DE19615781A1

DE19615781A1 - Vorrichtung zum Erzeugen von Reinstwasser

Info

Publication number: DE19615781A1
Application number: DE19615781A
Authority: DE
Inventors: Josef Werner; Herbert Dr Bendlin
Original assignee: Seral Reinstwassersysteme GmbH
Current assignee: Veolia Water Systems Deutschland Holding GmbH
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1996-04-20
Publication date: 1996-11-28

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Vorrichtung zum Erzeugen von Reinstwasser, die ein UV-Reaktorelement aufweist, das aus einem im wesentlichen zylindrischen, eine UV-Lichtquelle in engem Abstand umfassenden Gehäuse besteht, in welchem das durchfließende Wasser der Strahlung der UV-Lichtquelle ausge setzt ist.

Mit Hilfe der UV-Strahlung und ggf. eines Katalysators können organische Verbindungen, die das Wasser verunreinigen, photo katalytisch oxidiert werden. In der EP-A-0 265 031 und der US 5,302,356 werden geeignete UV-Reaktorelemente zur Behandlung von Reinstwasser beschrieben, bei welchen ein UV-Brenner in einem engen bzw. weiteren Gehäuse sitzt, in dessen Ein- und Auslaß bei der zuletzt genannten Ausführung zwangsdurchström te Filterelemente angeordnet sind, die mit Katalysatormate rial beschichtet sind. Durch die Anordnung im Ein- und Auslaß ergibt sich ein relativ großer Abstand zwischen UV-Brenner und Katalysatorfläche, wodurch sich der Wirkungsgrad der Vor richtung verringert. Nachteilig ist auch, daß nur ein gerin ger Teil der wirksamen, mit Katalysatormaterial beschichteten Filterfläche dem UV-Brenner zugewandt ist und somit nur in einem relativ kleinen Bereich dieser Fläche ein optimales Zu sammenwirken zwischen UV-Strahlung und Katalysatoroberfläche ermöglicht wird. Diese Nachteile sind zwar bei der Vorrich tung der EP-A-0 265 031 vermieden, aber allen bekannten Re aktorelementen mit UV-Brenner ist der Nachteil gemeinsam, daß seine Leistung derart nachläßt, daß sie nach ca. 10.000 Be triebsstunden nur noch etwa 60% beträgt. Um gleichbleibende Behandlungsergebnisse zu erzielen, muß deshalb ständig nach justiert oder die Verweilzeit des Wassers in dem Reaktor element verlängert werden, das sich dabei in unerwünschter Weise erwärmt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die auch noch nach längerer Betriebs zeit eine konstante Bestrahlung des Wassers gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die UV- Lichtquelle durch eine Stroboskoplampe mit einer Quarzlicht röhre gebildet ist.

Die Erfindung beruht auf der Entkenntnis, daß die stark schwankende Strahlungsintensität der Stroboskoplampe während sehr kurzer Zeiteinheiten für das Behandlungsergebnis keine Rolle spielt, aber andererseits der große Vorteil erzielt wird, daß die Strahlungsleistung langfristig zuverlässig kon stant ist. Außerdem tritt praktisch keine Erwärmung des Was sers auf.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Gehäuseinnenseite mit einem Katalysatormaterial be schichtet ist und zweckmäßigerweise einen schraubenförmigen Steg aufweist, dessen Höhe nahezu gleich dem Abstand zwischen Gehäuse und Stroboskoplampe sein kann. Der Steg führt zum Ausbilden einer schraubenförmigen Strömung des Wassers um die Stroboskoplampe, so daß es für einen längeren Zeitraum im Einflußbereich des Katalysators ist. Dadurch verbessert sich die erzielte Reinigungswirkung des UV-Reaktorelements.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, zwischen dem Ge häuse und der Stroboskoplampe einen Abstand im Millimeterbe reich zu wählen. Bezüglich der Wellenlänge der UV-Strahlung wurde mit Wellenlängen im Bereich von 185 nm und im Bereich von 254 nm eine besonders wirkungsvolle photokatalytische Oxidation erreicht.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein UV-Reaktor element;

Fig. 2 einen Längsschnitt des in Fig. 1 gezeig ten Reaktorelements.

In Fig. 1 ist ein UV-Reaktorelement 10 dargestellt, das im wesentlichen aus einem zylindrischen Gehäuse 12 und einer mittig darin angeordneten Stroboskoplampe 14 mit einer Quarz lichtröhre besteht. Zwischen dem Gehäuse 12 und der Stro boskoplampe 14 verbleibt ein Spalt 16 von ungefähr 5 mm Brei te, der von Wasser durchströmt ist, das durch einen Einlaß 18 dem Reaktorelement 10 zugeführt und durch einen Auslaß 20 aus diesem herausgeleitet wird. Unter dem Einfluß der UV-Strah lung, deren Wellenlänge vorzugsweise bei 185 oder 254 nm liegt, werden organische Verbindungen, die das zugeführte Wasser verunreinigen, photokatalytisch oxidiert. Dieser Pro zeß wird dadurch in seiner Wirksamkeit gesteigert, daß die innere Wand des Gehäuse 12 katalytisch beschichtet ist. Neben dem sehr wirksamen Titanoxid sind als Katalysatormaterialien auch Zinkoxid, Eisenoxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Indium oxid, Vanadiumoxid oder auch Schwefelverbindungen geeignet.

In dem in Fig. 2 gezeigten Längsschnitt wird der Längsaufbau des UV-Reaktorelements 10 und der Verlauf der Wasserströmung um der Stroboskoplampe 14 verdeutlicht. Der Einlaß 18 ist am unteren Ende des Reaktorelements 10, der Auslaß 20 an dessen oberen Ende angeordnet. Innerhalb des Spalts 16 bildet sich eine aufsteigende, turbulente Strömung aus, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist, wobei der schraubenförmige Strömungsverlauf durch Stege (nicht gezeigt) induziert wird, die sich ähnlich einem Innengewinde über die Innenwand des zylindrischen Ge häuses 12 erstrecken. Die Steghöhe kann dabei die gesamte Spaltbreite einnehmen. Um die Ausbildung der schraubenförmig aufsteigenden Strömung zu fördern, kann der Einlaß auch tan gential zum Gehäuse und dem Spalt angeordnet sein.

Durch die schraubenförmige Ausbildung des Flüssigkeitsstromes ergibt sich eine lange Verweilzeit des Wassers innerhalb des UV-Reaktorelements 10, was bei Einsatz einer Stroboskoplampe statt eines kontinuierlich arbeitenden UV-Brenners besonders vorteilhaft ist, und eine turbulente Vermischung des Wassers, so daß eine gleichmäßige Reinigungswirkung für alle Volumen teilchen des durchströmenden Wassers erreicht wird.

Die Ober- und Unterseite des Gehäuses 12 sind durch Deckel 22 verschlossen, die z. B. mittels eines Gewindes auf dem Gehäu se befestigt werden. Das Gehäuse 12 kann somit leicht geöff net und verschlossen werden, wodurch sich später anfallende Wartungsarbeiten oder Änderungen, z. B. beim Austauschen der Stroboskoplampe, wesentlich vereinfachen.

Der Einlaß 18 und der Auslaß 20 sind als abgekrümmte Rohran schlüsse ausgebildet. Durch die Krümmung wird verhindert, daß gestreute UV-Strahlung aus dem Reaktorelement unmittelbar auf die anzuschließenden Schläuche einfallen kann, da diese sich unter dem Einfluß von UV-Strahlung relativ schnell zersetzen und brüchig werden können.

Ein vorstehend beschriebenes UV-Reaktorelement wird in Anla gen zur Erzeugung von Reinstwasser oft in Verbindung mit wei teren Reinigungsstufen, wie z. B. Filtern oder Mischbett ionenaustauschern eingesetzt.

Claims

1. Vorrichtung zum Erzeugen von Reinstwasser, die ein UV-Re aktorelement (10) aufweist, das aus einem im wesentlichen zylindrischen, eine UV-Lichtquelle (14) in engem Abstand umfassenden Gehäuse (12) besteht, in welchem das durch fließende Wasser der Strahlung der UV-Lichtquelle (14) ausgesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Licht quelle (14) durch eine Stroboskoplampe mit einer Quarz lichtröhre gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Stroboskoplampe mit einer Blitzdauer von ca. 20 bis 40 msec arbeitet und bei einer Blitzfrequenz von 10 bis 30 Hz eine Leistung von ca. 10 bis 30 Watt/sec hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß die Stroboskoplampe (14) etwa 30 bis 50 cm lang und das Gehäuse (12) von etwa 1 bis 2 l/min Wasser durch strömt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der Stroboskoplampe (14) im Bereich von 185 nm oder im Bereich von 254 nm liegt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Innenseite des Gehäuses (12) mit einem Katalysatormaterial beschichtet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Gehäuseinnenseite einen schrauben förmigen Steg aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steghöhe nahezu gleich dem Abstand zwischen Gehäuse (12) und Stroboskoplampe (14) ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das Gehäuse (12) senkrecht steht, einen unten liegenden Einlaß (18) und einen oben liegenden Aus laß (20) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Gehäu se (12) und der Stroboskoplampe (14) im Millimeterbereich liegt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß Ein- und Auslaß (18, 20) abge krümmte Rohranschlüsse aufweisen.