DE202016100447U1 - Filter for cleaning water - Google Patents

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Abstract

Filter zur Reinigung von Wasser, umfassend – eine erste Filterlage (1) aus einem elektroaktiven Filtermaterial mit einem in wässriger Umgebung elektrokinetischen Potential (Zeta-Potential), an dem sich im Wasser enthaltene Mikroorganismen, insbesondere Viren und Keime, durch Elektroadsorption anlagern, – eine zweite Filterlage (2) aus einem elektroaktiven Filtermaterial mit einem in wässriger Umgebung elektrokinetischen Potential (Zeta-Potential), an dem sich im Wasser enthaltene Mikroorganismen, insbesondere Viren und Keime, durch Elektroadsorption anlagern, – und eine zwischen der ersten Filterlage (1) und der zweiten Filterlage (2) angeordnete dritte Filterlage (3), welche ein Adsorbens enthält, an dessen Oberfläche sich im Wasser befindliche Partikel oder gelöste Stoffe durch physikalische Adsorption anlagern.Filter for the purification of water, comprising - a first filter layer (1) of an electroactive filter material with an electrokinetic potential (zeta potential) in an aqueous environment, to which microorganisms contained in the water, in particular viruses and germs, accumulate by electroadsorption, - a second filter layer (2) of an electroactive filter material with an electrokinetic potential (zeta potential) in an aqueous environment, in which microorganisms contained in the water, in particular viruses and germs, accumulate by electroadsorption, - and between the first filter layer (1) and the second filter layer (2) arranged third filter layer (3) containing an adsorbent, on the surface of which are located in the water particles or dissolved substances by physical adsorption.

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter zur Reinigung von Wasser. The invention relates to a filter for purifying water.

Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Filter zur Reinigung bzw. Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Trinkwasser, bekannt. Mit einem Wasserfilter können bspw. Trübstoffe, Mikroorganismen und unerwünschte, im Wasser gelöste Substanzen entfernt oder zumindest in ihrer Konzentration reduziert werden. Dabei wird zwischen Wasserfiltern unterschieden, die entweder im Wasser enthaltene Partikel mechanisch, aus dem Wasser entfernen, beispielsweise durch Siebtechniken, oder die chemisch-physikalische Effekte zur Entfernung von im Wasser enthaltenen oder gelösten Substanzen ausnutzen. Zu den Wasserfiltern, die Partikel mechanisch aus dem Wasser entfernen, gehören beispielsweise Siebfilter oder Osmosefilter mit einer permeablen Filtermembran mit vorgegebener Porengröße, z.B. Mikro-Ultra- oder Nanofilter, Umkehrosmosemodule oder Filter mit einer körnigen Filterschüttung wie z.B. Kies-, Stein- oder Sandfilter. Durch Filtermembrane lassen sich – je nach Porengröße – Partikel mit einer Partikelgröße im Bereich von einigen nm (Ultrafiltration) bis zu einigen µm (Mikrofiltration) aus dem Wasser abtrennen. Mit Ultrafiltrationsmembranen ist es möglich, Mikroorganismen, deren Durchmesse typischerweise im Bereich von 20 bis 50 nm liegt, aus dem Wasser zu entfernen. Mit Umkehrosmosemodulen können sogar Partikel mit einer Partikelgröße von weniger als 1 nm aus dem Wasser entfernt werden. Allerdings ist hierfür ein hoher Filtrationsdruck erforderlich (10 bis 80 bar). Mikro-Ultra- oder Nanofiltrationsmembrane und RO-Filter weisen einen hohen Strömungswiderstand auf. Different filters for the purification or treatment of water, in particular of drinking water, are known from the prior art. With a water filter, for example, turbid substances, microorganisms and undesired substances dissolved in the water can be removed or at least reduced in their concentration. Here, a distinction is made between water filters, either mechanical particles contained in the water, remove from the water, for example, by sieving techniques, or exploit the chemical-physical effects to remove contained or dissolved in water substances. The water filters which mechanically remove particles from the water include, for example, sieve filters or osmosis filters with a permeable filter membrane of predetermined pore size, e.g. Micro-ultra or nanofilters, reverse osmosis modules or filters with a granular filter bed such as e.g. Gravel, stone or sand filter. Depending on the pore size, particles with a particle size ranging from a few nm (ultrafiltration) to a few μm (microfiltration) can be separated from the water by means of filter membranes. With ultrafiltration membranes, it is possible to remove microorganisms whose diameter is typically in the range of 20 to 50 nm from the water. With reverse osmosis modules even particles with a particle size of less than 1 nm can be removed from the water. However, this requires a high filtration pressure (10 to 80 bar). Micro-ultrafiltration or nanofiltration membranes and RO filters have high flow resistance.

Im Wasser gelöste Stoffe, insbesondere organische Substanzen, können durch physikalische Adsorption an einem Absorbermaterial, wie z.B. Aktivkohle oder Zeolithe, aus dem Wasser entfernt werden. Wenn es sich bei den im Wasser gelösten Stoffen um Ionen handelt, können diese auch durch Ionenaustausch unter Verwendung eines Ionenaustauschermaterials aus dem Wasser entfernt werden. Weiterhin können elektrostatisch geladene Partikel wie z.B. Mikroorganismen, welche regelmäßig negativ geladen sind, mittels Elektroadsorption an einem elektroaktiven Material, welches in wässrigen Umgebung über ein ZETA-Potential, insbesondere ein elektropositives ZETA-Potential verfügt, aus dem Wasser entfernt werden. Substances dissolved in the water, in particular organic substances, can be obtained by physical adsorption on an absorber material, such as e.g. Activated carbon or zeolites, to be removed from the water. If the substances dissolved in the water are ions, they can also be removed from the water by ion exchange using an ion exchange material. Furthermore, electrostatically charged particles such as e.g. Microorganisms, which are regularly negatively charged, are removed from the water by means of electroadsorption on an electroactive material which has a ZETA potential, in particular an electropositive ZETA potential, in an aqueous environment.

Aus der WO 03/000407 A1 ist ein elektroaktives Filtermaterial zur Filtration von Mikroorganismen aus Wasser bekannt. Bei dem elektroaktiven Filtermaterial handelt es sich um einen elektropositiven Textilverbundstoff, der ein Gemisch von Nanoaluminiumoxid-Teilchen oder -fasern und eine Trägerstruktur, beispielsweise auf Glasfaserbasis, umfasst. Aufgrund des elektropositiven ZETA-Potentials des Textilverbundmaterials in wässriger Umgebung ist dieses Filtermaterial in der Lage, elektrostatisch negativ geladene Teilchen aus einer zu filtrierenden Flüssigkeit durch Elektroadsorption zu entfernen. Das aus der WO 03/000407 A1 bekannte elektroaktive Filtermaterial wird beispielsweise an der Oberfläche einer Filtermembran angeordnet oder als Filterbett eingesetzt und die zu filtrierende Flüssigkeit, insbesondere Wasser, wird durch die Membran bzw. das Filterbett geleitet. Dabei werden negativ geladene Partikel, insbesondere Mikroorganismen mit einer Teilchengröße von weniger als 1 µm, am Filtermaterial durch Elektroadsorption gebunden. Mit diesem bekannten Filtermaterial können insbesondere Mikroorganismen, insbesondere Viren und Bakterien, aus dem Wasser entfernt werden, um das Wasser zu sterilisieren. Das bekannte elektroaktive Filtermaterial ist jedoch nicht zur Entfernung von ungeladenen Partikeln geeignet. From the WO 03/000407 A1 is an electroactive filter material for the filtration of microorganisms from water known. The electroactive filter material is an electropositive nonwoven composite comprising a mixture of nanoaluminum oxide particles or fibers and a support structure, for example, glass fiber based. Due to the electropositive ZETA potential of the composite fabric in an aqueous environment, this filter material is able to remove electrostatically negatively charged particles from a liquid to be filtered by electroadsorption. That from the WO 03/000407 A1 known electroactive filter material is arranged for example on the surface of a filter membrane or used as a filter bed and the liquid to be filtered, in particular water, is passed through the membrane or the filter bed. In this case, negatively charged particles, in particular microorganisms having a particle size of less than 1 .mu.m, bound to the filter material by electroadsorption. In particular microorganisms, in particular viruses and bacteria, can be removed from the water with this known filter material in order to sterilize the water. However, the known electroactive filter material is not suitable for removing uncharged particles.

Seit Beginn der 1990er-Jahre sind endokrin wirksame Substanzen in Gewässern ins wissenschaftliche und öffentliche Interesse gerückt. Endokrin aktive Substanzen sind Stoffe, die auf die gewöhnliche Hormonaktivität von Mensch und Tier Einfluss nehmen und diese stören können. Wenn die Beeinflussung der endokrin aktiven Substanzen zu Beeinträchtigungen des Hormonsystems führt, werden die Substanzen auch als endokrine Disruptoren bezeichnet. Solche endokrinen Disruptoren können natürlich vorkommen oder auch synthetisch hergestellt werden. Beispiele für endokrine Disruptoren, die teilweise in Lebens- und Futtermitteln und insbesondere im Trinkwasser nachweisbar sind, umfassen Pestizide, Dioxine, PCB und Bisphenol A (BPA). Endokrine Disruptoren können auch durch Pharmazeutika, welche endokrin aktive Substanzen enthalten, wie z.B. die Anti-Baby-Pille, Analgetika, Schilddrüsenhormon-Ersatzpräparate oder Röntgenkontrastmittel über das häusliche oder klinische Abwasser in den Wasserkreislauf gelangen. Häufig wirken solche im Wasser enthaltene Substanzen bereits in geringsten Konzentrationen im µg oder ng-Bereich pro Liter als endokrine Disruptoren. Since the beginning of the 1990s, endocrine-disrupting substances in waters have attracted scientific and public interest. Endocrine-disrupting substances are substances that can influence and disturb the normal hormonal activity of humans and animals. If the influence of the endocrine active substances leads to impairments of the hormone system, the substances are also referred to as endocrine disruptors. Such endocrine disruptors may be naturally occurring or synthetically produced. Examples of endocrine disruptors that are partially detectable in food and feed, and especially in drinking water, include pesticides, dioxins, PCBs and bisphenol A (BPA). Endocrine disruptors may also be affected by pharmaceuticals containing endocrine active substances, e.g. the anti-baby pill, analgesics, thyroid hormone replacement products or X-ray contrast media enter the water cycle via domestic or clinical waste water. Frequently, such substances contained in the water already act in very low concentrations in the μg or ng range per liter as endocrine disruptors.

Zur Entfernung von endokrin aktiven Substanzen oder anderen organischen oder anorganischen Verunreinigungen im Wasser, wie z.B. Spurenstoffe und/oder Mikroschadstoffe, können Wasserfilter auf Basis von Adsorptionsmaterialien, wie z.B. Aktivkohle, eingesetzt werden. Aus der DE 10 2013 006 711 A1 ist ein Verfahren sowie eine Filtervorrichtung zur Behandlung bzw. Aufreinigung von Wasser auf Basis eines Adsorptionsfilters bekannt, der ein Adsorptionsmaterial auf Aktivkohlebasis enthält. Die aus dem Wasser zu entfernenden anorganischen oder organischen Verunreinigungen werden dabei durch physikalische Adsorption an dem Adsorptionsmaterial gebunden und dadurch aus dem Wasser entfernt. Bei der Verwendung von Adsorptionsmaterialien in Wasserfiltern besteht jedoch die Gefahr einer Keimbildung oder -Vermehrung im Adsorptionsmaterial, welche zu einer unerwünschten Verunreinigung des gefilterten Wassers führen kann. To remove endocrine-active substances or other organic or inorganic impurities in the water, such as trace substances and / or micropollutants, water filters based on adsorption materials, such as activated carbon, can be used. From the DE 10 2013 006 711 A1 For example, there is known a method and a filtering apparatus for treating water based on an adsorption filter containing an activated carbon-based adsorbent material. The inorganic or organic impurities to be removed from the water are thereby bound by physical adsorption on the adsorption material and characterized removed from the water. However, with the use of adsorbent materials in water filters, there is a risk of nucleation or proliferation in the adsorbent material, which can result in undesirable contamination of the filtered water.

Eine Verkeimung des Adsorptionsmaterials ist vor allem in Adsorptionsfiltern auf Aktivkohle-Basis zu beobachten. Dort können die im Trinkwasser suspendierten Mikroorganismen, wie Bakterien, Viren und gelegentlich auch niedere Pilze, das Adsorptionsmaterial besiedeln. So können bspw. bereits nach relativ kurzer Betriebsdauer Mikrokolonien und ganze Biofilme das Aktivkohlegranulat in einem Festbettfilter überziehen. Je nach Nährstoffgehalt des Rohwassers können sich Biofilme unterschiedlicher Ausprägung ausbilden. Der Grund für die rasche Ausbreitung von Mikroorganismen in solchen Adsorptionsfiltern ist die gute Wegsamkeit der mit relativ großen Zwischenräumen versehenen Aktivkohleschüttungen. Die in einem solchen Biofilm eingebetteten Mikroorganismen sind überdies auch in der Lage, bereits in der Aktivkohle aus dem zu filtrierenden Wasser adsorbierte Verbindungen als Nährstoffquelle zu nutzen. Wurden solche Substanzen nach längerem Betrieb des Filters am Adsorptionsmaterial akkumuliert, kann dies die Entwicklung von Biofilm noch zusätzlich fördern. Wird die Aktivkohle in einem Aktivkohlefilter nicht ständig von Rohwasser durchströmt, besteht ein besonders großes Verkeimungsrisiko, denn es bildet sich dann auf der Oberfläche der Aktivkohle ein feuchtes Milieu aus, das ideale Bedingungen für die Vermehrung von Keimen bietet. Aus diesen Gründen sind Adsorptionsfilter auf Aktivkohlebasis zwar sehr geeignet für die Entfernung von Spurenstoffen, Mikroschadstoffen und endokrinen Disruptoren aus Wasser, bergen jedoch ein hohes Verkeimungsrisiko. Microbial contamination of the adsorption material can be observed, above all, in activated carbon-based adsorption filters. There, the microorganisms suspended in the drinking water, such as bacteria, viruses and occasionally also lower fungi, can colonize the adsorption material. For example, even after a relatively short period of operation, microcolonies and entire biofilms can coat the activated charcoal granulate in a fixed-bed filter. Depending on the nutrient content of the raw water biofilms of different characteristics can be formed. The reason for the rapid spread of microorganisms in such adsorption filters is the good pathway of the relatively large interspaces activated carbon beds. Moreover, the microorganisms embedded in such a biofilm are also able to use compounds already adsorbed in the activated carbon from the water to be filtered as a nutrient source. If such substances have accumulated on the adsorption material after prolonged operation of the filter, this can additionally promote the development of biofilm. If the activated carbon in an activated carbon filter is not constantly flowed through by raw water, there is a particularly high risk of contamination, because it then forms on the surface of the activated carbon a moist environment, which offers ideal conditions for the propagation of germs. For these reasons, adsorption filters based on activated charcoal are very suitable for the removal of micropollutants, micropollutants and endocrine disruptors from water, but carry a high risk of contamination.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Filter zur Reinigung von Wasser aufzuzeigen, mit denen sowohl eine Desinfizierung bzw. Sterilisierung des Wassers als auch die zuverlässige Entfernung von anorganischen oder organischen Verunreinigungen, wie z.B. Spurenstoffe und endokrine Disruptoren ermöglicht wird. On this basis, the object of the invention is to provide filters for purifying water, with which both a disinfection or sterilization of the water and the reliable removal of inorganic or organic impurities, such as e.g. Trace substances and endocrine disruptors is made possible.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Filter zur Reinigung von Wasser mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Filters sind den abhängigen Ansprüche zu entnehmen. This object is achieved with a filter for purifying water with the features of claim 1. Preferred embodiments of the filter according to the invention can be found in the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Filter umfasst eine erste Filterlage und eine zweite Filterlage, wobei die erste und die zweite Filterlage jeweils aus einem elektroaktiven Filtermaterial mit einem in wässriger Umgebung elektrokinetischen Potenzial (ZETA-Potential) gebildet sind, an dem sich im Wasser enthaltene Mikroorganismen, insbesondere Viren und Keime, durch Elektroadsorption anlagern. Der erfindungsgemäße Filter umfasst weiterhin eine Dritte Filterlage, welche zwischen der erste und der zweiten Filterlage angeordnet ist und ein Adsorbens enthält, an dessen Oberfläche sich im Wasser befindliche Partikel oder gelöste Stoffe durch physikalische Adsorption anlagern. Der erfindungsgemäße Filter wird von dem zu filtrierenden Wasser so durchströmt, dass das Wasser zunächst die erste Filterlage, danach die dritte Filterlage und schließlich die zweite Filterlage durchströmt. Dabei werden in der ersten und der zweiten Filterlage im Wasser enthaltene Mikroorganismen durch Elektroadsorption an dem elektroaktiven Filtermaterial der ersten bzw. zweiten Filterlage gebunden und dadurch aus dem Wasser entfernt. Beim Durchströmen der zwischen der ersten und der zweiten Filterlage angeordneten dritten Filterlage werden im Wasser befindliche unpolare Partikel oder gelöste Stoffe, darunter auch gelöste polare Stoffe, durch physikalische Adsorption an dem Adsorbens der dritten Filterlage gebunden und auf diese Weise aus dem Wasser entfernt. Die physikalische Adsorption erfolgt dabei durch Anreicherung der polaren oder unpolaren Stoffe an der Oberfläche, insbesondere der inneren Oberfläche des Adsorbens. Der erfindungsgemäße Filter ist damit in der Lage, sowohl geladene Partikel, insbesondere negativgeladene Mikroorganismen, als auch ungeladene Partikel und unpolare gelöste Stoffe, insbesondere anorganische oder organische Verunreinigungen wie Spurenstoffe und endokrinaktive Substanzen aus dem Wasser zu entfernen. Dabei wird verhindert, dass das zu filtrierende Wasser durch Verkeimung des Adsorbens der dritten Filterlage mikrobiologisch verunreinigt werden kann. Um dies zu gewährleisten, ist die dritte Filterlage, welche das Adsorbens enthält, zwischen der ersten und der zweiten Filterlage angeordnet, welche jeweils ein elektroaktives Filtermaterial enthalten, an dem sich im Wasser enthaltene Mikroorganismen, insbesondere Viren und Keime, durch Elektroadsorption anlagern. Die dritte Filterlage mit dem Adsorbens ist durch diese Anordnung beidseitig, d.h., stromaufwärts und stromabwärts des Filtrierstroms, von dem elektroaktiven Filtermaterial der ersten bzw. der zweiten Filterlage umgeben, weshalb Mikroorganismen, die im Adsorbens der dritten Filterlage durch natürliche Vermehrung entstehen können, nicht aus dem erfindungsgemäßen Filter gelangen und somit das filtrierte Wasser nicht verunreinigen können. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass Adsorptionsmaterial aus der zweiten Filterlage aus dem Filter austreten kann, denn etwaige geladene Partikel des Adsorbens, welche von dem Wasserstrom mitgeführt werden, können in der stromabwärtig angeordneten zweiten Filterlage durch Elektroadsorption gebunden werden. Strömungsumkehr erwähnen. The filter according to the invention comprises a first filter layer and a second filter layer, wherein the first and the second filter layer are each formed from an electroactive filter material having an electrokinetic potential (ZETA potential) in an aqueous environment, on which microorganisms contained in the water, in particular viruses and Germs, adsorb by electroadsorption. The filter according to the invention further comprises a third filter layer, which is arranged between the first and the second filter layer and contains an adsorbent, on the surface of which particles or solutes present in the water are adsorbed by physical adsorption. The filter according to the invention is flowed through by the water to be filtered so that the water first flows through the first filter layer, then the third filter layer and finally the second filter layer. In this case, microorganisms contained in the water in the first and the second filter layer are bound by electroadsorption to the electroactive filter material of the first or second filter layer and thereby removed from the water. When flowing through the third filter layer arranged between the first and the second filter layer, nonpolar particles or dissolved substances present in the water, including dissolved polar substances, are bound by physical adsorption to the adsorbent of the third filter layer and thus removed from the water. The physical adsorption takes place by enrichment of the polar or non-polar substances on the surface, in particular the inner surface of the adsorbent. The filter according to the invention is thus able to remove both charged particles, in particular negatively charged microorganisms, as well as uncharged particles and non-polar dissolved substances, in particular inorganic or organic impurities such as trace substances and endocrine active substances from the water. This prevents that the water to be filtered can be microbiologically contaminated by bacterial contamination of the adsorbent of the third filter layer. To ensure this, the third filter layer, which contains the adsorbent, disposed between the first and the second filter layer, each containing an electroactive filter material to which microorganisms contained in the water, in particular viruses and germs, accumulate by electroadsorption. The third filter layer with the adsorbent is by this arrangement on both sides, ie, upstream and downstream of the Filtrierstroms, surrounded by the electroactive filter material of the first and the second filter layer, which is why microorganisms that can arise in the adsorbent of the third filter layer by natural multiplication, not from reach the filter of the invention and thus can not contaminate the filtered water. At the same time it is ensured that adsorption material from the second filter layer can escape from the filter, because any charged particles of the adsorbent, which are carried by the water stream can be bound in the downstream arranged second filter layer by electroadsorption. Mention flow reversal.

Zur Gewährleistung einer effizienten Elektroadsorption von im Wasser enthaltenen Mikroorganismen an dem elektroaktiven Filtermaterial der ersten und der zweiten Filterlage weißt das elektroaktive Filtermaterial in wässrigen Umgebung und bevorzugt im pH-Bereich von 3 bis 9, insbesondere von 5 bis 8, ein elektropositives Potential (ZETA-Potential) auf. To ensure efficient electroadsorption of microorganisms contained in the water on the electroactive filter material of the First and second filter layer know the electroactive filter material in aqueous environment, and preferably in the pH range of 3 to 9, in particular from 5 to 8, an electropositive potential (ZETA potential).

Bei dem Adsorbens der dritten Filterlage kann es sich beispielsweise um Aktivkohle, Kieselgel oder um ein Zeolith oder auch um eine Kombination dieser Materialien handeln. Das Adsorbens kann dabei zweckmäßig blockförmig oder als Aufschüttung eines Adsorbensgranulats vorliegen. The adsorbent of the third filter layer can be, for example, activated carbon, silica gel or a zeolite or else a combination of these materials. The adsorbent may expediently be in the form of a block or as a bed of adsorbent granules.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Filter zumindest im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei die erste Filterlage radial außen und die zweite Filterlage radial innenliegend angeordnet sind und das zu filtrierende Wasser den Filter radial von außen nach innen durchströmt. Die Filteranordnung bestehend aus der ersten, der zweiten und der dritten Filterlage kann dabei zweckmäßig als zylindrische Kartusche ausgebildet sein, welche die jeweils als Hohlzylinder ausgebildeten und koaxial zueinander angeordneten Filterlagen umfasst und in einem Gehäuse angeordnet ist.. Das Gehäuse verfügt dabei zweckmäßig über einen Rohrwasserzulauf und einen Ausgang zur Ableitung des gereinigten Wassers sowie einen im Inneren des Gehäuses angeordneten und mit dem Ausgang verbundenen Sammelkanal, in dem das filtrierte Wasser gesammelt und zum Ausgang geleitet wird. Der Sammelkanal ist dabei zweckmäßig radial innenliegend angeordnet und verläuft in Axialrichtung der Kartusche. Das Rohwasser kann dabei stirnseitig in das Gehäuse einströmen. Hierfür ist an dem Gehäuse stirnseitig ein Anschlussstutzen angeordnet, der den Rohrwasserzulauf enthält. Zwischen der Innenseite des Gehäuses und der radial außenliegenden ersten Filterlage ist zweckmäßig ein mit dem Rohrwasserzulauf in Verbindung stehender Ringkanal zur Verteilung des Rohrwassers in dem Gehäuse angeordnet. Das stirnseitig durch den Rohrwasserzulauf in das Gehäuse einströmende Rohrwasser verteilt sich dabei gleichmäßig in dem Ringkanal, um von dort in radialer Richtung zunächst durch die radial außenliegende erste Filterlage, danach durch die dritten Filterlage und schließlich durch die radial innenliegende zweite Filterlage in den Sammelkanal zu strömen. In a preferred embodiment, the filter according to the invention is at least substantially cylindrical, wherein the first filter layer radially outward and the second filter layer are arranged radially inwardly and the water to be filtered flows through the filter radially from outside to inside. The filter assembly consisting of the first, the second and the third filter layer may be suitably formed as a cylindrical cartridge, which comprises each formed as a hollow cylinder and coaxially arranged filter layers and is arranged in a housing. The housing has expediently a pipe water inlet and an outlet for discharging the purified water, and a collecting channel arranged inside the housing and connected to the outlet, in which the filtered water is collected and sent to the outlet. The collecting channel is expediently arranged radially inwardly and extends in the axial direction of the cartridge. The raw water can flow into the front of the housing. For this purpose, a connection piece is arranged on the front side of the housing, which contains the pipe water inlet. Between the inside of the housing and the radially outer first filter layer expediently arranged with the pipe water inlet in connection ring channel for distributing the pipe water in the housing is arranged. The front side flowing through the pipe water inlet into the housing pipe water is distributed evenly in the annular channel to flow from there in the radial direction, first through the radially outer first filter layer, then through the third filter layer and finally through the radially inner second filter layer into the collection channel ,

Sowohl die erste Filterlage als auch die zweite Filterlage können dabei zweckmäßig aus einem elektroaktiven Filtermaterial mit einem flächigen Trägermaterial gebildet und als Wickelfilter oder als Pliseefilter ausgeformt sein. Dies stellt eine große effektive Filterfläche der ersten und der zweiten Filterlage sowie einen einfachen Aufbau sicher. Das zwischen der ersten Filterlage und der zweiten Filterlage angeordnete Adsorbens der dritten Filterlage kann bspw. als Sinterkörper ausgebildet sein und kann damit zur Regenerierung aus dem Filter entnommen werden. Auch die erste und die zweite Filterlage können aufgrund ihrer Ausbildung als Wickel- oder Pliseefilter bequem aus dem Gehäuse zur Regenerierung bzw. zum Austausch des elektroaktiven Filtermaterials entfernt werden. In this case, both the first filter layer and the second filter layer may expediently be formed from an electroactive filter material with a flat carrier material and shaped as a wound filter or as a pleated filter. This ensures a large effective filter area of the first and second filter layers as well as a simple construction. The adsorbent of the third filter layer arranged between the first filter layer and the second filter layer can be formed, for example, as a sintered body and can thus be removed from the filter for regeneration. Also, the first and the second filter layer can be conveniently removed from the housing for regeneration or replacement of the electroactive filter material due to their training as a winding or Pliseefilter.

Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Die Zeichnungen zeigen: These and other advantages and features of the invention will become apparent from the embodiment described in more detail below with reference to the accompanying drawings. The drawings show:

1: Schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Filters zur Reinigung von Wasser; 1 : Schematic representation of a filter according to the invention for the purification of water;

2: Perspektivische Explosionsdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters; 2 : Exploded perspective view of a preferred embodiment of a filter according to the invention;

3: Perspektivische Explosionsdarstellung der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters von 2 mit einem im Halbschnitt gezeigten Gehäuse; 3 : Exploded perspective view of the embodiment of a filter according to the invention of 2 with a housing shown in half section;

4: Schnittdarstellung der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters von 3 mit einer Detailansicht eines am Gehäuse angeordneten Anschlussstutzens. 4 : Sectional view of the embodiment of a filter according to the invention of 3 with a detailed view of a housing arranged on the connecting piece.

In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Filter zur Reinigung von Wasser in einer Schnittdarstellung gezeigt. Der erfindungsgemäße Filter umfasst eine erste Filterlage 1 und eine zweite Filterlage 2. Diese sind jeweils aus einem elektroaktiven Filtermaterial mit einem in wässrigen Umgebung elektrokinetischen Potential (ZETA-Potential) gebildet. Aufgrund des elektrokinetischen Potentials des elektroaktiven Filtermaterials der ersten Filterlage 1 und der zweiten Filterlage 2 können sich im Wasser enthaltene Mikroorganismen, beispielsweise Viren und Keime, die regelmäßig elektrisch geladen sind, aufgrund Elektroadsorption am Filtermaterial anlagern. Im Wasser enthaltene Mikroorganismen sind in der Regel negativ geladen. Daher eignet sich für die Ausbildung des Filtermaterials der ersten Filterlage 1 und der zweiten Filterlage 2 besonders zweckmäßig ein elektropositives Filtermaterial, welches in wässriger Umgebung und insbesondere im typischen pH-Bereich von Trinkwasser zwischen 6,5 bis 9, ein positives elektrokinetisches ZETA-Potential aufweist. In 1 schematically a filter according to the invention for the purification of water is shown in a sectional view. The filter according to the invention comprises a first filter layer 1 and a second filter layer 2 , These are each formed from an electroactive filter material with an electrokinetic potential (ZETA potential) in an aqueous environment. Due to the electrokinetic potential of the electroactive filter material of the first filter layer 1 and the second filter layer 2 For example, microorganisms contained in the water, for example viruses and germs which are regularly electrically charged, can accumulate on the filter material due to electroadsorption. Microorganisms contained in the water are usually negatively charged. Therefore, the first filter layer is suitable for the formation of the filter material 1 and the second filter layer 2 particularly suitably an electropositive filter material, which in aqueous environment and in particular in the typical pH range of drinking water between 6.5 to 9, has a positive electrokinetic ZETA potential.

Derartige elektroaktive Materialien können beispielsweise durch Textil-Verbundstoffe gebildet sein, welche Metalloxide, insbesondere Aluminiumoxid und/oder Aluminiumhydroxide und/oder Böhmit und/oder Zirkonoxid und/oder Zirkoniumhydroxid enthalten. Das elektroaktive Filtermaterial kann auch ein Silikat, beispielsweise Aluminium- oder Kalzium-Silikat enthalten. Elektroaktive Filtermaterialien, die Silikate wie beispielsweise Aluminium- oder Kalziumsilikate enthalten, sind elektronegativ geladen und können daher auch positiv geladene Partikel aus dem Wasser durch Elektroadsorption am Filtermaterial entfernen. Such electroactive materials may be formed, for example, by textile composites containing metal oxides, in particular aluminum oxide and / or aluminum hydroxides and / or boehmite and / or zirconium oxide and / or zirconium hydroxide. The electroactive filter material may also contain a silicate, for example aluminum or calcium silicate. Electroactive filter materials, the silicates such as aluminum or Contain calcium silicates are loaded electronegatively and therefore can also remove positively charged particles from the water by electroadsorption on the filter material.

Besonders zweckmäßig ist die Ausbildung des Filtermaterials der ersten und der zweiten Filterlage durch ein Gemisch von Mikro- oder Nanoteilchen oder Fasern eines Metalloxids mit einem Trägermaterial gebildet, beispielsweise aus Polymer-, Karbon- oder Glasfasern. Das elektroaktive Filtermaterial der ersten und der zweiten Filterlage kann auch ein keramisches Trägermaterial umfassen, welche mit einer Beschichtung versehen ist, die ein Metalloxid und/oder ein Metallhydroxid und/oder Böhmit oder Zirkonoxid bzw. Zirkoniumhydroxid enthält. Particularly useful is the formation of the filter material of the first and the second filter layer formed by a mixture of micro or nanoparticles or fibers of a metal oxide with a carrier material, for example of polymer, carbon or glass fibers. The electroactive filter material of the first and second filter layers may also comprise a ceramic carrier material provided with a coating containing a metal oxide and / or a metal hydroxide and / or boehmite or zirconium oxide or zirconium hydroxide.

In dem erfindungsgemäßen Filter ist zwischen der ersten Filterlage 1 und der zweiten Filterlage 2 eine dritte Filterlage 3 angeordnet. Die dritte Filterlage 3 enthält wenigstens ein Adsorbens, an dessen (innerer) Oberfläche sich im Wasser befindliche Partikel oder gelöste Stoffe durch physikalische Adsorption anlagern können. Bevorzugt handelt es sich bei dem Adsorbens der dritten Filterlage 3 um Aktivkohle oder um ein Zeolith. In the filter according to the invention is between the first filter layer 1 and the second filter layer 2 a third filter layer 3 arranged. The third filter layer 3 contains at least one adsorbent on whose (inner) surface particles or solutes present in the water can accumulate by physical adsorption. Preferably, the adsorbent of the third filter layer 3 activated charcoal or a zeolite.

Der in 1 schematisch dargestellte Filter wird von dem zu filtrierenden Wasser in einer Filtrationsrichtung S durchströmt, wobei das zu filternde Wasser zunächst die erste Filterlage 1, danach die dritte Filterlage 3 und anschließend die zweite Filterlage 2 durchströmt. Beim Durchströmen des zu filtrierenden Wassers durch die erste Filterlage 1 werden in dem Wasser enthaltene Mikroorganismen aufgrund ihrer elektrischen Ladung durch Elektroadsorption an dem elektroaktiven Filtermaterial der ersten Filterlage 1 angelagert und dadurch aus dem Wasser entfernt. Das dadurch von Mikroorganismen bereits weitgehend befreite Wasser strömt danach durch die dritte Filterlage 3. Dort werden im Wasser befindliche Partikel oder gelöste Stoffe, wie z.B. organisch oder anorganisch basierte Verunreinigungen, Spurenstoffe oder Mikroschadstoffe, durch physikalische Adsorption an dem Adsorbens der dritten Filterlage 3 angelagert und dadurch aus dem Wasser entfernt. The in 1 schematically shown filter is traversed by the water to be filtered in a filtration direction S, wherein the water to be filtered first, the first filter layer 1 , then the third filter layer 3 and then the second filter layer 2 flows through. When flowing through the water to be filtered through the first filter layer 1 become microorganisms contained in the water due to their electric charge by electroadsorption on the electroactive filter material of the first filter layer 1 attached and thereby removed from the water. The thus already largely freed from microorganisms water then flows through the third filter layer 3 , There, particles or solutes present in the water, such as, for example, organically or inorganically based impurities, micropollutants or micropollutants, are adsorbed by adsorption on the third filter layer 3 attached and thereby removed from the water.

Danach strömt das Wasser durch die zweite Filterlage 2. Dort werden einerseits noch im Wasser enthaltene Mikroorganismen durch Elektroadsorption am elektroaktiven Filtermaterial der zweiten Filterlage 2 angelagert und so aus dem Wasser entfernt. Andererseits werden auch geladene Partikel des Adsorbens der dritten Filterlage 3, die beim Durchströmen des Wassers durch die dritte Filterlage 3 vom Wasserstrom mitgerissen worden sind, in der zweiten Filterlage 2 durch Elektroadsorption am elektroaktiven Filtermaterial gebunden und dadurch aus dem Wasser entfernt. Thereafter, the water flows through the second filter layer 2 , There are on the one hand still contained in the water microorganisms by electroadsorption on the electroactive filter material of the second filter layer 2 attached and removed from the water. On the other hand, charged particles of the adsorbent of the third filter layer 3 , which flows through the water through the third filter layer 3 entrained by the water flow, in the second filter layer 2 bound by electroadsorption on the electroactive filter material and thereby removed from the water.

Die zweite Filterlage 2 stellt sicher, dass Mikroorganismen, wie Viren und Keime, die sich durch natürliche Vermehrung in dem Adsorbens der dritten Filterlage 3 gebildet haben, nicht aus dem Filter gelangen können. Dadurch wird vermieden, dass das zu filternde Wasser in der dritten Filterlage 3 durch dort entstandene Mikroorganismen wieder verunreinigt wird, wenn das Wasser die dritte Filterlage 3 durchströmt. The second filter layer 2 Ensures that microorganisms, such as viruses and germs, are characterized by natural propagation in the adsorbent of the third filter layer 3 have formed, can not get out of the filter. This avoids that the water to be filtered in the third filter layer 3 is contaminated by microorganisms formed there again when the water is the third filter layer 3 flows through.

Die in 1 gezeigte Filteranordnung bestehend aus der ersten Filterlage 1, der dritten Filterlage 3 und der zweiten Filterlage 2, kann in Filtrationsrichtung selbstverständlich wiederholt oder durch weitere Filterlagen mit einem elektroaktiven Filtermaterial oder einem weiteren Adsorbens ergänzt werden. In the 1 shown filter assembly consisting of the first filter layer 1 , the third filter layer 3 and the second filter layer 2 , Of course, can be repeated in the filtration direction or supplemented by further filter layers with an electroactive filter material or another adsorbent.

Besonders zweckmäßig ist die dritte Filterlage 3 als Filterblock eines porösen Adsorbens, beispielsweise eines Aktivkohle- oder eines Zeolith-Blocks gebildet. Zweckmäßig handelt es sich bei dem Filterblock der dritten Filterlage 3 um einen Sinterkörper. Alternativ dazu kann die dritte Filterlage 3 auch eine Aufschüttung eines granulatförmigen Adsorbens enthalten, beispielsweise in der Form von Aktivkohle- oder Zeolith-Granulat. Das Adsorbens-Granulat der dritten Filterlage 3 wird dabei durch die erste und die zweite Filterlage 1, 2 gekapselt. Die Filterlagen 1, 2, 3 können dabei zweckmäßig in einem Gehäuse angeordnet sein. Particularly useful is the third filter layer 3 formed as a filter block of a porous adsorbent, such as an activated carbon or a zeolite block. Suitably, the filter block is the third filter layer 3 around a sintered body. Alternatively, the third filter layer 3 also contain a bed of a granular adsorbent, for example in the form of activated carbon or zeolite granules. The adsorbent granules of the third filter layer 3 is thereby through the first and the second filter layer 1 . 2 capsuled. The filter layers 1 . 2 . 3 can be conveniently arranged in a housing.

Die erste Filterlage 1 und die zweite Filterlage 2 sind besonders bevorzugt in Form eines Wickel- oder eines Plisseefilters ausgebildet. Solche Wickel- oder Plisseefilter können durch Wicklung oder plisseeförmige Faltung eines flachen Filtermaterials hergestellt werden. Hierfür eignen sich besonders elektroaktive Textil-Verbundstoffe oder flache Trägermaterialien, die, wie oben beschrieben, mit einem elektroaktiven Metalloxid beschichtet sind oder ein Metalloxid beispielsweise in Form von Mikro- oder Nanoteilchen oder Metalloxid-Fasern enthalten. The first filter layer 1 and the second filter layer 2 are particularly preferably formed in the form of a winding or a pleated filter. Such winding or pleated filters can be produced by winding or pleated folding of a flat filter material. Particularly suitable for this purpose are electroactive textile composites or flat support materials which, as described above, are coated with an electroactive metal oxide or contain a metal oxide, for example in the form of microparticles or nanoparticles or metal oxide fibers.

In den 2 bis 4 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters mit den in 1 gezeigten Filterlagen 1 bis 3 gezeigt. Die Filteranordnung bestehend aus den Filterlagen 1 bis 3 ist bei dieser Ausführungsform als zylindrische Kartusche 10 ausgebildet und enthält die jeweils als Hohlzylinder ausgebildeten Filterlagen 1–3. Der Hohlzylinder der ersten Filterlage 1 weist dabei einen Innendurchmesser auf, der etwas größer als der Außendurchmesser des Hohlzylinders der dritten Filterlage 3 ist und der Innendurchmesser des Hohlzylinders der dritten Filterlage 3 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser des Hohlzylinders der zweiten Filterlage 2. Die Hohlzylinder der ersten, der dritten und der zweiten Filterlage sind konzentrisch zueinander angeordnet, wie in 2 gezeigt. Die Kartusche 10 ist in einem zylindrischen Gehäuse 4 mit einem Zylindermantel 4a und einem geschlossenen Boden 4b angeordnet. Zweckmäßig ist die Kartusche 10 aus dem Gehäuse 4 herausnehmbar, um die Filteranordnung mit den Filterlagen 1 bis 3 auswechseln zu können. Zum Verschließen des Gehäuses 4 ist ein abnehmbarer Deckel 4c vorgesehen (3 und 4). In the 2 to 4 is a preferred embodiment of a filter according to the invention with the in 1 shown filter layers 1 to 3 shown. The filter assembly consisting of the filter layers 1 to 3 is in this embodiment as a cylindrical cartridge 10 designed and contains each formed as a hollow cylinder filter layers 1 - 3 , The hollow cylinder of the first filter layer 1 has an inner diameter which is slightly larger than the outer diameter of the hollow cylinder of the third filter layer 3 is and the inner diameter of the hollow cylinder of the third filter layer 3 is slightly larger than the outer diameter of the hollow cylinder of the second filter layer 2 , The hollow cylinders of the first, the third and the second filter layer are arranged concentrically to each other, as in 2 shown. The cartouche 10 is in a cylindrical housing 4 With a cylinder jacket 4a and a closed floor 4b arranged. The cartridge is expedient 10 out of the case 4 removable to the filter assembly with the filter layers 1 to 3 to be able to change. For closing the housing 4 is a removable lid 4c intended ( 3 and 4 ).

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der 2 bis 4 sind die erste Filterlage 1 und die zweite Filterlage 2 jeweils als hohlzylindrische Plisee-Filter aus einem flachen, elektroaktiven Filtermaterial gebildet, das plisseeförmig gefaltet ist. Das flache Filtermaterial der ersten und der zweiten Filterlage 2 ist dabei jeweils pliseeförmig entlang von Falzen gefaltet, die längs der Achse des Hohlzylinders der Filterlagen 1 und 2 verlaufen. Die Außenkanten des flachen Filtermaterials sind zur Bildung eines Hohlzylinders entlang einer axial verlaufenden Verbindungslinie zusammengefügt, beispielsweise durch Verkleben der Außenkanten des flachen Filtermaterials. In the embodiment shown the 2 to 4 are the first filter layer 1 and the second filter layer 2 each formed as a hollow cylindrical Plisee filter from a flat, electroactive filter material, which is pleated folded pleated. The flat filter material of the first and second filter layers 2 is in each case folded pleated along folds along the axis of the hollow cylinder of the filter layers 1 and 2 run. The outer edges of the flat filtering material are joined to form a hollow cylinder along an axially extending connecting line, for example by gluing the outer edges of the flat filtering material.

Die erste und die zweite Filterlage 1, 2 können bei diesem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Filters auch durch hohlzylindrisch aufgewickelte Wickelfilter aus einem flachen elektroaktiven Filtermaterial gebildet sein. Zwischen den Hohlzylindern der ersten Filterlage 1 und der zweiten Filterlage 2, ist die dritte Filterlage 3 angeordnet. Diese ist als hohlzylindrischer Block aus einem Adsorbens gebildet, bevorzugt aus Aktivkohle. The first and the second filter layer 1 . 2 In this exemplary embodiment of a filter according to the invention, it is also possible to form a hollow electrostatic wound filter from a flat electroactive filter material. Between the hollow cylinders of the first filter layer 1 and the second filter layer 2 , is the third filter layer 3 arranged. This is formed as a hollow cylindrical block of an adsorbent, preferably activated carbon.

Die Filteranordnung mit den Filterlagen 1 bis 3 in Form konzentrisch ineinander angeordneter Hohlzylinder umgibt einen im Zentrum der Anordnung axial verlaufenden Sammelkanal 7. Der Durchmesser des im Wesentlichen rohrförmigen und in Axialrichtung der Kartusche 10 verlaufenden Sammelkanals 7 entspricht dabei dem Innendurchmesser des Hohlzylinders der radial innen liegenden zweiten Filterlage 2. The filter assembly with the filter layers 1 to 3 in the form concentrically nested hollow cylinder surrounds a centrally located in the center of the arrangement collecting duct 7 , The diameter of the substantially tubular and in the axial direction of the cartridge 10 running collecting channel 7 corresponds to the inner diameter of the hollow cylinder of the radially inner second filter layer 2 ,

Wie in 2 gezeigt, ist an der stirnseitigen Oberseite der Kartusche 10 mit den drei Filterlagen 1 bis 3 eine scheibenförmige Kappe 11 vorgesehen. Diese Kappe 11 umfasst einen am Außenumfang der Kappe 11 umlaufenden Kragen 11b, der den Außenumfang der radial außen liegenden ersten Filterlage 1 im oberen Bereich umgreift. Im Zentrum der scheibenförmigen Kappe 11 ist ein hohlzylindrischer Auslassstutzen 11a angeformt, der mit einer Auslassöffnung in der Kappe 11 verbunden ist. Der Auslassstutzen 11a ist über diese Auslassöffnung mit dem Sammelkanal 7 verbunden. An der Unterseite der Kartusche 10 ist ein scheibenförmiger Boden 12 mit einem am Außenumfang umlaufenden Kragen 12a angeordnet. As in 2 is shown at the front-side top of the cartridge 10 with the three filter layers 1 to 3 a disc-shaped cap 11 intended. This cap 11 includes one on the outer circumference of the cap 11 circumferential collar 11b of the outer circumference of the radially outer first filter layer 1 in the upper area surrounds. In the center of the disc-shaped cap 11 is a hollow cylindrical outlet 11a molded, with an outlet opening in the cap 11 connected is. The outlet nozzle 11a is via this outlet opening with the collecting duct 7 connected. At the bottom of the cartridge 10 is a disc-shaped bottom 12 with a circumferential collar on the outer circumference 12a arranged.

Aus den 3 und 4 ist ersichtlich, wie die Kartusche 10 bestehend aus den Filterlagen 1, 2 und 3, dem Boden 12 und der an der stirnseitigen Oberseite aufgesetzten Kappe 11 in dem Gehäuse 4 angeordnet ist. Die Kartusche 10 ist dabei mit ihrem Boden 12 auf dem Gehäuseboden 4b aufgesetzt, wobei zweckmäßig an der Innenseite des Gehäusebodens 4b ein ringförmiger Abstandshalter 4b` vorgesehen ist, auf dem die Unterseite des Bodens 12 der Filteranordnung aufliegt. From the 3 and 4 is evident as the cartridge 10 consisting of the filter layers 1 . 2 and 3 , the floor 12 and the attached on the front-side top cap 11 in the case 4 is arranged. The cartouche 10 is with her bottom 12 on the case back 4b fitted, expediently on the inside of the housing bottom 4b an annular spacer 4b` is provided, on which the bottom of the soil 12 the filter assembly rests.

Zwischen dem Außenumfang der radial äußeren ersten Filterlage 1 und dem Innenumfang des Zylindermantels 4a des Gehäuses 4 ist ein Ringkanal 8 ausgebildet. An der Oberseite des Gehäuses 4 ist der Gehäusedeckel 4c auf den Zylindermantel 4a aufgesetzt. Der Gehäusedeckel 4c ist im Wesentlichen scheibenförmig mit einem am Außenumfang umlaufenden und den Außenumfang des Zylindermantels 4a umgreifenden Flansch ausgebildet. Im Zentrum des scheibenförmigen Deckels 4c ist eine Öffnung 13 vorgesehen. Der Gehäusedeckel 4c verfügt über einen im Zentrum angeformten Anschlussstutzen 9. Dieser Anschlussstutzen 9, der im Einsatz der 4 im Detail gezeigt ist, ist im Wesentlichen hohlzylindrisch ausgebildet und weist einen Ausgang 6 sowie einen konzentrisch dazu angeordneten Rohwasserzulauf 5 auf. Der Rohwasserzulauf 5 ist durch einen koaxial zum Ausgang 6 angeordneten Ringkanal gebildet und verfügt über Anschlussöffnungen 5’, die mit einer Rohrwasserleitung verbunden werden können. In den axial verlaufenden Ausgang 6 des Anschlussstutzens 9 greift der Auslassstutzen 11a des Deckels 11 ein, wie aus 4 ersichtlich. Zwischen der Unterseite des Gehäusedeckels 4c und der Oberseite der Kappe 11 ist ein Zwischenraum 8’ vorgesehen, der mit dem Ringkanal 8 in Verbindung steht. Between the outer circumference of the radially outer first filter layer 1 and the inner circumference of the cylinder jacket 4a of the housing 4 is a ring channel 8th educated. At the top of the case 4 is the housing cover 4c on the cylinder jacket 4a placed. The housing cover 4c is substantially disc-shaped with a circumferential on the outer circumference and the outer circumference of the cylinder jacket 4a formed encompassing flange. In the center of the disk-shaped lid 4c is an opening 13 intended. The housing cover 4c has a connecting piece formed in the center 9 , This connection piece 9 who in the use of the 4 is shown in detail, is substantially hollow cylindrical and has an output 6 and a raw water inlet arranged concentrically therewith 5 on. The raw water intake 5 is through a coaxial to the exit 6 arranged annular channel formed and has connection openings 5 ' which can be connected to a pipe water pipe. In the axial output 6 of the connecting piece 9 engages the outlet 11a of the lid 11 like, out 4 seen. Between the bottom of the housing cover 4c and the top of the cap 11 is a gap 8th' provided with the annular channel 8th communicates.

Zur Filtration von Rohwasser mit der in den 3 und 4 gezeigten Filteranordnung wird eine Rohwasserleitung an den Rohwasserzulauf 5 angeschlossen. Das zu filtrierende Rohwasser strömt durch den Rohrwasserzulauf 5 zunächst in den Zwischenraum 8’ und verteilt sich von dort in den Ringkanal 8. Hiervon ausgehend strömt das zu filtrierende Rohwasser in radialer Richtung von außen nach innen durch die Kartusche 10,, wobei zuerst die radial außen liegende erste Filterlage 1, danach die dritte Filterlage 3 und schließlich die radial innen liegende zweite Filterlage 2 durchströmt wird. Das Wasser, das die Filterlagen 1, 3 und 2 durchströmt hat, sammelt sich in dem zentralen Sammelkanal 7 und kann von dort durch den Ausgang 6 den Filter verlassen. For filtration of raw water with in the 3 and 4 shown filter assembly is a raw water pipe to the raw water inlet 5 connected. The raw water to be filtered flows through the pipe water inlet 5 first in the gap 8 'and distributed from there into the annular channel 8th , On this basis, the raw water to be filtered flows in the radial direction from outside to inside through the cartridge 10 ,, where first the radially outer first filter layer 1 , then the third filter layer 3 and finally the radially inner second filter layer 2 is flowed through. The water, the filter layers 1 . 3 and 2 has flowed through, collects in the central collection channel 7 and from there through the exit 6 leave the filter.

In der beschriebenen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters kann die Strömungsrichtung des zu filtrierenden Wassers auch umgekehrt werden, so dass das Rohwasser durch den zentralen Kanal 7 eingeleitet wird und zuerst die radial innere zweite Filterlage 2, danach die dritte Filterlage 3 und schließlich die radial außen liegende erste Filterlage 1 durchströmt. Zu einer entsprechenden Strömungsumkehr kann es in der beschriebenen Ausführungsform des Filters auch durch einen (unbeabsichtigten) Unterdruck auf Seiten der radial außen liegenden ersten Filterlage 1 kommen. In the described embodiment of a filter according to the invention, the flow direction of the water to be filtered can also be reversed, so that the raw water through the central channel 7 is introduced and first the radially inner second filter layer 2 , then the third filter layer 3 and finally the radially outer first filter layer 1 flows through. To a corresponding In the described embodiment of the filter, flow reversal may also be due to an (unintentional) underpressure on the side of the radially outer first filter layer 1 come.

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Claims (16)

Filter zur Reinigung von Wasser, umfassend – eine erste Filterlage (1) aus einem elektroaktiven Filtermaterial mit einem in wässriger Umgebung elektrokinetischen Potential (Zeta-Potential), an dem sich im Wasser enthaltene Mikroorganismen, insbesondere Viren und Keime, durch Elektroadsorption anlagern, – eine zweite Filterlage (2) aus einem elektroaktiven Filtermaterial mit einem in wässriger Umgebung elektrokinetischen Potential (Zeta-Potential), an dem sich im Wasser enthaltene Mikroorganismen, insbesondere Viren und Keime, durch Elektroadsorption anlagern, – und eine zwischen der ersten Filterlage (1) und der zweiten Filterlage (2) angeordnete dritte Filterlage (3), welche ein Adsorbens enthält, an dessen Oberfläche sich im Wasser befindliche Partikel oder gelöste Stoffe durch physikalische Adsorption anlagern. Filter for cleaning water, comprising - a first filter layer ( 1 ) of an electroactive filter material having an electrokinetic potential (zeta potential) in an aqueous environment, at which microorganisms contained in the water, in particular viruses and germs, accumulate by electroadsorption, - a second filter layer ( 2 ) of an electroactive filter material with an electrokinetic potential (zeta potential) in an aqueous environment, at which microorganisms contained in the water, in particular viruses and germs, accumulate by electroadsorption, - and one between the first filter layer ( 1 ) and the second filter layer ( 2 ) arranged third filter layer ( 3 ), which contains an adsorbent, on the surface of which particles or solutes present in the water are adsorbed by physical adsorption. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektroaktive Material der ersten und der zweiten Filterlage (1, 2) in wässriger Umgebung im pH-Bereich von 3 bis 9 ein positives elektrokinetisches Potential (Zeta-Potential) aufweist. Filter according to claim 1, characterized in that the electroactive material of the first and the second filter layer ( 1 . 2 ) in aqueous environment in the pH range of 3 to 9 has a positive electrokinetic potential (zeta potential). Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Filtermaterial der ersten und der zweiten Filterlage (1, 2) um einen elektropositiven Textil-Verbundstoff handelt und/oder dass das Filtermaterial ein Metalloxid, insbesondere Aluminumoxid und/oder Aluminumhydroxid und/oder Böhmit und/oder Zirkonoxid und/oder Zirkoniumhydroxid, und/oder ein Silikat, insbesondere Aluminium- oder Calcium-Silikat, enthält. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the filter material of the first and the second filter layer ( 1 . 2 ) is an electropositive textile composite and / or that the filter material is a metal oxide, in particular aluminum oxide and / or aluminum hydroxide and / or boehmite and / or zirconium oxide and / or zirconium hydroxide, and / or a silicate, in particular aluminum or calcium silicate, contains. Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial der ersten und der zweiten Filterlage (1, 2) ein Gemisch von Mikro- oder Nanoteilchen oder -Fasern eines Metalloxids mit einem Trägermaterial, insbesondere aus Polymer-, Carbon- oder Glasfasern oder einer Mischung davon, enthält oder aus einem solchen Gemisch besteht. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the filter material of the first and the second filter layer ( 1 . 2 ) contains a mixture of micro- or nanoparticles or fibers of a metal oxide with a carrier material, in particular of polymer, carbon or glass fibers or a mixture thereof, or consists of such a mixture. Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermaterial der ersten und der zweiten Filterlage (1, 2) ein keramisches Trägermaterial aufweist, welches mit einer Beschichtung versehen ist, die ein Metalloxid und/oder ein Metallhydroxid enthält. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the filter material of the first and the second filter layer ( 1 . 2 ) comprises a ceramic support material provided with a coating containing a metal oxide and / or a metal hydroxide. Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Adsorbens der dritten Filterlage (3) um Aktivkohle, Kieselerde, insbesondere Kieselsäuregel oder um ein Zeolith handelt. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that it is in the adsorbent of the third filter layer ( 3 ) is activated carbon, silica, in particular silica gel or a zeolite. Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Filterlage (3) aus einem Sinterkörper gebildet ist. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the third filter layer ( 3 ) is formed of a sintered body. Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter zumindest im Wesentlichen zylindrisch ist, wobei die erste Filterlage (1) radial außen und die zweite Filterlage (2) radial innen liegend angeordnet ist Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the filter is at least substantially cylindrical, wherein the first filter layer ( 1 ) radially outward and the second filter layer ( 2 ) is arranged radially inboard Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterlagen (1, 2, 3) austauschbar in einem Gehäuse (4) angeordnet sind. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the filter layers ( 1 . 2 . 3 ) exchangeable in a housing ( 4 ) are arranged. Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter eine zumindest im Wesentlichen zylindrische Kartusche (10), welche die jeweils als Hohlzylinder ausgebildeten und konzentrisch zueinander angeordneten Filterlagen (1, 2, 3) enthält, und ein Gehäuse (4) umfasst, in dem die Kartusche (10) angeordnet ist. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the filter is an at least substantially cylindrical cartridge ( 10 ), which each formed as a hollow cylinder and concentrically arranged filter layers ( 1 . 2 . 3 ) and a housing ( 4 ), in which the cartridge ( 10 ) is arranged. Filter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) über mindestens einen Rohwasserzulauf (5) und einen Ausgang (6) zur Ableitung des gereinigten Wassers verfügt und dass im Inneren des Gehäuses (4) ein mit dem Ausgang verbundener Sammelkanal (7) angeordnet ist, in dem das gereinigte Wasser gesammelt wird. Filter according to claim 9 or 10, characterized in that the housing ( 4 ) via at least one raw water feed ( 5 ) and an output ( 6 ) for the discharge of the purified water and that inside the housing ( 4 ) a collecting duct connected to the outlet ( 7 ) is arranged, in which the purified water is collected. Filter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkanal (7) radial innenliegend angeordnet ist und in Axialrichtung der Kartusche (10) verläuft. Filter according to claim 11, characterized in that the collecting channel ( 7 ) is arranged radially inwardly and in the axial direction of the cartridge ( 10 ) runs. Filter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohwasser stirnseitig in die Kartusche einströmt und darin die Filterlagen (1, 2, 3) radial von außen nach innen durchströmt. Filter according to one of claims 10 to 12, characterized in that the raw water flows into the front side of the cartridge and therein the filter layers ( 1 . 2 . 3 ) flows through radially from outside to inside. Filter nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Innenseite des Gehäuses (4) und der radial außenliegenden ersten Filterlage (1) ein mit dem Rohwasserzulauf (5) in Verbindung stehender Ringkanal (8) zur Verteilung des Rohwassers in der Kartusche (10) angeordnet ist. Filter according to one of claims 10 to 13, characterized in that between the inside of the housing ( 4 ) and the radially outer first filter layer ( 1 ) with the raw water feed ( 5 ) associated annular channel ( 8th ) for distributing the raw water in the cartridge ( 10 ) is arranged. Filter nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) über einen Zylindermantel (4a), einen geschlossenen Boden (4b) und einen auf den Zylindermantel (4a) aufgesetzten Deckel (4c) verfügt, wobei an dem Deckel (4c) ein Anschlussstutzen (9) angeordnet ist, der den Rohwasserzulauf (5) und den Ausgang (6) enthält. Filter according to one of claims 11 to 14, characterized in that the housing ( 4 ) over a cylinder jacket ( 4a ), a closed floor ( 4b ) and one on the cylinder jacket ( 4a ) attached lid ( 4c ), wherein on the lid ( 4c ) a connecting piece ( 9 ), the raw water feed ( 5 ) and the output ( 6 ) contains. Filter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Filterlage (1) und/oder die zweite Filterlage (2) aus einem Filtermaterial mit einem flächigen Trägermaterial gebildet und als Wickelfilter oder als Plisseefilter ausgeformt sind. Filter according to one of the preceding claims, characterized in that the first Filter layer ( 1 ) and / or the second filter layer ( 2 ) are formed from a filter material with a flat carrier material and formed as a wound filter or as a pleated filter.
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