DE102006033612B3

DE102006033612B3 - Gas ionization device for treating contaminated water, comprises a discharge section, a separation section and a closed housing arranged between electrodes for the production of gas-discharge and exhibiting a gas inlet and a gas outlet

Info

Publication number: DE102006033612B3
Application number: DE200610033612
Authority: DE
Inventors: Olaf Meincke; Martin Nowak; In-Ock Dr. Koh; Wolfram Dr. Thiemann; Wolfgang Fulda
Original assignee: Universitaet Bremen
Current assignee: FISCHER, KAY, DE
Priority date: 2006-07-18
Filing date: 2006-07-18
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-07-19

Abstract

The gas ionization device for treating contaminated water by treatment with a gaseous oxidation agent, comprises a closed housing arranged between electrodes for the production of gas-discharge and exhibiting a gas inlet (21) and a gas outlet, and a separation section (25) for the supply of gas into nozzles, arranged downstream of the gas inlet. The separation section shows a perforated plate like separator (29), which is adjoined to the nozzles, and a ceramic membrane like homogenizer containing a porous material. The gas ionization device for treating contaminated water by treatment with a gaseous oxidation agent, comprises a closed housing arranged between electrodes for the production of gas-discharge and exhibiting a gas inlet (21) and a gas outlet, and a separation section (25) for the supply of gas into nozzles, arranged downstream of the gas inlet. The separation section shows a perforated plate like separator (29), which is adjoined to the nozzles, and a ceramic membrane like homogenizer containing a porous material. The first electrode is a nozzle made of conducting material and the second electrode is a perforated lattice. The nozzles for producing a corona discharge from a head of the nozzle are arranged diagonally to the flow direction and consist of metallic materials. Each nozzle is assigned as a perforation of the perforated lattice and the perforated plate. The separation section is interconnected to the gas inlet. The electrodes are arranged in an ionization section (26). The gas outlet and the ionization section are interconnected to a nozzle shaped discharge section (27). The cross-section of the discharge section is conically tapered itself to the down stream of the device. A rounded transition is arranged between the discharge section and the gas outlet and/or the ionization section. Independent claims are included for: (1) a device for treating contaminated water by treatment with a gaseous oxidation agent; and (2) a procedure for treating contaminated water by treatment with a gaseous oxidation agent.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ionisationsvorrichtung zur Gasionisierung mit einem geschlossenen Gehäuse, das einen Gaseinlass und einen Gasauslass aufweist, und in dem eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode zum Erzeugen einer Gasentladung angeordnet sind. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbereiten von verunreinigtem Wasser mittels Behandlung mit einem gasförmigen Oxidationsmittel.The The invention relates to an ionization device for gas ionization with a closed housing, having a gas inlet and a gas outlet, and in which a first electrode and a second electrode for generating a gas discharge are arranged. Furthermore The invention relates to an apparatus and a method for processing of contaminated water by treatment with a gaseous oxidizer.

Eine solche Ionisationsvorrichtung, ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus der DE 100 14 833 A1 bekannt. Mit der bekannten Ionisationsvorrichtung lässt sich ein Oxidationsmittel, beispielsweise Luft, durch Anlegen einer elektrischen Spannung aktivieren. Dabei werden bei der bekannten Ionisationsvorrichtung Luftionen erzeugt und zum Aufbereiten von verunreinigtem Wasser diesem in einem Reaktor zugeführt. Verunreinigungen des Wassers, die in der Natur zum Teil extrem langlebig sind, lassen sich mittels Zufuhr dieser Luftionen mit relativ geringem Energieaufwand abbauen. Insbesondere ist auf diese Weise die Beseitigung von organischen, biologischen und/oder anderen chemischen Verunreinigungen ohne den Zusatz chemischer Aufbereitungsmittel möglich. Der Einsatz dieser chemischen Aufbereitungsmittel ist deshalb unerwünscht, weil diese zum Teil selbst nicht unerhebliche Nebenwirkungen haben. Nachteilig bei der bekannten Ionisationsvorrichtung ist, dass wegen der verhältnismäßig großen Reaktivität des ionisierten Gases dieses verhältnismäßig schnell bei Kontakt mit Oberflächen oder Luftmolekülen abreagiert.Such an ionization apparatus, such a method and such a device are known from DE 100 14 833 A1 known. With the known ionization device, an oxidizing agent, for example air, can be activated by applying an electrical voltage. In this case, in the known ionization device, air ions are generated and supplied to this for processing of contaminated water in a reactor. Contaminations of water, some of which are extremely long-lived in nature, can be reduced by supplying these air ions with relatively little expenditure of energy. In particular, the elimination of organic, biological and / or other chemical contaminants without the addition of chemical treatment agents is possible in this way. The use of these chemical treatment agents is undesirable because some of them themselves have not insignificant side effects. A disadvantage of the known ionization device is that because of the relatively high reactivity of the ionized gas, it reacts relatively quickly on contact with surfaces or air molecules.

Aus der US 4 318 028 A ist ein bezüglich der Funktionsweise und des Aufbaus der Ionenquelle vereinfachter Ionen-Generator zur Erzeugung eines Ionenstrahls bekannt. Hierbei wird eine Kapillardüse von einem Gas durchströmt. Die Spitze der an einer positiven Spannungsquelle angeschlossenen Kapillardüse wird von einer negativen Ringelektrode umgeben. Das austretende Gas ist somit ionisiert und die Strahlbreite kann über den Gasdruck in der Kapillardüse und/oder durch Änderung des Potentials zwischen Kapillardüse und Ringelektrode gesteuert werden.From the US 4,318,028 A For example, there is known an ion generator which is simplified in terms of the operation and construction of the ion source for generating an ion beam. In this case, a capillary nozzle is flowed through by a gas. The tip of the capillary nozzle connected to a positive voltage source is surrounded by a negative ring electrode. The escaping gas is thus ionized and the jet width can be controlled via the gas pressure in the capillary nozzle and / or by changing the potential between capillary nozzle and ring electrode.

Des Weiteren ist aus der CH 677 400 A5 eine Vorrichtung zur Entkeimung und Desodorisierung von Räumen bekannt, welche ein kleines kompaktes und vor verschiedenen Umweltfaktoren sowie Berührung geschütztes Gerät angibt. Hierzu sind die Bestandteile des Geräts in einer Schichtbauweise angeordnet. Die erste Elektrode ist eine massive oder gelochte ebene Platte aus Metall, auf die eine Isolatorplatte gelegt ist. Auf die Isolatorplatte ist die zweite Elektrode aufgesetzt. Diese bildet über eine Grundfläche und vier Seitenflächen eine Haube und ist aus Drähten eines geeigneten Metalls zusammengesetzt, die ein Sieb oder Gitter bilden.Furthermore, from the CH 677 400 A5 a device for the sterilization and deodorizing of rooms is known, which indicates a small compact and protected from various environmental factors and touch device. For this purpose, the components of the device are arranged in a layered construction. The first electrode is a solid or perforated metal flat plate on which an insulator plate is placed. On the insulator plate, the second electrode is placed. This forms over a base and four side surfaces of a hood and is composed of wires of a suitable metal, which form a sieve or grid.

Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem ist es, eine Ionisationsvorrichtung anzugeben, mit der sich Gas zuverlässig und mit einem guten Wirkungsgrad ionisieren lässt, wobei eine Reaktion der Gasionen durch Kontakt mit Oberflächen weitgehend minimiert wird. Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist es das zu Grunde liegende Problem, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbereiten von verunreinigtem Wasser anzugeben, mit denen sich Wasser mit geringem Energieaufwand und ohne Zusatz von Chemikalien wirkungsvoll von Verunreinigungen befreien lässt.The The problem underlying the invention is an ionization device specify with which gas is reliable and with a good efficiency ionizes, wherein a reaction of the gas ions by contact with surfaces largely is minimized. In another aspect of the invention, that is underlying problem, a device and a method for Provide treatment of contaminated water with which Water with low energy consumption and without the addition of chemicals effectively rid of impurities.

Das Problem wird dadurch gelöst, dass bei einer Ionisationsvorrichtung der eingangs genannten Art die erste Elektrode mindestens eine Düse aus einem leitenden Material für das Gas ist, und dass die zweite Elektrode ein Gitter ist. Bei einem solchen Aufbau lässt sich durch geeignete Wahl von Druck und Spannung ein Betriebszustand erreichen, bei dem eine Corona-Entladung im Gasstrom vor der Düse zustande kommt. Weil in diesem Fall das Gas die Corona-Entladung passiert, ergibt sich eine wirkungsvolle und effiziente Ionisierung des Gases. Weil die zweite Elektrode als Gitter ausgebildet ist, kann das ionisierte Gas das Gitter passieren, wobei Kontakt der Gasionen mit der Gitteroberfläche weitgehend vermieden werden kann. Auf diese Weise lässt sich eine große Ausbeute von Gasionen am Gasauslass des Ionisators erreichen.The Problem is solved by that in an ionization device of the type mentioned the first electrode at least one nozzle made of a conductive material for the Gas is, and that the second electrode is a grid. At a such construction leaves by an appropriate choice of pressure and voltage an operating condition reach, in which a corona discharge in the gas flow in front of the nozzle comes. Because in this case the gas passes the corona discharge, results in an effective and efficient ionization of the gas. Because the second electrode is formed as a grid, the ionized Gas pass through the grid, with contact of the gas ions with the grid surface largely avoided can be. That way a big one Achieve yield of gas ions at the gas outlet of the ionizer.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung besteht die Düse aus einem metallischen Material. Ein metallisches Material lässt sich einfach bearbeiten und zeichnet sich durch gute Leitfähigkeit aus.at In a further development of the invention, the nozzle consists of a metallic material. Leaves a metallic material easy to work with and features good conductivity out.

Es ist weiter von Vorteil, wenn die Düse zum Erzeugen einer Corona-Entladung vor einer Spitze der Düse sich zu der Spitze hin konisch verjüngend ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich einerseits ein düsenartiger, sich verjüngender Querschnitt im Inneren erzielen, der eine laminare Gasströmung im Inneren der Düse hervorruft. Gleichzeitig lässt sich die Corona-Entladung auf einen sehr kleinen Bereich vor der Düse fokussieren, so dass hier eine hohe Dichte an Ladungsträgern herrscht. Mit diesem Aufbau lässt sich eine besonders wirkungsvolle Ionisierung des Gases erzielen.It is further advantageous if the nozzle for generating a corona discharge in front of a tip of the nozzle is conically tapered towards the tip. On that way on the one hand a nozzle-like, rejuvenating Achieve cross-section inside, creating a laminar gas flow inside the nozzle causes. At the same time lets the corona discharge spreads to a very small area in front of the Focus nozzle, so that there is a high density of charge carriers here. With this structure let yourself achieve a particularly effective ionization of the gas.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich durch eine Vielzahl Düsen aus. So lässt sich ein großer Fluss bei hoher Ionisationsrate erzielen. Die Düsen können in einer Matrix angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Düsen quer zur Strömungsrichtung versetzt zueinander angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders dichte Anordnung der Düsen auf einer vorgegebenen Fläche. Dadurch kann eine kontinuierliche, gleichmäßig verteilte und wenig turbulente Strömung von Gasionen erzeugt werden.Another development of the invention is characterized by a plurality of nozzles. This allows a large flow to be achieved with a high ionization rate. The nozzles may be arranged in a matrix. Preferably, the nozzles are arranged transversely to the flow direction offset from one another. In this way, a particularly dense arrangement of the nozzles results on a given surface. There By a continuous, evenly distributed and less turbulent flow of gas ions can be generated.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die zweite Elektrode ein Lochgitter. Bei einem solchen Lochgitter lässt sich eine große lichte Durchgangsöffnung für den Gasstrom erzielen. Vorzugsweise ist jeder Düse ein Loch des Lochgitters zugeordnet. In diesem Fall kann das aus einer Düse heraustretende und anschließend ionisierte Gas durch das Loch des Lochgitters ungehindert hindurch treten, ohne dass hier Wechselwirkungen mit der Oberfläche des Lochgitters auftreten. Bei der Erfindung ist es von Vorteil, wenn ein Separationsabschnitt zur Gaszufuhr zu den Düsen dem Gaseinlass und einem Ionisationsabschnitt, in dem die Elektroden angeordnet sind, zwischengeschaltet ist. Vorteil dieses Separationsabschnittes ist, dass Gas aus dem Gaseinlass den Düsen jeweils separat zugeführt werden kann, so dass sich die Ausbildung von Turbulenzen weitgehend vermeiden lässt. Vorzugsweise weist der Separationsabschnitt dabei stromabwärts des Gaseinlasses einen Homogenisator auf. Da der Gaseinlass im Regelfall nur eine geringe Ausdehnung haben wird, kann mit einem solchen Homogenisator die Gaszufuhr zunächst homogen verteilt werden. Es ist dabei von Vorteil, wenn der Homogenisator aus einem porösen Material besteht. Beispielsweise kann der Homogenisator eine Keramikmembran sein.at An advantageous embodiment of the invention is the second electrode a perforated grid. In such a perforated grid can be a large clear passage opening for the gas stream achieve. Preferably, each nozzle is associated with a hole of the perforated grid. In this case, it may come out of a nozzle and then ionized Gas pass unhindered through the hole of the perforated grid, without any interaction with the surface of the perforated grid. In the invention, it is advantageous if a separation section for gas supply to the nozzles the gas inlet and an ionization section in which the electrodes are arranged, is interposed. Advantage of this separation section is that gas from the gas inlet to the nozzles are each fed separately can, so that the formation of turbulence largely avoided leaves. In this case, the separation section preferably has downstream of Gas inlet to a homogenizer. As the gas inlet usually can only have a small extent, can with such a homogenizer the gas supply first be distributed homogeneously. It is advantageous if the homogenizer from a porous one Material exists. For example, the homogenizer may be a ceramic membrane be.

Bei einer anderen Weiterbildung weist der Separationsabschnitt einen den Düsen benachbarten Separator auf. Mittels dieses Separators wird jeder Düse direkt ein Teilstrom des Gases zugeleitet. Als Separator kann beispielsweise eine Lochplatte dienen. In diesem Fall sollte jeder Düse ein Loch der Lochplatte zugeordnet sein.at In another development, the separation section has a the nozzles adjacent separator on. By means of this separator everyone becomes Nozzle directly supplied a partial flow of the gas. As a separator, for example to serve a perforated plate. In this case, each nozzle should have a hole be associated with the perforated plate.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist dem Gasauslass und dem Ionisationsabschnitt ein Ableitabschnitt zwischengeschaltet. Mittels dieses Ableitabschnittes lässt sich eine Turbulenz und somit ein Wandkontakt der Gasionen mittels laminarer Strömungsführung zum Gasauslass vermeiden. Vorzugsweise verjüngt sich der Querschnitt des Ableitabschnittes stromabwärts konisch. Abhängig von den Strömungsbedingungen sollte der Ableitabschnitt dabei düsenförmig ausgebildet sein. Es ist außerdem von Vorteil, wenn ein abgerundeter Übergang zwischen dem Ableitabschnitt und dem Auslass und/oder dem Ionisationsabschnitt vorgesehen wird. Auf diese Weise lässt sich Turbulenzbildung unterbinden.at a development of the invention is the gas outlet and the ionization section a diverter section interposed. By means of this discharge section let yourself a turbulence and thus a wall contact of the gas ions by means of laminar flow guidance to Avoid gas outlet. Preferably, the cross section of the Ableitabschnittes downstream conical. Dependent from the flow conditions the discharge section should be nozzle-shaped. It is Furthermore advantageous if a rounded transition between the Ableitabschnitt and the outlet and / or the Ionisationsabschnitt is provided. On that way prevent turbulence formation.

Nach einem anderen Aspekt der Erfindung lässt sich das zu Grunde liegende Problem durch eine Vorrichtung zum Aufbereiten von verunreinigtem Wasser mittels Behandlung mit einem gasförmigen Oxidationsmittel mit einer Ionisationsvorrichtung mit den Erfindungsmerkmalen lösen.To Another aspect of the invention is the underlying Problem with a device for treating polluted water by treatment with a gaseous oxidant with solve an ionization with the invention features.

Bei einer derartigen Vorrichtung wird das verunreinigte Wasser mit von der Ionisationsvorrichtung mit guter Ausbeute und hohem Wirkungsgrad ionisiertem Oxidationsmittel behandelt, wobei eine Reaktion des Oxidationsmittels mit Wandbereichen des Ionisators weitgehend verhindert wird.at Such a device, the contaminated water with the ionization device with good yield and high efficiency treated ionized oxidizing agent, wherein a reaction of the Oxidizing agent with wall portions of the ionizer largely prevented becomes.

Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich durch einen Reaktor zur Wasserbehandlung mit von der Ionisationsvorrichtung aktiviertem Oxidationsmittel aus. Ein solcher Reaktor ermöglicht eine gleichmäßige, kontrollierte und weitgehend vollständige Reaktion der Verunreinigungen des Wassers mit dem Oxidationsmittel. Vorzugsweise ist der Reaktor ein Blasensäulenreaktor. In einen solchen Blasensäulenreaktor lässt sich ein Gas von unten her einleiten, so dass es sich aufwärts durch das Wasser in dem Reaktor bewegt und dabei ausreichend Gelegenheit zur Reaktion mit dem Wasser hat. Es ist außerdem von Vorteil, wenn der Reaktor ein Gegenstromreaktor ist. In diesem Fall wird das Wasser von oben nach unten durch den Reaktor geführt, während das Gas von unten her in den Reaktor eingeleitet wird. Es ist weiter von Vorteil, wenn der Reaktor langgestreckt ausgebildet und vertikal angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine lange Reaktionsstrecke der aufwärts strömenden Gasblasen. Eine andere Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Reaktor aus einem Kunstharzmaterial besteht. Ein solches Kunstharzmaterial ist korrosionsbeständig gegen Oxidation mit dem Oxidationsmittel einerseits und gegen eine Reaktion mit den Verunreinigungen andererseits.A Development of the invention is characterized by a reactor for Water treatment with activated by the ionizer Oxidizing agent off. Such a reactor enables a uniform, controlled and largely complete Reaction of the impurities of the water with the oxidizing agent. Preferably, the reactor is a bubble column reactor. In such a Bubble column reactor let yourself Introduce a gas from below, making it upward through moving the water in the reactor while allowing plenty of opportunity has to react with the water. It is also beneficial if the Reactor is a countercurrent reactor. In this case, the water will passed from top to bottom through the reactor while the gas from below is introduced into the reactor. It is further advantageous if the reactor is elongated and arranged vertically. hereby This results in a long reaction path of the upwardly flowing gas bubbles. Another training is characterized in that the reactor of a synthetic resin material consists. Such synthetic resin material is corrosion resistant Oxidation with the oxidizing agent on the one hand and against a reaction with the impurities on the other.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung ist gekennzeichnet durch eine Hochspannungsversorgung für die Elektroden. Eine solche Hochspannungsversorgung kann bei geeigneter Ausgestaltung zum Erzielen eines Maximums an Ausbeute, was die Art und die Größe der Spannung angeht, optimiert werden.A advantageous embodiment is characterized by a high voltage supply for the Electrodes. Such a high voltage supply can be suitable Embodiment for achieving a maximum of yield, what the Art and the size of the voltage to be optimized.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind Messfühler zur Bestimmung von physikalischen und/oder chemischen Parametern vorgesehen, die einen Hinweis auf Verunreinigungen des Wassers geben. Als Messfühler kann beispielsweise eine Redoxsonde verwendet werden. Mit einer solchen Redoxsonde lässt sich das Redox-Potential des Wassers als Maß für den Sauerstoffbedarf einfach bestimmen. Es ist auch möglich, dass als Messfühler eine pH Sonde verwendet wird. Bei einer anderen Ausgestaltung kann als Messfühler auch ein Ozonanalysator verwendet werden. Eine Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass der Messfühler im Zulauf und/oder im Ablauf des Reaktors angeordnet ist. Durch eine Messung der Verunreinigung des Wassers im Zulauf lässt sich der Bedarf an Oxidationsmittel bestimmen. Bei einer Anordnung des Messfühlers im Ablauf des Reaktors lässt sich bei Erfassen von verbleibenden Verunreinigungen der Bedarf einer größeren Menge an Oxidationsmittel erkennen. Sind sowohl im Zulauf als auch im Ablauf Messfühler vorgenommen, kann eine besonders feine Bestimmung des tatsächlichen Bedarfs an aktiviertem Oxidationsmittel durchgeführt werden.In another embodiment, sensors are provided for the determination of physical and / or chemical parameters that give an indication of contamination of the water. As a sensor, for example, a redox probe can be used. With such a redox probe, the redox potential of the water can be easily determined as a measure of the oxygen demand. It is also possible that a pH probe is used as the probe. In another embodiment, an ozone analyzer may also be used as the sensor. A development is characterized in that the measuring sensor is arranged in the inlet and / or in the outlet of the reactor. By measuring the contamination of the water in the inlet, the need for oxidizing agent can be determined. If the sensor is arranged in the outlet of the reactor, the detection of remaining impurities reveals the need for a larger amount of oxidizing agent. If sensors are made both in the inlet and in the outlet, a particularly fine determination of the actual requirement for activated oxidizing agent can be carried out.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Steuerung. Mittels einer solchen Steuerung lassen sich die Prozessparameter zuverlässig überwachen, steuern und regeln. Die Steuerung kann mit den Elektroden und/oder mit dem Messfühler verbunden sein. Auf diese Weise lässt sich abhängig vom Messergebnis der Messfühler die Elektrodenspannung steuern oder regeln.A Development of the invention is characterized by a controller. By means of such a control, the process parameters reliably monitor, control and regulate. The controller can be connected to the electrodes and / or with the probe be connected. This way, depending on the Measurement result of the sensor control or regulate the electrode voltage.

Es ist weiter von Vorteil, wenn der Reaktor einen Diffusor zum Einleiten des Oxidationsmittels aufweist. Mittels eines solchen Diffusors lässt sich das gasförmige Oxidationsmittel fein verteilt in Form von Bläschen dem verunreinigten Wasser zusetzen. So ergibt sich eine große Reaktionsfläche. Der Diffusor kann beispielsweise eine Keramikmembran aufweisen. Eine solche Keramikmembran ist widerstandsfähig, weist eine große Oberfläche auf und lässt sich einfach herstellen. Der Diffusor sollte vorzugsweise eine Porengröße von 70 bis 120 Mikrometern aufweisen. Mittels derartiger Porengrößen lässt sich ein gutes Reaktionsergebnis des aktivierten Oxidationsmittels mit dem Wasser erzielen.It is further advantageous if the reactor is a diffuser for introduction of the oxidizing agent. By means of such a diffuser let yourself the gaseous Oxidizing agent finely distributed in the form of bubbles the contaminated water enforce. This results in a large reaction surface. Of the Diffuser may for example have a ceramic membrane. A such ceramic membrane is resistant, has a large surface area and lets easy to make. The diffuser should preferably have a pore size of 70 up to 120 microns. By means of such pore sizes can be a good reaction result of the activated oxidizing agent with achieve the water.

Nach dem dritten Aspekt der Erfindung wird das Problem gelöst durch ein Verfahren zum Aufbereiten von verunreinigtem Wasser mittels Behandlung mit einem gasförmigen Oxidationsmittel, bei dem das Wasser mit mittels der erfindungsgemäßen Ionisationsvorrichtung aktiviertem Oxidationsmittel behandelt wird.To The third aspect of the invention solves the problem a method for treating contaminated water by means of Treatment with a gaseous Oxidizing agent in which the water with by means of the ionization device according to the invention activated oxidizing agent is treated.

Weil mit der Ionisationsvorrichtung mit den Erfindungsmerkmalen das Oxidatonsmittel einen großen Anteil an Ionen aufweist, lässt sich so eine effiziente und wirksame Behandlung des Wassers erzielen.Because with the ionizer with the features of the invention the oxidant a big Share of ions, leaves To achieve such an efficient and effective treatment of the water.

Vorzugsweise wird als Oxidationsmittel Sauerstoff und/oder Luft verwendet. In diesem Fall werden durch die Behandlung mit dem Oxidationsmittel Belastungen der Umwelt durch Rückstände des Oxidationsmittels vermieden. Mittels der Ionisationsvorrichtung werden bei einer Weiterbildung beim Aktivieren des Oxidationsmittels Ionen, Radikale, Ozon und/oder eine reaktive Gasmischung erzeugt. Hierdurch wird eine effiziente Beseitigung von Verunreinigungen aus dem Wasser bewirkt.Preferably is used as the oxidant oxygen and / or air. In In this case, the treatment with the oxidizing agent burdens the environment through residues of the Oxidizing avoided. By means of the ionization device be in a development in activating the oxidant Ions, radicals, ozone and / or a reactive gas mixture. This will effectively remove contaminants out of the water.

Bei einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird mittels Anlegen einer Hochspannung an die Elektroden ein Ladungsüberschuss an den Düsenspitzen erzeugt. Hierdurch lässt sich ein gutes Ionisationsergebnis erzielen.at Another embodiment of the invention is by applying a High voltage to the electrodes a charge surplus at the nozzle tips generated. This leaves to achieve a good ionization result.

Eine andere Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Ionisationsvorrichtung mittels einer Steuerung auf einen Grenzbereich zwischen der Erzeugung von Ionen und Ozon über das Übergangspotential eingestellt wird. Auf diese Weise lässt sich eine gute Ausbeute erzielen, so dass sich ein guter Wirkungsgrad ergibt. Einerseits sind die Ionen am reaktivsten, reagieren aber auch am schnellsten bei Kontakt mit den Wandbereichen, während Ozon zwar eine geringere Aktivität aufweist, dafür aber langlebiger ist. Vorzugsweise wird die Ionisationsvorrichtung zum Erzeugen einer hohen Ionenproduktionsrate unter Bildung eines geringen Anteils Ozon sowie reaktiver Gasmischungen eingestellt. Hierdurch ergibt sich für die Wasserbehandlung das beste Abbauergebnis. Zum Einstellen der Ionisationsvorrichtung kann beispielsweise der Gasdruck und/oder der Gasdurchfluss durch die Ionisationsvorrichtung gesteuert oder geregelt werden. Es ist aber auch möglich, zum Einstellen der Ionisationsvorrichtung die Größe und/oder die Art der Hochspannung zu steuern oder zu regeln. Die Hochspannung sollte vorzugsweise in einem Bereich zwischen 12 und 13 kV gesteuert oder geregelt werden.A Another development is characterized in that the ionization device by means of a control to a border region between the generation of ions and ozone the transition potential is set. That way you can get a good yield achieve, so that there is a good efficiency. On the one hand the ions are the most reactive, but they also react the fastest when in contact with the wall areas, while ozone is less activity has, for but is more durable. Preferably, the ionization device for Generating a high ion production rate to form a small one Proportion of ozone and reactive gas mixtures set. hereby arises for the water treatment the best degradation result. To set the Ionization device, for example, the gas pressure and / or the gas flow is controlled or regulated by the ionization device become. But it is also possible for adjusting the ionization device, the size and / or the type of high voltage to control or regulate. The high voltage should preferably be controlled or regulated in a range between 12 and 13 kV.

Bei einer anderen Weiterbildung ist es von Vorteil, dass das Einstellen der Ionisationsvorrichtung abhängig von einem Signal des Messfühlers erfolgt. Dadurch lässt sich der Arbeitsbereich der Ionisationsvorrichtung und damit die Menge und Zusammensetzung der erzeugten Ionen etc. auf den Bedarf abhängig von der Wasserverunreinigung einstellen.at Another development, it is advantageous that the setting the ionization device dependent from a signal from the sensor he follows. By doing so leaves the working range of the ionization device and thus the Quantity and composition of generated ions etc. depending on the need to adjust the water contamination.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist es von Vorteil, dass das Oxidationsmittel nach dem Aktivieren in der Ionisationsvorrichtung in einer laminaren Strömung geführt wird. In einer solchen laminaren Strömung werden Wandkontakte der inneren Strömungsschichten nahezu vermieden, so dass sich auch für die reaktiven Gasionen eine verhältnismäßig lange Lebensdauer ergibt.at a development of the invention, it is advantageous that the oxidizing agent after activation in the ionization device in a laminar flow guided becomes. In such a laminar flow wall contacts of the inner flow layers almost avoided, so that also for the reactive gas ions relatively long Lifespan results.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung einer Ionisationsvorrichtung mit den Erfindungsmerkmalen zum Aufbereiten von verunreinigtem Wasser. Hierdurch lässt sich das verunreinigte Wasser mit geringem Energieaufwand und ohne den Einsatz von Chemikalien effizient und zuverlässig reinigen.One Another aspect of the invention relates to the use of an ionization device with the invention features for the treatment of contaminated water. This leaves the polluted water with little energy and without the Clean the use of chemicals efficiently and reliably.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following is an embodiment of Invention explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung mit den Erfindungsmerkmalen, 1 a schematic representation of an embodiment of a device with the inventions dung features

2 eine Seitenansicht einer Ionisationsvorrichtung mit den Erfindungsmerkmalen, 2 a side view of an ionization device with the features of the invention,

3 eine Schnittansicht der Ionisationsvorrichtung, 3 a sectional view of the ionization device,

4 eine perspektivische Schnittdarstellung der Ionisationsvorrichtung, 4 a perspective sectional view of the ionization device,

5 einen Düsenträger mit einer Vielzahl Düsen der Ionissationsvorrichung, 5 a nozzle carrier having a plurality of nozzles of the ionization device,

6 ein Lochgitter mit einer Vielzahl Löcher, 6 a perforated grid with a multitude of holes,

7 eine schematische Darstellung einer Düse im Querschnitt, und 7 a schematic representation of a nozzle in cross section, and

8 eine Schematische Darstellung einer weiteren Vorrichtung mit den Erfindungsmerkmalen. 8th a schematic representation of another device with the features of the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Wasserreinigungsvorrichtung 10 mit den Erfindungsmerkmalen. Wie sich der Figur entnehmen lässt, weist die Wasserreinigungsvorrichtung 10 einen Reaktor 11 und einen Ionisator 12 auf. Der Reaktor 11 hat einen Einlass 13 und einen Auslass 14 für verunreinigtes Wasser. In der Figur ist der Einlass 13 an der Oberseite und der Auslass 14 an der Unterseite des Reaktors 11 angeordnet. Der Durchfluss von verunreinigtem Wasser erfolgt in der Figur von oben nach unten, wie durch Pfeile angedeutet. Der Reaktor 11 hat bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Innendurchmesser von 300 mm und eine Höhe von 2000 mm. Dadurch ergibt sich ein Reaktionsvolumen von etwa 80 bis 100 Litern. Der Reaktor 11 besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem geeigneten Kunstharzmaterial. Im Einzelnen wird ein Kunstharzmaterial gewählt, das korrosionsbeständig hinsichtlich des verunreinigten Wassers wie auch des Oxidationsmittels ist. 1 shows a schematic representation of a water purification device 10 with the invention features. As the figure can be seen, the water purification device 10 a reactor 11 and an ionizer 12 on. The reactor 11 has an inlet 13 and an outlet 14 for contaminated water. In the figure is the inlet 13 at the top and the outlet 14 at the bottom of the reactor 11 arranged. The flow of contaminated water is in the figure from top to bottom, as indicated by arrows. The reactor 11 In the embodiment shown has an inner diameter of 300 mm and a height of 2000 mm. This results in a reaction volume of about 80 to 100 liters. The reactor 11 consists in the embodiment shown of a suitable synthetic resin material. Specifically, a synthetic resin material that is resistant to corrosion from both the contaminated water and the oxidizer is selected.

Der Reaktor 11 weist außerdem einen Diffusor 15 auf, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Keramikmembran 15 ausgebildet ist. Die Keramikmembran 15 ist in der Figur unten dem Auslass 14 benachbart in dem Reaktor 11 angeordnet, und weist eine Porengröße zwischen 70 und 120 Mikrometern auf.The reactor 11 also has a diffuser 15 on, in the embodiment shown as a ceramic membrane 15 is trained. The ceramic membrane 15 is in the figure below the outlet 14 adjacent to the reactor 11 arranged, and has a pore size between 70 and 120 micrometers.

Die Keramikmembran 15 ist mittels einer Leitung 16 mit einem Gasauslass des Ionisators 12 verbunden. Die Leitung 16 besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Material, das geringe Wechselwirkungen mit Ionen und Radikalen hat. Beispielsweise besteht die Leitung 16 aus Teflon^®. Eine weitere Leitung 17 ist auf der von dem Gasauslass des Ionisators abgewandten Seite mit einem Gaseinlass des Ionisators 12 verbunden. Nicht in der Figur eingezeichnet sind Gaszuführmittel, die am von dem Ionisator 12 abgewandten Ende der Leitung 17 angeordnet sind. Die Gaszuführmittel können beispielsweise einen Verdichter zum Verdichten von Luft aufweisen.The ceramic membrane 15 is by means of a line 16 with a gas outlet of the ionizer 12 connected. The administration 16 In the embodiment shown, it consists of a material that has little interaction with ions and radicals. For example, the line exists 16 made of ^Teflon® . Another line 17 is on the side facing away from the gas outlet of the ionizer with a gas inlet of the ionizer 12 connected. Not shown in the figure are Gaszuführmittel on the of the ionizer 12 opposite end of the line 17 are arranged. The gas supply means may comprise, for example, a compressor for compressing air.

Wie sich der Figur weiter entnehmen lässt, sind zwei elektrische Leitungen 18, 19 ebenfalls mit dem Ionisator 12 verbunden. Wiederum nicht in der Figur eingezeichnet ist eine Hochspannungsversorgung, die an den von dem Ionisator 12 abgewandten Enden der Leitungen 18, 19 angeordnet ist.As the figure can be further seen, are two electrical lines 18 . 19 also with the ionizer 12 connected. Again, not shown in the figure is a high voltage power supply to the of the ionizer 12 opposite ends of the lines 18 . 19 is arranged.

Nicht in der Figur gezeigt sind Messfühler zur Überwachung des Erfolgs der Behandlung von verunreinigtem Wasser. Im Einzelnen ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dem Auslass 14 zugeordnet ein Redox Messfühler und ein Ozonanalysator für das Wasser installiert. Mittels dieser Messfühler lässt sich über das Redoxpotential der verbleibende Bedarf an Oxidationsmittel, somit die verbleibende Verunreinigung des Wassers und über den Ozonanalysator eine Aussage über das noch vorhandene Oxidationsmittel gewinnen. Dem Einlass 13 zugeordnet ist ebenfalls ein Redox-Messfühler und ein pH Messfühler für die Flüssigkeit angeordnet. Mittels des pH-Wertes und des Redoxpotentials lassen sich Rückschlüsse über den Grad und die Art der Verunreinigungen des zugeführten Wassers ziehen.Not shown in the figure are sensors for monitoring the success of the treatment of contaminated water. In detail, in the embodiment shown, the outlet 14 assigned a redox sensor and an ozone analyzer installed for the water. By means of these sensors can be on the redox potential of the remaining demand for oxidizing agent, thus gaining the remaining contamination of the water and the ozone analyzer a statement about the remaining oxidant. The inlet 13 Also assigned is a redox sensor and a pH sensor for the liquid. By means of the pH value and the redox potential, conclusions can be drawn about the degree and type of impurities in the water supplied.

Ebenfalls nicht in der Figur dargestellt ist eine Steuerung, zur Auswertung der Signale der Messfühler zur Ansteuerung der Hochspannungsquelle, des Gasverdichters und einer eventuellen Pumpe für die Wasserzufuhr in den Reaktor 11.Also not shown in the figure is a controller for evaluating the signals of the sensor for controlling the high voltage source, the gas compressor and a possible pump for the water supply to the reactor 11 ,

2 zeigt eine Seitenansicht des Ionisators 12. Wie sich der Figur entnehmen lässt, weist der Ionisator 12 ein Gehäuse 20 auf, das in der Figur an seiner Unterseite einen Gaseinlass 21 und an seiner Oberseite einen Gasauslass 22 hat. Der Gaseinlass 21 ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Leitung 17 und der Gasauslass 22 mit der Leitung 16 von 1 verbunden. In der Figur sind außerdem zwei Anschlüsse 23, 24 zum Verbinden mit den Leitungen 18, 19 abgebildet. 2 shows a side view of the ionizer 12 , As the figure can be seen, the ionizer 12 a housing 20 on, in the figure on its underside a gas inlet 21 and at its top a gas outlet 22 Has. The gas inlet 21 is in the embodiment shown with the line 17 and the gas outlet 22 with the line 16 from 1 connected. In the figure are also two connections 23 . 24 for connecting to the cables 18 . 19 displayed.

3 und 4 zeigen den Ionisator 12 jeweils in einer Schnittdarstellung, wobei der Schnitt in der 3 von der Seite gesehen und in 4 perspektivisch von schräg oben gesehen abgebildet ist. Wie sich den Figuren entnehmen lässt, weist der Ionisator 12 einen Separationsabschnitt 25, einen Ionisationsabschnitt 26 und einen Ableitabschnitt 27 auf. Der Separationsabschnitt 25 ist dem Gaseinlass 21 benachbart angeordnet und hat einen Homogenisator 28 und einen Separator 29. Der Homogenisator 28 ist nach Art einer Platte flächig ausgebildet und besteht bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer Keramikmembran 28, die von der Unterseite des Gehäuses 20 beabstandet angeordnet ist. Der von der Keramikmembran 28 ebenfalls beabstandet angeordnete Separator 29 weist eine Vielzahl Durchgangsöffnungen 30 auf, von denen der besseren Übersicht wegen nur eine Durchgangsöffnung 30 mit einem Bezugszeichen versehen ist. 3 and 4 show the ionizer 12 each in a sectional view, wherein the section in the 3 seen from the side and in 4 seen in perspective from obliquely above. As the figures can be seen, the ionizer 12 a separation section 25 , an ionization section 26 and a drainage section 27 on. The separation section 25 is the gas inlet 21 arranged adjacent and has a homogenizer 28 and a separator 29 , The homogenizer 28 is flat in the manner of a plate and consists in the embodiment shown a ceramic membrane 28 coming from the bottom of the case 20 spaced apart. The of the ceramic membrane 28 likewise spaced separator arranged 29 has a plurality of passage openings 30 on, for the sake of clarity, only one through hole 30 is provided with a reference numeral.

Der Ionisationsabschnitt 26 weist einen Elektrodenträger 31 auf, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem leitenden Material, nämlich einer Metallplatte besteht und mit dem Anschluss 24 elektrisch leitend verbunden ist. Mittels einer Druckplatte 32 ist eine Vielzahl Düsen 33 an dem Elektrodenträger 31 befestigt. Die Düsen 33 bestehen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem leitenden Material, nämlich aus einem Metall. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Düsen 33 aus Edelstahl gefertigt und dienen als Elektroden. Am von dem Elektrodenträger 31 abgewandten Ende der Düsen 33 und von diesen beabstandet ist eine weitere Elektrode 34 angeordnet. Die Elektrode 34 besteht aus einem leitenden Material und ist elektrisch leitend mit dem Anschluss 23 verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Elektrode 34 als Gitter 34, nämlich als Lochplatte 34 ausgebildet. Die Lochplatte 34 weist eine Vielzahl Durchgangsöffnungen 35 auf, von denen der besseren Übersicht wegen wieder nur eine Durchgangsöffnung 35 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Wie sich den 3 und 4 weiter entnehmen lässt, ist jeder Düse 33 zugeordnet und zu dieser jeweils konzentrisch eine Durchgangsöffnung 30 in dem Separator 29 und eine Durchgangsöffnung 35 in der Lochplatte 34 angeordnet.The ionization section 26 has an electrode carrier 31 on, which consists in the embodiment shown of a conductive material, namely a metal plate and with the terminal 24 is electrically connected. By means of a pressure plate 32 is a variety of nozzles 33 on the electrode carrier 31 attached. The nozzles 33 consist in the embodiment shown of a conductive material, namely a metal. In the embodiment shown, the nozzles 33 made of stainless steel and serve as electrodes. Am from the electrode carrier 31 opposite end of the nozzles 33 and spaced therefrom is another electrode 34 arranged. The electrode 34 consists of a conductive material and is electrically conductive to the terminal 23 connected. In the embodiment shown, the electrode 34 as a grid 34 , namely as a perforated plate 34 educated. The perforated plate 34 has a plurality of passage openings 35 on, of which the sake of clarity again only a through hole 35 is provided with a reference numeral. How the 3 and 4 can be further seen, is every nozzle 33 assigned to this and each concentric through opening 30 in the separator 29 and a through hole 35 in the perforated plate 34 arranged.

Aus den 3 und 4 ist außerdem zu ersehen, dass sich das Gehäuse 20 im Bereich des Ableitabschnittes von dem Ionisationsabschnitt (26) zu dem Gasauslass 22 konisch verjüngt. Im einzelnen ist der Übergang zu dem Ionisationsabschnitt 26 und zu dem Gasauslass 22 abgerundet. Der dem Gasauslass 22 zugewandte Bereich des Ableitabschittes 27 ist so ausgebildet, dass der Wandbereich des Gehäuses 20 zum Gasauslass 22 hin einen geringeren Winkel gegen die Vertikale aufweist.From the 3 and 4 It can also be seen that the housing 20 in the region of the discharge section of the ionization section ( 26 ) to the gas outlet 22 conically tapered. In detail, the transition to the ionization section 26 and to the gas outlet 22 rounded. The gas outlet 22 facing region of Ableitabschittes 27 is designed so that the wall area of the housing 20 to the gas outlet 22 towards a lower angle to the vertical.

5 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf den Elektrodenträger 31 mit abgenommener Druckplatte 32. Wie sich der Figur entnehmen lässt, sind die Düsen 33 auf dem Elektrodenträger 31 seitlich zueinander versetzt angeordnet. Auf diese Weise ergibt sich nach Art einer dichtesten Kugelpackung eine große Flächenanzahldichte der Düsen 33 auf dem Elektrodenträger 31. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind 61 Düsen 33 auf dem Elektrodenträger 31 angeordnet. 5 shows a perspective top view of the electrode carrier 31 with removed pressure plate 32 , As can be seen from the figure, the nozzles are 33 on the electrode carrier 31 arranged laterally offset from each other. In this way results in the manner of a densest ball packing a large number of surfaces density of the nozzles 33 on the electrode carrier 31 , In the embodiment shown are 61 jet 33 on the electrode carrier 31 arranged.

6 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf die Lochplatte 34. Wie sich der Figur entnehmen lässt, sind die Durchgangsöffnungen 35 ähnlich in der Lochplatte 34 angeordnet, wie die Düsen 33 auf dem Elektrodenträger 31. Im Einzelnen sind wiederum 61 Durchgangsöffnungen 35 in der Lochplatte 34 angeordnet, wobei die Durchgangsöffnungen 35 jeweils koaxial zu der zugehörigen Düse 33 angeordnet sind. 6 shows a perspective top view of the perforated plate 34 , As the figure can be seen, the through holes 35 similar in the perforated plate 34 arranged as the nozzles 33 on the electrode carrier 31 , In detail, in turn 61 Through openings 35 in the perforated plate 34 arranged, wherein the passage openings 35 each coaxial with the associated nozzle 33 are arranged.

7 zeigt eine Schnittdarstellung einer Düse 33. Wie sich der Figur entnehmen lässt, weist die Düse 33 einen Düsenkörper 36 auf, der zur Befestigung mit einer Basis 37 versehen ist. In der Basis 37 sind mehrere Durchgangsbohrungen 38 vorgesehen, von denen in der Figur eine Durchgangsbohrung 38 dargestellt ist. Die Durchgangsbohrungen 38 dienen zum Aufnehmen von nicht in der Figur dargestellten Schrauben zum Befestigen der Düsen 33 an dem Elektrodenträger 31. Am von der Basis 37 abgewandten Ende weist die Düse 33 eine Spitze 39 auf, wobei sich die Düse 33 zur Spitze hin düsenförmig verjüngt. 7 shows a sectional view of a nozzle 33 , As the figure can be seen, the nozzle has 33 a nozzle body 36 on top, for attachment to a base 37 is provided. In the base 37 are several through holes 38 provided, of which in the figure, a through hole 38 is shown. The through holes 38 are used for receiving screws not shown in the figure for attaching the nozzles 33 on the electrode carrier 31 , Am from the base 37 opposite end has the nozzle 33 a peak 39 on, with the nozzle 33 tapered nozzle-shaped towards the tip.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Wasserreinigungsvorrichtung 10 sowie des erfindungsgemäßen Ionisators 12 anhand der 1 bis 7 näher erläutert. Zum Aufbereiten von verunreinigtem Wasser wird dieses, wie dies in 1 durch Pfeile angedeutet ist, durch den Einlass 13 von oben in den Reaktor eingeführt und verlässt diesen nach Durchströmen des Reaktors 11 an seiner Unterseite durch den Auslass 14. Gleichzeitig wird ein Oxidationsmittel durch die Leitung 17 in den Ionisator 12 eingeführt, dort ionisiert und über die Leitung 16 dem Diffusor 15 zugeführt. Das ionisierte Oxidationsmittel perlt in Form von fein verteilten Blasen flächig aus dem Diffusor 15 und steigt aufwärts zum Einlass 13. Dabei wird das verunreinigte Wasser im Gegenstrom an den aufsteigenden Gasblasen vorbeigeführt.The operation of the water purification device according to the invention will be described below 10 and the ionizer according to the invention 12 based on 1 to 7 explained in more detail. For the treatment of contaminated water, this, as in 1 indicated by arrows, through the inlet 13 introduced from the top into the reactor and leaves it after flowing through the reactor 11 at its bottom through the outlet 14 , At the same time, an oxidant passes through the line 17 in the ionizer 12 introduced, ionized there and over the wire 16 the diffuser 15 fed. The ionized oxidizer bubbles in the form of finely divided bubbles surface from the diffuser 15 and go up to the inlet 13 , The contaminated water is passed in countercurrent to the rising gas bubbles.

Wie vorstehend bereits erläutert, wird ein gasförmiges Oxidationsmittel, nämlich Luft oder Sauerstoff, über einen Verdichter und die Leitung 17 dem Gaseinlass 21 des Ionisators 12 zugeführt. Dabei gelangt die Luft zunächst in den Zwischenraum zwischen dem Gehäuse und dem Homogenisator 28, was eine gleichmäßige flächige Verteilung der Luft in dem Separationsabschnitt 25 bewirkt. Nach dem Passieren des Homogenisators 28 tritt die Luft durch die einzelnen, den Düsen 33 jeweils zugeordneten Öffnungen 30 in dem Separator 29 und wird so den einzelnen Düsen 33 jeweils in Form einer in deren Bereich wesentlichen laminaren Strömung zugeführt.As already explained above, a gaseous oxidant, namely air or oxygen, passes through a compressor and the conduit 17 the gas inlet 21 of the ionizer 12 fed. The air first enters the space between the housing and the homogenizer 28 What a uniform area distribution of air in the separation section 25 causes. After passing the homogenizer 28 the air passes through the individual, the nozzles 33 respectively associated openings 30 in the separator 29 and so will the individual nozzles 33 each supplied in the form of an essential laminar flow in their area.

Zwischen den Düsen 33 und der Lochplatte 34 wird über die Leitungen 18, 19 und die Anschlüsse 23, 24 von der nicht in den Figuren dargestellten Steuerung und abhängig von den Signalen der Messfühler und dem Druck und dem Durchfluss der zugeführten Luft eine Hochspannung eingestellt, so dass sich im Bereich der Spitze 39 der Düsen 33 ein Ladungsüberschuss bildet. Im Einzelnen wird dabei eine Hochspannung mittels eines Transformators mit einer Wechselspannung von 12 bis 13 kV angelegt. Hierdurch lagern sich freie Elektronen an Atome oder Moleküle im vorbei strömenden Gas an und führen zu deren elektrischer Aufladung. Bei der gezeigten Anordnung ist der Anteil an Ozon verhältnismäßig gering und es erfolgt außerdem kein Energieverlust durch Überhitzung. Es bildet sich eine Corona-Entladung im Bereich der Düsenspitzen 39 aus, mittels derer durch die Düsen 33 geführte Luft ionisiert wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Ionisator 12 im Grenzbereich des Übergangspotentials einer Corona-Entladung zwischen der Erzeugung von Ionen und der Erzeugung von Ozon so eingestellt, dass neben Luftsauerstoffionen außerdem spezifische reaktive Gasmischungen, Radikale und geringe Mengen von Ozon erzeugt werden. Die spezifischen reaktiven Gasmischungen bestehen insbesondere aus Radikalen und geringen Mengen Ozon. Die so aktivierte Luft gelangt im wesentlichen ohne Wandkontakte durch die den Düsen 33 jeweils zugeordneten Öffnungen 35 der Lochplatte 34 in den Ableitabschnitt 27.Between the nozzles 33 and the perforated plate 34 is over the wires 18 . 19 and the connections 23 . 24 from the control not shown in the figures and depending on the signals of the sensors and the pressure and the flow of the supplied air, a high voltage is set so that yourself in the area of the top 39 the nozzles 33 forms a charge surplus. Specifically, a high voltage is applied by means of a transformer with an AC voltage of 12 to 13 kV. As a result, free electrons deposit on atoms or molecules in the passing gas and lead to their electrical charge. In the arrangement shown, the proportion of ozone is relatively low and there is also no energy loss due to overheating. It forms a corona discharge in the area of the nozzle tips 39 out, by means of which through the nozzles 33 Guided air is ionized. In the embodiment shown, the ionizer 12 in the boundary region of the transition potential of a corona discharge between the generation of ions and the production of ozone adjusted so that in addition to atmospheric oxygen ions also specific reactive gas mixtures, radicals and small amounts of ozone are generated. The specific reactive gas mixtures consist in particular of radicals and small amounts of ozone. The thus activated air passes through the nozzles essentially without wall contacts 33 respectively associated openings 35 the perforated plate 34 in the discharge section 27 ,

Wegen der durch die Vielzahl Düsen 33 flächigen Zuführungen der aktivierten Luft und wegen des sich düsenförmig verjüngenden Querschnitts des Gehäuses 22 im Bereich des Ableitabschnittes 27 bildet sich eine im wesentlichen laminare Düsenströmung aus, so dass hier Wandkontakte ebenfalls weitgehend minimiert werden können und das aktivierte Gas nahezu verlustfrei dem Gasauslass 22 zugeführt werden kann. Durch die Leitung 16 gelangt so dann das aktivierte Luftgasgemisch in den Diffusor 25 und dort in feinst verteilter Form zur Reaktion in den Reaktor 11.Because of the multitude of nozzles 33 flat feeds of the activated air and because of the nozzle-shaped tapered cross-section of the housing 22 in the region of the discharge section 27 A substantially laminar nozzle flow is formed, so that wall contacts can likewise be substantially minimized here, and the activated gas is lost to the gas outlet with virtually no loss 22 can be supplied. Through the line 16 then enters the activated air mixture in the diffuser 25 and there in finely divided form for reaction in the reactor 11 ,

8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wasserreinigungsvorrichtung 40 mit den Erfindungsmerkmalen. Die Wasserreinigungsvorrichtung 40 entspricht im wesentlichen der Wasserreinigunsvorrichtung 10. Gleiche Elemente tragen die gleichen Bezugsziffern. Wie sich der Figur entnehmen lässt, sind hier mehrere Ionisatoren 12 einander parallel geschaltet und mit Ihren Gasauslässen mit der Leitung 16 verbunden. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind insgesamt 6 Ionisatoren 12 vorgesehen. Auf diese Weise lassen sich der Durchsatz und die Ionisatonsleistung erhöhen, wobei wegen des modularen Aufbaus eine einfache Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten möglich ist. 8th shows a further embodiment of a water purification device 40 with the invention features. The water purification device 40 corresponds essentially to the Wasserreinigunsvorrichtung 10 , The same elements bear the same reference numbers. As can be seen from the figure, here are several ionizers 12 connected in parallel and with your gas outlets with the pipe 16 connected. In the embodiment shown, a total of 6 ionizers 12 intended. In this way, the throughput and the Ionisatonsleistung increase, with a simple adaptation to the particular circumstances is possible because of the modular structure.

1010: WasserreinigungsvorrichtungWater purification system
1111: Reaktorreactor
1212: Ionisatorionizer
1313: Einlassinlet
1414: Auslassoutlet
1515: Keramikmembranceramic membrane
1616: Leitungmanagement
1717: Leitungmanagement
1818: Leitungmanagement
1919: Leitungmanagement
2020: Gehäusecasing
2121: Gaseinlassgas inlet
2222: Gasauslassgas outlet
2323: Anschlussconnection
2424: Anschlussconnection
2525: Separationsabschnittseparation section
2626: Ionisationsabschnittionisation
2727: Ableitabschnittinferring
2828: Homogenisatorhomogenizer
2929: Separatorseparator
3030: DurchgangsöffnungThrough opening
3131: Elektrodenträgerelectrode support
3232: Druckplatteprinting plate
3333: Düsejet
3434: Lochplatteperforated plate
3535: DurchgangsöffnungThrough opening
3636: Düsenkörpernozzle body
3737: BasisBase
3838: DurchgangsbohrungThrough Hole
3939: Spitzetop
4040: WasserreinigungsvorrichtungWater purification system

Claims

Ionization device for gas ionization with a closed housing ( 20 ), which has a gas inlet ( 21 ) and a gas outlet ( 22 in which a first electrode and a second electrode for generating a gas discharge are arranged, characterized in that the first electrode has at least one nozzle ( 33 ) is made of a conductive material for the gas, and that the second electrode is a grid ( 34 ).

Ionization device according to claim 1, characterized in that the nozzle ( 33 ) consists of a metallic material.

Ionization device according to claim 1 or 2, characterized in that the nozzle ( 33 ) for generating a corona discharge in front of a tip ( 39 ) of the nozzle ( 33 ) to the top ( 39 ) is tapered conically.

Ionisation device according to one of the preceding claims, characterized by a multiplicity of nozzles ( 33 ).

Ionization device according to claim 4, characterized in that the nozzles ( 33 ) are arranged in a matrix.

Ionization device according to claim 5, characterized in that the nozzles ( 33 ) are arranged offset from one another transversely to the flow direction.

Ionization device according to one of the preceding claims, characterized in that the second electrode is a perforated grid ( 34 ).

Ionisation device according to claim 7, characterized in that each nozzle ( 33 ) a hole ( 35 ) of the perforated grid ( 34 ) assigned.

Ionization device according to one of the preceding claims, characterized in that a separation section ( 25 ) for supplying gas to the nozzles ( 33 ) the gas inlet ( 21 ) and an ionization section ( 26 ), in which the electrodes ( 34 ) are interposed.

Ionization device according to claim 9, characterized in that the separation section ( 25 ) downstream of the gas inlet ( 21 ) a homogenizer ( 28 ) having.

Ionization device according to claim 10, characterized in that the homogenizer ( 28 ) consists of a porous material.

Ionization device according to claim 11, characterized in that the homogenizer is a ceramic membrane ( 28 ).

Ionization device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the separation section ( 25 ) one the nozzles ( 33 ) adjacent separator ( 29 ) having.

Ionization device according to claim 13, characterized in that the separator is a perforated plate ( 29 ).

Ionization device according to claim 14, characterized in that each nozzle ( 33 ) a hole ( 30 ) of the perforated plate ( 29 ) assigned.

Ionization device according to one of claims 9 to 15, characterized in that the gas outlet ( 22 ) and the ionization section ( 26 ) a derivation section ( 27 ) is interposed.

Ionization device according to claim 16, characterized in that the cross section of the discharge section ( 27 ) tapers conically downstream.

Ionization device according to claim 16 or 17, characterized in that the discharge section ( 27 ) is nozzle-shaped.

Ionisation device according to one of Claims 16 to 18, characterized by a rounded transition between the discharge section ( 27 ) and the gas outlet ( 22 ) and / or the ionization section ( 26 ).

Device for treating contaminated water by treatment with a gaseous oxidizing agent, characterized by an ionization device ( 12 ) according to any one of the preceding claims.

Device according to claim 20, characterized by a reactor ( 11 ) for water treatment with by the ionization device ( 12 ) activated oxidizing agent.

Device according to claim 21, characterized in that the reactor is a bubble column reactor ( 11 ).

Apparatus according to claim 21 or 22, characterized in that the reactor is a countercurrent reactor ( 11 ).

Device according to one of claims 21 to 23, characterized in that the reactor ( 11 ) is elongated and arranged vertically.

Device according to one of claims 21 to 24, characterized in that the reactor ( 11 ) consists of a synthetic resin material.

Device according to one of Claims 20 to 25, characterized by a high-voltage supply for the electrodes ( 33 . 34 ).

Device according to one of claims 20 to 26, characterized through sensor for determining a characteristic for the contamination of the water.

Device according to claim 27, characterized in that that the sensor a redox probe is.

Device according to claim 27, characterized in that that the sensor a pH probe is.

Device according to claim 27, characterized in that that the sensor an ozone analyzer.

Device according to one of claims 27 to 30, characterized in that the sensor in the inlet ( 13 ) and / or in the outlet ( 14 ) of the reactor ( 11 ) is arranged.

Device according to one of claims 20 to 31, characterized through a controller.

Device according to claim 32, characterized in that the control with the electrodes ( 33 . 34 ) and / or connected to the sensor.

Device according to one of claims 21 to 33, characterized in that the reactor ( 11 ) a diffuser ( 15 ) for introducing the oxidizing agent.

Apparatus according to claim 34, characterized in that the diffuser is a ceramic membrane ( 15 ) having.

Device according to claim 34 or 35, characterized that the diffuser has a pore size of 70 up to 120 microns.

Process for the treatment of contaminated water by treatment with a gaseous oxidizing agent in which the water is removed by means of the ionisation device ( 12 ) is treated according to any one of claims 1 to 19 activated oxidizing agent.

Method according to claim 37, characterized in that that the oxidizing agent used is oxygen and / or air.

A method according to claim 37 or 38, characterized in that by means of the ionization device ( 12 ) are generated upon activation of the oxidant ions, radicals, ozone and / or a reactive gas mixture.

Method according to one of claims 37 to 39, characterized in that by means of applying a high voltage to the electrodes ( 33 . 34 ) a charge surplus at the nozzle tips ( 39 ) is produced.

A method according to claim 40, characterized in that the ionization device ( 12 ) is adjusted by means of a control to a boundary between the generation of ions and ozone via the transition potential.

A method according to claim 41, characterized in that the ionization device ( 12 ) to produce a high ion production rate to form a small proportion of ozone and reactive gas mixtures.

A method according to claim 41 or 42, characterized in that for adjusting the ionization device ( 12 ) the gas pressure and / or gas flow is controlled or regulated by the ionization device.

Method according to one of claims 41 to 43, characterized in that for adjusting the ionization device ( 12 ) the size and / or type of high voltage is controlled or regulated.

Method according to claim 44, characterized in that that the high voltage is controlled in a range between 12 and 13 kV or regulated.

Method according to one of claims 41 to 45, characterized in that the setting of the ionization device ( 12 ) depending on a signal from the sensor.

Method according to one of claims 37 to 46, characterized in that the oxidizing agent after activation in the ionization device ( 12 ) is guided in a laminar flow.

Use of an ionization device after a the claims 1 to 19 for treating contaminated water.