DE102006007931A1 - Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels durch elektrochemische Aktivierung (ECA) von Wasser und Verfahren zur Desinfektion von Wasser mittels eines solchen Desinfektionsmittels - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels durch elektrochemische Aktivierung (ECA) von Wasser und Verfahren zur Desinfektion von Wasser mittels eines solchen Desinfektionsmittels Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Desinfektion von Wasser durch elektrochemische Aktivierung (ECA) vorgeschlagen, indem zumindest einem Teilstrom des zu desinfizierenden Wassers eine Elektrolytlösung, insbesondere eine Natriumchloridlösung, zugesetzt und das mit der Elektrolytlösung beaufschlagte Wasser in einem Elektrolysereaktor mit einem Kathodenraum mit einer Kathode sowie mit einem von dem Kathodenraum räumlich getrennten Anodenraum mit einer Anode durch Anlegen einer Gleichspannung an die Elektroden mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird, um die Wasser-/Elektrolytlösung in einen zur Desinfektion geeigneten, metastabilen Zustand zu versetzen. Um für eine zuverlässige Desinfektionswirkung des elektrochemisch aktivierten Wassers zu sorgen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung zumindest in dem Anodenraum auf einen Wert zwischen 2,5 und 3,5, insbesondere auf einen Wert im Bereich von 3, gesteuert wird, so daß das Potential der anodischen Oxidation kontrolliert wird (potentialkontrollierte anodische Oxidation, PAO). Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels in Form einer solchen anodischen, elektrochemisch aktivierten Wasser-/Elektrolytlösung, das Desinfektionsmittel selbst sowie dessen Verwendung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Desinfektion von Wasser, wie Trink- und Brauchwasser, Regenwasser, Industriewasser. und dergleichen, durch elektrochemische Aktivierung (ECA), indem zumindest einem Teilstrom des zu desinfizierenden Wassers eine Elektrolytlösung, insbesondere eine Natriumchloridlösung, zugesetzt und das mit der Elektrolytlösung beaufschlagte Wasser in einem Elektrolysereaktor mit wenigstens einem Kathodenraum mit einer Kathode sowie mit wenigstens einem von dem Kathodenraum räumlich, insbesondere mittels eines Diaphragmas oder einer Membran, getrennten Anodenraum mit einer Anode durch Anlegen einer Gleichspannung an die Elektroden mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird, um die Wasser-/Elektrolytlösung in einen zur Desinfektion geeigneten, metastabilen Zustand zu versetzen. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels durch elektrochemische Aktivierung (ECA) von Wasser, indem dem Wasser eine Elektrolytlösung, insbesondere eine Natriumchloridlösung, zugesetzt und das mit der Elektrolytlösung beaufschlagte Wasser in einem Elektrolysereaktor mit wenigstens einem Kathodenraum mit einer Kathode und mit wenigstens einem von dem Kathodenraum räumlich, insbesondere mittels eines Diaphragmas oder einer Membran, getrennten Anodenraum mit einer Anode durch Anlegen einer Gleichspannung an die Elektroden mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird, um die Wasser-/Elektrolytlösung in einen zur Desinfektion geeigneten, metastabilen Zustand zu versetzen. Überdies ist die Erfindung auf ein solchermaßen hergestelltes Desinfektionsmittel sowie auf dessen Verwendung gerichtet.
  • Das Verfahren der elektrochemischen Aktivierung zur Desinfektion von Wasser ist bekannt. Hierbei wird eine verdünnte Lösung eines Elektrolyts, insbesondere eines Neutralsalzes, wie Natriumchlorid (NaCl) bzw. Kochsalz, in einem Elektrolysereaktor durch Anlegen einer Spannung an dessen Elektroden in einen metastabilen Zustand überführt, welcher je nach Art des Wassers und den eingestellten Verfahrensparametern über mehrere Stunden andauern kann. Der Elektrolysereaktor weist einen Kathodenraum mit einer oder mehreren Kathoden sowie einen Anodenraum mit einer oder mehreren Anoden auf, wobei der Anodenraum und der Kathodenraum mittels eines elektrisch leitfähigen – insbesondere eines für Ionen leitfähigen – Diaphragmas bzw. mittels einer Membran mit den genannten Eigenschaften räumlich voneinander getrennt sind, um eine Vermischung der in beiden Räumen befindlichen Wasser-/Elektrolytlösung zu verhindern. Während bei der Elektrolyse in der Regel ein im wesentlichen vollständiger Umsatz der eingesetzten Edukte angestrebt wird, wird die eingesetzte Elektrolytlösung bei der elektrochemischen Aktivierung lediglich zu einem sehr geringen Anteil umgesetzt, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Lösung in vorteilhafter weise zu verändern und insbesondere das Redoxpotential des mit dem Elektrolyt versetz ten Wassers zu erhöhen, wodurch eine desinfizierende Wirkung erhalten wird. Von Vorteil ist insbesondere die gute Gesundheits- und Umweltverträglichkeit der anläßlich der elektrochemischen Aktivierung erzeugten Stoffe in deren jeweiligen Konzentrationen, welche gemäß der deutschen Trinkwasserverordnung (TwVO) auch zugelassen sind.
  • Wie bei der Elektrolyse findet auch bei der elektrochemischen Aktivierung an der Anode (d.h. an der positiv geladenen Elektrode) eine Oxidation statt, während an der Kathode (d.h. an der negativ geladenen Elektrode) eine Reduktion stattfindet. Beim Einsatz einer verdünnten Neutralsalzlösung, wie einer Natriumchloridlösung, wird an der Kathode gemäß der nachfolgenden Reaktionsgleichung (1) vornehmlich Wasserstoff erzeugt: 2H2O + 2e– ---> H2 + 2OH– (1)welcher nach Ausgasen aus der Lösung z.B. aus dem Kathodenraum des Reaktors abgeführt wird.
  • An der Anode werden gemäß den nachfolgenden Reaktionsgleichungen (2) und (3) insbesondere die chemischen Oxidationsmittel Sauerstoff (O2) und Chlor (Cl2) erzeugt, welche bekanntermaßen hinsichtlich einer Desinfektion von Wasser wirksam sind: 6H2O ---> O2 + 4H3O+ + 4e– (2) 2Cl– ---> Cl2 + 2e– (3)
  • Chlor wiederum dissoziiert in Wasser entsprechend der nachfolgenden Gleichgewichtsreaktion (4) in Hypochloritionen (OCl–) und Chloridionen (Cl–), welche sich wiederum mit einem geeigneten Kation, z.B. Na+ aus dem Elektrolyt, oder mit einem Proton bzw. einem H3O+-Ion zu dem entsprechenden (Natrium salz bzw. zu der entsprechenden Säure, d.h. zu hypochloriger Säure (HClO) und Chlorwasserstoff bzw. verdünnter Salzsäure (HCl) zusammenlagern können: Cl2 + 3H2O <===> 2H3O+ + OCl– + Cl– (4).
  • Ferner können aus den vorgenannten, an der Anode gebildeten Stoffen durch Sekundärreaktionen weitere Stoffe erzeugt werden, welche ebenfalls bekanntermaßen im Hinblick auf eine Desinfektion von Wasser wirksam sind. Hierbei handelt es sich insbesondere um Wasserstoffperoxid (H2O2, Reaktionsgleichung (5)), Ozon (O3, Reaktionsgleichung (6)), Chlordioxid (ClO2, Reaktionsgleichung (7)), Chlorate (ClO3 –, Reaktionsgleichung (8)) und verschiedene Radikale (Reaktionsgleichungen (9) und (10)). 4H2O ---> H2O2 + 2H3O+ + 2e– (5), O2 + 3H2O ---> O3 + 2H3O+ + 2e– (6), Cl– + 4OH– ---> ClO2 + 2H2O + 5e– (7), 3OCl– ---> ClO3 – + 2Cl– (8), 5H2O ---> HO2 . + 3H3O+ + 3e– (9), H2O2 + H2O ---> HO2 . + H3O+ + e– (10).
  • Nachteilig bei dem Verfahren der elektrochemischen Aktivierung ist insbesondere die mangelnde Qualitätskontrolle, da die für eine hinreichende Desinfektion des Wassers erforderlichen, meist empirisch ermittelten Verfahrensparameter, wie Menge der zugesetzten Elektrolytlösung, eingestellter Elektrodenspannung bzw. -strom und dergleichen, nicht nur von dem eingesetzten Elektrolysereaktor, wie dessen Reaktionsvolumen, dessen Anoden- und Kathodenfläche, der Verweilzeit des zu desinfizierenden Wassers in dem Reaktor etc., sondern insbesondere auch von der Zusammensetzung des jeweiligen, zu desinfizierenden Wassers, wie insbesondere dessen Leitfähigkeit und dessen Redoxpotential, abhängen. Ferner hat sich gezeigt, daß die mittels elektrochemischer Aktivierung gemäß dem Stand der Technik hergestellten Lösungen in der Regel – teils hochgradig – mit unerwünschten Produkten verunreinigt sind, wobei häufig gemäß der obigen Reaktionsgleichung (3) praktisch ausschließlich Chlorgas (Cl2) erzeugt wird, welches einen stechenden Geruch der elektrochemisch aktivierten Lösung verursacht. Überdies lassen sich aufgrund der in Abhängigkeit der vorgenannten Parameter stark schwankenden Zusammensetzung der elektrochemisch aktivierten Lösung keine zuverlässigen Angaben hinsichtlich der Haltbarkeit bzw. Lagerfähigkeit der elektrochemisch aktivierten Lösung treffen, so daß praktisch nur eine Produktion derselben vor Ort in Betracht kommt. In der Praxis hat sich das Verfahren daher – vornehmlich aufgrund seiner schlechten Handhabbarkeit bzw. der nur unzureichend möglichen Garantie einer hinreichenden Desinfektion – am Markt nicht durchsetzen können.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels durch elektrochemische Aktivierung (ECA) von Wasser bzw. ein Verfahren zur Desinfektion von Wasser mittels eines solchen Desinfektionsmittels der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß eine im wesentlichen gleichbleibend hohe Desinfektionswirkung des Desinfektionsmittels bzw. des zu desinfizierenden Wassers sichergestellt ist, welche insbesondere auch der Trinkwasserverordnung genügt. Sie ist ferner auf ein mittels eines solchen Verfahrens hergestelltes Desinfektionsmittel sowie auf dessen Verwendung gerichtet.
  • In verfahrenstechnischer Hinsicht wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Desinfektion von Wasser durch elektrochemische Aktivierung (ECA) dadurch gelöst, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum des Elektrolysereaktors auf einen Wert zwischen 2,5 und 3,5 gesteuert wird. Des weiteren ist zur Lösung dieser Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels durch elektrochemische Aktivierung (ECA) von Wasser erfindungsgemäß vorgesehen, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum auf einen Wert zwischen 2,5 und 3,5 gesteuert wird, wobei das Desinfektionsmittel in Form der derart elektrochemisch aktivierten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung erhalten wird. Hinsichtlich des Desinfektionsmittels selbst sieht die Erfindung zur Lösung des ihr zugrunde liegenden Problems ein mittels eines solchen Verfahrens hergestelltes Desinfektionsmittel vor.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, daß sich bei einer Einstellung des pH-Wertes der Wasser-/Elektrolytlösung, d.h. des zu desinfizierenden Wassers mit dem in dieses eingemischten Elektrolyt, wie der Natriumchloridlösung, auf einen Wert zwischen etwa 2,5 und etwa 3,5, vorzugsweise auf einen Wert zwischen etwa 2,7 und etwa 3,3, insbesondere auf einen Wert zwischen etwa 2,8 und etwa 3,2, z.B. auf einen Wert zwischen etwa 2,9 und etwa 3,1, wie auf einen Wert von etwa 3,0, nicht nur eine praktisch gleichbleibende Desinfektionswirkung für Trink- und Brauchwässer mit praktisch beliebiger Zusammensetzung, sondern auch eine hinreichende Depotwirkung ergibt, welche keine weiteren Desinfektionsschritte mehr erforderlich macht und welche insbesondere auch im Falle von Stoßbelastungen anhält. Die erfindungsgemäße Steuerung des pH-Wertes der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum des Elektrolysereaktors führt zu einer potentialkontrollierten anodischen Oxidation (PAO), wobei sich ein Redoxpotential zwischen etwa 1240 mV und etwa 1360 mV, vorzugsweise zwischen etwa 1280 mV und etwa 1360 mV, insbesondere zwischen etwa 1320 mV und etwa 1360 mV, einstellt. Untersuchungen haben nicht nur gezeigt, daß sich die als Testkeime eingesetzten Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa und Enterococcus faecium bei einer Verdünnung der auf die erfindungsgemäße Weise durch elektrochemische Aktivierung unter potentialkontrollierter anodischer Oxidation hergestellten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung von etwa 1:400 innerhalb von etwa 30 s um mehr als vier Zehnerpotenzen reduzieren lassen, sondern daß auch ältere Rohrleitungen mit einem bereits optisch sichtbaren Befall von einem Biorasen innerhalb von zwei bis vier Wochen praktisch vollständig von dem Biorasen befreit werden. Folglich stellt bereits eine Verdünnung von etwa 1:400 eine z.B. zur Desinfektion von Trink- und Brauchwasser oder Schwimmbadwasser geeignete, höchst effiziente Verdünnung dar. Wie weiter unten noch näher erläutert, ist es selbstverständlich auch möglich, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugte anodische Wasser-/Elektrolytlösung – z.B. in konzentrierterer Form – für eine Vielzahl an weiteren Anwendungszwecken einzusetzen. Ferner ist es selbstverständlich auch möglich, im Falle einer Desinfektion von Wasser, z.B. auch nur über einen begrenzten Zeitraum, höhere Konzentrationen bzw. geringere Verdünnungen der anodischen Wasser-/Elektrolytlösung dem zu desinfizierenden Wasser zuzusetzen, um im Falle von in Rohrleitungssystemen aufgetretenen Kalamitäten für eine wirksame Akutbehandlung zu sorgen. Solche Verdünnungen können dann z.B. zwischen etwa 1:100 bis etwa 1:200 betragen, wobei die Verdünnung natürlich grundsätzlich von dem jeweiligen Anwendungsfall abhängt.
  • Darüber hinaus wurde gefunden, daß die Einstellung des pH-Wertes der anodischen Wasser-/Elektrolytlösung in dem Elektrolysereaktor auf den erfindungsgemäßen pH-Wertebereich keine dauerhafte Absenkung des pH-Wertes des zu desinfizierenden Wassers auf diesen Wert bewirkt, was aufgrund des verhältnismäßig sauren pH-Wertes für viele potentielle Anwendungsmöglichkeiten der elektrochemischen Aktivierung, z.B. für Trinkwässer, unerwünscht sein könnte. Dies liegt einerseits an der nur sehr geringen, zur Desinfektion des Wassers erforderlichen zudosierten Menge des Desinfektionsmittels in Form der elektrochemisch aktivierten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung (z.B. in einer Verdünnung von etwa 1:300 bis 1:500), welche je nach Pufferkapazität des Wassers auch bei sehr weichen Wässern eine pH-Wertabsenkung von höchstens etwa –0,2 verursacht. Andererseits steigt der pH-Wert nach einiger Zeit wieder an, wobei vermutet wird, daß dies auf den Zerfall der anläßlich der elektrochemischen Aktivierung erzeugten, metastabilen Stoffe, wie Ozon, verschiedenen Radikalen etc. (vgl. auch die obigen Reaktionsgleichungen), zurückzuführen ist. Gleichwohl wird jedoch – wie bereits erwähnt – die hervorragende Desinfektionswirkung erreicht.
  • Überdies läßt sich die Entstehung von Chlorgas gemäß der obigen Reaktionsgleichung (3) auf ein Minimum begrenzen, so daß das Desinfektionsmittel in Form der elektrochemisch aktivierten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung allenfalls einen sehr schwachen Chlorgeruch besitzt, während das desinfizierte Wasser, welchem diese Lösung in der geeigneten Verdünnung zugesetzt worden ist, überhaupt keinen für Chlor typischen Geruch aufweist. Infolge der potentialkontrollierten anodischen Oxidation werden vornehmlich Hypochlorite, wie Natriumhypochlorit (NaClO), metastabile radikalische Verbindungen sowie in geringeren Mengen Chlorwasserstoff anstelle von Chlorgas (Cl2) erzeugt, d.h. das Gleichgewicht der obigen Reaktionsgleichung (4) wird durch die erfindungsgemäße Verfahrensführung offenbar nach rechts verschoben.
  • Aufgrund der räumlichen Trennung des Anodenraums, in welchem die zu Desinfektionszwecken hoch wirksame, elektrochemisch aktivierte Wasser-/Elektrolytlösung erzeugt wird, von dem Kathodenraum wird eine Vermischung der anläßlich der elektrochemischen Aktivierung im Anodenraum erzeugten Produkte mit den im Kathodenraum erzeugten Produkten und somit die Bildung von zur Desinfektion des Wassers wenig(er) geeigneten Stoffen zu verhindern. Dies kann z.B. durch eine Trennung des Anodenraumes von dem Kathodenraum des Elektrolysereaktors mittels eines Diaphragmas, einer Membran oder dergleichen geschehen, welche(s) elektrisch leitfähig, aber im wesentlichen flüssigkeitsdicht ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang hat sich beispielsweise ein(e) Diaphragma/Membran aus porösem Zirkoniumdioxid (ZrO2) als geeignet erwiesen.
  • Mit "Steuerung des pH-Wertes auf einen Wert im Bereich von 2,5 bis 3,5" ist im Sinne der Erfindung im übrigen gemeint, daß das aus dem von dem Kathodenraum durch ein(e) elektrisch leitfähige(s) Diaphragma/Membran räumlich getrennten Anodenraum des Elektrolysereaktors austretende Lösung – bzw. die elektrochemisch aktivierte, anodische Wasser-/Elektrolytlösung -, einen solchen pH-Wert aufweist, d.h. die Steuerung des pH-Wertes geschieht derart, daß sich dieser pH-Wert am Ende des Reaktors eingestellt hat. Mit "Steuerung" des pH-Wertes ist sowohl eine geeignete, mehr oder minder statische Voreinstellung der Verfahrensparameter als auch insbesondere eine dynamische Regelung der Verfahrensparameter während des Reaktorbetriebs angesprochen.
  • Der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum läßt sich grundsätzlich auf verschiedene Weise steuern. Während es hierzu z.B. prinzipiell möglich ist, dem zu desinfizierenden Wasser zusätzlich zu dem Elektrolyt eine jeweils geeignete Menge an einer Säure, wie einer Mineralsäu re oder einer organischen Säure, zuzusetzen, ist in bevorzugter Ausführung vorgesehen, daß der pH-Wert auf den erfindungsgemäßen Wertebereich gesteuert wird, ohne eine solche – zusätzliche – Säure hinzu zu dosieren. Wie aus den obigen, an der Anode stattfindenden Reaktionsgleichungen ersichtlich, werden bei den an der Anode ablaufenden Oxidationsreaktionen vielfach Protonen bzw. H3O+-Ionen erzeugt, welche den pH-Wert folglich herabsetzen. Aus diesem Grund ist es möglich, den pH-Wert allein durch die an der Anode ablaufenden Reaktionen innerhalb des erfindungsgemäßen Bereiches einzustellen, wobei eine Erhöhung des bei der elektrochemischen Aktivierung erzielten Umsatzes an der Anode eine vermehrte Erzeugung von Protonen und folglich einen geringeren pH-Wert ergibt. Der anläßlich der elektrochemischen Aktivierung erhaltene Umsatz kann bei einer vorgegebenen Reaktorgeometrie wiederum dadurch erhöht werden, indem ein erhöhter Stromfluß zwischen den Elektroden eingestellt bzw. indem an die Elektroden eine höhere Spannung angelegt wird (welche einen höheren elektrischen Stromfluß zwischen den Elektroden zur Folge hat), indem die Verweilzeit der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Reaktor erhöht wird (bzw. – sofern eine kontinuierliche oder semikontinuierliche Verfahrensführung vorgesehen ist – indem der Volumenstrom der Lösung durch den Reaktor verlangsamt wird), und/oder indem mehr Elektrolytlösung, z.B. mehr Natriumchloridlösung, zudosiert wird, also eine erhöhte Eduktmenge eingesetzt wird.
  • Andererseits ist es aufgrund dieser Abhängigkeit des pH-Wertes der Wasser-/Elektrolytlösung von dem Umsatz des Elektrolyts in dem Anodenraum des Reaktor auch möglich, den pH-wert unmittelbar oder mittelbar zu messen, um auf diese, Weise einen Ist-Wert zu erhalten, welcher – z.B. mittels herkömmlicher steuerungstechnischer Einrichtungen, wie mittels eines PID-Reglers – auf den erfindungsgemäßen Soll- Wert gesteuert werden kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist daher vorgesehen, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung unmittelbar mittels eines pH-Meters gemessen wird. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung mittelbar über den zwischen den Elektroden fließenden Strom gemessen wird (z.B. über die zur Erzielung eines solchen Stroms erforderliche Spannung, welche an die Elektroden angelegt werden muß) und/oder daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung mittelbar über die Verweilzeit in dem bzw. – im Falle einer (semi)kontinuierlichen Verfahrensführung – über den Volumenstrom derselben durch den Elektrolysereaktor gemessen wird.
  • Wie bereits angedeutet, sieht eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum des Elektrolysereaktors durch gesteuertes Zusetzen der entsprechenden Menge an Elektrolytlösung gesteuert wird, d.h. es wird mehr Elektrolytlösung, d.h. mehr Edukt, zugesetzt, wenn der pH-Wert erniedrigt werden muß, um in den erfindungsgemäßen Bereich gesteuert zu werden, während weniger Elektrolytlösung, d.h. weniger Edukt, zugesetzt wird, wenn der pH-Wert erhöht werden muß, um in den erfindungsgemäßen Bereich gesteuert zu werden. Die Zudosierung der entsprechenden Menge an Elektrolytlösung, z.B. Natriumchloridlösung, kann beispielsweise mittels einer Dosierpumpe geschehen, wobei die hierdurch erzeugte Wasser-/Elektrolytlösung vor dem Eintritt in den Elektrolysereaktor vorzugsweise möglichst homogen vermischt wird, um für einen gleichmäßigen Betrieb des Elektrolysereaktors zu sorgen. Als geeignete Mischeinrichtung hat sich insbesondere ein Kugelmischer bewährt, bei welchem die Wasser-/Elektrolytlösung durch eine Kugelschüttung geleitet wird.
  • Alternativ oder zusätzlich kann in bevorzugter Ausführung vorgesehen sein, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum durch Steuerung des zwischen den Elektroden fließenden Stromes gesteuert wird, indem z.B. an die Elektroden des Elektrolysereaktors eine geeignete Spannung angelegt wird, welche für einen zur Erzielung des erfindungsgemäßen pH-Wertebereiches erforderlichen Stromfluß sorgt. Ferner ist es alternativ oder zusätzlich möglich, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung indem Anodenraum durch Steuerung der Verweilzeit und/oder des Volumenstroms derselben in dem bzw. durch den Elektrolysereaktor gesteuert wird. In jedem Fall können ein oder mehrere Parameter im wesentlichen auf einem konstanten Wert gehalten bzw. geregelt werden.
  • Um einen Elektrolysereaktor mit einer vorgegebenen Reaktorgeometrie in Abhängigkeit des zu desinfizierenden Wassers zu kalibrieren, d.h. um eine Einstellung der für eine Steuerung des pH-Wertes des Wasser-/Elektrolytlösung auf den erfindungsgemäßen Wertebereich erforderlichen Verfahrensparameter vorzunehmen, sieht eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens vor, daß zur Steuerung des pH-Wertes der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum des Elektrolysereaktors auf einen pH-Wert zwischen 2,5 und 3,5, insbesondere zwischen 2,7 und 3,3, bei einem vorgegebenen Sollstrom zwischen den Elektroden des Elektrolysereaktors eine von der jeweiligen Zusammensetzung des zu desinfizierenden Wassers abhängige Verweilzeit (TV) und/oder eine von der jeweiligen Zusammensetzung des Wassers abhängiger Volumenstrom (V') der Wasser-/Elektrolytlösung in dem bzw. durch den Elektrolysereaktor ermittelt wird. Dabei sieht eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens vor, daß die Verweilzeit (TV) und/oder der Volumenstrom (V') in dem bzw. durch den Elektrolysereaktor in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit (κ) und/oder von der Härte (H) des Wassers ermittelt wird. Da insbesondere die Leitfähigkeit des Wassers einen verhältnismäßig großen Einfluß auf die zum Erreichen des erfindungsgemäßen pH-Wertes erforderliche Verweilzeit der Lösung in dem Reaktor bzw. – im Falle einer (semi)kontinuierlichen Verfahrensführung – auf den entsprechenden Volumenstrom durch den Reaktor besitzt, ist es auf diese Weise möglich, zunächst einen für das jeweils zu desinfizierende Wasser zweckmäßige(n) Verweilzeit/Volumenstrom zu ermitteln, wobei zur Ermittlung dieser Abhängigkeit ein geeigneter Strom an die Elektroden des Reaktors angelegt wird, welcher z.B. empirisch ermittelt werden kann und vorzugsweise – wie auch die Menge an zudosierter Elektrolytlösung – konstant gehalten wird. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Verweilzeit bzw. der Volumenstrom anstelle in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des zu desinfizierenden Wassers in Abhängigkeit von der für die elektrische Leitfähigkeit des Wassers repräsentativen Härte des Wassers ermittelt wird, d.h. anstelle der zur Gesamtkonzentration an in dem Wasser enthaltenen Ionen proportionalen Leitfähigkeit des Wassers wird nur dessen Härte, also dessen Konzentration an Calcium- und Magnesiumionen, herangezogen.
  • Eine bevorzugte Ausführung sieht in diesem Zusammenhang vor, daß die Verweilzeit (TV) und/oder der Volumenstrom (V') gemäß einer Geradengleichung der Form TV = k1·κ + k2 und/oder V' = k3·H + k4 ermittelt wird, wobei k1, k2, k3 und k4 reaktorspezifische Konstanten sind. Die genannten Geradengleichungen können z.B. auf einfache Weise dadurch ermittelt werden, indem Wässer mit verschiedener Leitfähigkeit bei einer bestimmten Verweilzeit in dem bzw. mit einem bestimmten Volumenstrom durch den Reaktor und unter einer bestimmten – insbesondere konstanten – Zudosierung an Elektrolytlösung und bei einem bestimmten – insbesondere konstanten – Stromfluß zwischen den Elektroden des Elektrolysereaktors elektrochemisch aktiviert werden und dabei der pH-Wert auf den erfindungsgemäßen Wertebereich gesteuert wird, wonach die hierbei für die verschiedenen Wässer erforderlichen Verweilzeiten bzw. Volumenströme in Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit des Wassers aufgetragen werden und der Reaktor mit einem dementsprechenden Volumenstrom (bzw. Verweilzeit) betrieben wird.
  • In weiterhin bevorzugter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß zur Steuerung des pH-Wertes der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum des Elektrolysereaktors auf einen pH-Wert zwischen 2,5 und 3,5, insbesondere zwischen 2,7 und 3,3, bei einer vorgegebenen Verweilzeit (TV) der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Elektrolysereaktor und/oder bei einem vorgegebenen Volumenstrom (V') der Wasser-/Elektrolytlösung durch den Elektrolysereaktor ein von der jeweiligen Zusammensetzung des zu desinfizierenden Wassers abhängiger, statischer Sollstrom (Isoll, stat) zwischen den Elektroden ermittelt wird. Auch in diesem Fall ist es von Vorteil, wenn der statische Sollstrom (Isoll, stat) in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit (κ) und/oder von der Härte (H) des Wassers ermittelt wird. Überdies kann wiederum vorzugsweise vorgesehen sein, daß der statische Sollstrom Isoll, stat gemäß einer Geradengleichung der Form Isoll, stat = K1·κ + K2 und/oder Isoll, stat = K3·H + K4 ermittelt wird, wobei K1, K2, K3 und K4 reaktorspezifische Konstanten sind.
  • Um zusätzlich zu einer mehr oder minder statischen Steuerung des anodischen Potentials des Elektrolysereaktors der oben genannten Art für eine dynamische Regelung in Abhängigkeit der gegebenenfalls sich über die Zeit verändernden, tatsächlichen Parameter zu sorgen, sieht eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß zur Steuerung des pH-Wertes der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum des Elektrolysereaktors (6) auf einen pH-Wert zwischen 2,5 und 3,5, insbesondere zwischen 2,7 und 3,3, bei einem vorgegebenen statischen Sollstrom (Isoll, stat) zwischen den Elektroden des Elektrolysereaktors ein von der jeweiligen Verweilzeit der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Elektrolysereaktor und/oder von dem jeweiligen Volumenstrom der Wasser-/Elektrolytlösung durch den Elektrolysereaktor abhängiger, dynamischer Sollstrom (Isoll, dyn) ermittelt wird, so daß die Steuerung des Reaktors zum Zwecke einer Aufrechterhaltung des pH-Wertes der elektrochemisch aktivierten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung im Bereich von 3 in situ in Abhängigkeit der gemessenen tatsächlichen Parameter, wie der Verweilzeit bzw. des Volumenstroms, geschehen kann.
  • Der dynamische Sollstrom (Isoll, dyn) wird vorzugsweise ebenfalls gemäß einer Geradengleichung der Form Isoll, dyn = K5·TV + K6 und/oder Isoll, dyn = K7·V' + K4 ermittelt, wobei K5, K6, K7 und K8 reaktorspezifische Konstanten sind.
  • An die Elektroden des Elektrolysereaktors wird bei einer solchen Steuerung, welche sowohl statische, von dem jeweils eingesetzten Wasser abhängige Einstellkomponenten als auch dynamische, von den tatsächlich gemessenen Parametern abhängige Regelungskomponenten umfaßt, vorzugsweise ein Gesamt-Sollstrom (Isoll, ges) angelegt, welcher aus der Summe des statischen Sollstromes (Isoll, stat) und des dynamischen Sollstromes (Isoll, dyn) gebildet ist: Isoll, ges = Isoll, stat + Isoll, dyn
  • Wie bereits erwähnt, wird die Menge an zudosierter Elektrolytlösung sowohl hinsichtlich der Voreinstellung des Reaktors als auch während des Betriebs im wesentlichen konstant gehalten, wobei der Reaktor z.B. stets in seinem optimalen Betriebszustand mit einem bestimmten Volumenstrom an Wasser (bzw. mit einer bestimmten Verweilzeit des Wassers in dem Reaktor) gefahren werden kann und z.B. im Falle einer Desinfektion von Wasser mit Spitzenlasten großen Bedarfs und Ruhezeiten geringen Bedarfs vorgesehen sein kann, den Reaktor einerseits von Zeit zu Zeit abzuschalten (z.B. während Ruhezeiten) und andererseits einen Speicher für die produzierte elektrochemisch aktivierte, anodische Wasser-/Elektrolytlösung bereitzustellen, um Spitzenlasten zu überbrücken.
  • Ein besonderer Vorteil der dynamischen Regelungskomponente der erfindungsgemäßen Steuerung besteht darin, daß in dem Fall, wenn die gemessene Verweilzeit der Wasser-/Elektrolytlösung und/oder der gemessene Volumenstrom derselben in dem bzw. durch den Elektrolysereaktor absinkt, bei einem solchen gemessenen Abfall dieser Verweilzeit und/oder dieses Volumenstroms der zwischen den Elektroden fließende Gesamtstrom (Isoll, ges) kurzzeitig aufgrund des dynamischen Anteils (Isoll, dyn) ebenfalls abgesenkt werden kann. Es wurde festgestellt, daß sich insbesondere im Falle eines kontinuierlichen Betriebs der elektrochemischen Aktivierung Gasbläschen bilden können, wie insbesondere aus dem zu desinfizierenden Wasser ausgasender Sauerstoff sowie Chlorgas, wodurch der bei der elektrochemischen Aktivierung erzielte Umsatz beeinträchtigt wird und folglich auch der pH-Wert ansteigt und wobei ferner eine Verminderung des Volumenstroms durch den Reaktor detektierbar ist. Um dem entgegenzuwirken, hat sich insbesondere eine kurzzeitige Erniedrigung des zwischen den Elektroden des Elektrolysereaktors fließenden Stromes als vorteilhaft erwiesen, was durch den dynamischen Anteil des Sollstroms möglich ist. Eine solche Maßnahme der dynamischen Steuerung bzw. Regelung kann ferner auch unabhängig von der erfindungsgemäß vorgesehenen statischen Steuerung des pH-Wertes des Wasser-/Elektrolytlösung in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit bzw. von der Härte des Wassers zweckmäßig sein, um eine Bildung von Gasbläschen in dem Elektrolysereaktor, welche offenbar auf eine Art labiles Gleichgewicht zurückzuführen ist, zu beseitigen und wieder zu einem für eine einwandfreie Desinfektion des Wassers geeigneten Betrieb der elektrochemischen Aktivierung zurückzukehren.
  • Wie bereits erwähnt, kann vorzugsweise vorgesehen sein, daß die Elektrolytlösung in Form einer – insbesondere im wesentlichen gesättigten – Natriumchloridlösung zugesetzt wird. Indes sind auch andere Elektrolytlösungen denkbar, wobei sich – auch aufgrund ihrer äußerst hohen Löslichkeit in Wasser – insbesondere Neutralsalze mit einem Alkalimetallkation, vorzugsweise aus der Gruppe Natrium (Na) und Kalium (K), und mit einem Halogenanion, vorzugsweise aus der Gruppe Fluor (F), Chlor (Cl), Brom (Br) und Jod (I), als zweckmäßig erwiesen haben.
  • Wie bereits angedeutet, kann es nicht nur im Hinblick auf die Herstellung des erfindungsgemäßen Desinfektionsmittels selbst, sondern auch im Falle einer Desinfektion von Wasser von Vorteil sein, ausschließlich die in dem Anodenraum erzeugte, elektrochemisch aktivierte Wasser-/Elektrolytlösung zur Desinfektion des Wassers zu verwenden und die zur Desinfektion weniger geeignete, in dem Kathodenraum erzeugte Lösung zu verwerfen.
  • Ferner kann es bei der Desinfektion von Wasser insbesondere günstig sein, wenn aus dem zu desinfizierenden Wasser ein Teilstrom abgezweigt, der Teilstrom elektrochemisch aktiviert und zumindest (oder ausschließlich) der in dem Anodenraum elektrochemisch aktivierte Teilstrom dem zu desinfizierenden Wasser als Desinfektionsmittel zugesetzt wird, wobei dieses Desinfektionsmittel – wie bereits erwähnt – je nach Anwendungsfall z.B. in einer Verdünnung von etwa 1:200 bis etwa 1:500 dem zu desinfizierenden Wasser wieder zugesetzt wird.
  • Schließlich ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Durchführung geeignet, wobei ein Teilstrom des zu desinfizierenden Wassers bzw. das zur Herstellung des Desinfektionsmittels in Form der in erfindungsgemäßer Weise elektrochemisch aktivierten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung (semi)kontinu ierlich durch den Elektrolysereaktor hindurch geleitet wird.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Desinfektionsmittel in Form einer auf die erfindungsgemäße Weise hergestellten, elektrochemisch aktivierten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung. Die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Lösung kann als Desinfektionsmittel z.B. überall dort zum Einsatz gelangen, wo eine einwandfreie Desinfektion von Wasser, insbesondere auch unter Einhaltung der Trinkwasserverordnung, erforderlich ist, wie zur Desinfektion der kommunalen Wasserversorgung oder der Wasserversorgung von Krankenhäusern, Schulen, Pflegeheimen, Gewerbebetrieben, Hotels oder anderen gastronomischen Betrieben und Sportvereinen (z.B. zur Zudosierung in das Wasser der sanitären Anlagen), Bahnhöfen, Flughäfen, Großküchen, zur Desinfektion von Schwimmbadwasser oder Regenwasser (z.B. zur Beigabe bei der Regenwasseraufbereitung) bzw. zum Zusatz in Wasservorratstanks beliebiger Art, für Entsalzungsanlagen, wie Meerwasserentsalzungsanlagen auf Schiffen oder auf dem Binnenland, zur Verhinderung der Verschleppung von Keimen im Wasser von Textilwaschmaschinen, zur schnellen Entfärbung von Färbereiabwässern, für praktisch beliebige Industrie(ab)wässer, wie zur Beimischung in Kühlwasser (beispielsweise für Dreh-, Fräs-, Bohr-, Schneide- oder andere Werkzeugmaschinen), für Klimaanlagen und Luftbefeuchtungssysteme, für Osmoseanlagen, als Zusatz zu dem Wasser zum Anmachen von Beton und Zement, als Zusatz zu dem Wasser bei der Herstellung elektronischer Bauelemente und Schaltungen, als Zugabe in das Wasser von Schnittblumen, zur Zudosierung in das Tränke- und Abwasser von Tierhaltungsbetrieben und Schlachthöfen bzw. zur Desinfektion von in diesem Zusammenhang eingesetzten Vorrichtungen, wie Brutmaschinen, Melkmaschinen und dergleichen, etc. In allen Fällen wird zur akuten Desinfektion oder während des normalen Betriebs eine zuverlässige Desinfektion erreicht und wird die unerwünschte Bildung von Algen und/oder Schlämmen verhindert. Das Desinfektionsmittel kann entweder in im wesentlichen reiner Form oder – insbesondere bei der Wasseraufbereitung – in Form einer Verdünnung von bis zu etwa 1:500, vorzugsweise bis zu etwa 1:400, Anteilen eines Verdünnungsmittels, wie Wasser, eingesetzt werden, wobei sich im Falle der Wasseraufbereitung z.B. eine Verdünnung im Bereich von etwa 1:400 in vielen Fällen als zweckmäßig erwiesen hat.
  • Das Desinfektionsmittel in Form der erfindungsgemäß elektrochemisch aktivierten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung kann darüber hinaus – ebenfalls z.B. in reiner Form oder insbesondere in Form einer jeweils geeigneten Verdünnung – zur Desinfektion von Lebensmitteln, wie Getreide oder Mehl, Gewürze, Obst, Gemüse, Speiseeis und als Kühlmittel dienendes Eis, z.B. bei der Lagerung von Fleisch, Fischen und Meeresfrüchten anläßlich Transport und Verkauf, Tierprodukten und dergleichen, verwendet werden, wobei eine einwandfreie Abtötung von Keimen, wie Fäulnisbakterien etc., und somit bei einer sehr guten Gesundheitsverträglichkeit eine längere Lagerbeständigkeit erzielt wird.
  • Des weiteren ist eine Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Desinfektionsmittels zur Desinfektion von Saatgut geeignet, wobei es z.B. als Silage- und Konservierungsmittel bei der Einlagerung von Saatgut und Getreide in Silos eingesetzt werden kann.
  • Ein weiteres bevorzugtes Einsatzgebiet eines solchen Desinfektionsmittels besteht in der Desinfektion von Verpackungsbehältern und Verpackungen, insbesondere für hygienische Produkte, wie Lebensmittel, Pharmazeutika, sterile Gegenstände (wie Spritzen, Operationsbesteck etc.) und dergleichen.
  • Überdies kann eine Verwendung eines solchen Desinfektionsmittels für Reaktionsmedien zur Durchführung von Lösungsmittel- und Emulsionspolymerisationen günstig sein, wobei der Einsatz von hierfür erforderlichen Emulgatoren verringert wird und die Polymerisationsrate überraschenderweise gesteigert werden kann, wie es sich bei einem Experiment anläßlich der Herstellung von Divinylstyrolkautschuk gezeigt hat.
  • Ferner besteht ein weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet eines solchen Desinfektionsmittels als Additiv für insbesondere wasserlösliche Farben, Lacke und Pigmente, welchen eine biocide Wirkung verliehen werden kann, sowie als Additiv für Kühl- und Schmiermittel, z.B. für industrielle Kühlkreisläufe oder für technische Schmiermittel auf der Basis von Wasser, Öl oder Fett.
  • Schließlich kann ein solches Desinfektionsmittels auch als Additiv für Treib- und Kraftstoffe, wie Heizöl, Benzin, Kerosin und dergleichen, verwendet werden.
  • In allen Fällen kann das Desinfektionsmittel in Form der in erfindungsgemäßer Weise elektrochemisch aktivierten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung bei geeigneter Lagerung (insbesondere im wesentlichen unter Sauerstoffabschluß) problemlos bis zu etwa sechs Monaten auf Vorrat gehalten werden.
    •
  • Nachstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur Aufbereitung bzw. Desinfektion von Trinkwasser unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei sei darauf hingewiesen, daß die Herstellung der elektrochemisch aktivierten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung in reiner oder andersartig verdünnter Form in einem identischen Elektrolysereaktor geschehen kann. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein schematisches Fließbild eines Verfahrens zur Desinfektion von Wasser durch elektrochemische Aktivierung (ECA);
  • 2 eine geschnitten dargestellte Detailansicht des Elektrolysereaktors gemäß 1; und
  • 3 eine geschnitten dargestellte Detailansicht des Mischers gemäß 1.
  • Die in 1 schematisch dargestellte, zur kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung zur Desinfektion von Wasser durch elektrochemische Aktivierung (ECA) unter potentialkontrollierter anodischer Oxidation (PAO) umfaßt eine Hauptwasserleitung 1, in welcher das zu desinfizierende Wasser gefördert wird. Die Hauptwasserleitung 1 kann beispielsweise von einer Zulaufleitung der Wasserversorgung eines Krankenhauses, eines Gewerbebetriebs, eines Hotels oder eines anderen gastronomischen Betriebs, von der Umwälzleitung eines Swimmingpools oder dergleichen gebildet sein. An die Hauptwasserleitung 1 ist eine Abzweigleitung 2 angeschlossen, welche mit einem Ventil 3, insbesondere in Form eines Steuerventils, sowie mit einem Filter 4, insbesondere in Form eines Feinfilters mit einer Lochweite von beispielsweise etwa 80 bis 100 μm, ausgestattet ist und über einen weiter unten unter Bezugnahme auf 3 näher erläuterten Mischer 5 in einen ebenfalls weiter unten unter Bezugnahme auf 2 näher beschriebenen Elektrolysereaktor 6 mündet. Über die Abzweigleitung 2 ist somit ein mittels des Steuerventils 3 steuerbarer Teilstrom des in der Hauptwasserleitung 1 geförderten Wassers in den Elektroly sereaktor 6 überführbar, wobei z.B. ein Teilstrom des in der Hauptwasserleitung 1 geförderten Wassers in der Größenordnung von 1/200 über die Abzweigleitung 2 abgezweigt wird.
  • Der Mischer 5 steht zulaufseitig einerseits mit der Abzweigleitung 2, andererseits mit einem Reservoir 7 zur Aufnahme einer Elektrolytlösung, z.B. einer im wesentlichen gesättigten Natriumchloridlösung, in Verbindung, welche in dem Mischer 5 möglichst homogen miteinander vermischt werden und über eine gemeinsame, ablaufseitige Leitung 8 des Mischers 5 in den Elektrolysereaktor 6 gelangen. Die von dem Reservoir 7 in den Mischer 5 führende Leitung 9 ist ferner mit einer in 1 nicht dargestellten Dosierpumpe ausgestattet, um dem in der Abzweigleitung 2 geförderten Wasser eine definierte Menge an Elektrolytlösung zuzusetzen. Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, ist der Mischer 5 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel von einem Kugelmischer gebildet, welcher eine konstant gleichmäßige Durchmischung des Wassers mit der Elektrolytlösung sicherstellt. Er umfaßt im wesentlichen einen etwa zylindrischen Behälter 51, an dessen entgegengesetzten Enden die Zuläufe 2, 9 bzw. der Ablauf 8 angeschlossen sind und in welchem eine Schüttung aus in 3 exemplarisch angedeuteten Kugeln 52 oder anderem Schüttgut angeordnet ist, durch welches das Wasser und die Elektrolytlösung hindurch fließen, wobei die Kugeln 52 in Schwingungen angeregt werden und dabei eine sehr homogene Durchmischung von Wasser/Elektrolytlösung gewährleisten.
  • Wie insbesondere der 2 zu entnehmen ist, umfaßt der Elektrolysereaktor 6 eine Anode 61, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel z.B. von einem mit katalytisch wirksamem Rutheniumdioxid (RuO2) beschichteten Hohlrohr aus Titan gebildet ist und an welches endseitig über ein Außen gewinde 61a der Pluspol einer nicht näher dargestellten Spannungsquelle anschließbar ist. Der Elektrolysereaktor 6 umfaßt des weiteren eine Kathode 62, welche beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ebenfalls von einem Hohlrohr gebildet ist, innerhalb dessen die Anode 61 koaxial angeordnet ist. Die Kathode 62 ist mittels z.B. sie außenseitig umgreifender Klemmen (nicht dargestellt) an den Minuspol der nicht näher weitergegebenen Spannungsquelle anschließbar. Koaxial zu der Anode 61 sowie zu der Kathode 62 und zwischen diesen ist ein mittels Dichtringen 63 abgedichtetes, rohrförmiges Diaphragma 64 angeordnet, welches den zwischen der Anode 61 und der Kathode 62 befindlichen, ringförmigen Reaktionsraum in einen Anodenraum und in einen Kathodenraum abtrennt. Das Diaphragma 64 verhindert eine Vermischung der im Anodenraum und Kathodenraum befindlichen Flüssigkeit und läßt jedoch einen Stromfluß zu, welcher insbesondere für die Migration von Ionen keinen großen Widerstand darstellt. Das Diaphragma 64 ist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel z.B. aus porösem Zirkoniumdioxid (ZrO2) gebildet.
  • Der Elektrolysereaktor 6 besitzt ferner zwei Einlässe 65a, 65b, über welche die aus dem Mischer 5 über die Leitung 8 austretende Wasser-/Elektrolytlösung in den Reaktionsraum des Reaktors 6, d.h. in dessen Anodenraum und in dessen von diesem durch das Diaphragma 64 räumlich getrennten Kathodenraum, eingespeist wird. Ein hierfür vorgesehener, z.B. etwa T-förmiger Abzweig ist in 1 nicht gezeigt. Wie wiederum insbesondere aus 3 und überdies aus 1 ersichtlich, weist der Elektrolysereaktor 6 ferner zwei Auslässe 66a, 66b auf, über welche die Wasser-/Elektrolytlösung nach der chemischen Aktivierung in dem Reaktor 6 aus diesem abführbar ist. Während der Auslaß 66a zum Abführen der elektrochemisch aktivierten Wasser-/Elektrolytlösung aus dem Anodenraum des Reaktors 6 – d.h. zum Abführen des sogenannten "Anolyts" – dient, dient der Auslaß 66b zum Ab führen aus dem Kathodenraum – d.h. zum Abführen des sogenannten "Katholyts". Ferner kann vorgesehen sein, daß beim Anfahren des Elektrolysereaktors 6 über einen bestimmten Zeitraum auch der "Anolyt", d.h. die elektrochemisch aktivierte, anodische Wasser-/Elektrolytlösung, verworfen wird, um anfängliche Qualitätsbeeinträchtigungen, so lange der Elektrolysereaktor 6 noch nicht seinen gewünschten Betriebszustand erreicht hat, auszuschließen.
  • Nachfolgend sind die geometrischen Abmessungen des vorliegend eingesetzten Elektrolysereaktors 6 in Form einer Auflistung wiedergegeben:
    Länge des Kathodenraumes: 18,5 cm;
    Volumen des Kathodenraumes: 10 ml;
    Fläche der Kathode: 92,4 cm2;
    Länge des Anodenraumes: 21,0 cm;
    Volumen des Anodenraumes: 7 ml;
    Fläche der Anode: 52,7 cm2;
    Abstand zwischen Kathode und Anode: ca. 3 mm (einschließlich Diaphragma).
  • Der Elektrolysereaktor 6 wird z.B. mit einem Wasserdurchsatz von 60 bis 140 l/h betrieben, wobei selbstverständlich auch größere Durchsätze möglich sind, indem größere Reaktoren und/oder mehrere, parallel geschaltete Reaktoren eingesetzt werden. Vorzugsweise fährt der Elektrolysereaktor 6 stets unter Vollast, wobei er bedarfsweise abgeschaltet werden kann und Spitzenlasten über einen weiter unten noch näher erläuterten Speichertank für die elektrochemisch aktivierte, anodische Wasser-/Elektrolytlösung abgefangen werden können.
  • Wie wiederum aus 1 ersichtlich, mündet der Auslaß 66b aus dem Kathodenraum des Elektrolysereaktors 6 in einen Gasabscheider 10, aus welchem das Abgas über eine optional vorgesehene Abgasleitung 11 abgeführt wird, während der Katholyt selbst, d.h. die aus dem Kathodenraum des Elektrolysereaktors 6 abgeführte Wasser-/Elektrolytlösung, über eine Leitung 12, z.B. in die Kanalisation eines kommunalen Abwassersystems, abgeführt wird. Der Auslaß 66a aus dem Anodenraum des Elektrolysereaktors 6 mündet in einen Speichertank 13, aus welchem der Anolyt über eine Leitung 14 der Hauptwasserleitung 1 zugesetzt werden kann, was beim vorliegenden Ausführungsbeispiel über eine Bypaßleitung 15 geschieht, welche durch jeweils ein stromab bzw. stromauf der Anschlußstelle der Leitung 14 in die Bypaßleitung 15 mittels je eines Steuerventils 16, 17 auf- und zusteuerbar ist. Ein weiteres Steuerventil 18 ist in dem von der Bypaßleitung 15 überbrückten Abschnitt der Hauptwasserleitung 1 angeordnet. In der den Speichertank 13 mit der Bypaßleitung 15 der Hauptwasserleitung 1 verbindenden Leitung 14 ist ferner eine Dosierpumpe 19 vorgesehen, welche zum gesteuerten Zudosieren des Anolyts aus dem Speichertank 13 in die Hauptwasserleitung 1 dient. Eine Abgasleitung 20 mündet aus dem Speichertank 20 in die Abgasleitung 11 aus dem Gasabscheider 10. Die Funktion der Bypaßleitung 15, welcher das Desinfektionsmittel zugesetzt wird, besteht darin, daß im Normalbetrieb der gesamte, in der Hauptwasserleitung 1 geführte Wasserstrom über die Bypaßleitung 15 geführt und mit dem Desinfektionsmittel beaufschlagt werden kann. Zu Wartungs- und Installationszwecken kann die Bypaßleitung 15 indes von der Hauptwasserleitung 1 über die Ventile 16, 17 abgetrennt werden.
  • Der Elektrolysereaktor 6 ist des weiteren mit einer in 1 nicht näher wiedergegebenen, steuerbaren Spannungsquelle ausgestattet, um zwischen der Anode 61 und der Kathode 62 (2) den von einem Amperemeter (nicht gezeigt) gemessenen, gewünschten Stromfluß zu steuern. Er weist ferner ei nen z.B. in dem Auslaß 66a für den Anolyt angeordneten pH-Meter (ebenfalls nicht gezeigt) auf, welcher alternativ beispielsweise auch in dem Speichertank 13 vorgesehen sein kann. Eine z.B. in den Reaktor 6 integrierte, steuerbare Pumpe (ebenfalls nicht gezeigt) dient zur steuerbaren Förderung der Wasser-/Elektrolytlösung durch den Elektrolysereaktor hindurch, wobei die Pumpe den Volumenstrom und folglich die Verweilzeit der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Reaktor 6 steuert. Eine ebenfalls nicht näher wiedergegebenen Steuereinrichtung, z.B. in Form einer elektronischen Datenverarbeitungseinheit, ist zur Steuerung der genannten Parameter derart eingerichtet, um in dem aus dem Anodenraum der Reaktors 2 über den Auslaß 66a austretenden Anolyt einen pH-Wert zwischen 2,5 und 3,5, vorzugsweise im Bereich von etwa 3,0, aufrechtzuerhalten, was beispielsweise mittels PID-Reglern geschehen kann.
  • Zur Reinigung des Elektrolysereaktors 6 ist ferner ein Speicher 21 zur Aufnahme von Reinigungsflüssigkeit, z.B. Essigsäure oder dergleichen, sowie – optional – ein Speicher 22 zur Aufnahme von verbrauchter Reinigungsflüssigkeit vorgesehen, wobei eine von dem Speicher 21 in den Reaktor 6 führende Zuleitung 23 mit den Einlässen 65a, 65b des Reaktors 6 (vgl. 2) sowie eine aus dem Reaktor 6 in den Speicher 22 führende Ableitung 24 mit den Auslässen 66a, 66b des Reaktors 6 (vgl. 2) bedarfsweise koppelbar ist, um den Reaktor 6, d.h. sowohl dessen Kathodenraum als auch insbesondere dessen Anodenraum zu spülen. Alternativ kann die Reinigungslösung insbesondere im Falle von Essigsäure auch direkt in ein z.B. kommunales Abwassersystem eingespeist werden.
  • Um die Lebensdauer des Elektrolysereaktors 6 zu erhöhen bzw. um dessen Wartungsintervalle zu verkürzen, kann diesem ferner ein in 1 nicht dargestellter Enthärter vorge schaltet sein, welcher die Härte des Wassers z.B. auf einem Wert von höchstens 4° hält.
  • Nachfolgend ist die Betriebsweise der Vorrichtung zur Desinfektion von Wasser durch elektrochemische Aktivierung (ECA) unter potentialkontrollierter anodischer Oxidation (PAO) kurz erläutert.
  • Der Elektrolysereaktor 6 wird zunächst in Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit oder – beim vorliegenden Ausführungsbeispiel – in Abhängigkeit der hierfür etwa repräsentativen Härte des zu desinfizierenden Wassers (welches in der Regel einen pH-Wert im neutralen Bereich, d.h. von etwa 6 bis 8 aufweist) kalibriert, um zur Erzielung eines pH-Wertes von etwa 3 in dem Anodenraum des Reaktors 6 geeignete Sollwerte des zwischen den Elektroden fließenden Stromes und des Volumenstromes durch den Reaktor bzw. der Verweilzeit der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Reaktor 6, insbesondere im Anodenraum desselben, in welchem der zur Desinfektion des Wassers wirksame Anolyt erzeugt wird, zu erhalten. Dabei gilt grundsätzlich, daß mit steigender Härte (bzw. elektrischer Leitfähigkeit) des zu desinfizierenden Wassers ein höherer Strom und/oder ein geringerer Volumenstrom (bzw. eine höhere Verweilzeit) erforderlich ist, um einen zur Einstellung eines pH-Wertes im Bereich von 3 geeigneten Umsatz der Wasser-/Elektrolytlösung anläßlich deren elektrochemischen Aktivierung zu erzielen. Bei der Kalibrierung wird zunächst ein Volumenstrom durch den Reaktor 6 eingestellt, welcher etwa den Vorgaben des jeweils erforderlichen Volumenstromes durch den Reaktor 6 – genauer: des über die Abzweigleitung 2 dem Reaktor 6 zugeführten Volumenstromes, hier z.B. etwa 1/200 des in der Hauptwasserleitung 1 geführten Stromes an Wasser – entspricht, welcher sich vornehmlich nach der in der Hauptwasserleitung 1 geförderten Menge des mittels des über die Leitung 14 in die Hauptwasserleitung 1 zurückgeführten Anolyts (hier z.B. etwa 1/400 des in der Hauptwasserleitung 1 des in der Hauptwasserleitung 1 geführten Stromes an Wasser, während etwa 1/400 dieses Stromes in Form des Katholyts verworfen wird) zu desinfizierenden Wassers richtet. Ferner wird ein Strom eingestellt, welcher durch geeignete Zudosierung an Elektrolytlösung aus dem Reservoir 7 einen pH-Wert im Bereich von 3 der Wasser-/Elektrolytlösung anläßlich der elektrochemischen Aktivierung ergibt. Nachdem die Kalibrierung für verschiedene Wässer mit unterschiedlicher Härte durchgeführt worden ist, werden beim vorliegenden Ausführungsbeispiel folgende Kalibriergeraden für den statischen Sollstrom (Isoll, stat) bzw. für den Sollvolumenstrom durch den Reaktor 6 (V'soll) erhalten: Isoll, stat = 0,418 A·Härte [°] + 0,953 A; (I) V'soll = –0,95 l/h·Härte [°] + 43,80 l/h. (II)
  • Nachdem die vorgenannten Kalibriergeraden ermittelt worden sind, wird der zwischen der Anode 61 und der Kathode 62 des Elektrolysereaktors 6 fließende Strom je nach Härte des zu desinfizierenden Wassers auf den entsprechenden Sollwert eingestellt. Entsprechendes gilt für den Volumenstrom der Wasser-/Elektrolytlösung durch den Reaktor 6 hindurch.
  • Während des Betriebs wird der pH-Wert des zur Desinfektion des Wassers verwendeten Anolyts stets so gesteuert, daß der pH-Wert des Anolyts im Bereich von 3 beträgt, was insbesondere durch zusätzliche Regelung des dynamischen Anteils (Isoll, dyn) des insgesamt an die Elektroden 61, 62 des Elektrolysereaktors 6 angelegten Gesamt-Sollstromes (Isoll, ges) unter Berücksichtigung des tatsächlich gemessenen Volumenstromes (V') durch den Reaktor 6 geschieht: Isoll, ges = Isoll, stat + Isoll, dyn, (III)wobei Isoll, dyn = K7·V' + K8. Folglich wird in Abhängigkeit des gemessenen pH-Wertes der an die Elektroden 61, 62 angelegte Strom erhöht, wenn der pH-Wert über 3 ansteigt (d.h. wenn der gemessene Volumenstrom V' zunimmt bzw. wenn der bei der elektrochemischen Aktivierung erzielte Umsatz abnimmt), während der Strom erniedrigt wird, wenn der pH-Wert unter 3 absinkt (d.h. wenn der gemessene Volumenstrom V' – z.B. in Folge einer Bildung von Gasbläschen im Reaktionsraum – abnimmt bzw. wenn der bei der elektrochemischen Aktivierung erzielte Umsatz zunimmt); und/oder der Volumenstrom V' durch den Reaktor wird verringert, wenn der pH-Wert über 3 ansteigt, während der Volumenstrom erhöht wird, wenn der pH-Wert unter 3 absinkt. Während die Menge an zudosierter Elektrolytlösung dabei vorzugsweise im wesentlichen konstant gehalten wird, kann alternativ oder zusätzlich auch vorgesehen sein, daß mehr Elektrolytlösung aus dem Reservoir 7 zudosiert wird, wenn der pH-Wert über 3 ansteigt (d.h. wenn der bei der elektrochemischen Aktivierung erzielte Umsatz abnimmt), während weniger Elektrolytlösung zudosiert wird, wenn der pH-Wert unter 3 absinkt (d.h. wenn der bei der elektrochemischen Aktivierung erzielte Umsatz ansteigt). Insbesondere ist es erfindungsgemäß auch möglich, zwei der drei vorgenannten Parameter Strom (d.h. elektrischer Strom zwischen den Elektroden des Reaktors 6), Volumenstrom durch den Reaktor 6 hindurch (d.h. Volumenstrom der Wasser-/Elektrolytlösung) und Menge an zudosierter Elektrolytlösung konstant zu halten und den pH-Wert lediglich durch Steuerung des dritten Parameters in dem erfindungsgemäßen Bereich zu halten. Das Redoxpotential, welches sich bei der erfindungsgemäßen Steuerung des pH-Wertes auf einen Wert im Bereich von 3 einstellt, beträgt vorzugsweise etwa konstant 1340 mV ± 20 mV.
  • Die auf diese Weise durch die erfindungsgemäß gesteuerte elektrochemische Aktivierung in Form einer potentialkontrollierten anodischen Oxidation erhaltene Desinfektionsflüssigkeit, welche in Form des Anolyts in dem Speichertank 13 zwischengespeichert wird, wird der Hauptwasserleitung 1 mittels der Dosierpumpe 19 – insbesondere in einem Anteil von etwa 1:400 – zugesetzt, um für eine zuverlässige Desinfektion des gesamten, hierin geförderten Wassers zu sorgen. Da sich der elektrochemisch aktivierte Anolyt, wie bereits erwähnt, in einem metastabilen Zustand befindet, sollte er im Hinblick auf die weitestgehend ungeschützte und gegebenenfalls warme Lagerung mit relativ großer freier Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels in dem Vorratstank 13 maximal etwa 14 Tage, vorzugsweise maximal etwa 48 Stunden, in dem Speichertank 13 auf Vorrat gehalten werden, bevor er dem Wasser zum Zwecke der Desinfektion zugesetzt wird. Indes besteht, wie weiter oben erwähnt, ohne weiteres die Möglichkeit, das auf die vorgenannten Weise herstellte Desinfektionsmittel selbst bis zu etwa sechs Monate zu lagern, wobei für einen möglichst gasdichten Abschluß entsprechender Lagertanks und vorzugsweise auch für eine möglichst niedrige Temperatur, z.B. bis zu etwa 8°C, gesorgt werden sollte.

Claims (34)

  1. Verfahren zur Desinfektion von Wasser, wie Trink- und Brauchwasser, Regenwasser, Industriewasser und dergleichen, durch elektrochemische Aktivierung (ECA), indem zumindest einem Teilstrom des zu desinfizierenden Wassers eine Elektrolytlösung, insbesondere eine Natriumchloridlösung, zugesetzt und das mit der Elektrolytlösung beaufschlagte Wasser in einem Elektrolysereaktor (6) mit wenigstens einem Kathodenraum mit einer Kathode (62) sowie mit wenigstens einem von dem Kathodenraum räumlich, insbesondere mittels eines Diaphragmas oder einer Membran, getrennten Anodenraum mit einer Anode (61) durch Anlegen einer Gleichspannung an die Elektroden (61, 62) mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird, um die Wasser-/Elektrolytlösung in einen zur Desinfektion geeigneten, metastabilen Zustand zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum auf einen Wert zwischen 2,5 und 3,5 gesteuert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anoden raum auf einen Wert zwischen 2,7 und 3,3, insbesondere auf einen Wert zwischen 2,8 und 3,2, gesteuert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum unmittelbar mittels eines pH-Meters gemessen wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum mittelbar über den zwischen den Elektroden (61, 62) fließenden Strom gemessen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum mittelbar über die Verweilzeit (TV) und/oder den Volumenstrom (V') derselben in dem bzw. durch den Elektrolysereaktor gemessen wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum durch gesteuertes Zusetzen der entsprechenden Menge an Elektrolytlösung gesteuert wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum durch Steuerung des zwischen den Elektroden (61, 62) fließenden Stromes gesteuert wird.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum durch Steuerung der Verweilzeit (TV) und/oder des Volumenstromes (V') derselben in dem bzw. durch den Elektrolysereaktor (6) gesteuert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des pH-Wertes der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum des Elektrolysereaktors (6) auf einen pH-Wert zwischen 2,5 und 3,5, insbesondere zwischen 2,7 und 3,3, bei einem vorgegebenen Sollstrom zwischen den Elektroden (61, 62) des Elektrolysereaktors (6) eine von der jeweiligen Zusammensetzung des zu desinfizierenden Wassers abhängige Verweilzeit (TV) und/oder eine von der jeweiligen Zusammensetzung des Wassers abhängiger Volumenstrom (V') der Wasser-/Elektrolytlösung in dem bzw. durch den Elektrolysereaktor (6) ermittelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit (TV) und/oder der Volumenstrom (V') in dem bzw. durch den Elektrolysereaktor (6) in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit (κ) und/oder von der Härte (H) des Wassers ermittelt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit (TV) und/oder der Volumenstrom (V') gemäß einer Geradengleichung der Form TV = k1·κ + k2 und/oder V' = k3·H + k4 ermittelt wird, wobei k1, k2, k3 und k4 reaktorspezifi sche Konstanten sind.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des pH-Wertes der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum des Elektrolysereaktors (6) auf einen pH-Wert zwischen 2,5 und 3,5, insbesondere zwischen 2,7 und 3,3, bei einer vorgegebenen Verweilzeit (TV) der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Elektrolysereaktor (6) und/oder bei einem vorgegebenen Volumenstrom (V') der Wasser-/Elektrolytlösung durch den Elektrolysereaktor (6) ein von der jeweiligen. Zusammensetzung des zu desinfizierenden Wassers abhängiger, statischer Sollstrom (Isoll, stat) zwischen den Elektroden (61, 62) ermittelt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der statische Sollstrom (Isoll, stat) in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit (κ) und/oder von der Härte (H) des Wassers ermittelt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der statische Sollstrom Isoll, stat gemäß einer Geradengleichung der Form Isoll, stat = K1·κ + K2 und/oder Isoll, stat = K3·H + K4 ermittelt wird, wobei K1, K2, K3 und K4 reaktorspezifische Konstanten sind.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des pH-Wertes der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum des Elektrolysereaktors (6) auf einen pH-Wert zwischen 2,5 und 3,5, insbesondere zwischen 2,7 und 3,3, bei einem vorgegebenen statischen Sollstrom (Isoll, stat) zwischen den Elektroden (61, 62) des Elektrolysereaktors (6) ein von der jeweiligen Verweilzeit (TV) der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Elektrolysereaktor und/oder von dem jeweiligen Volumenstrom der Wasser-/Elektrolytlösung durch den Elektrolysereaktor (6) abhängiger, dynamischer Sollstrom (Isoll, dyn) ermittelt wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der dynamische Sollstrom (Isoll, dyn) gemäß einer Geradengleichung der Form Isoll, dyn = K5·TV + K6 und/oder Isoll, dyn = K7·V' + K8 ermittelt wird, wobei K5, K6, K7 und K8 reaktorspezifische Konstanten sind.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektroden (61, 62) des Elektrolysereaktors (6) ein Gesamt-Sollstrom (Isoll, ges) angelegt wird, welcher aus der Summe des statischen Sollstromes (Isoll, stat) und des dynamischen Sollstromes (Isoll, dyn) gebildet ist: Isoll, ges = Isoll, stat + Isoll, dyn
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, daß die Menge an zudosierter Elektrolytlösung im wesentlichen konstant gehalten wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytlösung in Form einer im wesentlichen gesättigten Natriumchloridlösung zugesetzt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ausschließlich die in dem Anodenraum erzeugte, elektrochemisch aktivierte Wasser-/Elektrolytlösung zur Desinfektion des Wassers verwendet wird.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem zu desinfizierenden Wasser ein Teilstrom abgezweigt, der Teilstrom elektrochemisch aktiviert und zumindest der in dem Anodenraum elektrochemisch aktivierte Teilstrom dem zu desinfizierenden Wasser als Desinfektionsmittel zugesetzt wird.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß es kontinuierlich oder semikontinuierlich durchgeführt wird.
  23. Verfahren zur Herstellung eines Desinfektionsmittels durch elektrochemische Aktivierung (ECA) von Wasser, indem dem Wasser eine Elektrolytlösung, insbesondere eine Natriumchloridlösung, zugesetzt und das mit der Elektrolytlösung beaufschlagte Wasser in einem Elektrolysereaktor (6) mit wenigstens einem Kathodenraum mit einer Kathode (62) und mit wenigstens einem von dem Ka tnodenraum räumlich, insbesondere mittels eines Diaphragmas oder einer Membran, getrennten Anodenraum mit einer Anode (61) durch Anlegen einer Gleichspannung an die Elektroden (61, 62) mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird, um die Wasser-/Elektrolytlösung in einen zur Desinfektion geeigneten, metastabilen Zustand zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert der Wasser-/Elektrolytlösung in dem Anodenraum auf einen Wert zwischen 2,5 und 3,5 gesteuert wird, wobei das Desinfektionsmittel in Form der derart elektrochemisch aktivierten, anodischen Wasser-/Elektrolytlösung erhalten wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch die Merkmale wenigstens eines der Ansprüche 2 bis 19 und 22.
  25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Desinfektionsmittel in Form der elektrochemisch aktivierten, anodischen Elektrolytlösung in im wesentlichen reiner Form oder in Form einer Verdünnung von bis zu 1:500, insbesondere von bis zu 1:400, Anteilen eines Verdünnungsmittels, insbesondere Wasser, eingesetzt wird.
  26. Desinfektionsmittel, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 22 bis 25.
  27. Verwendung eines Desinfektionsmittels nach Anspruch 26 zur Desinfektion von Wasser, wie Trink- und Brauchwasser, Regenwasser, Industriewasser und dergleichen.
  28. Verwendung eines Desinfektionsmittels nach Anspruch 26 zur Desinfektion von Lebensmitteln, wie Getreide, Gewürze, Obst, Gemüse, Speiseeis, Tierprodukten und der gleichen.
  29. Verwendung eines Desinfektionsmittels nach Anspruch 26 zur Desinfektion von Saatgut.
  30. Verwendung eines Desinfektionsmittels nach Anspruch 26 zur Desinfektion von Verpackungsbehältern und Verpackungen, insbesondere für hygienische Produkte, wie Lebensmittel, Pharmazeutika, sterile Gegenstände und dergleichen.
  31. Verwendung eines Desinfektionsmittels nach Anspruch 26 als Additiv für Reaktionsmedien zur Durchführung von Lösungsmittel- und Emulsionspolymerisationen.
  32. Verwendung eines Desinfektionsmittels nach Anspruch 26 als Additiv für Farben, Lacke und Pigmente.
  33. Verwendung eines Desinfektionsmittels nach Anspruch 26 als Additiv für Kühl- und Schmiermittel.
  34. Verwendung eines Desinfektionsmittels nach Anspruch 26 als Additiv für Treib- und Kraftstoffe, wie Heizöl, Benzin, Kerosin und dergleichen.
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