DE102005032137A1

DE102005032137A1 - Flüssigkeitsaufbewahrungsanlage

Info

Publication number: DE102005032137A1
Application number: DE102005032137A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Blomeier; Karl-Heinz Wilhelmy; Detlef Luelsdorf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-07-07
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2007-01-18

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) mit mindestens einem Druckbehälter (36, 38, 40). Diese weist auf: DOLLAR A - mindestens einen Zulauf (44) für Rohwasser, DOLLAR A - mindestens ein Filterelement (10) zur Filtration des Rohwassers in Reinwasser, DOLLAR A - mindestens einen Auslass für das Reinwasser, und DOLLAR A - mindestens einen Anschluss für eine Druckleitung (54), über innerhalb des Druckbehälters ein Überdruck erzeugbar ist, der ausreicht, dass Rohwasser durch das Filterelement (10) zu drücken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsaufbereitungsanlage zur Reinigung einer Schmutzflüssigkeit mit Hilfe eines Filterelementes.
Die Erfindung bezieht sich auf Flüssigkeiten aller Art, sie wird aber im Folgenden anhand der Aufbereitung von Wasser erläutert, da dieser Bereich ein wesentliches Einsatzgebiet ist.

Die Aufbereitung von Wasser ist zum einen für Brauchwasser und Wasser, das in Teichen oder Aquarien eingesetzt wird sowie insbesondere für die Bereitstellung von Trinkwasser notwendig. Ein wesentliches Einsatzgebiet der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist aber die Aufbereitung von Oberflächenwasser zur Bereitstellung von Trinkwasser, weswegen die nachfolgende Beschreibung auf diesem Einsatzgebiet aufbaut.

Eine moderne Wasseraufbereitung soll Trinkwasser liefern, das qualitativ einem natürlichen Trinkwasser entspricht. In einer Trinkwasseraufbereitungsanlage wird Rohwasser bzw. Schmutzwasser prozeßmässig mit physikalischen, biologischen und chemischen Wirkmechanismen so behandelt, dass am Ende der Aufbereitung Trinkwasser entsprechend den geforderten Vorgaben zur Verfügung steht. Eine naturnahe Trinkwasseraufbereitung sollte sich an den Prozessen orientieren, die auch in der Natur zur Reinigung des Wassers ablaufen. Sehr verbreitet ist die deswegen auch die Filtration mittels Filterelementen. Je nach Ausführung des Filterelementes kann eine grobe, feine oder feinste Filtration erreicht werden.

Neben der Filtration von Feststoffen ist auch die Keimfreiheit in Regionen mit Wasserknappheit, wie beispielsweise im Mittelmeerraum oder in Afrika, ein erhebliches Problem, so dass eine dort übliche Nachbehandlung des jeweils an der Zapfstelle zur Verfügung stehenden Trinkwassers mit Hilfe eines Aktivkohlefilters nur dann ausreichend ist, wenn das gefilterte Wasser anschließend abgekocht wird. Aktivkohle hat auch den Nachteil, das Bakterien darin gute Wachstumsbedingungen vorfinden, so dass eine starke Vermehrung der im Filter zurückhaltenden ggf. gesundheitsschädlichen Bakterien zu befürchten ist, was den Einsatz dieses Filtermaterials für die Trinkwasseraufbereitung einschränkt bzw. verhindert.

Eine Alternative ist der Einsatz so genannter Umkehrosmoseverfahren. Umkehrosmose ist ein Filtrationsverfahren, welches ermöglicht, Stoffe im Molekularbereich auszufiltern. Wie bei der normalen Filtration wird z.B. verunreinigtes Wasser gegen ein Filterelement oder -material gepresst. Die Verunreinigungen bleiben vor dem Filter zurück und die Wassermoleküle dringen durch das Filterelement hindurch. Als Filtermedium dient eine durchlässige oder semipermeable Membran mit einer Porengröße von weniger als einem zehntausendstel Mikrometer. Da Bakterien zwischen etwa einem und vier Mikrometer und Viren zwischen 0,02 und 0,4 Mikrometer groß sind, werden auch diese zurückgehalten. Das gilt auch für die allermeisten anderen Fremdstoffe im Wasser. Die Membran funktioniert also wie ein feines Sieb. Sie entfernt aus dem Wasser alle Schwebstoffe wie z.B. Asbest, Rost, Algen und so gut wie alle Bakterien, Viren, Schwermetallkomplexe, Pestizide, Her bizide und alle organischen Moleküle mit einem Molekulargewicht über 300. Daher ist Wasser, welches durch eine Umkehrosmose gelaufen ist, zu etwa 90 % von allen Stoffen befreit, die sich vorher noch im Wasser befanden.

Ein Problem bekannter Flüssigkeitsaufbereitungsanlage ist, dass diese oftmals einen sehr hohen Energiebedarf aufweisen. Dies gilt insbesondere für Flüssigkeitsaufbereitungsanlage die sich das Prinzip der Umkehrosmose zunutze machen, da der sich durch Osmose entwickelnde Gegendruck stets überwunden werden muss. Üblicherweise wird das Roh- oder Schmutzwasser durch eine Pumpe derart unter Druck gesetzt, dass es die Membran passieren kann. Es sind etwa 6 bis 7 kW für eine Filtration von ungefähr 1000 l Wasser notwendig. Hierfür werden 2 l Diesel pro Stunde benötigt.

Der Energiebedarf ist aber gerade im Bereich von Krisengebieten, Flüchtlingslagern oder auch nach Naturkatastrophen oftmals schwierig. Es ist zwar kurzfristig möglich, durch Filtration aus nahezu jedem Rohwasser Trinkwasser zu gewinnen, jedoch ist dadurch eine langfristige Versorgung mit Trinkwasser nicht gewährleistet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Flüssigkeitsaufbereitungsanlage zu schaffen, die mit geringem Energieaufwand betreibbar ist. Sie soll einfach aufgebaut sein und trotzdem einen maximalen Reinheitsgrad gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Flüssigkeitsaufbereitungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach wird eine erhebliche Energieeinsparung dadurch erreicht, dass das Roh- bzw. Schmutzwasser zunächst in einen Druckbehälter geleitet wird. An diesen Druckbehälter schließt sich eine Druckleitung an, über die Druckluft ebenfalls in den Druckbehälter geleitet wird. Somit wird im Inne ren des Behälters ein Überdruck erzeugt, der das Rohwasser durch das innerhalb des Druckbehälters angeordnete Filterelement drückt. Im Gegensatz zu bekannten Filteranlagen wird also nicht das Rohwasser selbst gepumpt, sondern es wird über das Medium Luft durch das Filterelement getrieben. Demnach reicht ein Luft- oder Gasverdichter aus, der wesentlich weniger Energie benötigt, als eine herkömmliche Flüssigkeitspumpe. Bei einer Druckerzeugung von 20 bar reichen etwa 300 W/m³ aus, bei einer Druckerzeugung von 50 bar sind nur 600 W/m³ notwendig. Im Gegensatz aber zur Verwendung von Flüssigkeitspumpen also eine erhebliche Energieeinsparung möglich. Es hat sich zum Beispiel gezeigt, dass bei der Nutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Umkehrosmose eine um den Faktor 10 günstigere Energiebilanz erreichbar ist.

In einer vorteilhaften Ausführungsvariante wird das Rohwasser von oben in den Druckkessel hineingeleitet und dann durch das vorzugsweise am Boden des Druckbehälters angeordnete Filterelement wieder abgeleitet. Auch die Druckleitung ist im oberen Bereich des Druckbehälters angeschlossen.

Vorzugsweise ist der Druckbehälter als teilbarer Druckbehälter ausgeführt, d.h. dass er beispielsweise über eine Flanschverbindung in seinem mittleren Bereich in zwei Teile getrennt werden kann. Dies ermöglicht zum einen die Wartung, zum anderen auch die Reinigung des Filterelementes.

Je nach Ausführung des Filterelementes ist eine grobe und eine feine Filtration (Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration) und auch eine Umkehrosmose durchführbar.

Vorteilhafterweise bietet sich eine Reihenschaltung mehrerer Druckbehälter an, die jeweils andere Filterelemente aufweisen. In einem ersten Behälter kann beispielsweise eine Vorfiltration erfolgen, dass aus diesem ersten Druckbehälter heraustretende Wasser wird über eine Zuleitung einem oder zwei nachgeschalteten Druckbehältern zugeleitet.

In jedem der Druckbehälter kann ein Filterelement oder es können auch mehrere Filterelemente vorgesehen sein. Dies ist vom jeweiligen Anwendungsfall und von den Größenverhältnissen der Flüssigkeitsaufbereitungsanlage abhängig.

Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsvariante wird also das Rohwasser zunächst groß vorgefiltert und dann in einen oder zwei weitere Druckbehälter geleitet. Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn einem Vorfilter-Druckbehälter zwei Haupt-Druckbehälter nachgeschaltet sind. Dies hat den Vorteil, dass das vorgereinigte Rohwasser auf zwei Druckbehälter verteilt werden kann, da ein zwischenzeitliches Reinigen und Ablassen von nicht gefiltertem Wasser notwendig ist. Dies bedeutet, dass die Druckbehälter jeweils nahezu vollständig mit Rohwasser befüllt jedoch anschließend nur bis zur Hälfte leer gefahren werden. Dies ist notwendig, da durch das Zurückhalten von Schmutzpartikeln die Verschmutzung des im Druckbehälters verbleibenden Rohwassers stetig zunimmt. Insofern ist es notwendig, den Druckbehälter stets mit neuem Wasser zu befüllen, also dass über die Maßen verschmutzte Wasser zwischenzeitlich abzulassen. Infofern ist es sinnvoll, wenn ein Vorfilter zwei Hauptfilter mit vor gereinigtem Rohwasser versorgt und die letzteren jeweils im Wechsel befüllt werden. Es kann dann ein Haupt-Druckbehälter gereinigt bzw. geleert werden, während der andere Haupt-Druckbehälter weiterhin gefiltertes Wasser liefert. Die Größenverhältnisse der unterschiedlichen Druckbehälter sollten so gewählt sein, dass stets ein Haupt-Druckbehälter gefiltertes Wasser liefert.

Die Beaufschlagung der einzelnen Druckbehälter mit Druckluft und mit Rohwasser wird über in den verschiedenen Leitungen angeordnete Regelventile gesteuert.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn innerhalb der Haupt-Druckbehälter Verwirbelungsvorrichtungen vorgesehen sind, die dass in den Behältern befindliche Wasser in Bewegung versetzen, wodurch günstigere Strömungsverhältnisse an den Filterelementen geschaffen werden.

An die Haupt-Druckbehälter schließt sich eine Reinwasserleitung an, über die das Reinwasser abgeleitet wird. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist ein Reinwasserbehälter vorgesehen, der über die Reinwasserleitung befüllt wird. Das in diesem Reinwasserbehälter befindliche Wasser dient der Rückspülung des Filterelementes oder der Filterelemente in den ersten Druckbehältern. Von dem Reinwasserbehälter führt zu diesem Zweck eine Leitung zum Ablauf des ersten Druckbehälters und eine weitere Leitung vom Luftverdichter zum Reinwasserbehälter. Werden nun die Regelventile entsprechend geschlossen, kann der Reinwasserbehälter mit Druck beaufschlagt werden und drückt reines Wasser durch den Ablauf des ersten Druckbehälters in das über die darin befindlichen Filterelemente und reinigt diese.

Die Haupt-Druckbehälter sind vorteilhafterweise derart ausgeführt, dass mit diesen eine Filtration nach dem Prinzip der Umkehrosmose durchgeführt werden kann, die Filterelemente und auch die Leistung des Luftverdichters müssen hierfür entsprechend ausgelegt sein.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante kann im Bodenbereich des Druckbehälters eine Öffnung bzw. ein Ablauf vorgesehen sein, der durch eine Membran abgedeckt ist, so dass das Rohwasser diese passieren muss und gefiltert wird. Die Membran kann derart ausgeführt sein, dass sie eine Umkehrosmose ermöglicht.

Als Filterelement eignet sich insbesondere ein Filterelement, mit einem Rohr, das verbunden ist mit einem hohlen Filterkörper, der gebildet ist aus

– einem innen angeordneten, einen Hohlraum ausbildenden und mit dem Rohr verbundenem Tragegerüst,
– einer Grundschicht aus relativ grobkörnigem Material, dass das Tagegerüst umgibt und mit diesem verbunden ist,
– einer Außenschicht aus relativ feinkörnigem Material, dass die Grundschicht umgibt und mit dieser verbunden ist,

sodass die Flüssigkeit von außen in den Filterkörper und dann durch das Rohr abfließen kann.

Das Filterelement stellt eine Abkehr von bekannten Filterelementen dar, da die Filterschichten genau andersherum als üblich angeordnet sind. Die Flüssigkeit passiert zunächst die feinkörnige Außenschicht und passiert erst dann die grobkörnige Grundschicht, um schließlich durch den Tragekörper in das Innere des Rohres zu gelangen und aus diesem abgeleitet zu werden. Vorteilhafterweise weist die Außenschicht eine Körnung von unter 1 mm, insbesondere von 0,1 mm bis 0,2 mm auf. Die DE 103 52 937 , ebenfalls von den Erfindern, beschreibt ein solches Filterelement, die Offenbarung der bereits veröffentlichten DE 103 52 937 soll deswegen vollumfänglich in diese Anmeldung einbezogen sein.

Eine der Außenschicht ähnliche Körnung wird beispielsweise für die Beschichtung von Bodenplatten verwendet und es hat sich dabei gezeigt, dass eine solche Schicht durch Feinstpartikel und Abrieb von beispielsweise LKW-Reifen nicht zugesetzt wird. In Langzeitversuchen hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemäße Filterelement auch bei einem Langzeiteinsatz über viele Jahre durchlässig bleibt.

Split ist für die Grundschicht deshalb besonders geeignet, weil durch die scharfen Kanten und unregelmäßigen Formen eine optimale Permeabilität erreicht wird und die Flüssigkeit schnell und effektiv in das Innere des Filterkörpers abgeleitet werden kann.

In einer ersten Ausführungsvariante weist ein Filterelement eine Länge von etwa 285 mm bis 760 mm auf, wobei die Länge des Filterkörpers etwa 165 mm bis 320 mm und die Länge der überstehenden Rohre entsprechend bis zu etwa 595 mm beträgt. Die angegebenen Längen sind auf eine sich in Längsrichtung des Rohres und des Filterkörpers erstreckende Längsachse bezogen. Die Schichtdicke der Außenschicht und die Schichtdicke der Grundschicht können je nach Anforderung variieren, es hat sich aber gezeigt, dass ein Verhältnis von 1 zu 3 bis 1 zu 4 der Außenschicht zur Grundschicht günstig ist. Beispielsweise kann die Schichtdicke der Außenschicht 5 mm und die Schichtdicke der Grundschicht 15 mm bis 20 mm betragen.

Das Rohr kann einen Innendurchmesser vom 62 mm und einen Außendurchmesser von 65 mm aufweisen und z.B. aus Kunststoff oder Metall gebildet sein. An das Rohr schließt sich das Tragegerüst an, das sich in den Filterkörper hinein erstreckt. Dieses kann vorzugsweise durch einzelne Metall- oder Kunststoffstäbe gebildet sein, die aus einem Netz mit Metall oder Kunststoff umwickelt sind.

Die angegebenen Größenordnungen sind je nach individueller Anforderung frei wählbar, die angegebenen Abmessungen sind lediglich beispielhaft zu verstehen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung eines solchen Filterelementes in wenigen, einfach durchzuführenden Schritten. In einem ersten Schritt wird das Rohr endseitig mit dem Tragegerüst verbunden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das Ende des Rohres mit Metall- oder Kunststoffstäben verbunden wird, beispielsweise durch Schweißen oder Kleben. Die dann freien Enden der Stäbe können bedarfsweise miteinander verbunden werden. Anschließend werden die Stäbe mit einem Netz oder Gitter überzogen. Hier bietet sich beispielsweise ein Nylonnetz an, das nach Art ei nes Strumpfes über die Stäbe gezogen wird. Möglich ist aber auch ein Metallnetz, das geklebt, geschweißt oder gelötet wird.

Parallel dazu wird in einer Form, beispielsweise einer Becherform die Außenschicht ausgebildet. Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn als Bindemittel für die Körner ein Epoxydharz verwendet wird. Dabei reichen 0,8 l bis 1 l Epoxydharz für das Verkleben von 25 kg Feinschicht aus. Für die Verbindung des Grobkornes bzw. des Splitmaterials reicht eine Menge Epoxydharz von etwa 0,4 bis 0,6 l aus. Epoxydharz hat den Vorteil, dass dieser während des Einsatzes des Filterelementes keiner Giftstoffe absondert. Vorzugsweise wird Epoxydharz mit einer Lebensmittelzulassung verwendet. Sobald die Außenschicht angehärtet ist, wird in die Form, in der sich schon die Außenschicht befindet, Splitmaterial hineingegeben, bis der Boden vollständig bedeckt ist. Anschließend wird das Tragegerüst auf den bedeckten Boden gestellt und der Zwischenraum zwischen dem Tragegerüst und der Außenschicht mit grobkörnigem Material, vorzugsweise Split, das ebenfalls mit Epoxydharz versetzt ist, gefüllt. Das Netz oder Gitter verhindert dabei, dass Material in den Hohlraum eindringen kann, weiterhin ermöglicht es, dass die Grundschicht verdichtet werden kann. Nach dem Aushärten kann dann die Außenschicht von der Form getrennt werden und das Filterelement ist einsatzbereit. Vorzugsweise kann der Filterkörper eine leicht konische Form aufweisen, damit er leichter aus der Form heraus gelöst werden kann. Es hat sich weiterhin gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die dem Rohr zugewandte ringförmige Rückseite des Filterkörpers mit Hilfe von Epoxydharz und Feinkorn abgedichtet wird. Dies hat den Vorteil, dass von vorne einströmendes Wasser nicht auf der Rückseite wieder hinaus gelangen kann und weiterhin wird die Fertigung des Filterelementes dadurch erleichtert.

Anhand der erläuterten Ausführungsvariante lässt sich leicht erläutern, warum sich die nutzbare Filterfläche so deutlich vergrößert. Eine kreisförmige Öffnung mit einem Durchmesser von 65 mm weist eine Fläche von etwa 30 cm² auf. Wird in diese Öffnung ein erfindungsgemäßes Filterelement eingesteckt, kann die Außenfläche des Filterkörpers als Filterfläche genutzt werden. Dies bedeutet bei einem Außendurchmesser des Filterkörpers von durchschnittlich etwa 120 mm und einer Länge von 160 mm, dass die nutzbare Fläche etwa 715 cm² beträgt. Daraus ergibt sich ein Verhältnis von etwa 1 zu 24 zwischen der Öffnung und dem Filterelement.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Filterelementes ist innerhalb des Rohres ein sich entlang der Längsachse erstreckender Strömungskörper angeordnet. Dieser ist durch einen Materialstreifen gebildet, der um seine Längsachse helixartig tordiert ist. Dieser Strömungskörper erstreckt sich vorteilhafterweise durch das gesamte Tragegerüst und das gesamte Rohr hindurch und ist im Querschnitt in etwa mittig angeordnet. Der Strömungskörper bewirkt, dass das turbulent herein strömende Wasser von diesem aufgrund der Helixform in eine andere Strömungsrichtung umgeleitet und gleichgerichtet wird. Dies wiederum führt dazu, dass das in den Hohlraum eindringende Wasser schneller kontrolliert und abgeleitet werden kann.

Ein wesentlicher Vorteil des Filterelementes besteht darin, dass es rückspülbar ist. Die Reinigung des Filterelementes und das Lösen von Porenverstopfungen sind somit durch Spülen von Innen nach außen leicht möglich.

Auch ist es möglich, das Filterelement mit nur einer Schicht aufzubauen, also sozusagen auf die Grobschicht zu verzichten.

Je nach Ausführung kann ein Filterelement ausreichen, es können aber innerhalb des Druckbehälters mehrere Filterelemente angeordnet sein. Hierzu kann erfindungsgemäß eine rahmenartige Tragekonstruktion gebildet sein, die durch eine Abdeckung abgedeckt sein kann. In der Tragekonstruktion bzw. in der Abdeckung befinden sich Öffnungen, in die die Rohre der Filter elemente eingesteckt werden können. Somit können eine Vielzahl Filterelemente in eine solche Tragekonstruktion nebeneinander eingesteckt werden. Je nach Gegebenheiten reicht eine klemmende Befestigung in der Tragekonstruktion aus, es kann aber auch vorteilhaft sein, die Rohre beispielsweise mit einem Gewinde auszustatten, dass dann in die Öffnung eingeschraubt wird. Auch können diese mit Hilfe einer Schraube oder einem Splint an der Rückseite der Abdeckung befestigt werden. Um die nutzbare Filterfläche weiter zu erhöhen, ist vorgesehen, eine Schicht aus Filterelementen mit relativ kurzen Rohren und eine weitere Schicht aus Filterelementen mit relativ langen Rohren zu bilden, die in Wechsel angeordnet sind. Beispielsweise können die Filterelemente mit kurzen Rohren matrixmäßig, also nach Art eines Schachbrettmusters nebeneinander angeordnet sein. Daraus ergibt sich, dass in der Mitte von vier Filterelementen ein relativ großer Freiraum entsteht. Der Abstand der vier Filterelemente zueinander wird so bemessen, dass sich ein Rohr eines Filterelementes mit langem Rohr zwischen den vier Filterkörpern hindurch bis in eine Öffnung der Tragekonstruktion erstrecken kann.

Messungen haben ergeben, dass durch eine solche Anordnung bis zu 250 l pro Sekunde pro Quadratmeter geleitet und gefiltert werden können. Die Messungen wurden mit einer Filterwand mit 98 Filterelementen an einer etwa ein Meter breiten und 5 cm hohen Strömungsstufe durchgeführt. Die Durchflussrate ist unter anderem deshalb so hoch, weil sich hinter den Filterelementen nach einer gewissen Zeit ein Sog einstellt.

Je nach Ausführung der Korngröße und des freien Porenraumes der Feinschicht ist es möglich, das Filterelement für eine Filtration nach dem Prinzip der Umkehrosmose einzusetzen.

Alternativ kann die Korngröße und der Korngröße und des freie Porenraum auch derart eingestellt sein, dass lediglich ein Zurückhalten von gröberen Partikeln erfolgt, die für eine Umkehrosmose notwendige Filtration über eine zusätzliche Folie bzw. Membran erfolgt. Diese kann beispielsweise das Filterelement umgeben oder ummanteln, sie kann aber auch in das Filterelement integriert sein. Die erste Lösung hat den Vorteil, dass die Folie separat gereinigt oder ausgetauscht werden kann, die zweite Lösung hat dagegen den Vorteil, dass die Folie, dann, wenn sie innerhalb des Filterelementes angeordnet ist, gegen mechanische Beschädigungen geschützt ist. Möglich ist aber auch eine Ummantelung des Filterelementes mit der Folie, wobei diese dann selbst wiederum von einem widerstandsfähigem Netz oder Gitter umgeben ist, dass eine mechanische Beschädigung der Folie verhindert. Beispielsweise bietet sich ein Netz oder Gitter aus Stahl an.

Vorteilhafterweise sind die Filterelemente so angeordnet, dass die Hauptfließrichtung sich quer zur Membrane befindet. Der Abfluss an Konzentrat bewirkt bei diesem Aufbau, dass sich vor dem Filterelement nur ein sehr geringer Filterkuchen aufbauen kann. Dieser lässt sich durch eine kurzzeitige Erhöhung der Konzentrat-Fließgeschwindigkeit von Zeit zu Zeit wieder entfernen (Spülung).

Die Schicht, die eine Osmoseumkehr ermöglichen soll, kann durch jedes geeignete Material gebildet sein. Es bietet sich zum Beispiel auch ein Vlies (woven oder nonwoven) an.

Schließlich eignet sich die erfindungsgemäße Flüssigkeitsaufbereitungsanlage auch für eine reine Grobstofffiltration, bei der der Bakterien und Viren nicht zurückgehalten werden. Diese können dann durch weitere sich anschließende Aufbereitungsschritte abgetötet werden. Zum Beispiel ist erfindungsgemäß eine Nachschaltung eine UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung sinnvoll.

Insbesondere eignet sich eine UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung mit

– einer Lichtquelle, die ultraviolettes Licht aussendet,
– einer kaskadenförmigen Wasserführung, die derart angeordnet ist, dass über die Wasserführung geleitetes Wasser mit von der Lichtquelle ausgesendetem Licht bestrahlt wird,

wobei die Dosierung und Wellenlänge der UV-Strahlung und die Anordnung der Lichtquelle zur Wasserführung derart ausgewählt sind, dass Mikroorganismen im Wasser abgetötet werden.

Die erfindungsgemäße UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung weist vorteilhafterweise eine kaskadenförmige Wasserführung auf. Dies bedeutet, dass das zu reinigende Wasser nicht wie im Stand der Technik mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit an der Lichtquelle vorbeigeführt wird, sondern dass es aufgrund der kaskadenförmigen Wasserführung in jeder Stufe gebremst und verwirbelt wird. Somit ist die Dauer, die das Wasser mit UV-Licht bestrahlt wird, entsprechend länger.

Vorteilhafterweise ist die Lichtquelle röhrenförmig ausgeführt und ist aufrecht, also vertikal stehend angeordnet. Um diese röhrenförmige Lichtquelle, die in alle Richtungen radial UV-Licht aussendet, ist die kaskadenförmige Wasserführung hüllenförmig angeordnet. Das heißt, dass die kaskadenförmige Wasserführung vorteilhafterweise an der Innenwand eines ebenfalls röhrenförmigen Gehäuses angeordnet ist, das sich um die Lichtquelle herum erstreckt.

Zu reinigendes Wasser wird von oben möglichst über den gesamten Umfang in das Gehäuse eingeleitet. Die kaskadenförmige Wasserführung weist untereinander angeordnete Kaskadenstufen auf, die ausgehend von einem oberen Ende des Gehäuses einen jeweils geringeren Abstand zur Lichtquelle aufweisen. Das zugeführte Wasser fließt also zunächst über den gesamten Umfang die erste Kaskadenstufe auf die dann folgende zweite Kaskadenstufe, dann auf die nächste Kaskadenstufe und nähert sich dabei stetig der Lichtquelle.

Die kaskadenförmige Wasserführung hat zum einen den Vorteil, dass die Fließgeschwindigkeit des Wassers verringert wird, zum anderen wird aber vorteilhafterweise auch der zu bestrahlende Wasserfilm verdünnt. Dies ergibt sich daraus, dass zum einen das zugeführte Wasser über den gesamten Umfang verteilt wird und zum anderen aufgrund der Abrisskanten der einzelnen Kaskadenstufen ein dünner Film erzeugt wird.

Vorteilhafterweise weist jede Kaskadestufe ein Becken auf, in das das Wasser von der oberen Stufe hineinfließt und sich dort sammelt. Erst wenn das Becken vollständig gefüllt ist, fließt das Wasser über eine der Lichtquelle zugewandte Frontwand hinüber und weiter nach unten in das Becken der darunterliegenden nächsten Kaskadenstufe. Die Becken führen dazu, dass der Fluss des Wassers deutlich verlangsamt wird und somit das Wasser dem ultravioletten Licht länger ausgesetzt ist.

Vorteilhafterweise können die einzelnen Kaskadenstufen schräg abfallend in Richtung der Lichtquelle ausgeführt sein, so dass gewährleistet ist, dass das Wasser aus dem Becken stets über die Frontwand weiter hinab läuft. Dies kann dann wichtig sein, wenn das Gehäuse, in dem sich die Wasserführung befindet, auf unebenem Untergrund aufgestellt wird. Würden die Kaskadenstufen waagerecht verlaufen, wäre es notwendig, die gesamte Anlage in der Horizontalen sehr genau auszurichten. Bei schräg verlaufenden Kaskadenstufen kann eine gewisse Fehlstellung aus der Horizontalen heraus in Kauf genommen werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante ist das Becken, das durch eine Rückwand, einen Beckenboden und die genannte Frontwand gebildet ist, mit einer reflektierenden Beschichtung versehen. Dies führt dazu, dass das ausgesandte Licht reflektiert wird und somit von den jeweiligen re flektierenden Schichten zurück in das Wassers hineingeworfen wird. Auf diese Weise wird eine deutlich erhöhte Strahlungsintensität erreicht, was wiederum zu einer höheren Entkeimung führt.

Um zu verhindern, dass sich in Becken stehendes Wasser sammelt, kann der Boden eines Beckens eine kleine Öffnung, also ein Loch aufweisen, durch das ein geringer Anteil des im Becken befindlichen Wassers direkt in die darunter liegende Kaskadenstufe abgeleitet wird. Diese Öffnung befindet sich vorteilhafterweise an der tiefsten Stelle des Beckens, also dann, wenn das Becken in Richtung der Lichtquelle schräg abfallend ausgerichtet ist, im Bereich der Frontwand. Es hat sich gezeigt, dass es ausreicht, wenn durch die Öffnung etwa 1% des zufließenden Wassers abfließen kann. Auch hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Öffnungen von untereinander angeordneten Kaskadenstufen nicht unmittelbar untereinander, sondern auf dem Umfang verteilt angeordnet sind. Dies führt dazu, dass das Wasser auch auf einer Kaskadenstufe stets in Bewegung bleibt.

Es hat sich gezeigt, dass eine UV-Lampe besonders geeignet ist, die Licht in Wellenlängenbereich von 240–280 nm, vorzugsweise mit einer Hauptquelle von 265 nm aussendet. Die Erfindung ist aber nicht auf diesen Wellenlängenbereich festgelegt, vielmehr bezieht sie sich auf alle geeigneten Wellenlängen.

Zusätzlich kann auch zwischen der Filtervorrichtung und der UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung eine Ultraschallbeaufschlagung. Die Erzeugung von akustischen Feldern hoher Intensität in Flüssigkeiten führt zu Kavitationseffekten. Darunter versteht man das Entstehen, Wachsen und Oszillieren von Blasen, von denen die Schadstoffe mitgenommen werden. Durch diese Art der Schadstoffentfernung werden Zellwände von Bakterien aufgebrochen. Die Ultraschallwellenbeaufschlagung ist ein sehr wirkungsvolles Mittel gegen Legionellen. Viele Legionellen verbergen sich in Schutzräumen, wie z.B. A möben oder Hartmanellen. Ultraschallwellen öffnen diese Schutzräume und setzen somit die Legionellen für die folgende UV-Bestrahlung frei. Durch das UV-Licht werden die nun freiliegenden Legionellen danach in der erfindungsgemäßen UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung sicher abgetötet.

Nach Durchströmen der UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung können sich vorteilhafterweise eine biologische Reinigung, z.B. unter Zuführung von Sauerstoff und ein Steinfilter anschließen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Die Figuren dienen nur dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht begrenzen. Es zeigen:
1: ein Filterelement in einer Prinzipdarstellung im Schnitt,
2: eine erfindungsgemäße Flüssigkeitsaufbereitungsanlage in einer Prinzipdarstellung im Schnitt,
3: eine Prinzipdarstellung der Anordnung mehrerer Filterelemente innerhalb des Druckkessels,
4: eine erfindungsgemäße UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung in einer Prinzipdarstellung im Schnitt,
Zum besseren Verständnis wird zunächst ein für die Erfindung besonders vorteilhaftes Filterelement 10 beschrieben (vgl. 1). Diese weist ein Rohr 12 und einen Filterkörper 14 auf. Das Rohr 12 und der Filterkörper 14 sind vorzugsweise zylinderförmig und konzentrisch um eine Längsachse X-X angeordnet. Das Rohr 12 weist ein freies Ende 16 und ein filterkörperseitiges Ende 18 auf. An dem filterkörperseitigen Ende 18 ist ein Tragegerüst 20 befestigt. Dieses kann aus Stäben 22 gebildet sein, die von einer Netzstruktur überzogen sind. Als Netzstruktur kann beispielsweise ein Gitternetz 24, aber auch ein Strumpf vorgesehen sein. Innerhalb des Tragegerüstes 20 ist ein Hohlraum ausgebildet.
Das Tragegerüst 20 ist von einer Grundschicht 26 umgeben, die mit dem Tragegerüst 20 verbunden ist. Um die Grundschicht 26 ist wiederum eine Außenschicht 28 angeordnet, die mit der Grundschicht verbunden ist. Sowohl die Grundschicht 26 als auch die Außenschicht 28 können Epoxydharz als Binde- und Verbindungsmittel aufweisen. Anstellen von Epoxydharz kann jedes andere geeignete Klebe- oder Bindemittel verwendet werden, es ist jedoch darauf zu achten, dass dieses keine Giftstoffe absondern darf.
Der Filterkörper 14 weist eine Stirnfläche 30 und eine Rückseite 32 auf. Die Rückseite 32 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht von der Außenschicht 28 bedeckt, die Rückseite 32 kann entweder undurchlässig oder aber auch mit der Außenschicht 28 bedeckt sein.
Der Filterkörper 14 kann eine leicht konische Form auf, um ihn bei der Herstellung leichter aus seiner Form entfernen zu können. Es hat sich aber gezeigt, dass im vorliegenden Fall eine stark konische Form (Tannenbaumform) deswegen sehr geeignet ist, weil diese eine optimal Anströmrichtung gewährleistet. Eine möglichst große Oberfläche bewirkt ein besseres und schnelleres Durchströmen des Filterelementes 10. Eine Oberflächenerhöhung kann beispielsweise durch eine unregelmäßige Außenoberfläche, Z. B. ein Stern-, Wellen- oder Lamellenform erreicht werden.
Die Stäbe 22 sind vorteilhafterweise durch Querstäbe 34 an den dem Rohr 12 abgewandten Enden miteinander verbunden.
Das Gitternetz 24 ist in 1 nur teilweise dargestellt, es erstreckt sich über die gesamte Länge der Stäbe 22. Die Stäbe 22 treten im dargestellt Aus führungsbeispiel aus der Rückseite 32 des Filterkörpers 14 hervor, auch dies ist nur beispielhaft zu verstehen, auch andere Befestigungsmöglichkeiten für den Filterkörper sind denkbar.
Die dargestellten Pfeile verdeutlichen, dass die Flüssigkeit von außen allseitig durch die Außenschicht 28 und die Grundschicht 26 in den Hohlraum des Tragegerüstes 20 eindringen und durch das Rohr 12 abgeleitet werden kann.
Aus 2 ergibt sich ein beispielhafter Aufbau einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsaufbereitungsanlage 34. Diese weist einen als Vorfilter ausgelegten Vorstufen-Druckbehälter 36, einen ersten Haupt-Druckbehälter 38 und einen zweiten Haupt-Druckbehälter 40 auf. In den Druckbehältern 36, 38 und 40 sind im Bodenbereich jeweils Filterelemente 10 angeordnet. In 3 ist jeweils nur ein Filterelement 10 gezeigt, es können durchaus aber auch mehrere Filterelemente 10 vorgesehen sein. Die Druckbehälter 36, 38, 40 sind über Flansche 42 teilbar, so dass die Filterelemente 10 leicht gewechselt werden können und auch Wartung problemlos durchführbar ist. Rohwasser wird über einen Zulauf 44, der im oberen Bereich des Vorstufen-Druckbehälters 36 angeordnet ist, in diesen eingeleitet. Das Rohwasser wird durch das Filterelement 10 gedrückt und dadurch wieder aus dem Vorstufen-Druckbehälter 36 abgeleitet. An das Filterelement 10 schließt sich eine Leitung 46 an, über die dass dann vorgereinigte Rohwasser entweder dem ersten Haupt-Druckbehälter 38 oder dem zweiten Haupt-Druckbehälter 40 oder auch beiden gleichzeitig zugeführt wird. Das vorgereinigte Rohwasser verlässt die Haupt-Druckbehälter 38, 40 über die Filterelemente 10 und wird in eine Reinwasserleitung 48 geleitet.
An die Reinwasserleitung 48 schließt sich ein Reinwasserbehälter 50 an, der wiederum mit der Leitung 46 im Bereich des Filterelementes 10 des Vorstufen-Druckbehälters 36 verbunden ist.
Ausgehend von einem Luftverdichter 52 ist eine Druckleitung 54 von den Druckbehältern 38, 40 zum Reinwasserbehälter 50 geführt. Die Leitung 46, die Reinwasserleitung 48 und die Druckleitung 54 weisen jeweils Regelventile 56 auf, über die sowohl der Druckluftstrom als auch der Rohwasser bzw. Reinwasserstrom geregelt werden können.
Schließlich weisen die Druckbehälter 36, 38, 40 und die Druckleitungen 54 jeweils Entlüftungsventile 58 auf.
In den Haupt-Druckbehältern 38, 40 sind Verwirbelungsvorrichtungen 59 vorgesehen, die die Strömungsbedingungen im Bereich der Filterelemente 10 optimieren.
Über der Luftverdichtung ??? 52 können die Druckbehälter 36, 38, 40 derart mit Druck beaufschlagt werden, dass das zu reinigende bzw. zu filternde Wasser durch die Filterelemente 10 hindurch gepresst wird. Sind die beiden Haupt-Druckbehälter derart ausgelegt, dass mit ihnen eine Filtration nach dem Osmose-Umkehrverfahren durchführbar sein soll, muss der vom Luftverdichter 52 aufzubringende Druck entsprechend hoch sein, um den Osmose-Druck zu überwinden.
Über die Regelventile 56 kann geregelt werden, in welchen der beiden Haupt-Druckbehälter 38, 40 dass aus dem Vorstufen-Druckbehälter austretende vorgefilterte Rohwasser geleitet werden soll. Auch können die Regelventile 56 derart geschlossen werden, dass ein Rückspülen des Vorstufen-Druckbehälters 36 mit Reinwasser möglich ist. Eine entsprechende Vorrichtung kann auch für die Haupt-Druckbehälter 38, 40 vorgesehen sein, so dass auch diese mit Hilfe von Reinwasser rückgespült werden können. Zu diesem Zweck würde dann eine Osmose-Membran, die die Filterelemente 10 in einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante umgibt, abgenommen werden.
3 verdeutlicht weiterhin eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Anordnung mehrerer Filterelemente 10 beispielsweise im Bodenbereich der Druckgehäuse 36, 38, 40. Es sind Filterelemente 10 mit langen Rohren 12 und Filterelemente 10 mit kürzeren Rohren 12 vorgesehen. Die Filterelemente 10 sind derart angeordnet, dass sich im Prinzip zwei Schichten ergeben, nämlich eine vordere und eine hintere Schicht. Die Filterelemente 10 können zur Ausbildung dieser beiden Schichten beliebig angeordnet sein, 3 verdeutlicht aber eine besonders vorteilhafte Anordnungsmöglichkeit. Zwischen vier Filterelementen 10 mit kurzen Rohren 12 ist mittig ein Filterelement 10 mit einem langen Rohr 12 angeordnet. Dabei können die Filterkörper 14 der Filterelemente 10 mit langem Rohr 12 beabstandet von den Filterkörpern 14 der Filterelemente 10 mit kurzem Rohr 12 angeordnet sein, sie können aber auch bis auf Kontakt aufgeschoben werden.
4 zeigt eine erfindungsgemäße UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung 60. Diese weist eine im Inneren aufrecht also vertikal stehende Lichtquelle 62 auf, die UV-Licht radial in alle Richtungen aussendet. Es hat sich gezeigt, dass besonders gute Wirkungen im Wellenlängenbereich zwischen 240–280 nm erreicht werden, wobei die Hauptwelle bei etwa 260 nm liegen sollte.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die röhrenförmige Lichtquelle 62 in einem Gehäuse 42 angeordnet, das ebenfalls einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, also ebenfalls röhrenförmig ausgeführt ist. An einer Innenwand 63 des Gehäuses 42 ist eine erfindungsgemäße kaskadenförmige Wasserführung 64 vorgesehen, die sich um die Lichtquelle 62 herum erstreckt. Die Wasserführung 64 ist vorzugsweise konzentrisch um die Lichtquelle 62 angeordnet.
Die Wasserführung 64 ist durch Kaskadenstufen 66 gebildet, die derart angeordnet sind, dass ihr Abstand zur Lichtquelle 62 von oben nach unten, also in Fließrichtung des Wassers stetig abnimmt. Das Wasser wird also auf eine oberste Kaskadenstufe 66 geleitet und fließt über deren Rand hinab auf die nächste Kaskadenstufe 66 usw.
Erfindungsgemäß weist jede Kaskadenstufe 66 vorteilhafterweise ein Stufenbecken 68 auf. Dieses ist durch einen Beckenboden 70, eine Frontwand 72 und eine Rückwand 74 gebildet. In diesem Stufenbecken 68 wird das Wasser zunächst gesammelt, bis es über die Frontwand 72 hinüber abwärts in das Stufenbecken 68 der darunterliegenden Kaskadenstufe 66 fließt.
Die Frontwand 72 verjüngt sich vorteilhafterweise in Richtung ihres freien Endes, so dass sich eine möglichst scharfe Abrisskante ergibt. Dies führt dazu, dass der an der Frontwand 72 auf der der Lichtquelle 62 zugewandten Seite hinablaufende Wasserfilm sehr dünn ist. Dies wiederum hat den Vorteil, dass das auftreffende UV-Licht Partikel im Wasser besser erreichen kann, da diese sich nicht gegenseitig abschatten.
Je nach Ausführung der UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung 60 bzw. je nach ihrer gewünschten Höhe kann es sinnvoll sein, mehrere Kaskadenabschnitte 76 vorzusehen, die aufeinander aufgestellt werden können. Diese sind entweder durch Verschweißen, Verkleben, Verschrauben, Vernieten o.ä. miteinander verbindbar, es kann jedoch auch vorteilhaft sein, wenn diese lediglich aufeinander gestellt werden. Es muss nicht unbedingt notwendig sein, die Kaskadenabschnitte 76 fest miteinander zu verbinden.
Das sich in einer untersten Kaskadenstufe 66 befindliche Wasser fließt aufgrund eines entsprechend ausgeführten Beckenbodens 70 nicht in Richtung der Lichtquelle 62, sondern zurück in Richtung der Innenwand 63. Eine Rückwand 74 ist auf diesen untersten Kaskadenstufen 66 nicht vorgesehen.
Durch eine Öffnung 80 gelangt es dann in eine obere Kaskadenstufe 66 des darunter liegenden Kaskadenabschnitts 76.
Vorteilhafterweise können in den Beckenböden 70 Öffnungen 80 vorgesehen sein, die dazu führen, dass ein geringer Anteil des Wassers nicht über die Frontwand 72, sondern direkt durch die Öffnung 80 in das darunter liegende Stufenbecken 80 fließen kann. Dadurch wird verhindert, dass sich in den Stufenbecken 68 stehendes Wasser mit erhöhter Keimbelastung bildet.
Das Gehäuse 42 der UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung 60 kann vorteilhafterweise eine Überlauföffnung 82 aufweisen, durch die das Wasser dann austreten kann, wenn es durch einen Ablauf 56, der sich im Bereich eines Bodens 44 der UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung 60 befindet, nicht mehr abfließen kann.
Es hat sich gezeigt, dass eine besonders gute Wirkung des keimtötenden UV-Lichtes dann erreicht wird, wenn der Lichtquelle 62 zugewandte Flächen der Wasserführung 64 und/oder des Gehäuses 42 reflektierende Oberflächen aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass dann, wenn die Frontwand 72, die Rückwand 74 und der Beckenboden 70 reflektierend beschichtet sind, der erreichbare Reinheitsgrad deutlich erhöht ist.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Stufenbecken 68 beheizbar sind, insbesondere derart, dass das zu reinigende Wasser Temperaturen von über 60° erreicht, um somit die Keimtötung weiter zu unterstützen.
Die Stufenbecken 68 weisen vorteilhafterweise einen schräg geneigten Beckenboden 70 auf, der in Richtung der Lichtquelle 62 abfällt. Dadurch ist gewährleistet, dass das Wasser stets in Richtung der Lichtquelle 62 und über die Frontwand 72 strömen kann. Entsprechend sind die Öffnungen 80 in den Beckenböden 70 im Bereich der Frontwände 72 angeordnet.
Das Stufenbecken kann aus verschiedenen geeigneten Materialien hergestellt sein. Erfindungsgemäß bietet sich aber eine Ausführung aus Keramik oder Ton oder einem anderen Naturstoff an. Keramik oder Ton ist kostengünstig und kann oftmals auch in Ländern der dritten Welt verarbeitet werden. Selbstverständlich ist auch eine Ausführung aus Stahl oder Aluminium für geeignet.
4 zeigt eine erfindungsgemäße Flüssigkeitsaufbereitungsanlage 90, die eine erfindungsgemäße Wasserfiltervorrichtung 40 und eine erfindungsgemäße UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung 60 beinhaltet. Das Wasser fließt über den Ablauf 56 der Wasserfiltervorrichtung 40 in die UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung 60 hinein, wobei es vorteilhafterweise mittels einer Ultraschallquelle 98 mit Ultraschall beaufschlagt wird.
Die Leitung 50 der UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung 60 erstreckt sich vorteilhafterweise parallel zum Gehäuse 42 der UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung 60 bis in eine Höhe oberhalb der obersten Kaskadenstufe 66 und ist dort mit einer Fallleitung 94 verbunden. Dies bewirkt, dass das in der biologischen Reinigungsvorrichtung 92 befindliche Wasser entsprechend der Wasserfiltervorrichtung 40 nach oben gedrückt wird. An die biologische Reinigungsvorrichtung 92 können sich dann vorzugsweise ein oder mehrere Feinfilterstufen 96 anschließen, die über Leitungen 50 miteinander verbunden sind.
In der UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung 60 ist eine Tauchpumpe 98 angeordnet, die das Wasser in die entsprechende Höhe pumpt.
Es hat sich gezeigt, dass für den genannten Durchsatz von 1–3 m³/h die biologische Reinigungsvorrichtung 92 einen Durchmesser von 300 mm und die Feinfilterstufen 96 einen Durchmesser von 150 mm aufweisen kann.
Die gesamte Flüssigkeitsaufbereitungsanlage 90 kann derart ausgeführt sein, dass sie problemlos auf einer Europalette transportierbar ist. Es hat sich aber auch gezeigt, dass die gesamte Flüssigkeitsaufbereitungsanlage 90 derart klein ausgeführt sein kann, dass sie bequem als Küchengerät, beispielsweise in der Größe einer Mikrowelle, einsetzbar ist. Je nach Auswahl geeigneter Materialien, kann sie auch derart leicht ausgeführt sein, dass sie in Koffergröße in entsprechenden Regionen mitgeführt werden kann. Die Abmessung kann in jeder Richtung weniger als 1m betragen.
Die Lichtquelle 62 benötigt 60 W. Die gesamte Energie kann entweder durch Ausnutzung von Sonnenenergie, durch Muskelkraft, beispielsweise durch Antreiben eines Dynamos, oder durch Ausnutzung von Strömungsenergie der genutzten Wasserquelle gedeckt werden.
Um einen problemlosen Betrieb der Flüssigkeitsaufbereitungsanlage 90 bzw. der UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung 60 zu gewährleisten, kann es je nach Ausführung notwendig sein, dass die jeweiligen Geräte in der Horizontalen ausgerichtet sind. Dies kann mit Hilfe entsprechender Messgeräte erreicht werden, wobei höhenverstellbare Füße vorgesehen sein können. Auch ist es möglich, die gesamte Flüssigkeitsaufbereitungsanlage oder auch nur die UV-Licht-Aufbereitungsvorrichtung an einer Art Galgen zentral aufzuhängen.
Alle Komponenten der Flüssigkeitsaufbereitungsanlage 90 sind äußerst einfach zu bedienen und weisen aufgrund der wenigen bewegten Teile eine sehr lange Lebensdauer auf. Somit eignet sich die Flüssigkeitsaufbereitungsanlage 90 hervorragend für einen Einsatz in Gebieten, in denen langfristig Wasserknappheit vorherrscht, und in denen Fachpersonal nicht ohne weiteres verfügbar ist.

Claims

Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) mit mindestens einem Druckbehälters (36, 38, 40), aufweisend – mindestens einen Zulauf (44) für Rohwasser, – mindestens ein Filterelement (10) zur Filtration des Rohwassers in Reinwasser, – mindestens einen Auslass für das Reinwasser, – mindestens einen Anschluss für eine Druckleitung (54), über innerhalb des Druckbehälters ein Überdruck erzeugbar ist, der ausreicht, dass Rohwasser durch das Filterelement (10) zu drücken.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (10) derart ausgeführt und der Überdruck innerhalb des Druckbehälters (34, 36, 38) derart hoch ist, dass eine Filtration nach einem Prinzip einer Umkehrosmose durchführbar ist.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorstufen-Druckbehälter (36) und ein erster Haupt-Druckbehälter (38) und ein zweiter Haupt-Druckbehälter (40) vorgesehen sein, wobei den Hauptdruckbehältern (38, 40) gefilterte Flüssigkeit aus dem Vorstufen-Druckbehälter (36) zugeführt wird.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbehälters (36, 38, 40) über eine Leitung (46) miteinander verbunden sind, wobei die Leitung (46) Regelventile (56) aufweist, die ein abwechselndes Befüllen der Hauptdruckbehälter (38, 40) mit gefilterter Flüssigkeit aus dem Vorstufen-Druckbehälter (36) ermöglichen.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorstufen-Druckbehälter (36) eine grobe Filtration und die Haupt-Druckbehälter (38, 40) eine feine bis feinste Filtration bewirken.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haupt-Druckbehälter (38, 40) eine Filtration nach dem Prinzip der Umkehrosmose bewirken.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reinwasserbehälter (50) vorgesehen ist, der sich an den Auslass anschließt und der ebenfalls einen Anschluss für die Druckleitung (54) mit Regelventilen (56) aufweist, so dass das Filterelement (10) rückgespült werden kann.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (10) als längliches Filterelement (10) ausgebildet ist, mit – einem Rohr (12), das verbunden ist mit – einem hohlen Filterkörper (14), der gebildet ist aus – einem innen angeordneten, einen Hohlraum ausbildenden und mit dem Rohr (12) verbundenen Tragegerüst (20), – einer Grundschicht (26) aus relativ grobkörnigem Material, dass das Tagegerüst (20) umgibt und mit diesem verbunden ist, – einer Außenschicht (28) aus relativ feinkörnigem Material, dass die Grundschicht (26) umgibt und mit dieser verbunden ist, sodass die Flüssigkeit von außen in den Filterkörper (14) und dann durch das Rohr (12) abfließen kann.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (10) eine Membran aufweist, die eine Umkehrosmosefiltration ermöglicht.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wasseraufbereitungsvorrichtung (60) vorgesehen ist, die das aus gefilterte Rohwasser aufbereitet aufweist: – eine Lichtquelle (62), die ultraviolettes Licht aussendet, – eine kaskadenförmigen Wasserführung (64), die derart angeordnet ist, dass über die Wasserführung geleitetes Wasser mit von der Lichtquelle (62) ausgesendetem Licht bestrahlt wird, wobei die Dosierung und Wellenlänge der UV-Strahlung und die Anordnung der Lichtquelle zur Wasserführung derart ausgewählt sind, dass Mikroorganismen im Wasser abgetötet werden.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (62) derart ausgeführt ist, dass sie UV-Licht in radialer Richtung allseitig abstrahlt und derart angeordnet ist, dass ihre Längsachse in vertikaler Richtung verläuft, und dass die kaskadenförmige Wasserführung (64) konzentrisch um die Lichtquelle (62) herum angeordnet ist, so dass Wasser von oben über Kaskadenstufen (66) nach unten entlang der Längsrichtung der Lichtquelle (62) fließt und dabei ständig mit UV-Licht bestrahlt wird.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kaskadenabschnitte (76) vorgesehen sind, die in Längsrichtung der Lichtquelle (62) untereinander angeordnet sind, wobei innerhalb jeden Kaskadenabschnitts (76) der Abstand der jeweiligen Kaskadenstufen (66) in Fließrichtung des Wassers zur Lichtquelle (62) abnimmt, wobei das Wasser aus der Kaskadenstufe (66) mit geringsten Abstand zur Lichtquelle (62) in die Kaskadenstufe (66) des nächsten Kaskadenabschnitts (76) fließt, die in diesem Kaskadenabschnitt (76) den größten Abstand zur Lichtquelle (62) aufweist.
Flüssigkeitsaufbereitungsanlage (34) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kaskadenstufe (66) ein Stufenbecken (68) aufweist, dass aus einem Beckenboden (70), einer Frontwand (72) und einer Rückwand (74) gebildet ist, in dem sich Wasser sammelt, um dann, wenn das Stufenbecken (68) gefüllt ist, über die der Lichtquelle (62) zugewandte Frontwand (72) nach unten in das Stufenbecken (68) der darunterliegenden Kaskadenstufe (66) zu fließen.