DE695322C

DE695322C - Verfahren und Vorrichtung zur Sterilisation stroemenden Wassers

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Publication number: DE695322C
Application number: DE1932S0103582
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1932-03-05
Filing date: 1932-03-05
Publication date: 1940-08-22

Description

S 103582

Es ist bekannt, Flüssigkeiten, die entkeimt werden sollen, äußerst geringe. Menge von oligodynamisch wirksamen Metallen, z. B. von Silber, zuzusetzen. Es ist ferner bekannt, die Einfuhrung des Silbers oder irgendeines anderen oligodynamisch wirksamen Metalls in die zu sterilisierende Flüssigkeit durch anodische Auflösung zu bewirken. Das bisherige Verfahren hat, sobald es sich um große Wassermenjgen handelt, Nachteile. Man braucht sehr große Elektroden, da man nur mit geringer Stromdichte arbeiten kann; diese wieder benötigt man wegen der nur geringen ,anwendbaren Stromstärke, die ihrerseits durch die sehr kleine zu lösende Metallmenge bedingt ist. Ferner wird ein Teil des an der Anode aufgelösten Silbers an der Kathode wieder abgeschieden. Diese kathodische Abscheidung bedeutet einen nicht unerhebliehen Energieverlust. Ferner wird durch den Silbertransport von der Anode zur Kathode die Anode unnötig schnell abgenutzt. Um dies zu vermeiden, müssen die Elektroden von Zeit zu Zeit umgepolt werden. Wendet man größere Stromdichten an, so werden die beschriebenen Nachteile noch größer. Ferner sind die bisherigen Verfahren unwirtschaftlich, weil in den großen Elektroden, man arbeitet gewöhnlich mit zwei an das Netz angeschlossenen Elektroden und mehreren Zwischenelektroden, unzweckmäßigerweise unnötig · große Silbermengen festgelegt und anderweitiger Verwendung entzogen werden.

Wie schon erwähnt, werden die .Silberund Energieverluste "bei erhöhter Stromdichte unerträglich groß. Dieser Umstand verbietet eine Maßnahme, die durch das Bekanntsein der verschiedenen Ionenwanderungsgeschwindigkeiten zur Verbesserung der bekannten Verfahren nahegelegt sein würde, nämlich die unbeschränkte Steigerung der Durchlaufgeschwindigkeit. ' Da die erforderliche aufzulösende Mindestmenge an oligodynamisch wirksamem Metall bekannt ist, bei Silber z. B. ioo_ bis' 200 γ/l Sterilisiergut beträgt, müßte bei' übermäßig starkem Durchlauf eine so hohe Stromdichte verwendet werden, daß Gründe der Wirtschaftlichkeit ihre Anwendung verbieten.

Die Vorzüge des neuen auf der Verwendung 5a eines Diaphragmas beruhenden Verfahrens bestehen darin, daß diese Übelstände vermieden werden. Es hat sich gezeigt, daß eine Silberabscheidung an der Kathode nicht eintritt, und daß man gleichzeitig mit verhältnismäßig großen Stromdichten, also mit kleinen Anoden, auch bei 'großem Wasserdurchlauf arbeiten kann, wenn man Anode und Kathode durch ein Diaphragma trennt. Als Kathodenflüssigkeit wird zweckmäßig eine verdünnte

Säure, ζ. B. 2o/_oige Salzsäure, verwendet. Die Trennung von Kathoden- und Anodenflüssigkeit durch ein Diaphragma ist nicht leicht durchzuführen, da es sich praktisch, z. B. in Wasserwerken, um die Bewältigung großer Wassermengen handelt und .die Anwendungsweise des Diaphragmas es mit sich bringt, daß es gegebenenfalls beträchtlichen einseitigen Druckbeanspruchungen unterworfen sein

ίο kann. In Wasserwerken befindet sich der Reinwasserbehälter gewöhnlich nicht in unmittelbarer Nähe der Pump- und Sterilisationsanlagen. Es kann also bei ungünstigen Verhältnissen vorkommen, daß die Sterilisations-

• 5 einrichtung unter dem Druck des Wasserleitungsnetzes steht. Diesen Beanspruchungen muß daher eine brauchbare elektrolytische Einrichtung standhalten können.
/An sich ist die Anwendung von Diaphrag-

ao men bei elektrolytiscben Vorgängen aller Art bekannt. Man hat "solche beispielsweise auch bei einem Verfahren zur Vermeidung der selektiven Korrosion in wasserführenden Vorrichtungen durch elektrolytisches Einbringen gewisser Metallsalze in das strömende Wasser verwendet, wobei man entweder den Diaphragmenraum offen in den Strömungsraum hineinragen ließ oder ihn zwar abschloß, aber in reibungstechnisch unvorteilhafter Weise quer zur Strömungsrichtung anordnete. Die erfindungsgemäße Verwendung von Diaphrag-• men zur oligodynamischen Sterilisation von Wasser hat den überraschenden Vorteil mit sich gebracht, die mit älteren Sterilisationsverfahren verknüpften Energie- und Metallverluste so weit herabzusetzen, daß die unter ihrer Anwendung geschaffenen Vorrichtungen als praktisch brauchbar für strömendes Wasser zu gelten haben.

Sterilisationsverfahren, die durch Adsorption der zu beseitigenden Keime und Stoffe mittels eines kombinierten Aluminium- und Eisenhydroxydniederschlages bei gleichzeitiger Luft- und Magneteinwirkung wirksam sind, sind gleichfalls bekannt; auch ist es schon bekannt, diese kombinierten Niederschläge elektrolytisch zu erzeugen. Bei diesem Verfahren war aber ebenfalls mit der sehr beträchtlichen Reibung des Wassers an den dicht aneinanderliegenden Elektroden zu rechnen; auch wurde dabei nicht die vorteilhafte Eigenschaft gewisser Metalle ausgenutzt, oligodynamische Wirksamkeit zu zeigen. In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der zur Ausübung des Verfahrens vorgesehenen Vorrichtung schematisch dargestellt.

ι ist ein Wasserleitungsrohr, in das in geeigneter Weise ein Diaphragma 2, z. B. ein Tondiaphragma, eingesetzt ist. Das Rohr 1 ist von einem weiteren Rohr 3 umgeben, in dem sich der Katholyt, z. B. verdünnte Salzsäure, befindet. In dem Diaphragmazylinder 2 befindet sich eine Anode, z. B. ein Silberstab, ein Silberrohr, ein gerolltes Drahtnetz o. dgl. 4. Das Kathodengefäß 3 trägt - einen Stutzen 5, durch welchen die Kathodenflüssigkeit eingeführt werden kann, und der gleichzeitig dazu dient, mit Hilfe einer in der Figur nicht gezeichneten Pump- oder sonstigen Vorrichtung die Kathodenflüssigkeit auf '/<> annähernd demselben Druck zu halten, wie das das Rohr 1 durchströmende Wasser. Durch besondere selbsttätige Vorrichtungen kann dafür vorgesorgt werden, daß der Druck im Kathodengefäß sich ständig auf denselben Wert einstellt, der in der Leitung 1 herrscht. Zweckmäßig ist es, den Druck im Kathodenraum etwas niedriger zu halten als im Anodenraum, damit keine Salzsäure in das zu behandelnde Wasser hineingedrückt wird. Der verschließbare Stutzen 6 dient zur Durchspülung des Kathodengefäßes bzw. zur Erneuerung der Kathodenflüssigkeit, die selbsttätig und fortlaufend erfolgen kann. Als Kathode , kann entweder, wie im dargestellten Beispiel der Vorrichtung, das Rohr 3 selbst benutzt werden, oder es kann eine besondere Kathode im Kathodengefäß in beliebiger Befestigungsweise langebracht werden. Je nach den im praktischen Einzelfall vorliegenden Verhältnissen kann man die Einrichtung in die Saugoder Druckleitung oder kurz vor dem Reinwasserbehälter einbauen. Im letzteren Fall sind die Einrichtungen zum Druckausgleich zwischen Anolyt und Katholyt entbehrlich. Zur Ausübung des Verfahrens können außer der beschriebenen Anordnung auch beliebige andere Anordnungen dienen.

Die Stromdichte wird bei Ausübung des Verfahrens derart eingestellt, daß je Kubikmeter durchströmenden Wassers eine bestimmte Silbermenge, z.B. o,ig, in Lösung gebracht wird. Durch Regelvorrichtungen, z. B. durch einen Wasserströmungsgeschwindigkeitsmesser, der die elektrische Stromdichte mittels geeigneter Zwischenvorrichtungen beeinflußt, kann die Silbermenge dem jeweiligen Wasserverbrauch angepaßt werden, so daß im Wasser jederzeit eine stets gleichbleibende Silberkonzentration aufrechterhalten wird.

Zu erwähnen ist noch, daß eine Vorrichtung zur Ausübung des neuen Verfahrens in jede beliebige Druckleitung eingebaut werden kann. ¹¹S

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Sterilisation strömenden Wassers durch elektrisches Einbringen oligodynamisch wirksamer Metalle -unter Vermeidung kathodischer Metallverluste,

dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser lediglich als Anolyt dient und von einem besonderen Katholyten durch ein Diaphragma getrennt gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß als Katholyt eine Säurelösung, vorzugsweise Salzsäure, be-' nutzt wird.
3. Ausfiihrungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 bei Druckwasser, dadurch gekennzeichnet, daß der Katholyt unter dem gleichen oder annähernd dem gleichen Druck gehalten wird wie der Anolyt.
4. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichung des Drucks im Katholyten an den Druck im Anolyten durch selbsttätig wirksam werdende Mittel herbeigeführt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis¹ 4, dadurch gekennzeichnet, daß der in einem in die ·

,.' Wasserleitung eingebauten, zweckmäßig zylindrischen Behälter durch ein ebenfalls zylindrisches, parallel zur Strömungsrichtung angeordnetes Diaphragma ausgesparte innere Raumteil dem Durchfluß des Wassers dient und die Anode enthält, während der äußere, zwischen Diaphragma und Behälterwandung eingeschlossene Raumteil die Kathode und den Katholyten enthält.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Kathode die Behälterwandung dient.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen