DE9010469U1

DE9010469U1 - Filtervorrichtung

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Publication number: DE9010469U1
Application number: DE9010469U
Authority: DE
Original assignee: Medarex AG
Current assignee: Medarex AG
Priority date: 1990-07-11
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1990-11-08
Anticipated expiration: 2000-07-12

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung zur Entfernung voll Nitrationen und adsorbierbaren Stoffen aus Wasser zur Trinkwasseraufbereitung, sowie Mittel zur Entkeimung dee Filtervorrichtung.

Nitrat kommt zunehmend sowohl im Trinkwasser als auch r^ii-rlichei'weise in Nahrungsmitteln, nan-Tintlich pflanzlicher Herkunft, vor.

L-H Toxitat von Nitrat steiqt erheblich an, wenn eine Reduktion -■im gefährliche^ Nitrit stattfindet. ^ie Reduktion kann hierbei in verschiedener Weise eintreten, nämlich durch:

1.) Anwesenheit von nitratreduzierenden Keimen im Magen-Darmbereich, und

2.) durch Anwesenheit von nitratreduzierenden Keimen in Trinkwasseraufbereitungsgeräten, beispielsweise im Haushalt.

Es sind zahlreiche Geräte zur Enthärtung oder zur einfachen Filtrierung von Trinkwasser für den Haushaltsbedarf auf dem Markt. In diesen Geräten sammeln sich im Laufe der vorbestimmten Anwendung die im Wasser befindlichen Kej.me an, welche sich sich in der Trinkwasseraufbereitungsanlage auch erheblich vermehren können. Keines dieser Geräte sieht jedoch eine Möglichkeit zum Entkeimen der Filterschicht nach längerem Gebrauch vor, so daß die Wirksamkeit der Anlagen nachläßt, was bis zur Unbrauchbarkeit führen kann.

Es ist bekannt, daß Ionenaustaucher aufgrund ihrer Makroporosität einen ausgezeichneten Mährboden für Bakterienwachstum bieten.
Ferner ist es auch bekannt, daß solche Ionenaustauscher, die

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vorzugsweise in Form von Kügelchen ausgebildet sind, besonders

&ggr;-&Igr; schnell verkeimen, wenn sie mit Nitrationen beaufschlagt sind.

&kgr; 5

;; Die NitTatkonsentration im Tr. Wässer steigt ständig weltweit

i\ an. In vielen Fällen liegt der Grund in der intensiven Bodennut-

I. zung durch übt_düngung. Der nicht vom Boden bzw. den Planzen

'■ aufgenommene Stickstoff wird herausgespült und gelangt in das

Grundwasser und in die Gewässer und damit in den I'-ahrungsmittelkreislauf.

Die zulässigen Grenzwerte für Nitrat im Trinkwasser sind in Europa auf einen Wert von 25mg/l festgelegt. Da viele Trinkwasser-Quellen diese Werte übersteigen, besteht in fast allen Ländern ein zunehmender Bedarf für eine sichere und einfache Filtervorrichtung zur Wasseraufbereitung für Trinkzwecke und zur Bereitung von gesunden und schadstoffreien Nahrungsmitteln.

Die Entfertnung von Nitrationen mit Hilfe von Ionenaustauchern j st an sich bekannt. Problematisch ist es jedoch die Vorrichtungen zum Ionenaustausch ständig keir.frei zu halten und eine Keomfreiheit während eines mehrtätigen Gebrauchs zu gewährleisten.

Der vorliegender. Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Filtereinheit zu schaffen, welche nicht nur die Entfernung von Nitrationen vnd anderer absorbierbarer Stoffe aus Trinkwasser ermöglicht, sondern auch eine kontinuierliche oder periodische Desinfektion der Filterschichten gestattet.

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Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß
bei der eingangs aufgeführten Filtervorrichtung diese als aufschraubbare Patrone mit mindestens einem Schraubelement und einem Zu- und einem Abfluß ausgebildet ist, wobei 6ei' Zufluß mit einem Wasserleitungsanschluß verbindbar ist und die Patrone

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schichtweise mit Adsorptionsmitteln und Ionenaustauschern, welche eine Spezifität zu Nitrationen aufweisen, gefüllt ist.
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Zur kontinuierlichen Desinfektion der Filtermittel weist das Zuflußrohr einen Tropfflaschen-Anschluß mit einem Leifcungsdruckminderer auf, mit dem ein Tropfbehälter zuschaltbar ist.

Die Adsorptionsmittel und IonenaustauscaT sind nach der Erfindung zwischen einem Gewebe av.s synthetischen Texti !fasern angeordnet. Diese können beispielsweise aus einem polymerisierten Acryl bestehen.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Adsorptionsmittel und Ionentauscher zwischen feinperforierten Trennscneiben angeordnet und in einer anderen Ausführungsform werden die Adsorptionsmittel und Ionenaustauscher mit dem Gewebe an-j, synthetischen Textilfasern verpreßt.

Die Adsorptionsmittel bestehen aus Ton, Bimstein und Aktivkohle. Zur kontinuierlichen Desinfektion der Filtermittel weist das Zuflußrohr einen Tropfflaschen-Anschluß mit einem Leitungsdruckminderer auf, mit dem ein Tropf behälter suschaltbar ist. Der Tropfbehälter enthält eine Desinfektionslösung, welche mittels eines Faserrohres kontinuierlich austrcpfbar und der Filtervorrichtung zuführbar ist. Als Desinfektionsmittel findet eine Lösung von Natriuitihypochlorit Anwendung.

Der eingangsseitige Zufluß der Filterpatrone ist mit einer Wasseranschlußleitung verbunden, in der ein Dreiwegehahn vorgeschaltet ist, so daß ein Bypaß zur Filterpatrone gebildet ist.

Gemäß der Erfindung besteht die Möglichkeit, eine Desinfektion der Filterpatrone entweder pauschal oder kontinuierlich durchzuführen.

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Durch die Erfindung, welche durch die Ansprüche gekennzeichnet ist, werden folgeiris Vorteile erreicht:
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1.) Die Filtereinheit ist derartig ausgebildet, daß sie einfach auf eine &igr; Wasserhahn angeschraubt werden kann. Nach der Erfindung ist vor der Filterpatrone ein Zweiwegehahn vorgesehen, der es moylicht, daß dan Leitungswasser entweder uUruh das Filter geleitet oder direkt abfließt. Diese Möglichkeit nach der Erfindung hat den Vorteil, daß nur dann das Filter eingesetzt werden muß, wenn es erforderlich ist, das Wasser von Verunreinigung zu befreien. Die Filterkapizität bzw. seine Ausnutzung kann dadurch in vorteilhafter Weise erheblieh gesteigert werden.

2.) Nach der Erfindung ist der Wassereinlauf des Filters mit einem Druckminderer versehen. Hierdurch ist es möglich, eine Tropfflasche mit einer Desinfektionslösung kontinuierlieh anzuschließen, so daß das Desinfektionsmittel in wirksamer Weise das Filter desinfiziert und zwar in einer solchen Starke, dap das filtrierte Wasser keimfrei üfiu genießbar ist. Außerdem durchfließt das Wasser das Filter mit einer konstante Geschwindigkeit.

Durch die Verwendung von Acryl fasern und Acryl faserschichten sowie feinperforierten Trennscheiben ist ein sehr regelmäßiger Kontakt zwischen Ionenaustaucher und das zu behandelnde Wasser gegeben, so daß ein hoher Wirkungsgrad der Filtervorrichtung vorhanden ist.

3. Nach der Erfindung ist der Filterkörper als eine schraubbare Patrone ausgebildet.

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Dieses Merkmal beinhaltet zwei wesentliche Vorteile:

a) So kann eine Patrone nach Beendigung ihrer Wirksamkeit sehr leicht durch eine neue ersetzt werden.

b) Ferner ist hierdurch die Möglichkeit einer diskont,!- nu.ierlichen Desinfektion gegeben, da uie Patrone je nach Benutzung, nach einer bestimmten Zeit, beispielsweise nach zwei Tagen aufgeschraubt und mit einigen Tropfen der sterilisierenden Lösung versetzt werden kann. Dadurch wird die Desinfektion der Filterschichten im diskontinuierlichen Betrieb ermöglicht.

In einer Abwandlung der Erfindung ist eine kontinuierliche Dosierung der desinfizierenden Lösung möglich, in dem eine Tropfflasche der Zuflußleitung vorgeschaltet ist. Diese ist mit einem Faser-oder Filzrohr versehen, so daß ständig eine geringe Menge Desinfektionsmittel bsi Benutzung der Filtervorrichtung austropfen kann. Um dies zu ermöglichen, ist der Druckminderer der Tropfflasche vorgeschaltet.

Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

FIGUR 1 eine Ansicht einer Filtervorrichtung mit Wasseranschluß in und Tropfflasche in schematischer Darstellung, und

FIGUR 2 einen Schnitt durch eine Filterpatrone und eine Ansicht des Wasseranschlusses.

Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist die Filtrrpatrone A f-n einen Einlaufstutzen B geschraubt, der eingangsseitig mit dem Wasserhahn E verschraubt ist. Der Wasserhahn E, der einen Druckminderer C enthalt, ist als Dreiwegehahn ausgebildet, der durch einen Umleghebel betätigbar ist. Hierdurch läßt sich das Wasserrohr D direkt mit dem Auslaufrohr F oder mit der Patrone &Lgr; verbinden. Die Filterpatrone A ist mit den verat;tiit:tieiit;n Fi 1 terniater^alien gefüllt, nämlich Aktivkohle 1, Bimstein 2 und Ton 3. Am Ein- und Ausgang sowie zwischen der Aktivkohle und dem Bimstein 2 befinden sich mechanische Feinfilter aus einem feinporigen Metz, welche durch Stützgitter 4 gehalten werden. Mit 6 ist ein Ionenaustauscher bezeichnet. G kennzeichnet den Auslauf der Filterpatrone A.

Dir Figur 2 zeigt eine ähnliche Ausführungsform der Filtervorrichtung A bis G. Auf dem Druckminderer C ist jedoch ein Steckoder Schraubanschluß für eine Tropfflasche H vorgeseher., die in der Figur 1 separat in aufrechter Stellung nochmals dargestellt ist. Die Tropfflasche H ist mit einem Filzdocht J oder dergleichen versehen, so daß die Sterilisationsfiüssigkeit kontinuierlich austropfen kann, wenn die Flasche H mit dem Druckmindere'- C oder dem Wasserhan E in umgekehrter Stellung ver^chraubt wird. Eei normaler Lagerung ist die Tropfflasche mit dem Verschluß Ii verschraubt und mit einer Dichtung I versehen.

Das Filter wird mit dem Wasserhahn E fest verschraubt. Durch Betätigung des Dreiwegehahns ist es möglich, das Wasser aus dem Wasserhahn entweder durch die Filterpatrone A oder direkt ausfließen zu lassen. Wegen des eingebauten Druckminderers ist es möglich, daß nur ca. 1 Liter Wasser pro Minute unabhängig vom Leitungswasserdruck durch die Filterpatrone fließen kann.

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Die Güte oder Einsatzfähigkeit der Filter wird durch periodische Bestimmung der Nitratkonzentration des behandelten Wassers mittels Teststäbchen überwacht welche auf dem Markt erhältlich sind.

In Versuchen wurde festgestellt, daß selbst bei einem Filter im sterilen Zustand und in der Verpackung eine Verkeimung nach einer Stillstandszeit von 3-4 Tagen oder bei täglicher (Nacht-Stillstand) Benutzung in ca. 5 Tagen stattfand. Diese Verkeimung wurde durch Verwendung einer Desinfektionslösung von z.B. 5* Natriumhypochlorit vollständig vermieden.

Für diesen Zweck wird die Filterpatrone A aufgeschraubt und eine geeignete Tropfenzahl der Desinfektionslösung über die obere Filterschicht eingegeben.

Es wurde festgestellt, daß bei Anwendung der Lösung am Abend eines jeden 2.-3. Tages bereits am nächsten Tag nach Verwerfen der ersten Milliliter des behandelten Wassers, das Filter absolut keimfrei war.

Durch die Verwendung der aktiven Kohle- und Bimsteinschicht 1 und 2 kurz vor dem Auslauf G ist der im Wasser befindliche und von den Wasserwerken zugeführte Chlorüberschuß total entfernt.

In der Ausführungsform nach Figur 2 ist die Möglichkeit gegeben, die Desinfektionslösung in winzigen Mengen der Filterpatrone kontinuierlich zu zuführen, wie oben ausgeführt ist. Da die Flaschen In umgekehrter Position dem Filter zugeschraubt werden, fließen durch den Faser-Docht J winzige Mengen der Desinfektionslösung kontinuierlich in das vorbeifliegende Wasser. Es wurde hierbei festgestellt, daß der Leitungswasserdruck nicht den Durchfluß der Desinfektionslösung durch die Kapillare des Hohl-5 faserdochts verhindert.

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Durch diese einfache Vorrichtung kann man das Filter für die gesammte Aktivitätsdauer von ca. 2-3 Wochen absolut keimfrei halten- Die Erschöpfung der Filier wird durch eine ^Mitratbestimmung mittels Teststreifen kontrolliert. Folgende Analv e^rgebnisse zeigen die Wirksamkeits des Filters.

In einem Ausführungsbsispiel betrug die Kapazi+ät der Fiiterpatront = 1200 mg Nic.at;

Die Nitrat-Konzentration des zu behandelnden Wassers durch Teststreifenbestimmung betrug = 50 mg pro Liter»

Die Kapazität der Filter gemessen in Liter Wasser betrug = 1200/50

= 24 Liter.
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Geht man davon aus, daß 2 Liter Wasser pro Tag verwendet werden, so beträgt die Aktivitätsdauer der Filter = 12 Tage.

Jeden 2. Tag wurde das Filter während der Stillstandszeit mit der Desinfektionslösung, und zwar 5 Tropfen in das Wasser, welche in der Patrone zurück bleibt, behandelt.

Eine bakteriologische Untersuchungen nach der DIN Methode ergab ein eindwandfreies Wasser nach der Filterung.
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Die chemische Untersuchung ergab:

Ionen Vor Filter Nach Filter

Nitrat 45 mg/1 1 mg/1

Chlorid 28 mg/1 60 mg/1

Sulfat 39 mg/1 21 mg/1

Biearbonat 96 mg/1 95 mgmy/1

Calcium 5.1 mg/1 51 mg/1 ™

5 Natrium 16 mg/1 16 mg/1 &igr;

Kalium l,4mg/l 1,4 mg/1 |

Claims

9 "' " MED 9216.GDE SCHUTZANSPRÜCHE

1. Filtervorrichtung zur Entfernung von Nitrationen und adsorbierbaren Stoffen aus Wasser zur Trinkwasseraufbereitung, sowie zur Mittel zur Entkeimung der i' -itervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß diese ais aufschraubbare Patx'one A sit !sindestens einem Schraubelement B und einest Zu- und einem Abfluß G ausgebildet ist, wobei der Zufluß mit einem Wasserleitungsanschluß E verbindbar ist und die F^u-3rr> A schichtweise ">it Ads rptionsmitteln und Ionenaustauschern (I - 3), welche eine jpezifität zu Nitrationen aufweisen, gefüllt ist.

2. Filtervorrichtung nach An^r _ch :.. dadurch gekennzeichnet, caß die Adsorptionsmittel (1,2,3) und Ionenaustauscher (6) zwischen einem Gewebe aus synthetischen Textilfasern (5) angeordnet ind.

£<.· j. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsmittel (1,2,3) und Ionentauscher (6) zwischen feinperforierten Trennscheiben (5) angeordnet sind.

4. Filtervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsmittel und Ionenausta2uscher mit dem Gewebe aus synthetischen Textilfasern verpreßt sind.

5. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsmittel aus Ton (3), Bimstein (2) und Aktivkohle (1) bestehen.

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,;

6. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranste-

henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur kontinu-

t 5 ierSichen üesinfektior -3er Filtermittel das Zuflußrohr

eirsn Tropf flaschen-Anschuß mit einem Leitungsdruckminderer

¥ aufweist, mit dem ein Tropfbehälter (H) zuschaltbar ist.

7. Filtervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet- daß der Tropf behälter eine Desinfektionslösung enthalt,

welche mittels eines Faserrohres (J) kontinuierlich austropfbar und der Filtervorrichtung zuführbar ist.

8. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Desinfektionsmittel eine Lösung von Natriumhypochlorit verwendet wird.

9. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eingangs-

seitige Zufluß mit einer Wasseranschlußleitung (E) verbunden ist, in der ein Dreiwegehahn vorgeschaltet ist, so daß ein Bypaß zur Filterpatrone A gebildet ist.

10. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterpatrone ein Druckminderer vorgeschaltet ist.

11. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen

Filterstoffe in der Filterpatrone schichtweise aufgebaut

und mittels polymerisiertem Acryl (4) voneinander getrennt

sind.

12. Filtervorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der voranstellenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dir^ Filter-