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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Vorrichtung
zur Erzeugung und Eindosierung von Chlordioxid in eine Wasserleitung.
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Die
Verwendung von Chlordioxid in der Aufbereitung von Wasser dient
der Verbesserung der hygienischen und mikrobiellen Eigenschaften
des Wassers. Die Behandlung des Wassers mit Chlordioxid bietet dabei
in einer Reihe von Anwendungsfällen
gegenüber
Chlor erhebliche Vorteile. Durch das Chlordioxid wird aufgrund seiner
bakteriziden, sporiziden und viruziden Wirkung nicht nur eine wirksame
Desinfektion des behandelten Wassers erreicht. Die Desinfektionswirkung
ist darüber
hinaus weitgehend unabhängig
von dem pH-Wert. Bei pH-Werten > 8 übertrifft
sie die des Chlors. Zudem werden keine chlororganischen Verbindungen
gebildet. Chlordioxid wird durch organische Wasserinhaltsstoffe
nur langsam gezehrt. Daher genügen
selbst bei großen
Trinkwasserverteilungsnetzen in der Regel niedrige Massenkonzentrationen
zur Aufrechterhaltung bakteriostatischer Verhältnisse. Vor diesem Hintergrund
eignet sich Chlordioxid besonders für die Behandlung von Trinkwasser.
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In
den vergangenen Jahren ist nach dem wiederholten Auftreten von Erkrankungen
die Problematik der Legionellen vermehrt in den Mittelpunkt des Interesses
gerückt.
Sie betrifft insbesondere, aber nicht ausschließlich Warmwasserleitungen.
Ein weit verzweigtes Leitungsnetz mit unregelmäßig benutzten Wasserentnahmestellen,
wie es z. B. in größeren Mehrfamilienhäusern, Hotels,
Altenheimen und Krankenhäusern
zu finden ist, begünstigt
die Vermehrung von Bakterien und kann zu einer Gefährdung der
Bewohner führen.
Dabei treten in Warmwasserleitungen insbesondere Bakterien der Gattung
Legionella pneumophila und in Kaltwasserleitungen Bakterien der
Gattung Pseudomonas aeruginosa auf. Mit der mikrobiologischen Kontamination
gehen häufig
Korrosionsprobleme einher. Für
die Anwendungen in Gebäuden
der vorgenannten Art sind kleinere Chlordioxid-Anlagen bekannt geworden,
welche für
das jeweilige Gebäude
eine Behandlung des Trinkwassers mit Chlordioxid durchführen.
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Chlordioxid
ist ein sehr reaktives Gas und kann aufgrund seiner Instabilität nicht
längere
Zeit bevorratet werden. Daher wird das Chlordioxid in der Regel
an dem Ort der Wasserbehandlung aus Natriumchlorit hergestellt und
kurzfristig nach der Erzeugung eingesetzt.
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Für die Erzeugung
von Chlordioxid in der Wasseraufbereitung werden grundsätzlich zwei
Verfahren unterschieden. Zum einen gibt es das sogenannte Chlorit/Chlor-Verfahren,
bei dem Chlorit durch Chlor zu Chlordioxid oxidiert wird. Zum anderen
gibt es das Chlorit/Säure-Verfahren bei dem
das Chlorit zu Chlordioxid und Chlorid infolge des niedrigen pH-Wertes
disproportioniert. Beide Verfahren sind auch zur Behandlung von
Trinkwasser zugelassen, können
aber auch für
andere Anwendungen eingesetzt werden, die ein in hohem Maße keimarmes Wasser
erfordern. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich vorwiegend mit dem
Chlorit/Säure-Verfahren.
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Insbesondere
bei der Verwendung von Chlordioxid für Wasser, das für den menschlichen Gebrauch
bestimmt ist, sind bestimmte Regeln einzuhalten. So soll durch die
jeweilige Chlordioxid-Anlage beispielsweise sichergestellt werden,
dass das eingesetzte Chlorit möglichst
vollständig
zu Chlordioxid umgesetzt wird und die Bildung unerwünschter Nebenprodukte,
wie Chlorphenol und Chlorat etc. möglichst unterbunden wird. Gerade
bei kleineren für jeweils
ein Gebäude
oder einen Gebäudekomplex bestimmten
Anlagen ist zudem wichtig, dass diese auch von ungeschulten Personen
störungsfrei
und sicher betrieben werden können.
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Das
DVGW-Regelwerk "Chlordioxid
in der Wasseraufbereitung" beschreibt
das Chlorit/Säureverfahren
und die dabei einzuhaltenden Regeln im Detail.
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Aus
der
DE 195 29 504
C2 ist ein anderes Verfahren zur Erzeugung von Chlordioxid
bekannt. Bei diesem wird im ersten Schritt Hypochloritlösung angesäuert und
anschließend
mit Chloritlösung
zu Chlordioxid und Chlorid umgesetzt. In diesem Zusammenhang wird
vorgeschlagen, in der Reaktionsmischung ein pufferndes System vorzusehen.
Für die Pufferung
wird eine schwache Oxosäure
in wässriger Lösung, z.
B. Orthophosphorsäure
genannt. Das aus dieser Schrift bekannte Verfahren hat jedoch den Nachteil,
aufwendig zu sein.
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Vor
diesem Hintergrund stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine einfache
und sichere Vorrichtung bzw. ein entsprechendes Verfahren für die Erzeugung
und Eindosierung von Chlordioxid in eine Wasserleitung anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren mit folgenden
Schritten gelöst:
- – Bereitstellen
einer ersten wässrigen
Lösung
mit einem ersten Reaktionsstoff in einem ersten Behälter und
einer zweiten wässrigen
Lösung
mit einem zweiten Reaktionsstoff in einem zweiten Behälter,
- – Zusammenbringen
der ersten und der zweiten wässrigen
Lösung
in einem Reaktionsbehälter,
infolgedessen durch die Reaktion des ersten und des zweiten Reaktionsstoffes
eine wässriger Chlordioxid-Lösung gebildet
wird,
wobei das Zusammenbringen der ersten und zweiten
wässrigen
Lösung
in dem Reaktionsbehälter durch
eine Dosiereinrichtung erfolgt, welche die erste und zweite wässrige Lösung aus
dem ersten und dem zweiten Behälter
in den Reaktionsbehälter
fördert
und wobei die wässrige
Chlordioxidlösung
unter Wirkung eines durch die Dosiereinrichtung erzeugten Überdrucks
aus dem Reaktionsbehälter über eine Dosierleitung
in die Wasserleitung gefördert
wird.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird weiterhin gelöst durch
eine Vorrichtung zur Erzeugung und Eindosierung von Chlordioxid
in eine Wasserleitung, insbesondere eine Trinkwasserleitung, mit
einem ersten Behälter
für eine
erste wässrige
Lösung,
mit einem zweiten Behälter
für eine
zweite wässrige
Lösung,
mit einer Dosiereinrichtung, durch welche die erste und zweite Lösung aus
dem ersten und zweiten Behälter über Zufuhrleitungen
in einem Reaktionsbehälter
zusammengebracht werden, um eine wässrige Chlordioxid-Lösung zu
bilden, mit einer Dosierleitung, um die in dem Reaktionsbehälter erzeugte
wässrige
Chlordioxidlösung
aus dem Reaktionsbehälter
in die Wasserleitung zu leiten, wobei durch die Dosiereinrichtung
in dem Reaktionsbehälter
ein Überdruck
erzeugt wird und die wässrige Chlordioxid-Lösung unter
Wirkung dieses Überdrucks
aus dem Reaktionsbehälter
durch die Dosierleitung in die Wasserleitung gefördert wird.
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Die
erfindungsgemäße Gestaltung
hat zahlreiche Vorteile und eignet sich insbesondere für die Bildung
von Chlordioxid nach dem Chlorit/Säure-Verfahren. Indem die in
dem Reaktionsbehälter
gebildete Chlordioxid-Lösung
mittels des durch die Dosiereinrichtung erzeugten Überdrucks
in die Wasserleitung gefördert
wird, kann die Vorrichtung besonders zuverlässig und einfach gestaltet
sein. Eine zusätzliche,
zwischen Reaktionsbehälter
und Wasserleitung angebrachte Dosierpumpe ist nicht erforderlich,
was die Herstellungskosten senkt und gleichzeitig die Betriebssicherheit
erhöht.
Die Steuerung des Verfahrens wird vereinfacht, da der Reaktionsbehälter auf einfache
Weise stets mit der erforderlichen Menge an erster und zweiter Lösung nachgefüllt wird.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben
und werden nachfolgend kurz erläutert.
Dabei können
die jeweils zu den unterschiedlichen Anspruchskategorien genannten
Merkmale jeweils auch mit den zu der anderen Anspruchskategorie
beschriebenen Merkmalen kombiniert werden.
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Für die Erzeugung
des Chlordioxids nach dem Chlorit/Säure-Verfahren kann vorgesehen sein, dass
der erste Reaktionsstoff Chlorit und der zweite Reaktionsstoff eine
Reaktionssäure
umfasst.
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Eine
hinreichend schnelle und weitgehend vollständige Umsetzung des Chlorits
wird dann erreicht, wenn das molare Verhältnis der in den Reaktionsbehälter eingebrachten
Reaktionssäure
zu Chlorit größer als
1,5 ist, insbesondere größer als
2,0, vorzugsweise zwischen 3,0 und 4,0.
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Erfindungsgemäß hat sich
bewährt,
wenn als Chlorit wenigstens teilweise Natriumchlorit eingesetzt
wird. Vorzugsweise kann die erste wässrige Lösung zwischen 6,5% und 8,5%
Chlorit, insbesondere zwischen 7,2% und 7,8% Chlorit und besonders
vorzugsweise 7,5% Chlorit enthalten. Die angegebenen Wertebereiche
ermöglichen
es zudem, auf einfache Weise eine Einhaltung der maximal zulässigen Konzentration
an Chlordioxid im Reaktionsbehälter
und in dem behandelten Wasser sicher zu stellen.
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Die
Bildung des Chlordioxids erfolgt dann besonders schnell, wenn der
pks-Wert der Reaktionssäure < 0 beträgt.
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Es
hat sich bewährt,
wenn die Reaktionssäure
teilweise oder ausschließlich
aus Salzsäure
besteht. Vorteilhafterweise enthält
die zweite wässrige Lösung zwischen
6% und 12% Salzsäure,
insbesondere zwischen 7,5% und 10,5% Salzsäure und besonders vorzugsweise
9% Salzsäure.
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Die
Durchführung
des Verfahrens ist dann besonders einfach und sicher, wenn die erste
und die zweite Lösung
durch die Dosiereinrichtung zu gleichen Volumenteilen in den Reaktionsbehälter eingebracht
werden. Dies kann insbesondere dann erfolgen, wenn die Reaktionssäure und
das Chlorit in den genannten Konzentrationen eingesetzt werden.
Eine Abweichung der Volumenteile von bis zu 10% soll vorliegend
keine Rolle spielen.
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Gemäß einer
besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass in der Dosierleitung ein Ventil vorgesehen ist, das bei Überschreiten
eines Auslösedruckes öffnet, um
wässrige Chlordioxid-Lösung in
die Wasserleitung abzugeben, und das wieder schließt, wenn
ein Schließdruck
unterschritten wird. Hierbei kann vorgesehen sein, dass bei Betätigung der
Dosiereinrichtung in dem Reaktionsbehälter und der Dosierleitung
ein Überdruck
erzeugt wird, welcher auf das in der Dosierleitung angeordnete Ventil
wirkt. Bei dieser Gestaltung ist keine zusätzliche Dosierpumpe in Fließrichtung
hinter dem Reaktionsbehälter
erforderlich. Die Eindosierung des Chlordioxids in die Wasserleitung
kann alleine durch die Bestätigung
der in Fließrichtung
vor dem Reaktionsbehälter
angeordneten Dosiereinrichtung, mit der erste und zweite Lösung in
den Reaktionsbehälter gefördert werden,
erfolgen. Hierbei steigt zunächst der
Druck in dem Reaktionsbehälter
und zugleich in der mit diesem in Verbindung stehenden Dosierleitung
an. Sobald der durch die Dosiereinrichtung erzeugte Überdruck
an dem Ventil den Auslösedruck erreicht, öffnet dieses.
Die jetzt unter der Wirkung der Dosiereinrichtung in den Reaktionsbehälter geförderte Menge
an erster und zweiter wässriger
Lösung verdrängt aus
diesem das gleiche Volumen zuvor gebildeter Chlordioxidlösung, welche über die
Dosierleitung in die Wasserleitung gelangt. Der Auslösedruck des
vorzugsweise als Membran-Druckhalteventils ausgebildeten Dosierventils
ist höher
als der tatsächliche
oder maximal zulässige
Druck in der Wasserleitung. Auf diese Weise kann sichergestellt
werden, dass das Chlordioxid stets in der gewünschten Weise in die Wasserleitung
eindosiert wird. Wenn das Ventil gleichzeitig als Rückschlagventil
ausgebildet ist, kann ein Einströmen
von Wasser aus der Wasserleitung in die Dosierleitung unter allen
Betriebszuständen
sicher verhindert werden.
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Die
Eindosierung des Chlordioxids in die Wasserleitung kann erfindungsgemäß dadurch
erfolgen, dass die Dosiereinrichtung für die erste und die zweite
Lösung
in Abhängigkeit
von dem Durchfluss in der Wasserleitung gesteuert wird. Hierzu kann
in bzw. an der Wasserleitung ein entsprechender Sensor vorgesehen
werden, welcher die Durchflussmenge ermittelt. In Abhängigkeit
von der Größe des gemessenen
Durchflusses kann dann die Dosiereinrichtung betätigt, erste und zweite Lösung in
den Reaktionsbehälter
gefördert
und dadurch in der zuvor beschriebenen Weise Chlordioxidlösung aus
dem Reaktionsbehälter
in die Wasserleitung gelangen.
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Eine
zuverlässige
Chlordioxidbildung wird auch dadurch erreicht, dass der Reaktionsbehälter derart
bemessen und die Dosiereinrichtung derart gesteuert ist, dass bei
Nenndurchfluss die Verweilzeit von erster und zweiter Lösung in
dem Reaktionsbehälter
wenigstens 7 Minuten, insbesondere wenigstens 12 Minuten beträgt. Mit
Nenndurchfluss ist dabei der maximale Durchfluss in der Wasserleitung
gemeint, für
die die Anlage ausgelegt ist.
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Die
Chlordioxid-Erzeugung wird auch dadurch besonders einfach, dass
die in dem Reaktionsbehälter
erzeugte wässrige
Chlordioxid-Lösung ohne zusätzliche
Verdünnung
in die Wasserleitung gefördert
wird.
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Eine
weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, dass erste und zweite
wässrige
Lösung
in einem vor dem Reaktionsbehälter
liegenden Mischabschnitt der Zufuhrleitungen zusammengebracht werden.
Auf diese Weise werden die beiden Lösungen und die darin enthaltenen
Stoffe bereits vermischt, bevor sie in den eigentlichen Reaktionsbehälter gelangen.
Turbulente Verhältnisse
im Reaktionsbehälter
sind daher nicht erforderlich. Der Mischabschnitt kann z. B. als
Y-Stück
ausgebildet sein.
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Vorteilhafter
Weise wird die Erzeugung des Chlordioxids mittels Photometrie überwacht.
Das Chlordioxid führt
zu einer typischen Färbung
der wässrigen
Lösung.
Diese kann zuverlässig
durch eine blaue LED und eine Photodiode detektiert werden.
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Weitere
Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder
bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von der Zusammenfassung
in einzelnen Ansprüchen
oder deren Rückbeziehung.
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Es
zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung einer Chlordioxid-Anlage;
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2:
eine Darstellung eines Reaktionsbehälters für die in 1 dargestellte
Chlordioxid-Anlage.
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1 zeigt
als verfahrenstechnisches Fließbild
schematisch die einzelnen Verfahrensabschnitte und den Aufbau einer
Anlage für
die Erzeugung und Eindosierung von Chlordioxid in eine Wasserleitung 1.
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Die
Anlage für
die Erzeugung und Eindosierung von Chlordioxid weist einen ersten
Behälter
B1 und einen zweiten Behälter
B2 auf.
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In
dem ersten Behälter
B1 ist eine erste wässrige
Lösung
enthaltend einen ersten Reaktionsstoff in Form von Chlorit, vorzugsweise
in Form von Natriumchlorit bereitgestellt. Die Konzentration des Natriumchlorits
in der wässrigen
Lösung
beträgt 7,5%.
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Der
zweite Behälter
B2 enthält
eine zweite wässrige
Lösung,
welche einen zweiten Reaktionsstoff in Form einer Reaktionssäure und,
wenn gewünscht,
einen Korrosionsinhibitor enthält.
Die Reaktionssäure
ist eine starke Säure
mit einem pks-Wert < 0, vorzugsweise Salzsäure. Die
Konzentration der Salzsäure
in der wässrigen
Lösung
beträgt
9%.
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Erster
und zweiter Behälter
B1, B2 sind jeweils in einer Auffangwanne 7, 8 angeordnet.
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Als
Korrosionsinhibitor kann in der zweiten wässrigen Lösung Orthophosphorsäure enthalten sein.
Beispielsweise kann der zweiten wässrigen Lösung 60 g Orthophosphorsäure 85%-ig
je Liter zugesetzt sein. Alternativ oder zusätzlich kann in der zweiten
Lösung
eine andere anorganische Phosphorverbindung eingesetzt werden, insbesondere
eine andere Phosphorsäure
und/oder ein Salz einer Phosphorsäure, z. B. Polyphosphorsäure, Metaphosphorsäure, Phosphat,
Hydrogenphosphat, Dihydrogenphosphat, Polyphosphat und/oder Metaphosphat.
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Erster
und zweiter Behälter
B1, B2 weisen jeweils einen genügend
großen
Vorrat an der ersten und zweiten Lösung auf, um die Anlage eine
gewisse Zeit zu betreiben. Erster und zweiter Behälter B1,
B2 können
bei Bedarf entweder gegen neue befüllte Behälter ausgetauscht oder wiederbefüllt werden.
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Mittels
einer zwei Pumpen P1, P2 umfassenden Dosiereinrichtung können die
erste und die zweite Lösung über Sauglanzen
aus dem ersten und zweiten Behälter
B1, B2 über
jeweils eine Zufuhrleitung 2, 3 in einen Einlass 10 des
Reaktionsbehälters C1
gefördert
werden. Die Zufuhrleitungen 2, 3 sind dabei, wie
dargestellt, teilweise durch flexible Schläuche gebildet, welche den Austausch
der Behälter
B1 und B2 erleichtern. An den als Membrandosierpumpen ausgebildeten
Pumpen P1, P2 ist dabei jeweils ein manuell zu betätigendes
Entlüftungsventil
V11, bzw. V12 vorgesehen. Die Entlüftungsventile V11 und V12 sind
mit Rückflussleitungen 4, 5 verbunden, welche
in die Behälter
B1 bzw. B2 münden.
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In
den die Pumpen P1, P2 mit dem Reaktionsbehälter C1 verbindenden Abschnitten
der Zufuhrleitung 2, 3 sind jeweils ein Rückschlagventil
R1 bzw. R2 vorgesehen, welche einen Rückfluss der Lösung aus
dem Reaktionsbehälter
C1 in die Behälter B1
und B2 verhindern. In der Zufuhrleitung in Strömungsrichtung vor dem Reaktionsbehälter C1
ist zudem ein Schauglas G1 angeordnet.
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Der
Auslass 11 des Reaktionsbehälters C1 ist über eine
Dosierleitung 6 mit der Wasserleitung 1 verbunden.
In der rohrförmigen
Dosierleitung 6 ist ein Ventil R3 vorgesehen, das bei Überschreiten
eines Auslösedruckes öffnet, um
wässrige
Chlordioxidlösung
aus dem Reaktionsbehälter
C1 in die Wasserleitung 1 abzugeben. Das Ventil R3 schließt wieder, wenn
ein Schließdruck
unterschritten wird. Das Ventil R3 ist in dem darstellten Beispiel
als Membran-Druckhalteventil ausgebildet und wirkt gleichzeitig
als Rückschlagventil.
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In
der Dosierleitung 6 ist darüber hinaus ein weiters Schauglas
G2 angeordnet. Zudem ist in der Dosierleitung 6 vor der
Einmündung
in die Wasserleitung 1 ein handbetätigtes Spülventil V3 vorgesehen, über das
die Anlage gespült
werden kann.
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Die
Wasserleitung 1 weist vor der Einmündung der Dosierleitung 6 ein
Absperrventil V1 auf. In Fließrichtung
nach der Einmündung
der Dosierleitung 6 ist ein Mischungsbehälter C2
vorgesehen. Dieser stellt sicher, dass sich die eindosierte Menge an
Chlordioxid gleichmäßig in dem
Wasser verteilt. Nach dem Mischungsbehälter C2 ist ein Probennahmeventil
V4 angeordnet, welches gleichzeitig zur Entlüftung eingesetzt werden kann. Über ein
weiteres Absperrventil V2 in der Wasserleitung 1 kann das mit
Chlordioxid behandelte Wasser z. B. in die Wasserinstallation eines
Gebäudes
abgegeben werden. Die dargestellte Anlage eignet sich dabei besonders für mittlere
und größere Gebäude.
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Zur Überwachung
der Anlagenfunktion weisen die Behälter B1 und B2 eine mit LA-
gekennzeichnete Füllstandsüberwachung
mit Niveauschaltern auf, damit bei zu geringem Füllstand in einem der Behälter B1
und B2 Alarm gegeben und ggf. die Anlage abgeschaltet werden kann.
Die Menge der durch die Pumpen P1 und P2 geförderten ersten und zweiten
Lösung
wird durch mit FOA ± gekennzeichnete
Volumenstrommessungen überwacht.
Die Chlordioxid-Bildung wird in unten näher beschriebener Weise qualitativ
und quantitativ am Auslass des Reaktionsbehälters C1 überwacht. Dies ist mit QA ± gekennzeichnet.
Zudem wird der Druck in der Dosierleitung 6 an der mit
POA- gekennzeichneten Stelle erfasst.
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Die
Pumpen P1, P2 und der Reaktionsbehälter C1 sind in einem schematisch
angedeuteten Schutzschrank 9 untergebracht, welcher über eine an
der einen Seite angebrachte Zuluftöffnung mit einem ersten Aktivkohlefilter
F101 und eine an der gegenüberliegenden
Seite angeordnete Abluftöffnung mit
einem zweiten Aktivkohlefilter F102 belüftet ist. Die Belüftung wird
dabei über
einen Ventilator V100 sichergestellt. Eine gefährliche Anreicherung von Chlordioxid
im Schutzschrank 9 wird so vermieden.
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Die
Pumpen P1 und P2 sind derart gesteuert, dass sie erste und zweite
Lösung
im Volumenverhältnis
1:1 in den Reaktionsbehälter
C1 fördern.
Bei den vorgenannten Konzentrationsverhältnissen ergibt sich in dem
Reaktionsbehälter
C1 ein molares Verhältnis
der Salzsäure
zu dem Natriumchlorit von etwa 3,8:1.
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Die
Erzeugung des Chlordioxids in dem Reaktionsbehälter C1 erfolgt kontinuierlich
(kein sogenanntes Batch-Verfahren), jedoch in Abhängigkeit von
der Durchflussmenge in der Wasserleitung 1. Die Pumpen
P1, P2 werden dabei automatisch durch den an der Wasserleitung 1 angeordneten
Sensor FIS in Abhängigkeit
des Durchflusses in der Wasserleitung 1 gesteuert. Sobald
in der Wasserleitung 1 Wasser fließt, weil an einer Entnahmestelle
des Hauses Wasser entnommen wird, fördern die Pumpen P1 und P2 erste
und zweite Lösung
aus den ersten und zweiten Behältern
B1, B2 in den Reaktionsbehälter
C1. Hierbei erhöht
sich der Druck im Inneren des Reaktionsbehälters C1 und in Folge auch
in der mit dem Reaktionsbehälter
C1 in Verbindung stehenden Dosierleitung 6 solange, bis
das Ventil R3 öffnet
und wässrige Chlordioxid-Lösung in
die Wasserleitung 1 dosiert abgibt. Sinkt der Wasserdurchfluss
in der Wasserleitung 1, wird die Fördermenge der Pumpen P1 und
P2 entsprechend reduziert, so dass eine entsprechend kleinere Menge
an Chlordioxid gefördert
wird. Unterschreitet der Wasserdurchfluss in der Wasserleitung 1 einen
bestimmten Wert oder kommt er zum erliegen, können die Pumpen P1, P2 ausschalten
oder in einen intermittierenden Betrieb übergehen.
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Die
Reaktion des Natriumchlorits und der Salzsäure in dem Reaktionsbehälter C1
erfolgt nach dem Chlorit/Säure-Verfahren
entsprechend folgender Formel: 4HCl
+ 5NaClO2 → 4ClO2 +
5NaCl + 2H2O
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Bei
den oben genannten Konzentrationen wird in dem Reaktionsbehälter C1
eine wässrige
Lösung
mit etwa 20 Gramm pro Liter Chlordioxid gebildet. Durch eine entsprechende
Dimensionierung des Reaktionsbehälters
C1 und die Steuerung der Pumpen P1, P2 ist sichergestellt, dass
die Verweilzeit von erster und zweiter Lösung in dem Reaktionsbehälter C1
wenigstens 7 Minuten, vorzugsweise wenigstens 12 Minuten beträgt. Von
dieser in dem Reaktionsbehälter
C1 gebildeten Lösung
können
jedem m3 zu behandelnden Wassers bis zu
20 ml zugegeben werden, wenn die in der Trinkwasserverordnung festgelegten
Grenzen für
die maximal zulässige
Konzentration an Chlordioxid eingehalten werden sollen.
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Die 2 zeigt
im Detail die Ausgestaltung des Reaktionsbehälters C1. Der Reaktionsbehälter C1
hat eine Gehäuse 17 mit
einer im wesentlichen zylindrischen Form und weist eine erweiterte
hohle Kammer 12 auf.
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An
dem Einlass 10 des Reaktionsbehälters werden über ein
Y-förmiges
Anschlussstück 22 die Zufuhrleitungen 2, 3 angeschlossen.
Das Y-förmige Anschlussstück 22 und
der dieses mit dem Einlass 10 verbindende Rohrabschnitt 23 bewirken
dabei eine intensive Vermischung der ersten und zweiten Lösung schon
bei bzw. unmittelbar vor dem Eintritt in den Reaktionsbehälter C1.
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Einlassseitig
weist der Reaktionsbehälter
C1 ein Anschlussstück 20 auf,
welches über
ein Gewinde in das Gehäuse 17 eingeschraubt
ist. Zur Abdichtung ist eine Dichtung 21 vorgesehen.
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Der
Auslass 11 des Reaktionsbehälters C1 wird mit der zur Wasserleitung 1 führenden
Dosierleitung 6 verbunden.
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Auf
der dem Auslass 11 zugewandten Seite des Reaktionsbehälters C1
ist eine Vorrichtung zur Überwachung
der Chlordioxidbildung vorgesehen. Diese ist in 1 mit
QA ± bezeichnet.
Sie umfasst eine Lichtquelle 13, z. B. in Form einer LED
und eine Diode 14. Lichtquelle 13 und Diode 14 sind
einander gegenüber
an einer Messstelle angeordnet, welche durch eine von wässriger
Chlordioxid-Lösung
durchflossene Messstrecke 15 gebildet sind. Die Messstrecke 15 ist
bei der dargestellten Ausführungsform
ein rohrförmiger
zylindrischer Abschnitt aus durchsichtigem Material, z. B. Glas.
Die Messstrecke 15 ist dabei in einer Halterung 16 eingesetzt,
die über
ein Außengewinde in
das Gehäuse 17 eingeschraubt
ist. An der dem Reaktionsbehälter
C1 abgewandten Seite der Messstrecke 15 ist ein zylindrischer
Anschluss 18 vorgesehen, der über ein Gewinde mit der die
Messstrecke 15 aufnehmenden Halterung 16 verbunden ist.
Die Halterung 16 ist gegenüber dem Reaktionsbehälter C1
und der Messstrecke 15 durch mehrere Dichtungen 19 abgedichtet.
Die Halterung 16 hat darüber hinaus jeweils eine Aufnahme
für die
Lichtquelle 13 und die Diode 14.
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Die
quantitative Überwachung
der Chlordioxidbildung erfolgt nach folgendem Prinzip. Das Chlordioxid
in der wässrigen
Lösung
führt dazu,
dass die chlordioxidhaltige Lösung
eine leicht orange bis gelbgrüne
Farbe annimmt. Diese Lösung
wird mit blauem Licht bestrahlt, welches durch die Verfärbung besonders
gut absorbiert wird. Ein hoher Gehalt an Chlordioxid führt zu einer
stärkeren
Verfärbung.
Dementsprechend wird das blaue Licht stärker absorbiert. Dies kann
durch die Diode 14, welche mit einer nicht dargestellten
Auswerteeinheit verbunden ist, erfasst werden.
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Das
beschriebene Verfahren bzw. die beschriebene Vorrichtung kann z.
B. für
folgende Anwendungsgebiete eingesetzt werden: Trinkwasserinstallationen
(Warm-/Kaltwasser), Öffentliche
Trinkwasserversorgung, Trink- und Brauchwasser in der Getränke- und Lebensmittelindustrie,
Flaschenreinigung, Waschwasseraufbereitung für Obst und Gemüse, Abwasserbehandlung.