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Verfahren und transportable Vorrichtung zum Reinigen von Oberflächen- und Brunnenwasser, sowie Aufbereitung desselben zu Trinkwasser Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Reinigen von Oberflächen- und Brunnenwasser und zum Aufbereiten derselben zu Trinkwasser, wobei das Verfahren mittels einer Vorrichtung ausgeführt wird, die vom Anwender auf dem Rücken tragbar ist und die ein variables Volumen zwischen 15 und 20 Liter aufweist,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
– Vorreinigen durch Leiten des Wassers über einen Vorfilter (2);
– Desinfizieren des vorgereinigten Wassers mittels Chlor und atomaren Sauerstoff, welche über Elektrolyse aus dem aufzubereitenden Wasser gewonnen werden; und
– Pumpen von Luftsauerstoff mittels einer Handkolbenpumpe (5) in einen luftdicht abgeschlossenen Reaktionsbehälter (1) der Vorrichtung zur Erzeugung eines Überdrucks im Reaktionsbehälter (1); und
– Fördern des aufbereiteten Wassers durch Betätigen eines Entnahmeventils (8) mittels des erzeugten Überdrucks und durch weiteres Betätigen der Handkolbenpumpe (5) über einen Block-Aktivkohlefilter (6) mit einer Porengröße zwischen 0,2 und 0,3 μm.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Oberflächen- und Brunnenwasser sowie Aufbereitung desselben zu Trinkwasser. Außerdem betrifft die Erfindung eine transportable autarke Vorrichtung zum Ausführen dieses Verfahrens.
  • Oberflächenwasser, als Nottrinkwasser-Versorgung, im Rahmen dieser Erfindung ist verunreinigtes und/oder verseuchtes Wasser aus Tümpeln, Bächen, Flüssen, Brunnen und Seen (kein Meerwasser). Ebenso wird Wasser mit einer vergleichbaren oder geringeren Verschmutzung gemeint.
  • Es ist bekannt, Oberflächenwasser in Wasserwerke zu leiten und dort biologisch, chemisch oder physikalisch in großen Mengen zu Trinkwasser aufzubereiten. Bei diesem Verfahren wird das erzeugte Trinkwasser über Leitungssysteme zum Verbraucher gebracht.
  • Personen, die sich weit außerhalb solcher Versorgungssysteme befinden, sind oftmals auf eine Trinkwasserversorgung aus in der Natur vorkommendem Oberflächenwässer undefinierbarer Qualität angewiesen. Besonders in den sogenannten Ländern der „Dritten Welt".
  • Eine Möglichkeit, solches Wasser einigermaßen gesundheitlich unbedenklich und genießbar zu machen, besteht im Filtern und Abkochen. Dies ist aber in Notsituationen und auf der Flucht oftmals aus zeitlichen Gründen, fehlenden Brennmaterials und schlechtem Wetter nicht möglich. Die EP 0 803 476 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Wasseraufbereitung, die als nachgeschalteten Aktivkohlefilter einen Anschwemm-Mikro-Aktivkohlefilter mit einer Porengröße von mehr als 0,5 μm aufweist. Das Wasser wird mittels einer elektrischen Förderpumpe über diesen Filter gepumpt. Aus DE 31 21 337 A1 ist eine Filteranlage mit einem Membranfilter bekannt. Um die Rohwasser seite des Filters keimfrei zu halten, wird eine Durchfluss-Elektrolysezelle vorgesehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer begrenzten Anzahl von Menschen in Notsituationen, aber auch bei Expeditionen und Exkursionen in abgelegenen Gebieten, zum Überleben genügend unbedenklich genießbares Trinkwasser aus undefinierbarem Oberflächenwasser verfügbar zu machen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit eimem autarken Verfahren ohne Zugabe von Chemikalien und Fremdenergie in einem auf dem Rücken tragbaren Gerät gelöst.
  • Die Erfindung kombiniert für die Aufbereitung und unmittelbare Verwendung von hygienisch bedenklichem Oberflächenwässern ektrochemische, oxidative und physikalische Reinigungsverfahren, wobei in der Endstufe durch Adsorbtion auch Geruchsstoffe und überschüssiges Chlor zurückgehalten werden.
  • Bei der Vorfiltration 2 werden bereits kleinere leichte Ölfilme zurückbehalten.
  • Mit Hilfe von Luft-Sauerstoff wird die Oxydationswirkung der hauptsächlichen Desinfektion im Rohwasser verstärkt und durch eine gute Durchmischung des aus dem im Wasser befindlichen natürlichen Salzgehalt (NaCl) per Elektrolyse 4 erzeugten Natriumhypochlorits (NaClO) eine schnellere und kürzere Desinfektionszeit erreicht.
  • Durch ein besonderes Verfahren und eine Vorrichtung wird Luft-Sauerstoff mit entstandenem Chlorgas vermischt und zur weiteren verbesserten Desinfektionswirkung in das Rohwasser im Umwälzverfahren über einen Sprudler 9 (Perlator®) eingebracht. Damit ist sichergestellt, dass sämtliche Krankheitserreger wie Viren, Keime und Bakterien in Minutenschnelle absolut sicher abgetötet und für Menschen unschädlich gemacht werden.
  • Es ist erforderlich, die Peroxide der Mikroorganismen und Bakterien und restliche nichtabbaubare Stoffe sowie einen eventuellen Überschuss an nichtverbrauchtem oder gebundenem Chlor oder andere Odors aus dem zur Verwendung bestimmten Trinkwasser fernzuhalten. Ein nachgeschalteter Aktivkohlefilter 6 mit einer Porengröße von 0,2–0,3 μm liegt der Aufgabe dieser Erfindung zugrunde. Hierbei bleiben die für das Trinkwasser so wichtigen Minerale erhalten, was bei einer Vollentsalzung durch Umkehrosmose nicht der Fall ist.
  • Die Stromversorgung für die integrierte Desinfektions-Einrichtung (Salz-Elektrolyse) 4 und den Luft-Sauerstoff-/Chlorgaseintrag wird völlig autark durch eine definierte Fläche von photovoltaischen Solarzellen 3 und einen geeigneten Akku 15 als Zwischenspeicher gewährleistet. Dieser Akku besitzt genügend Kapazität, um auch bei Dunkelheit die Desinfektion sicherzustellen.
  • Eine Handkolbenpumpe 5 sorgt für die Luft-Sauerstoffzufuhr und einen genügenden Überdruck im Reaktionsbehälter 1, um das zu fördernde Trinkwasser mit dem nötigen Druck durch den feinporigen Aktivkohlefilter 6 zu drücken.
  • 1
    Reaktionsbehälter
    2
    Vorfilter
    3
    Photovoltaikeinrichtung
    4
    Elektrolysezelle
    5
    Handkolbenpumpe
    6
    Block-Aktivkohlefilter
    7
    Einfüll-Schraubdeckel
    8
    Entnahmeventil
    9
    Sprudler
    10
    Sonnenlicht
    11
    Tragegurte
    12
    Kompressor
    13
    Nachlauftimer
    14
    Laderegler
    15
    Akkumulator

Claims (5)

  1. Verfahren zum Reinigen von Oberflächen- und Brunnenwasser und zum Aufbereiten derselben zu Trinkwasser, wobei das Verfahren mittels einer Vorrichtung ausgeführt wird, die vom Anwender auf dem Rücken tragbar ist und die ein variables Volumen zwischen 15 und 20 Liter aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Vorreinigen durch Leiten des Wassers über einen Vorfilter (2); – Desinfizieren des vorgereinigten Wassers mittels Chlor und atomaren Sauerstoff, welche über Elektrolyse aus dem aufzubereitenden Wasser gewonnen werden; und – Pumpen von Luftsauerstoff mittels einer Handkolbenpumpe (5) in einen luftdicht abgeschlossenen Reaktionsbehälter (1) der Vorrichtung zur Erzeugung eines Überdrucks im Reaktionsbehälter (1); und – Fördern des aufbereiteten Wassers durch Betätigen eines Entnahmeventils (8) mittels des erzeugten Überdrucks und durch weiteres Betätigen der Handkolbenpumpe (5) über einen Block-Aktivkohlefilter (6) mit einer Porengröße zwischen 0,2 und 0,3 μm.
  2. Vefahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Elektrolyse gewonnene Chlorgas mit Luft-Sauerstoff mittels eines Kompressors (12) über einen Sprudler (9) vermischt wird und zur Unterstützung der Desinfektionswirkung im Umwälzverfahren in das aufzubereitende Wasser eingeblasen wird.
  3. Vorrichtung mit einem variablen Volumen zwischen 15 und 20 Liter zum Reinigen von Oberflächen- und Brunnenwasser und zum Aufbereiten derselben zu Trinkwasser, aufweisend: – Tragegurte (11) für den Transport auf dem Rücken eines Benutzers; – einen Vorfilter (2) für die Vorreinigung des aufzubereitenden Wassers; – eine Elektrolysezelle (4) zur Abscheidung von Chlor und atomarem Sauerstoff für die Desinfektion; – eine Handkolbenpumpe (5) zum Pumpen von Luft in einen luftdicht abgeschlossenen Reaktionsbehälter (1) der Vorrichtung zur Erzeugung eines Überdrucks für das aufzubereitende Wasser; und – einen Block-Aktivkohlefilter (6) mit einer Porengröße zwischen 0,2 und 0,3 μm, wobei der Block-Aktivkohlefilter (6) so angeordnet ist, dass durch den Überdruck im Reaktionsbehälter (1) das aufbereitete Wasser durch den Block-Aktivkohlefilter (6) gedrückt wird.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kompressor (12) und ein Sprudler (9) vorhanden sind, um Luft-Sauerstoff und mittels der Elektrolysezelle (4) gewonnenes Chlorgas zu vermischen und in das aufzubereitende Wasser einzubringen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Akkumulator (15) vorhanden ist, welcher über eine Photovoltaikeinrichtung (3) gespeist wird, die einfallendes Sonnenlicht (10) in elektrische Energie wandelt.
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