DE19807540A1

DE19807540A1 - Entkeimungsanlage

Info

Publication number: DE19807540A1
Application number: DE1998107540
Authority: DE
Inventors: Vollert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2018-02-24
Also published as: DE19807540C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entkeimungsanlage, enthaltend mindestens eine Leitungseinheit, durch die ein zu entkeimendes Medium strömt, und eine UV- Bestrahlungsvorrichtung zum Bestrahlen des in der Leitungseinheit strömenden Mediums mit UV-Strahlung.

Eine solche Entkeimungsanlage ist z. B. aus DE 37 39 966 A1 oder DE 37 39 979 A1 bekannt und in Fig. 8 gezeigt. Sie dient zur Desinfektion von Wasser durch UV-Bestrahlung und enthält eine UV-Bestrahlungszone 101 in der eine Anzahl von ummantelten UV-Lampen 102 von dem zu entkeimenden Wasser umströmt wird.

Die UV-Lampen 102 befinden sich in einer Kammer 103, in die das Wasser einströmt 104 und aus der es ausströmt 105. Das Wasser durchströmt somit die neben den UV-Lampen 102 liegenden Strömungskanäle und wird entlang dieser Strömungsstrecke mit UV-Strahlung durchsetzt. Die Strömungsrichtung des Wassers ist in Fig. 8 durch die nach oben gerichteten Pfeile bezeichnet.

Gemäß der in DE 37 39 966 A1 bzw. DE 37 39 979 A1 beschriebenen Entkeimungsanlage ist der UV-Bestrahlungszone ein Ultraschallgerät 106 vorgeschaltet, in dem das Wasser eine Behandlung erfährt, durch die makromolekulare Inhaltsstoffe des Wassers und/oder makromolekulare Agglomerate in kleine Bestandteile zerlegt werden. Hierdurch wird angestrebt, daß sich zwischen der Ultraschallbehandlung und der UV-Bestrahlung im Wasser keine neuen Agglomerate aufgrund gelöster Verunreinigungen bilden.

Jedoch ist bei dem bekannten Entkeimungsgerät die Leitung, in der die UV-Bastrahlungszone angeordnet ist, stehend angeordnet. Da das zu entkeimende Wasser von unten zugeführt wird 104, muß es zu dem Abfluß 105 hochgepumpt werden, so daß es nicht durchfrei strömt. Bereits die Wartung der für das Hochpumpen des Wassers erforderlichen Pumpe führt einerseits zu erhöhten Betriebskosten und andererseits zu einer verringerten Betriebssicherheit.

Dieselben Nachteile resultieren auch aus der Tatsache, daß die UV-Lampe in einer Quarzschutz-Ummantelung aufgenommen ist, die vollständig von dem zu entkeimenden Wasser umströmt wird. Dies führt zu einer Belagbildung bei der Quarzschutz-Ummantelung aufgrund der bestehenden Luftfeuchtigkeit und der erhöhten Umgebungstemperatur. Es ist lediglich eine Frage der Zeit, bis durch diese Belagsbildung eine wirksame Abgabe der UV-Strahlung an das Wasser durch die Quarzschutz-Ummantelung hindurch nicht mehr möglich ist. In diesem Fall ist die Quarzschutz- Ummantelung entweder auszutauschen oder zu reinigen, was zu einer vollständigen Unterbrechung des Wasserdurchsatzes führt. Weiterhin sind neben diesen aufwendigen Wartungsschritten zusätzlich Maßnahmen zu treffen, um die Belagbildung an der Quarzschutz-Ummantelung zu überwachen.

Demnach besteht die Aufgabe der Erfindung in der Schaffung einer im wesentlichen wartungsfreien Entkeimungsanlage.

Diese Aufgabe wird bei der Entkeimungsanlage vom eingangs genannten Typ dadurch gelöst, daß die Leitungseinheit waagrecht oder schräg, angeordnet und an ihrer Innenseite mit einer die UV-Strahlung reflektierenden Schicht versehen ist, und die UV-Bestrahlungsvorrichtung über der Oberfläche des strömenden Mediums abstrahlt.

Aufgrund der waagrechten bzw. schrägen Anordnung der Leitungseinheit, z. B. eine liegende Anordnung oder eine Anordnung mit ein oder mehreren Hängehalterungen bzw. Stützen, und ferner aufgrund der Tatsache, daß die UV- Bestrahlungsvorrichtung über der Oberfläche des strömenden Mediums abstrahlt, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung keine Quarzglas-Schutzummantelung erforderlich. Demnach ein Beschlagen oder Verkalken einer derartigen Ummantelung und eine Verschlechterung der Abgabe von UV-Strahlungsleistung von Hause aus ausgeschlossen, ohne daß eine gesonderte kosten- und zeitaufwendige Maßnahme zu treffen wäre.

Zu beachten ist ferner, daß sich die Leitungseinheit mit über der Oberfläche des strömenden Mediums angeordneter UV- Bestrahlungsvorrichtung auch erheblich einfacher und kostengünstiger herstellen lassen. Dies gilt umso mehr, als das zu entkeimende Medium, z. B. Trinkwasser, drucklos durch die Entkeimungsanlage strömt, ohne daß eine Pumpanlage zwingend erforderlich ist, obgleich der Einsatz einer Pumpanlage, falls gewünscht, nicht ausgeschlossen ist.

Ein wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Entkalkungsanlage besteht darin, daß das strömende Medium jederzeit für Prüfzwecke zugänglich ist, z. B. zur Prüfung der erzielten Entkeimung.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die die UV-Strahlung reflektierende Schicht strukturiert ausgebildet. Hierdurch wird im Vergleich zu einer glatten reflektierenden Schicht eine erhöhte Transmission der UV-Strahlung bei dem strömenden Medium erreicht, da bei durchschnittlich verringerten freien Weglängen für die UV-Strahlen zusätzlich die Zahl der Reflexionen erhöht ist. Zudem ergibt sich eine verbesserte Durchwirbelung des strömenden Mediums.

Gemäß einer zusätzlichen, weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die die UV-Strahlung reflektierende Schicht aus Aluminium. Im Rahmen der Erfindung wird somit die Tatsache ausgenützt, daß sich Aluminium besonders einfach verarbeiten läßt und ein hohes Reflexionsvermögen aufweist. Sollte es beschädigt werden, so ist es leicht auswechselbar. Zudem schützt es das Material der Leitungseinheit vor einer Beschädigung durch die UV-Strahlung, z. B. vor einer Schwärzung und Brüchigkeit.

Gemäß einer zusätzlichen, weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Leitungseinheit in Längsrichtung an ihrer Oberseite eine Öffnung auf, an der die UV-Bestrahlungsvorrichtung angeordnet ist. Durch die Montage an der Oberseite der Leitungseinheit ist sie besonders leicht zugänglich, wenn sie ausgewechselt werden müßte. Zudem kann sie gemäß der Strömungsrichtung des strömenden Mediums ausgerichtet werden, wodurch die Ausbeute der UV-Strahlen optimiert ist.

Gemäß einer zusätzlichen, weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Teil der Innenoberfläche der Leitungseinheit, der in Kontakt zu dem strömenden Medium gelangt, mit mindestens einem Verwirbelungselement vorgesehen. Hierdurch lassen sich Ablagerungen vermeiden. Zudem erhöht sich durch das Aufwirbeln von Partikel die Streuung der UV-Strahlung und somit die Entkeimungswirkung.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist an der Zulaufseite der Leitungseinheit zum Begrenzen des zugeleiteten Mediums eine Absperrfläche vorgesehen. Vorteilhafterweise ist zusätzlich an Ablauf für überschüssiges strömendes Medium vorgesehen. Somit ist gewährleistet, das niemals zuviel strömendes Medium durch die Leitungseinheit fließt oder durch einen zu hohen Füllstand Ablagerungen an der UV-Bestrahlungsvorrichtung entstehen. Weiterhin sind konstante Betriebsverhältnisse gewährleistet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind mehrere Leitungseinheiten seriell oder mittels einzelner Umleitstücke so verbunden, daß eine Gesamtleitungslänge der Entkeimungsanlage 2,5 m bis 3,5 m beträgt. Demnach können erfindungsgemäß mehrere Leitungseinheiten seriell, parallel oder in sonstiger Weise kombiniert modular verknüpft werden. Die Entkeimungsanlage ist flexibel an unterschiedliche Durchsatzmengen anpaßbar und auch nach der Erstmontage flexibel erweiterbar.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Leitungseinheit der erfindungsgemäßen Entkeimungsanlage;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der in Fig. 1 gezeigten Linie I-I;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der in Fig. 1 gezeigten Linie II-II;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der in Fig. 1 gezeigten Linie III-III;

Fig. 5 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Leitungseinheit;

Fig. 6 eine erfindungsgemäße Entkeimungsanlage mit drei seriell verbundenen Leitungseinheiten; und

Fig. 7 eine erfindungsgemäße Entkeimungsanlage mit drei Leitungseinheiten, die durch Umleitstücke verbundenen sind; und

Fig. 8 eine Entkeimungsanlage nach dem Stand der Technik.

Im folgenden wird die vorliegenden Erfindung beispielhaft anhand der Entkeimung von Trinkwasser erörtert.

Wie in Fig. 1 gezeigt besteht die Entkeimungsanlage aus mindestens einer Leitung 2, durch die das zu entkeimende Trinkwasser 4 strömt. Eine UV-Lampe 6 mit einer Leistung von beispielsweise 35 bis 70 W ist in einer an der Oberseite der Leitung 2 vorgesehen Öffnung 8 angeordnet.

Obgleich Fig. 1 die UV-Lampe 6 in einer Explosionsdarstellung beabstandet zu der Leitung zeigt, schließt sie in Betriebsposition regelmäßig formschlüssig mit der Oberseite der Leitung 2 ab. Eine Stromversorgung der UV-Lampe 6 erfolgt über frei zugängliche Anschlüsse 10, 12 jeweils unter Absicherung mittels eines FI- Schutzschalters. Bevorzugt sind die Anschlüsse 10, 12 mit einer die UV-Strahlung reflektierenden Schicht, z. B. aus Aluminium, versehen.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist die Leitung 2 liegend entweder waagrecht oder schräg angeordnet, und die UV-Lampe 6 strahlt über der Oberfläche des in Richtung 14 fließenden Trinkwassers ab. Demnach ist es nicht erforderlich, zwischen dem Trinkwasser 4 und der UV-Lampe 6 eine Abschirmung aus Quarzglas vorzusehen. Beispielsweise kann jede Leitungseinheit 2 entweder auf Stützen angeordnet oder hängend, z. B. mit einer Aufhängung an einer Decke, befestigt sein.

Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Innenseite der Leitung 2 mit einer die UV-Strahlung reflektierenden Reflexionsschicht 16 versehen. Diese Reflexionsschicht 16 ist erfindungsgemäß aus Aluminium hergestellt. Jedoch kann neben Aluminium jedes andere die UV-Strahlung reflektierende Material ebenfalls eingesetzt werden. Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, ist die die UV-Strahlung reflektierenden Reflexionsschicht 16 entweder glatt oder strukturiert ausgebildet.

In beiden Fällen ermöglicht die Reflexionsschicht 16 eine Reflexion der von der UV-Lampe 6 abgegebenen UV-Strahlen innerhalb der Leitung 2, wodurch sich die Transmission des Trinkwassers 4 mit UV-Strahlung deutlich erhöht. Obgleich aufgrund der Anordnung der UV-Lampe 6 über dem Trinkwasser 4 die UV-Lampe nicht von dem Trinkwasser 4 umströmt wird, ist dennoch eine besonders wirksame Entkeimung möglich. Dies gilt besonders für die in Fig. 3 gezeigte strukturierte Reflexionsschicht aufgrund verringerter freier Weglängen der UV-Strahlen und einer weiter erhöhten Zahl von Reflexionen. Zudem ermöglicht die Reflexionsschicht 16 einen wirksamen Schutz des Leitungsmaterials, z. B. vor einer Schwärzung oder vor einem Brüchigwerden.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist an der an der Zulaufseite der Leitung 2 zum Begrenzen des zugeleiteten Trinkwassers 4 eine Absperrfläche 18 vorgesehen. Überschüssiges Trinkwasser 4 läuft über einen Ablauf 20 ab, wie in Fig. 5 gezeigt. Zudem zeigt Fig. 5, daß der Teil der Innenoberfläche der Leitung 2 der mit Trinkwasser 4 benetzt wird, mit mehreren Verwirbelungselementen 22, 24, 26, 28 versehen ist.

Wie in Fig. 6 gezeigt, lassen sich bei der erfindungsgemäßen Entkeimungsanlage mehrere Leitungsteilstücke 30, 32, 34 seriell verbinden. Zudem können (nicht gezeigt) derartige Verbindungen mehrerer Leitungsteilstücke zusätzlich parallel geschaltet werden, um den Gesamtdurchsatz an Trinkwasser 4 weiter zu erhöhen. Beispielsweise weist jeder derartige Teilstrang der Entkeimungsanlage eine Gesamtleitungslänge von 2,5 m bis 3,5 m auf, und die Strömungsgeschwindigkeit des Trinkwassers liegt zwischen 1,5 l/sec und 3 l/sec.

Wie in Fig. 7 gezeigt, lassen sich bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Entkeimungsanlage mehrere Leitungsteilstücke jeweils mit UV-Lampen 6-1, 6-2, 6-3 auch über Umleitstücke 36, 38, 40 verbinden. Dieser Aufbau der erfindungsgemäßen Entkeimungsanlage ist besonders platzsparend. Vorzugsweise ragen die UV-Lampen 6-1, 6-2, 6-3 in die Umleitstücke 36, 38, 40 hinein, um eine durchgehende Bestrahlung des Trinkwassers auch in den Umleitstücken 36, 38, 40 zu erreichen.

Mikrobiologische Untersuchungen des durch die einzelnen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Entkeimungsanlage entkeimten Trinkwassers 4 zeigen, daß vor der Behandlung des Trinkwassers 4 in dem Wasser E. Coli nachgewiesen wurden. Bei Bestrahlung mit zwei UV-Lampen 6 waren die Keime sowohl bei einem Durchfluß von 1,5 l/s als auch bei einem Durchfluß von ca. 3 l/s nicht mehr nachweisbar. Die Koloniezahl wurde ebenfalls niedriger bestimmt als vor der Bestrahlung.

Diese Ergebnisse lassen erkennen, daß die gewünschte Wirkung durch die Bestrahlung erreicht wird, d. h. E. Coli und koliforme Keime konnten nicht nachgewiesen werden und die Koloniezahl bei 20°C und 36°C liegt unter den Richtwerten von 20 bzw. 100 pro 1 ml.

Claims

1. Entkeimungsanlage, enthaltend:

a) mindestens eine Leitungseinheit (2), durch die ein zu entkeimendes Medium (4) strömt,
b) eine UV-Bestrahlungsvorrichtung (6) zum Bestrahlen des in der Leitungseinheit (2) strömenden Mediums (4) mit UV-Strahlung,
dadurch gekennzeichnet, daß
c) die Leitungseinheit (2) waagrecht oder schräg angeordnet und an ihrer Innenseite mit einer die UV- Strahlung reflektierenden Schicht (16) versehen ist, und
d) die UV-Bestrahlungsvorrichtung (6) über der Oberfläche des strömenden Mediums (4) abstrahlt.

2. Entkeimungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die UV-Strahlung reflektierende Schicht (16) strukturiert ausgebildet ist.

3. Entkeimungsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die UV-Strahlung reflektierende Schicht (16) aus Aluminium besteht.

4. Entkeimungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinheit (2) in Längsrichtung an ihrer Oberseite eine Öffnung (8) aufweist, entlang der die UV-Bestrahlungsvorrichtung (6) angeordnet ist.

5. Entkeimungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Teil der Innenoberfläche der Leitungseinheit (2), der in Kontakt zu dem strömenden Medium (4) gelangt, mindestens ein Verwirbelungselement (22, 24, 26, 28) vorgesehen ist.

6. Entkeimungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Zulaufseite der Leitungseinheit (2) zum Begrenzen des zugeleiteten strömenden Mediums (4) eine Absperrfläche (18) vorgesehen ist.

7. Entkeimungsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für überschüssiges strömendes Medium (4) an der Zulaufseite der Leitungseinheit (2) ein Ablauf (20) vorgesehen ist.

8. Entkeimungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leitungseinheiten (30, 32, 34) seriell verbunden sind.

9. Entkeimungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Leitungseinheiten (30, 32, 34) mit Umleitstücken (36, 38, 40) verbunden sind.

10. Entkeimungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gesamtleitungslänge der Entkeimungsanlage 2,5 m bis 3,5 m beträgt.

11. Entkeimungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die UV- Bestrahlungsvorrichtung (6) eine UV-Lampe mit einer Leistung von 35 bis 70 W ist.

12. Entkeimungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das strömende Medium (4) eine Strömungsgeschwindigkeit von 1,5 l/sec bis 3 l/sec aufweist.