivierung bestimmten Flüssigkeiten (wie Wasser oder Lösungen be stimmte Salze und dergleichen) bei der Berührung mit dem aktiven Filtermaterial aufgenommene Energie wird auf noch nicht ganz abgeklärte Weise, wahrscheinlich durch Atomoder Ionenaustausch, auf diese Plüssigkeiten übertragen nnd verleiht dann den nach der Umsetznng (Ausfälllmg) gebildeten Produkten eine erhöhte Wirksamkeit als Filter. Die gebildeten schwerlöslichen Produkte werden demzufolge als aktiviert bezeichnet. In der Hauptsache besteht diese Aktivieruiig in einem stark erhöhten Verteilungszustand (Feinkörnigkeit) der gebildeten Massen.
Als Berührungszeit der Flüssigkeiten mit dem aktiven Filtermaterial genügt eine Zeitspanne von einigen, z. B. 2 bis 5, Sekunden (Durchlaufzeit). Der erzielte erhöhte Vertei llmgszustand der erhaltenen Massen hat einen direkten Einfluss auf die Wirksamlçeit derselben als Filter, und zwar sowohl was chemische Reaktionsfähigkeit als auch was physikalische Wirksamkeit, wie Adsorptionsvermögen, anbelangt.
Das erfindungsgemässe Verfahren sei an folgenden Beispielen erläutert:
Beispiel 1: Eine Palladiumsalzlösung wird während 5 Sekunden einer Behandlung in einem elektrischen Wechselfeld der Frequenz 500 Hertz unterworfen. Man tränkt hierauf mit dieser Lösung einen porösen Filterkörper wie Asbest. Mit Hilfe eines Reduktionsmittels, z. B. Ameisensäure, die ebenfalls durch Be handlung im Wechselfeld aktiviert wurde, reduziert man nun das Palladiumsalz zu metallischem, aktiviertem Palladium, das sieh auf dem Asbest niederschlägt. Die erhaltene Masse stellt ein hochaktives Filtermaterial dar.
Durch Kalzinieren von Calciumkarbonat gewonnenes Calciumoxyd wird hierauf mit Wasser hydratisiert, das vorher durch das oben erhaltene aktive Asbest-Palladium-Filtermaterial filtriert nnd dadurch aktiviert worden war. Das entstehende Calciumhydroxyd ist bedeutend reaktionsfähiger als ein mit gewöhnliehem, niehtaktiviertem Wasser hergestelltes Hydroxyd und wird als aktive Filtermasse für die Filtration saurer Wässer in der Wasserreinigungsteehnik verwendet.
Beispiel 2: Wie nach Beispiel 1 wird ein aktives Asbest-Palladium-Filtermaterial hergestellt.
Hierauf wird Magnesiumoxyd mit Wasser hydratisiert, das durch Filtration über dieses Filtermaterial aktiviert worden war. Dann behandelt man das entstandene Hydrat mit einer durch dasselbe Asbest-Palladium-Filtermaterial filtrierten und so aktivierten gesät tigten wässerigen Ammoniaklösung und leitet kontinuierlich Kohlensäuregas ein.. Apparativ verfährt man dabei am besten so, dass man die aktivierte Lösung und die Kohlensäure s von unten in einen Behälter eintreten lässt, in dem sich das Magnesiumoxyd befindet, da mit dieses in Schwebe gerät, so dass die festen Partikelchen allseitig mit der Lösung in Reaktion treten können.
Die Reaktion ist in der Kälte in etwa 15 bis 20 Minuten beendet.
Es spielen sich bei der Verwendung von so aktivierter Ammonkarbonatlösung die folgenden Reaktionen ab:
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Das Ammoniumkarbonat ist also gewissermassen nun ein Überträger für die Kohlensäure.
Da in der Praxis immer mit einem Kohlen säureüberschuss gearbeitet wird, wird das Ammoniumkarbonat in das Bikarbonat umgewandelt, ebenso wie die Kohlensäure das entstehende Ammoniak in Ammoniumkarbonat umwandelt oder sogar in Ammoniumbikarbonat bei genügendem Kohlensäureüberschuss.
Das gleiche gilt auch, wenn ursprünglich die Reaktion mit Ammoniak allein eingeleitet wurde.
(NH4)2C03 + CO2 + H20 = 2NH4HCO3
Diese Vorgänge spielen sich in der Kälte in der praktisch gewünschten Weise nur dann ab, wenn mit hochaktiven Lösungen gearbeitet wird, wie dies nach Filtration über aktive Filtermaterialien möglich ist, um spontan die Umwandlungsreaktionen herbeizuführen. Ist dies nicht der Fall, tritt ein zu hoher Materialverlust auf. Ausserdem bilden sieh auf der Oberfläche der Körner Niederschläge, die ein Eindringen der Flüssigkeit in das Korn verhindern usw.
Process for the filtration of liquids, such as. B. bacteria,
Waters containing acids and organic substances.
The present invention relates to a method for the filtration of liquids, such as. B. bacteria, acids and organic matter containing waters, which is characterized in that a sparingly soluble active filter material is used, which was obtained by reacting at least one liquid that had previously been in contact with an active filter material ge needed during its production at least An alternating electric field with a frequency between 3.102 and 105 Hertz was used in one activation stage, with a substance which forms a sparingly soluble product with this liquid.
The strength of the alternating electric field used to activate the active filter material used is advantageously at least 2 volts / cm. Precipitates from the activated liquids are advantageously precipitated in the heat. If one then fixes such an activated precipitate on a material suitable for use as a filter, for example serving as a carrier, one obtains a filter material with significantly increased efficiency, which is the consequence of a significantly increased distribution state of the activated ones achieved by the contact of the liquids mentioned with the active filter material Materials is. These precipitates are therefore more reactive in the heterogeneous phase and have an increased
Absorbency.
The above, suitable as a filter
Material can either only serve as a carrier for the activated precipitates, or it can react with the activated substances dissolved in the liquids in such a way that poorly soluble reaction products are formed.
The surface energy contained in the active filter materials used to activate the liquids is used in the
Contact of the filter materials with liquids, z. B. when letting these fluids pass through these filter materials in a manner not yet known to the molecules of these fluids in part. Of the
The effect has proven to be sufficient.
Liquids activated in this way are ideally suited for the production of new active filter media, in that the activated constituents contained therein are mixed with substances
Implementation are brought, which are sparingly soluble with these liquid components
Form products, e.g. B. by precipitation on a material suitable as a filter. The precipitation of an active part of the liquid takes place with chemical conversion.
The activated liquid can either be allowed to act on solid substances suitable as filters, which react with it in such a way that a sparingly soluble filter material is created, or the active components of a solution containing substances that can be converted into filter substances can be reacted with a Components of this solution reacting reactants are reacted and so deposited in a sparingly soluble form on a material suitable as filter material, for the purpose of forming the active filter materials used according to the invention.
This material, which is suitable as filter material, can either only serve as a carrier and consist, for example, of pumice stone, cotton, etc., or react superficially with the activated substances in such a way that they are deposited on this material in a sparingly soluble form. The reaction medium solution used can also, for. B. be activated by treatment in an alternating electric field or by filtration through an active filter material.
For example, a very weak electrolyte, such as pure water, can be passed through an active filter material and then provided with activation energy and reacted with an alkaline earth oxide, an active alkaline earth hydroxide being formed. Active filter media, consisting of alkaline earth phosphates and alkaline earth carbonates, which can be used in the process according to the invention, can be produced, for example, by adding an ammonium phosphate or ammonium phosphate activated by filtration through an active filter material.
Brings ammonium carbonate solution with active alkaline earth metal hydroxide to implementation.
The energy absorbed by the liquids intended for activation (such as water or solutions, certain salts and the like) on contact with the active filter material is transferred to these liquids in a way that has not yet been fully clarified, probably through atomic or ion exchange, and then gives the after Implementation (precipitation) formed products have an increased effectiveness as a filter. The poorly soluble products formed are therefore referred to as activated. This activation consists mainly in a greatly increased state of distribution (fine grain) of the masses formed.
As the contact time of the liquids with the active filter material, a period of a few, e.g. B. 2 to 5 seconds (cycle time). The increased distribution state achieved in the masses obtained has a direct influence on the effectiveness of the same as a filter, both in terms of chemical reactivity and in terms of physical effectiveness, such as adsorption capacity.
The method according to the invention is illustrated by the following examples:
Example 1: A palladium salt solution is subjected to a treatment in an alternating electric field with a frequency of 500 Hertz for 5 seconds. A porous filter body such as asbestos is then impregnated with this solution. With the help of a reducing agent, e.g. B. formic acid, which was also activated by treatment in the alternating field, you now reduce the palladium salt to metallic, activated palladium, which is reflected on the asbestos. The mass obtained is a highly active filter material.
Calcium oxide obtained by calcining calcium carbonate is then hydrated with water which has previously been filtered through and thereby activated through the active asbestos-palladium filter material obtained above. The resulting calcium hydroxide is significantly more reactive than a hydroxide made with ordinary, non-activated water and is used as an active filter material for the filtration of acidic water in water purification technology.
Example 2: As in Example 1, an active asbestos-palladium filter material is produced.
Magnesium oxide is then hydrated with water that has been activated by filtration through this filter material. The resulting hydrate is then treated with a saturated aqueous ammonia solution filtered through the same asbestos-palladium filter material and activated in this way, and carbonic acid gas is continuously introduced allows a container to enter, in which the magnesium oxide is located, as it is suspended with it, so that the solid particles can react with the solution on all sides.
The reaction is complete in the cold in about 15 to 20 minutes.
When using ammonium carbonate solution activated in this way, the following reactions take place:
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The ammonium carbonate is now to a certain extent a carrier for the carbonic acid.
Since in practice an excess of carbonic acid is always used, the ammonium carbonate is converted into bicarbonate, just as the carbonic acid converts the resulting ammonia into ammonium carbonate or even into ammonium bicarbonate if there is sufficient carbonic acid excess.
The same also applies if the reaction was originally initiated with ammonia alone.
(NH4) 2C03 + CO2 + H20 = 2NH4HCO3
In the cold, these processes only take place in the practically desired manner when working with highly active solutions, as is possible after filtration through active filter materials in order to spontaneously bring about the conversion reactions. If this is not the case, excessive material loss occurs. In addition, deposits form on the surface of the grains, which prevent the liquid from penetrating the grain, etc.