DE2449951C2 - Vorrichtung zur Entkeimung von Wasser - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entkeimung von Wasser, die die kontinuierliche und gesteuerte Eindosierung eines Entkeimungsmittels in das zu behandelnde Wasser ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann zur Entkeimung von Industriewasser, etwa von Kühlkreisläufen, oder auch insbesondere zur Entkeimung von Schwimmbadwasser verwendet werden.

Zur Wasserentkeimung werden üblicherweise Chlor oder Brom verwendet. Diese Halogene bilden in wäßrigem Medium Hypochloritionen bzw. Hypobromitionen, die Oxidationsmittel darstellen und bakterizid sind. Dabei besitzen Hypobromitionen in leicht alkalischem Medium, wie es etwa bei Schwimmbadwasser vorliegt, eine bessere bakterizide Wirkung als Hypochloritionen. Darüber hinaus weist das Wasser nach einer Behandlung mit Brom keinen unangenehmen Geruch auf und erzeugt keine Schleimhautreizung, wie dies bei der Behandlung mit chlorhaltigen Antiseptika der Fall ist. Brom hat ferner auch den Vorteil einer algiziden Wirkung.

Die Verwendung von flüssigem Brom als Entkeimungsmittel erfordert jedoch eine genaue Steuerung oder Regelung der in das Wasser eingeführten Brommenge; hierzu wurden bereits mehrere Vorrichtungen angegeben. Eine dieser Vorrichtungen (vgl. die DE-OS 19 51 802) erlaubt die geregelte Einführung von Brom in das zu behandelnde Wasser und ermöglicht eine sichere und genaue Einstellung des Bromgehalts des Wassers innerhalb bestimmter Grenzen.

Die Verwendung von flüssigem Brom als Entkeimungsmittel für Wasser ist jedoch wegen bestimmter Nachteile nicht immer möglich, insbesondere wegen der schwierigen Handhabung dieser Flüssigkeit So ist es z. B. bei kleinen Anlagen oft schwierig, einen feieigneten Raum oder geeignetes Personal zu finden, um größtmögliche Sicherheit bei Lagerung und Handhabung der Flüssigbrombehälter zu erreichen. In anderen Fällen können wegen der Entfernung der Bromquellen Transportprobleme auftreten.

Aus der DE-OS 20 40 030 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Nachentkeimung von Wasser bekannt, die auf der Umsetzung von Ozon mit Bromidionen nach

und dem anschließenden Zerfall der Hypobromitionen nach

unter Freisetzung von aktivem Sauerstoff beruhen. Dabei wird in dem zu behandelnden Wasser eine Mindestkonzentrarion an Bi° aufrechterhalten und Ozon zudosiert.

In der DE-OS 21 43 396 ist ferner ein Verfahren zur Sterilisierung von Wasser angegeben, das von den Reaktionen

OCI® + Br⁰ — Cl·⁹ + OBr®

Gebrauch macht. Dabei wird so verfahren, daß im zu behandelnden Wasser eine Mindestkonzentration an Bromidionen aufrechterhalten ua'¹ in Abhängigkeit von der vorliegenden Hypobromitmenge Hypochloritlösung zudosiert wird. Nach beiden Verfahren wird die Verwendung von flüssigem, elementarem Brom vermieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zur automatischen Durchführung der aus der DE-OS 21 43 396 bekannten Verfahrensweise, bei der ein Hypochlorit und ein Bromid verwendet werden, anzugeben, die einen nur kleinen Regel- und Unterhaltungsaufwand erfordert und sich besonders für kleine Anlagen wie beispielsweise private Schwimmbäder eignet.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Unter Hypochlorit wird hierbei jedes Produkt verstanden, das zur Bildung von Hypochloritionen im Wasser führt. So können beispielsweise Chlorwasser oder N-Chlorverbindungen verwendet werden, jedoch wird vorzugsweise ein wasserlösliches Hypochlorit eingesetzt, insbesondere Natriumhypochlorit, das ein billiges und handelsübliches Produkt ist. Unter der Menge an aktivem Brom wird die äquivalente Menge an elementarem Brom verstanden, die zur Freisetzung der gleichen Sauerstoffmenge führt. Nachdem ein Hypobromition ein O-Atom (in statu nascendi) freisetzt, ist das Oxidationsäquivalent des Hypobromits bzw. der Gehalt an aktivem Brom gleich dem doppelten Bromgehalt des Hypobromits.

Die erste Abzweigung des Bypasses ist vorteilhaft am Hauptkreis zwischen der Pumpeinrichtung und der

Filtereinrichtung vorgesehen, wobei der Druckverlust durch die Filtereinrichtung ausreicht, um Wasser durch den Bypasskreis strömen zu lassen, wenn das zugehörige Ventil geöffnet ist Wenn diese Anordnung nicht möglich sein sollte, kann die Abzweigung auch nach der -"> Filtereinrichtung vorgesehen sein, jedoch muß dann im Hauptkreis ein Druckverlust zwischen dem Abzweigpunkt des Bypasses und der Einspritzstelle der Hypochloritlösung erzeugt werden. Zu diesem Zweck wird im Kreis z. B. ein Absperrorgan, eine Membran oder eine andere Sperr- oder Staueinrichtung angeordnet, wodurch die umgewälzte Wassermenge etwas begrenzt oder die Verwendung einer etwas leistungsfähigeren Pumpe erfordei'iich wird.

Der Speicherbehälter besteht aus einem gegenüber '5 der Chlorverbindung beständigen Werkstoff und ist gegenüber dem Wasserdruck, der meist 0,3 bis 1 bar beträgt, verformungsfest. Selbstverständlich können auch Glasbehälter verwendet werden, da sie beide Bedingungen erfüllen, jedoch besteht dann das mit diesein Werkstoff verbundene Bruchrisiko. Deswegen wird im allgemeinen ein vorzugsweise susreichend fester Behälter aus einem Kunststoff wie z. B. Niederdruckpolyäthylen verwendet. Derartige Behälter sind leicht und kaum zerbrechlich. Die Behälter werden vorzugsweise in einem Raum unter Lichtabschluß und vor plötzlichen Temperaturänderungen geschützt angeordnet.

In der nach der einen Druckverlust verursachenden Einrichtung wie der Filtereinrichtung vorgesehenen Abzweigleitung ist eine bekannte Durchflußmeßzelle zur kontinuierlichen Messung des Gehalts an aktiven] Brom angeordnet. Die Durchflußmeßzelle, die ständig von einer kleinen Teilmenge des zu behandelnden Wassers durchströmt wird, gibt kontinuierlich ein elektrisches Stromsignal ab, dessen Stromstärke proportional zur Konzentration an aktivem Brom im zu behandelnden Wasser ist. Nach Verstärkung wird das Signal einem Regler zugeführt, der automatisch die öffnung d?s im Bypass angeordneten Ventils steuert. Der verstärkte Strom kann ggf. gleichzeitig einer Anzeigeeinrichtung zur direkten Ablesung des Bromgehalts zugeführt werden.

Die Abzweigleitung, die das Wasser zur Durchflußmeßzelle führt, befindet sich im Hauptkreis vorzugsweise nach der Filtereinrichtung, u.n jede Verstopfung durch ggf. im Wasser enthaltene Verunreinigungen zu vermeiden; wenn die Leitung vor der Filtereinrichtung abzweigt, muß in der Leitung ein kleiner Filter zum Schutz der Meßzelle vergesehen sein.

Im allgemeinen ist es vorteilhaft, das aus der Durchflü3meßzelle austretende Wasser wieder in den Haupikreis zurückzuführen; in diesem Fall ist eine Rückführungsleitung vor der Pumpeinrichtung mit dem Hauptkreis verbunden. Wenn jedoch ein Wasserverlust ohne Nachteile möglich ist, ist es nicht erforderlich, das aus der Zelle austretende Wasser zurückzuführen. Es genügt dann, eine Abführung des Wassers in einen Abfluß vorzunehmen. Bei einer eriindungsgemäßen Vorrichtung, die z. B. für ein Schwimmbad von 50 m³ geeignet ist, beträgt der Wasserdurchsatz im Hauptkreis 5 bis lOmVh, die durch die Zelle strömende Wassermenge ist etwa 50 l/h.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, die die Eindosierung vcn Hypochlorit in Abhängigkeit vom Gehalt des Wassers an aktivem Brom erlaubt, kann air Hypochloritquelle e'i.ii Lösung verwendet werden, deren Konzentration einer fortlaufenden Änderung unterliegt. Durch die Vorrichtung wird also vermieden, eine konstante Konzentration des Antiseptikums im Speicherbehälter aufrechterhalten zu müssen.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß sie eine automatische mengenabhängige Dosierung des Entkeimungsmittels ohne zusätzliche Dosierpumpe ermöglicht, da der Druckvei · lust beispielsweise einer Filtereinrichtung zum Betrieb des Bypass-Systems ausreichend ist, wobei die zunehmende Verdünnung der Hypochloritlösung durch Anpassung des Reglers leicht ausgeglichen werden kann.

Neben geringerer Störanfälligkeit ergeben sich demzufolge auch geringere Investitionskosten.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, das sich auf die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Entkeimung von Schwimmbadwasser bezieht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch in gleicher Weise auch bei anderen Wasserkreisläufen verwendet werden.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Becken 1 mit seinem Hauptkreis 2 und einer Rückleitung, in der eine Pumpeinrichtung 3 und eine FiltereinricMung 4 herkömmlicher Art, z. B. ein Sandfilter, angeordnet sind. Vor der Pumpeinrichtung kann ein Vorfilter 5 angeordnet sein, das die gröbsten Teilchen zurückhält, die das Wasser verunreinigen und den Betrieb der Pumpeinrichtung 3 stören könnten.

Die Speicherung des Hypochlorits erfolgt in einem Speicherbehälter 6 aus Kunststoff, dessen Inhalt dem vorgesehenen Verbrauch angepaßt ist. Gewöhnlich werden beispielsweise 100-l-Behälter für Bäder mit 50 m³ verwendet. Der Speicherbehälter 6 ist mit einem Deckel verschlossen, der im allgemeinen aus dem gleichen Kunststoff wie der Körper des Speicherbehälters besteht und zwei Öffnungen aufweist: Durch eine der Öffnungen führt ein Tauchrohr 7 hindurch, das Wasser zum Speicherbehälter 6 leitet; durch die ändert öffnung geht eine Entnahmeleitung 8. An der Stelle 20 zweigt zwischen der Pumpeinrichtung 3 und der Filtereinrichtung 4 der Bypass ab, der mit einem von einem kleinen Filter 10 geschützten Magnetventil 9 versehen ist und durch den zu behandelndes Wasser in die Nähe des Bodens des Speicherbehillers 6 eingeführt wird.

Durch Öffnen des Magnetventils 9, das von einem Regler 17 gesteuert wird, wird die in den Speicherbehälter 6 eingeführte Wassermenge geregelt. Die Entnahmeleitung 8 mundet an einer Stelle 21 nach dem Filter 4 in den Hauptkreis 2. Das Ende 11 der Entnahmeleitung 8 ragt EO in die Leitung des Hauptkreises 2 hinein, da£ das Hypochlorit innerhalb des zu behandelnden Wassers eingespritzt wird. Eine ggf. erforderliche Heizeinrichtung 12 wird im Hauptkreis 2 vor der Einspritzsielle 21 des Hypochlorits undlvorzugsweise nach der Filtereinrichtung 4 angeordnet, damit sie gegen die korrosive Wirkung der Chlorverbindung geschützt ist. Es -st vorteilhaft, in dT Entnahmeleitung 8 eine Rückschlagklappe 13 oder eine ähnliche Einrichtung zur Verhinderung des Rückströmens vorzusehen, die den Speicherbehälter 6 vom Becken 1 trennt. Um di<: Einführung der Chlorverbindung in den Hauptkreis 2 zu verhindern, wenn kein Wasser umgewälzt wird, kann die Entkeimungseinrichtunfe elektrisch mit der Pumpeinrichtung 3 gekoppelt sein. Wenn die Pumpe 3 abgestellt ist und demzufolge kein Wasser umgewälzt wird, sinkt der Gehalt an Entkeimungsmittel unter den eingestellten

Sollwert, steigt jedoch nach dem Wiedereinschalten der Pumpe, d. h. während des üblichen Betriebs des Beckens, wieder auf den Sollwert an. Diese diskontinuierliche Betriebsweise ist insbesondere für Hallenbäder und ganz allgemein für kleine private Anlagen empfehlenswert.

Die Vorrichtung enthält eine zweite Abzweigleitung zur kontinuierlichen Messung des Gehalts des zu behandelnden Wassers an aktivem Brom. Die Abzweigleitung zweigt an der Stelle 22 vom Hauptkreis 2 ab, die nach der Filtereinrichtung 4 angeordnet ist. während die Rückführung an der Stelle 23 erfolgt, die vor der l'umpeinrichtunp 3 liegt. In dieser Leitung ist eine Durchflußmeßzellc 14 angeordnet, die zwei verschiedene Elektroden. / B. aus Platin bzw. aus Silber aufweist, die in das /u behandelnde Wasser eintauchen. Die Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden erzeugt einen Strom, dessen Stromstärke direkt proportional /um Gehalt des die Durchflußmeß/elle 14 durchströmenden Vvissers an aktivem Brom ist. lias Signal wird in einem Verstärker 15 verstärkt und danach einem Spannungsmesser 16 zugeleitet, dessen Skala so eingeteilt ist. daß eine direkte Ablesung des Bromgehalls des /u behandelnden Wassers möglich ist. Der verstärkte Strom wird gleichzeitig dem Regler 17 zugeführt, der das Magnetventil 9 automatisch steuert. Die Öffntingsdauer des Magnetventils 9 ist. gemäß einem bestimmten Zyklus, durch die Stellung eines Potentiometers 18 bestimmt, das mit dem Regler 17 verbunden ist. Die Einspritzung wird in regelmäßigen •\bständen fortgesetzt, bis der gewünschte Bromgehalt im Becken I erreicht ist. Dieser Gehalt kann fest eingestellt sein oder auch je nach der Häufigkeit der Benutzung oder dem Verschmutzungsgrad des Beckens odi-r der -Mgenentwicklung gewählt werden: um diese Einstellung /u erleichtern, ist ein Umschalter 19 mit /«ei oder !'ichr Stellungen vorgesehen, der ebenfalls nut dem Kegler 17 verbunden ist und die Einstellung des gewünschten Bromgehalts erlaubt.

Die Betriebsweise der Vorrichtung ist folgende: Bei Inbetriebnahme der Anlage wird ein Bromid in das zu behandelnde Wasser eingebracht. Die Zugabe kann an

s jeder beliebigen Stelle des Kreislaufsystems erfolgen, jedoch ist es am praktischsten, Natriutnbromidplätzchen oder -tabletten in ausreichender Menge in das Bad 1 einzuführen, um so den Bromgehalt auf etwa 30 mg/1 zu halten. Der Speicherbehälter 6 ist mit konzentrierter

in Natriumhypochloritlauge gefüllt (48 bis 50°). In Abhängigkeit von der Häufigkeit der Einspritzungen wird die Natriumhypochloritlauge im Speicherbehälter 6 entsprechend verdünnt und ihr llypochloritgehalt verringert. Diese ständige Verdünnung wird automata tisch durch zunehmende Λη/ahl von Einspritzungen bis zum Erreichen des gewünschten Bromgehalts im Becken ausgeglichen. Wenn die Konzentration der Natriumhypochloritlauge zu schwach wird, sind die durch die Stellung des Potentiometers 18 vorgegebenen

Jn festen Einspritzzciten unzureichend, um in einer ausreichend kurzen Zeit die Verringerung des Bromgehalts des Wassers im Becken auszugleichen. Dann wird die Einsprit/dauer durch Verändern der Stellung des Potentiometers 18 erhöht. So liegt z. B. bei einem

j-, Privatbad von 50 m¹, bei dem ein Gehalt an aktivem Brom von 0.6 mg/1 aufrechterhalten werden soll, die Einspritzdauer der Hypochloritlösung anfänglich alle 4 min zwischen 5 bis 10 s. Wenn die Hälfte der Betriebizeit des Speicherbehälteis 6 erreicht ist, wird

in die Einspritzdauer durch einfaches Verstellen des Potentiometers 18 verdoppelt. Unter diesen Bedingungen wurde festgestellt, daß ein Behälterinhalt von 100 1 für etwa vier Monate ausreicht.

Bei privaten Schwimmbädern wird der Filterbetrieb

i■'· häufig während der Nachtzeit vorgenommen, in der die elektrische Energie billiger ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch in diesen Fällen ohne Änderung oder Verlängerung der Filterzeiten verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Entkeimung von Wasser durch Einwirkung von Hypochloritionen auf Bromidionen in einem Kreislaufsystem mit

einer Pumpeinrichtung zur Umwälzung des Wassers, einer Filtereinrichtung,

einer Durchflußmeßzelle zur Ermittlung des Gehalts des Wassers an aktivem Brom, ι ο

einem Regler und

einer durch den Regler gesteuerten Dosiereinrichtung für Hypochloritlösung,
gekennzeichnet durch

— einen Bypass, der vor einer einen Druckverlust *' verursachenden Einrichtung (4) im Hauptkreis (2) abzweigt und durch ein vom Regler(17) nach dem Gehalt des Wassers an aktivem Brom gesteuertes Ventil (9) und einen Speicherbehälter (6)- für Hypochloritlösung mit Tauchrohr (7) und Mitnahmeleitung (8) hindurch zu einem nach der Einrichtung (4) im Hauptkreis (2) vorgesehenen Injektor (21) zurückführt, sowie

— eine zwischen der Einrichtung (4) und dem Injektor (21) vorgesehene Abzweigleitung zu der Durchflußmeßzelle (14), die gegebenenfalls auslaßseitig über eine Ruckführungsleitung mit dem Hauptkreis (2) auf der Saugseite der Pumpeinrichtung (3) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dr.ß die einen Druckverlust verursachende Einrichtung die Filtereinrichtung (4) ist.

3. Vorrichtung naCii Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Druckverlust verursachende und Einrichtung eine Stauscheibe i* .

4. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zur Entkeimung von Schwimmbadwasser und Wasser von Kühlkreisläufen.