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Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Gegenstand ein Verfahren zur Aufbereitung von einem Becken zugeordnetem Badewasser, das in einem Brauchwasserkreislauf umgewälzt und dabei desinfizierend behandelt und vorzugsweise zusätzlich gechlort wird. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem einem Badewasser enthaltenden Becken zugeordneten, mit einer Umwälzpumpe versehenen Brauchwasserkreislauf, der eine Wasseraufbereitungseinrichtung und vorzugsweise eine Chlorungseinrichtung enthält.
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Gemäß einem bekannten Vorschlag (
DE 10 2004 027 574 B4 ) wird dem im Brauchwasserkreislauf umgewälzten Badewasser Ozon beigemischt und das so behandelte Badewasser anschließend mit UV-Licht bestrahlt, bevor es in das Becken zurückgespeist wird. Ozon kann vorteilhaft organische Stoffe eliminieren und desinfizierend wirken. Ozon ist aber nicht lagerfähig und muss daher laufend frisch erzeugt werden, was einen hohen Aufwand sowohl hinsichtlich der erforderlichen Investitionen als auch hinsichtlich der laufenden Betriebskosten erfordert. Der bekannte Vorschlag erweist sich daher als nicht wirtschaftlich genug.
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Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art unter Beibehaltung der grundsätzlichen Vorteile und Vermeidung der geschilderten Nachteile so zu verbessern, dass eine vergleichsweise gute Wirtschaftlichkeit gewährleistet wird.
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Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem übergeordneten Verfahren dadurch gelöst, dass dem im Brauchwasserkreislauf umgewälzten Badewasser Wasserstoffperoxid (H2O2) beigemischt wird und dass zur zumindest teilweisen Eliminierung des H2O2 das umgewälzte Badewasser mit UV-Licht bestrahlt wird, bevor es gechlort und in das Becken zurückgespeist wird.
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Die auf die Vorrichtung sich beziehende Aufgabe wird in Verbindung mit der gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, dass die Wasseraufbereitungseinrichtung wenigstens eine H2O2-Beimischeinrichtung zur Beimischung von H2O2 zum umgewälzten Badewasser sowie stromabwärts hiervon wenigstens eine UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung des umgewälzten Badewassers mit UV-Licht aufweist.
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Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen werden die eingangs geschilderten Nachteile des genannten Standes der Technik unter Beibehaltung seiner Vorteile beseitigt. Bei Wasserstoffperoxid (H2O2) handelt es sich um einen in entsprechenden Behältern wie Kanistern, Tanks etc. lagerfähigen Stoff der in flüssiger Form vorliegt und daher einfach gehandhabt und dem Badewasser beigemischt werden kann. Eine Generierung von H2O2 an Ort und Stelle ist daher in vorteilhafter Weise entbehrlich, was sich vorteilhaft auf die Wirtschaftlichkeit auswirkt. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass H2O2 beim Abbau zu reinem Sauerstoff und Wasser zerfällt, womit ein zusätzlicher Chemikalieneintrag in das Badewasser unterbleibt. Ungeachtet dieser Vorteile ist durch die Eigenschaften des H2O2 auch sichergestellt, dass eine gute desinfizierende Wirkung und ein zuverlässiger Abbau organischer Stoffe erreicht werden. Dabei wird nicht nur die Wasserqualität verbessert, sondern auch eine Reinigung und Desinfektion des gesamten Gefäßsystems inform von Behältern, Rohrleitungen, Filtereinbauten etc. gewährleistet. Dies gilt in vorteilhafter Weise auch bezüglich der im Gefäßsystem entstehenden, sogenannten Biofilme, die durch H2O2 zuverlässig abgebaut werden. Damit wird einer Verschleppung von Schädlingen, insbesondere der gefürchteten Legionellen und Pseudomonaden, in das Badewasser wirksam vorgebeugt. Beim Abbau von H2O2 entstehen in vorteilhafter Weise auch sogenannte freie Radikale, was den Abbau von gebundenem Chlor, sogenannten Chloraminen, sowie Chlorreaktionsprodukten, wie Trihalogenmetanen, sogenannten Haloformen und natürlich Erregern wie Bakterien, Viren, Pilzen etc. gewährleistet. Die Bildung von freien Radikalen wird durch die Bestrahlung des mit H2O2 versetzten Badewassers mit UV-Licht noch intensiviert, womit die genannten Wirkungen noch gesteigert werden. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass das H2O2 durch die Bestrahlung mit UV-Licht praktisch vollständig, das heißt jedenfalls bis unter die Nachweisgrenze, beseitigt wird, so dass kein H2O2 in das Becken gelangt. Dies wird dadurch unterstützt, dass die Zugabe von H2O2 stromaufwärts von der Zugabe von Chlor erfolgt, das ebenfalls H2O2 beseitigen kann.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. So kann die bevorzugte Konzentration von H2O2 im hiermit behandelten Brauchwasser im Bereich zwischen 5–30 g pro m3 des umgewälzten Badewassers liegen. Hiermit lassen sich bei normalen Betriebsverhältnissen die Wirkung optimieren und der Verbrauch an H2O2 minimieren.
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Die UV-Bestrahlungsdosis kann bevorzugt im Bereich zwischen 25 und 120 mJ/cm2 liegen. Hierdurch wird ein zuverlässiger Abbau des H2O2 gewährleistet.
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Im Falle einer Filterung des umgewälzten Badewassers erfolgen die Beimischung von H2O2 vorteilhaft vor der Filterung und die Bestrahlung mit UV-Licht nach der Filterung. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Filter zuverlässig desinfiziert und von Schadstoffen freigehalten wird. In weiterer Fortbildung dieses Gedankens kann vorgesehen sein, dass die Beimischung von H2O2 zumindest teilweise einer dem Becken zugeordneten Schwallwasserkammer zugeordnet ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass auch die Schwallwasserkammer zuverlässig gereinigt und von Biofilmen freigehalten wird.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung anhand der Zeichnung näher entnehmbar.
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In der nachstehend beschriebenen Zeichnung zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufbereitung von Badewasser und
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2–5 Varianten zu der der Ausführung gemäß 1 zugrundeliegenden Badewasser-Aufbereitungseinrichtung.
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Die Erfindung dient zur Aufbereitung von in einem Becken, wie einem Schwimmbecken etc., vorhandenem Badewasser, um eine unbedenkliche Wasserqualität zu erreichen.
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In 1 ist dementsprechend ein Schwimmbecken 1 angedeutet, dem eine sogenannte Schwallwasserkammer 2 nachgeordnet ist, die mit dem Überlauf des Schwimmbeckens 1 verbunden ist. In das Schwimmbecken 1 oder die Schwallwasserkammer 2, im dargestellten Beispiel in die Schwallwasserkammer 2, mündet eine Versorgungsleitung 3, über die Frischwasser in Form von Füll- und Nachspeisewasser zuführbar ist.
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Das im Schwimmbecken 1 vorhandene Badewasser wird über einen mit einer Umwälzpumpe 4 versehenen Brauchwasserkreislauf 5 umgewälzt, der vom Ausgang der Schwallwasserkammer 2 abgeht und zu einem zugeordneten Eingang des Schwimmbeckens 1 führt. Der Brauchwasserkreislauf 5 führt über eine in 1 durch eine unterbrochene Umrandung angedeutete Wasseraufbereitungseinrichtung 6 und eine dieser nachgeordnete Chlorungseinrichtung 7 zur Bewerkstelligung der in der Regel vorgeschriebenen Beimischung von Chlor zum Badewasser.
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Die Wasseraufbereitungseinrichtung 6 enthält hier einen vom umgeswälzten Badewasser durchströmten Filter 8. Der Aufbau des Filters 8 ist frei wählbar. Dabei kann es sich um einen Einschicht- oder Mehrschicht- oder Membranfilter etc. handeln. Zusätzlich zur Filterung wird das umgewälzte Badewasser innerhalb der Wasseraufbereitungseinrichtung 6 mit Wasserstoffperoxid (H2O2) versetzt und danach mit UV-Licht behandelt. Die Wasseraufbereitungseinrichtung 6 enthält dementsprechend eine H2O2-Beimischeinrichtung 9 sowie eine UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10. Die H2O2-Beimischeinrichtung 9 enthält wenigstens eine in den Brauchwasserkreislauf 5 mündende Beimischleitung 11, die von einer jeweils zugeordneten Pumpe 12 gespeist wird, der saugseitig ein H2O2-Gebinde 13 oder -tank zugeordnet ist. Im dargestellten Beispiel ist ein H2O2-Kanister vorgesehen. Die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 kann nicht näher dargestellte, in einem in den Strömungsweg des Badewassers eingebauten Kasten angeordnete Bestrahlungsröhren enthalten, die vom durchströmenden Badewasser umspült werden. Dabei kann es sich um breitbandig strahlende Mitteldruck-Bestrahlungsröhren handeln. Die Bestrahlungsdosis kann bevorzugt im Bereich zwischen 25–120 mJ/cm2 liegen.
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Das H2O2 bekämpft gebundenes Chlor sowie Chlorreaktionsprodukte und bewirkt eine gute Desinfektion des Wassers sowie eine Reduktion von sogenannten Biofilmen auf den Oberflächen der Leitungs- und Gefäßsysteme, wobei diese Wirkungen insbesondere auf die Bildung von OH-Radikalen, sogenannten freien Radikalen zurückzuführen ist, die beim Abbau von H2O2 entstehen. Durch die UV-Licht-Bestrahlung wird das H2O2 hierdurch zuverlässig abgebaut. Gleichzeitig wird die Bildung freier Radikaler noch verstärkt. Durch die UV-Licht Bestrahlung wird erreicht, dass kein das H2O2 oder jedenfalls nichts über der Nachweisgrenze in das Schwimmbecken 1 gelangt. Sofern im die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung passierenden Wasser aufgrund der vorgesehenen Chlorung des Wassers noch freies Chlor, z. B. in Form einer unterchlorigen Säure, enthalten ist, führt die Bestrahlung mit UV-Licht in vorteilhafter Weise zu einer Beschleunigung der Reaktion des Chlors mit den Schadstoffen und damit zu einer Steigerung des gewünschten Effekts der Chlorung.
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Bei dem der 1 zugrundeliegenden Ausführungsbeispiel der Wasseraufbereitungseinrichtung 6 ist die H2O2-Beimischeinrichtung 9 stromaufwärts vom Filter 8 angeordnet. Andererseits ist die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 stromabwärts vom Filter 8 angeordnet. Hierdurch wird sichergestellt, dass das dem Badewasser beigemischte H2O2 auch im Filter 8 voll wirksam wird und diesen desinfiziert, was eine zuverlässige Bekämpfung von Erregern, insbesondere der gefürchteten Legionellen und Pseudomonaden, bewirkt. Der Rauminhalt der Leitung von der H2O2-Beimischeinrichtung 9 bis zum Filter 8 sowie der Stauraum des Filters 8 können hierbei als Reaktor wirken, wenngleich ein Reaktor auch verzichtbar ist.
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Sofern der Filter 8, wie oben als Möglichkeit erwähnt, als Mehrschichtfilter mit einer oberen Aktivkohleschicht ausgebildet ist, die H2O2 abbauen kann, ist diese Schicht zweckmäßig so dünn, dass auch am unteren Ausgang des Filters 8 noch H2O2 ankommt. Bei Filtern mit einer Durchsatzgeschwindigkeit von 30 m/h hat sich dabei eine Dicke der Aktivkohleschicht von 10–15 cm als günstig erwiesen.
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Die Anwesenheit von Aktivkohle im Strömungsweg des mit H2O2 beaufschlagten Wassers kann überhaupt vorteilhaft sein. In diesem Zusammenhang ist nämlich davon auszugehen, dass sich die im Wasser enthaltenen Schadstoffe bevorzugt an der Aktivkohle anlagern, an der sich auch H2O2 gerne abreagiert. Die Aktivkohle wirkt daher in vorteilhafter Weise praktisch katalytisch. Das H2O2 wird an der Oberfläche der Aktivkohle aktiviert. Dabei kann es sich um zugegebene Pulveraktivkohle oder Kornaktivkohle, die im Filter vorhanden ist, handeln. Die Beimischung von Pulveraktivkohle kann vor oder nach der Beimischung von H2O2 erfolgen, das vorteilhaft an der Oberfläche der Pulveraktivkohle aktiviert wird. In 1 ist eine stromaufwärts von der H2O2-Beimischeinrichtung 9 angeordnete, hier lediglich durch einen Pfeil angedeutete Pulveraktivkohle-Beimischeinrichtung 19 vorgesehen. Da die Pulveraktivkohle H2O2 abbaut, erfolgen die Dosierung der Pulveraktivkohle und/oder des H2O2 zweckmäßig so, dass zumindest ein Rest von H2O2 in den Filter 8 gelangt und diesen desinfizieren kann.
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Die Beimischung von H2O2 kann, wie in 1 durch die H2O2-Beimischeinrichtung 9 angedeutet ist, in die der Pumpe 4 vor- oder nachgeordnete Rohrleitung des Brauchwasserkreislaufs 5, also zum ungeteilten Hauptstrom des umgewälzten Badewassers erfolgen. Zusätzlich oder alternativ kann aber auch eine Beaufschlagung der Schwallwasserkammer 2 mit H2O2 erfolgen, wie in 1 durch eine weitere H2O2-Beimischeinrichtung 9a angedeutet ist, deren Aufbau dem oben beschriebenen Aufbau der H2O2-Beimischeinrichtung 9 entsprechen kann. Die Zufuhr von H2O2 zur Schwallwasserkammer 2 hat den Vorteil dass bereits in dieser und nicht nur in den stromabwärts hiervon sich befindenden Leitungen und Gefäßen eine zuverlässige Reduktion von sogenannten Biofilmen und Schadstoffen wie Baktereien, Viren, Pilzen etc. erreicht wird.
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Es wäre aber auch denkbar, das H2O2, wie in 2 angedeutet ist, in einen vom Hauptstrom abzweigenden und in diesen wieder einmündenden Teilstrom beizumischen. Dies ermöglicht eine hohe H2O2-Konzentration im Teilstrom, ohne bezogen auf den Gesamtstrom vorgegebene Grenzen zu überschreiten. Hierzu könnte eine der H2O2-Beimischeinrichtung 9 zugeordnete, vom Brauchwasserkreislauf 5 abzweigende und in diesen wieder einmündende Schleife vorgesehen sein, in die mittels der H2O2-Beimischeinrichtung 9 H2O2 eingespeist werden kann. Zweckmäßig kann der Schleife eine eigene Umwälzpumpe zugeordnet sein. Die H2O2-Beimischeinrichtung 9 und/oder 9a ist bzw. sind so eingestellt, dass 5–30 g pro m3 des den Brauchwasserkreislauf 5 durchströmendem Badewassers in dieses eingemischt wird bzw. in diesem nach der Beimischung von H2O2 eine H2O2-Konzentration von 5–30 g/m3 vorhanden ist. Die Dosierung kann dementsprechend mengenproportional oder konzentrationsabhängig oder zeitgesteuert in Intervallen etc. erfolgen.
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Die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 ist so eingestellt, dass stromabwärts hiervon kein H2O2 nachweisbar ist. Um dies zuverlässig zu bewerkstelligen ist eine Regelungseinrichtung 14 zur Regelung der H2O2-Zufuhr sowie UV-Licht-Bestrahlung vorgesehen. Die Regelungseinrichtung 14 enthält mindestens einen Istwertaufnehmer 15 sowie einen Regler 16, der die Ausgangssignale jedes Istwertaufnehmers 15 empfängt und der Steuersignale für Stellorgane der H2O2-Beimischeinrichtung 9 bzw. 9a und der UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 erzeugt. Der Istwertaufnehmer 15 kann im Bereich zwischen der Beimischung von H2O2 und einem von der UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 abgehenden Leitungsabschnitt des Brauchwasserkreislaufs 5 angeordnet sein. Zur Erzielung einer kurzen Regelstrecke ist zweckmäßig eine der UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 benachbarte Anordnung des Istwertaufnehmers 15 vorgesehen, wie 1 erkennen lässt.
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Der Istwertaufnehmer 15 kann direkt den H2O2-Gehalt messen oder einen hiermit korrelierenden Wert, z. B. die Redox-Spannung. Diese soll nicht weniger als 750 mV gegenüber einer Goldelektrode betragen, da die Desinfektionfreudigkeit umso besser ist, je höher die Redox-Spannung ist. Zweckmäßig werden auch, wie durch weitere dem Becken 1 zugeordnete Messsonden 17a, b angedeutet ist, der Chlorgehalt und der ph-Wert des Beckenwassers gemessen und hiermit mittels der über nicht dargestellte Signalleitungen die Messwerte empfangenden Regelungseinrichtung 14 die Chlorungseinrichtung 7 und eine bei 18 angedeutete pH-Werteinstellung geregelt. Die Dosierung der Pulveraktivkohle kann ebenfalls mittels der Regelungseinrichtung 14 geregelt werden. Um die Filterwirkung zu verbessern können dem umgewälzten Wasser vor dem Filter 8 Flockungsmittel beigemischt werden, wie durch einen Pfeil 20 angedeutet ist. Mit Hilfe des Flockungsmittels bilden auch kleine Verunreinigungen vergleichsweise große Flocken, die dementsprechend zuverlässig im Filter 8 abgeschieden werden.
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Bei dem in 1 dargestellten Beispiel ist die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 dem Filter 8 nachgeordnet, was die Dosierung des dem Badewasser beigemischten H2O2 derart, dass auch der Filter 8 desinfiziert wird, besonders einfach gestaltet. Es wäre selbstverständlich aber auch denkbar, die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 zusammen mit der H2O2-Beimischeinrichtung 9 dem Filter 8 vorzuordnen. Eine derartige Anordnung liegt den 2 und 3 zugrunde.
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In den nachstehend beschriebenen 2–5 ist jeweils lediglich ein die Wasseraufbereitungseinrichtung bildender Ausschnitt dargestellt, wobei für entsprechende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet werden wie in 1.
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Bei der Anordnung gemäß 2 ist die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 in der oben bereits erwähnten, der H2O2-Beimischeinrichtung 9 zugeordneten Schleife angeordnet, die nur von einem Teil des dem Filter 8 zuströmenden Badewassers durchströmt wird. Bei dem der 3 zugrundeliegenden Beispiel sind die H2O2-Beimischeinrichtung 9 und die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 im Hauptstrom des Brauchwasserkreislaufs 5 stromaufwärts vom Filter 8 angeordnet. Sowohl bei der Anordnung gemäß 2 als auch gemäß 3 ist die der H2O2-Beimischeinrichtung 9 nachgeordnete UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 so eingestellt, dass nicht das gesamte H2O2 abgebaut wird, sondern dass noch soviel H2O2 durchkommt, wie zur Desinfizierung des Filters 8 benötigt wird. Stromabwärts vom Filter 8 soll jedoch kein H2O2 mehr nachweisbar sein. Um dies zu erreichen kann auch hier eine entsprechende Regelungseinrichtung vorgesehen sein.
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Denkbar wäre es auch, die H2O2-Beimischeinrichtung 9 zusammen mit der UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 dem Filter 8 nachzuordnen, wie aus den 4 und 5 hervorgeht. Eine derartige Anordnung kommt dort in Frage, wo eine Filterdesinfektion mit Hilfe des H2O2 nicht notwendig oder nicht erwünscht ist. Bei der Ausführung gemäß 4 sind die H2O2-Beimischeinrichtung 9 und die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 ähnlich wie bei der Ausführung gemäß 2 in einer vom Hauptstrom des Brauchwasserkreislaufs 5 abgezweigten Schleife angeordnet. Bei der Ausführung gemäß 5 ist die UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 ähnlich wie bei der Ausführung gemäß 3 stromabwärts von der Einmündung der H2O2-Beimischeinrichtung 9 in den Hauptstrom in diesem angeordnet. Auch bei den Ausführungen gemäß 4 und 5 kann zweckmäßig eine Regelung der UV-Licht-Bestrahlungseinrichtung 10 bzw. H2O2-Beimischeinrichtung 9 erfolgen, und zwar so, dass kein H2O2 bzw. nur eine unter der Nachweisgrenze liegende Menge in das Schwimmbecken 1 gelangt. Auf die Regelung kann natürlich verzichtet werden, wenn die UV-Anlage groß genug bemessen ist. Dies gilt für alle Beispiele. Dementsprechend kann auch bei der Ausführung gemäß 4 und 5 eine geeignete Regelungseinrichtung vorgesehen sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004027574 B4 [0002]
