DE19650191C1 - Process and assembly to filter water provided especially for domestic drinking purposes - Google Patents
Process and assembly to filter water provided especially for domestic drinking purposesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wasserreinigung sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.The invention relates to a method for water purification as well a device for performing the method.
Zum Stand der Technik ist zu sagen, daß die Wasserverschmutzung in den letzten Jahren zu einem immer größeren Problem geworden ist. Das Wasser in Reservoiren konnte durch Chemikalien wie Insektizide oder Pestizide verunreinigt werden, die stromab von der Wasserquelle flossen. Wasser für Haushalte konnte ebenso noch nach der Aufbereitung in Wasserwerken verunreinigt werden. Besonders die Wasserleitungen zwischen den Wasserwerken und den Haushalten konnten kontaminiert werden aufgrund des langen Gebrauchs bzw. der langen zurückzulegenden Wegstrecken. Darüberhinaus befinden sich in Gebieten mit hartem Wasser noch Kesselstein erzeugende Chemikalien wie Karbonate, Bikarbonate, Sulfate oder Chloride im Leitungswasser, unabhängig davon wie das Wasser in den Wasserwerken aufbereitet wurde. Daher ist es für die Gesundheit der Verbraucher wünschenswert, eine Wasserreinigungsvorrichtung und ein Verfahren zur Wasserreinigung zur Verfügung zu haben, um trinkbares Wasser zu erhalten.The state of the art is that water pollution has become a growing problem in recent years is. The water in reservoirs could be caused by chemicals like Insecticides or pesticides that are contaminated downstream of of the water source flowed. Water for households could as well be contaminated after treatment in waterworks. Especially the water pipes between the waterworks and the Households could be contaminated due to the long Use or the long distances to be covered. In addition, there are still areas with hard water Chemicals such as carbonates, bicarbonates, Sulfates or chlorides in tap water, regardless of how the water was treated in the waterworks. Therefore, it is desirable for consumer health, one Water purification device and a method for Have water purification available to drinkable water too receive.
Aus DE 41 25 541 - A1 ist eine Anlage bekannt, die u. a. Filter, Aktivkohlefilter, Ionenaustauschereinheit mit Decarbonisierungsturm, Wärmeaustauscher und UV-Sterilisator beinhaltet.From DE 41 25 541 - A1 a system is known which u. a. Filter, Activated carbon filter, ion exchange unit with Decarbonization tower, heat exchanger and UV sterilizer includes.
Aus DE 81 11 288 -U1 ist es bekannt, verschiedene Behälter als eine Geräteeinheit bildende Module auszubilden.From DE 81 11 288 -U1 it is known to use different containers to form modules forming a device unit.
Aus DE 295 21 104 - U1 ist der Einsatz von Filtern und Wärmeaustauschereinheiten bekannt.From DE 295 21 104 - U1 the use of filters and Heat exchanger units known.
Aus DE-PS 58 829 ist eine Wärmeaustauschereinheit bekannt.From DE-PS 58 829 a heat exchanger unit is known.
DE 90 15 993 - U1 beschreibt eine kompakte Anlage zur Aufbereitung von Wasser, die u. a. Grobfilter, Tiefenfilter, Ionenaustauscher und UV-Strahler aufweist.DE 90 15 993 - U1 describes a compact system for Treatment of water that u. a. Coarse filter, depth filter, Has ion exchanger and UV lamp.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, das für gewöhnlich Wasser in jeglicher Hinsicht in ausreichendem Maße reinigt.The invention has for its object a method and specify an apparatus for performing the method, the usually water is sufficient in all respects Dimensions cleans.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen im Anspruch 1 und im Anspruch 2 gelöst.This object is achieved with the features in claim 1 and Claim 2 solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Advantageous embodiments are in the subclaims specified.
Fig. 1 einen Ablaufplan der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte, Fig. 1 is a flow chart of the method steps according to the invention,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Vorfilters der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 is a side view of the pre-filter of the device according to the invention,
Fig. 3 eine perspektivische Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf die Behandlungssäule gemäß der Erfindung und Fig. 3 is a top perspective view, partly in section, of the treatment column according to the invention and
Fig. 4 eine perspektivische Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf den Heiztank gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei dem der Innenraum spiralförmig ausgebildet ist. Fig. 4 is a top perspective view, partly in section, of the heating tank according to an embodiment of the present invention, in which the interior is spiral.
Fig. 1 zeigt einen Ablaufplan, der die Verfahrensschritte bei der Erfindung angibt, wonach Wasser zur Herstellung reinen Trinkwassers behandelt wird. Bei dem Verfahren wird von einem auf Schwerkraft beruhenden Sedimentationsbehälter 10, einem Vorfilter 20, einem ersten Aktivkohlefilter 30 und einem zweiten Aktivkohlefilter 32, einer Behandlungssäule 40, einem Heiztank 50 und einer UV-Kammer 60 Gebrauch gemacht. Unbehandeltes Wasser fließt zunächst zum Sedimentationsbehälter 10, um die Verunreinigungen durch Schwerkraft abzuscheiden. Das obere Wasser fließt dann zu dem Vorfilter 20 und danach zum ersten Aktivkohlefilter 30 und zum zweiten Aktivkohlefilter 32, um den größten Teil der unerwünschten Gerüche und gefährlichen Gase und sonstiger organischer Materialien herauszufiltern. Fig. 1 shows a flow chart indicating the process steps in the invention, according to which water is treated to produce pure drinking water. In the method, use is made of a gravity-based sedimentation container 10 , a prefilter 20 , a first activated carbon filter 30 and a second activated carbon filter 32 , a treatment column 40 , a heating tank 50 and a UV chamber 60 . Untreated water first flows to the sedimentation tank 10 in order to separate the contaminants by gravity. The upper water then flows to the prefilter 20 and then to the first activated carbon filter 30 and the second activated carbon filter 32 to filter out most of the undesirable odors and dangerous gases and other organic materials.
Das Wasser fließt dann über eine Leitung 321 zu einer Wärmeaustauschereinheit der Behandlungssäule 40, wo es vorgewärmt wird, und dann weiter über eine Leitung 401 zu dem Heiztank 50. Unter Verwendung eines Absperrventils 58 unterhalb des Heiztankes 50 wird das erhitzte Wasser über eine Leitung 501 zurück zu der Wärmeaustauscheinheit der Behandlungssäule 40 geführt. Das sich ergebende kühle Wasser wird in eine Behandlungseinheit (46) der Behandlungssäule 40 eingeführt, wodurch es einem Behandlungsprozess unterliegt. Nach dem Behandlungsprozess fließt das Wasser aus der Behandlungseinheit(46) über eine Leitung 402 zu der UV-Kammer 60, um die Sterilisation durchzuführen.The water then flows via a line 321 to a heat exchanger unit of the treatment column 40 , where it is preheated, and then further via a line 401 to the heating tank 50 . By using a shut-off valve below the heating Ankes 50 the heated water is passed via a line 501 back to the heat exchange unit of the treatment column 40 58th The resulting cool water is introduced into a treatment unit ( 46 ) of the treatment column 40 , whereby it undergoes a treatment process. After the treatment process, the water flows from the treatment unit ( 46 ) via a line 402 to the UV chamber 60 in order to carry out the sterilization.
Fig. 2 zeigt den Aufbau des Vorfilters 20, der bei der Erfindung verwendet wird. Ein hohler Zylinder 21 hat eine Vielzahl von Löchern 22 und wird von einem rohrförmigen Sieb 23 umhüllt, dessen zwei entgegengesetzte Enden in lösbarer Weise miteinander verbunden sind. Das entfernbare Sieb 23 kann aus rostfreiem Stahl, einem Polymer, insbesondere Baumwolle, hergestellt sein und kann nach einer gewissen Gebrauchszeit gewaschen oder sterilisiert werden. Der größte Anteil an Verunreinigungen mit kleineren Masseteilchen wie feiner Sand oder andere Partikel kann mit dem Sieb 23 zurückgehalten werden, wenn das Wasser aus einem Außenraum in den Innenraum des Zylinders 21 strömt. Fig. 2 shows the structure of the prefilter 20 used in the invention. A hollow cylinder 21 has a plurality of holes 22 and is enveloped by a tubular screen 23 , the two opposite ends of which are connected in a detachable manner. The removable screen 23 can be made of stainless steel, a polymer, particularly cotton, and can be washed or sterilized after a certain period of use. The largest proportion of impurities with smaller mass particles such as fine sand or other particles can be retained with the sieve 23 when the water flows into the interior of the cylinder 21 from an outside space.
Das aus dem Sedimentationsbehälter 10 fließende Wasser strömt durch eine Leitung 101 zu dem Außenraum des Zylinders 21 und dann in den Innenraum des Zylinders, wobei die nicht in dem Sedimentationsbehälter 10 abgeschiedenen Verunreinigungen entfernt werden. Das vorgefilterte Wasser fließt dann aus dem Innenraum über eine Leitung 201 zu dem ersten Aktivkohlefilter 30.The water flowing from the sedimentation container 10 flows through a line 101 to the outside of the cylinder 21 and then into the interior of the cylinder, the impurities not separated in the sedimentation container 10 being removed. The pre-filtered water then flows from the interior via a line 201 to the first activated carbon filter 30 .
Fig. 3 zeigt den Aufbau der bei der Erfindung verwendeten Behandlungssäule 40. Die Behandlungssäule 40 ist aus zwei konzentrischen Zylindern zusammengebaut, wobei ein innerer Teil als Wärmeaustauschereinheit 42 und ein äußerer Teil als Behandlungseinheit 46 wirkt. Die Wärmeaustauschereinheit 42 ist durch vier Trennplatten 431, 432, 433 und 434 in vier Wärmeaustauscherkammern 421, 422, 423 und 424 unterteilt, und jede der Trennplatten 431, 432, 433, enthält ein Loch 441, 442 oder 443, das jeweils abwechselnd oben oder unten angeordnet ist. Jede der Wärmeaustauscherkammern 421, 422, 423, 424 ist mit einem zugehörigen Wendelrohr von vier Wendelrohren 451, 452, 453 und 454 ausgestattet. Wasser aus dem zweiten Aktivkohlefilter 32 fließt über die Leitung 321 zu der ersten Wärmeaustauscherkammer 421 und dann durch die zweite und dritte Wärmeaustauscherkammer 422 und 423 zu der vierten Wärmeaustauscherkammer 424 mittels der Löcher 441, 442 und 443. Aufgrund der abwechselnden Anordnung der Löcher 441-443 in den Trennplatten 431-433 oben oder unten tritt hinsichtlich der Wärme eine Wellenbildung auf, wobei kühles Wasser durch jede Wärmeaustauscherkammer 421, 422, 423, 424 fließt. Das Wasser strömt dann von der vierten Wärmeaustauscherkammer 424 über die Leitung 401 zum Heiztank 50. Fig. 3 shows the structure of the treatment column used in the invention 40th The treatment column 40 is assembled from two concentric cylinders, an inner part acting as a heat exchanger unit 42 and an outer part as a treatment unit 46 . The heat exchanger unit 42 is divided into four heat exchanger chambers 421 , 422 , 423 and 424 by four partition plates 431 , 432 , 433 and 434 , and each of the partition plates 431 , 432 , 433 contains a hole 441 , 442 or 443 , each alternately at the top or is arranged below. Each of the heat exchanger chambers 421 , 422 , 423 , 424 is equipped with an associated spiral tube of four spiral tubes 451 , 452 , 453 and 454 . Water from the second activated carbon filter 32 flows through line 321 to the first heat exchanger chamber 421 and then through the second and third heat exchanger chambers 422 and 423 to the fourth heat exchanger chamber 424 through the holes 441 , 442 and 443 . Due to the alternating arrangement of the holes 441-443 in the partition plates 431-433 at the top or bottom, the heat is rippled , with cool water flowing through each heat exchanger chamber 421 , 422 , 423 , 424 . The water then flows from the fourth heat exchanger chamber 424 via line 401 to the heating tank 50 .
Das erhitzte Wasser aus dem Heiztank 50 fließt über die Leitung 501 zurück zu der Wärmeaustauschereinheit 42 und von dem ersten Wendelrohr 451 zu dem zweiten und dritten Wendelrohr 452 und 453 und wird dann dem vierten Wendelrohr 454 zugeführt, um die Temperatur des erhitzten Wassers zu senken. Daher kann durch die Wasserkühlung in den Wärmeaustauscherkammern 421-424 genügend Energie aus dem erhitzten Wasser in den Wendelrohren 451-545 erhalten werden, um das Wasser vorzuwärmen, bevor es über die Leitung 401 zu dem Heiztank 50 strömt.The heated water from the heating tank 50 flows back through line 501 to the heat exchanger unit 42 and from the first coil tube 451 to the second and third coil tubes 452 and 453 and is then fed to the fourth coil tube 454 to lower the temperature of the heated water. Therefore, by cooling the water in the heat exchange chambers 421-424, enough energy can be obtained from the heated water in the helical tubes 451-545 to preheat the water before it flows to the heating tank 50 via the line 401 .
Die Behandlungseinheit 46 weist eine Vielzahl von Trennplatten 47 auf, die einen äußeren Teil der Behandlungssäule 40 zur Bildung einer entsprechenden Vielzahl von Behandlungskammern 48 abtrennen, welche mit Zeolith oder einem Ionenaustauscher-Harz zum Behandeln des Wasser gefüllt sind. In einer der Ausführungsformen der Erfindung sind sieben Trennplatten vorgesehen, die die Behandlungseinheit 46 in sieben Behandlungskammern teilen. Sechs Trennplatten 47 der Behandlungseinheit 46 haben auch ein entsprechendes Loch 49, das abwechselnd oben und unten in der selben Weise wie bei den Trennplatten 431-433 der Wärmeaustauschereinheit 42 angeordnet ist. Das Wasser, das aus dem vierten Wendelrohr 454 durch eine Leitung 4541 fließt, strömt in die erste Behandlungskammer 471 und dann weiter durch jede Behandlungskammer 48, wobei das Wasser durch jede Behandlungskammer 48 in einer undulierenden Weise fließt. Schließlich strömt das Wasser aus der letzten Behandlungskammer 48 über eine Leitung 402 zu der UV-Kammer 60, wo die Sterilisation stattfindet, und schließlich wird das Trinkwasser erhalten.The treatment unit 46 has a plurality of separation plates 47 which separate an outer part of the treatment column 40 to form a corresponding plurality of treatment chambers 48 which are filled with zeolite or an ion exchange resin for treating the water. In one embodiment of the invention, seven partition plates are provided which divide the treatment unit 46 into seven treatment chambers. Six separator plates 47 of the treatment unit 46 also have a corresponding hole 49 , which is arranged alternately above and below in the same way as for the separator plates 431-433 of the heat exchanger unit 42 . The water flowing from the fourth helical tube 454 through a conduit 4541 flows into the first treatment chamber 471 and then further through each treatment chamber 48 , the water flowing through each treatment chamber 48 in an undulating manner. Finally, the water from the last treatment chamber 48 flows via a line 402 to the UV chamber 60 , where the sterilization takes place, and finally the drinking water is obtained.
Fig. 4 zeigt einen Aufbau des Heiztanks 50, wie er in der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der Innenraum des Heiztanks 50 kann entweder in spiralförmiger Form oder in konzentrischer Form vorliegen, je nach dem, ob eine spiralförmige Trennplatte oder zylindrische Trennplatten verwendet werden. In einer der Ausführungsformen der Erfindung liegt der Innenraum des Heiztanks 50 in einer spiralförmigen Form vor, bei der eine einstückige spiralförmige Trennplatte 52 verwendet wird und ein spiralförmiges feinmaschiges Netzwerk 54 eng an der Trennplatte 52 angeordnet wird. Das Netzwerk 54, das zum Auffangen der als Abscheidungen des Heizwassers auftretenden Karbonate und Bikarbonate dient, ist aus dem Heiztank 50 nach Gebrauch entfernbar. Wasser aus der Wärmeaustauschereinheit 42 strömt zu dem durch die Leitung 401 bestimmten äußersten Abschnitt des spiralförmigen Raumes und fließt dann allmählich zu dem innersten Abschnitt des spiralförmigen Raumes, an dem die Leitung 501, wahlweise ein Wärmefühler 57 und das Absperrventil 58 angeschlossen sind. Der Heiztank 50 wird von mehreren plattenförmigen Heizelementen 56 erhitzt, die am Außenumfang des Heiztanks 50 befestigt sind, so daß das Wasser erhitzt und auf eine Temperatur zwischen 60°C und dem Siedepunkt mittels der Heizelemente 56 gebracht wird. Mittels der voreingestellten Werte des Wärmefühlers 57 erfolgt die Steuerung des erhitzten Wassers derart, daß es durch das Absperrventil 58 und dann über die Leitung 501 zu dem ersten Wendelrohr 451 der Wärmeaustauschereinheit 42 fließt. Fig. 4 shows a structure of the heating tank 50 as used in the present invention. The interior of the heating tank 50 can be either spiral or concentric, depending on whether a spiral partition or cylindrical partition is used. In one embodiment of the invention, the interior of the heating tank 50 is in a spiral shape using a one-piece spiral partition plate 52 and a spiral fine mesh network 54 is closely disposed on the partition plate 52 . The network 54 , which serves to collect the carbonates and bicarbonates that occur as separations of the heating water, can be removed from the heating tank 50 after use. Water from the heat exchange unit 42 flows to the outermost portion of the spiral space defined by the line 401 and then gradually flows to the innermost portion of the spiral space to which the line 501 , optionally a heat sensor 57 and the shutoff valve 58 are connected. The heating tank 50 is heated by a plurality of plate-shaped heating elements 56 which are fastened to the outer circumference of the heating tank 50 , so that the water is heated and brought to a temperature between 60 ° C. and the boiling point by means of the heating elements 56 . The heated water is controlled by means of the preset values of the heat sensor 57 in such a way that it flows through the shut-off valve 58 and then via the line 501 to the first spiral tube 451 of the heat exchanger unit 42 .
Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung sich nicht auf das hier beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Modifikationen möglich, ohne den Erfindungsgedanken wie beansprucht zu verlassen.It is understood that the present invention is not based on the preferred embodiment described here limited. Rather, numerous modifications are possible without leaving the inventive idea as claimed.
Claims (10)
Sedimentation der Verunreinigungen mit größeren Masseteilchen aufgrund der Schwerkraft in einem Sedimentationsbehälter (10),
Herausfiltern der Verunreinigungen mit kleineren Masseteilchen in einem Vorfilter (20),
doppelte Filtration von organischen oder anorganischen Materialien durch zwei Aktivkohlefilter (30) und (32),
Vorwärmung des Wassers aus dem zweiten Aktivkohlefilter (32) in einer Wärmeaustauschereinheit (42) einer
Behandlungssäule (40), die in vier Wärmeaustauscherkammern (421-424) mit vier Wendelrohren (451-454) unterteilt ist,
Erhitzen des vorgewärmten Wassers aus der Wärmeaustauschereinheit (42) in einem Heiztank (50), in dem sich ein entfernbares, spiralförmiges oder konzentrisch angeordnetes Netzwerk (54) zum Sammeln der Karbonate und Bikarbonate befindet,
Kühlen des Wassers aus dem Heiztank (50) aufgrund des Hindurchflusses durch die vier Wendelrohre (451-454) in der Wärmeaustauschereinheit (42) bei gleichzeitiger Vorerwärmung des Wassers aus dem zweiten Aktivkohlefilter (32),
Durchleiten des Wassers aus dem Wendelrohr (454) der Wärmeaustauschereinheit (42) durch Zeolith oder Ionenaustauscher-Harz in einer Behandlungseinheit (46) der Behandlungssäule (40), und
Sterilisieren des Wassers in einer UV-Kammer (60).1. Water purification process with the following process steps:
Sedimentation of the impurities with larger mass particles due to gravity in a sedimentation container ( 10 ),
Filtering out the impurities with smaller mass particles in a pre-filter ( 20 ),
double filtration of organic or inorganic materials through two activated carbon filters ( 30 ) and ( 32 ),
Preheating the water from the second activated carbon filter ( 32 ) in a heat exchanger unit ( 42 )
Treatment column ( 40 ), which is divided into four heat exchanger chambers ( 421-424 ) with four spiral tubes ( 451-454 ),
Heating the preheated water from the heat exchanger unit ( 42 ) in a heating tank ( 50 ) in which there is a removable, spiral or concentrically arranged network ( 54 ) for collecting the carbonates and bicarbonates,
Cooling the water from the heating tank ( 50 ) due to the flow through the four spiral tubes ( 451-454 ) in the heat exchanger unit ( 42 ) while preheating the water from the second activated carbon filter ( 32 ),
Passing the water from the spiral tube ( 454 ) of the heat exchanger unit ( 42 ) through zeolite or ion exchange resin in a treatment unit ( 46 ) of the treatment column ( 40 ), and
Sterilize the water in a UV chamber ( 60 ).
einem auf Schwerkraft beruhenden Sedimentationsbehälter (10),
einem Vorfilter (20),
einem ersten Aktivkohlefilter (30) und einem zweiten Aktivkohlefilter (32),
einer Behandlungssäule (40), die aus zwei konzentrischen Zylindern mit unterschiedlichen Funktionen zusammengebaut ist, wobei der innere Zylinder aus einer Wärmeaustauschereinheit (42), die in vier Wärmeaustauscherkammern (421-424) mit vier Wendelrohren (451-454) unterteilt ist, zur Vorerwärmung und zum Kühlen des Wassers und der äußere Zylinder aus einer Behandlungseinheit (46), die mit Zeolith oder Ionenaustauscher-Harz gefüllt ist, besteht,
einem Heiztank (50) in dem sich ein entfernbares, spiralförmiges oder konzentrisch angeordnetes Netzwerk (54) zum Sammeln der Karbonate und Bikarbonate befindet, mit mehreren daran befestigten plattenförmigen Heizelementen (56) und mit einem darunter liegenden Wärmefühler (57) mit einem Absperrventil (58), und einer UV-Kammer (60) zum Sterilisieren des Wassers. 2. Device for purifying water by the method according to claim 1, having the following features:
a sedimentation container ( 10 ) based on gravity,
a pre-filter ( 20 ),
a first activated carbon filter ( 30 ) and a second activated carbon filter ( 32 ),
a treatment column ( 40 ) which is assembled from two concentric cylinders with different functions, the inner cylinder consisting of a heat exchanger unit ( 42 ) which is divided into four heat exchanger chambers ( 421-424 ) with four spiral tubes ( 451-454 ) for preheating and for cooling the water and the outer cylinder consists of a treatment unit ( 46 ) filled with zeolite or ion exchange resin,
a heating tank ( 50 ) in which there is a removable, spiral or concentrically arranged network ( 54 ) for collecting the carbonates and bicarbonates, with a plurality of plate-shaped heating elements ( 56 ) attached thereto and with an underlying heat sensor ( 57 ) with a shut-off valve ( 58 ), and a UV chamber ( 60 ) for sterilizing the water.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19650191A DE19650191C1 (en) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | Process and assembly to filter water provided especially for domestic drinking purposes |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19650191A DE19650191C1 (en) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | Process and assembly to filter water provided especially for domestic drinking purposes |
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ID=7813556
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7740766B2 (en) | 2001-08-23 | 2010-06-22 | The Procter & Gamble Company | Methods for treating water |
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1996
- 1996-12-04 DE DE19650191A patent/DE19650191C1/en not_active Expired - Fee Related
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