DE2935124A1

DE2935124A1 - Verfahren zur entkeimung von wasser.

Info

Publication number: DE2935124A1
Application number: DE19792935124
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Norbert L. 8011 Aschheim Kirmaier; Prof. Dr.med. August 8000 München Reis; Dipl.-Ing. Meinolf 8210 Prien Schöberl
Original assignee: Reis august K profdrmed
Current assignee: Reis august K profdrmed
Priority date: 1979-08-30
Filing date: 1979-08-30
Publication date: 1981-03-12
Also published as: CA1174636A; US4385973A

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entkeimung von Wasser, welches zwecks anodischer Oxidation durch einen Reaktor mit vorgegebener Stromdichte und vorgewähltem Volumenstrom geleitet wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auch auf das Entkeimen von Badewasser mittels eines Umwälzkreislaufes.--_■"

Die Anwendung der anodischen Oxidation zum Entkeimen von Flüssigkeiten ist beispielsweise aus der DE-OS 27 57 854 bekannt. Das zu entkeimende Wasser wird zu diesem Zweck durch einen Elektroden aufweisenden Reaktor geführt, in dem das Wasser elektrochemisch aufbereitet wird. Entscheidend für den Grad der Entkeimung kommt es dabei auf die Stromdichte, den Volumenstrom und den Chloridgehalt im Wasser an. In bekannter Weise wird die anodische Oxidation stets so durchgeführt, daß alle Parameter, die die Stromdichte und den Volumenstrom beeinflussen, so ausgewählt sind, daß die Entkeimung mit möglichst geringem Energieaufwand in der Zelle selbst erreicht wird. Zu diesem Zweck werden eine große Stromdichte und eine geringe Kontaktzeit gewählt, die gerade so eingeteilt werden, daß am Ausgang der Zelle keine Keime mehr auftreten und auch keine Reaktionsprodukte mit oxidativer Kraft mehr vorhanden sind. Dadurch sind der Anwendung der anodischen Oxidation insofern Grenzen gesetzt, als das vollständig entkeimte Wasser auf dem Wege zum Endverbraucher reinfiziert werden kann und somit eine hundertprozentige Sicherheit nicht erreichbar ist. Ein solches Reinfizieren kann beispielsweise durch ein Leck in einer von demlteaktor zum Endverbraucher führenden Leitung auftreten. Wollte man die anodische Oxidation in ihrer bekannten Form zur Entkeimung von Badewässern in einem Umwälzkreislauf verwenden, dann würde zwar das aus dem Schwimmbad abgepumpte Wasser entkeimt werden. Das im eigentlichen Schwimmbecken über mehrere Stunden vorhandene Wasser könnte aber durch Infektionsträger infiziert werden, wodurch eine Infektionsgefahr für Badende unmittelbar besteht. Erst nach dem Abpumpen des Wassers aus dem Becken würde die Desinfizierung erfolgen.

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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem eine Neuinfizierung des entkeimten Wassers vermieden werden soll.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst, welches gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Kontaktzeit und die Stromdichte entsprechend so eingestellt sind, daß am Ausgang des Reaktors ein Überschuß an Reaktionsprodukten mit oxidativer Kraft entsteht.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figur. Die Figur zeigt eine Entkeimungsvorrichtung mit zugehörigem Regelkreislauf zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Das zu entkeimende Wasser fließt über eine Zuführungsleitung 1 in einen Reaktor zur anodischen Oxidation 2. In diesem erfolgt die elektrochemische Aufbereitung. Danach fließt es über eine Ausgangsleitung 3 über einen Durchflußmesser 4 und jeweils alternativ je nach Anwendungsfall über eine Meßstelle 5 für freies oder Gesamtchlor, eine Sauerstoff-Elektrode 6, eine pH-Meßelektrode 7 und eine Leitfähigkeits- und Redoxpotential-Meßelektrode 8. Die Signale der Meßeinrichtungen 4 bis 8 werden über Meßumformer 9 bis 13 einem Regler 14 zugeführt. Der Regler 14 vergleicht die an seinem Eingang zugeführten Meßsignale mit den über einen weiteren Eingang 15 zugeführten Sollwerten. Sobald eine Regelabweichung auftritt, gibt er diese gegebenenfalls über einen Rechner 16 als Eingangssignal der Spannungsversorgung 17 der anodischen Oxidationszelle zum Nachregeln von Stromdichte und Volumenstrom und damit Kontaktzeit weiter. Somit ist eine Anpassung der sich ändernden Eingangsparameter und Ausgangsparameter des Gesamtsystems möglich, über die beiden Meßumformer 7 und 8 kann zusätzlich eine Dosierung chemischer Mittel, beispielsweise die Zugabe von Laugen zur Dosierung des Natriumchloridgehaltes erfolgen. Dazu werden Ausgangssignale der Meßumformer 12, 13 über Leitungen 18, 19 einer Dosiereinrichtung 20

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zugeführt, die mit einem Vorratsbehälter 21 für Dosiermittel verbunden ist. Von der Dosiereinrichtung 20 wird das Dosiermittel je nach Anwendungsfall entweder über eine Leitung 22 vor dem Reaktor oder über eine Leitung 23 nach dem Reaktor der zu behandelnden Flüssigkeit zugegeben.

Gemäß eines Ausführungsbeispieles der Erfindung wird eine völlige Entkeimung der im zufließenden Wasser vorhandenen Keime im Reaktor angestrebt, wobei aber soviel elektrische Energie zugeführt wird, daß ein Überschuß an Reaktionsprodukten mit oxidativer Kraft am Ausgang 3 vorhanden ist. Diese Betriebsweise ermöglicht eine bakterizide Nachwirkung der behandelten Flüssigkeit. Die Nachwirkung hält viele Stunden an. Die Kontaktzeit wird so verlängert, daß am Ausgang 3 eine gewünschte Menge Sauerstoff- und Chlorreaktionsprodukte auftreten, die für eine vorbestimmte Wasserzuführungslänge (beispielsweise bei Wasserversorgungsnetzen) vor Nachinfektionen beispielsweise durch Lecks im Rohrleitungssystem einen sicheren Schutz bieten. Durch die in der Ausgangsleitung 3 vorhandenen Reaktionsprodukte mit oxidativer Kraft werden also über Stunden etwa über ein Leck in der zum Verbraucher führenden Leitung eintreffende Keime abgetötet.

Ein spezifisches Problem tritt bei der Behandlung von Badewässern auf. Badewässer, die in einem Becken einer ständigen bakteriologischen, virologischen und chemischen Belastung ausgesetzt sind, stellen eine gefährliche Infektionsquelle dar. Durch Einschalten der in der Figur gezeigten Entkeimungseinrichtung wird erreicht, daß das an dem Abfluß 24 zum Verbraucher, in diesem Falle also zum Schwimmbecken fließende Wasser durch die darin enthaltenen Reaktionsprodukte mit oxidativer Kraft eine bakterizide Nachwirkung hat, die über mehrere Stunden anhält, so daß Keime bereits bei der Zudosierung im Badebecken direkt inaktiviert werden, ehe sie eine Kontaktperson erreichen. Auf jeden Fall wird aber eine vorhandene Keimkonzentration im Badebecken erheblich reduziert und somit das Risiko einer Infektion vermindert. .. " _ -

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In einer abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens wird die Stromdichte weiter so verringert, daß nur ein Teil der im Wasser bzw. der Flüssigkeit vorhandenen mikrobiellen Anteile im Reaktor selbst abgetötet wird und ein weiterer restlicher Anteil von Mikroben erst durch die Nachwirkung der im Reaktor entstandenen Reaktionsprodukte mit oxidativer Wirkung in der nachfolgenden Ausgangsleitung 3 bzw. dem Abfluß 24 erreicht wird. Die experimentell ermittelte Nachwirkdauer bei diesem Betrieb liegt im Bereich von etwa 2 bis 5 Minuten, in manchen Fällen 10 Minuten und darüber. Mit dieser Verfahrensweise kann durch die erforderliche geringere Stromdichte Energie eingespart werden. Die Nachwirkungsdauer kann dadurch noch weiter erhöht werden, daß die Stromdichte weiter herabgesetzt und die Kontaktzeit entsprechend erhöht wird, wodurch der Anteil an Reaktionsprodukten wächst.

Der Anteil an Reaktionsprodukten mit oxidativer Kraft kann unter Umständen nicht beliebig erhöht werden. Beispielsweise wird je nach Anwendungszweck dem Anteil an freiem Cl eine Höchstgrenze gesetzt. In bevorzugter Weise wird angestrebt, daß das über den Abfluß 24 fließende Wasser einen Gehalt von 0,1 mg/1 bis 0,6 mg/1 freies Chlor oder wenig darunter aufweist. Die Kontaktzeit soll etwa 3 Sekunden oder mehr und vorzugsweise wenigstens 5 Sekunden betragen. Besonders gute Werte werden erreicht, wenn die Kontaktzeit sogar etwa 9 Sekunden oder mehr beträgt. Die zugehörige Stromdichte hängt von der Reaktorgeometrie ab und ist jeweils zu ermitteln.

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Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER ■ D-SOOO MÜNCHEN 9O RE 17-1329 P/ro Verfahren zur Entkeimung von Wasser PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Entkeimung von Wasser, welches zwecks anodischer Oxidation durch einen Reaktor mit vorgegebener Stromdichte und vorgewähltem Volumenstrom geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzeit und die Stromdichte so eingestellt sind, daß am Ausgang des Reaktors ein Überschuß an Reaktionsprodukten mit oxidativer Kraft entsteht. _. ~

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erreichen des Überschusses die^:Kontaktzeit groß und die Stromdichte entsprechend klein eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzeit wenigstens 3 Sekunden beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3_r dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte so eingestellt ist, daß am Ausgang wenigstens 0,1 mg/1 und höchstens 0,6 mg/1 freies Chlor sowie höchstens 0,01 mg/1 Ozon und wenigstens 10 mg/1 Sauerstoff vorhanden sind.

PATENTAKWALT D1PL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER D-8O00 MÜNCHEN 9O - WtLLROIDERSTR. 8 · TEL. (089)640640

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzeit wenigstens 5 Sekunden beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzeit 9 Sekunden oder mehr beträgt.

7. Verfahren zum Entkeimen von Badewasser mittels eines Umwälzkreislaufes, dadurch gekennzeichnet, daß im ümwalzkreislauf eine Zelle zur anodischen Oxidation vorgesehen ist und daß die Stromdichte und der Volumenstrom für diese so gewählt sind, daß an ihrem Ausgang ein Überschuß an Reaktionsprodukten mit oxidativer Kraft vorhanden ist.

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