Titel: Bischof, über das Reinigen des Wassers und über die Wirkung des Eisenschwammes auf unreines Wasser.
Autor: Bischof, Gustav
Fundstelle: 1873, Band 210, Nr. VII. (S. 40–59)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj210/ar210007

VII. Ueber das Reinigen des Wassers und über die Wirkung des Eisenschwammes auf unreines Wasser; von Dr. Gustav Bischof, Professor der technischen Chemie an der Universität zu Glasgow.

Vorgetragen in der Philosophical Society zu Glasgow am 22. Januar 1873. – Der Redaction vom Verfasser im englischen Originale mitgetheilt.

Die Beobachtungen und die Resultate von Versuchen, welche ich der Gesellschaft hiermit vorlege, haben nur auf Wasser, welches für häusliche Zwecke bestimmt ist, nicht aber auf die Reinigung und die Verwerthung von Cloaken- und Canalwasser Bezug. Vielleicht müßte ich mich wegen der Wahl dieses Gegenstandes entschuldigen, da derselbe für die Bewohner von Glasgow kein unmittelbares Interesse hat, insofern wir so glücklich sind, Wasser zu unserer Verfügung zu haben, welches des Reinigens nicht bedarf. Indessen ist diese Frage von hoher Wichtigkeit für bei weitem die Mehrzahl der Städtebewohner, unserer Mitmenschen welche keinen Loch Katrine haben und die ihre Wasserzufuhr, aus mindestens zweifelhaften Quellen beziehen.

Bekanntlich wurde im Jahre 1852 ein Gesetz erlassen, welches eine wirksamere Filtrirung des Wassers städtischer Wasserleitungen bezweckte.

Dieses Gesetz hat jedoch eine der Londoner Gesellschaften, wie von ihrem eigenen Ingenieur bei einer amtlichen Untersuchung im Jahre 1869 zugestanden wurde, nicht verhindert, circa eine Million Gallons Fluthwasser, welche bei Battersea aus der Themse genommen wurden, an die Bewohner Londons zur Vertheilung zu bringen. Ebenso wenig vermochte, wie wir aus einem Bericht von Dr. Frankland vom 24. April 1871 erfahren, jenes Gesetz zu verhindern, daß sich auf dem Boden eines der Wasserbehälter welche jenen Gesellschaften angehören, eine mindestens zwei Fuß hohe Schlammschicht anhäufte, deren gröbere Antheile nach vollständigem Austrocknen 13,72 Procent stickstoffhaltiger organischer Substanz in faulendem Zustande enthielten. Vor einigen Monaten ereigneten sich Fälle von typhösem Fieber mit tödtlichem Ausgange von London bis Leamington. Eine auf Veranlassung der Ortsbehörde von Dr. Letheby ausgeführte Analyse des Wassers der letztgenannten Stadt wies einen übermäßigen Gehalt an organischer Substanz nach, welcher dem Berichte des Genannten zufolge möglicher Weise von zeitweiser Ueberschwemmung herrührte.

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Diese Fälle, welche sich leicht noch sehr vermehren dürften, werden mir hoffentlich zu genügender Entschuldigung dienen, daß ich diesen Gegenstand vor der Gesellschaft bespreche. Die Verunreinigungen des Wassers, auf welche der analytische und praktische Chemiker seine Aufmerksamkeit ganz besonders zu richten hat, sind suspendirte, also im Zustande mechanischer Vertheilung vorhandene Stoffe, ferner aufgelöste gährungsfähige organische Substanz, und gewisse mineralische Stoffe.

Das Reinigen des Wassers kann entweder von Seite der Wasserleitungsgesellschaften (Water Companies) vollständig ausgeführt, oder aber von den Consumenten selbst auf kleinen für den Hausbedarf bestimmten Filtern, gänzlich oder theilweise besorgt werden.

Gegenwärtig ist Sand das einzige, von den Wasserleitungsgesellschaften in ausgedehnterem Maaßstabe angewendete Filtrirmittel. Selbst mittelst des sorgfältigsten Filtrirens des Wassers durch Sand können aber nur suspendirte, im Wasser schwebende Verunreinigungen entfernt werden. Die größere oder geringere Trübheit des Wassers gibt ein genügendes Zeugniß zur Beurtheilung der Wirksamkeit einer solchen mechanischen Filtrirung. Die in Auflösung im Wasser enthaltenen Beimengungen entziehen sich unter den jetzigen Verhältnissen in der Praxis der Controlle jener Gesellschaften, wofern diese sich für ihre Anstalten nicht anderes Wasser verschaffen können. Ich sage „in der Praxis“, denn selbst mittelst des Filtrirens durch Sand läßt sich eine chemische Reinigung des Wassers von in aufgelöstem Zustande vorhandenen Verunreinigungen erzielen; zur Erreichung dieses Zweckes müßte aber, Frankland's Untersuchungen zufolge, das Filtrirbett eine solche Dicke haben, oder die Filtrirung so äußerst langsam bewerkstelligt werden, daß das Verfahren in der Praxis unausführbar ist.

Bei Gelegenheit eines Besuches, den ich vor Kurzem dem Ingenieur einer der Londoner Wasserleitungsgesellschaften machte, kam mir der Gedanke daß der Sand, welcher, nachdem er gewaschen worden, immer wieder zum Filtriren verwendet wird, eine der Ursachen der offenbaren Verschlechterung des Wassers bilden möchte. Die Einrichtung dieser Sandfilter ist allgemein bekannt. Auf den Boden des Filtrirbeckens kommen Schichten von Rollkieseln zu liegen, deren Größe nach oben zu allmählich abnimmt bis zu der des groben, scharfen Sandes, welcher oben aufliegt. Wird durch ein solches Filter Wasser passirt, so lagern sich fast sämmtliche in demselben suspendirten Substanzen oben auf dem Sande ab, wo sie allmählich das Filter verstopfen. Alsdann wird die oberste Sandschicht sammt dem abgelagerten Schmutze in der Stärke von ungefähr einem halben Zolle weggenommen und mit Wasser ausgewaschen; |42| sie gelangt aus einem Behälter, in welchem durch das unter Druck am Boden eintretende Wasser ein aufwärts gerichteter Strom erzeugt wird, auf ein schräg liegendes Sieb, auf welchem die gröberen Verunreinigungen zurückbleiben. Aus dem Siebe fällt der Sand in einen gleichfalls geneigt stehenden Trog, oder ein Gerinne, über welches das aus dem Siebe kommende Wasser hinwegläuft. Die gröberen Antheile des Sandes werden mittelst einer Schaufel beständig auf die schiefe Ebene des Gerinnes zurückgeworfen, während die feinen Sandpartikel und die Schlammtheilchen weggespült worden. Der auf diese Weise wiedergewonnene Sand wird von Neuem zum Filtriren verwendet. Ich konnte nicht in Erfahrung bringen, ob derselbe in gewaschenem Zustande jemals auf seine Reinheit chemisch untersucht wurde und nahm daher eine Probe von diesem Material, welches, wie mir mitgetheilt wurde, mehr als zwanzigmal gebraucht worden war, sowie eine zweite Probe des Sandes von derselben Qualität, der jedoch, wie man mir versicherte, zum Filtriren noch nicht gedient hatte. Das Resultat meiner Untersuchung fiel befriedigend aus, indem dieselbe mir bewies, daß von dieser Seite her keine Gefahr zu befürchten ist.

Beide Proben wurden bei 100° Cels. getrocknet und dann zum Rothglühen erhitzt. Der frische, noch ungebrauchte Sand verlor dabei 1,0 Proc.; bei dem bereits wiederholt benutzt gewesenen betrug der Glühverlust sogar noch weniger, nämlich 0,9 Procent. Der erstere entwickelte beim Erhitzen einen Geruch nach Schwefligsäure, färbte sich aber nicht schwarz; die Probe von dem gebrauchten und gewaschenen Sande hingegen zeigte jenen Geruch nicht, wurde aber schwarz. Hierauf wurden fünfzig Gramme von jeder Probe mit 1/2 Liter Wasser aus dem Loch Katrine angerührt und im Verlaufe von vierundzwanzig Stunden häufig geschüttelt. 100000 Theile des Extractes von dem frischen, noch nicht gebrauchten Sande, durch Papier filtrirt, gaben 0,41 freies Ammoniak und 0,48 Albuminoid-Ammoniak (in Form von Albuminoidsubstanzen vorhandenes Ammoniak); die andere Probe gab 0,31 vom ersteren und 0,36 vom letzteren.

Ungeachtet dieses Verhaltens erscheint es, gegenüber den oben angeführten Thatsachen, dennoch fraglich, ob man sich lediglich auf die Filtrirung des Wassers durch Sand verlassen darf, wenigstens sofern die Quelle aus der das Wasser herrührt, nicht ganz unverdächtig ist.

Wenn wir bedenken, daß der Wasserbedarf Londons allein auf ca. einhundertundzehn Millionen Gallons innerhalb vierundzwanzig Stunden sich beläuft, so ist es nicht leicht zu begreifen, wie ein Verfahren zur wirksamen und praktisch vortheilhaften Reinigung so gewaltiger Wassermassen erfunden werden kann. Berücksichtigen wir überdieß |43| die Schwierigkeiten, welche mit jeder in großem Maaßstabe auszuführenden chemischen Reinigung des Wassers verbunden sind, so wird man es nicht zweckentsprechend finden, daß das zum Ausspülen von Waterclosets und dergleichen ähnlichen Zwecken dienende Wasser zugleich mit dem zum Trinken bestimmten Wasser ebenfalls von den Gesellschaften gereinigt werden soll, denn unter allen Umständen würde eine chemische Reinigung der ganzen Wassermenge von Seite der Wasserleitungsgesellschaften wahrscheinlich mit einer unvollkommenen Reinigung endigen. In den Händen der Consumenten können aber viele Reinigungsmethoden ganz wohl als ausführbar sich erweisen, die, wenn sie auf das gewaltige Wasservolum, mit welchem die Water Company zu thun hat, angewendet werden sollten, ganz unausführbar seyn würden, und der Verbraucher kann den Reinigungsproceß auf die verhältnißmäßig geringe Menge Wasser beschränken, die er für seine häuslichen Bedürfnisse nöthig hat.

Behufs der chemischen Reinigung des Wassers von Seite der Wasserleitungsgesellschaften sind nur wenige Methoden mit einiger Aussicht auf Erfolg in Vorschlag gebracht worden. Zu denselben gehört das Verfahren des Chemikers Dr. Clark in Aberdeen zum Weichmachen harten Wassers (softening process) und Spencer's Verfahren mit Anwendung von künstlichem Magneteisen, der sogen. Magnetic Carbide process. Die erstgedachte dieser Methoden fand einen Fürsprecher in Dr. Frankland, welcher in den vom Londoner Select Committee on Metropolis Water (Bill No. 2 vom 28. Juni 1871) aufgenommenen Beweisprotokollen die Erklärung abgab, Clark's Verfahren bestehe darin, das Wasser bei seinem Eintritte in die Reservoirs mit einer bestimmten Quantität Kalkmilch zu versetzen, das Gemisch etwa zwölf bis vierundzwanzig Stunden lang zum Absetzen sich selbst zu überlassen und es dann, falls das in Behandlung genommene Wasser Flußwasser war, durch die beschriebenen Sandfilter zu filtriren. Mittelst dieses Verfahrens bewirkt man, daß die Härte des Wassers auf etwa ein Viertel seiner ursprünglichen Härte, der Gehalt an organischer Substanz, nach Frankland's Angabe, auf weniger als ein Neuntel und der Gesammtgehalt an beigemengten festen Verunreinigungen (oder nach der gewöhnlichen Sprechweise an „festem Rückstande“ bedeutend unter die Hälfte seines ursprünglichen Betrages reducirt wird. Diese reinigende Wirkung des Clark'schen Verfahrens schrieb Frankland einer Flächenanziehung zu; seiner Ansicht nach haftet der in sehr feinem Zustande niedergeschlagene kohlensaure Kalk an der organischen Substanz sehr innig, fällt mit derselben gewissermaßen als ein Farblack nieder. Der aus dem |44| Themsewasser niedergeschlagene kohlensaure Kalk ist von kaffeebrauner oder ähnlicher Farbe, in Folge der ihm beigemengten organischen Verunreinigungen, welche sich mit ihm absetzen.

Da die aus einem Wasser, vor und nach dem Weichmachen desselben erhaltene Menge von Albuminoid-Ammoniak mit Sicherheit einen Fingerzeig geben muß bezüglich des Mengenverhältnisses in welchem die organische Substanz durch Clark's Verfahren vermindert wird, so behandelte ich kürzlich eine Probe des Wassers der Southwark and Vauxhall Water Company auf die angegebene Weise, bis das Curcumapapier mit demselben eben eine ganz schwach alkalische Reaction gab. Die Bedingungen waren dann günstiger, als sie beim praktischen Betriebe seyn können. Als Resultat ergab sich, daß jenes Wasser in 100,000 Th. enthielt:

vor dem Weichmachen nach dem Weichmachen
Albuminoid-Ammoniak 0,0307 0,0229

Aus diesen Zahlen ergibt sich, daß die Menge des Albuminoid-Ammoniaks um etwa 25 Procent vermindert worden war.

Clark's Verfahren wurde in beschränktem Maaßstabe versuchsweise von verschiedenen Wasserwerken angewendet; die einzigen Oertlichkeiten aber, wo es wirklich im Gebrauche ist oder wenigstens im Jahre 1871 im Gebrauche war, sind meines Wissens Tring und Caterham, zwei kleine Orte.

Bei Berücksichtigung der obigen Resultate können wir uns nur schwierig erklären, weßhalb dieses Verfahren, obschon dasselbe offenbar bedeutende Vortheile darbietet, nicht allgemeinere Anerkennung und Aufnahme gefunden hat. Wenn ich eine Ansicht aussprechen darf, so will ich darauf hindeuten, daß ein großes Hinderniß der Ausführung dieses Processes in großem Maaßstabe in der Schwierigkeit liegt, ein so immenses Wasservolum weitere vierundzwanzig Stunden aufzubewahren, eine Schwierigkeit welche bei jenen Londoner Gesellschaften, deren Werke beinahe im Mittelpunkte der Stadt liegen, fast ganz unüberwindlich seyn würde. Wollte man die zur Behandlung des Wassers mit Kalk und zum Absetzenlassen des letzteren erforderlichen Reservoirs flach angelegen, so würden sie einen außerordentlich großen Flächenraum einnehmen; wollte man ihnen hingegen zu viel Tiefe geben, so würde die Ablagerung des Kalkschlammes eine entsprechend längere Zeit erfordern.

Wenn aber das Absetzen in diesen Behältern nur unvollständig stattfindet, so kann die Ausscheidung des fein zertheilten kohlensauren Kalkes im oberen Theile der beschriebenen Sandfilter die Leistungsfähigkeit des Apparates erheblich gefährden. Einige Notizen über diesen Punkt |45| finde ich in dem Berichte über eine von der juristischen Kommission des Geheimen Rathes geführte Untersuchung. Hr. Harper, Secretär der Southport Water Works Company, berichtete, daß nach neunmonatlicher Anwendung des Clark'schen Verfahrens die Wasserleitungsröhren der genannten Gesellschaft sich durch einen Kalkabsatz verstopft hatten, so daß sie ganz unbrauchbar geworden waren und das Unternehmen vollständig mißlang. Es bedarf wohl nicht noch der besonderen Bemerkung, daß, wenn bei weichem Wasser, wie bei dem Wasser aus dem Loch Katrine, eine Reinigung von organischer Substanz nöthig ist, Clark's Proceß in keinem Falle anwendbar seyn würde.

Das Verfahren der Reinigung mit (kohlehaltigem) Eisenoxydul-Oxyd (magnetic carbide process) wurde von Thomas Spencer erfunden. Nach demselben wird durch vierundzwanzigstündiges Glühen eines innigen Gemenges von Rotheisenstein (vorzugsweise von cumberländischem Hämatit) mit einer bestimmten Quantität Kohlenstoff in Retorten bei Dunkelrothgluth ein künstlicher Magneteisenstein (magnetisches Eisenoxyd) dargestellt, welches große Porosität besitzt. Dieses Product wird zum Filtriren des Wassers benutzt und zu diesem Zwecke mit grobem Sand gemengt; auf dieses Gemenge kommt eine etwa drei Zoll starke Schicht von feinerem Sande, durch welche etwa vorhandene mechanische Verunreinigungen beseitigt werden. Nach Spencer's, durch die Aussagen mehrerer Zeugen bestätigter Angabe, ist eine sechs bis zwölf Zoll dicke Schicht von dem magnetischen Material in der Regel zur Beseitigung aller organischen, im Zustande von Fäulniß vorhandenen Verunreinigungen genügend, wohingegen frisch gelöste (noch unzersetzte) organische Substanz ein längeres Filtriren erfordert. Die Producte der Zersetzung der organischen Substanzen sind nach Spencer Salpetrigsäuresalze, oder Salpetersäuresalze und Kohlensäure.

Als einer der größten Vorzüge des in Rede stehenden Filtrirmateriales wird angegeben, daß das Reinigungsvermögen desselben unerschöpflich ist. Dieß ist nach zwölfjähriger Anwendung vielfach durch Zeugen erwiesen, so durch den Secretär der Southport Water Works Company und den Inspector der Wakefield Water Works, aber vergeblich suchte ich nach chemisch-analytischen Angaben zur Bestätigung jener Erfahrungen. Bei den erstgenannten Werken enthielt das aus einem im Rothsandstein abgeteuften, bei Southport abgesunkenen Brunnen erhaltene Wasser außer organischen Verunreinigungen eine bedeutende Menge Eisen in Lösung, welches mittelst der Filtration durch das Eisenoxyduloxyd-Filter gleichfalls vollständig beseitigt wird. In Wakefield wird das erforderliche Wasser aus dem Calderflusse entnommen, welcher |46| seit ungefähr dem Jahre 1860 durch die Cloaken einer Bevölkerung von etwa 70,000 Menschen und durch die Abfälle verschiedener Fabriketablissements sehr verunreinigt wurde. Nach der Angabe des Leiters der dortigen Wasserwerke wurde dieses Wasser seit Einführung von Spencer's Verfahren im Jahre 1864 vollkommen rein und ist seitdem immer so geblieben. Auch hier suchte ich vergebens nach analytischen Daten. Ich selbst habe mit dem Eisenoxyduloxyd-Filter nur einige wenige Versuche abgeführt. Ich stellte mir das Material in der Weise dar, daß ich Rotheisenstein (Hämatit), mit Holzkohle gemengt, in einem großen Schmelztiegel erhitzte, bis die ersten Spuren der Reduction des Eisenoxydes zu metallischem Eisen wahrzunehmen waren. Die durch dieses Product bewirkte Reinigung des Wassers war nicht sehr bedeutend; dagegen gaben verschiedene, mit einem Spencer'schen Filter ausgeführte Versuche, auf welche ich ausführlich zurückkommen werde, bessere Resultate. Dieß rührt wahrscheinlich von dem besonderen Verfahren her, welches der Erfinder bei der Darstellung seines „magnetischen Carbids“ beobachtet.

Wasserreinigungsfilter für den Hausgebrauch müssen so eingerichtet seyn, daß sie von Seite der Konsumenten nur sehr geringe Aufmerksamkeit erfordern; das Filtrirmaterial soll keiner öfteren Erneuerung bedürfen, und wie der Filtrirapparat selbst billig zu beschaffen seyn. Von diesen für häusliche Zwecke bestimmten Filtern sind dem Publicum zahlreichere Arten dargeboten worden, als den Wasserleitungsgesellschaften von den Methoden zum Filtriren des Wassers im großen Maaßstabe. Lassen wir alle diejenigen Filter unberücksichtigt, welche lediglich eine mechanische Reinigung durch Badeschwamm und dergleichen zu vermitteln im Stande sind, so finden wir, daß das Filtrirmaterial bei den meisten Arten von Hausfiltern in thierischer Kohle (Knochenkohle) besteht. Mit einem solchen Filter, welches täglich kaum einen Gallon (10 Pfund) Wasser lieferte, habe ich drei Monate lang experimentirt; das Wasser, zu dessen Reinigung ich es verwendete, war sicherlich reiner, als jedes Londoner Wasser. Im Anfange fiel die Reinigung zur größten Zufriedenheit aus, wurde aber sehr bald unvollkommen, und nach drei Monaten war das Filtrat um einen guten Theil unreiner geworden, als es vor dem Filtriren gewesen war.

Die von mir mit Filtern von geformter Kohle erzielten Resultate waren noch weit unbefriedigender, indem das durch sie filtrirte Wasser von Anfang an beinahe nur mechanisch gereinigt wurde. Aus der bekannten Thatsache, daß die reinigende Wirkung der Knochenkohle, welche bei dieser Art von Filtern das einzige Reinigungsmaterial bildet, zum |47| größten Theile von der besonderen Structur dieser Substanz bedingt wird, hätte sich ein solches Resultat im Voraus erwarten lassen, wenn man sich die Behandlung, welcher die Knochenkohle bei ihrer Zubereitung für diese Art von Filtern unterworfen wird, vergegenwärtigt hätte. Prof. Clark's Verfahren, in der im Jahre 1841 vom Erfinder beschriebenen ursprünglichen Form, war zur Anwendung für Hausfilter nicht anwendbar, da es die Benutzung von Büretten, Probeflüssigkeiten, Reagenspapieren etc. erforderte. Eine im Jahre 1864 von Danchell beschriebene Vorrichtung8) durch deren Anwendung ein beinahe ganz selbstthätiger Zufluß einer constanten Menge von Kalkwasser zu dem weich zu machenden oder zu klärenden Wasser ermöglicht wurde, ließe sich wohl bei Hausfiltern, welche nach Clark's Methode eingerichtet wären, in einer einfachen Weise anbringen. Mittelst dieser Vorrichtung wird ein bestimmtes Verhältniß des dem Filter zugeführten Wassers durch einen, überschüssigen Kalk enthaltenden Raum oder Behälter hindurchgeleitet. Die dabei entstandene concentrirte Aetzkalklösung wird wieder mit dem übrigen Wasser vereinigt. Dadurch wird der in Lösung vorhandene kohlensaure Kalk niedergeschlagen und dann durch ein, eine mechanische Filtrirung vermittelndes Medium zurückgehalten. Die Menge des durch den Aetzkalkbehälter hindurchtretenden Wassers kann nach Bedürfniß regulirt werden.

Im Jahre 1867 wurden die meisten der von den Patentinhabern öffentlich zum Verkauf ausgebotenen Filter von Seite der Redaction des Lancet einer genaueren Untersuchung bezüglich der durch sie erzielten Wasserreinigung unterworfen. Diese Filter waren folgende: – das Siphonfilter (Heberfilter) der London Water Purifying Company (Danchell's Erfindung), bei welchem das filtrirende Material in Knochenkohle besteht; das Filter mit gekieselter Kohle (silicated carbon filter) von Atkins u. Sohn, das Filter mit geformter Kohle (moulded carbon filter) von Dahlke, und das Filter mit kohlehaltigem Eisenoxyduloxyd (magnetic carbide filter) von Spencer.

Die Untersuchung wurde in nachstehender Weise ausgeführt:

Eine bestimmte Menge des von einer der Londoner Wasserleitungsgesellschaften gelieferten Wassers wurde durch ein jedes von den genannten Probefiltern filtrirt; von dem Filtrate wurde je ein Liter aufgefangen und in einer Platinschale zur Trockne eingedampft. Gegen Ende dieser Operation wurde etwas kohlensaures Natron zugesetzt, um das etwa vorhandene Chlormagnesium zu zersetzen; der trockene Rückstand wurde |48| auf 120 bis 130° Cels. erhitzt und unter Beobachtung der gewöhnlichen Vorsichtsmaßregeln gewogen. Hierauf wurde er eingeäschert und nochmals in gleicher Weise gewogen. Dabei wurden folgende Zahlen erhalten:

Fester, bei 120 bis 130° Cels.
getrockneter Rückstand in
100,000 Th. Wasser

Glühverlust
Nichtfiltrirtes Wasser 29,10 1,80
Wasser, durch Danchell's Cisterne filtrirt 14,90 0,45
Wasser, durch das Filter mit geformter Kohle filtrirt 31,27 1,10
Wasser, durch das Filter mit gekieselter Kohle filtrirt 27,65 0,90
Wasser, durch das Filter mit Eisenoxyduloxyd filtrirt 28,45 0,05

Diese Zahlen standen mit den während des Abdampfens bezüglich des von den Proben entwickelten Geruches und ihres Verhaltens beim Erhitzen gemachten Beobachtungen in Uebereinstimmung, mit Ausnahme des in dem Filter mit gekieselter Kohle behandelten Wassers.

Außerdem wurden die Proben nur noch mit übermangansaurem Kali geprüft. Von den angegebenen Zahlen abgesehen, stellte sich als Resultat heraus, daß das durch Danchell's Cisterne filtrirte Wasser, wenn das Filter ganz neu war, die geringste Sauerstoffmenge zur Oxydation der in ihm enthaltenen organischen Substanz bedurfte. Nachdem das Filter aber einige Zeit in Gebrauch gewesen war, zeigten sich seine Wirkungen weniger kräftig. Dann kam das Filter mit Eisenoxyduloxyd und darnach das durch das Filter mit gekieselter Kohle passirte Wasser; das letztere erforderte zweimal so viel Sauerstoff als das erstere. Das Filter mit geformter Kohle gab in einem Falle etwas bessere Zahlen als das unfiltrirte Wasser, in einem anderen Falle aber dieselben Resultate wie das letztere.

Die Bill des Select Committee of the Metropolis Water (No. 2), 1871, enthielt den Beschluß, „daß das Comité es ablehne auf die vergleichsweisen Vorzüge der verschiedenen Processe zum Reinigen oder Filtriren des Wassers näher einzugehen.“

Andere Berichte dieser Art sind mir nicht bekannt geworden. Ich will hier einige von mir erhaltene vergleichende Resultate bezüglich der mit verschiedenen Filtern eigener Construction erzielten Wasserreinigung mittheilen, bemerke jedoch, daß es in Hinsicht auf die bedeutenden Einrichtungen der verschiedenen Wasserreinigungsgesellschaften von größtem Werthe seyn würde, wenn die Vorzüge der von mir hiermit empfohlenen Filter durch irgend eine unparteiische Körperschaft von hinreichender Autorität eingehend und gründlich geprüft würden. Meiner Ansicht nach würde unsere Gesellschaft dem Publicum einen großen Dienst erweisen, wenn sie zu diesem Zwecke einen Ausschuß wählen und denselben |49| mit der Aufgabe betrauen wollte, die Eigenschaften dieser Filter in Bezug auf ihr Reinigungsvermögen genau zu untersuchen und die Resultate dieser Untersuchungen in einem Berichte zu veröffentlichen.

Ich könnte die vorstehenden Bemerkungen über Filtrirapparate und Filtrirmittel im Allgemeinen noch weiter ausdehnen, beschränke mich jedoch für heute darauf, der Gesellschaft einige von mir vor Kurzem ausgeführte Versuche über die Einwirkung von metallischem Eisen auf unreines Wasser mitzutheilen.

Die Eigenschaft des metallischen Eisens, unreines Wasser zu reinigen, ist schon lange bekannt. Man hatte beobachtet, daß, wenn Schiffe durch die Umstände sich genöthigt sahen faules Wasser einzunehmen, die Beschaffenheit desselben sich bedeutend verbesserte, wenn es genügend lange Zeit in eisernen Behältern aufbewahrt wurde. In Folge des „Rollens“ des Schiffes wird die Berührung des Wassers mit den Eisenwandungen der Behälter fortwährend erneuert und dadurch wird die reinigende Einwirkung des Metalles auf den Inhalt der Behälter, welche am Lande außerordentlich langsam vor sich geht, wesentlich beschleunigt. Dr. Medlock machte im Jahre 1857 zuerst den Vorschlag, Eisen als Reinigungsmittel für Wasser anzuwenden und empfahl zu diesem Behufe, in den das zu reinigende Wasser enthaltenden Reservoirs oder Cisternen mittelst durch dieselben hindurchgehender Eisenstangen Eisendraht von ungefähr 1/16 Zoll Stärke, zu Bunden oder Spiralen lose aufgewickelt, in dem Verhältnisse von etwa 1 Pfund Eisen auf je 100 Gallons (1000 Pfd.) Wasser aufzuhängen und das Wasser mit dem Drahte vierundzwanzig bis achtundvierzig Stunden in Berührung zu lassen. Halten wir diese Zahlenangaben fest, so ergibt uns eine einfache Berechnung, daß für den Wasserbedarf der Stadt London allein ungefähr tausend Tonnen von solchem Drahte erforderlich seyn würden. Diese ungeheure Drahtmenge würde für den in Rede stehenden Zweck angefertigt und bei den unvermeidlichen Kosten solch feinen Drahtes wegen seiner Corrosion öfter erneuert werden müssen. Ueberdieß ist selbst der von einer so großen Metallmenge dargebotene Contact zur Erreichung des angestrebten Zweckes offenbar noch unzulänglich; denn als ich die von Medlock vorgeschriebene Menge Eisendraht verdoppelte und dieselbe mit dem zu reinigenden Wasser 48 Stunden in Berührung ließ, fand ich die Wirkung nur sehr geringfügig. Wollten Wasserleitungsgesellschaften das Mittel im Großen anwenden, so würde die erforderliche achtundvierzigstündige Aufspeicherung des Wasserbedarfes eine anderweitige unüberwindliche Schwierigkeit bilden.

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Nach Dr. Medlock wäre die Wirkung des Eisens in der Weise zu erklären, daß das Metall die im Wasser enthaltene stickstoffhaltige Substanz nebst dem vorhandenen Ammoniak zu Salpetrigsäure und Salpetesäure umwandelt.

Bereits bei einer früheren Gelegenheit deutete ich in der chemischen Section dieser Gesellschaft auf diejenige Form des metallischen Eisens hin, welche ich zum Zwecke der chemischen Reinigung von unreinem Wasser in Vorschlag bringe. Es ist dieß das sogenannte schwammförmige Eisen oder der Eisenschwamm, d. i. metallisches Eisen, welches aus Eisenoxyd reducirt worden ist, ohne geschmolzen zu seyn, und daher in einem lockeren, schwammartigen Zustande sich befindet. Der Eisenschwamm wird jetzt aus „gebrannten“ oder abgerösteten Erzen dargestellt, welche den Rückstand von spanischen und anderen Kiesen bilden, deren Schwefel für Zwecke der Sodafabrication gewonnen und deren Kupfergehalt durch den Chlorirungsproceß auf nassem Wege extrahirt worden ist. Dieses Verfahren wird bekanntlich, auf den Werken der Tharsis Copper Company und auf vielen anderen brittischen Werken angewendet. Gegenwärtig ist der Preis des Eisenschlammes bei der abnormen Steigerung der Eisen- und Steinkohlenpreise, ziemlich hoch; unter normalen Verhältnissen dagegen kann dieses Product für 2 Pfd. Sterl. 5 Shill. bis 2 Pfd. St. 10 Sh. per Tonne erzeugt werden. Es existiren übrigens noch verschiedene andere Materialien, aus denen ich Eisenschwamm zu billigerem Preise zu fabriciren mir getraue, welcher letztere aller Wahrscheinlichkeit nach zum Reinigen von Wasser sogar noch besser geeignet seyn würde, als das aus abgerösteten und ausgelaugten Erzen dargestellte schwammförmige, Eisen.

Ein Kubikfuß Eisenschwamm in dem lockeren Zustande, in welchem er zum Wasserreinigen am besten geeignet ist, wiegt nur 70 bis 80 Pfd. (eng!.). Es liegt demnach auf der Hand, daß diese Substanz bei gleicher Gewichtsmenge dem Wasser eine ganz unvergleichlich größere Oberfläche darbieten muß, als Eisen in jeder anderen Form. Wenn wir uns überdieß gewisse Eigenschaften des schwammförmigen Platins – seine Einwirkung auf Alkohol, welchen es oxydirt und zu Essigsäure umwandelt – in's Gedächtniß zurückrufen, so dürfte die Annahme, daß Eisenschwamm gleichfalls Eigenschaften besitzen mag, welche von denen des Eisens in geschmolzenem Zustande abweichen, nicht unwahrscheinlich erscheinen.

Ich selbst habe auf experimentellem Wege nachstehende Eigenschaften des schwammförmigen Eisens festgestellt:

1) Der Eisenschwamm zersetzt Wasser, selbst destillirtes welches |51| vorher gekocht worden ist; diese Zersetzung erfolgt beim Siedepunkte mit größerer Energie.

2) Der Eisenschwamm reducirt Salpetersäure zu Ammoniak. Dieß wurde auf folgende Weise nachgewiesen:

Ein Fresenius'scher (tubulirter) Gaswaschcylinder wurde mit Eisenschwamm gefüllt und letzterer mit ammoniakfreiem destillirtem Wasser ausgewaschen. In dem Waschwasser konnte mittelst des Nessler'schen Reagens (Jodquecksilber-Jodkalium) kein Ammoniak nachgewiesen werden; hierauf wurde eine Lösung von salpetersaurem Kali, welche im Liter 0,005 Grm. Stickstoff enthielt und von Ammoniak frei war, durch den Eisenschwamm langsam in der Weise hindurchfiltrirt, daß ein dem Volum des im Filter befindlichen Eisenschwammes gleiches Volum Flüssigkeit binnen drei Stunden das Filter passirte. Das Filtrat enthielt 0,0014 Grm. Stickstoff per Liter im Zustande von Ammoniak oder 28 Proc. von der äquivalenten Menge der in der Flüssigkeit enthaltenen Salpetersäure.

3) Aus der Thatsache, daß die Menge des organischen Stickstoffes und des Albuminoid-Ammoniaks nach der Filtration durch Eisenschwamm stets sehr vermindert ist, muß der Schluß gezogen werden, daß schwammförmiges Eisen stickstoffhaltige organische Substanz zu zersetzen vermag. Auch der organische Kohlenstoff wird, wie ich im Folgenden nachweisen werde, beim Filtriren durch Eisenschwamm sehr beträchtlich vermindert.

4) Eine geringe, beinahe constante Quantität Eisen, ungefähr 10 Milligrm. per Liter, wird von der im Wasser enthaltenen Kohlensäure beim Filtriren desselben durch Eisenschwamm aufgelöst, indem sich kohlensaures Eisenoxydul bildet. Letzteres oxydirt sich sehr bald und schlägt sich nieder; es läßt sich dann mittelst Filtrirens durch Papier oder Sand oder durch Absetzenlassen vom Wasser so vollständig trennen, daß mittelst Kaliumeisencyanid keine Spur mehr davon nachzuweisen ist.

Wenn das Wasser, welches Eisen in Lösung enthält, durch eine Schicht von fein zertheiltem Marmor oder gewöhnlichem Kalkstein filtrirt wird, so wird das Eisen im Zustande von Eisenoxydhydrat vollständig zurückgehalten.

Das Wasser des Loch Katrine zeigt ein eigenthümliches, ganz ausnahmsweises Verhalten, wenn es durch Eisenschwamm filtrirt wird. Tritt es sehr langsam durch das Filter, so läuft es ganz klar aus demselben ab; wird es aber mit derselben Geschwindigkeit wie gewöhnliches Wasser filtrirt, so zeigt es eine gelbliche Färbung, ohne jedoch, selbst nach Verlauf von Monaten, einen Eisenniederschlag abzusetzen. Auf Zusatz von Salpetersäure wird das derartig gefärbte Wasser farblos; |52| fügt man dann Ammoniak hinzu, so erscheint die gelbliche Färbung wieder und nach einiger Zeit scheidet sich eine geringe Menge von Eisenoxydhydrat aus, welches zu Boden sinkt. Auf Zusatz von kohlensaurem Natron wird die Flüssigkeit opalisirend, gibt aber keinen Niederschlag, selbst nicht nach mehrtägigem Stehen, wogegen die Flüssigkeit nach dem Filtriren durch fein gepulverten Marmor farblos erscheint. Ein Tropfen einer sehr verdünnten Lösung von übermangansaurem Kali erzeugt eine rothe Färbung, welche sich mindestens eine halbe Stunde lang erhält. Wird eine geringe Menge Kohlensäure in die gelbe Flüssigkeit hineingeleitet, so entsteht nach Verlauf einiger Stunden ein Niederschlag von Eisenoxydhydrat und das Wasser wird vollkommen farblos. Dieselbe Erscheinung tritt ein, wenn man eine mäßige Quantität Kohlensäure in Wasser aus dem Loch Katrine leitet, bevor man dasselbe durch Eisenschwamm filtrirt. Rhodankalium erzeugt, wie sich erwarten ließ, keine Rothfärbung, und mit Schwefelammonium erhält man eine Reaction auf Eisen nur, wenn man das Wasser vor dem Zusatze des Reagens mit einigen Tropfen Salpetersäure zum Sieden erhitzt hat.

Wird reines, destillirtes Wasser durch Eisenschwamm filtrirt, so löst es weder Eisen, noch färbt es sich gelb.

Offenbar rührt diese gelbe Färbung von irgend einer Eisenverbindung her, welche sich bei einem ungenügenden Kohlensäuregehalt des Wassers bildet; ich bin jedoch nicht im Stande, irgend eine bekannte Verbindung anzugeben, welche das beschriebene Verhalten zeigt, namentlich eine solche, aus der das Eisen durch Kohlensäure, die doch sonst in der Regel ein Lösungsmittel für dieses Metall ist, niedergeschlagen wird. Unter gewöhnlichen Umständen läuft das Wasser vollkommen farblos durch das Filter, und opalisirt erst dann, wenn das Eisen sich niederzuschlagen beginnt; die Fällung des letzteren wird verzögert, wenn man in das Wasser vor dem Filtriren einen Ueberschuß von Kohlensäure leitet. Die Menge des in Lösung vorhandenen Eisens ist für die Wasserreinigung insofern von praktischem Interesse, als der Reinigungsproceß mit größerer Energie erfolgt, wenn durch Einleiten von Kohlensäure in ein Wasser die Menge des aufgelösten Eisens vermehrt wird. Ich habe mich von dieser Thatsache durch directe Versuche überzeugt.

5) Die Reinigung des Wassers nimmt in den ersten fünf bis sechs Stunden nach beendigter Filtration durch Eisenschwamm in geringem Grade zu.

6) Verhindert man die Auflösung der erwähnten geringen Menge Eisen durch Zusatz einer kleinen Quantität von kohlensaurem Natron |53| zu dem Wasser vor dem Filtriren desselben, so wird dadurch das Reinigungsvermögen des Eisenschwammes beträchtlich vermindert.

7) Die reinigende Wirkung des Eisenschwammes in Bezug auf die Beseitigung der organischen Substanz ist bei heißer Witterung energischer als im Winter, wo die Temperatur häufig unter den Punkt sinkt (5 bis 8°), bei welchem Gährung fast gänzlich aufhört. Diese Thatsachen bestätigen offenbar meine bereits bei früheren Gelegenheiten ausgesprochene Ansicht, daß die Wirkung des Eisenschwammes auf unreines Wasser eine zweifache ist, nämlich eine mechanische und eine chemische. Die letztere müssen wir in seinem Vermögen, das Wasser zu zersetzen, suchen, durch welches wahrscheinlich, wenigstens zum Theil, die Zersetzung der salpetersauren und salpetrigsauren Salze sowie die directe Verbindung des nascirenden Wasserstoffes mit dem freigewordenen Stickstoff zu Ammoniak bedingt wird. Die am nächsten liegende Erklärung für die Zersetzung des Wassers ist der innige Contact zwischen elektropositiven und elektronegativen Körpern, wie metallischem Eisen und Kohlenstoff oder selbst metallischem Eisen und einem der Reduction entgangenen Antheile Eisenoxyd, und es läßt sich wohl annehmen, daß in Folge des auf diese Weise hervorgerufenen galvanischen Stromes der im Wasser gelöste atmosphärische Sauerstoff ozonisirt und als kräftig oxydirendes Agens zu wirken befähigt wird. Zu diesem Schlusse drängen mich die Ergebnisse zahlreicher Analysen, welche vor und nach dem Filtriren des zu reinigenden Wassers durch Eisenschwamm ausgeführt wurden, indem dieselben ungeachtet der stattgefundenen Reduction salpetersaurer und salpetrigsaurer Salze, eine oxydirende Wirkung durch die Zunahme an Salpetersäuresalzen nach dem Filtriren klar nachweisen. Diese Zunahme ist meistens eine bedeutende – sie beträgt bis zum Doppelten der ursprünglichen Menge; zuweilen ist auch eine Abnahme zu bemerken. Die Menge des Albuminoid-Ammoniaks wird, wie schon bemerkt, durch das Filtriren beträchtlich vermindert. Bezüglich der Zunahme oder Abnahme des Gehaltes an freiem Ammoniak vor und nach dem Filtriren, welche offenbar von dem Vorherrschen gewisser Agentien abhängt, läßt sich eine bestimmte Regel nicht aufstellen.

Auf die Mitwirkung des beim Filtriren in Lösung gehenden Eisens bei dem Reinigen des Wassers habe ich bereits hingedeutet. Diese Wirkung kann entweder eine chemische seyn und alsdann darin bestehen, daß das auf einer niederen Oxydationsstufe stehende Eisen durch Vermittelung der organischen Verunreinigungen zu einer noch niedrigeren Oxydationsstufe reducirt wird, während diese Verunreinigungen in Folge davon oxydirt werden; das auf diese Weise reducirte Eisen kann sich |54| dann wieder oxydiren entweder durch Vermittelung des im Wasser gelöst vorhandenen oder des von der Zersetzung des Wassers herrührenden Sauerstoffes. Oder aber jene Wirkung des beim Filtriren in Lösung gehenden Eisens kann gänzlich oder theilweise eine mechanische seyn, nämlich in einer Flächenanziehung aufgelöster organischer Substanz seitens des flockigen Niederschlages von Eisenoxydhydrat bestehen, ähnlich der Wirkung des gefällten kohlensauren Kalkes bei Clark's Verfahren zum Weichmachen des Wassers, oder ähnlich derjenigen der Thonerde und anderer Körper. Daß das Eisenoxydhydrat eine solche mechanische Wirkung wenigstens theilweise auszuüben vermag, wird aus der Thatsache wahrscheinlich, daß seine reinigende Wirkung verringert wird, wenn man seine Fällung durch Erhitzen bis zum Sieden beschleunigt.

Ich muß mein Bedauern darüber aussprechen, daß ich mehrere nur hypothetische Erklärungen bezüglich der Theorie der Wirkung aufstellen konnte; es ist aber, wenn auch fernere Untersuchungen mehr Licht über diese Frage verbreiten werden, leicht einzusehen, daß die Wirkungen so complicirter Körper auf einander, von denen manche nur in äußerst geringer Menge vorhanden sind, einigermaßen in Geheimniß gehüllt sind. –

Außer organischer Substanz kommt im Wasser nicht selten noch eine andere gesundheitsgefährliche Substanz vor, nämlich Blei. Bekanntlich ist diese Frage zu verschiedenen Zeiten Gegenstand sorgfältiger Untersuchungen seitens einer Anzahl wissenschaftlicher und praktischer Autoritäten gewesen, und da dieselbe, wie ich nachweisen werde, für uns in Glasgow von localem Interesse ist, so glaube ich mir einige Bemerkungen über diesen Gegenstand erlauben zu dürfen.

Im Jahre 1851 bemerkten Graham, Miller und Hofmann in ihrem Berichte über die chemische Beschaffenheit des Londoner Trinkwassers, sie seyen zu dem Schlusse gelangt, daß die weiche Beschaffenheit eines Wassers allein keineswegs in erheblichem Grade die Ursache ist, daß Blei aus den bleiernen Röhrenleitungen aufgelöst wird. Der durch die späteren Untersuchungen von Dr. Medlock unterstützten Ansicht der genannten Chemiker zufolge wird die Oxydation des Bleies hauptsächlich, wenn nicht gänzlich durch den Gehalt des Wassers an Salpetersäuresalzen veranlaßt, welche entweder aus Gesteinen ausgelaugt wurden, oder das Product der chemischen Zersetzung organischer Substanz seyn können. Nach der Ansicht jener Chemiker wird das Wasser durch den Mangel eines Gehaltes an kohlensaurem, in freier Kohlensäure gelöstem Kalk eines kräftigen Schutzmittels gegen die Auflösung des Bleies beraubt.

J. Smith fand im Jahre 1857, daß, sobald die Corrosion des |55| Bleies begonnen hat, oder sobald dieses Metall abwechselnd der Einwirkung von Wasser und von Luft ausgesetzt ist, die corrodirende Wirkung des Wassers zunimmt.

Im Jahre 1864 stellte Pettenkofer 9) experimentelle Untersuchungen über diesen Gegenstand an und gelangte zu der Schlußfolgerung, daß das Blei der Wasserleitungen ausschließlich durch die Wirkung des im Wasser gelösten Sauerstoffes oxydirt werde. Daher theilt er Smith's Ansichten, daß eine abwechselnde oder gleichzeitige Berührung von Wasser und Luft die Corrosion der bleiernen Wasserleitungsröhren am meisten begünstige. Er ist ferner der Meinung, daß die so häufig beobachtete Wirkung von weichem Wasser auf Bleiröhren durch die Absorption von Sauerstoff seitens des Regenwassers bedingt wird. Von derselben Ursache mag die Wirkung von weichem Flußwasser herrühren, während hartes Wasser, welches, wenn es Mineralstoffe aufnimmt, mehr oder weniger von dem in ihm gelösten Sauerstoffe in Folge der Oxydation von organischer und anderer Substanz verliert, eine weniger corrodirende Wirkung hat.

In der Versammlung der British Association vom Jahre 1861 theilte Dr. Crace Calvert das Resultat der Analysen von circa 300 Proben von Wasser der Stadt Manchester mit, welche er in einem Zeitraume von mehr als zwölf Monaten untersucht hatte. Er gelangte zu den Folgerungen, daß die corrodirende Wirkung des Wassers auf Bleiröhren in den ersten vier Tagen am stärksten ist und dann allmählich abnimmt, wenn man nicht das Wasser in den Röhren stehen läßt oder wenn die Bleiröhren nicht eine Zeit lang unbenutzt bleiben und dann wieder gebraucht werden. Er fand ferner, daß auch weiches, von organischer Substanz beinahe freies Wasser ebenfalls unter gewissen Umständen die bleiernen Röhren sehr stark corrodiren kann.

Bekanntlich machte im Jahre 1862 Prof. H. Schwarz den Vorschlag, das Zerfressen der Bleiröhren dadurch zu verhindern, daß man das Innere derselben mittelst einer heißen concentrirten Lösung von Schwefelnatrium oberflächlich in Schwefelblei umwandelt. Er wies nach, daß in so präparirten Röhren nicht die mindeste Spur von Blei aufgelöst wird, selbst wenn man destillirtes Wasser vier Wochen lang in ihnen stehen läßt. Es ist mir nicht bekannt, ob mit diesem Verfahren praktische Versuche abgeführt wurden und es würde wohl große Schwierigkeiten haben, einer bereits vorhandenen Corrosion abzuhelfen, indem die |56| gelegten Röhren entfernt werden müßten, was wohl kaum ausführbar seyn dürfte.

Ich würde auf diese Einzelheiten nicht eingegangen seyn, wenn ich mich nicht durch einen Versuch davon überzeugt hätte, daß auch das Wasser unseres Loch Katrine unter geeigneten Umständen beträchtliche Mengen von Blei aufzulösen vermag. Ich ließ zwei Gallons dieses Wassers in einer großen Abdampfschale achtundvierzig Stunden lang mit zwei Stücken von einem alten Bleirohre in Berührung. Die Berührungsfläche war unter diesen Umständen sicherlich bei weitem nicht so groß als in Bleiröhren von größerem Durchmesser, und doch fand ich, daß per Liter beinahe 2 1/4 Milligrm. oder 0,175 Grains Blei per Gallon gelöst worden waren. Das Blei ließ sich leicht bestimmen, ohne daß zuvor ein Eindampfen des Wassers stattfand, indem dasselbe nach dem Filtriren durch Papier mit einem oder zwei Tropfen Salzsäure und dann mit etwas Schwefelwasserstoffwasser, wie Persoz empfohlen, versetzt wurde. Die so erhaltene Flüssigkeit wurde dann mit einer eine bekannte Bleimenge enthaltenden Normallösung verglichen.

Ich filtrirte das Wasser welches Blei in Lösung enthielt, durch ein Eisenschwammfilter. In dem Filtrate vermochte ich durch Anwendung des eben angegebenen Verfahrens keine Spur von Färbung hervorzurufen und selbst nachdem ich es auf den dreißigsten Theil seines Volums eingedampft hatte, konnte die Gegenwart von Blei nicht nachgewiesen werden. Dieses Resultat ließ sich, der bekannten Thatsache zufolge, daß Bleifalze durch metallisches Eisen gefällt werden und daß Eisenschwamm ein weit kräftigeres Fällungsmittel ist, als Eisen in jeder anderen Form, von vorn herein erwarten. Diese Eigenschaft des Eisenschwammes ist eine wichtige und willkommene Zugabe für seine Anwendung zum Reinigen des Wassers.

Zum Schlusse mögen mir einige Bemerkungen über die praktische Verwendung des Eisenschwammes zum Reinigen des Wassers gestattet seyn.

Eine der wichtigsten Fragen bezüglich jedweden Filtrirmateriales ist die, wie lange dasselbe wirksam bleibt und wann, nach Verlauf welcher Zeit es der Erneuerung bedarf? Bei Beantwortung dieser Frage übergehe ich meine auf dieselbe bezüglichen Laboratoriumsversuche, will aber bemerken, daß in London, auf den Wasserwerken der Southwark and Vauxhall Company, seit Ende October 1872 ein Versuchs-Eisenschwammfilter in Thätigkeit ist, welches einen Flächeninhalt von 50 Quadratfuß und eine Eisenschwammstärke von 1 Fuß hat. Die Menge des per Stunde das Filter passirenden Wassers ist auf 300 Kubikfuß |57| berechnet; wie ich jedoch vernommen habe, ist der Wasserzufluß in Folge der Dimensionen des Zuflußhahnes etwas mangelhaft. Die letzte Probe von dem filtrirten und dem unfiltrirten Wasser erhielt ich, als die Meßvorrichtung 100000 Kubikfuß oder das Zweitausendfache vom Volum des im Filter befindlichen Eisenschwammes angab; ich fand dann, daß die Reinigung trotz der ungünstigen Wirkung der kalten Witterung, der beim ersten Gebrauche des Filters erzielten gleich war.

Selbstverständlich können diese 2000 Volume nicht als ein für die Praxis direct verwerthbares Resultat gelten, sofern der Eisenschwamm von Wasserleitungsgesellschaften angewendet werden soll; aus den oben entwickelten Gründen möchte ich aber dieses Filtrirmaterial lieber bei kleinen, für den Hausbedarf bestimmten Filtern angewendet sehen und in diesem Falle würde, wenn ein derartiges Filter mit einem Gallonmaaß Eisenschwamm versehen wäre (im Gewicht von 10 bis 12 Pfund), ein Ausbringen von 2000 Gallons gereinigten Wassers bei ungeschwächter und unverminderter Wirkung des Eisenschwammes einem praktisch verwerthbaren Ergebnisse näher kommen. Nehmen wir den täglichen Bedarf an Wasser zum Kochen und Trinken zu 10 Gallons (100 Pfd.) an, so würde ein solches Hausfilter, soweit die Wirkung des Eisenschwammes in Betracht kommt, nach Verlauf von 200 Tagen noch eben so kräftig wirken, wie am ersten Tage seiner Benutzung, so daß es vor weniger als sechs Monaten ununterbrochenen Gebrauches einer Erneuerung sicherlich nicht bedürfen würde, und diese würde einen Kostenaufwand von kaum einem Shilling (zehn Silbergroschen oder einer deutschen Reichsmark) bedingen. Selbstverständlich kann das Filtriren in solchen Hausfiltern weit langsamer ausgeführt und somit eine vollständigere Reinigung des Wassers erzielt werden, als dieß bei Wasserwerken im Großen möglich seyn würde. Meiner Ansicht nach würde ein Gallon per Halbstunde, oder selbst per Stunde, eine für Hausfilter genügende Geschwindigkeit seyn.

Bei der Construction dieser Hausfilter nach meinem eigenen Entwurfe bin ich durch die HHrn. Murray und Comp. von der Caledonian Pottery zu Rutherglen unterstützt worden.

Der Eisenschwamm, durch den das zu filtrirende, bezüglich zu reinigende Wasser zuerst passirt, ist in einem aus Steinzeug bestehenden Gefäß mit schwach gewölbtem Boden enthalten. Oben auf diesem Boden liegt ein Siebboden, auf welchem der Eisenschwamm ruht. Eine im gewölbten Boden angebrachte Oeffnung steht mit einer thönernen Röhre in Verbindung, welche an der Außenseite des Steinzeuggefäßes ein wenig über das Niveau des Eisenschwammes hinaufreicht. Hier communicirt |58| dieses Rohr mit einem zweiten Rohr, welches an der Außenseite des Eisenschwammgefäßes von dessen oberem Ende bis zur Mitte seines geschlossenen Bodens hinabreicht. Letzteres Rohr ist oben und unten offen; denn wenn es oben geschlossen wäre, so würde es als Heber wirken und das Wasser vom Eisenschwamm abziehen, welcher fortwährend von Wasser bedeckt bleiben muß; denn in Folge abwechselnder Berührung mit Luft und Wasser würde sich der Eisenschwamm oxydiren und dadurch mehr oder weniger von seinem Reinigungsvermögen einbüßen. Ein am unteren Ende dieses zweiten Rohres angebrachter Schraubenhahn gestattet den Durchfluß des Wassers durch das Filter zu reguliren.

Man stellt das Eisenschwammgefäß in das Gehäuse eines gewöhnlichen Steinzeugfilters mit perforirtem Boden, unter welchem ein Behälter zur Aufnahme des filtrirten Wassers angebracht ist. Auf dem durchbrochenen Boden ruht eine etwa vier Zoll starke Schicht von fein gepulvertem Marmor oder gewöhnlichem Kalkstein, auf welche das filtrirte, aufgelöstes Eisen enthaltende Wasser durch den Schraubenhahn hinabfließt. Durch die Wirkung des Kalksteines wird das Wasser vom Eisen befreit und gelangt dann zum Gebrauche fertig in den Sammelbehälter.

Der ganze Filtrirapparat ist wie gewöhnlich mit einem Deckel versehen.

Die Eisenschwammschicht ist etwa acht Zoll stark und zwar empfehle ich, unten etwa sechs Zoll gröberen Eisenschwamm und darüber zwei Zoll feineren einzufüllen, so daß der letztere auch mechanisch als Sieb oder Seiher wirken und etwa im Wasser suspendirte Verunreinigungen zurückhalten kann. Enthält das Wasser viel von diesen letzteren, so soll die Schicht von feinerem Eisenschwamm von Zeit zu Zeit erneuert werden.

In meinem Laboratorium erhielt ich beim Filtriren eines durch ein wenig Abzuchtwasser schwach verunreinigten Wassers, unter Anwendung von Spencer's Filter mit kohlehaltigem Eisenoxyduloxyd, Dahlke's Filter mit gekieselter Kohle und meinem Eisenschwammfilter, die in der nachstehenden kleinen Tabelle verzeichneten analytischen Resultate. Alle diese Filter wurden, bevor ich die Probe sammelte, mit dem filtrirten Wasser gut gewaschen und dieselbe wurde sogleich analysirt, da ich gefunden hatte, daß das durch das Eisenschwammfilter passirte Wasser sich beim Stehen in seiner Qualität verbessert. Dieses letztere Filter lieferte binnen fünfundzwanzig Minuten einen Gallon, die übrigen, etwas kleineren Filter binnen neunzig Minuten dieselbe Quantität, so weit dieß bei ihrer Neigung sich zu anstopfen möglich war.

|59|
Qualität
des
Wassers
Freies
Ammoniak
Albuminoid-
Ammoniak
Organischer
Kohlenstoff
Organischer
Stickstoff
Gesammtmenge
des gebundenen
Stickstoffes
gefunden
(1)

(2)
gefunden
(1)

(2)
gefunden
(1)

(2)
gefunden
(1)

(2)
gefunden
(1)

(2)
Unfiltrirtes Wasser 0,0694 100 0,0225 100 0,2499 100 0,0843 100 0,1414 100
Dasselbe, durch
Spencer's Filter
filtrirt

0,0602

87

0,0108

48

0,1045

42

0,0431

51

0,0927

65
Dasselbe, durch
Dahlke's Filter
filtrirt

0,0389

56

0,0102

45

0,0558

22

0,0764

90

0,1084

76
Dasselbe, durch das
Eisenschwammfilter
filtrirt

0,0522

75

0,0056

25

0,0216

10

0,0216

26

0,0646

46

(1) In 100,000 Theilen Wasser.

(2) Diese Columne gibt den im filtrirten Wasser noch enthaltenen Procentgehalt an, das unfiltrirte Wasser = 100 gesetzt.

|47|

Polytechn. Journal, 1867, Bd. CLXXXIII S. 157.

|55|

Polytechn. Journal, 1865, Bd. CLXXV S. 233.

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