DE10351184A1 - Treating aqueous liquids to reduce toxin levels comprises sonicating the liquid to generate hydroxyl radicals - Google Patents

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Abstract

Treating aqueous liquids to reduce toxin levels comprises sonicating the liquid to generate hydroxyl radicals, allowing the radicals to cleave the toxins to form inactive residues and hydrogen peroxide, and exposing the hydrogen peroxide to UV radiation to form more hydroxyl radicals for additional toxin cleavage. An independent claim is also included for treating a fluid, aqueous solution or liquid in a reaction chamber to reduce toxin levels by introducing a hydrogen peroxide and/or peracetic acid aerosol into the reaction chamber, forming an aerosol of hydroxyl radicals by UV irradiation in the reaction chamber, allowing the radicals to cleave the toxins to form inactive residues and hydrogen peroxide, and exposing the hydrogen peroxide to UV radiation to form more hydroxyl radicals for additional toxin cleavage.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung eines Fluids, einer wässrigen Lösung oder Flüssigkeit oder dgl., in einem Reaktionsraum, insbesondere zur Verringerung des Anteils an unerwünschten Bestandteilen, (vor allem Toxine).The The invention relates to a method for treating a fluid, an aqueous solution or liquid or the like., In a reaction space, in particular for reduction the proportion of unwanted Ingredients, (especially toxins).

Unter derartigen Bestandteilen werden neben Toxinen auch Keime, Sporen, Herbizide, Fungizide, Pestizide, Restdüngemittel, Restmedikamente undgl. verstanden.Under such constituents, in addition to toxins, also germs, spores, Herbicides, fungicides, pesticides, residual fertilizers, residual medicines and the like. Understood.

Es ist bekannt Ultraschall einzusetzen, um Flüssigkeiten zu desinfizieren. Wenngleich hier Einflüsse z. B. auf Endotoxine zu erwarten sind, so hat sich doch in Versuchen gezeigt, dass sich mit Hilfe des Ultraschalls in biologischen Flüssigkeiten der Anteil an Endotoxinen nicht zufrieden stellend herabsetzen lässt, schon gar nicht so weit, dass von Endotoxinfreiheit gesprochen werden könnte, d. h. unter 0,4 EU/ml an Endotoxinen in der Flüssigkeit verbleiben.It It is known to use ultrasound to disinfect liquids. Although here influences z. B. are expected to endotoxins, it has yet in trials shown using ultrasound in biological fluids the proportion of endotoxins can not be reduced satisfactorily, not so far as to speak of endotoxin freedom could, d. H. remain below 0.4 EU / ml of endotoxins in the fluid.

Es ist auch bekannt, Wasserstoffperoxid zur Entkeimung von Flüssigkeiten einzusetzen, wenngleich dessen Reaktion mit organischen Substraten träge abläuft. Eine Einwirkung auf Toxine z. B. wäre nur dann möglich, wenn mit relativ hohen Konzentrationen vorgegangen wird. Dies führt dann zwangsläufig dazu, dass in der behandelten Flüssigkeit Rest-Wasserstoffperoxid verbleibt, was abhängig vom Einsatzzweck der Flüssigkeit andere nicht tragbare Risiken mit sich bringt.It is also known, hydrogen peroxide for the sterilization of liquids although its reaction with organic substrates is sluggish. A Exposure to toxins z. B. would only be then possible when proceeding with relatively high concentrations. This then leads inevitably to that in the treated liquid residual hydrogen peroxide remains what depends on Purpose of the liquid other non-viable risks.

Es ist auch bekannt, Keime in Flüssigkeiten mit Hilfe von UV-Strahlung zu inaktivieren, eine Verringerung des Anteils an Toxinen hat sich nicht gezeigt.It is also known to carry germs in liquids Help inactivate UV radiation, reducing the proportion toxins have not been shown.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Behandlung von Flüssigkeiten hinsichtlich der Toxin- oder Endotoxinfreiheit begrenzt, sondern soll allgemein einsetzbar sein, wenn es darum geht, die eingangs genannten Bestandteile neben anderen Fremdstoffen aus Fluiden oder wasserhaltigen Flüssigkeiten oder Lösungen zu entfernen.The The present invention is not for the treatment of liquids limited in toxin or Endotoxinfreiheit, but should be universally applicable when it comes to the beginning mentioned constituents in addition to other foreign substances from fluids or hydrous liquids or solutions to remove.

Für die vorliegende Erfindung ist der Einsatz von vier Verfahrens-Merkmalen wesentlich, bedeutsam ist jedoch auch die sich aus der Verwendung dieser Merkmale ergebenden Wechselwirkungen, die bislang in diesem Zusammenhang nicht eingesetzt oder beschrieben worden sind.For the present Invention, the use of four process features is essential However, it is also significant that the use of these features resulting interactions, so far in this context have not been used or described.

Das erste wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung eines Radikalbildners in einem separaten Reaktionsraum, abgetrennt vom eigentlichen Reaktionsraum, jedoch mit diesem über eine Zuleitung verbunden. In diesem separatem Reaktionsraum kann ein H2O2-Aerosol und/oder ein Peressigsäure-Aerosol mit Hilfe eines Schallgenerators mit einer Frequenz von ca. 1,6 MHz gebildet werden.The first essential feature of the present invention is the generation of a radical generator in a separate reaction space, separated from the actual reaction space, but connected to this via a feed line. In this separate reaction space, an H 2 O 2 aerosol and / or a peracetic acid aerosol with the aid of a sound generator with a frequency of about 1.6 MHz can be formed.

Die so erzeugten Radikalbildner gelangen in den Reaktionsraum und werden dort mit Hilfe eines UV-Strahlers zu einem Aerosol umgewandelt, das nun wiederum auf die zu behandelnde Flüssigkeit einwirken kann. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird im Reaktionsraum den Schwingungen eines Schallgenerators bei ca. 40 kHz ausgesetzt, so dass die Flüssigkeit fein zerstäubt vorliegt und eine sehr effiziente Wirkung der relativ großen Aerosol- Tröpfchen des Radikalsbildners auf diese zerstäubten Flüssigkeit eintreten kann.The Radicals generated in this way enter the reaction space and become converted there to an aerosol with the help of a UV lamp, which in turn can act on the liquid to be treated. The liquid to be treated becomes in the reaction space the vibrations of a sound generator 40 kHz exposed so that the liquid is finely atomized and a very efficient effect of the relatively large aerosol droplets of the Radicalizer on this atomized liquid can occur.

Die sich hieraus ergebene Wirkung ist, dass die Bestandteile sowie sie eingangs erwähnt worden sind, aufgespalten werden, insbesondere werden Toxine in unwirksame Toxinreste aufgespalten. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Flüssigkeit hochgradig von Fremdbestandteilen befreit werden kann, jedenfalls von Bestandteilen, die in irgendeiner Weise noch eine Wirkung ausüben können. Es kann also eine sehr effektive Sterilisation und Elimination von organischen Substanzen erreicht werden.The The resulting effect is that the ingredients as well as them mentioned in the beginning In particular, toxins will be in inactive toxin residues split. In other words, this means that the fluid is high grade may be exempted from foreign components, in any case from constituents, which in some way can still have an effect. So it can be a lot effective sterilization and elimination of organic substances be achieved.

Bei diesem Vorgang können auch Wasserperoxid und Peressigsäure entstehen. Da aber ein UV-Strahler in dem Reaktionsraum vorhanden ist, kann er sowohl das Wasserstoffperoxid als auch die Peressigsäure umwandeln in Radikalbildner, die nun wiederum auf die zu behandelnde Flüssigkeit einwirken können. Es liegt auf der Hand, dass hierdurch eine beachtliche Effizienzsteigerung erzielt werden kann.at this process can also water peroxide and peracetic acid arise. But since there is a UV lamp in the reaction space is, he can convert both the hydrogen peroxide and the peracetic acid in radical formers, which now turn on the liquid to be treated can act. It is obvious that this results in a considerable increase in efficiency can be achieved.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.The Invention will be explained below with reference to the drawing, for example.

Die Figur zeigt eine schematische Schnittansicht durch die Einrichtungen, die geeignet sind, das Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen.The FIG. 1 shows a schematic sectional view through the devices, which are suitable to carry out the method according to the invention.

Im Mittelteil der Figur ist ein länglicher Behälter 10 gezeigt, der beispielsweise Zylinderform haben kann.In the middle part of the figure is an elongated container 10 shown, for example, may have a cylindrical shape.

Im oberen Bereich ist ein mittlerer Einlass 11 für die zu behandelnde Flüssigkeit vorgesehen. Die eingeleitete Flüssigkeit gelangt zu einem Schallgenerator 12, der mit einer Frequenz von 40 kHz arbeitet. Hierdurch wird die Flüssigkeit fein zerstäubt, und es entstehen Aerosol-Tröpfchen, die klein genug sind, dass sie von UV-Strahlen leicht durchdrungen werden können. Die UV-Strahlen stammen von UV-Strahlern 13, die von oben und aussen her mit Energie versorgt werden und sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Gehäuses 10 erstrecken.In the upper area is a middle inlet 11 provided for the liquid to be treated. The introduced liquid reaches a sound generator 12 operating at a frequency of 40 kHz. As a result, the liquid is finely atomized, and there are aerosol droplets that are small enough that they can be easily penetrated by UV rays. The UV rays are from UV emitters 13 which are powered from the top and the outside and are located substantially in the longitudinal direction of the housing 10 extend.

Im oberen Teil ist ein Zulauf 14 gezeigt, der zu einem separaten Reaktionsraum 15 führt. In diesem Reaktionsraum 15 befindet sich ein Ultraschallgenerator 16, der mit 1,6 MHz arbeitet. In dem Reaktionsraum 15 werden Radikalbildner erzeugt, also beispielsweise ein Wasserstoffperoxid-Aerosol und/oder ein Peressigsäure-Aerosol. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass in dem Reaktionsraum 15 Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure eingeleitet wird und durch die Energie des Schallgenerators 16 die entsprechenden Aerosole erzeugt werden. Die Aerosole gelangen über die Zuleitung 14 in den eigentlichen Reaktionsraum 10. Dieser Transportvorgang könnte durch ein leichten Überdruck verstärkt werden.In the upper part is an inlet 14 shown to a separate reaction room 15 leads. In this reaction space 15 there is an ultrasonic generator 16 operating at 1.6 MHz. In the reaction room 15 Radicals are generated, so for example, a hydrogen peroxide aerosol and / or a peracetic acid aerosol. This is accomplished by placing in the reaction space 15 Hydrogen peroxide or peracetic acid is introduced and by the energy of the sound generator 16 the corresponding aerosols are generated. The aerosols get over the supply line 14 in the actual reaction space 10 , This transport process could be enhanced by a slight overpressure.

Im Reaktionsraum 10 wirken die Aerosol-Bildner auf die eingeleitete Flüssigkeit und in einem Art Plasma- oder Aerosolraum werden die unerwünschten Bestandteile in der zu behandelnden Flüssigkeit, insbesondere Toxine zu unwirksamen Toxinresten, umgewandelt.In the reaction room 10 the aerosol formers act on the introduced liquid and in a kind of plasma or aerosol space the unwanted components in the liquid to be treated, in particular toxins, are converted into inactive toxin residues.

Zunächst sammelt sich im unteren Teil des Reaktionsraumes 10 die so behandelte Flüssigkeit. Der Spiegel steigt sodann soweit an, bis der Überlauf 17 erreicht wird, so dass dort die behandelte Flüssigkeit austreten kann. Die sich im unteren Bereich des Gehäuses 10 sammelnde Flüssigkeit wird auch von den UV-Brennern 13 erreicht, so dass auch hier Keimfreiheit sichergestellt werden kann.First, it collects in the lower part of the reaction space 10 the liquid so treated. The mirror then rises until the overflow 17 is reached, so that there can escape the treated liquid. Located in the lower part of the case 10 Collecting liquid is also used by the UV burners 13 achieved, so that also here sterility can be ensured.

Claims (3)

Verfahren zur Behandlung eines Fluids, einer wässrigen Lösung oder Flüssigkeit oder dgl., in einem Reaktionsraum, insbesondere zur Verringerung des Anteils an unerwünschten Bestandteilen, (vor allem Toxine), umfassend a. Einleiten eines Radikalbildners, eines H2O2-Aerosols und/oder eines Peressigsäure-Aerosols, in den Reaktionsraum, b. Einwirken auf das Fluid durch ein Aerosol aus Hydroxylradikalen, die aus dem H2O2-Aerosol und dem Peressigsäure-Aerosol durch UV-Strahler im Reaktionsraum gebildet werden, c. Aufspalten der Toxine durch die Hydroxylradikale in unwirksame Toxinreste, wodurch auch H2O2 und gegebenenfalls Peressigsäure entstehen und d. Einwirken auf das H2O2 und die Peressigsäure mittels der UV-Strahlung zur Bildung weiterer Hydroxylradikale aus dem H2O2, die ihrerseits wiederum zur zusätzlichen Aufspaltung von Toxinen führen.A process for treating a fluid, an aqueous solution or liquid or the like, in a reaction space, in particular for reducing the proportion of undesired constituents, (especially toxins) comprising a. Introducing a radical generator, an H 2 O 2 aerosol and / or a peracetic acid aerosol, into the reaction space, b. Acting on the fluid by an aerosol of hydroxyl radicals formed from the H 2 O 2 aerosol and the peracetic acid aerosol by UV emitters in the reaction space, c. Splitting the toxins by the hydroxyl radicals into ineffective toxin residues, whereby H 2 O 2 and optionally peracetic acid are formed and d. Acting on the H 2 O 2 and the peracetic acid by means of UV radiation to form further hydroxyl radicals from the H 2 O 2 , which in turn lead to additional splitting of toxins. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf das Fluid und das Hydroxylradikal-Aerosol durch einen Schallgenerator i m Reaktionsraum eingewirkt wird, um eine gute Durchmischung bzw. Verwirbelung und eine Oberflächenvergrößerung zu erzielen.Method according to claim 1, characterized that on the fluid and the hydroxyl radical aerosol through a sound generator i m reaction space is acted to a good mixing or Turbulence and a surface enlargement too achieve. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem separaten Reaktionsraum mittels eines Ultraschallgenerators H2O2-und/oder Peressigsäure-Aerosole gebildet werden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that formed in a separate reaction chamber by means of an ultrasonic generator H 2 O 2 and / or peracetic acid aerosols.
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