DE69613681T2

DE69613681T2 - Ionisierungseinrichtung für wasserentkeimung und abtrennung von verunreinigungen

Info

Publication number: DE69613681T2
Application number: DE69613681T
Authority: DE
Inventors: Julio Silva Bento
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2016-08-10
Also published as: WO1997007061A1; AU6672896A; EP0812302A1; PT101757B; ES2160831T3; DE69613681D1; EP0812302B1; PT101757A

Description

Es ist bekannt, daß Ionen (positiv) bestimmter Metalle von Wasserverunreinigungen (negativ) - wie Algen, Bakterien, Pilzen, Mikroorganismen im allgemeinen - angezogen werden und diese zerstören. Diese Verunreinigungen sammeln sich dann zu größeren Teilchen (Flockulation), die eine ausreichende Größe erreichen, um beispielsweise in üblichen Sandfiltern zurückgehalten zu werden. Diese Wirkung geringster Mengen von Metallionen (oligodynamischer Effekt) auf organische Materie in Wasser wurde bereits 1880 von dem Schweizer Botaniker Naageli entdeckt.
Die Metallionen bilden sich sehr langsam durch Lösung des Metalls in Wasser; dieser Vorgang kann durch elektrische Energie beschleunigt und gesteuert werden. Dieses Verfahren wird in sehr unterschiedlichen Behandlungsverfahren, wie der Behandlung von Trinkwasser oder industriellen Abwässern, einschließlich der Anwendung in Schwimmbädern eingesetzt.
In Schwimmbädern strebt man an, die Verwendung von chemischen Substanzen drastisch zu reduzieren oder vollständig zu eliminieren mit allen daraus resultierenden Vorteilen für die Gesundheit und den Komfort der Schwimmer.
Die Ionenproduktion ist proportional der Stärke eines Gleichstromes zwischen Metallelektroden, die in das zu behandelnde Wasser eingetaucht werden, das als Elektrolyt wirkt. Die als Anoden wirkenden Elektroden setzen positive Ionen frei. Anstatt alle Ionen an der Kathode anzulagern, sollten einige von ihnen in dem zu behandelnden Wasser dispergiert werden. Um den resultierenden Verbrauch der Elektroden auszugleichen und das Reinigen der Elektroden zu fördern, wird die Polarität der Elektroden periodisch umgedreht (die Anoden werden Kathoden und vice versa).

2. Stand der Technik

Wie bereits festgestellt wurde, stammt das der Erfindung zugrundeliegende allgemeine Prinzip aus dem Jahr 1880 und man findet auf dem Markt Systeme, welche in das zu behandelnde Wasser eingetauchte Metallelektroden verwenden, die zwei Gruppen bilden, von denen die eine mit dem positiven Pol (+) und die andere mit dem negativen Pol (-) der Gleichstromquelle verbunden sind, die der Filterpumpe zugeordnet ist.
Die Elektroden sind üblicherweise in einer Box angeordnet, die in der Druckleitung zwischen der Pumpe und dem Filter installiert ist.
Einen Fall zeigt das Patent BE-A-451481 von KATÄDYN, wo die Elektroden in einem Gefäß in Kreisform angeordnet sind.
Ein zweites Beispiel derselben Anordnung zeigt die Patentanmeldung GB-A- 2261880 von TAYLOR.

3. Beschreibung der neuen Erfindung

Die neue Lösung des vorliegenden Patentes ist im wesentlichen durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
a) Geometrisches Layout der Elektroden und ihrer Abmessungen, das einen Wasserfluß durch den Raum zwischen den Elektroden mit hoher gleichförmiger Radialgeschwindigkeit erlaubt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Elektroden an dem Deckel des Filters selbst angeordnet, der zwischen der Pumpe und dem filternden Sandbett angeordnet ist.
Die Elektroden, die angesichts der großen Filterabmessungen in einer größeren Anzahl als gewöhnlich vorliegen, sind in Kreisform angeordnet und bilden eine Art Käfig ohne Boden. So zieht der starke Wasserstrom in den Freiräumen zwischen den Elektroden besser die von den Anoden freigesetzten Ionen ab und ionisiert wirkungsvoller die Wasserverunreinigungen. Die Elektroden ändern von Zeit zu Zeit ihre Polarität von positiv zu negativ und verhalten sich wie ein elektrischer Kondensator. Daraus folgt - bei dem Wechsel der Polarität - ein hoher automatischer Anstieg der Stromstärke, der die Ablösewirkung von anorganischen (Ca, Mg, etc.) oder organischen Ionen von den Elektroden steigert, die sich möglicherweise an diesen abgesetzt haben. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt der Polaritätswechsel automatisch. Auf diese Weise wird nicht nur die Reinigung von abgesetzten Stoffen in viel kürzeren Intervallen ausgeführt, sondern es wird auch sichergestellt, daß über die Zeit hin alle Elektroden während gleicher Zeiträume als Anoden und als Kathoden arbeiten, so daß sie gleichförmig verbraucht werden und ihre Lebensdauer erhöht wird.
Bei diesem System steigt das von der Pumpe kommende Wasser axial durch den (nicht existierenden) Boden des Elektrodenkäfigs und verläßt diesen radial durch die schmalen Freiräume zwischen den Elektroden, wobei das Wasser eine hohe Geschwindigkeit erreicht, welche die vorstehend beschriebene elektrische Reinigungswirkung mechanisch ergänzt.
Außerdem wird ein stärkerer Sog auf die von den Anoden freigesetzten Ionen ausgeübt, wobei die Ionen (anstatt sich hauptsächlich an den Kathoden abzulagern) besser mit dem zu behandelnden Wasser vermischt werden, wodurch der Kontakt mit den Verunreinigungen erleichtert wird.

b) Verwendung preiswerterer und leichter zu verarbeitender Materialien für die Elektroden

Aus der Anordnung der Elektroden relativ zueinander und aus der Wirkung zwischen diesen und dem zu behandelnden Wasserstrom ergibt sich eine enorme Steigerung des Wirkungsgrades. Im Gegensatz zu anderen Ausführungen, welche elektrolytisch hochreine Kupfer (Cu)-Elektroden und Silber (Ag)-Elektroden verwenden, wird im vorliegenden Fall Messing (Cu/Zn) verwendet, das wesentlich billiger und leichter zu bearbeiten ist.

c) Eliminierung der Elektrodenbox

Da die Elektroden gemäß Fig. 2 an dem Filterdeckel selbst befestigt sind (er ist beweglich, um Zutritt zu dem Sand zu gewähren), ist die Installation an vorhandenen Schwimmbädern sehr einfach. Die Installation kann sogar durch den Eigentümer selbst ausgeführt werden, der den ursprünglichen Filterdeckel durch die mit den Elektroden versehene Platte ersetzt. An allen anderen bekannten Systemen muß eine Elektrodenbox für die Ionisation in dem Leitungssystem installiert werden.
Die Ausführungsformen des Systems sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt. Darin zeigen:
Fig. 1 ein allgemeines Schema der Wasserzirkulation und des Filtervorganges mit dem installierten System,
Fig. 2 eine Ansicht des Filters und des Systems, und
Fig. 3 eine Darstellung der Anordnung der Elektroden in Draufsicht und im Schnitt sowie einen Schnitt durch den Deckel mit den elektrischen Leitungen in einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 1 zeigt den Deckel oder das Abdeckteil 1, wo in dem Filter 2 die Elektroden installiert sind, die mit der Gleichstromquelle 3 verbunden sind, die ihrerseits aus dem Kasten 4 gespeist wird, der gleichzeitig den Pumpenmotor versorgt. Wenn die Uhr die Pumpe einschaltet, beginnt die Speisung der Elektroden und wird unterbrochen, wenn die Pumpe stoppt. Der Kasten 3 enthält einen Regler 6, der eine Änderung der Elektrodenspannung zwischen 0 und 15 Volt ermöglicht. Der Kasten 3 kann ferner ein Spannungsmeßgerät 7 enthalten und hat immer ein Strommeßgerät 8, das eine Regelung der Intensität der Ionisierung ermöglicht. Das zu behandelnde Wasser tritt in das Gefäß 2 durch die Einlaßleitung ein und strömt radial zwischen den Elektroden hindurch. Es erfolgt die lonisation mit der anschließenden Ausflockung, wonach das Wasser durch das Filtermaterial strömt und das Gefäß durch die Auslaßleitung verläßt.
In Fig. 2 ist der Deckel 1 mit den Elektroden 9 dargestellt, die alternierend gruppenweise an den (+)- und den (-)-Pol angeschlossen sind. Der Wasserstrom 10 tritt axial in den Elektrodenkäfig 9 ein und strömt radial durch die Zwischenräume zwischen den Elektroden aus. In der Figur erkennt man auch die Gleichstromquelle 3 mit dem Regler 6, dem Spannungsmeßgerät 7, dem Strommeßgerät 8 und dem Hauptschalter 11.
Die Fig. 3 zeigt eine Konstruktionszeichnung des Deckels in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei der Käfig von zwölf Elektroden geformt wird.

Claims

1. Einrichtung zur Wasserentkeimung und Abtrennung von Verunreinigungen, nämlich organischen und einigen anorganischen Verunreinigungen wie z. B. Eisen (Fe), unter Verwendung von positiven Ionen, die von Elektroden freigesetzt werden und sich an die Verunreinigungen (Algen, Bakterien, Viren, Pilze mit negativer Ladung) anbinden und sie vernichten, wobei sie deren Aggregation (Flockulation) zu Flocken fördern, die groß genug sind, um dekantiert und von normalen Filtern (z. B. Sandfiltern) zurückgehalten zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden längliche Elektrodenstäbe (9) mit einer Länge von 100 bis 250 mm und einem Durchmesser von 10 bis 25 mm sind, die aus Messing (Cu/Zn) bestehen und in einem gegenseitigen Abstand von 4 bis 10 mm kreisförmig angeordnet sind, und daß die Elektroden mit einer (+) und (-) Polarität einen bodenlosen Käfig bilden, dessen oberer Teil eine Platte (1) aus einem nicht leitenden Material ist, an der die Elektroden befestigt sind (Fig. 1 und 2), wobei die Platte (1) der Deckel eines Gefäßes (2) ist, das Filtermaterial enthält, sowie eine Einlaß- und eine Auslaßleitung hat, und wobei die Einlaßleitung in der Mitte entlang der Achse des von den Elektroden gebildeten Käfigs endet.

2. Ionisierungseinrichtung zur Wasserentkeimung und Abtrennung von Verunreinigungen gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine periodische Kommutierung der Polarität des Stroms.

3. Ionisierungseinrichtung zur Wasserentkeimung und Abtrennung von Verunreinigungen gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutierung der Polarität des Stroms durch ein zeitgesteuertes Automatiksystem gesteuert wird.