DE19714810A1

DE19714810A1 - Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser

Info

Publication number: DE19714810A1
Application number: DE19714810A
Authority: DE
Inventors: Thomas Samland
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-10-15

Description

Die Desinfektion mit Wasserdampf oder heißer Luft ist bekannt. Die Norm DIN 58900 regelt die Einwirkungsdauer der Desinfektionsbehandlung.

Jedoch ist auch UV-Strahlung in der Lage, Wasser zu desinfizieren. Die höhere Frequenz der Strahlung bedeutet eine höhere Energie pro Lichtquantum und man erhält somit insgesamt eine geringere Einwirkungszeit für die Desinfektionsbehandlung. Es wird nun vorgeschlagen, zur Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser den UV-Anteil der Sonnenenergie zu nutzen. Dazu wird im Patentanspruch 1 vorgeschlagen, das Sonnenlicht via Reflektoren oder Linsen zu bündeln und auf das zu behandelnde Wasser zu strahlen.

Dieses Verfahren bietet sich in den Regionen der Erde an, die über wenig Energie, jedoch viel Sonnenimmission verfügen. Bei genügend starker Sammlung des Sonnenlichtes um den Faktor 4-6 oder höher ist gemäß Patentanspruch 2.a) auch ein Durchflußbetrieb möglich. Dabei fließt das Wasser entweder in UV- transparenten Röhren, die gemäß Patentanspruch 3 etwa aus Quarzglas oder UV- transparentem Kunststoff oder aus transparenten Gummischläuchen bestehen, oder das Licht wird in (innenverspiegelte) Röhren, durch die das Wasser fließt, bzw. gemäß Patentanspruch 2.b) in Boiler eingeleitet, in denen sich das Wasser befindet und welche darüberhinaus gemäß den Patentansprüchen 6 bzw. 7 optional innenverspiegelt sein können. In letztgenannten Fällen gelangt das Wasser durch UV- transparente Fenster in das Innere der Röhren respektive Boiler. Es wird darüberhinaus im Patentanspruch 8 empfohlen, die Innenverspiegelung aus Silber vorzunehmen, da dieses Material neben seiner hervorragenden Lichtreflexionseigenschaft zusätzlich über keimtötende Eigenschaften verfügt.

Somit bieten sich eine Vielzahl von Konstruktionen an, dieses Verfahren zu gestalten. Zum Beispiel nach Patentanspruch 4 eine sog. Parabolrinnenanlage, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein parabolischer Reflektor in seiner Brennlinie ein Rohr besitzt, durch welches Wasser fließt. Dabei ist das Rohr UV- durchlässig, also etwa aus Quarzglas oder aus UV- transparentem Kunststoff oder aus UV- transparentem Gummi (vgl. Patentanspruch 3). Als Behelfskonstruktion wird im Patentanspruch 5 vorgeschlagen, ein blankes Wellblechdach als Reflektor zu nutzen.

Um eine zu starke Aufwärmung des Rohres und damit des durchfließenden Wassers zu vermeiden, wird vorgeschlagen, holographische Reflektoren zu verwenden, die im wesentlichen die UV- Frequenzen reflektieren, das sichtbare und IR-Licht jedoch weitestgehend transmittieren.

Eine andere Möglichkeit, die unerwünschte Aufheizung zu verhindern besteht darin, UV- transparentes, jedoch für sichtbares Licht nahezu undurchlässiges Schwarzglas zu verwenden. Diese Möglichkeit findet besonders in der Einstrahlung des konzentrierten Sonnenlichtes durch ein Fenster Anwendung.

Da ultraviolettes Licht (UV-Licht) bereits nach einigen dm Wassertiefe zu mehr als 50% absorbiert ist, wird empfohlen, den Rohrdurchmesser nicht größer als 20 cm zu wählen. Ein besonders einfaches Konzept sieht die Verspiegelung der Rohre von außen mit Aluminium vor. Dazu sind die Rohre so zu drehen, daß nach Möglichkeit keine Abschattung während des Tages auftritt (vgl. Fig. 1.a). Vorgeschlagen wird darüber hinaus nach Patentanspruch 9 die oberirdische Verlegung der Rohre von einer Pumpstelle zum Verteiler.

Die Fig. 1.a) bis 1.f) zeigen allesamt Geräte im Durchflußbetrieb gemäß Patentanspruch 2.a), während die Fig. 2.a) und 2.b) beispielhaft Geräte im Sammelbetrieb nach Patentanspruch 2.b) zeigen.
Hierbei bedeuten
(R) das Rohr, durch welches das Wasser fließt,
(tr) die transparente und
(sp) die verspiegelte Seite des Rohres,
(Rf) bezeichnet den Reflektor,
(S) den die Rohre verbindenden Schlauch,
(So) deutet die Imissionsrichtung der Sonne an,
(P) den Parabolspiegel,
(B) den Behälter resp. Boiler,
(F) das Fenster, durch die Sonne in den Behälter einfällt und
(in) bzw. (out) den Wasserein- bzw. -ausgang.

Im einzelnen zeigen die Fig. 1.a) das Rohr (R) mit seiner oben transparenten und unten (innen oder außen) verspiegelten Seite, Fig. 1.b) zeigt das Rohr (R) vor dem Reflektor (Rf). In Fig. 1.c) hingegen wird das Rohr (R) in Seiten- und Aufsicht vor einem parabolischen Reflektor (P) bzw. (Rf) gezeigt, das in Richtung zur Sonne (So) hin verspiegelt (sp) und zum Reflektor hin transparent (tr) ist.

Fig. 1.d.2) veranschaulicht die Nutzung eines reflektierenden Wellblechdaches (Rf) als Reflektor (Wellblechkonstruktion) mit (Ho) als oberer und (Hu) als unterer Halterung.

Fig. 1.d.1) zeigt eine Seitenansicht der oberen Halterung (Ho).

Fig. 1.e) veranschaulicht die Hinter- bzw. Nebeneinanderschaltung mehrerer Rohre (R1) bis (R5), die mittels Schläuche (S) miteinander verbunden sind. Fig. 1.f) schließlich bildet einen torusförmigen Solarreceiver ab.

In Fig. 2.a) ist ein Boiler (B) als Wassersammelbehälter zu sehen, in welchen das mittels des Parabolspiegels (P) fokussierte Sonnenlicht einstrahlt. Die Fig. 2.b) veranschaulicht schließlich die Reflexion des Sonnenlichtes (So) mittels eines planen Reflektors (Rf) in den wassergefüllten (H2O) Behälter (B).

Claims

1. Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahlung der Sonne zur Desinfektion von Wasser genutzt wird, indem das Sonnenlicht mittels Spiegel oder Linsen konzentriert wird und direkt oder durch UV- transparente Medien auf das zu desinfizierende Wasser trifft.

2. Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser
2.a in einem Durchflußbetrieb desinfiziert wird, etwa indem es durch UV- transparente Glas- oder Kunststoffröhren oder transparente Gummischläuche (R) fließt, oder
2.b in einem Sammelbebälter desinfiziert wird, indem es sich in einem Behälter (B) befindet, der eine Öffnung bzw. ein UV- durchlässiges Fenster (F) besitzt.

3. Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser nach Schutzanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die UV- transparenten Röhren (R) bzw. das UV- transparente Fenster (F) aus UV- durchlässigem Kunststoffe aus Quarzglas oder Schwarzglas besteht.

4. Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser nach Schutzanspruch 2.a, dadurch gekennzeichnet, daß die UV- transparenten Röhrchen (R) sich im Brennpunkt parabolischer Sonnen-Re flektoren befinden.

5. Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser nach Schutzanspruch 2.a bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor aus einem blanken Wellblech (-dach) besteht.

6. Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser nach Schutzanspruch 2.a, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhren halb verspiegelt sind und mit der transparenten Seite zur Sonne hin positioniert werden.

7. Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser nach Schutzanspruch 2.b, dadurch gekennzeichnet, daß der Boiler zusätzlich innenverspiegelt ist.

8. Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser nach Schutzanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenverspiegelung aus Silber besteht.

9. Verfahren und Gerät zur solaren Desinfektion von Wasser, insbesondere von Trinkwasser nach Schutzanspruch 2.a), dadurch gekennzeichnet, daß das (Trink-) Wasser durch UV- transparente Rohre von der Pumpstelle zum Verteiler fließt.