DE4216571C1 - Verfahren und Vorichtung zur Verhinderung mikrobiellen Wachstums in Rohrleitungen/Wasserkreislaufsystemen - Google Patents
Verfahren und Vorichtung zur Verhinderung mikrobiellen Wachstums in Rohrleitungen/WasserkreislaufsystemenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verhinderung
mikrobiellen Wachstums in Rohrleitungen. Die Unterdrückung mikrobiellen
Wachstums ist nur möglich, wenn im wesentlichen zwei Maßnahmen
erfolgreich durchgeführt werden: Zum einen muß der Zutritt
von Mikroorganismen in das Rohrleitungssystem begrenzt werden, zum
anderen muß eine für alle Mikroorganismen essentielle Verbindung
minimiert werden.
Bisher stand der Einsatz antimikrobieller Verbindungen im Vordergrund
der Bemühungen (s. KUNZ/FRIETSCH, 1986), mikrobielles Wachstum in
Wasserkreislaufsystemen zu begrenzen. Eine Vorbehandlung über Filtration
(beispielsweise Sterilfiltration in der Getränkeindustrie oder zur
Vorbehandlung, s. BE-PS 7 73 442, sind bekannt, aber nur kurzfristig (s.
beispielsweise Verfallsdatum von Fruchtsäften) wirkungsvoll. Mechanische
Reinigungsverfahren - s. DP-DE 33 22 755 mittels Rohrreinigungsgerät
oder mittels Schallwellen USP 5 082 502 - sind nur in der Lage, bereits
gebildete Biofilme teilweise abzulösen; im wandnahen Bereich
herrscht trotz noch so großer Turbulenz immer die Strömungsgeschwindigkeit
"0", so daß eine totale Beseitigung auch von makromolekularen
Strukturen der konditionierten Oberflächen flächig ausgeschlossen werden
kann. Wie FLEMMING (1990) ausführt, lassen sich trotz noch so
großer Anstrengungen Biofilme in Wasserkreisläufen nicht vollständig
vermeiden und beseitigen; nach FLEMMING muß man mit ihnen leben.
Die mikrobielle Besiedelung von Wasserkreisläufen wäre an sich kein
Problem, wenn daraus nicht
- 1. Energiemehrverbräuche über verschlechterte Wärmeübergänge (Biofilme mit Schichtdicke um 1 mm führen zur Reduzierung des Wärmeübergangs um 60 bis 70%),
- 2. Veränderungen bis hin zu Zerstörungen der Oberflächen und
- 3. Rückwirkungen auf die Produkte (z. B. beim Papiermachen Batzenbildung)
resultieren würden.
Von daher ist es verständlich, daß in der Praxis nach geeigneten Bekämpfungsmethoden
gesucht wird. Aber nach ihrem Gebrauch gelangen Ausgangsstoffe
wie Reaktionsprodukte mit dem Wasser in die Umwelt. Sie
müssen fallweise vorher unter Zusatz weiterer Chemikalien und von Energie
aus dem Wasser entfernt werden, weil entsprechende Anforderungen
an die Ableitung von z. B. Kühlwasser in die Gewässer nach dem
Wasserrecht existieren (Anhang 31 zur Rahmenabwasserverwaltungsvorschrift,
Stand April 1993).
Hat sich einmal ein Biofilm in einem System ausgebildet, wird man ihn
so gut wie nicht wieder los. Biofilm-Bakterien sind wesentlich unempfindlicher
gegen Biozide, vor allem sind die Zellen im Inneren bzw. in
Konsortien geschützt. Biofilme wurden demzufolge auch an Innenflächen
in Rohrleitungen für Desinfektionsmittel gefunden /EXNER et al.,
1987/. Da Biofilme durch antimikrobielle Verbindungen nicht vollständig
von den Oberflächen abgelöst werden können, findet man im zeitlichen
Ablauf dieser Systeme die typische Sägezahnkurve der Wiederverkeimung.
FLEMMING/1990/ führt dazu aus:
- - Die Mikroorganismen sind im Biofilm geschützt.
- - Überlebende Mikroorganismen infizieren das System erneut.
- - Abgetötete Mikroorganismen bilden eine Aufwuchsgrundlage.
Angesichts der Kosten und sonstigen apparativen und personellen Aufwendungen
für den Einsatz von Mikrobiziden müßten sich eigentlich die
Anwender schon lange die Frage stellen, ob nicht über die Kenntnis der
Zusammenhänge mikrobiellen Wachstums, Zusatzstoffe eingespart oder
gänzlich vermieden werden können. Dies müßte eigentlich um so eher
möglich sein, je stärker Wasser im Kreis geführt wird und je weniger von
außen nachdosiert werden muß.
Geht man also allein von den verwendeten Werkstoffen aus, könnte man
versuchen, diese antimikrobiell auszurüsten, wie dies heut schon in
vielen technischen Anwendungen gemacht wird (Depot- oder Retardform/s.
KUNZ, FRIETSCH, 1986/). Die Werkstoffe würden sich folgendermaßen
schützen lassen, wenn es nur um Korrosion geht:
- - Wahl edlerer Metalle zur Erhöhung der thermodynamischen Stabilität.
- - Passivierung der Oberfläche und Stabilisierung durch Legierungszusätze, wie z. B. Chrom.
- - Verwendung antimikrobieller Zusätze (Antifoulings, Silber, ggf. Kupfer).
Allerdings kann dadurch über die Zeit wohl die Verkeimung nicht ausgeschlossen,
sondern lediglich hinausgeschoben werden. Das verwendete
System ließe sich dadurch allerdings gegen Korrosionsfolgen besser
schützen. Will man aber mikrobiellen Befall wirklich begrenzen, muß ein
biotechnischer Ansatz gewählt werden. Dieser ist im Verhältnis dort
angesiedelt, wo es um das erwünschte Wachstum von Mikroorganismen
geht: in der Fermentation. Hier gilt es lediglich, dieses Wissen unter umgekehrten
Vorzeichen zu nutzen: Wasserkreisläufe sind als Bioreaktoren
aufzufassen, bei denen Wachstum gerade nicht stattfinden soll.
Die Aufgabe besteht also darin, von vornherein mikrobielles Wachstum
in Wasserkreislaufsystemen oder anderen Kreisläufen mit flüssigen Medien
zu unterbinden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß
- 1. die Zahl der Mikroorganismen im Zulauf zum System gegen Null gebracht wird und
- 2. ein einziger, wesentlicher Stoffwechselbaustein aller Mikroorganismen minimiert wird.
Dieser Stoffwechselbaustein kann Eisen sein. Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe weiterhin deshalb dadurch gelöst, daß die Fluide, die in Wasserkreisläufen
oder Rohrleitungen transportiert werden sollen, mit eisenionenbindenden
Substanzen in Kontakt gebracht werden. Dazu wird in
einer Vorrichtung nach Anspruch 4 die Zahl der eintretenden Mikroorganismen
über eine Sterilfiltration gegen Null gebracht und das Fluid
über eisenionenbindende Substanzen geführt, um die Eisenionenkonzentration
zu minimieren. Über stationär angeordnete Trägermaterialien oder
über austauschbare Patronen, die in Molchen in den Rohrleitungen transportiert
und vom Fluid durchströmt werden, wird sichergestellt, daß die
Eisenionenkonzentration auch während des Betriebes des Wasserkeislauf-
oder Rohrsystems im Minimum gehalten wird.
Die Begrenzung von Mikroorganismen im Zulauf kann analog der Sterilfiltration
in der Biotechnologie erfolgen, bei der das Medium über einen
Sterilfilter mit Trenngrenzen kleiner 0,2 mm erfolgt (dabei könnten ggf.
Sporen passieren). Die Technik ist im Rahmen der Cross-flow-Membrantechnik
inzwischen als durchaus gängig zu bezeichnen, wobei allerdings
die erforderlichen Membrantrennflächen (konventionelle Membranen
weisen Wasserwerte um 200 l/m² · h auf) ein erhebliches Analgenvolumen
zur Folge haben können. Auch andere Filtersysteme sind denkbar (DE-GM
86 24 333/US-PS 39 83 895).
Die Membrananlagen als solche sind übrigens ebenfalls ein Wasserkreislaufsystem
und werden mit Sicherheit anstelle des zu schützenden Wasserkreislaufsystems
nun selbst mikrobiell besiedelt werden. Allerdings
können hier speziellere Maßnahmen ergriffen werden, wenn die Anlagentechnik
darauf ausgelegt ist. Hierzu gibt es bereits Erfahrungen, bspw. in
der Bedämpfung.
Bei SCHLEGEL/1985/ findet sich der Hinweis, daß einer der natürlichen
Abwehrmechanismen höherer Organismen gegen Mikroorganismen die
Freihaltung des Milieus von Eisenionen ist. Diese Freihaltung erfolgt
durch eisenbindende Proteine, wie z. B. im Hühnereiklar durch Conalbu
min, in der Tränenflüssigkeit durch Lactotransferrin oder im Blutserum
durch Serotransferrin). Diese Chelatbildner sind der Schlüssel für die
Regulation des Eisens in Wasserkreisläufen. Daneben könnten auch als
Kron-Ether bezeichnete Moleküle dienen, in denen die Metallionen
vergleichbar wie im Kernbereich einer Krone gebunden werden und da
mit dem Stoffwechsel entzogen sind.
Eine in der US-PS 42 87 072 offenbarte Verminderung der Eisenionen mit
Hilfe von Hydrazin steht lediglich in Zusammenhang mit der Verhinderung
einer Eisenionen-Belagbildung (fouling) auf Kationen oder Anionenaustauschern
im Rahmen der Wasseraufbereitung, weil die Eisenionen
die Austauscherkapazität schmälern. Bei dem hier vorgestellten
erfindungsgemäßen Verfahren geht es nicht um eine Verschmutzungsbegrenzung,
sondern um die Begrenzung der Eisenionen mit dem Ziel, das
mikrobielle Wachstum zu begrenzen, um damit mikrobielle Beläge in
Wasserkreisläufen und Rohrleitungssystemen zu verhindern. Auch die
DE-OS 28 39 641 offenbart nicht das erfindungsgemäße Verfahren; sie
stellt lediglich ein mögliches Chelatharz vor, das im Rahmen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung eingesetzt werden kann.
Erfindungsgemäß werden die genannten, eisenionenbindenden Substanzen
in einer Patrone so eingekapselt, daß das zu stabilisierende Medium
die Patrone durchströmen muß, wobei die Wirksubstanzen die Patrone
nicht verlassen können. Dazu sind diese entweder auf Trägern zu immobilisieren
oder aber über Membranen mit entsprechender Trenngrenze
(Ultrafiltrationsmembranen) zurückzuhalten. Aus technischen Einsatz
gründen ist ersterem der Vorzug zu geben.
Die Molche (die Technik der Molche ist bekannt, vgl. DE-OS 30 32 532,
DE-OS 35 06 621, DE-OS 40 33 962 sowie DE-PS 10 76 583 und die bereits
oben zitierte DE-GM 86 24 333) werden in entsprechenden Rohrleitungsdimensionen
(Teile oder Vielfache der Einheit Zoll) gefertigt, so
daß sie für jedes Rohrleitungssystem verfügbar sind. An die Rohrleitung
wird ein konventioneller Bypass angeflanscht, der abzuschiebern und zu
entleeren geht, so daß der Molch über eine Schleuse aus dem Bypass herausgenommen
werden kann. Dabei können die Patronen gewechselt
werden.
Bei Verzicht auf die Sterilfiltration des zufließenden Mediums müssen
mit Sicherheit mehrere Molche eingesetzt werden und auch der Umlauf
der Molche im System erhöht werden.
Die Anzahl der Molche hängt in jedem Fall vom Rohrleitungsdurchmesser,
vom gewählten Trägermaterial für die Fixierung der eisenionenbindenden
Substanzen aus Gründen des benötigten Totraumvolumens und
von der Häufigkeit des Wasserwechsels bzw. dessen natürlichem Eisengehalt
ab.
Eine technische Ausführungsform des Molch-Prinzips ist auch, die eisenionenbindenden
Substanzen außerhalb des Wasserkreislaufs in geeigneten
Rieselfilmreaktoren zu immobilisieren und das von Mikroorganismen
freizuhaltende Medium nach der Sterilfiltration und anschließend periodisch
aus dem Wasserkreislauf zu entnehmen und separat zu filtrieren
und von Eisenionen zu befreien.
Rohrleitungssysteme aus eisenhaltigem Wandmaterial müssen selbstverständlich
vorher vollständig passiviert werden, weil partiell die Gefahr
besteht, daß entsprechend einem Löslichkeitsgefälle Eisenionen in das
Medium transferiert werden.
Die beladenen Patronen müssen selbstverständlich von Zeit zu Zeit ausgewechselt
werden, wobei z. B. in einem einzigen Ferritin-Molekül bis zu
4000 Eisenionen Platz finden, so daß in einem gepflegten System nur
selten aus diesem Grund ein Austausch stattfinden muß. Aufgrund unterschiedlicher
Wasserparameter ist aber mit der Inaktivierung der Wirksubstanzen
zu rechnen, so daß ein periodischer Austausch oder ein Austausch
auf Basis einer einfachen Eisenanalytik, wie in der Medizin beim
Nachweis der Eisenwerte im Blut, angezeigt ist.
Eine Solubilisierung der gebundenen Eisenionen ist analog mikrobieller
Stoffwechselwege durch extreme pH-Wert-Absenkung oder substanz-spezifische
Maßnahmen möglich.
Diese wird in der Regel vom Anwender durchgeführt werden können. Die
Patronen enthalten keine giftigen Substanzen, so daß sie mit dem hausmüllähnlichen
Abfall entsorgt werden können.
Die erfindungsgemäßen Vorteile liegen auf der Hand: Der Anwender
agiert, anstelle reagieren zu müssen. Das Medium wird durch keine erfindungsgemäße
Maßnahme negativ verändert: Feststoffe und Mikroorganismen
werden abfiltriert, Eisenionen ins Minimum geführt, so daß
mikrobielles Wachstum nicht stattfinden kann. Allerdings müssen eisenhaltige
Rohrleitungen geschützt werden. Dies kann durch Zusatz von
Korrosionsinhibitoren erfolgen, die unter den geschilderten Bedingungen
überhaupt erst mit dem Rohrmantel in Berührung kommen können: Bei
konventionellen Systemen verhindert der Biofilm auf der Rohrwand den
Zutritt, ganz abgesehen davon, daß Korrosionsinhibitoren Nährstoffe für
Mikroorganismen sein können.
Nachstehend ist die Erfindung anhand zweier Zeichnungen in schematischer
Form erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 das Prinzipschema als Ausführungsform des gesamten Systems. Das
Medium strömt in (1) der Anlage zu und wird in einer entsprechenden
Einrichtung sterilfiltriert (A). Danach duchrieselt das Medium eine
stationäre Patrone (B) analog dem Molchsystem zur bereits weitergehenden
Rückhaltung von Eisenionen im Zulauf. Von da wird es in das
Kreislaufsystem (C) hineingepumpt (Pumpe D).
An geeigneter Stelle in der Rohrleitung befindet sich ein Bypass (G) mit
einem geringeren Rohrdurchmesser, so daß der Molch (F) immer durch
die Molchstation (E) hindurch muß. Über eine variable Querschnittsverengung
(e1) in der Molchstation kann der Molch aufgehalten werden. Das
Medium umströmt in dieser Zeit die Molchstation über einen Bypass (G).
Soll die Patrone im Molch gewechselt werden, wird das Ventil (e2)
geschlossen, das in der Leitung befindliche Medium über (3) abgelassen,
so daß der Molch (F) aus der Molchstation herausgenommen werden
kann.
Über einen Abfluß (2) kann das Medium auch von Zeit zu Zeit über die
stationäre Patrone analog dem in der Strömung mitschwimmenden Molch
zusätzlich von Eisenionen befreit werden.
Fig. 2 zeigt den Molch in einer Ausführungsform als Schnittzeichnung. Das zu
behandelnde Medium strömt durch den Molch durch die Öffnung (a) und
gelangt in die Patrone (b), in der sich die Trägermaterialien mit den eisenionenbindenden
Substanzen in lockerer Schüttung befinden (c). Über
den Düsenboden (d) verläßt das Medium den Molch wieder, wobei eine
zusätzliche Antriebseinheit (f) im Düsenboden für eine erzwungene Bewegung
des Molches sorgen kann. Über (g) erfolgt die Entnahme der Patrone
(b).
Ausführungsformen dieses Systems bestehen darin, daß man die Baugruppen
(A) und/oder (B) wegläßt oder auch die Molchstation (E) mit
dem beweglichen Molch (F) und nur die stationäre Anwendung wählt. Der
Molch als solcher kann vor allem in strömungstechnisch veränderten
Formen und Größen zur Anwendung kommen. Bei feststoffhaltigen Medien
sorgen spiralförmige, hydrozyklonartige Strömungskanäle im Mantelbereich
der Patrone oder in durchgehenden Strömungskanälen als weitere
Ausführungsform für die schadlose Ableitung der Feststoffe.
Literatur
Eisman, P. C.; F. C. Kull, R. L. Mayer (1949): The bacteriological aspects
of deionized water. J. Am. Pharm. Assoc., Sci Ed. 38, 88-91.
Exner, M.; G. J. Tuschewitzki, J. Scharnagel (1983): Observations of bacterial growth an a copper pipe line of a central disinfection dosage apparatus. ZBl. Bakt. Hyg. Orig. B. 177, 170-181.
Flemming, H. C. (1990): Biofouling in water treatment. In: Biofouling and biocorrosion in industrial water systems (Eds.: Flemming, Geesey), Spinger-Verlag, Heidelberg.
Flemming , H. C. (1985): Verkeimung und Desinfektion von Ionenaustauschern. CONCEPT-Symposion: Der Einsatz von Desinfektionsmitteln bei der Produktion von Pharmazeutika.
Hamilton, W. A. (1987): Biofilms: Micobial interactions and metabolic activities. In: M. Fletscher, T. R. G. Grayund J. G. Jones (Hrsg.): Ecology of microbial environments. Cambridge Univ. Press, p. 61-385.
Kunz, P; G. Frietsch (1986): Mikrobizide Stoffe in biologischen Kläranlagen - Immissionen und Prozeßstabilität. Springer-Verlag, Heidelberg-Berlin 1986 - ISBN 3-540-16426-X.
Saunders, L. (1954): Demineralized water for pharmazeutical purposes. H. Pharm. Pharmaceut. 6, 1014-1022.
Schlegel, H. G.; K. Schmidt (1985): Allgemeine Mikrobiologie. 6. Auflage. Thieme-Verlag.
Wallhäuser, K. H. (1988): Anforderungen an Wasser für pharmazeutische Zwecke. CONCEPT-Symposion: Wasseraufbereitung für pharmazeutische Zwecke.
Exner, M.; G. J. Tuschewitzki, J. Scharnagel (1983): Observations of bacterial growth an a copper pipe line of a central disinfection dosage apparatus. ZBl. Bakt. Hyg. Orig. B. 177, 170-181.
Flemming, H. C. (1990): Biofouling in water treatment. In: Biofouling and biocorrosion in industrial water systems (Eds.: Flemming, Geesey), Spinger-Verlag, Heidelberg.
Flemming , H. C. (1985): Verkeimung und Desinfektion von Ionenaustauschern. CONCEPT-Symposion: Der Einsatz von Desinfektionsmitteln bei der Produktion von Pharmazeutika.
Hamilton, W. A. (1987): Biofilms: Micobial interactions and metabolic activities. In: M. Fletscher, T. R. G. Grayund J. G. Jones (Hrsg.): Ecology of microbial environments. Cambridge Univ. Press, p. 61-385.
Kunz, P; G. Frietsch (1986): Mikrobizide Stoffe in biologischen Kläranlagen - Immissionen und Prozeßstabilität. Springer-Verlag, Heidelberg-Berlin 1986 - ISBN 3-540-16426-X.
Saunders, L. (1954): Demineralized water for pharmazeutical purposes. H. Pharm. Pharmaceut. 6, 1014-1022.
Schlegel, H. G.; K. Schmidt (1985): Allgemeine Mikrobiologie. 6. Auflage. Thieme-Verlag.
Wallhäuser, K. H. (1988): Anforderungen an Wasser für pharmazeutische Zwecke. CONCEPT-Symposion: Wasseraufbereitung für pharmazeutische Zwecke.
Claims (5)
1. Verfahren zur Verhinderung mikrobiellen Wachstums in Rohrleitungen, insbesondere
Wasserkreislaufsystemen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der
Mikroorganismen im Zulauf der Rohrleitung gegen Null gebracht wird und ein
einziger, wesentlicher Stoffwechselbaustein aller Mikroorganismen minimiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoffwechselbaustein
Eisen ist, das durch eisenionenbindende Substanzen vermindert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich
bei den eisenionenbindenden Komponenten um Komplexbildner, Proteine, Kronether
oder andere Komponenten mit hoher Affinität zu Eisen handelt.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid vor Eintritt in das Rohrleitungssystem einer
Sterilfiltration unterzogen und anschließend über ein Trägermaterial mit
eisenionenbindenden Eigenschaften geleitet wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial
stationär angeordnet ist oder in austauschbaren Patronen in einem oder mehreren
Molchen in dem Rohrleitungssystem vom Fluid durchströmt wird.
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DE4216571A DE4216571C1 (de) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Verfahren und Vorichtung zur Verhinderung mikrobiellen Wachstums in Rohrleitungen/Wasserkreislaufsystemen |
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DE4216571A DE4216571C1 (de) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Verfahren und Vorichtung zur Verhinderung mikrobiellen Wachstums in Rohrleitungen/Wasserkreislaufsystemen |
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DE4216571A Expired - Fee Related DE4216571C1 (de) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Verfahren und Vorichtung zur Verhinderung mikrobiellen Wachstums in Rohrleitungen/Wasserkreislaufsystemen |
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DE (1) | DE4216571C1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997033833A1 (en) * | 1996-03-11 | 1997-09-18 | Archer, Walter, James | Ballast water de-toxification treatment system for ships |
US6214601B1 (en) | 1996-07-20 | 2001-04-10 | Eastman Kodak Company | Method for inhibiting the growth of microorganisms in an aqueous medium |
WO2017120628A1 (de) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Peter Arbeiter | Vorrichtung zum abtöten von keimen und/oder krankheitserregern |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE773442A (en) * | 1971-10-04 | 1972-01-31 | Lenoir Jean Pierre | Water softener for automatic washing machine - comprises polyphosphate cpd. contained in transparent plastic container |
US3983895A (en) * | 1975-04-17 | 1976-10-05 | Marathon Oil Company | Pump station bypass system |
DE2839641A1 (de) * | 1977-09-12 | 1979-03-22 | Unitika Ltd | Veraethertes phenolisches chelatharz, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung |
US4287072A (en) * | 1979-10-18 | 1981-09-01 | Drew Chemical Corporation | Water treatment by ion exchange resin |
DE3032532A1 (de) * | 1980-08-29 | 1982-03-18 | Hubert 2000 Hamburg Skibowski | Rohrleitungsmolch |
DE3506621A1 (de) * | 1985-02-26 | 1986-08-28 | Hermann Dipl.-Ing. 4450 Lingen Rosen | Molch zum entwachsen von rohoelleitungen |
DE8624333U1 (de) * | 1986-09-11 | 1986-10-30 | Czekanowsky, Falko, 2081 Appen | Filterarmatur, insbesondere für molchbare Rohrleitungen |
US5082502A (en) * | 1988-09-08 | 1992-01-21 | Cabot Corporation | Cleaning apparatus and process |
DE4033962A1 (de) * | 1990-10-25 | 1992-04-30 | Ernst Wedemann | Vorrichtung zur reinigung von rohren |
-
1992
- 1992-05-20 DE DE4216571A patent/DE4216571C1/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE773442A (en) * | 1971-10-04 | 1972-01-31 | Lenoir Jean Pierre | Water softener for automatic washing machine - comprises polyphosphate cpd. contained in transparent plastic container |
US3983895A (en) * | 1975-04-17 | 1976-10-05 | Marathon Oil Company | Pump station bypass system |
DE2839641A1 (de) * | 1977-09-12 | 1979-03-22 | Unitika Ltd | Veraethertes phenolisches chelatharz, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung |
US4287072A (en) * | 1979-10-18 | 1981-09-01 | Drew Chemical Corporation | Water treatment by ion exchange resin |
DE3032532A1 (de) * | 1980-08-29 | 1982-03-18 | Hubert 2000 Hamburg Skibowski | Rohrleitungsmolch |
DE3506621A1 (de) * | 1985-02-26 | 1986-08-28 | Hermann Dipl.-Ing. 4450 Lingen Rosen | Molch zum entwachsen von rohoelleitungen |
DE8624333U1 (de) * | 1986-09-11 | 1986-10-30 | Czekanowsky, Falko, 2081 Appen | Filterarmatur, insbesondere für molchbare Rohrleitungen |
US5082502A (en) * | 1988-09-08 | 1992-01-21 | Cabot Corporation | Cleaning apparatus and process |
DE4033962A1 (de) * | 1990-10-25 | 1992-04-30 | Ernst Wedemann | Vorrichtung zur reinigung von rohren |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DE-B.: Allgemeine Mikrobiologie, Schlegel, Thieme 6. Aufl., 1985, S. 260 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997033833A1 (en) * | 1996-03-11 | 1997-09-18 | Archer, Walter, James | Ballast water de-toxification treatment system for ships |
US6214601B1 (en) | 1996-07-20 | 2001-04-10 | Eastman Kodak Company | Method for inhibiting the growth of microorganisms in an aqueous medium |
WO2017120628A1 (de) * | 2016-01-14 | 2017-07-20 | Peter Arbeiter | Vorrichtung zum abtöten von keimen und/oder krankheitserregern |
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