Wasserreiniger. Von Ingenieur Grimmer. Wasserreiniger. Für eine grosse Anzahl gewerblicher Unternehmungen ist zu ihrem wirtschaftlichen Betriebe möglichst reines Wasser die Grundbedingung, da von demselben die Lebensdauer der Betriebsmittel, die Betriebssicherheit, die Betriebskosten, die gesamten Herstellungskosten der Erzeugnisse und nicht zum mindesten die Güte und damit der Verkaufspreis derselben abhängig sind. Ganz besonders wichtig ist reines Wasser für den Dampfkesselbetrieb. Denn zur Entfernung des aus unreinem, hartem Wasser entstehenden Kesselsteines wird in gewissen Zeiträumen eine Ausserbetriebsetzung des Kessels notwendig. Durch die geringere Wärmedurchlässigkeit der mit Kesselstein bedeckten Heizfläche ist ein erheblicher Mehrverbrauch an Kohlen bedingt. Vor allen Dingen jedoch steigt mit zunehmender Härte des Wassers die Gefahr der Beschädigung bezw. Zerstörung (Explosion) der Kesselanlage und damit die Lebensgefahr für die Bedienung. Für Papierfabriken, Färbereien und Fabriken feinerer Ledersorten ist zur Erzielung zarter Farbtöne reines Wasser unerlässlich, während durch dasselbe in Bleichereien und Wäschereien der Seifenverbrauch ganz erheblich vermindert wird. Da das Wasser in der Beschaffenheit, wie es in der Natur vorkommt, in den meisten Fällen nicht ohne weiteres in den einzelnen Betrieben verwendet werden kann, so müssen ihm für den jeweiligen Verwendungszweck die schädlichen Stoffe entzogen werden. Hierzu dienen zwei Arten von Wasserreinigung: 1. Die mechanische Reinigung, 2. die chemische Aufbereitung mit nachfolgender mechanischer Reinigung. Bei der mechanischen Reinigung handelt es sich darum, die dem Wasser in unlöslicher Form beigemengten Stoffe zu entfernen. Diese Beimengungen lassen sich nun ihrer Grösse und Schwere sowie ihrem Verhalten nach unterscheiden in: Sinkstoffe, Schwebelstoffe und Schwimmstoffe. Die ersten beiden Stoffe können durch die sogen. Klärung, die letzteren durch die Filterung dem Wasser entzogen werden. Die Klärung erfolgt in mehr oder weniger grossen Behältern mit oder ohne Einbauten durch einfaches Absetzen der Schmutzteile nach unten. Man kann je nach der Beschaffenheit der Apparate drei Arten der Klärung unterscheiden: 1. Klärung im ruhenden Wasser, 2. Klärung in langsam aufsteigendem Wasserstrom, 3. Klärung in auf- und absteigendem Strom. Textabbildung Bd. 321, S. 708 Fig. 1. Die erste Klärungsart erfolgt in einfachen Behältern durch Absetzen der Schmutzteile im ruhenden Wasser am Boden des Behälters, wo der Schlamm von Zeit zu Zeit abgezogen wird. Da diese Art der Klärung jedoch sehr grosse Behälter und damit sehr viel Platz bedingt, und namentlich sehr lange Zeit beansprucht, so ist man dazu übergegangen, das Wasser unten eintreten zu lassen, demselben also bis zu seinem Austritt eine aufwärts steigende Richtung zu geben und damit den Apparat zu einem kontinuierlich wirkenden zu machen. Aber auch diese Anordnung erfüllte nur unvollständig ihren Zweck, und so entstanden mit der Zeit Apparate mit Einbauten zur Vergrösserung der Klärfläche, d.h. um die im Wasser enthaltenen Schlammteilchen auf kürzeren Wegen rascher zum Absitzen zu bringen. Ferner wurden Anordnungen getroffen, welche dem Wasserstrom eine Umkehr seiner Richtung geben unter gleichzeitiger Veränderung der Wassergeschwindigkeit. Die zweite Art der mechanischen Reinigung, die Filterung, geschieht in mit einer für den jeweiligen Zweck geeigneten Filtermasse gefüllten Apparaten. In vielen Fällen reicht jedoch weder die Klärung noch die Filterung für sich zum Reinmachen des Wassers aus, weshalb man beide Arten in einem Apparat vereinigt. Sind die dem Wasser beigemengten Schwimmstoffe derart fein, dass sie durch das beste Filter nicht mehr zurückgehalten werden können, so ist man gezwungen, dem Wasser besondere Klärmittel zuzusetzen, um es erst filtrationsfähig zu machen. Man wird dabei solche Stoffe wählen müssen, welche einen möglichst leichten, voluminösen Schlamm bilden und dadurch die im Wasser enthaltenen feinen Verunreinigungen gleichsam in sich schliessen und dadurch die Filtration ermöglichen. Die Maschinenfabrik H. Breuer & Cie. in Höchst a. M. baut Filterapparate nach Fig. 1, welche aus einem geschlossenen Gefäss beliebiger Gestalt bestehen und durch eine wagerechte Zwischenwand in zwei Kammern geteilt sind.s. D. p. J. 1903, 318, S. 14. In die untere derselben, die sogen. Filterkammer, tritt das Wasser bei a ein, durchdringt die stehend angeordneten Filterelemente, sammelt sich in der darüber befindlichen Reinwasserkammer, und wird durch b als Reinwasser entnommen. Auf diesem Wege sinken die schwereren Verunreinigungen des Rohwassers unmittelbar nach dessen Eintritt in die Filterkammer zu Boden, während sich die leichteren Schwebestoffe an der äusseren senkrechten Fläche der Filterelemente ansetzen, von wo sie allmählich zu Boden sinken. Nur ein kleiner Teil der Verunreinigungen bleibt an den äusseren Filterflächen haften. Textabbildung Bd. 321, S. 708 Fig. 2. Bei längerer Zeit und ununterbrochen andauerndem Betrieb verstopfen sich allmählich die Poren der Elemente, wodurch naturgemäss die Filtrierfähigkeit abnimmt, bei zu langer Betriebsdauer sogar vollständig erschöpft sein kann. Es ist deshalb notwendig, in gewissen Zeitabschnitten durch Rückspülung unter gewissem Druck zu reinigen. Zu diesem Zweck wird der Rohwasserzufluss bei a abgestellt, während der Schlammhahn c geöffnet wird. Das Wasser durchdringt nun in umgekehrter Stromrichtung, von innen nach aussen, die Filterelemente mit ziemlich grosser Geschwindigkeit entsprechend dem im Apparat vorhandenen Druck, da kein Gegendruck vorhanden ist. Dadurch werden die Verunreinigungen von den Elementen abgelöst und durch Schlammhahn c fortgespült. Die Menge des Filtrates nimmt unter gleichen Umständen mit zunehmendem Filterdruck zu, während die Güte der Filtration mit zunehmendem Filterdruck geringer wird. Daraus geht hervor, dass man bei gleichen Vorbedingungen bei einer „Qualitätsfiltration“ mit geringerem Filterdruck und grösserer Filterfläche, bei einer „Qualitätsfiltration“ mit höherem Druck und geringerer Filterfläche rechnen kann. Fig. 2 zeigt ein offenes „Breuer-Filter“, welches dem soeben beschriebenen, geschlossenen Filter sowohl in Konstruktion als Wirkungsweise gleicht. Da dasselbe offen ist, kann es natürlich nicht unter Druck arbeiten und findet seine Anwendung da, wo das Reinwasser nach einer tiefer gelegenen Verwendungsstelle geleitet wird. Textabbildung Bd. 321, S. 709 Fig. 3. Die Reinigung der Filterelemente geschieht durch eine besondere Druckleitung oder auch, wenn keine solche vorhanden ist, durch eine Dampfstrahlpumpe, welche an den Reinwasserabfluss angeschlossen werden kann. In letzterem Falle tritt das Reinwasser durch die Pumpe frei aus solange das Filter in Tätigkeit ist. Bei der Reinigung wird das Filtrat durch die Druckleitung, oder die Dampfstrahlpumpe in umgekehrter Richtung durch die Elemente gedrückt, wodurch die Schlammteilchen entfernt werden. Die Herstellung der Elemente selbst ist der Firma Breuer & Cie. patentrechtlich geschützt. Ihre Zusammensetzung und Porosität richtet sich jeweils nach der Beschaffenheit des Rohwassers einerseits und der geforderten Beschaffenheit des zu erzeugenden Reinwassers andererseits. Für die Reinigung sehr schmutziger Flüssigkeiten insbesondere ölhaltigen Wassers stellt J. Göhring in Offenbach ein Filter mit stufenartig übereinander angeordneten Filtereinsätzen a, b und c her (Fig. 3). Die letzteren sind auswechselbar in dem durch die konzentrisch eingebauten Mäntel d, e und f in Abteilungen geteilten Filtergehäuse angebracht. Das Rohwasser gelangt zunächst in den äusseren Ringraum o, durchdringt das Filter a, indem es die gröbsten Verunreinigungen hier absetzt. In dem darunter befindlichen Raum p sammelt es sich an und steigt so hoch, dass es durch die Durchbrüche m über das zweite Filter b gelangt, Das Filtrat geht nun zunächst weiter abwärts in den Absetzraum n. Dann tritt eine Richtungsänderung ein, indem das Wasser aufwärts steigt, das dritte Filter c durchdringt und durch das Trichterrohr i als Reinwasser entnommen wird. Der Schlamm wird durch den Stutzen g abgezogen die Filtereinsätze selbst werden mit Asche oder Sägespänen beschickt. Der von der Maschinenfabrik „P. Kyll G. m. b. H. in Köln-Bayenthal“ hergestellte „Simplex-Schnell-Filter“ D. R. P. (System Desrumeaux) dient zur Reinigung von mit Schmutz versetztem Fluss- und Abwasser sowie zur Ausscheidung von Fettstoffen aus Kondensations wässern. Bei diesem Apparat (Fig. 4) fliesst das zu reinigende Wasser in den Mittelzylinder A, wo es die schwersten ihm beigemischten Stoffe absetzt. Darauf tritt es durch die Schieber G und F in die Abteilungen D und C über das aus Silex bestehende Filtermaterial, durchdringt dasselbe und gelangt in gereinigtem Zustande in die Reinwasserabteilung E, woraus es durch den Stutzen B entnommen wird. Ausser der einfachen Konstruktion und der selten zu erneuernden Silex-Filtereinlage hat der Apparat den weiteren Vorzug, dass seine Reinigung ohne Unterbrechung des Betriebes erfolgen kann. Sie geschieht durch Rückstrom und zwar abteilungsweise. Zunächst wird die Filterabteilung C gereinigt, indem man den Schieber F schliesst und den Schlammhahn J öffnet. Nun dringt das in der Abteilung D gereinigte Wasser von unten durch das Filtermaterial in die Abteilung C und spült den Schmutz durch den Schlammhahn J hinaus, Während dieses Reinigungsvorganges tritt noch ein Teil des in D filtrierten Wassers in die Reinwasserabteilung E, so dass also auch während des Spülens immer Reinwasser entnommen werden kann. In ähnlicher Weise erfolgt die Reinigung der Abteilung D. Textabbildung Bd. 321, S. 709 Fig. 4. Für grössere Leistungen baut die gleiche Firma Apparate nach Fig. 5. Das Rohwasser tritt aus der Leitung B durch den Trichter P in das Rohr T und gelangt von hier auf die Platte P, welche es wagerecht gleichmässig über die als Filter dienende Kiesschicht verteilt, und auf dessen Oberfläche sich die beigemengten Schmutzstoffe absetzen. Nach seinem Durchgang durch das Kiesfilter tritt das Wasser in gereinigtem Zustande unten in der Pfeilrichtung aus dem Apparat. Die Reinigung erfolgt in ähnlicher Weise wie bei den bereits beschriebenen Apparaten durch Rückspülung und Rührwerk, wobei der Schlamm bei R abzieht. In den meisten Fällen kommt es nun nicht allein darauf an, dem Wasser die ihm mechanisch beigemengten Stoffe zu entziehen, sondern auch die in ihm in gelöstem Zustande vorhandenen mineralischen Bestandteile sollen beseitigt werden. Das letztere geschieht auf chemischem Wege mit nachfolgender mechanischer Klärung. Textabbildung Bd. 321, S. 710 Fig. 5. Die Konstruktion, Grösse und Betriebsweise der dazu notwendigen Apparate sind abhängig von der Menge des zu reinigenden Wassers, vor allem jedoch von der Menge der in ihm enthaltenen löslichen Verunreinigungen. Die letzteren bestehen hauptsächlich aus den Bikarbonaten und Sulfaten des Kalkes und der Magnesia. Die übrigen löslichen Beimengungen kommen gewöhnlich in so kleinen Mengen vor, dass sich ihre Ausscheidung nicht lohnt. Das beste und billigste Fällungsmittel für die doppelt kohlensauren Verbindungen des Kalkes und der Magnesia ist der gewöhnliche gebrannte Kalk, während die schwefelsauren Verbindungen des Kalks durch Soda ausgefällt werden. Bei manchen Apparaten wird zur Ausfällung nur Aetznatron verwendet, da dasselbe die Wirkung des Aetzkalks und der Soda verbindet; auch kohlensaurer Baryt findet neuerdings Verwendung. Durch den Zusatz und die innige Mischung dieser Fällungsmittel mit dem zu reinigenden Rohwasser werden die in demselben gelösten Stoffe in die unlösliche Form übergeführt und sodann als Schlamm ausgeschieden. Die Reinigung selbst kann auf kaltem oder warmem Wege geschehen. Naturgemäss werden die Apparate bei dem kalten Verfahren grösser angenommen werden müssen, ebenso wie die Reinigungsdauer eine längere sein wird wie beim warmen Verfahren. Ferner kann angenommen werden, dass das Wasser durch die kalte Ausfällung nicht so weich wird, da die chemische Umsetzung auf warmem Wege viel schneller und wirksamer erfolgt. In konstruktiver Hinsicht sollen die Reiniger möglichst einfach gebaut und in allen Teilen leicht zugänglich und das Ganze ebenso leicht zu übersehen sein. Bewegliche Teile sind soweit wie möglich zu vermeiden, da dieselben einer ständigen Abnutzung unterworfen sind, welche leicht zu Betriebsstörungen führen kann. Besondere Rücksicht soll beim warmen Verfahren darauf genommen werden, dass die Vorwärmung des Rohwassers in ausgiebiger Weise erfolgt und zwar womöglich schon vor dem Hinzutreten der Chemikalien. Textabbildung Bd. 321, S. 710 Fig. 6. In den meisten Fällen wird es zweckmässig sein, zur Unterstützung der mechanischen Klärung noch ein Filter vorzusehen. Dasselbe kann entweder für sich getrennt oder auch in dem Apparat selbst angeordnet werden. Natürlich muss es im letzten Falle leicht zugänglich sein, so dass bei einer etwa notwendigen Reinigung oder Auswechselung der Filtermasse nicht erst andere Apparate abgebaut werden müssen, wodurch stets Betriebsstörungen eintreten würden. Als Filtermasse wählt man derartige Stoffe, die längere Zeit ohne Reinigung und Abnutzung (Verbrauch) im Gebrauch sein und jederzeit mit geringen Kosten und geringem Zeitaufwand gereinigt bezw. neu ersetzt werden können. Selbstverständlich hat auch die Grösse des Filters einen wesentlichen Einfluss auf seine Wirksamkeit und Gebrauchsdauer. Denn je grösser das Filter ist, desto länger wird es ohne Reinigung bezw. Ersatz des Filtermaterials im Betrieb bleiben können. Die Grösse selbst ist abhängig von der Härte des Wassers und den übrigen mechanisch ihm beigemengten Verunreinigungen. Nachstehend sind die wesentlichen Typen der heute auf dem Markt befindlichen Wasserreiniger aufgeführt. Textabbildung Bd. 321, S. 711 Fig. 7. Für Fälle wo nur eine geringe Höhe des Aufstellungsraumes vorhanden ist, und wo die Beschaffungskosten der Reinigungsanlage nur geringe sein sollen, stellt die Firma Carl Morgenstern in Stuttgart einen Apparat von grosser Einfachheit her. Nach dieser Konstruktion ist es möglich jeden beliebig geformten Wasserbehälter zu einem Wasserreiniger umzubauen. Wie Fig. 6 zeigt, ist der Hauptbehälter durch ein eingebautes Filter in zwei Kammern geteilt. Die erste derselben enthält einen Einlauf und ein Mischrohr für das Rohwasser und die Reagentien, sowie eine Heizschlange zum Vorwärmen des Wassers, wenn die Reinigung auf warmem Wege bedingt ist. Die Zubereitung und Verteilung der Fällungsmittellösungen erfolgt in dem über dem Reiniger befindlichen Behälter B, das Rohwasser wird durch die Ventile A, B, C dem Reiniger und dem Vorbereitungsgefäss zugeführt, aus welch letzterem durch L und O Sodalauge und Kalkmilch in das Mischrohr des Untergefässes fliessen. Der sich hier absetzende Schlamm kann durch die Hähne G abgelassen werden. Fig. 7 zeigt die Anordnung eines vorhandenen Wasserbehälters, welcher zum Wasserreiniger eingerichtet wurde. (Fortsetzung folgt.)