AT399863B - Verfahren zur reduzierung von mikroorganismen und/oder phathogenen keimen in wässern, vorrichtung zu dessen durchführung und verwendung der vorrichtung - Google Patents

Description

AT 399 863 B

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur wirkungsvollen Reduktion der Zahl von Mikroorganismen verschiedenster Art, wie Krankheitserregern, Parasiten, Bakterien, Phagen, Viren und deren Keimen bzw. Dauerformen in mit denselben belasteten Wässern sowie besonders vorteilhafte Ausführungsformen von zu dessen Durchführung vorgesehenen Anlagen.

Die Notwendigkeit der Versorgung einer rasch wachsenden Weltbevölkerung, insbesondere in Ballungsgebieten ebenso wie die immer noch steigende Nachfrage nach Komfort und erhöhter Lebensqualität und die laufenden Anhebungen der Mindeststandards für Umwelt und Gesundheit in den Industrieländern haben zu einem heute nicht mehr zu befriedigenden, rasant weiter steigenden Bedarf an Wässern für Genuß und Gebrauch durch Mensch und Tier geführt

Diesem rasch steigenden Bedarf steht ein infolge anthropogener Umweltbelastungen der verschiedensten Art gleichzeitig rasch sinkendes Angebot an Wässern der geforderten Qualität bezüglich Hygiene und Kontaminationsfreiheit, und dies insbesondere hinsichtlich der Anforderungen an Trinkwässer, gegenüber.

Es gilt daher heute in steigendem Ausmaß, diesbezüglich bedenkliche, keineswegs einwandfreie Wasserressourcen, von belasteten Oberflächenwässern bis hin zu teil- oder sogar vollrecyclisierten Wässern nutzbar zu machen.

Es ist schon seit langem bekannt, Wässer durch Einbringung von Chlor bzw. Chlor freisetzenden Chemikalien zu desinfizieren, wobei diese an sich wirkungsvolle Technik alle mit Halogenchemie verbundenen, hier nicht näher zu erörternden Nachteile einschließlich der Bildung von Haloformen und dgl. mit sich bringt.

Eine weitere, ebenfalls weitverbreitete Technik besteht in der "Hygienisierung" von Wässern für die verschiedensten Zwecke durch Behandlung mit Ozon. Wenig beachtet wurde dabei bis vor kurzem die Problematik der dabei nicht immer zu einem vollständigen Abbau führenden Oxidation der organischen Substanzen, deren Folge das Zurückbleiben von geringen Mengen an Abbauprodukten mit z.B. toxischer und oft sogar carcinogener Wirksamkeit im an sich vom sonstigen medizinisch-hygienischen oder gesetzlichen Standpunkt aus nicht mehr bedenklichen Wasser.

Einen wesentlich wirksameren Abbau zu offenbar letztlich tatsächlich unbedenklichen Produkten dürfte eine erst kürzlich in "Ozone News" 21(3) 14 (1993) veröffentlichte Methode zur Wasser-Desinfektion erbringen, gemäß welcher mit Mikroorganismen belastete Wässer mit einem als "Peroxone" bezeichneten Gemisch von Ozon und Wasserstoffperoxid behandelt werden.

In einem anderen, weit abliegenden Zusammenhang mit der Problematik einer Hygienisierung - nämlich von Klärschlämmen - soll eine Beaufschlagung eines solchen Schlammes mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas und dessen Führung durch eine im Strahlungsfeld eines Elektronenbeschleunigers angeordnete Förderrinne, wie sie aus der DE-A1 2546756 bekanntgeworden ist, nicht unerwähnt bleiben. Nach Durchgang des sauerstoffhaltigen Gases durch die Klärschlammschicht wird durch die Elektronenstrahlung Ozon in geringer Menge gebildet, und das schwach ozonhältige Gas wird im Kreislauf durch den Klärschlamm geführt.

Es kann bei der Aufbereitung von solchen Klärschlämmen, und von pathogene Keime enthaltenden Abwässern von einem echten "Abtöten" der Keime nicht die Rede sein. Es handelt sich dabei nur um eine Teil-Unschädlichmachung, wenn auch über einige Zehnerpotenzen hinweg, was die Zahl der pathogenen Keime pro Volumseinheit betrifft, jedoch von einer hohen Keimzahl ausgehend.

Selbst Abwässer - und diese sind keine Klärschlamme - enthalten nach erfolgter Hygienisierung immer noch eine (restliche) Zahl von 100 Escherichia-coli-Keimen pro 100 ml flüssige" Phase. Von einem als Trinkwasser geeigneten Wasser werden hingegen "Keimzahlen" gefordert, welche zusammengefaßt folgende Werte nicht überschreiten dürfen: 250 ml Wasser müssen frei sein von E.-coli, Coliforme, Enterokokken und Pseudomonas.

Daraus ist ersichtlich, um welch extrem geringe Keimkonzentrationen es bei Trinkwässern geht, und wie hoch vergleichsweise die Zahl pathogener Keime in Klärschlämmen und Abwässern ist, bevor der oben angegebene Grenzwert für hygienisiertes Abwasser von 100 E.-coli/100 ml letztlich erreicht wird. Dabei sind bei den "hygienisierten" Abwässern über die außer E.-coli vorhandenen Arten von Keimen und deren Zahl keine Angaben gemacht.

Es ist also besonders zu betonen, daß bei einer Hygienisierung. wie gemäß DE-PS 25 46 756 vorgesehen, von einem Schlamm mit extrem hohen Keimzahlen ausgegangen wird, also Keime in hoher Ausgangskonzentration für die zur Verringerung von deren Zahl führenden chemischen bzw. strahlenchemischen Reaktionen zur Verfügung stehen. Mit sich verringernder Anzahl an Keimen steigt, wie bei allen Umsetzungen die Notwendigkeit, entweder durch Erhöhung der Menge bzw. Konzentration bzw. Intensität der auf die Keime abtötend wirkenden Reagentien, also Ozon und Strahlung bzw. der hiebei auftretenden reaktionswirksamen Intermediäre, wie Hydroxylradikale u. dgl., oder durch Verlängerung der Reaktionszeit wirtschaftlich und technisch vertretbare Umsetzungsbedingungen bei der Keimzahlreduktion aufrechtzuer- 2

AT 399 863 B halten.

Schließlich sei zur Abrundung des Bildes des Standes der Technik - obwohl mit dem eminent wichtigen und großen Problemkreis der Hygienisierung und Entkeimung ebenfalls nicht im Zusammenhang stehend -noch das bei der Anmelderin entwickelte Verfahren zur wirkungsvollen Ausschaltung von geringen, jedoch nicht zulässigen Mengen an halogenierten Ethylenen in ansonsten, insbesondere hinsichtlich Mikroorganismenbelastung, durchaus schon Trinkwasserqualität aufweisenden Wässern gemäß W0-A1 91/01946 erwähnt, das eine kombinative Einwirkung von Ozon und Elektronenstrahlung auf derart kontaminierte Wässer vorsieht.

Die o.a. durch die DE-A1 25 46 756 gestützte Kenntnis einer und selbst langjährige Erfahrungen mit einer auf einer Kombination vor sauerstoffabgebendem Gas und ionisierender Strahlung basierenden Hygienisierungsbehandlung von Klärschlämmen mit ihren tatsächlich hohen Keimzahlen und mit deren Reduktion auf wie oben genannte, für Trinkwasser von vornherein undiskutabel hohe Keimzahlen konnten keinerlei Ausgangspunkt für eine Aufbereitung von Wässern zu deren Anhebung auf Trinkwasserqualität darstellen.

Es wurde weiters gefunden, daß die bekannte, auf Klärschlamm mit enorm hohen Keimzahlen, gerichtete und bezüglich Hygienisierung keineswegs anspruchsvolle Technik auf eine Behandlung von Wässern zu deren Anhebung auf Trinkwasserqualität ohne Berücksichtigung der Bildung von toxischen Nebenprodukten aus gelösten natürlichen Wasserinhaltsstoffen keineswegs tibertragbar ist. Eigene Untersuchungen haben nämlich gezeigt, daß schon bei vergleichsweise geringen Strahlendosen die für Trinkwässer zulässigen Grenzwerte für Nitrit und Wasserstoffperoxid überschritten werden. Eine Verwendung ionisierender Strahlung zur Behandlung von Trinkwasser ist daher nur möglich, wenn die Bildung dieser Substanzen im wesentlichen unterdrückt wird. Dabei hat sich gezeigt, daß durch Zugabe ausreichender Mengen an Ozon vor der Bestrahlung sichergestellt werden kann, daß gebildetes Nitrit zu Nitrat rückoxidiert und Wasserstoffperoxid zerstört wird.

Weiters wurde gefunden, daß sich im Vergleich zum weiter oben erwähnten "Peroxone"-Prozeß bei zumindest gleichem Erfolg bezüglich Hygienisierung einerseits die Menge des einzusetzenden und heute ebenfalls auch schon als bedenklich einzustufenden Ozons wesentlich herabsetzen läßt und andererseits die aus dem Einsatz von Wasserstoffperoxid in großtechnischem Maß resultierenden Nachteile mittels eines neuen Verfahrens der eingangs genannten Art praktisch gänzlich ausschalten lassen.

Das neue Verfahren zur Reduktion von Mikroorganismen und/oder pathogenen Keimen in Wässern, gegebenenfalls bis zu deren vollständiger Abtötung, wobei die Wässer einer Einwirkung von Ozon unterworfen werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß unter Anhebung der Qualität der Wässer auf eine solche für Genuß durch Mensch und Tier, bevorzugt zur Anhebung auf Trinkwasser-Qualität, ein Strom eines zu behandelnden Wassers - gegebenenfalls nach einer an sich bekannten Vorbehandlung - einer Ozonbehandlung in Kombination mit einer Einwirkung ionisierender Strahlung unterworfen wird, indem das Wasser mit Ozon beaufschlagt wird und im wesentlichen unmittelbar nach dieser Beaufschlagung und/oder gleichzeitig mit derselben zusätzlich der Einwirkung der ionisierenden Strahlung, vorzugsweise innerhalb einer gegen die Atmosphäre abgeschlossenen Durchflußkammer, ausgesetzt wird, insbesondere durch ein Feld ionisierender Strahlung geführt wird, wobei der Ozongehait des Wassers im wesentlichen unmittelbar nach Verlassen des Strahiungseinwirkungsbereichesauf mindestens 0,1 ppm gehalten wird.

Die besonderen Vorteile dieses neuen, auf die Bereitung bzw. Wiederbereitung von Trinkwässern gemäß den jeweils gesetzlich verordneten bzw. zulässigen Standards gerichteten Hygienisierungs-Verfah-rens bestehen neben den hier besonders wichtigen, infolge der hohen Abbauraten erreichbaren hohen Durchsätzen u.a. darin, daß schon vorhandene, für eine laufende Ozonisierung eingesetzte in Betrieb stehende Anlagen und Infrastruktur bei hoher Kompatibilität im wesentlichen nur durch eine Bestrahlungseinrichtung zu erweitern bzw. ergänzen sind, und daß weiters der an sich schwerwiegende Nachteil einer Einbringung von "stabilisierenden" Substanzen bzw. Chemikalien zusammen mit dem gemäß "Peroxone"-Prozeß eingesetzten Ozon einzubringenden Wasserstoffperoxid in das Wasser wegfällt.

Weiters ermöglicht die erfindungsgemäße Technik eine wesentliche Herabsetzung der Menge des einzusetzenden Ozons infolge der durch die ionisierende Strahlung vergleichsweise erhöhten Konzentration von intermediär gebildeten, oxidationswirksamen OH-Radikaien, worauf detaillierter weiter unten eingegangen werden wird.

Erfolgt in besonders bevorzugter Weise die Bestrahlung in einer gegen die Atmosphäre abgeschlossenen Durchflußkammer, ist der Vorteil gegeben, daß die vor der Bestrahlung eingestellte Ozonkonzentration voll wirksam bleibt, da ein Ausgasen des sehr flüchtigen Ozons während der Strahlungseinwirkung nicht erfolgen kann.

Schließlich soll es nicht unerwähnt bleiben, daß selbstverständlich auch besonders problematische, mikroorganismenbelastete Wässer, die zusätzlich nicht zulässige Gehalte an halogenierten Ethylenen, wie 3

AT 399 863 B insbesondere Tri- und Tetrachlorethylen und eventuell Dichlorethylene aufweisen, ohne Zurücklassung schädlicher Abbauprodukte gleichzeitig hygienisiert und von den genannten Halogenethylenen befreit werden können.

Unter der erfindungsgemäß angestrebten Reduktion des Gehaltes bzw. der Zahl an Mikroorganismen s soll eine jeweils bis zu einem auf den jeweiligen Anwendungszweck des behandelten Wassers und den dafür zweckdienlichen bzw. die jeweils gesetzlich vorgeschriebene Norm abgestellten Grad vorgenommene Hygienisierung, Entkeimung, Desinfektion bis hin zu einer Sterilisierung und vollständigen Keimtötung, was insbesondere pathogene Mikroorganismen, wie Bakterien, Phagen, Viren u. dgl. betrifft, verstanden werden.

Die oben angesprochene Vorbehandlung kann z.B. mechanische Reinigung durch Siebe, Filter oder ro Membranen, umfassen.

Unter Trinkwasserqualität ist beispielsweise die Beschaffenheit von Wässern gemäß ÖNORM M6250 vom 1.3.1986 bzw. Trinkwasserverordnung vom 25.5.1986 in Deutschland zu verstehen.

Was das "Feld ionisierender Strahlung” betrifft, ist damit der Strahlenkegel einer derartige Strahlen erzeugenden oder aussendenden Strahlenquelle gemeint, und es dürften sich nähere Erläuterungen dazu 75 erübrigen. im Falle der besonders bevorzugt einzusetzenden schnellen Elektronen soll im folgenden unter "Feld” bzw. "Bereich der Strahlungseinwirkung" jener Volumsanteil des das Feld durchströmenden Wassers verstanden werden, welcher sich aus der Fläche des strahlungsdurchlässigen Fensters einer Durchflußkammer multipliziert mit deren Höhe ergibt. 20 Beim erfindungsgemäßen Vorgehen ist weiters sichergestellt, daß im Strahlungseinwirkungsbereich ausreichend Ozon für den oxidativen Abbau der Organismen und Keime sowie für die oben beschriebene, gerade für Trinkwässer ganz wesentliche Rückoxidation des Nitrits und Zerstörung des Wasserstoffperoxids vorhanden ist.

Was die Einbringung von Ozon in das zu behandelnde Wasser betrifft, so ist es günstig, dasselbe vor 25 dem Durchgang durch das Feld der ionisierenden Strahlung zuzusetzen.

Dabei ist im Vergleich zu einer Zugabe von Ozon erst innerhalb des Strahlungsfeides ein erhöhter Diffusions- und Mischeffekt erreichbar. Eine Einführung des Ozons innerhalb des Strahlungsfeldes kann vorteilhaft zur Aufrechterhaltung bzw. Nachjustierung einer ausreichenden, aktuellen Konzentration dieses Oxidationsmittels im gesamten, das Feld durchsetzenden Volumsbereich genutzt werden, so Hinsichtlich der Form des einzubringenden Ozons ist einer Ausführungsvariante gemäß Anspruch 2 infolge Vermeidung eines Zweiphasensystems ein besonderer Vorzug zu geben.

Hiebei hat sich die Einhaltung der im Anspruch 3 angegebenen Ozonkonzentration als besonders günstig erwiesen.

Eine optimale Nutzung der Infrastruktur bei minimalem personellen Aufwand läßt sich mit einer 35 Verfahrensführung gemäß Anspruch 4 erreichen. Dabei soll eine Steuerung durch Eingabe eines Programms zur Regelung der Ozonzugabemenge aufgrund vorher durchgeführter Messungen nach der Bestrahlung nicht ausgeschlossen werden.

Bezüglich der vorteilhaft einzusetzenden Strahlungsarten wird auf Anspruch 5 verwiesen, wobei die Bestrahlung mit schnellen Elektronen besonders wegen der problemlos auf ein jeweils gegebenes Problem 40 zielsicher einstellbaren Steuerung der Strahlungsenergie, aber insbesondere auch deren "Abschaltung" besonders bevorzugt ist.

Beim Einsatz einer Gammaqueile ist infolge von deren Durchdringungsfähigkeit'der Vorteil einer einfach gebauten, hinsichtlich Schichtdicke des Wasserstromes keineswegs eng begrenzten Durchflußzelle im Strahlungsfeid gegeben, allerdings verbunden mit der Problematik der Verwendung einer radioaktiven 45 Substanz als Strahlenquelle.

Insbesondere zur Erreichung von für größere Wasserversorgungssysteme erwünschten bzw. notwendigen Durchsatzmengen ist es beim Einsatz schneller Elektronen günstig, die Elektronenquelle zumindest auf die im Anspruch 6 angegebene Energie einzustellen. Bei dieser Mindestenergie beträgt die maximale Eindringtiefe der Strahlung in das Wasser 1,4 mm, was im Verein mit einer entsprechenden Wahl der so Bedingungen bei der Anlagengeometrie durchaus versorgungsadäquate Durchsätze ermöglicht.

Eine besonders hohe Verfahrenseffektivität durch wirksame Nutzung des Synergismus von Ozon und Strahlung wird durch Aufrechterhaltung der Ozonkonzentration gemäß Anspruch 7 erzielt.

In diesem Sinne besonders wirkungsvoll ist eine Verfahrensweise, wie sie vom Anspruch 8 umfaßt ist.

In jedem Falle ist es weiters von Vorteil, für eine gemäß Anspruch 9 vorgesehene Intensivmischung 55 Sorge zu tragen.

Insbesondere im Falle des bevorzugten Einsatzes von Strahlung schneller Elektronen, läßt sich, wie gefunden wurde, eine besonders günstige Nutzung des Synergismus zwischen Elektronenstrahlung und Ozongehalt bei Verwendung einer Durchflußkammer, deren Höhe durchaus größer sein kann als die 4

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Eindringtiefe der Elektronen selbst erzielen, was eine ebenfalls zu bevorzugende Verfahrensweise gemäß Anspruch 10 ermöglicht.

Durch diese Maßnahme kann eine Ausdehnung des oxidativen Abbaues vom der Strahlungsquelle nahen Volumsanteil auf das gesamte im Einwirkungsbereich befindliche Volumen des Wasserstromes erreicht werden. Dadurch kann eine beachtliche Erhöhung des Durchsatzes erreicht werden oder, wenn eine solche nicht gefordert ist, kann mit einem Elektronenbeschleuniger entsprechend geringerer Leistung das Auslangen gefunden werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiters eine insbesondere im Hinblick auf eine optimierte Nutzung der Strahlung bei Einsatz schneller Elektronen besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des vorher beschriebenen Verfahrens.

An dieser Stelle sei kurz daran erinnert, daß aus der o.a. DE-A1 2546756 für einen ganz anderen Zweck, nämlich für die Hygienisierung von Abwasserklärschlamm, eine Vorrichtung mit einer Förderrinne für den Schlamm bekanntgeworden ist, deren Boden im Strahlungsbereich einer über ihr angeordneten Elektronenstrahlenquelle als Düsenboden zur Zufuhr eines sauerstoffhaltigen Gases gebildet ist, wobei eine Einrichtung zur Zuführung des Klärschlamms in gleichmäßig dicker Schicht vorgesehen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist bevorzugterweise die vom Anspruch 11 umfaßten Ausbildungsmerkmale auf.

Mit einer derart ausgebildeten Vorrichtung kann der Ozongehalt in der Durchflußkammer besonders genau und ökonomisch geregelt werden. Der Sensor kann z.B. in einem von der Abflußleitung der Durchflußkammer abzweigenden by-pass als Durchflußzelle eines UV-Spektralphotometers ausgebildet sein.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist. die Verwendung einer wie eben beschriebenen Vorrichtung für die im Anspruch 12 detailliert angegebenen Zwecke.

Um eine besonders gleichmäßige Aufrechterhaltung der Ozonkonzentration in dem der Elektronenstrahlung auszusetzenden kontaminierten Wasser zu gewährleisten, ist eine vorteilhafte Art der Verwendung gemäß Anspruch 13 vorgesehen.

Dabei kann es gemäß einer konstruktiv relativ einfachen, jedoch, wie sich zeigte, den angestrebten Effekt des hohen Abbaugrades durchaus erfüllenden, Verwendungsvariante vorteilhaft sein, wenn der Boden der Kammer im wesentlichen im Bereich der Hälfte der Durchströmungsstrecke des Wassers mindestens eine quer zur Strömungsrichtung angeordnete Reihe von Öffnungen bzw. Düsen für die Zuführung von mit Ozon angereichertem Starkwasser und/oder Ozon aufweist.

Eine Erhöhung des Grades der Nutzung der Elektronenstrahlung und des eingebrachten Ozons läßt sich in vorteilhafter Weise bei Verwendung einer Vorrichtung erreichen, in welcher zusätzlich oder alternativ zur Ausgestaltung des Bodens als Siebboden oder Fritte in der Strahlungseinwirkungskammer Einbauten zur Erzeugung turbulenter Strömung angeordnet sind.

Mit einer solchen Anordnung kann bei relativ geringer Eindringtiefe der Elektronenstrahlung das die oben beschriebene Kammer durchfließende Wasser in diese Eindringtiefe wesentlich übersteigender Schichtdicke vorliegen.

Schließlich bildet die, vom Anspruch 14 umfaßte Verwendung mit den dort enthaltenen Angaben bezüglich Maßgabe und Anwendungszweck einen weiteren wesentlichen Gegenstand der Erfindung.

Abschließend soll an dieser Stelle der besondere Vorteil des Einsatzes der erfindungsgemäß vorgesehenen kombinativen Einwirkung von Ozon und ionisierender Strahlung, welche zu der für eine Hygienisierung von Wässern unerwartet hohen Effizienz bei gleichzeitig ermöglichtem, sparsamsten Umgang mit dem einzusetzenden Ozon kure erläutert werden.

Unter den gegebenen Bedingungen (Anteil der im Wasser gelösten Substanzen kleiner 1 Mol/L) wird bei Einsatz von ionisierender Strahlung praktisch die gesamte Strahlungsenergie nur vom Wasser aufgenommen. Dabei kommt es zu einer direkten OH-Radikalbildung durch Zerfall von Molekülen des angeregten Wassers H2O* und durch Reaktion des ionisierten Wassers H2 0+ mit Wassermolekülen sowie einer indirekten OH-Radikalbildung aus dem im Wasser geiösten Ozon. Gleichzeitig mit den OH-Radikalen entstehen bei der Wasserradiolyse noch die reduzierend wirkenden solvatisierten Elektronen sowie H-Radikale (entsprechen in Summe etwa den direkt gebildeten OH-Radikalen), die vorwiegend mit dem im Wasser vorhandenen und durch den Ozoneintrag noch vermehrten Sauerstoffmolekülen unter Bildung des Superoxid-Anions O2 “reagieren, welches den Zerfall des vorhandenen Ozons in OH-Radikale bewirkt. Bei Einwirkung ionisierender Strahlung liefert also das zu reinigende Wasser direkt OH-Radikale und unter Mitwirkung des gelösten Sauerstoffs auch den "Katalysator" 02~ für den Ozonzerfall in OH-Radikale. Damit wird praktisch die gesamte Strahlenenergie für die Bildung von OH-Radikalen genutzt, die OH-Radikale werden dabei gleichzeitig von zwei verschiedenen Prozessen (Wasserradiolyse und Ozonzerfall) geliefert. Die daraus resultierende OH-Radikalkonzentration ist eindeutig höher als bei jedem anderen auf Ozon basierenden OH-Radikalerzeugungsprozeß (z.B. bei dem auf der Kombination Ozon/Wasserstoffperoxid 5

Claims (14)

1. AT 399 863 B beruhenden Peroxone-Prozeß), weil dort nur der Ozonzerfall als Quelle für die OH-Radikaie zur Verfügung steht. Die zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienende Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer zur Durchführung des neuen Verfahrens geeigneten Anlage mit s Hervorhebung der der Elektronenstrahlung auszusetzenden Durchflußkammer. Bei der in der Zeichnung schematisch gezeigten Anlage zur Behandlung von belasteten Wässern wird über Leitung 1, einen Pufferbehälter 2 und eine Pumpe 3 ein Hauptstrom eines Organismen, Keime oder dergieichen enthaltenden Wassers zugefördert, wobei vom Behälter 2 über eine Zweigleitung 5 mittels Pumpe 6 ein Teilstrom des Wassers in einen Ozon-Starkwasserbehälter und Mischer 7 eingebracht wird, 10 der seinerseits über Leitung 10 aus dem über eine Zuleitung 8 mit Sauerstoff gespeisten Ozonisator 9 mit Ozon versorgbar ist. Im Behälter 7 wird mit Ozon angereichertes "Starkwasser" erzeugt und dieses über Leitung 11 der oben erwähnten Leitung 1 für unbehandelt gebliebenes Ausgangswasser zugeleitet, wonach die vereinigten Ströme 1 und 11 im Mischer 13 zur Einstellung einer gewünschten Ausgangskonzentration an Ozon innig vermischt werden. Das so erhaltene, nun ozonhältige, zu dekontaminierende Wasser wird 15 über Leitung 14 in die - hier unterhalb eines Elektronenbeschleunigers 17 mit einem Strahlungsbereich 171 angeordnete - Durchfiußkammer 15 mit elektronendurchlässigem Fenster 151 eingebracht und, die Kammer durchströmend, der Einwirkung der Elektronenstrahlung im Bereich 171 ausgesetzt. Etwa in der Hälfte der Durchflußstrecke weist der Boden 155 der Kammer 15 eine Reihe von mit einem Zuführungskanal 154 in Verbindung stehenden Düsenöffnungen 153 auf, über welche zur Sicherung einer Mindestkonzentration an 20 Ozon in der Kammer 15 mittels von der Starkwasserleitung 11 abzweigenden Teilstromes 111 Starkwasser direkt in die Bestrahlungskammer 15 eingebracht werden kann. Diese Ausführungsdetails können selbstverständlich dann entfallen, wenn über die Leitung 1 zu entkeimendes Wasser zugeführt wird, welches z.B. ’ von einer schon vorher erfolgten Behandlung her soviel Ozon enthält, daß die wesentliche Verfahrensbedingung einer Ozonkonzentration von mindestens 0,1 ppm nach dem Verlassen der Durchflußkammer 15 erfüllt 25 ist. Die Kammer 15 weist zur Erhöhung der Wirksamkeit Elemente, z.B. Schikanen 152, zur Erzeugung turbulenter Strömung auf. In der Kammer 15 erfolgt infolge des oben beschriebenen Synergismus zwischen Elektronenstrahlung und Ozon der Abbau der insbesondere auch pathogenen Keime zu insbesondere auch hinsichtlich Cancerogenität unschädlichen Stoffen. Das in. Kammer 15 erfindungsgemäß aufbereitete Wasser wird über eine ein Ausgleichsgefäß 19 aufweisende Leitung 18 abgeführt und kann in ein Wasserversor-30 gungssystem direkt eingespeist werden. Die in der Zeichnung gezeigten Durchflußregelorgane 4,12 und 16 dienen einer aufeinander abgestimmten Einstellung der Ströme von zu behandelndem Wasser und ozonisiertem Starkwasser. Mit unterbrochenen Linien ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Regelung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt: 35 An der die Durchflußkammer 15 verlassenden Leitung 18 ist ein durch einen by-pass mit nicht gezeigtem Spektralphotometer gebildeter Sensor 181 angeordnet, der über eine Signalleitung 183 mit einer Steuerung 182 verbunden ist. Von der Steuerung 182 gehen in der gezeigten Anordnung zwei Steuerleitungen 162,122 zu Stellorganen 161,121 für die Ventile 16 und 12 in der Starkwasserteilstrom leitung 111 und der Starkwasserleitung 11 aus. Auf diese Weise kann eine Steuerung der Ozonzufuhr sowohl im der 40 Durchflußkammer 15 zugeführten Wasser als auch innerhalb der Kammer 15 selbst erfolgen. Die beschriebene Vorrichtung kann auch eine Durchflußkammer 15 ohne Fenster 151 aufweisen. Für diesen Fall sind Vorkehrungen zur Entsorgung von eventuell aus dem Wasser in die Gasphase übergegangenen (Schad)Stoffen u. dgl. zu treffen. 45 Patentansprüche 1. Verfahren zur Reduktion von Mikroorganismen und/oder pathogenen Keimen in Wässern, gegebenenfalls bis zu deren vollständiger Abtötung, wobei die Wässer einer Einwirkung von Ozon unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anhebung der Qualität der Wässer auf eine solche für den so Genuß durch Mensch und Tier, bevorzugt zur Anhebung auf Trinkwasser-Qualität, ein Strom eines zu behandelnden Wassers - gegebenenfalls nach einer an sich bekannten Vorbehandlung - einer Ozonbehandlung in Kombination mit einer Einwirkung ionisierender Strahlung unterworfen wird, indem das Wasser mit Ozon beaufschlagt wird und im wesentlichen unmittelbar nach dieser Beaufschlagung und/oder gleichzeitig mit derselben zusätzlich der Einwirkung der ionisierenden Strahlung, vorzugswei-55 se innerhalb einer gegen die Atmosphäre abgeschlossenen Durchflußkammer, ausgesetzt, insbesondere durch ein Feld ionisierender Strahlung geführt wird, wobei der Ozongehalt des Wassers im wesentlichen unmittelbar nach Verlassen des Strahlungseinwirkungsbereiches auf mindestens 0,1 ppm gehalten wird. 6 AT 399 863 B
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu behandelnde Wasser durch Einbringen von mit Ozon angereichertem Wasser (Starkwasser) mit Ozon beaufschlagt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das zu behandelnde Wasser ein Starkwasser mit einer Ozonkonzentration von 5 bis 80 ppm, insbesondere von 10 bis 50 ppm, eingebracht wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des im behandelten Wasser unmittelbar nach Verlassen des Strahlungseinwirkungsbereiches ermittelten Wertes der Ozonkonzentration bzw. eines diesem entsprechenden Signals, die Zufuhr von Ozon, insbesondere von mit Ozon angereichertem Wasser in das zu behandelnde Wasser, vor dessen Eintritt in den Strahlungseinwirkungsbereich gesteuert wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Ozon beaufschlagte Wasser einer Einwirkung von schnellen Elektronen (Elektronenstrahlung), Röntgen- oder Gammastrahlung, bevorzugt der Einwirkung von schnellen Elektronen, ausgesetzt wird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Ozon beaufschlagte Wasser einer Elektronenstrahlung mit einer Energie von mindestens 0,5 MeV ausgesetzt wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des . Ozons im zu behandelnden Wasser beim bzw. am Eintritt in das Feld der ionisierenden Strahlung auf mindestens 0,2 ppm, vorzugsweise auf einen Wert zwischen 0,3 und 10 ppm, eingestellt wird. -
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Mindestkonzentration an Ozon im Bereich der Strahlungseinwirkung, dem Strom des zu behandelnden, gegebenenfalls schon mit Ozon (vor-)beaufschlagten, Wassers, direkt im genannten Strahlungsbereich, bevorzugt quer zur Strömungsrichtung, (zusätzlich) Ozon, bevorzugt in Form von Starkwasser, zugeführt wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Strahlungseinwirkung eine intensive Durchmischung, insbesondere Durchwirbelung, des denselben durchströmenden Wassers vorgenommen wird.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß - im Falle des Einsatzes von Elektronenstrahlung - der der eindringenden Strahlung zugekehrte Volumsanteil des deren Einwirkungsbereich durchströmenden Wassers mit hohem Durchmischungsgrad mit dessen restlichem Volumsanteil, vorzugsweise durch Herbeiführung turbulenter Strömung, gemischt wird.
11. 11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit mindestens einem Elektronenbeschleuniger und mindestens einer im Bereich von dessen Strahlungskegel angeordneten, jeweils Zu- und Abführung für fluides Medium aufweisenden und von diesem durchströmbaren Strahlungseinwirkungskammer, weiche, bevorzugt an ihrer der Strahlungseinwirkung abgewandten Seite, Öffnungen (153) für die Zufuhr eines ozonhältigen fluiden Mediums aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen am Beginn der an die vom zu behandelnden Wasser durchströmbaren, vorzugsweise gegen die Atmosphäre abgeschlossenen, Durchfiußkammer (15) anschließenden Abflußleitung (18) ein Sensor (181) zur Ermittlung des Ozongehaltes angeordnet ist, der über eine Steuerung (182) mit mindestens einem Steilorgan (121), (161) für mindestens ein Zuflußregelorgan (12), (16) mindestens einer Starkwasserzuführungsleitung (11), (111) verbunden ist.
12. 12. Verwendung einer Vorrichtung mit mindestens einem Elektronenbeschleuniger und mindestens einer im Bereich von dessen Strahlungskegel angeordneten, jeweils Zu- und Abführungen für fluides Medium aufweisenden und von diesem durchströmbaren Strahlungseinwirkungskammer, welche, bevorzugt an ihrer der Strahlungseinwirkung abgewandten Seite Öffnungen für die Zufuhr eines ozonhältigen, fluiden Mediums aufweist, mit der Maßgabe, daß die, vorzugsweise gegen die Atmosphäre abgeschlossene, Kammer (15) von mit Mikroorganismen und/oder pathogenen Keimen belastetem Wasser durchströmt wird und in dasselbe über die genannten Öffnungen (153) mit Ozon angereichertes Starkwasser und/oder Ozon eingebracht wird, wobei im wesentlichen am Beginn der an die Durchflußkammer (15) 7 AT 399 863 B anschließenden Abflußleitung (18) ein Sensor (181) zur Ermittlung des Ozongehaltes angeordnet ist, der über eine Steuerung (182) mit mindestens einem Stellorgan (121), (161) für mindestens ein Zuflußregelorgan (12), (16) mindestens einer Zuführungsleitung (11), (111) für Starkwasser zu den Öffnungen (153) verbunden ist, für die Reduktion, gegebenenfalls die vollständige Abtötung von Mikroorganismen und/oder pathogenen Keimen in mit denselben belasteten Wässern unter Anhebung von deren Qualität für den Genuß durch Mensch und Tier, insbesondere zu deren Anhebung auf Trinkwasserqualität unter Ensatz eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
13. 13. Verwendung der im Anspruch 11 genannten Vorrichtung mit der Maßgabe, daß die der Strahlungseinwirkung abgewandte Seite (155) der Strahlungseinwirkungskammer (15) einen Siebboden oder eine Fritte für die Zuführung von mit Ozon angereichertem Starkwasser und/oder Einbauten (152) zur Erzeugung turbulenter Strömung aufweist, für den im Anspruch 12 genannten Zweck.
14. 14. Verwendung von Ozon und/oder mit Ozon angereichertem Starkwasser in Kombination mit der Einwirkung eines Feldes ionisierender Strahlung zur zumindest teilweisen Reduktion des Gehaltes an bzw. der Zahl der, insbesondere pathogenen, Mikroorganismen und/oder Keimen in dieselben enthaltenden Wässern, gegebenenfalls bis zur vollständigen Abtötung der Mikroorganismen und/oder Keime in den Wässern, bevorzugt unter Anhebung von deren Qualität auf eine solche für den Genuß durch Mensch und Tier, insbesondere auf Trinkwasserqualität, mit der Maßgabe, daß gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 vorgegangen und/oder eine Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 eingesetzt bzw. verwendet wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 8