DE10240709B3

DE10240709B3 - Verfahren und Einrichtung zur Entkeimung von Wasser zur Direktbefeuchtung von Raumluft

Info

Publication number: DE10240709B3
Application number: DE10240709A
Authority: DE
Inventors: Leo Rasmussen; Hartmut Lausch; Jürgen KOPPE
Original assignee: ML-SYSTEM RY AS; Mol Katalysatortechnik GmbH; ML-system AS
Current assignee: Ml-System Ry Dk AS
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-09-05

Abstract

Verfahren zur Entkeimung von für die Direktbefeuchtung von Raumluft einsetzbaren Flüssigkeiten, insbesondere von Wasser, indem die Flüssigkeit in einen Behälter eingebracht, dem Behälter in dosierter Form Wasserstoffperoxid zugeführt und dieses Gemisch vor der Eindüsung der noch aufzubereitenden Flüssigkeit in die Raumluft mit einem biologisch wirksamen Vollmetallkatalysator in Wirkverbindung gebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entkeimung von für die Direktbefeuchtung von Raumluft einsetzbarem Wasser.

Die Klimatisierung von Raumluft, insbesondere die Einstellung einer bestimmten Luftfeuchte, wird in der Regel mittels traditionellen Umlaufsprühbefeuchtern oder sogenannten Direktbefeuchtungsanlagen bewerkstelligt. Bei letzteren wird im allgemeinen Trinkwasser einer zusätzlichen Nachreinigung über Filterstufen, lonenaustausch und/oder Umkehrosmoseanlagen unterzogen. Danach ist eine Entkeimung notwendig um zu gewährleisten, dass nur bakterienfreies Wasser in die Raumluft gelangt, das durch Luftzudosierung oder mittels Hochdruck direkt verdüst wird. Hierzu wird häufig eine UV-Bestrahlungseinheit in die Direktbefeuchtungsanlage integriert. Neben dem relativ hohen Investitions- und Wartungsaufwand (mindestens jährlicher Wechsel des UV-Strahlers, in Anhängigkeit von der Wasserqualität und den Umgebungsbedingungen notwendige mechanische Reinigung des Strahlers) kann durch diese Technologie die Ausbildung eines Biofilms an den Wandungen, d.h. ein zunehmendes biologisches Wachstum, nicht dauerhaft verhindert werden.

Der Einsatz traditioneller chemischer Biozide oder Algizide in Direktbefeuchtungsanlagen ist nicht möglich, da hier im Unterschied zu Umlaufsprühbefeuchtern das zur Befeuchtung notwendige Wasser quantitativ in die Raumluft eingedüst wird, wodurch auch diese Stoffe, die häufig mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen des Menschen verbunden sind, quantitativ in die Atemluft gelangen würden.

Wasserstoffperoxid als biozid wirkende Substanz bietet den Vorteil, dass sie im Endeffekt selbst in Wasser und Sauerstoff, d.h. in für den Menschen ungefährliche Stoffe zerfällt, allerdings ist auch hier ein MAK-Wert von 1,4 mg/Nm³ Luft einzuhalten. Außerdem erfordert eine wirksame Wasserentkeimung nur durch Wasserstoffperoxid Zusätze von deutlich mehr als 1 Ma.-%, womit der MAK-Wert nicht einzuhalten wäre.

Aus der DE 196 07 390 A1 ist bekannt, dass sich die biozide Wirkung von Wasserstoffperoxid erheblich steigern lässt, wenn es mittels eines entsprechenden Katalysators aktiviert wird. Allerdings lassen die dort angegebenen Parameter (Wasserstoffperoxidkonzentration 600 ppm, (0,2 l 30%iges Wasserstoffperoxid je 100 Liter Wasser), Verweilzeit > 1 min) die Eignung zum Einsatz in Direktbefeuchtern nicht erwarten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Einrichtung zur Entkeimung von für die Direktbefeuchtung von Raumluft einsetzbarem Wasser, bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik nicht mehr aufweisen, insbesondere keine gesundheitsbeeinflussenden Beeinträchtigungen mit sich bringen. Die Einrichtung soll sich hierbei in einfacher Weise auch in bereits bestehende Direktbefeuchtungsanlagen integrieren lassen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Entkeimung von für die Direktbefeuchtung von Raumluft einsetzbarem Wasser, indem das Wasser in einen Behälter eingebracht, dem Behälter in dosierter Form Wasserstoffperoxid zugeführt und dieses Gemisch vor der Eindüsung des noch aufzubereitenden Wassers in die Raumluft mit einem Vollmetallkatalysator in Kontakt gebracht wird.

Alternativ dazu kann in Abhängigkeit von der Anlagendimensionierung Wasserstoffperoxid auch direkt in die Wasserzuführleitung eindosiert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen alternativen Verfahren sind den verfahrensgemäßen Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Einrichtung zur Entkeimung von für die Direktbefeuchtung von Raumluft einsetzbarem Wasser, zumindest beinhaltend, eine Dosiereinheit samt Vorratsbehälter für Wasserstoffperoxid, ggf. einen Behälter zur Aufnahme des Wassers, Vorrichtungen zur Aufbereitung des Wassers, mindestens eine Pumpe, einen Sprühdüsen beinhaltenden Sprühkopf und einen Vollmetallkatalysator, der, in Pumprichtung des Wassers gesehen, zwischen der Dosiereinheit, respektive dem Behälter und den Vorrichtungen zur Aufbereitung des Wassers vorgesehen ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind den gegenständlichen Unteransprüchen zu entnehmen.

Vom Mischbehälter, bzw. der Dosierstelle aus, wird das Wasser durch einen Vollmetallkatalysator, insbesondere in Drahtgestrickform gepumpt, der sich in Anhängigkeit von der Durchflussrate der Anlage in einem oder mehreren 10'' bis 40'' langen Gehäuse befindet. Alternativ zu Drahtgestricken können auch Vollmetallkatalysatoren in Form von Drahtgewirken oder -geweben bzw. in Form von Folien, Folienformkörpern oder Spänen eingesetzt werden. Der Fachmann wird die Auswahl den jeweils vorhandenen Gegebenheiten anpassen. Der Vollmetallkatalysator ist darin so angeordnet, dass das Wasser quantitativ mit der Katalysatoroberfläche in Berührung kommt. Durch den am Vollmetallkatalysator ablaufenden Aktivierungsprozeß werden alle im Wasser vorhandenen Keime sicher abgetötet. Durch die im Zuge der Keimabtötung in einem Sekundärschritt aus den Fragmenten der abgetöteten Keime entstehenden Biotenside werden (in Altanlagen) eventuell vorhandene Biofilme gelöst bzw. deren Neubildung wirksam verhindert.

Nach dem Kontakt mit dem Vollmetallkatalysator gelangt das Wasser in die Wasseraufbereitungsanlage in Form eines Filtersystems und/oder lonenaustauschers und/oder einer Umkehrosmose, je nach Qualität des eingesetzten Wassers. Wichtig bei der Wasseraufbereitungsanlage ist, dass sie vollständig gegen einen Austausch mit der Atmosphärenluft abgeschottet ist.

Im Anschluß an die Wasseraufbereitung wird das Wasser einer Hochdruckpumpe mit einer für die benötigte Befeuchtungswassermenge notwendigen Kapazität zugeführt. Diese kann im Bereich von 15 bis 4000 Litern/Stunde variieren. Die Hochdruckpumpe erhöht den Wasserdruck in Bereichen von 35 bis zu 80 bar und pumpt das Wasser zu den mit Düsen versehenen Sprühköpfen, wo es in Form mikrokleiner Tröpfchen in die Luft verteilt wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand eines praktischen Beispiels näher erläutert:
Als Prinzipsskizze ist eine Direktbefeuchtungsanlage dargestellt, die im wesentlichen folgende Bauteil beinhaltet: einen Behälter, insbesondere einen Mischbehälter 1 mit Elementen 2 zur Füllstandsreglung, eine Dosiereinheit 3 samt Vorratsbehälter 4 für Wasserstoffperoxid bzw. eine Wasserstoffperoxidlösung, eine Vorrichtung 5 zur Aufbereitung des Wassers, eine Hochdruckeinheit 6, einen Sprühkopf 7 mit Düsen 8 sowie eine Einrichtung 9 zur Entkeimung des für die Direktbefeuchtung der Raumluft einsetzbaren Wassers. Die Einrichtung 9 wird gebildet durch einen Vollmetallkatalysator 10, der in diesem Beispiel innerhalb eines Gehäuses 11 angeordnet ist und in Form eine Drahtgestrickes vorliegt. Das Wasser wird dem Mischbehälter 1 in Pfeilrichtung zugeführt. Bei vorgebbarem Füllstand wird Wasserstoffperoxid zudosiert und das Gemisch über ein Pumpe 12 durch den Vollmetallkatalysator 10 geführt. Nach dem Durchströmen des Vollmetallkatalysators 10 gelangt das entkeimte Wasser in die Vorrichtung 5, anschließend in die Hochdruckeinheit 6 sowie den Sprühkopf 7 und tritt in mikrokleinen Tröpfen über die Sprühdüsen 8 in die Raumluft aus.
Ist anlagenabhängig kein Behälter gegeben oder notwendig, kann das Wasserstoffperoxid, ausgehend von der Dosiereinheit 3 unmittelbar in die Wasserzuführleitung 13 eindosiert werden.
Für die Entkeimung einsetzbare Vollmetallkatalysatoren können beispielsweise folgende chemische Zusammensetzungen aufweisen:
10–60% Co
5–50% Ni
5–20% W
2–25% Cr
Ein alternativer Vollmetallkatalysator könnte folgende chemische Zusammensetzung aufweisen:
30% Ni
68% Cu
1% Mn
0,5% Fe
0,5% Zn, S, P
Praktisches Beispiel
Zum Einsatz kam eine Direktbefeuchtungsanlage mit einer Kapazität von 100 l zu versprühendem Wasser pro Stunde (vgl. Prinzipsskizze). Der Vollmetallkatalysator 10 in Form einer 0,2 m² großen Drahtgestrickmatte wurde in einem 20''-Filtergehäuse 11 zwischen Pumpe 12 und einem 1 μm-Vorfilter positioniert. Bei Erreichen eines 30 %igen Füllstandes im Mischbehälter 1 wurde mit der Dosierung einer 35 %igen Wasserstoffperoxidlösung begonnen, so dass sich bei Erreichen des Füllstandes von 200 1 eine Wasserstoftperoxidkonzentration von 10 ppm ergab.
Das Wasser am Austritt der Düsen 8 wurde kondensiert und die Keimzahl sowie die Wasserstoffperoxidkonzentration bestimmt. Die gemessenen Keimzahlen lagen zwischen 0 und 1 KBE/ml und die Wasserstoftperoxidkonzentration bei maximal 0,2 ppm, womit alle Parameter einer gesundheitlich und hygienisch einwandfreien Atemluft eingehalten werden.

Claims

Verfahren zur Entkeimung von für die Direktbefeuchtung von Raumluft einsetzbarem Wasser, indem das Wasser in einen Behälter (1) eingebracht, dem Behälter (1) in dosierter Form Wasserstoffperoxid zugeführt und dieses Gemisch vor der Eindüsung des noch aufzubereitenden Wasser in die Raumluft mit einem Vollmetallkatalysator (10) in Kontakt gebracht wird.
Verfahren zur Entkeimung von für die Direktbefeuchtung von Raumluft einsetzbarem Wasser, indem in eine Wasserzuführleitung (13) Wasserstoffperoxid eindosiert wird und dieses Gemisch vor der Eindüsung des noch aufzubereitenden Wassers in die Raumluft mit einem Vollmetallkatalysator (10) in Wirkverbindung gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser mit 1 bis 15 ppm Wasserstoffperoxid versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zudosierung des Wasserstoffperoxids erst dann erfolgt, wenn der Füllstand im Behälter (1) mindestens 25 % des Behältervolumens beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vollmetallkatalysator (10) in Form eines Drahtgestrickes, -gewirkes oder -gewebes oder in Form von Folien, Folienformkörpern oder Spänen eingesetzt wird.
Einrichtung zur Entkeimung von für die Direktbefeuchtung von Raumluft einsetzbarem Wasser, zumindest beinhaltend eine Dosiereinheit (3) samt Vorratsbehälter (4) für Wasserstoffperoxid, ggf. einen Behälter (1) zur Aufnahme des Wassers, Vorrichtungen (5) zur Aufbereitung des Wassers, mindestens eine Pumpe (12), einen Sprühdüsen (8) beinhaltenden Sprühkopf (7) und einen Vollmetallkatalysator (10), der, in Pumprichtung des Wassers gesehen, zwischen der Dosiereinheit (3) oder dem Behälter (1) und den Vorrichtungen (5) zur Aufbereitung des Wassers vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) mit Elementen (2) zur Füllstandsregelung des Wassers ausgestattet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Vollmetallkatalysator (10) in Form von Drahtgestricken, -gewirken, -geweben oder in Form von Folien, Folienformkörpern oder Spänen vorliegt.