DE4200916A1

DE4200916A1 - Partial decarbonisation of water esp. drinking water - by trickling water through filter and simultaneously lowering pressure to backwash filter and flowing carbon di:oxide-free inert gas through filter

Info

Publication number: DE4200916A1
Application number: DE19924200916
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Kratzenstein
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-01-16
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2012-01-17
Also published as: DE4200916C2

Abstract

Partially decarbonisation of water by pptn. of calcium carbonate in the presence of crystallisation nuclei in the form of calcium carbonate-contg. material in a filter bed of granulated solid material. Water is trickled through the filter bed with simultaneous lowering of the pressure to back wash the filter bed so that 10-20% of the calcium carbonate ppted. during decarbonisation remains in the filter bed. Inert gas practically free of CO2, pref. air is used to mechanically clean the filter during decarbonisation by flowing it through the filter bed pref. in countercurrent flow to water. The vol. ratio of water to inert gas used is 1:0.5 to 1:1.5 esp. pref. about 1:1. USE/ADVANTAGE - Esp. used for purifying drinking water. The method gives energy savings of about 25-30% and crystallisation and retention of the CaCO3 on the trigonal filter material of over 90% which reduces the amt. of rinsing water required.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Teilentcarbonisierung von Wasser nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for partial decarbonization of water according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-PS 29 13 287 bekannt, bei dem trigonales Filtermaterial wie Kalk, Dolomit o. dgl. für ein Filterbett verwendet wird, durch das man zu entcarbonisierendes Wasser bei gleichzeitiger Unterdruckbeaufschlagung rieseln läßt. Die dabei erreichte Teilentcarbonisierung steigt dabei mit der Stärke des verwen deten Vakuums, wobei der energiemäßige Aufwand mit der Stärke des verwen deten Vakuums zunimmt.Such a method is known from DE-PS 29 13 287, for the trigonal filter material such as lime, dolomite or the like for one Filter bed is used through which to decarbonate water can trickle with simultaneous application of negative pressure. The one there partial decarbonization achieved increases with the strength of the use deten vacuum, the energy expenditure with the strength of the use vacuum increases.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1 zu schaffen, das einen verbesserten Entcarboni sierungsgrad bei gleichbleibendem Vakuum erzielt.The object of the invention is a method according to the Oberbe handle of claim 1 to create an improved decarboni achieved with a constant vacuum.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.This task is performed according to the characteristic part of the Claim 1 solved.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.Further refinements of the invention are as follows Description and the dependent claims.

Das während des Entcarbonisierens eingebrachte Inertgas expan diert in dem im Filterbett herrschenden Teilvakuum (man arbeitet vorzugs weise mit einem Absolutdruck von ca. 100 mbar oder weniger) unter be trächtlicher Steigerung seiner Fließfähigkeit. Hierdurch wird bewirkt, daß sich Wasser und Inertgas innerhalb der feinkörnigen Materialschüttung des Filterbetts ohne Flutung des letzteren durchsetzen können (solange entsprechende Fließgeschwindigkeiten beider Medien nicht überschritten werden). Das als Schleppgas wirkende Inertgas sorgt für eine weitere Verringerung des bereits durch das Vakuum erniedrigten CO₂-Partialdrucks und damit für eine beschleunigte Fortleitung des bei der CaCO₃-Fällung aus der unter den Verfahrensbedingungen im Vakuum calcitübersättigten, wäßrigen Lösung prinzipiell gemäßThe inert gas introduced during the decarbonization expands in the partial vacuum prevailing in the filter bed (one works preferably with an absolute pressure of approx. 100 mbar or less) with a considerable increase in its flowability. This ensures that water and inert gas can prevail within the fine-grained material bed of the filter bed without flooding the latter (as long as the corresponding flow rates of both media are not exceeded). The inert gas, which acts as an entraining gas, further reduces the CO ₂ partial pressure already reduced by the vacuum and thus accelerates the conduction of the CaCO ₃ precipitation from the aqueous solution, which is saturated with calcium carbonate under the process conditions

Ca(HCO₃)₂ - CO₂ → CaCO₃ + H₂OCa (HCO₃) ₂ - CO₂ → CaCO₃ + H₂O

gebildeten Kohlendioxids.formed carbon dioxide.

Als CO₂-freies Inertgas kommen im vorliegenden Fall beispiels weise Stickstoff, Sauerstoff oder Luft infrage, wobei letztere vorzugs weise praktisch von CO₂ befreit ist. Das mechanisch etwa durch Filtrieren gereinigte Inertgas wird aufgrund des Vakuums durch die Schüttung aus trigonalem Filtermaterial aus möglichst reinem Kalk, Dolomit o. dgl. ge saugt, und zwar vorzugsweise im Gegenstrom, d. h. daß dem über die Materi alschüttung herabrieselnden Wasser von unten her gleichmäßig auf die Be hälterfläche verteiltes Inertgas entgegengeführt wird. Jedoch kann auch im Gleichstrom gearbeitet werden, allerdings ist dann die Wirkung wegen des geringeren CO₂-Partialdruckgefälles verringert.In the present case, nitrogen, oxygen or air are possible as CO ₂ -free inert gas, the latter preferably being practically freed from CO ₂ . The inert gas, which is mechanically cleaned by filtering, is sucked due to the vacuum through the bed of trigonal filter material made of as pure lime, dolomite or the like as possible, preferably in countercurrent, ie that the water trickling down over the bed of material falls evenly from below the container surface distributed inert gas is directed towards. However, it is also possible to work in direct current, but the effect is then reduced due to the lower CO ₂ partial pressure drop.

Das Inertgas und insbesondere atmosphärische, gegenfalls von CO₂ befreite Luft wird in einem Wasser/Inertgas-Volumenverhältnis von vorzugsweise etwa 1:0,5 bis 1:1,5, insbesondere etwa 1:1 (gemessen unter Normalbedingungen) zugesetzt.The inert gas and, in particular, atmospheric air which is optionally freed of CO ₂ is added in a water / inert gas volume ratio of preferably about 1: 0.5 to 1: 1.5, in particular about 1: 1 (measured under normal conditions).

Experimentell wurde ermittelt, daß bei einer Kontaktzeit von etwa 12 min zwischen Wasser und Filtermaterial in einem Vakuum von etwa 100 mbar Absolutdruck durch Zusatz atmosphärischer Luft zum Wasser im Volumenverhältnis von etwa 1:1 (gemessen unter Normalbedingungen) der gleiche Teilentcarbonisierungseffekt erzielbar ist wie ohne Inertgaszu satz nur mit einem Vakuum von etwa 50 mbar.It was determined experimentally that with a contact time of about 12 min between water and filter material in a vacuum of about 100 mbar absolute pressure by adding atmospheric air to the water in the Volume ratio of about 1: 1 (measured under normal conditions) same partial decarbonization effect can be achieved as without inert gas only with a vacuum of about 50 mbar.

Abgesehen davon wurden folgende Vorteile erzielt:Apart from that, the following advantages were achieved:

- Energy savings for pumping gas and water by around 25 to 30%,
- Crystallize and firm adhesion of the CaCO 3 on the trigona len filter material to over 90% and thus
- Reduction of rinse water consumption and sludge.
- Improved usability of the coarsened grain calcium carbonate, for example for wastewater neutralization or path fixing gung,
- Possibility z. B. the oxidative iron and manganese deposition in one process step with partial decarbonization because of the O 2 solution in the water,
- Elimination of volatile chlorinated hydrocarbons by is a factor of 10 to 100 higher than without inert gas.
- Partial use of the CO 2 -containing exhaust gases to eliminate calcite oversaturation in the treated water.

Claims

1. A process for the partial decarbonization of water, in particular drinking water, by precipitation of calcium carbonate in the presence of crystallization nuclei in the form of calcium carbonate-containing material in a filter bed made of granulated solid substances, the water being trickled through the filter bed while at the same time being subjected to negative pressure, and in particular the filter bed in this way backwashing that about 10 to 20% of the calcium carbonate precipitated during the decarbonization remain in the filter bed, characterized in that essentially CO ₂ -free inert gas is mechanically cleaned and allowed to flow through the filter bed during the decarbonization.

2. The method according to claim 1, characterized in that as Inert gas air is used.

3. The method according to claim 2, characterized in that substantially free of CO ₂ air is used.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized records that the inert gas is conducted in countercurrent to the water.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized records that a volume ratio of water to inert gas of about 1: 0.5 to 1: 1.5, in particular about 1: 1 is used.