AT411461B - Verfahren zur behandlung von wasser sowie vorrichtung zu seiner durchführung - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Wasser in einer Versorgungsanlage für, insbesondere als Trinkwasser geeignetes, Warmwasser, bei dem zur Bekämpfung pathogener Keime im Warmwasser eine wirksame Menge zumindest eines bioziden Schwermetalls in gelöster Form verteilt wird. 



   Dazu ist als Uralt-Stand der Technik anzumerken, dass die Praxis, Trinkwasservorräte durch Einwerfen von Münzen zu desinfizieren, bereits einige Jahrtausende vor Christi erfolgreich ange- wendet wurde. Hier ging es naturgemäss vor allem um die Verwendung der Metalle Silber und Kupfer, als deren Folge im Trinkwasser Kupfer und Silberionen als Folge von Gleichgewichtsreak- tionen nebeneinader vorliegen. In reichen Häusern wurden sicherlich auch Goldmünzen verwen- det. Die Löslichkeit von Kupfer, Silber und Gold in Wasser nimmt bekanntlich in dieser Reihenfolge stark ab und Kupfer, Silber und Gold zählen auch heute zu den bekannten bioziden Schwermetal- len, die sowohl als Kontaktoberfläche als auch in lonenform ein hohes Potential zur Bekämpfung pathogener Keime haben. 



   So betrifft die WO 99/40791 A1 eine Zusammensetzung zur Bildung eines festhaftenden Poly- merfilms zum Überziehen von Substraten, der antimikrobielle Langzeitwirkung aufweist, die eine Kontaktwirkung ist, ohne dass antimikrobielle Wirksubstanzen aus dem Film in die Umgebung in einer Menge austreten, die die Umgebung selbst desinfizieren würde. Als Beispiele für in den Polymerfilm eingebauten bakteriziden und/oder bakteriostatischen Wirkstoffe sind die Metalle Ag, Zn, Cd, Pb, Hg, Sb, Au, AI, Cu, Pt und Pd, sowie deren Salze, Oxide, Komplexe, Legierungen und Mischungen davon genannt. Davon wird Silber (Ag) bevorzugt, als schwerlösliches Salz davon wird Silberiodid genannt. 



   Im Jahr 1976 ist in den USA eine bis dahin unbekannte Zivilisationskrankheit massiv aufgetre- ten, die man nach ihrem damals vermuteten Erreger "Legionella pneumophila" die Legionärs- krankheit nannte. Sie trat in einem Hotel während eines Veteranentreffens auf. Die Legionella ist thermophil und verseucht als Bestandteil der Mikroflora Warmwasserversorgungsanlagen und virulente Sporen werden mit dem Warmwasser abgegeben. Diese Sporen sind lungengängig und werden als Aerosol im beim Duschen entstehenden Wasserdampf eingeatmet. Die Folge ist eine schwere pathogene Lungeninfektion, die ohne spezifische Behandlung sehr häufig tödlich endet - eben die Legionärskrankheit. Heute weiss man, dass ausser Legionelle eine ganze Menge anderer Mikroorganismen als Erreger dieser Krankheit wirken, u. a. pseudomonas aeruginosa. 



   Ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Behandlung von Wasser in Warmwasserversor- gungsanlagen ist Gegenstand der US 6126820 A gemäss der eine wirksame Menge der bioziden Schwermetalle Cu und/oder Ag als Anodenmaterial elektrolytisch im Warmwasser gelöst und verteilt werden und das Warmwasser desinfiziert wird. 



   Demgegenüber wird vorgeschlagen, beim erfindungsgemässen Verfahren die gelösten bioziden Schwermetalle bei der Abgabe des Warmwassers an den Warmwasserzapfstellen wieder zu entfernen, um bei Verwendung als Trinkwasser dessen Belastung sicher zu vermeiden. Demge- mäss ist das erfindungsgemässe Verfahren vor allem dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts von Warmwasserauslässen der Versorgungsanlage zumindest ein Mengenanteil des zumindest einen gelösten Schwermetalls aus dem Warmwasser mittels elektrolytischer Reduktion, insbeson- dere durch Zementation, an einer einen Gehalt an Zink und Kupfer aufweisenden Metalloberfläche in Metallform abgeschieden und abgetrennt wird. 



   Die DE 3 738 958 A1 betrifft ein Verfahren zum Zementieren von Cu aus Abwässern an Eisen- granulaten. Das hat mit Legionellenbekämpfung nichts zu tun. 



   Die US 4 096 064 A betrifft ein Verfahren und ein System zum Entfernen von Schwermetall- ionen aus Trinkwasser, wobei das Wasser durch zwei Tandembehälter hindurchgeschickt wird, von denen der erste mit aktivierten Zinkgranalien und der zweite mit Granalien einer Magnesi- um/Manganlegierung gefüllt ist. Das Zinkbett entfernt z. B. Cn, Nickel und Blei, Selen und Quecksil- ber (durch Zementation) und das Mg/Mn Bett Cadmium, Arsen, Chrom und Silber. 



   Die DE 2 212 961 A betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von toxischen Metallionen aus Was- ser mittels körnigen Metall/Siliziumverbindungen, deren Metallanteil vorzugsweise Ti, Mg, AI, Fe, Ca, Ba - einzeln oder im Gemisch - besteht. Als toxische   Metalliionen   werden z. B. solche von Arsen, Kupfer, Cadmium, Blei und Quecksilber genannt - eine Verbindung zu einem Verfahren zur Bekämpfung von Legionellen mit Schwermetallionen besteht nicht. 



   Die US 5 510 034 A betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Flüssigkeiten, insbesondere von 

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 Trinkwasser, zum Entfernen von Aluminium, Arsen, Barium, Cadmium, Kupfer, Gold, Eisen, Blei, Quecksilber, Selen und Silber. 



   Zur Entfernung dieser Metalle ist ein Durchströmbett aus körnigem Material vorgesehen, das Kupfer und Zink enthält und vorzugsweise Messing ist (siehe z. B. Spalte 9 der Druckschrift!). 



   In Spalte 6 im vorletzten Absatz wird gesagt, dass das Messinggranulat für sich allein bakterizi- de bzw. bakteriostatische Wirkungen in Wasser hat, also scheinbar ein Kontaktgift ist. 



   Dies ermöglicht auch eine gefahrlose Verwendung oder Mitverwendung biozider Schwermetal- le, die eine solche Belastung des Trinkwassers bereits in kleinen Mengen darstellen können. 



   Erfindungsgemäss wird das oder die gelösten bioziden Schwermetalle an einer Metalloberfläche zur Metallform reduziert, insbesondere zementiert, die einen Gehalt von Zink und Kupfer aufweist. 



  Das Einbringen des bioziden Schwermetalls kann wie gemäss der US 6126820 A elektrolytisch durch anodisches Auflösen von Metallelektroden oder durch einfaches Zudosieren von Metalllö- sung erfolgen. Wie gemäss dem Stand der Technik wird Silber bevorzugt - es kann aber auch u.a. 



  Gold herangezogen werden, wobei insbesondere   Gold-I-ionen,   die stabilisierbar sind, hochaktiv sind. 



   Demgemäss ist das erfindungsgemässe Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts von Warmwasserauslässen der Versorgungsanlage zumindest ein Mengenanteil des zumindest einen gelösten Schwermetalls aus dem Warmwasser in Metallform abgeschieden und abgetrennt wird. 



   Ein weiteres Kennzeichen des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gegeben, dass die Metallabscheidung mittels elektrolytischer Reduktion an einer Metalloberfläche, insbesondere durch Zementation, durchgeführt wird. 



   Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, mit einer Versorgungsanlage für Warmwasser, in der eine Dosiervorrichtung zum Einbringen und Verteilen einer wirksamen Menge zumindest eines bioziden Schwermetalls in gelöster Form im Warmwasser vorgesehen ist und die mit Auslässen zur Abgabe von Warmwasser versehen ist, ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Absperrvorrichtungen der Warmwasser- auslässe jeweils eine Abscheidevorrichtung zur Abscheidung und Abtrennung von bis dahin gelös- tem bioziden Schwermetall in Metallform aus dem Warmwasser vorgesehen ist. 



   Weitere erfindungsgemässe Kennzeichen der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsge- mässen Verfahrens, die allein oder in Kombination verwirklicht sein können, sind die folgenden: 
An der Abscheidevorrichtung ist eine Metalloberfläche zur elektrolytischen Reduktion, insbe- sondere Zementation, vorgesehen. 



   Die   Metalloberfläche   ist an einer einen Gehalt an Zink und Kupfer aufweisenden Legierung ausgebildet. 



   Die Metalloberfläche ist an einem vom abgegebenen Warmwasser durchflossenen Messing- netz ausgebildet. 



   Die Metalloberfläche ist an einem Stapel in Strömungsrichtung hintereinander angeordneter, vorzugsweise bezüglich der Durchströmöffnungen ausgerichteter, Messingnetze ausgebildet. 



   Die Netze im Stapel weisen jeweils eine Maschenweite von kleiner als etwa 500   um,   insbeson- dere im Bereich von 300 um auf. 



   Die Netze im Stapel sind im Abstand voneinander angeordnet. 



   Der Stapel ist als auswechselbarer Block vorgesehen. 



   Die Metalloberfläche weist Oberflächenrauhigkeit auf. 



   Die Metalloberfläche ist durch anodisches Anlösen in einem Elektrolytbad aufgerauht. 



   Die Metalloberfläche ist durch abwechselndes Polen als Anode und Kathode aufgerauht. 



   In der Folge wird eine bevorzugte Möglichkeit beschrieben, in Abgabestutzen an Zapfstellen zur Abgabe von Warmwasser aus einem System, in dem das Warmwasser mittels biozider Schwermetalle desinfiziert wird, ein Abscheidesystem für geeiste Schwermetalle durch Zementati- on an einer Metallobeflache bereitzustellen. Hiezu wird auf dem Stand der Technik zurückgegriffen, der vorsieht, in Wasserauslässen aus strömungstechnischen Gründen (zur Luftbeimischung) Metallsiebe anzuordnen. 



   Generell ist dazu erfindungsgemäss vorgesehen, in den Auslaufstutzen eine zylindrische Kam- mer zur Aufnahme eines Siebpakets vorzusehen, das aus untereinander gleichen Einzelelementen gebildet ist, die mittels einer Aufschraubmutter gehalten werden. 

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   Ein Einzelelement besteht dabei aus zwei Messingdrahtnetzronden, zwischen denen ein Dis- tanzring aus Thermoplast warm eingepresst ist, sodass eine randständige Verbindung zwischen dem Ronden und dem Thermoplastring besteht. Dies lässt sich sehr einfach und masshaltig machen. Die Ronden können eben oder in der Mitte tiefgezogen sein und pro Ring können zwei gleiche oder zwei verschiedene Ronden verpresst werden. Bei zwei bombierten Ronden kann somit ein zwei- schichtiger Napf oder ein linsenförmiger Verbundkörper entstehen, diese Einzelelemente werden in die zylindrische Kammer eingesetzt, mittels der Überwurfmutter gehalten und vom abfliessenden Warmwasser unter Metallabscheidung durch Zementation durchströmt. Sobald sich die Drahtnetze aufzulösen beginnen, wird die Kammer durch Klopfen entleert und neu beschickt.

   Die verbrauchten Einzelelemente werden vorzugsweise thermisch entsorgt - eine Rückgewinnung von Wertstoffen wird in aller Regel nicht wirtschaftlich sein. 



   Es darf darauf hingewiesen werden, dass die Auswahl einer Messingoberfläche zur Zementati- on im Hinblick auf die Eignung des Warmwassers zum Trinken getroffen wurde - ein Zementati- onsmetall, das kein Trinkwasser liefert, aber elektrochemisch hervorragend geeignet ist, ist Alumi- nium. 



   Obenstehend wurde eine Messingdrahtnetzoberfläche als Zementationsfläche für die zur Be- kämpfung pathogener Keime dem Warmwasser vorher zugesetzten Schwermetalle beschrieben. 



  Gegebenenfalls könnte die Abscheidung auch von ausserhalb elektrochemisch unterstützt werden - also durch Fremdstrom (und nicht an Messing) erfolgen. Weiterhin sind andere Lösungen als durchströmte Drahtnetzstapel denkbar, wobei die Grundvoraussetzung jedenfalls eine grosse lonenladungsoberfläche ist. Alle in der Strömungstechnik herkömmlichen Bauteile zur Paketanord- nung von Metallflächen können Verwendung finden, z. B. Einschubkörbe oder andere Abstandhal- ter, zusätzlich zu den oder anstelle der beschriebenen im wesentlichen scheibenförmigen Metall- netzkunststoffverbundeinheiten. 



   PATENTANSPRÜCHE: 
1. Verfahren zum Behandeln von Wasser in einer Versorgungsanlage für, insbesondere als 
Trinkwasser geeignetes, Warmwasser, bei dem zur Bekämpfung pathogener Keime im 
Warmwasser eine wirksame Menge zumindest eines bioziden Schwermetalls in gelöster 
Form verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts von Warmwasserauslässen der Versorgungsanlage zumindest ein Mengenanteil des zumindest einen gelösten 
Schwermetalls aus dem Warmwasser mittels elektrolytischer Reduktion, insbesondere durch Zementation, an einer einen Gehalt an Zink und Kupfer aufweisenden   Metalloberflä-   che in Metallform abgeschieden und abgetrennt wird.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Versorgungsan- lage für Warmwasser, in der eine Dosiervorrichtung zum Einbringen und Verteilen einer wirksamen Menge zumindest eines bioziden Schwermetalls in gelöster Form im Warm- wasser vorgesehen ist und die mit Auslässen zur Abgabe von Warmwasser versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Absperrvorrichtungen der Warmwasser- auslässe jeweils eine Abscheidevorrichtung zur Abscheidung und Abtrennung von bis da- hin gelöstem bioziden Schwermetall in Metallform aus dem Warmwasser vorgesehen ist, die eine einen Gehalt aus Zn und Cu aufweisende Oberfläche aufweist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloberfläche an einem vom abgegebenen Warmwasser durchflossenen Messingnetz ausgebildet ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloberfläche an einem Stapel in Strömungsrichtung hintereinander angeordneter, vorzugsweise bezüglich der Durchströmöffnungen ausgerichteter, Messingnetze ausgebildet ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Netze im Stapel jeweils eine Maschenweite von kleiner als etwa 500 um, insbesondere im Bereich von 300 um aufweisen.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Netze im Stapel im Abstand voneinander angeordnet sind.

   7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stapel <Desc/Clms Page number 4> als auswechselbarer Block vorgesehen ist.

   8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall- oberfläche Oberflächenrauhigkeit aufweist.

   9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metall- oberfläche durch anodisches Anlösen in einem Elektrolytbad aufgerauht ist.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloberfläche durch abwechselndes Polen als Anode und Kathode aufgerauht ist.

   KEINE ZEICHNUNG