DE2543418A1 - Verfahren zum entkeimen von wasser durch bestrahlung mit ultra-violettem licht und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum entkeimen von wasser durch bestrahlung mit ultra-violettem licht und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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Description

Verfahren zum Entkeimen von Wasser durch Bestrahlung mit ultra-violettem Licht und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entkeimen von Wasser durch Bestrahlung mit ultra-violettem Licht.
Die keimtötende Wirkung von ultra-violettem Licht ist aus einer Reihe von Anwendungsmöglichkeiten bekannt, so z. B. in der Lebensmittel- und Verpackungsindustrie. Für die Entkeimung von Wasser, insbesondere von Trinkwasser, ist dieses Verfahren bisher nur in kleinen Anlagen für die Trinkwasserentkeimung an Bord von Seeschiffen eingesetzt worden. Hierbei wurde ein rohrförmiger UV-Strahler koaxial in ein Rohr von einer Nennweite von etwa 300 mm eingesetzt, durch das die zu entkeimenden Wassermengen hindurchgepumpt wurden. Um eine einigermaßen zuverlässige Entkeimung zu gewährleisten, müssen mehrere derartige Rohre hintereinander
Telefon: (0221) 3802 38 · Telegramm: Inventator Köln · Telex: 8 883 555 max d
Postscheckkonto Köln (BLZ 37010050) Kto.-Nr. 152251-500 · Deutsche Bank AG Köln (BLZ 370 700 60) Kto.-Nr. 1236181 f 12
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angeordnet werden, da wegen der relativ geringen Strömungsquerschnitte mit verhältnismäßig hohen Durchströmungsgeschwindigkeiten und damit mit einer geringen Verweilzeit des Wassers im Bereich der UV-Strahlung gearbeitet werden muß. Dieses Verfahren läßt sich für die Entkeimung von Trinkwasser, d. h. also einem
an sich
bereits aufbereiteten und zu TrinkzweckenAgeeigneten Wasser einsetzen. Bei der Aufbereitung von großen Wassermengen, beispielsweise bei der Aufbereitung von Schwimmbadwasser, Erzeugung von Trinkwasser aus Oberflächenwasser oder verschmutztem Grundwasser ist das bekannte Verfahren ungeeignet, da hier sehr viel größere Wassermengen behandelt werden müssen. Außerdem muß eine wesentlich höhere Entkeimungsleistung erzielt werden, da in diesen Fällen ein V/asser aufzubereiten ist, das sehr viel stärker verunreinigt ist, als dies bei dem Einsatzgebiet des bekannten Verfahrens der Fall ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entkeimung von Wasser mittels ultra-violetter Bestrahlung zu schaffen, das universell einsetzbar ist und sowohl bei großen Viassermengen als auch bei stark verschmutztem Wasser die erforderliche Entkeimungsleistung erbringt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das zu entkeimende Wasser mit relativ geringer Strömungsgeschwindigkeit durch einen Behälter geleitet und hierbei der Bestrahlung durch ultra-violettes Licht ausgesetzt ist. Besonders vorteil-
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haft ist hierbei eine mittlere Durchströmungsgeschwindigkeit von etwa 0,5 bis 50 cm/sec.
Hierbei können je nach Durchsatznenge und damit je nach Behältergröße ein oder mehrere UV-Strahler unmittelbar in das Wasser im Behälter eingetaucht sein. Der Abstand der einzelnen UV-Strahler zueinander wird bestimmt durch das Maß der Eindringtiefe des für die Entkeimung wirksamen Strahlungsanteiles mit einer Wellenlänge von ca. 2530 S., d.h. also von der optischen Dichte des zu entkeimenden Wassers. Die optische Dichte ist hierbei abhängig im wesentlichen von der Trübung und der Zahl der im Wasser gelösten Inhaltsstoffe. Der Abstand ist somit so zu wählen, daß jeweils in der Mitte zwischen zwei benachbarten Röhren noch eine ausreichende Strahlungsenergie vorhanden ist, um die im Wasser befindlichen Keime abzutöten bzw. nachhaltig zu schädigen.
Unter dem Begriff Keime werden hierbei nicht nur Bakterien verstanden, sondern auch höher organisierte Lebewesen, wie Sporen, Pilze etc..
Während die Durchführung des Verfahrens mit eingetauchten .UV-Strahlern erhebliche konstruktive Anforderungen insbesondere im Hinblick auf die elektrische Sicherheit stellt, ist in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß das zu entkeimende Wasser durch einen offenen Behälter geleitet wird, wobei während der Durchströmung des Behäl\,C~#s eine praktisch wellenfreie Oberfläche aufrecht erhalten wird und daß die freie
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Wasseroberfläche mit ultra-violettem Licht bestrahlt wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß die UV-Strahler nicht unmittelbar mit dem zu entkeimenden Wasser in Berührung kommen, was insbesondere für die Aufbereitung von Schwimmbadwasser von erheblicher Bedeutung ist, ohne daß jedoch die in das Wasser eindringende Strahlungsenergie nennenswert durch Reflexion an der Wasseroberfläche herabgesetzt wird. Die Abmessungen des Behälters sind so zu bestimmen, daß eine ausreichend geringe Durchströmungsgeschwindigkeit und damit eine hohe Verweildauer des Wassers im Bereich der UV-Strahlung erzielt wird. Die Tiefe des Behälters richtet sich hierbei im wesentlichen wiederum nach den optischen Eigenschaften des aufzubereitenden Wassers.
In Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ferner vorgesehen, daß das Wasser im Kreislauf durch den Behälter geführt
wird. Diese Verfahrensweise erlaubt es, mit größeren Behälterund tiefen zu arbeiten, da durch die Kreislaufführungnüber die durch die geringe Durchströmungsgeschwindigkeit bewirkte hohe Verweildauer die Gesamtverweildauer des aufzubereitenden Wassers im Bereich der UV-Strahlung noch erhöht wird. Bei der Aufbereitung von Schwimmbadwasser erlaubt dies beispielsweise Behältertiefen in der Größenordnung von 80 bis 100 cm, wobei die jeweiligen zulässigen Höchstgrenzen für den Gehalt an Keimen und Chloraminen auch nicht annähernd erreicht werden.
In weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß in vorgegebenen Zeitintervallen die Wasserober-
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fläche mechanisch von ausschwimmenden Feststoffen gereinigt wird. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die Reinigung der Wasseroberfläche durch Wasserabzug im Bereich der Wasseroberfläche erfolgt. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Eintritt der UV-Strahlung in das Wasser durch eine verschmutzte Wasseroberfjäche, selbst im Dauerbetrieb nicht beeinträchtigt wird.
Während es grundsätzlich zweckmäßig ist, das Wasser durch einen Filter zu führen, um so mechanisch Schnutzstoffe und grobe Verunreinigungen zu beseitigen, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Wasser aus dem Behälter über eine Filterfläche abgeführt wird. Je nach Art des aufzubereitenden Wassers kann diese Filterfläche die Hauptfilterfläche sein, wie dies beispielsweise bei der Aufbereitung von Schwimmbadwasser möglich ist, oder aber auch ein zusätzlicher Filter sein, dem vor dem Behälter ein Vorfilter vorgeschaltet ist, wie dies beispielsweise bei der Aufbereitung von Trinkwasser aus Oberflächenwasser erforderlich ist. Neben den rein reinigungstechnischen Vorteilen hat diese Verfahrensweise den weiteren Vorteil, daß über eine derartige Filterfläche ein großflächiger und gleichmäßiger Abzug des V/assers aus dem Behälter erfolgt, so daß eine über den Behälterquerschnitt gleichmäßige und geringe Durchströmung gewährleistet ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine besonders vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die gekennzeichnet ist durch einen oben offenen Behälter mit einer Einlaufkammer zur Wasserberuhigung, einer Ablaufeinrichtung und im oberen Bereich
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des Behälters angeordneten UV-Strahlern. Eine derartige Einrichtung gestattet es, mit einfachsten Mitteln Anlagen selbst für größte Durchsatzleistungen zu bauen, wobei eine derartige Anlage praktisch beliebig erweitert werden kann. Während die UV-Strahler grundsätzlich in den" Zeitaltern eingetaucht angeordnet sein können, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß vorzugsweise röhrenförmige UV-Strahler in einer Abdeckung für die Behälteröffnung eingesetzt sind, die etwa parallel zur freien Wasseroberfläche verlaufen. Eine derartige Anordnung ist nicht nur konstruktiv einfacher, einfacher zu warten, sondern bietet auch eine wesentlich höhere elektrische Sicherheit, da das Wasser einerseits und der Strahlerteil andererseits nicht unmittelbar miteinander in Berührung stehen und so sehr viel einfacher gegeneinander elektrisch zu isolieren sind.
Um bei einer derartigen Anordnung die Strahlungsenergie weitgehend auszunutzen, ist es zweckmäßig, wenn die UV-Strahler mit Reflektoren versehen sind. In der einfachsten Ausgestaltung kann dies dadurch geschehen, daß die den UV-Strahlern zugekehrten Flächen der Abdeckung reflektierend ausgebildet sind.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindu...o ist ferner vorgesehen, daß die Ablaufeinrichtung einen Sammelraum aufweist, der dem Behälter benachbart ist und mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen mit diesem in Verbindung steht. Hierdurch wird erreicht, daß sich auslaufseitig praktisch keine Totzonen im
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Behälter bilden, wobei das Wasser praktisch den gesamten Behälterquerschnitt mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit durchströmt und somit praktisch gleiche Verweilzeiten für jedes gedachte Wasserteilchen erzielt V7erden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Durchtritt zwischen Behälter und "Sanaaelraum als Filterfläche ausgebildet ist. Hierdurch kann zusätzlich zu der Entkeimung auch eine Filtration durchgeführt werden, wobei durch den Entkeimungsvorgang abgetötete höher organisierte Lebewesen, wie Sporen, Pilze oder dergleichen durch den Filter 'zurückgehalten werden und somit ein einwandfreies Wasser aus dem Behälter abgezogen wird. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß im Normalfall die Filterfläche gleichzeitig von der UV-Strahlung mit beaufschlagt wird, so daß sich auf dem Filter absetzende Bakterien, Keime, Sporen, Pilze oder dergleichen ungeachtet von der Strömungsgeschwindigkeit des Wassers über eine sehr lange Zeitdauer der UV-Strahlung ausgesetzt sind und dadurch mit Sicherheit abgetötet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Filterfläche durch mehrere mit Abstand und parallel zueinander angeordnete, vertikal verlaufende Filterplatten gebildet wird, und daß wenigstens ein Teil der UV-Strahler so über der Wasserfläche angeordnet ist, daß sie sich jeweils über den Zwischenräumen der Filterplatte befinden und parallel zu diesen verlaufen. Diese Ano'rdnung stellt eine optimale Kombination zwischen Filteranlage und Entkeimungsanlage dar, da auf kleinstem Raum eine große Filterfläche untergebracht werden kann, wobei wegen der durch
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den Filter gebildeten großen Abzugsfläche die gewünschte geringe Durchströmungsgeschwindigkeit durch- den Behälter und damit die hohe Verweilzeit des Wassers im Bereich der UV-Strahlung aufrecht erhalten werden kann. Gleichzeitig ist gewährleistet, daß die Filterflächen eintrittsseitig der UV-Strahlung ausgesetzt sind, so daß sich auf den Filterflächen absetzende Keime mit Sicherheit abgetötet werden.
Um zu verhindern, daß sich auf der freien Wasseroberfläche aufschwimmende Bestandteile im Laufe der Zeit ansammeln, ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß vorzugsweise im Eintrittsbereich des Behälters, etwa in der Höhe der Wasseroberfläche, eine Abzugsöffnung angeordnet ist, die mit einer Abzugsleitung verbunden ist. Der Abzug des Wassers kann hierbei entweder so erfolgen, daß durch eine entsprechende Regelvorrichtung das Niveau der Wasseroberfläche konstant gehalten wird, so daß ständig ein Teilstrom über die Abzugsöffnung abgeleitet und in den Vorfluter abgegeben oder aber bei Wasseraufbereitungsanlagen dem Rohwasser wieder zugegeben wird. Besonders vorteilhaft ist ' es jedoch, wenn gemäß einer anderen Ausges^Ljuisung der Erfindung in der Abzugsleitung ein Ventil angeordnet ist, dessen Stellantrieb mit einer Zeitschalteinrichtung in Verbindung steht. Hierdurch kann in vorgebbaren Zeitabständen über die Abzugsöffnung Wasser von der freien Oberfläche abgezogen werden, ungeachtet einer etwaigen Niveauregelung, so daß dosierte, d.h. vorherbestimmbare Wassermengen aus dem in der Regel im Kreislauf durch-
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geführten Prozeß abgezogen werden. Eine komplizierte Niveausteuerung oder eine komplizierte Einstellung eines Wehres vor der Ablauföffnung kann somit entfallen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß in der Zulaufleitung zum Behälter ein Ventil angeordnet ist, dessen Stellantrieb mit einer Niveaumeßeinrichtung zur Feststellung eines unteren und eines oberen Niveaus der Wasseroberfläche in Verbindung steht, wobei bei Erreichen des unteren Niveaus das Ventil öffnet und bei Erreichen des oberen Niveaus das Ventil schließt. Diese Ausgestaltung bewirkt, daß bei konstantem Wasserablauf nach dem Schließen des ZuIaufventiles sich zwar die Wasseroberfläche um das vorgegebene Maß langsam absenkt, daß hierbei aber.gleichzeitig in kürzester Zeit eine Beruhigung der Wasseroberfläche, eintritt, so daß Verluste an Strahlungsenergie durch Totalreflexion praktisch ausgeschlossen werden. Bildet man in v/eiterer Ausgestaltung die Unterkante der vorzugsweise als Überlauf v/ehr ausgebildeten Abzugsöffnung so aus, daß sie etwas unterhalb des oberen Niveaus liegt, so ergibt sich auch
ohne ohne zusätzliche Ventile in der Abzugslei\.JL.*g und eine zusätzliche Zeitschalteinrichtung ein periodischer Abzug von Wasser im Bereich der Oberfläche, so daß periodisch sich etwa ansammelnde aufschwimmende Bestandteile von der Wasseroberfläche abgezogen werden.
Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Aufbereitungs- und Sntkeimungsanlage für ein Schwimmbad im Vertikalschnitt,
Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 in der Aufsicht,
Fig. 3 eine Aufbereitungsanlage für Trinkwasser als Blockschaltbild,
Fig. 4 einen Schnitt durch den Entkeimungsbehälter der Anlage gemäß Fig. 3.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte, für ein Schwimmbad vorgesehene, kombinierte Filter- und Entkeimungsvorrichtung weist einen offenen, rechteckigen Behälter 1 auf, von dem durch eine Trennwand 2 einer Einlaufkammer 3 zur Wasserberuhigung abgetrennt ist. Die Trennwand 2 ist so angeordnet, daß im Bodenbereich ein Durchtrittsspalt 5 bleibt. Ferner v/eist sie im Bereich der Behälterseitenwände eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen 6 auf, die über die gesamte Trennwandhöhe sich erstrecken. Der Boden 7 des Behälters 1 ist von der Einlaufkammer 3 ausgehend in Richtung auf die Filterkammer 4 abfallend geneigt und weist an der tiefsten Stelle eine quer zur Bodenneigung verlaufende Rinne 8 auf. Wie aus der Aufsicht gemäß Fig. 2 zu ersehen ist, wei«^ ule Rinne an einer Seite eine verschließbare Abzugsöfinung 9 auf, während an der gegenüberliegenden Seite eine Spüldüse 10 angeordnet ist, deren Mündung in Richtung der Rinne 8 gegen die Abzugsöffnung 9 ge-
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richtet ist. Im Bodenbereich sind ferner zwei in etwa parallel zur Rinne 8 verlaufende Düsenreihen 11, 12 angeordnet, deren Düsenmündungen in Richtung auf die Rinne 8 v/eisen. Die Düsenreihen 11, 12 sind an eine Drucicv/asserleitung 13 ebenso wie die Spüldüse 10 angeschlossen. Üborventile 14,15 lassen sich die Düsenreihen 11,12 bzw. die Düse 10 nach Wahl mit Druckwasser beaufschlagen. Im Bodenbereich der Filterkammer 4 sind ferner zwei Träger 16,17 angeordnet, auf denen Filterplatten 18 hochkant stehen. Die Querträger sind mit Abstandhalter 19 versehen, die einen genauen Abstand zwischen den parallel nebeneinanderstehenden Filterplatten 18 gewährleisten. Die Filterplatten können in bekannter Weise hohl ausgebildet sein und sind mit einem Filtertuch und einer darauf jeweils aufzubringenden Filterhilfsschicht'aus Diatomit, Aktivkohle, Mischungen aus beiden Stoffen oder anderen Filterhilfsschichtmaterialien versehen.
Die Filterplatten 18 sind jeweils an ihrem oberen Ende mit einem Absaugstutzen 20 versehen, der in eine Druckausgleichskammer 21 mündet. Die Verbindung zwischen der Druckausgleichskammer und den Filterplatten ist vorzugsweise lösbar ausgebildet, beispielsweise über einen Schraubanschluß oder einen Flanschanschluß . An der Druckausgleichskammer 21 ist am unteren Ende eine Saugleitung 23 angeschlossen, die zu einer Pumpe 24 führt. Durch diese Anordnung wird praktisch eine gleiche Druckverteilung an den Einmündungen 26 der Absaugstutzen der Filterplatten erreicht, so daß ein großflächiger und gleichmäßiger Abzug der
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Flüssigkeit aus der Filterkammer 4 erfolgt.
Der zwischen der Trennwand 2 und der Druckausgleichskammer 21 liegende Behälterteil, der gleichzeitig als Filterkammer dient, ist auf seiner Oberseite mit einer Abdeckung 27 versehen, in. der mehrere röhrenförmige UV-Strahler 28 parallel nebeneinander angeordnet sind. Die UV-Strahler sind hierbei so in der Abdekkung angebracht, daß sie den geringstmöglichen Abstand über der freien Wasseroberfläche aufweisen. In der Aufsicht gemäß Fig. 2, die die Einrichtung ohne die Abdeckung 27 darstellt, ist durch die strichpunktierte!Linien 28' jeweils die Lage der UV-Strahler in Bezug auf die Filterplatten 18 eingezeichnet.
In der Filterkammer 4 ist im "Einlaufbereich an einer Seitenwand ferner eine Abzugsöffnung 29 vorgesehen, die mit einer Abzugsleitung 30, die zum Vorfluter führt, in Verbindung steht. Die Unterkante der Abzugsöffnung 29 ist hierbei nach Art eines Wehres ausgebildet und in der Höhe so bemessen, daß, wie nachstehend noch erläutert werden wird, bei Erreichen des oberen Niveaus der Wasseroberfläche Wasser aus dem Bereich c.·.. v^sseroberfläche über die Abzugsöffnung 29 abläuft und so etwa aufschwimmende Bestandteile von der Wasseroberfläche abgezogen werden. Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen:
Das zu reinigende, aus dem Schwimmbecken abgepumpte Wasser wird über die Rohrleitung 31-in die Einlaufkammer 3 gepumpt, während
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von der Pumpe 24 über die Rohrleitung 38 das gefilterte und entkeimte Wasser wieder in das Schwimmbad zurückgedrückt wird. Da die Pumpe 24 das Wasser aus der Druckausgleichskammer 21 absaugt, entsteht infolge des sich bildenden Unterdruckes an den Absaugstutzen 20 einer jeden Filterplatte praktisch ein gleicher Unterdruck, so daß über alle Filterplatten gleichmäßig Wasser abgesaugt wird. Die Pumpe 24 fördert hierbei kontinuierlich. Über eine Niveäumeßeinrichtung 33 wird ein Ventil 34 in der Zulaufleitung 31 angesteuert und zwar in der Weise, daß der Stellantrieb 35 bei Erreichen eines unteren Niveaus (Pfeil 36) das Ventil geöffnet und bei Erreichen eines oberen Niveaus (Pfeil 37) das Ventil geschlossen wird. Da der Wasserzulauf über die Rohrleitung 31 etwas größer als der Wasserablauf über die Pumpe 24 ist, schwankt in bestimmten Zeitintervallen die Oberfläche zwischen dem unteren und dem oberen Niveau, so daß während.der Zeit, in der das Ventil 34 geschlossen ist, praktisch eine völlige Beruhigung des Wassers in der Filterkammer 4 eintritt. Während der Zulaufzeit wird durch den Einfluß der Trennwand 2 ein gleichmäßiges Überströmen des Wassers aus der Beruhigungskammer 3 in die Filterkammer 4 erreicht, wobei eine Störung der freien Wasseroberfläche in der Filterkammer 4 unterbunden wird. Solange sich der Wasserspiegel im Bereich des oberen Niveaus befindet, wird gleichzeitig über die Öffnung 29 aus dem Oberflächenbereich kurzzeitig Wasser abgezogen und etwa auf der Oberfläche schwimmende Teiley wie beispielsweise Haare oder dergleichen in den Vorfluter ausgeschwemmt.
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Es ist sehr leicht einzusehen, daß die Strö"-' "vgsgeschwindigkeit des Wassers innerhalb der Filterkammer 4 sehr gering ist und im Bereich von etwa 1,2 cm/sec liegt. Hieraus ergibt sich selbst bei großen Durchsatzleistungen eine lange Verweilzeit für das Wasser innerhalb der Filterkanner und damit eine entsprechend lange Verweildauer im Strahlungsbereich der UV-Stiäaler 28. Da das Schwimmbadwasser über die Filter- und Entkeimungseinrichtung ständig im Kreislauf geführt wird, kann die Wasserqualität gleich-
und
bleibend weit unterhalb der zulässigen Toleranzgrenzen bezüglich der Keimzahl etc. gehalten werden. Die lange Verweildauer im Bereich der UV-Strahlung erlaubt es ferner, eine verhältnismäßig große Behältertiefe zu verwenden, da auch in den unteren Zonen des Behälters noch eine ausreichende Strahlungseinwirkung erreicht wird.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich im Zusammenhang mit der für Schwimmbadwasser obligatorischen Chlorierung. Die sich im Schwimmbecken insbesondere durch die Reaktion mit den Harnstoffen bildenden Chloramine werden in der Filterkammer unter dem Einfluß der UV-Strahlung zersetzt, so daß das im Wasser gelöste Chlor praktisch regeneriert wird. Der Zusatz an Chlor kann somit gegenüber den bisherigen Verfahren erheblich herabgesetzt werden. Da die UV-Strahlung auch Kieselalgen abtötet, kann außerdem auf den Zusatz von Algeziden bei Schwimmbädern, die starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, verzichtet sind. Ebenso kann auf Flockungsmittel zur Unterstützung des Filtervorganges verzichtet werden.
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Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Einrichte— arbeitet mit einer Strahlungsleistung von 330 Ivatt auf eine Fläche von etwa 1,4 qra^ bei einem Filterdurchgang von etwa 1,2 cm/sec. Dies ergibt eine theoretische Aufenthaltsdauer im Bereich der UV-Strahlung von etwa 2,2 bis 2,4 min, so d&£ selbst Keime, die in einer Hassertiefe von nähr als 30 cm vorhanden sind, abgetötet, mit Sicherheit jedoch so geschädigt werden, daß sie bei einem v/eiteren Durchgang vollständig abgetötet werden.
Da, wie aus Fig. 2 ersichtlich, die UV-Strahler jeweils oberhalb der Zwischenräume zwischen den einzelnen Filterplatten angeordnet sind, wird auch die Filteroberfläche einer UV-Strahlung ausgesetzt, so daß sich auf der Filteroberfläche absetzende Keime ebenfalls getötet werden und die Bildung von Bakterien oder Keimnestern in der Filterhilfsschicht vollständig unterbunden wird. Dies ist insofern von Bedeutung, als beim Auswechseln der Filterhilfsschicht, was in der Regel durch Abspulen bzw. Rückspulen geschieht, das aus der Filterkammer abgezogene, verbrauchte Filterhilfsschichtmaterial völlig keimfrei ist und wesentlich einfacher beseitigt oder aufbereitet v/erden kann.
Die vorstehende Ausführungsform ist speziell für die Aufbereitung von Schwimmbadwasser vorgesehen, wobei gegebenenfalls im Bereich der Einlaufkammer 3 ein schematisch dargestellter Wärmetauscher zur Aufheizung des Schwimmbadwassers vorgesehen sein kann.
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In Fig. 3 ist in Form eines Blockschaltbildes eine Anlage vorgesehen, wie sie beispielsweise zur Trinkwasseraufbereitung aus Oberflächenwasser oder Grundwasser oder auch zur Behandlung von Abwässern eingesetzt v/erden kann, die gelöste Stoffe enthalten, die mittels einer UV-Strahlung zersetzt v/erden können. Bei dem in Fig„3 dargestellten Schema wird beispielsweise aufzubereitendes Flußwasser zunächst durch einen Filter 39 gepumpt, der entweder als Sandfilter oder auch als Plattenfilter ausgebildet sein kann, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Aus dem Filter gelangt das Wasser in einen Behälter 40, den es mit geringer Strömungsgeschwindigkeit durchströmt. Der Behälter 40 ist mit UV-Strahlern versehen, durch die die Entkeimung des Wassers bewirkt wird, über ein Dreiwegeventil 41 wird das Wasser in einen Sammelbehälter 42 gefördert. Sobald der Behälter 42 gefüllt ist, wird die Zufuhr von Rohwasser zum Behälter 40 abgesperrt und durch eine entsprechende Umstellung des Ventiles 44 das Wasser aus dem Behälter 42 im Kreislauf über den Behälter 40 solange geführt, bis der gewünschte Entkeimungsgrad erreicht ist. Dann wird aus dem Behälter 42 das vollständig aufbereitete Wasser abgepumpt und der Verbrauchsstelle zugeführt. Während dieser Zeit wird erneut Rohwasser über den Filter in den Behälter 40 eingezogen und durch entsprechende Stellung des Ventils 41 in den Behälter 43 gepumpt, wobei anschließend unter entsprechender Stellung des Ventils 44 wiederum das bereits gefilterte Wasser mehrfach im Kreislauf durch den Behälter 40 und damit durch die UV-Strahlung geführt wird.
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Je nach Art des aufzubereitenden Wassers kann es zweckmäßig sein, nach dem Durchlaufen des Filters 39 das Wasser durch eine Ionenaustauscheranlage 45 zu führen, um beispielsweise gelöste Salze zu entfernen.
Die vorbeschriebene Anlage geht dabei für den Behälter 40 von einer Bauform aus, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. Hierbei ist der offene Behälter 40 mit einer Trennwand 46 mit unterem Durchtritt 47 versehen , die von dem Behälter eine Einlaufund Beruhigungskammer 48 abtrennt. Auslaufseitig ist eine mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen versehene Trennwand 49 vorgesehen, die einen Austritt in eine Abzugskammer 50 praktisch über den gesamten Behälterquerschnitt erlaubt. Der Bereich zwischen der Trennwand 46 und 49 ist durch eine Abdeckung 51 abgedeckt, in der entsprechend der geforderten Sbahlungsleistung UV-Strahler 52 angeordnet sind. Anstelle von UV-Strahlern, die über die freie Wasseroberfläche auf den Inhalt des Behälter 40 einwirken, können auch bei entsprechender konstruktiver Ausgestaltung in den Behälterinhalt eingetauchte UV-Strahler verwendet werden. Der hierzu erforderliche konstruktive Aufwand ist jedoch erheblich und das Auswechseln verbrauchter UV-Strahler schwierig.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Behälter 40 entsprechend Fig. 1 ausgebildet ist, d.h. der Abzug des Wassers aus dem Behälter über eine entsprechende Zahl von Filterplatten erfolgt. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise der Filter 39
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als Vorfilter wirkt und die groben Verunreinigungen aus dem Wasser abscheidet, wobei je nach Verschmutzungsgrad ein häufigeres Auswechseln der Filterhilfsschicht erforderlich ist, während die in Behälter 40 angeordneten Filterplatten als Fertigfilter dienen und wagen der Ureislaufführung des Wassers zwischen dem Behälter 40 und den Sammelbehältern 42 bzw. 43 nicht nur eine optimale Entkeimung, sondern auch eine optimale Filtration des Wassers erreicht wird, wobei selbstverständlich alle die vorstehend ausgeführten Vorteile der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung auch für die Trinkwasseraufbereitung gelten.
Ansprüche
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Leerseite

Claims (22)

  1. Ansprüche
    Pu Verfahren zürn Entkeimen von Wasser mit ultraviolettem Licht, dadurch gekennzeichnet, daß das zu entkeimende Wasser mit relativ geringer Strömungsgeschwindigkeit durch einen Behälter geleitet und hierbei der Bestrahlung durch ultraviolettes Licht ausgesetzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e ken nze ichnet, daß die Durchströmungsgeschwindigkeit 0,5 bis 50 cm/sec beträgt.
  3. 3. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß das zu entkeimende Wasser durch einen offenen Behälter geleitet wird, wobei während der Durchströmung des Behälters eine praktisch wellenfreie Oberfläche aufrechterhalten wird, und daß die freie Wasseroberfläche mit ultraviolettem Licht bestrahlt wird.
  4. k. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser im Kreislauf durch den Behälter geführt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser zusätzlich durch einen Filter geführt wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in vorgegebenen Zeitintervallen
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    die Wasseroberfläche mechanisch von aufschwimmenden Feststoffen gereinigt wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch β, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung der Wasseroberfläche durch Wasserabzug in Bereich der Wasseroberfläche erfolgt.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e kennze ichne t, daß das Wasser aus dem Behälter über eine Filterfläche abgeführt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterfläche eintrittsseitig einer UV-Strahlung ausgesetzt ist.
  10. 10. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ge kennze ic hnet durch einen oben offenen Behälter (1, 40) mit einer Einlaufkammer (3, 48) zur Wasserberuhigung, einer Ablaufeinrichtung und im oberen Bereich des Behälters angeordneten UV-Strahlern (28,52).
  11. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeic hn e t, daß vorzugsweise röhrenförmige UV-Strahler (28,52) in einer Abdeckung (27, 51) für die Behälteröffnung eingesetzt sind, die in etwa parallel zur freien Wasseroberfläche verlaufen.
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahler (28, 52) dicht über der
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    freien "Wasseroberfläche des Behälters angeordnet sind.
  13. 13. Einrichtung nach einen der Ansprüche 10 bis 11, dadurch g e I-: e"'r, η ζ e i c h η e t, daß die UV-Strahler (23,52) mit Reflektoi"o:i versehen sind.
  14. 14. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die den UV-Strahlern zugekehrten Flächen der Abdeckung (27,51) reflektierend ausgebildet sind.
  15. 15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennze ich net, daß die Ablaufeinrichtung einen Saminelraum (21,50) aufweist, der dem Behälter (1, 40) benachbart ist und mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen mit diesem in Verbindung steht.
  16. 16. Einrichtung nach Anspruch 15> dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtritt zwischen Behälter und Sammelraum als Filterfläche ausgebildet ist.
  17. 17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennze ich net, daß die Filterfläche durch mehrere, niit Abstand und parallel zueinander angeordnete, vertikal verlaufende Filterplatten (18) gebildet wird, und daß wenigstens ein Teil der UV-Strahler (23) so über der Viasserfläche angeordnet
    zwischen ist, daß sie sich jeweils über den Zwischenräumenλden Filterplatten
    befinden und parallel zu diesen verlaufen.
    7 0 9 8 U / Γ. '. 6 7
  18. 18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise im Eintrittsbereich des Behälters, etwa in der Höhe der Wasseroberfläche eine Abzugsöffnung (29) angeordnet ist, die mit einer Abzugsleitung (30) verbunden ist.
  19. 19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der Abzugsleitung (30) ein Ventil angeordnet ist, dessen Stellantrieb mit einer Zeitschalteinrichtung in Verbindung steht.
  20. 20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß eine Niveauregelung vorgesehen ist, die innerhalb vorgegebener Niveaugrenzen die Höhe der Wasseroberfläche im Behälter (1,40) hält.
  21. 21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zulaufleitung zum Behälter ein Ventil angeordnet ist, dessen Stellantrieb mit einer Niveaumeßeinrichtung (33) zur Feststellung einesinteren (36) und eines oberen Niveaus (37) derWasseroberflache in Verbindung· steht, wobei bei Erreichen des unteren Niveaus (36) das Ventil öffnet und bei Erreichen des oberen Niveaus (37) das Ventil schließt.
  22. 22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterkante der vorzugsweise als Überlaufwehr ausgebildeten Abzugsöffnung (29) etwas unterhalb des oberen Niveaus (37) liegt.
    1S-18 7098U/0467
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