EP2078174B1

EP2078174B1 - Wasseraufbereitungssystem

Info

Publication number: EP2078174B1
Application number: EP07818109A
Authority: EP
Inventors: Maximilian Steinkellner; Christof Tallian; Gerhard Schuch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: EP2078174B8; WO2008037351A2; DE102006045773A1; WO2008037351A3; EP2078174A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wasseraufbereitungssystem, insbesondere zur Legionellenbehandlung von Trinkwasser, wobei das Wasseraufbereitungssystem ein in einem Zirkulationskreislauf eines Warmwassersystems angeordnetes Warmwasseraufbereitungssystem umfasst.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zum Aufbereiten von Trinkwasser bekannt. Hierbei kommen insbesondere die chemische Desinfektion und Entkeimung zum Einsatz. In diesem Zusammenhang spielt die Legionellenbehandlung eine wesentliche Rolle. Legionellen sind im Wasser lebende gramnegative, nicht sporenbildende Bakterien, die durch ein oder mehrere Flagellen beweglich sind. Da alle Legionellen als potentiell humanpathogen anzusehen sind, und da darüber hinaus erwärmtes Wasser optimale Bedingungen für die Vermehrung von Legionellen bilden, sind insbesondere bei Warmwassererzeugungs- und Warmwasserverteilungsanlagen, Schwimmbädern etc. Maßnehmen zur Legionellenverminderung vorzusehen.
Für die Einrichtung und den Betrieb von Trinkwassererwärmungs- und Trinkwasserleitungsanlagen (nachfolgend auch einfach "Warmwassersystem" genannt) gilt das DVGW-Arbeitsblatt W 551 über die "Technischen Maßnahmen zur Verringerung des Legionellenwachstums" vom April 2004. Danach muss an der Schnittstelle zwischen dem Warmwassersystem und dem Warmwasserverbraucher, wie etwa der Dusche oder dem Leitungshahn, ständig eine Temperatur von mindestens 60 °C gehalten werden. Bei Warmwassersystemen mit einem Zirkulationskreislauf darf des weiteren die Warmwassertemperatur im System nicht um mehr als 5 °C gegenüber der Austrittstemperatur absinken. Somit muss die Rücklauftemperatur der Zirkulation in den Warmwasserbereiter mindestens 55 °C betragen.
Obwohl derzeit noch kein Grenzwert für den Legionellengehalt im Trinkwasser festgelegt ist, sollte der Legionellengehalt nicht mehr als 100 KBE/ml betragen, um das Infektionsrisiko möglichst zu minimieren. Allerdings gilt bereits bei einem Gehalt von 1 KBE/ml das Trinkwasser als kontaminiert. Demzufolge besteht ein Bedarf dahingehend, in Trinkwassererwärmungs- und Trinkwasserleitungsanlagen, insbesondere in Warmwassersystemen mit einem Zirkulationskreislauf eine optimale Maßnahme zur Legionellenverminderung vorzusehen.
Aus dem Stand der Technik sind als Maßnahmen zur Legionellenverminderung insbesondere die Ultrafiltration, die thermische Desinfektion, die chemische Desinfektion und die elektrochemische Desinfektion bekannt. Bei der Ultrafiltration kommen Module mit Ultrafiltrations-Membranen zum Einsatz, durch welche das zu behandelnde Trinkwasser hindurch läuft. Die Rückhalterate der verwendeten Membran beträgt üblicherweise etwa 0,02 µm, so dass sämtliche Partikel, die größer als 0,02 µm sind, dem zu behandelnden Wasser entzogen werden. Um eine Trennwirkung mit einem Ultrafiltrationsmodul zu erreichen, wird der geradlinige Durchfluss des Leitungssystems hydraulisch oder elektromechanisch gesperrt und das Wasser durch die Wandung der Membrankapillare nach außen geleitet. Das filtrierte Reinwasser wird über ein das Ultrafiltrationsmodul umgebende Hüllrohr aufgefangen und als absolut bakterienfreies und virenarmes Wasser durch einen Anschluss zum Versorgungssystem geleitet. Der Nachteil von Ultrafiltrationssystemen zur Wasseraufbereitung ist insbesondere darin zu sehen, dass solche Systeme anlagentechnisch aufwendig sind, so dass nicht nur die Anfangsinvestition sondern auch die laufenden Betriebskosten derartiger Systeme recht hoch sind. Ultrafiltrationssysteme eignen sich vor allem nur bedingt für ein nachträgliches Ausrüsten einer bereits bestehenden Trinkwassererwärmungs- und Trinkwasserleitungsanlage.
Bei der thermischen Desinfektion werden die im Trinkwasser enthaltenen Legionellen abgetötet, indem das Trinkwasser kurzzeitig auf über 70°C erhitzt wird. Um allerdings eine sichere legionellenfreie Versorgung von Warmwasserverteilungssystemen gewährleisten zu können, ist es erforderlich, dass bei der thermischen Desinfektion das gesamte Leitungsnetz inklusive der Entnahmearmaturen für mindestens drei Minuten auf mehr als 70°C aufgeheizt wird. Auch hier sind als Nachteil die anlagentechnischen Voraussetzungen zum Betrieb eines thermischen Desinfektionssystems zu nennen.
Bei der chemischen Desinfektion werden die im Trinkwasser enthaltenen Legionellen durch Zugabe von Chemikalien abgetötet, wobei es sich bei diesen Chemikalien um trinkwasserkonforme Chemikalien handeln muss. Unter den gemäß deutscher Trinkwasserverordnung zugelassenen Desinfektionsmitteln wird hierzu häufig Chlordioxid eingesetzt. Im Gegensatz zur Chlorung und elektrochemischen Verfahren wird hierbei eine nachhaltige Desinfektion erreicht, da durch die nach der Trinkwasserverordnung erlaubten Zugaben von Chlordioxid der Biofilm in den Rohrleitungen nachweislich sukzessiv abgebaut wird. Der Einsatz von Chlordioxid hat allerdings den Nachteil, dass dieses auch zu Korrosionen des Rohrleitungssystems führen kann. Des weiteren wird bei der chemischen Desinfektion die Wasserqualität erheblich gemindert; dies gilt insbesondere für solche Wasseraufbereitungsanlagen, bei denen eine Bakterien- bzw. Legionellenbehandlung nur durch Zugabe von Chemikalien erfolgt.
Bei der elektrochemischen Desinfektion wird die Oxidationskraft des Wassers durch Aufspaltung der Wassermoleküle mit Hilfe einer Elektrodiafragmalyse ausgenutzt. Bei diesem Verfahren ist insbesondere auf die pH-Neutralität zu achten, da ansonsten (wie auch bei der chemischen Desinfektion) gegebenenfalls Rohrkorrosionen im Trinkwassersystem entstehen können. Die elektrochemische Desinfektion ist in technischer Hinsicht allerdings derzeit noch nicht vollkommen ausgereift. Ferner sind Wasseraufbereitungsanlagen, mit denen auf der Grundlage einer elektrochemischen Desinfektion eine Bakterien- bzw. Legionellenbehandlung erfolgt, anlagentechnisch recht aufwendig und kostenintensiv.
Dokument US-A-6 200 486 offenbart ein Wasseraufbereitungssystem bei dem eine Kavitationseinrichtung verwendet wird.
Zusammenfassend bleibt festzuhalten, dass die zuvor beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen zur Legionellenbehandlung von Trinkwasser oftmals nicht mehr ohne großen und kostenintensiven baulichen Aufwand bei einem bereits bestehenden Warmwassersystems nachhaltig durchgeführt werden, wenn die Berücksichtigung dieser Maßnahmen aufgrund von Planungs- und/oder Ausführungsfehlern anfänglich versäumt wurden, bzw. wenn es sich um ein älteres System handelt, so dass ein einwandfreier Betrieb einer solchen Anlage nicht gewährleistet werden kann. Auch sind die chemischen Behandlungsmethoden zum Teil problematisch, da durch die Zugabe von Chemikalien die Qualität des Trinkwassers erheblich gemindert wird. Des weiteren ist die zulässige Menge an Chemikalien, die dem Trinkwasser beigemischt werden dürfen, durch nationale Richtlinien, Normen etc. beschränkt, so dass unter Umständen der Legionellenproblematik nicht im vollen Umfang Sorge getragen werden kann.
Auf der Grundlage der geschilderten Problemstellung liegt der vorliegenden Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Wasseraufbereitung und insbesondere zur Legionellenbehandlung von Trinkwasser anzugeben, welches möglichst einfach und ohne Verwendung von chemikalischen Zusätzen in effektiver Weise eine Verringerung des Legionellenanteils im Trinkwasser ermöglicht. Insbesondere soll ein Wasseraufbereitungssystem angegeben werden, welches sich auch ohne größeren baulichen Aufwand nachträglich bei einem bereits bestehenden Warm- und/oder Kaltwassersystem einsetzen lässt.
Im Hinblick auf das Wasseraufbereitungssystem wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine Vorrichtung mit einem Wasseraufbereitungssystem anzugeben, welches ein in einem Zirkulationskreislauf eines Warmwassersystems angeordnetes Warmwasseraufbereitungssystem umfasst, wobei dieses Warmwasseraufbereitungssystem folgendes aufweist: ein Reaktorsystem mit einem Reaktionstank, in den zumindest ein Teil des im Zirkulationskreislauf fließenden Wassers geleitet wird; und ein Zirkulationssystem, welches ein mit dem Reaktionstank verbindbares Vorlaufleitungssystem, ein mit dem Reaktionstank verbundenes Rücklaufleitungssystem und eine zwischen dem Vorlauf- und Rücklaufleitungssystem angeordnete Kavitatoreinrichtung aufweist, wobei zumindest ein Teil des in den Reaktionstank geleiteten Wassers der Kavitatoreinrichtung über das Vorlaufleitungssystem zugeführt und nach dem Durchlauf durch die Kavitatoreinrichtung über das Rücklaufleitungssystem wieder dem Reaktionstank rückgeführt wird, wobei die Kavitatoreinrichtung des Warmwasseraufbereitungssystems ausgelegt ist, in geregelter Weise in dem über das Vorlaufleitungssystem zugeführten Wasser eine Gaskavitation zu erzeugen, und wobei der Reaktionstank des Warmwasseraufbereitungssystems ausgelegt ist, das über das Rücklaufleitungssystem von der Kavitatoreinrichtung rückgeführte Wasser zu entgasen, so dass der durch das Reaktorsystem geleitete zumindest eine Teil des im Zirkulationskreislauf fließenden Wassers insbesondere als sauerstoff- und CO₂-armes Wasser anschließend dem Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems wieder zugeführt wird.
Die erfindungsgemäße Lösung weist eine ganze Reihe wesentlicher Vorteile gegenüber der aus dem Stand der Technik bekannten und vorstehend beschriebenen Maßnahmen zur Legionellenbehandlung von Trinkwasser auf. Der Kern der Erfindung liegt darin, in dem zu behandelnden Trinkwasser ein Milieu von Sauerstoffarmut und CO₂-Reduzierung einzustellen, um in einer möglichst effektiven aber dennoch leicht zu realisierenden Weise ein besonders nährstoffarmes kohlenwasserstofffreies Wasser herzustellen, was keine Nahrung für Amöben bzw. im Wasser eingelagerte Legionellen mehr darstellt. Demnach wird erfindungsgemäß das zu behandelnde Trinkwasser derart behandelt (entgast), dass im Trinkwasser die Lebensbedingungen für Bakterien bzw. Legionellen drastisch verschlechtert werden. Es handelt sich bei der erfindungsgemäßen Lösung also um eine Maßnahme, mit welcher insbesondere ohne Einsatz von Chemikalien der Bakterien- und Legionellenbestand im Trinkwasser auf einem gesundheitlich unbedenklichen Wert gehalten werden kann.
Unter dem hierin verwendeten Begriff "Kavitatoreinrichtung" ist allgemein eine strömungstechnisch entsprechend konstruierte Anlage zu verstehen, bei welcher sehr hohe Querbeschleunigungen in dem durch die Kavitatoreinrichtung geleiteten und zu behandelnden Wasser auftreten. Diese Querbeschleunigungen haben auf das strömende Medium diverse Auswirkungen, wie zum Beispiel das Auftreten extremer Schwerkräfte und Verwirbelungen. Durch die in der Kavitatoreinrichtung bewirkte Umwandlung der Druckenergie in Geschwindigkeitsenergie können Unterschiede von bis zu 10 bar erzeugt werden. Bei den herrschenden beliebig einstellbaren Druckverhältnissen in der Kavitatoreinrichtung kann somit in dem strömenden Medium (d.h. in dem zu reinigenden Trinkwasser) gezielt Gaskavitationen hervorgerufen werden.
Bei der Gaskavitation werden durch Druckschwankungen Hohlräume in dem Fluid erzeugt, die mit den in dem Fluid gelösten gasförmigen Komponenten gefüllt sind. Durch die in der Kavitatoreinrichtung künstlich erzeugte Kavität in dem zu reinigenden Trinkwasser besteht somit die Möglichkeit, die in dem Trinkwasser üblicherweise gelösten gasförmigen Komponenten aus dem Trinkwasser abzuspalten. Das physikalische Entfernen der abgespalteten gasförmigen Komponenten aus der zu behandelnden Flüssigkeit erfolgt anschließend im Reaktorsystem bzw. im Reaktionstank des Reaktorsystems, dem das in der Kavitatoreinrichtung behandelte Wasser über das Rücklaufleitungssystem zugeführt wird.
Bei dem Verfahren zur Aufbereitung von Trinkwasser handelt es sich um eine besonders effektive aber dennoch leicht zu realisierende Maßnahme, um Bakterien etc. aus Trinkwasser zu beseitigen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mit der das Verfahren zur Trinkwasseraufbereitung durchgeführt wird, handelt es sich um eine anlagentechnische Realisierung, wobei die hierfür erforderlichen Komponenten sich insbesondere auch dadurch auszeichnen, dass diese in einem Zirkulationskreislauf eines Warmwassersystems bei Bedarf nachträglich eingebaut werden können, ohne dass hierfür besondere bauliche Maßnahmen erforderlich sind.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen hinsichtlich des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.
So ist in einer besonders bevorzugten Realisierung des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems vorgesehen, dass dieses zusätzlich zu dem Warmwasseraufbereitungssystem des weiteren ein in einem Kaltwasserzulauf des Warmwassersystems angeordnetes Kaltwasseraufbereitungssystem umfasst. Dieses Kaltwasseraufbereitungssystem weist dabei ein Reaktorsystem mit einem Reaktionstank, in den zumindest ein Teil des dem Warmwassersystem über den Kaltwasserzulauf zugeführten Kaltwassers geleitet wird, und ein Zirkulationssystem auf, welches ein mit dem Reaktionstank verbindbares Vorlaufleitungssystem, ein mit dem Reaktionstank verbundenes Rücklaufleitungssystem sowie eine zwischen dem Vorlauf- und Rücklaufleitungssystem angeordnete Kavitatoreinrichtung aufweist, wobei zumindest ein Teil des in den Reaktionstank geleiteten Wassers der Kavitatoreinrichtung über das Vorlaufleitungssystem zugeführt und nach dem Durchlauf durch die Kavitatoreinrichtung über das Rücklaufleitungssystem wieder zum Reaktionstank rückgeführt wird. In vorteilhafter Weise ist dabei das Reaktor- und Zirkulationssystem des Kaltwasseraufbereitungssystems in funktioneller Hinsicht gleich zu dem Reaktor- bzw. Zirkulationssystems des Warmwasseraufbereitungssystems ausgeführt. Demnach ist bei dieser bevorzugten Realisierung die Kavitatoreinrichtung des Kaltwasseraufbereitungssystems ausgelegt, dass sie in geregelter Weise in dem über das Vorlaufleitungssystem zugeführten Kaltwasser eine Gaskavitation erzeugen kann. Ferner ist der Reaktionstank des Kaltwasseraufbereitungssystems ausgelegt, das über das Rücklaufleitungssystem von der Kavitatoreinrichtung rückgeführte Wasser zu entgasen, so dass der durch das Reaktorsystem geleitete zumindest eine Teil des Wassers über den Kaltwasserzulauf dem Warmwassersystem als insbesondere Sauerstoff- und CO₂-armes Kaltwasser zugeführt wird.
Bei der vorstehend beschriebenen bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems, welche neben dem Warmwasseraufbereitungssystem des weiteren auch ein Kaltwasseraufbereitungssystem umfasst, findet demnach über das Kaltwasseraufbereitungssystem eine Behandlung des Kaltwasserzulaufes für die Warmwasserbereitung und über das Warmwasseraufbereitungssystem eine Behandlung des Warmwassers im Zirkulationswasserkreis des Warmwassersystems statt. Mit diesen beiden Behandlungsstufen kann in einer besonders effektiven Weise der Bakterien- und insbesondere Legionellenanteil in dem von dem Warmwasser- bzw. Kaltwassersystem abgegebenen Trinkwasser beseitigt werden.
In vorteilhafter Weise ist im Hinblick auf die Kavitationseinrichtung des Warmwasseraufbereitungssystems und/oder des Kaltwasseraufbereitungssystems - wenn das Wasseraufbereitungssystem zusätzlich zum Warmwasseraufbereitungssystem auch mit einem Kaltwasseraufbereitungssystem ausgerüstet ist - vorgesehen, dass die Kavitationseinrichtung dahingehend ausgelegt ist, dass die Gaskavitation im Zentrum des Strömungsquerschnittes des über das entsprechende Vorlaufleitungssystem zugeführten Wassers erzeugt wird. Es handelt sich hierbei um eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Kavitationseinrichtung, mit der die Strömung in der entsprechenden Kavitatoreinrichtung bzw. im Ablauf der Kavitatoreinrichtung speziell ausgebildet wird, so dass der Bereich der Kavitation im Zentrum des Strömungsquerschnittes verbleibt, um somit keine erhöhten mechanischen Beanspruchungen auf die begrenzenden Oberflächen, wie etwa die Innenwand der Kavitatoreinrichtung, die Rohrinnenwände etc., hervorzurufen. Geeignete Maßnahmen, um die Gaskavitation im Zentrum des Strömungsquerschnittes zu halten, sind aus der Strömungsmechanik bekannt und werden hierin nicht näher beschrieben.
Des weiteren ist vorzugsweise die Kavitatoreinrichtung des Warmwasseraufbereitungssystems und/oder des Kaltwasseraufbereitungssystems, wenn das Wasseraufbereitungssystem mit einem Kaltwasseraufbereitungssystem ausgerüstet ist, ausgelegt, in dem über das entsprechende Vorlaufleitungssystem zugeführten Wasser Druckschwankungen vorzugsweise zwischen 0,9 bis 6 bar (absolut) zu erzeugen. Es handelt sich hierbei insbesondere um eine Kavitatoreinrichtung, mit der nahezu beliebige Druckverhältnisse und damit im Zusammenhang stehende Geschwindigkeitsverhältnisse in dem durch die Kavitatoreinrichtung strömenden Fluid eingestellt werden können. Somit ist es möglich, insbesondere die physikalischen Gleichgewichtsverhältnisse (aber auch die Löslichkeiten von bestimmten Stoffen) in dem zu reinigenden Trinkwasser entsprechend geregelt zu beeinflussen. Der genannte Druckbereich zwischen 0,9 bis 6 bar ist ein bevorzugter Druckbereich; selbstverständlich sind auch Druckschwankungen denkbar, wie etwa zwischen 0,5 bis 10 bar (absolut).
Im Hinblick auf das Zirkulationssystem des Warmwasseraufbereitungssystems bzw. des Kaltwasseraufbereitungssystems, wenn das Wasseraufbereitungssystem mit solch einem System ausgerüstet ist, ist in einer bevorzugten Realisierung vorgesehen, dass das Zirkulationssystem eine erste ansteuerbare Pumpe im entsprechenden Vorlaufleitungssystem und vorzugsweise (aber nicht in gezwungener Weise) ebenfalls eine zweite ansteuerbare Pumpe im Rücklaufleitungssystem aufweist. Bei der ersten Pumpe handelt es sich in vorteilhafter Weise um eine druckgesteuerte Pumpe, wobei diese dazu dient, das zu behandelnde Trinkwasser aus dem Reaktorsystem der Kavitatoreinrichtung zuzuführen. Die zweite (optional) vorgesehene Pumpe im Rücklaufleitungssystem dient dazu, die dem Reaktorsystem (bzw. dem Reaktionstank) zugeführte Wassermenge und die beim Zulauf bewirkte Zirkulation genau einzustellen. Die zweite Pumpe übernimmt somit die Funktion einer Zirkulationspumpe und ist in vorteilhafter Weise frequenzgesteuert.
Vorzugsweise weist der Reaktionstank des Warmwasseraufbereitungssystems einen mit dem Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems verbindbaren ersten Anschluss, um zumindest einen Teil des im Zirkulationskreislauf fließenden Wassers dem Reaktionstank zuzuführen, einen mit dem Vorlaufleitungssystem des Zirkulationssystems verbindbaren zweiten Anschluss, um der Kavitatoreinrichtung des Warmwasseraufbereitungssystems das in den Reaktionstank geleitete Wasser zuzuführen, zumindest einen mit dem Rücklaufleitungssystem des Zirkulationssystems verbindbaren dritten Anschluss, um das durch die Kavitatoreinrichtung des Warmwasseraufbereitungssystems geleitete Wasser wieder dem Reaktionstank zuzuführen, und einen mit dem Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems verbindbaren vierten Anschluss auf, um das insbesondere Sauerstoff- und CO₂-arme Wasser dem Zirkulationskreislauf wieder zuzuführen.
In ähnlicher Weise ist es bevorzugt, dass in einem Fall, wenn das Wasseraufbereitungssystem neben dem Warmwasseraufbereitungssystem auch mit dem Kaltwasseraufbereitungssystem ausgerüstet ist, der Reaktionstank des Kaltwasseraufbereitungssystems einen mit dem Kaltwasserzulauf verbindbaren ersten Anschluss, um zumindest einen Teil des dem Warmwassersystem zuzuführenden Kaltwassers dem Reaktionstank zuzuführen, einen mit dem Vorlaufleitungssystem des Zirkulationssystems verbindbaren zweiten Anschluss, um der Kavitatoreinrichtung des Kaltwasseraufbereitungssystems das in den Reaktionstank geleitete Kaltwasser zuzuführen, zumindest einen mit dem Rücklaufleitungssystem des Zirkulationssystem verbindbaren dritten Anschluss, um das durch die Kavitatoreinrichtung des Kaltwasseraufbereitungssystems geleitete Wasser wieder dem Reaktionstank zuzuführen, und einen mit dem Kaltwasserzulauf verbindbaren vierten Anschluss aufweist, um über den Kaltwasserzulauf das insbesondere Sauerstoff- und CO₂-arme Wasser dem Warmwassersystem zuzuführen.
Ein derartiger Reaktionstank, der gemäß den beiden zuletzt genannten bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems für das Warmwasseraufbereitungssystem bzw. Kaltwasseraufbereitungssystem zum Einsatz kommt, ist dem Prinzip nach aus dem Stand der Technik bekannt und erlaubt konstruktionsbedingt eine hohe Abscheidungsrate von gasförmigen Inhaltsstoffen des zu behandelnden Wassers, wenn dies erwünscht ist. Der Reaktionstank kann dabei sowohl im Gleichstrombetrieb als auch im Gegenstrombetrieb gefahren werden, um somit die Verweilzeit des im Reaktionstank eingeführten Wassers entsprechend einzustellen. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass der zumindest eine dritte Anschluss, der dazu dient, das durch die Kavitatoreinrichtung des Warm- bzw. Kaltwasseraufbereitungssystems geleitete Wasser wieder dem entsprechenden Reaktionstank zuzuführen, tangential in den Reaktionstank einmündet, um somit im Reaktionstank eine kreisförmige Wirbelströmung zu erzeugen, wobei sich in der Wirbelmitte die abgeschiedenen Gaskomponenten ansammeln.
Um im Reaktionstank das aus dem behandelten Wasser abgetrennte Gas auffangen zu können, weist dieser in bevorzugter Weise im Kopfbereich eine trichterförmige Gasauffangeinrichtung auf, welche mit einem fünften Anschluss verbunden ist, um die im Reaktionstank aus dem Wasser abgeschiedenen Gase aufzufangen und entsprechend abzuführen.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Weiterentwicklungen der erfindungsgemäßen Lösung betreffen Maßnahmen, mit denen über eine rein mechanische Behandlung des Trinkwassers das Bakterien- und insbesondere Legionellenwachstum im Trinkwasser vermindert werden kann. Mit den beschriebenen mechanischen Bearbeitungsstufen, und insbesondere mit der in der Kavitatoreinrichtung bewirkten Entspannung und Kavitation im zu behandelnden Wasser kann eine effektive Entgasung und Kohlenwasserstoffreduzierung bewirkt werden. Des weiteren führen auch die mit der Kavitatoreinrichtung hervorgerufbaren erhöhten Oberflächenspannungen in dem zu behandelnden Trinkwasser dazu, dass sich im Leitungssystem keine Biofilme mehr aufbauen können, und dass ein Abbau vorhandener Biofilme bewirkt werden kann.
Bei einer bevorzugten Weiterentwicklung des vorstehend beschriebenen Wasseraufbereitungssystems, welches rein mechanische Behandlungsstufen aufweist, ist vorgesehen, zusätzlich zu diesen mechanischen Behandlungsstufen auch chemische Behandlungsstufen einzusetzen. Denkbar wäre dabei, dass das Zirkulationssystem des Warmwasseraufbereitungssystems und/oder des Kaltwasseraufbereitungssystems, wenn das erfindungsgemäße Wasseraufbereitungssystem mit einem solchen Kaltwasseraufbereitungssystem ausgerüstet ist, ferner eine Oxidationsstufe mit einer Zudosiereinrichtung zum geregelten Zudosieren eines Oxidationsmittels in das im Zirkulationssystem fließenden Wassers aufweist. Bei dieser bevorzugten Weiterentwicklung werden also mechanische und chemische Behandlungsstufen miteinander kombiniert, so dass bei der mechanischen Behandlung zunächst die Lebensgrundlage der Bakterien bzw. Legionellen im behandelten Wasser ohne Einsatz von Chemikalien etc. drastisch verschlechtert wird, und wobei in der nachgeschalteten oder gleichzeitig ablaufenden chemischen Behandlung die im Trinkwasser noch vorhandenen Bakterien bzw. Legionellen durch geregeltes Beimischen eines Oxidationsmittels abgetötet werden.
Bei der chemischen Behandlung, die vorzugsweise in Kombination mit der vorstehend beschrieben mechanischen Behandlung verwendet wird, ist besonders bevorzugt, dass die Kavitatoreinrichtung des Warmwasseraufbereitungssystems bzw. Kaltwasseraufbereitungssystems die Funktion der Zudosiereinrichtung der Oxidationsstufe zum geregelten Beimischen des Oxidationsmittels in das im Zirkulationssystem fließenden Wassers übernimmt. Dabei ist die Kavitatoreinrichtung dahingehend ausgebildet, dass diese neben der reinen Erzeugung der Gaskavitation in dem zu behandelnden Wasser auch bei der Zumischung bzw. Zudosierung von Oxidationsmitteln zur Anwendung kommt. Selbstverständlich wäre es aber auch denkbar, für die Zudosierung andere Geräte, wie etwa Dosierpumpen, Injektoren etc. zu verwenden.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung der zuletzt genannten Ausführungsformen, bei welcher im Wasseraufbereitungssystem neben der mechanischen Behandlungsstufe auf eine Oxidationsstufe zum Einsatz kommt, ist vorgesehen, dass als Oxidationsmittel Ozon eingesetzt wird, wobei das Reaktorsystem des Warmwasseraufbereitungssystems bzw. Kaltwasseraufbereitungssystems ferner eine Ozonvernichtungseinrichtung aufweist, durch welche die im Reaktionstank abgeschiedenen gasförmigen Komponenten geführt werden, um das ursprünglich zugeführte und anschließend wieder abgespaltete Ozon in unschädliche bzw. gesundheitlich unbedenkliche Sauerstoffmoleküle aufzuspalten.
Des weiteren wäre es denkbar, dass das Warm- bzw. Kaltwasseraufbereitungssystem femer eine Ozon-Überwachungseinrichtung aufweist, um den Ozongehalt in dem von dem Reaktorsystem abgegebenen Wasser zu ermitteln.
Im Hinblick auf das nicht beanspruchte Verfahren ist in einer besonders bevorzugten Weiterentwicklung vorgesehen, dass bei diesem zeitgleich mit dem Erzeugen der Gaskavitation in dem zu behandelnden Wasser ein Oxidationsmittel in das zu behandelnde Wasser beigemischt wird, welches mit dem Abtrennen der gasförmigen Komponenten anschließend wieder aus dem Wasser entfernt wird.
Gemäß einem nicht beanspruchten Ausführungsbeispiel wird ein Wasseraufbereitungssystem mit einem Warmwasserspeicher und wenigstens zwei Zirkulationskreisläufen offenbart und beansprucht, die jeweils mit dem Warmwasserspeicher verbunden sind, von denen ein erster Zirkulationskreislauf eine oder mehrere Wasserentnahmestellen und ein zweiter Zirkulationskreislauf wenigstens eine Kavitatoreinrichtung aufweist, wobei der zweite Zirkulationskreislauf im Vorlauf der Kavitatoreinrichtung mit einer Kaltwasserzufuhr verbunden ist.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Warmwasserspeicher aufgrund seines großen Volumens nicht nur als Volumenspeicher für Spitzenlastdeckung verwendet wird, sondern auch als Reaktionsbehälter dient. Dazu sind beide Zirkulationskreisläufe mit dem Warmwasserspeicher verbunden, wobei der zweite Zirkulationskreislauf wenigstens eine Kavitatoreinrichtung aufweist und im Vorlauf der Kavitatoreinrichtung mit der Kaltwasserzufuhr verbunden ist. Das bedeutet, dass die Erfindung vorteilhafterweise sowohl das Kaltwasser, welches vor der Nutzung erwärmt wird und dann dem Verbraucher zufließt, als auch das Zirkulationswasser durch die Kavitationseinrichtung behandelt werden. Insgesamt wird mit der Erfindung eine hervorragende hydrothermische Legionellenbehandlung erreicht, die als Ersatz für die konventionelle Legionellenbehandlung einsetzbar ist, bei der eine Erhitzung des Warmwasserspeichers auf 70°C mehrmals am Tag oder mehrmals pro Woche je nach Anforderung durchgeführt wird. Bei der erfindungsgemäßen hydrothermischen Legionellenbehandlung wird die Energie nicht durch Wärme von Außen in das System eingebracht, sondern durch die Kavitatoreinrichtung, in welcher das zugeführte Kaltwasser eine gezielte bzw. gerichtete Kavitation durchläuft. Dabei kavitiert das Wasser, wodurch lokal extrem hohe Temperaturen und Druckschwankungen (Temperaturen bis 10.000°C, Druckschwankungen bis 1000 bar) herrschen, so dass Legionellenbakterien zerstört werden. Zu dieser rein mechanischen Aufbereitungsstufe wird ergänzend eine Entgasung, beispielsweise im Warmwasserspeicher durchgeführt, der dazu eine Entgasungseinrichtung aufweisen kann. Durch die Entgasung verändern sich die Wasserkluster, so dass das Wasser nährstoffarm wird und die Legionellen mangels Nahrung in den Totleitungen absterben. Hinzukommt, dass durch den enormen Energieeintrag auch die Molekularstruktur des Wassers verändert wird, was zu einer erhöhten Kapillarwirkung führt und vorhandene Biofilme ausspült und zerstört. Durch den hohen punktuellen Energiedirekteintrag ins Wasser werden auch die bakteriellen Zellwände (Zellmembrane der Mikroorganismen) zerrissen, so dass die im Wasser befindlichen Keime reduziert werden. Die veränderte Kapillarwirkung bewirkt, dass das Wasser tiefer in die Verkrustungen an den Leitungswänden eindringen kann und den Biofilm ausspült.
Vorzugsweise ist der zweite Zirkulationskreislauf im Vorlauf der Kavitatoreinrichtung mit einer Zufuhr für einen oder mehrere Zusätze, insbesondere ein Oxidationsmittel und/oder Stickstoff verbunden. Der Kavitator dient damit gleichzeitig als Oxidationshilfe, da Radikale im Wasser durch die hohe Implusionswirkung in der Kavitatoreinrichtung erzeugt werden, die den Entkeimungsprozess unterstützen. Dabei ermöglicht die Zufuhr für Oxidationsmittel und/oder Stickstoff eine vergleichsweise einfache und sehr effektive Desinfektion durch Dosierung von Ozon. Durch die folgende Homogenisierung in der Kavitatoreinrichtung wird eine nahezu vollständige Speicherreinigung sowie eine hervorragende Kreislaufdesinfektion sichergestellt.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass eine Mehrfachbehandlung des Zirkulationswassers sowie eine noch häufigere Behandlung des Kaltwassers ermöglicht wird.
Vorteilhafterweise weist der Warmwasserspeicher eine Entlüftungseinrichtung auf, wodurch eine maximale Entgasung des Brauchwassers und nochmalige Legionellenprophylaxe erreicht wird.
Im Vorlauf und/oder im Rücklauf der Kavitatoreinrichtung können jeweils eine Pumpe angeordnet sein. Dadurch wird die mangelnde Hydraulik in bestehenden Warmwasserkreisläufen auf einfache Weise gelöst und die Temperaturdifferenz von Vorlauf zu Rücklauf des Warmwassers kleiner als 3 K gehalten.
Die Kaltwasserzufuhr kann nicht zirkulierend mit der Kaltwasserzuleitung einer Wasserentnahmestelle verbunden sein, wobei die Kaltwasserzuleitung eine Spülleitung aufweist, die durch ein automatisch betätigbares Absperrorgan geöffnet und verschlossen werden kann. Durch die Spülleitung und das der Spülleitung zugeordnete automatisch betätigbare Absperrorgan wird sichergestellt, dass eine Stagnation von Kaltwasser im Bereich der Wasserentnahmestelle vermieden wird. Bei herkömmlichen Systemen wird das Kaltwasser während längerer Stagnation durch die Zimmerwärme aufgeheizt, so dass die Gefahr von Legionellenbildung besteht. Diese Gefahr wird bei diesen Ausführungsform dadurch vermieden, dass die Kaltwasserzuleitung automatisch gespült werden kann, so dass eine Vermehrung von Legionellen sicher vermieden wird.
Die Spülleitung kann mit einem Abfluss der Wasserentnahmestelle verbunden sein. Beispielsweise ist die Spülleitung mit dem Geruchsverschluss (Siphon) oder mit der Brausetasse einer Dusche verbunden, so dass eine einfache Entsorgung des stagnierten Kaltwassers aus der Kaltwasserzuleitung ermöglicht wird.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform mit Spülfunktion wird sowohl im Zusammenhang mit dem Wasseraufbereitungssystem als auch unabhängig davon beansprucht und zwar in Form eines Brauchwassersystems mit wenigstens einer Wasserentnahmestelle beansprucht, die eine Kaltwasser-Zuleitung aufweist und mit einer Kaltwasserzufuhr verbunden ist, wobei die Kaltwasser-Zuleitung eine Spülleitung aufweist, die durch ein automatisch betätigbares Absperrorgan geöffnet und geschlossen werden kann.
Im nachfolgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Mit diesen Ausführungsbeispielen werden verschiedene Realisierungen des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems gezeigt, um das Verständnis der erfindungsgemäßen Lösung zu verbessern. Keinesfalls sollen die beigefügten Zeichnungen als Einschränkung der Erfindung dienen.
Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 2: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 3: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 4: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 5a,: b eine Längsschnitt- bzw. Querschnittdarstellung eines Reaktionstankes für das Reaktorsystem des Warm- bzw. Kaltwasseraufbereitungssystems und
Fig. 6: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems 100 gemäß der ersten Ausführungsform. Das Wasseraufbereitungssystem 100 weist ein in einem Zirkulationskreislauf eines Warmwassersystems angeordnetes Warmwasseraufbereitungssystem A auf. Das Warmwassersystem weist einen Warmwasserboiler 14 mit einer vorzugsweise elektrischen Heizung 15 sowie einen Zirkulationskreislauf auf, in welchem das im Warmwasserboiler 14 erhitzte Wasser zirkuliert. Der Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems umfasst des weiteren zumindest eine Entnahmestelle 21, welche eine Schnittstelle des Warmwassersystems zu einem nicht explizit dargestellten Endverbraucher (Dusche, Wasserhahn, etc.) bildet. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist das Warmwassersystem bzw. der Warmwasserboiler 14 des Warmwassersystems ferner mit einer einen Wasserzähler 1 und einen Druckminderer 2 aufweisenden Kaltwasserzuleitung verbunden. Über diese Kaltwasserzuleitung wird bei Bedarf dem Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems Kaltwasser zugeführt, wenn beispielsweise über die zumindest eine Entnahmestelle 21 vom Endverbraucher Warmwasser aus dem Zirkulationskreislauf abgezapft wird.
Am Ausgang des Warmwasserboilers 14 und bei der letzten Entnahmestelle 21 ist jeweils ein Temperatursensor 23.1 und 23.2 vorgesehen, die dazu dienen, die Temperatur des im Zirkulationskreislauf strömenden Wassers zu erfassen. Die entsprechenden Messwerte der Sensoren 23.1 und 23.2 werden zu einer Steuerung 5 übertragen, welche den Betrieb des Warmwassersystems und des Warmwasseraufbereitungssystems A steuert. Insbesondere regelt die Steuerung 5 die Heizung 15 des Warmwasserboilers 14 derart, dass die Differenz zwischen den mit den jeweiligen Temperatursensoren 23.1 und 23.2 erfassten Temperaturwerten nicht größer als 3 °C beträgt, wobei die mit dem Sensor 23.1 erfasste Ausgangstemperatur am Ausgang des Warmwasserboilers 14 mindestens 60 °C betragen sollte.
Das Warmwasseraufbereitungssystem A umfasst zur Bakterien- und Legionellenbehandlung des im Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems strömenden Warmwassers eine mechanische Behandlungsstufe, die sich im wesentlichen aus einem Reaktorsystem R mit einem Reaktionstank 4 sowie einem Zirkulationssystem Z mit einer Kavitatoreinrichtung 9 zusammensetzt. In den Reaktionstank 4 des Reaktorsystems R wird zumindest ein Teil des im Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems fließenden Warmwassers geleitet. Hierzu weist der Reaktionstank 4 einen mit dem Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems über ein Absperrventil 3 verbindbaren ersten Anschluss 4.1 auf, über welchen zumindest ein Teil des im Zirkulationskreislauf fließenden Wassers dem Reaktionstank 4 zugeführt wird.
Das Zirkulationssystem Z des Warmwasseraufbereitungssystems A gemäß Fig. 1 weist ein mit dem Reaktionstank 4 über einen zweiten Anschluss 4.2 sowie über weitere Absperrventile 3 verbindbares Vorlaufleitungssystem, ein mit dem Reaktionstank 4 über einen dritten Anschluss verbundenes Rücklaufleitungssystem sowie eine zwischen dem Vorlauf- und Rücklaufleitungssystem angeordnete Kavitatoreinrichtung 9 auf, wobei zumindest ein Teil des in den Reaktionstank 4 geleiteten Wassers der Kavitatoreinrichtung 9 über das Vorlaufleitungssystem zugeführt und nach dem Durchlauf durch die Kavitatoreinrichtung 9 über das Rücklaufleitungssystem wieder zum Reaktionstank 4 rückgeführt wird.
Die im Zirkulationssystem Z vorgesehene Kavitatoreinrichtung 9 ist in strömungsmechanischer Hinsicht derart ausgelegt, dass bei Bedarf in dem durch die Kavitatoreinrichtung 9 fließenden Wasser in geregelter Weise eine Gaskavitation hervorgerufen wird, wobei in vorteilhafter Weise der Bereich der Gaskavitation im Zentrum des Strömungsquerschnittes verbleibt, um erhöhte mechanische Beanspruchungen der Kavitatoreinrichtung 9 bzw. des Rücklaufleitungssystems zu vermeiden.
Im einzelnen ist die Kavitationseinrichtung ausgelegt, den Druck in dem durch die Kavitationseinrichtung strömenden Wasser zwischen etwa 0,9 bar (Unterdruck) und etwa 6 bar (Überdruck) zu variieren, so dass über die Entspannung und Kavitation eine Entgasung des Wassers hervorgerufen wird, was zu einer Reduktion von Kohlenwasserstoffen im zu behandelnden Wasser führt.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist am Eingang der Kavitatoreinrichtung 9 eine mit der Steuerung 5 ansteuerbare erste Pumpe 8.1 vorgesehen, mit welcher der Kavitatoreinrichtung 9 das Wasser aus dem Reaktionstank 4 zugeführt wird. In vorteilhafter Weise ist die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform dahingehend ausgelegt, dass zusätzlich zur Entgasung des Zirkulationswassers ein Abgleich der Zirkulationswassertemperatur durch Temperatur oder Druck erfolgt. Hierzu ist im Zulauf zum Reaktorsystem R bzw. zum Reaktionstank 4 ein Drucksensor 22.1 angeordnet. Weitere Drucksensoren 22.2 und 22.3 sind im Zirkulationssystem Z des Warmwasseraufbereitungssystem A angeordnet, und zwar in dem Vorlaufleitungssystem stromaufwärts von der Kavitatoreinrichtung 9 und im Rücklaufleitungssystem stromabwärts von der Kavitatoreinrichtung 9. Die Drucksensoren werden in den Figuren 1 bis 4 auch allgemein mit dem Bezugszeichen "P" bezeichnet.
Die entsprechenden Messwerte der Drucksensoren 22.1 bis 22.3 werden in vorteilhafter Weise zur Steuerung 5 übertragen, welche in Abhängigkeit von der mit den Temperatursensoren 23.1 und 23.2 erfassten Zirkulationswassertemperatur die im Warmwasseraufbereitungssystem A vorgesehenen Pumpen 8.1 bis 8.3 entsprechend ansteuert, um einen Zirkulationswassertemperaturabgleich zu bewirken. Bei den genannten Pumpen 8.1 bis 8.3 handelt es sich um die im Zirkulationssystem Z stromaufwärts von der Kavitatoreinrichtung 9 vorgesehene erste Pumpe 8.1, die im Zirkulationssystem Z stromabwärts von der Kavitatoreinrichtung 9 vorgesehene zweite Pumpe 8.2 sowie um die am Ausgang des Warmwasseraufbereitungssystem A vorgesehene dritte Pumpe 8.3. Die Anzahl und Anordnung der Pumpen 8.1 bis 8.3 im Warmwasseraufbereitungssystem A bzw. im Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems können allerdings auch verschieden von den in Fig. 1 gezeigten sein. Allgemein werden die bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 4 zum Einsatz kommenden Pumpen mit dem Bezugszeichen "FU" bezeichnet.
Durch den Zirkulationswassertemperaturabgleich wird erreicht, dass die Temperaturdifferenz zwischen der Wassertemperatur am Austritt des Warmwasserboilers 14 und der letzten Entnahmestelle 21 kleiner (oder gleich) 3 °C ist, um somit die vorgeschriebenen Anforderungen für die Errichtung und im Betrieb von Trinkwassererwärmungs- und Trinkwasserleitungsanlagen zu erfüllen (vgl. die im DVGW-Arbeitsblatt W 551 festgelegten Vorschriften).
Des weiteren wird die Entgasungsleistung des Reaktorsystems R und des Zirkulationssystems Z, die bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit einer entsprechenden Ansteuerung der in dem Warmwasseraufbereitungssystem A vorgesehenen Pumpen 8.1 bis 8.3 bewirkt wird, über eine Überwachung des im behandelten Warmwasser gelösten Sauerstoffs gesteuert. Hierzu ist am Ausgang des Warmwasseraufbereitungssystems A ein Sauerstoffsensor 20 vorgesehen, welcher mit der Steuerung 5 in Datenkommunikation steht.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems 100. Wie dargestellt, weist das Wasseraufbereitungssystem 100 der zweiten Ausführungsform ein Warmwasseraufbereitungssystem A gemäß Fig. 1 auf. Zusätzlich zu diesem Warmwasseraufbereitungssystem A ist bei dem System gemäß Fig. 2 noch ein Kaltwasseraufbereitungssystem B vorgesehen, welches in einem Kaltwasserzulauf zum Warmwassersystem bzw. zum Warmwasserboiler 14 angeordnet ist.
Da das Warmwasseraufbereitungssystem A in Fig. 2 in struktureller und funktioneller Hinsicht identisch mit dem Warmwasseraufbereitungssystem A der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform ist, wird an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung der einzelnen Komponenten des Warmwasseraufbereitungssystem A gemäß der zweiten Ausführungsform verzichtet.
Das Kaltwasseraufbereitungssystem B in dem in Fig. 2 gezeigten Wasseraufbereitungssystem 100 weist ein Reaktorsystem R mit einem Reaktionstank 4, in welchen zumindest ein Teil des dem Warmwassersystem über den Kaltwasserzulauf zugeführten Kaltwassers geleitet wird, und ein Zirkulationssystem Z auf, welches ein mit dem Reaktionstank 4 verbindbares Vorlaufleitungssystem, ein mit dem Reaktionstank 4 verbindbares Rücklaufleitungssystem und eine zwischen dem Vorlauf- und Rücklaufleitungssystem angeordnete Kavitatoreinrichtung 9 aufweist, wobei zumindest ein Teil des in den Reaktionstank 4 geleiteten Wassers der Kavitatoreinrichtung 9 über das Vorlaufleitungssystem zugeführt und nach dem Durchlauf durch die Kavitatoreinrichtung 9 über das Rücklaufleitungssystem wieder zum Reaktionstank 4 rückgeführt wird. Da in funktioneller und struktureller Hinsicht das Reaktorsystem R und das Zirkulationssystem Z des Kaltwasseraufbereitungssystems B im wesentlichen dem Reaktorsystem R bzw. Zirkulationssystem Z des Warmwasseraufbereitungssystems A entsprechen, werden für die gleichen Komponenten des Warm- und Kaltwasseraufbereitungssystems A, B die gleichen Bezugsziffern verwendet. Des weiteren wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf eine nähere Beschreibung der im Kaltwasseraufbereitungssystem B vorgesehenen Komponenten verzichtet.
Fig. 3 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems 100, welches sich von der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform dahingehend unterscheidet, dass zur Bakterien- und Legionellenbekämpfung im dem Warmwassersystem bzw. dem Warmwasserboiler 14 zugeführten Kaltwasser neben der mechanischen Bearbeitungsstufe des weiteren eine chemische Behandlungsstufe vorgesehen ist.
Die chemische Behandlungsstufe des Kaltwasserbearbeitungssystems B gemäß Fig. 3 weist hierzu eine Oxidationsstufe OX auf, über welche dem im Zirkulationssystem Z des Kaltwasseraufbereitungssystems B fließenden Wasser in geregelter Weise Ozon zudosiert wird. Im Einzelnen weist die Oxidationsstufe OX eine mit der Steuerung 5 ansteuerbare Einrichtung zum Erzeugen von Ozon 11 bis 13 sowie eine Zudosiereinrichtung 9, 10 zum geregelten Zudosieren des als Oxidationsmittel zum Einsatz kommenden Ozons auf. Die Einrichtung zum Erzeugen von Ozon 11 bis 13 umfasst dabei einen Luftfilter 13, über den angesaugte bzw. zugeführte Umgebungsluft gefiltert wird, einen Ozongenerator 12 zum Erzeugen von mit Ozon angereicherter Luft aus der gefilterten Umgebungsluft und einen Durchflussmengenzähler 11 mit Mikroschalter.
Obwohl grundsätzlich als Zudosiereinrichtung Dosierpumpen, Injektoren etc. verwendet werden können, ist bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform bevorzugt, dass die Funktion der Zudosiereinrichtung von der Kavitatoreinrichtung 9 des Kaltwasseraufbereitungssystems B übernommen wird, wobei ein Eingang der Kavitatoreinrichtung 9 über eine Rückschlagklappe 10 mit dem Ausgang der Einrichtung zum Erzeugen von Ozon 11 bis 13 verbunden ist. Somit wird bei der in Fig. 3 dargestellten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems 100 für eine chemische Behandlung des dem Warmwassersystem bzw. Warmwasserboiler 14 zuzuführenden Kaltwassers über die Kavitatoreinrichtung 9 des Kaltwasseraufbereitungssystems B das Oxidationsmittel Ozon im Zirkulationssystem Z des Kaltwasseraufbereitungssystems B dem zu behandelnde Kaltwasser beigemischt.
Nach dem Zumischen des Ozons in der Kavitatoreinrichtung 9 des Kaltwasseraufbereitungssystems B wird das zu behandelnde Kaltwasser über das Rücklaufleitungssystem des Zirkulationssystems Z zum Reaktionstank 4 rückgeführt, wo eine Entgasung stattfindet. Die im Reaktionstank 4 abgetrennten gasförmigen Bestandteile werden von der im Reaktionstank 4 vorgesehenen trichterförmigen Gasauffangeinrichtung aufgefangen und über den fünften Ausgang 4.5 einem Ozonvernichter 7 zugeführt, in welchem das in dem abgeführten Gas enthaltene Ozon neutralisiert bzw. chemisch in Sauerstoffmoleküle etc. umgewandelt wird.
Das in Fig. 3 entsprechend mechanisch und chemisch aufbereitete Kaltwasser, welches über den vierten Anschluss 4.4 des Reaktionstankes 4 und über ein entsprechendes Rohrleitungssystem dem Warmwassersystem bzw. dem Warmwasserboiler 14 des Warmwassersystems zuzuführen ist, läuft zunächst noch durch einen weiteren Ozonvernichter 19, der in dem Rohrleitungssystem vorgesehen ist, welches den vierten Anschluss 4.4 des Reaktionstankes 4 mit dem Warmwasserboiler 14 des Warmwassersystems verbindet. Der Ozonvernichter 19 kann beispielsweise ein Aktivkohlefilter aufweisen, durch den das behandelte Kaltwasser geleitet wird, und der als Katalysator zum chemischen Neutralisieren von ggf. noch im behandelten Kaltwasser vorhandenen Ozon dient. Um zu erreichen, dass der Ozongehalt im behandelten Kaltwasser am Ausgang 4.4 des Reaktionstank 4 überwacht werden kann, ist stromaufwärts des Ozonvernichters 19 ein Ozon-Sensor 24 vorgesehen, der mit der Steuerung 5 verbunden ist. Somit kann bei Bedarf der Ozonvernichter 19 zugeschaltet werden, um zu erreichen dass das letztendlich dem Warmwasserboiler 14 zugeführte Kaltwasser kein gelöstes Ozon mehr aufweist.
Fig. 4 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wasseraufbereitungssystems 100. Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform entspricht im wesentlichen dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel, allerdings mit der Ausnahme, dass bei dem in Fig. 4 gezeigten System im Warmwasseraufbereitungssystem A des weiteren eine chemische Behandlungsstufe vorgesehen ist. Diese chemische Behandlungsstufe weist ein Ozongeneratorsystem 11 bis 13, eine Ozon-Zudosiereinrichtung in Gestalt der Kavitatoreinrichtung 9 sowie insgesamt zwei Ozonvernichter 7, 19 auf, deren Funktionsweise im wesentlichen identisch mit der Funktionsweise der entsprechenden Komponenten des Kaltwasseraufbereitungssystems B ist.
Fig. 5a zeigt in einer längsgeschnittenen Darstellung den Reaktionstank 4 des Reaktorsystems R für das Warmwasseraufbereitungssystem A bzw. das Kaltwasseraufbereitungssystem B gemäß der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Fig. 5b zeigt eine an der in Fig. 5a gezeigten Linie A-A genommene Querschnittsdarstellung des in Fig. 5a gezeigten Reaktionstankes 4.
Wie dargestellt, weist der Reaktionstank 4 einen mit dem Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems bzw. mit dem Kaltwasserzulauf verbindbaren ersten Anschluss 4.1 auf, um zumindest einen Teil des im Zirkulationskreislauf fließenden Wassers bzw. des dem Warmwassersystem zuzuführenden Kaltwassers dem Reaktionstank 4 zuzuführen. Des weiteren ist ein mit dem Vorlaufleitungssystem des Zirkulationssystems verbindbarer zweiter Anschluss 4.2 vorgesehen, um der in Fig. 5 nicht explizit dargestellten Kavitatoreinrichtung 9 das in den Reaktionstank 4 geleitete Wasser zuzuführen. Um das durch die Kavitatoreinrichtung 9 geleitete Wasser anschließend wieder zum Reaktionstank 4 rückzuführen ist am Reaktionstank 4 ferner ein mit dem Rücklaufleitungssystem des Zirkulationssystem Z verbindbarer dritter Anschluss 4.3 vorgesehen. In Fig. 5a ist darüber hinaus ein mit dem der Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems bzw. mit dem Kaltwasserzulauf verbindbarer vierten Anschluss 4.4 vorgesehen, um das in dem Reaktorsystem R und Zirkulationssystem Z erzeugte, insbesondere Sauerstoff- und CO₂-arme Wasser dem Zirkulationskreislauf bzw. dem Warmwassersystem zuzuführen.
In Fig. 5a ist des weiteren gezeigt, dass im Kopfbereich des Reaktionstankes eine trichterförmige Gasauffangeinrichtung vorgesehen ist, welche mit einem fünften Anschluss 4.5 verbunden ist, um die im Reaktionstank 4 aus dem Wasser abgeschiedenen Gase aufzufangen und abzuführen.
Obwohl in der gezeigten Ausführungsform gemäß Fig. 5 die Reaktionskammer über ihre Länge einen gleichmäßigen Durchmesser aufweist, ist es auch denkbar, beispielsweise eine herzförmige Anordnung der Reaktionskammer zu wählen. Hinsichtlich der Wirkungsweise der Reaktionskammer wird auf die Druckschrift der EP 1 294 474 A1 verwiesen.
Im folgenden werden die einzelnen Komponenten der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben.
Der im Kaltwasserzulauf vorgesehene Wasserzähler 1 dient zur Verbrauchsabrechnung, wenn der Kaltwasserzulauf an die örtliche Wasserversorgung eines beispielsweise kommunalen Wasserversorgers angeschlossen ist. Der nachfolgende Druckminderer 2 dient dazu, den internen Fluiddruck an der Schnittstelle einzustellen. Die in dem Kaltwasser- und Warmwasseraufbereitungssystem B, A vorgesehenen Absperrventile 3 sind Standartprodukte, die insbesondere im Hinblick auf die Wartung der einzelnen Komponenten des Kaltwasseraufbereitungssystems B bzw. Warmwasseraufbereitungssystems A dienen.
Der Reaktionstank 4 des Warmwasseraufbereitungssystems A und des Kaltwasseraufbereitungssystems B hat die Aufgabe, einerseits den Kontakt und die Durchmischung zwischen dem aufzubereitenden Trinkwassers und dem gegebenenfalls zudosierten Oxidationsmitteln sicherzustellen (wenn eine chemische Behandlungsstufe vorgesehen ist), und andererseits die Verweilzeit für den Ablauf der zur Wasseraufbereitung erforderlichen chemischen, chemisch-physikalischen bzw. reinphysikalischen Prozesse zu gewährleisten. Der Reaktionstank 4 übernimmt somit zweierlei Aufgaben, nämlich einerseits eine Entgasung bereitzustellen, während andererseits das gegebenenfalls eingeführte Oxidationsmittel möglichst gut mit dem aufzubereitenden Trinkwasser vermischt wird. Bei reinen Mischungsvorgängen aber auch bei Ausgasungsvorgängen reicht eine rechnerische Verweildauer von 3 bis 5 Minuten im Reaktionstank 4 aus. Für den Ablauf von chemischen und/oder chemisch-physikalischen Prozessen können allerdings je nach Anwendungsfall auch Aufenthaltszeiten von bis zu 20 Minuten erforderlich sein.
Durch seine Konstruktion kann der Reaktionstank 4 sowohl im Gleichstrombetrieb als auch im Gegenstrombetrieb gefahren werden. Wesentlich dabei ist, dass es zu einer hohen Abscheidung von gasförmigen Inhaltsstoffen kommt, wenn dies vorgesehen und erwünscht ist. Die Abscheidung der gasförmigen Inhaltsstoffe im Reaktorsystem R bzw. Reaktionstank 4 wird durch einen adäquat ausgebildeten Trichter im Reaktionstank 4 sichergestellt. Des weiteren sind die Eintrittsöffnungen (dritte Anschlüsse 4.3) in den Reaktionstank 4 hinter der Kavitatoreinrichtung 9 tangential ausgeführt, so dass im Inneren des Reaktionstanks 4 ein Strömungstrichter ausgebildet wird, der ebenso einen positiven Einfluss auf die im Reaktionstank 4 hervorgerufene Entgasung hat, wobei im Zentrum des Strömungstrichters die Blasenbildung verstärkt ausgebildet ist.
Die Verweilzeit des Wassers im Reaktionstank 4 wird durch die Behältergröße eingestellt; andererseits wäre es aber auch denkbar, dass durch das Einbringen entsprechender "Schüttungen", welche beispielsweise aus Kunststoff oder auch aus mineralischen Werkstoffen aufgebaut sein können, die Kontaktzeit entsprechend eingestellt bzw. verlängert wird.
Der Reaktionstank 4 weist an der obersten Stelle eine Entlüftung 6 auf, damit das durch den hohen Druck und Kavitationsblasen entstehende Gas im Reaktionstank 4 aus dem zu behandelnden Wasser entweichen kann. Wenn eine chemische Behandlungsstufe vorgesehen ist, dient diese Entlüftung 6 dazu, dass die mit der Kavitatoreinrichtung 9 eingetragene ozonhaltige Luft wieder entweichen kann.
Da aus gesundheitlichen Gründen keine Ozonverbindungen in dem behandelten Trinkwasser verbleiben darf, und da des weiteren die von dem Reaktionstank 4 abgegebene ozonhaltige Luft nicht ohne weiteres an die Außenluft abgegeben werden kann, ist es wichtig, dass das Ozon, welches möglicherweise in der Abluft enthalten ist, zu zerstören. Dies kann durch eine Erwärmung der Abluft mit einem Lufterhitzer oder beispielsweise durch eine Filterung der Abluft mit Hilfe eines Biofilters oder Aktivkohlefilters erfolgen.
Die Oxidationsstufe OX besteht aus der Einheit zur Zudosierung von Oxidationsmittel 9, 10, der Reaktionsstufe 4 sowie der Anlagenteile 7, 19, die eine nachhaltige Vernichtung der Oxidationsmittel gewährleisten, falls dies erforderlich ist. Als Oxidationsmittel kommt neben Kaliumpermanganat und Chlorverbindungen in vorteilhafter Weise Ozon in Frage, wobei die Vorteile von Ozon in der hohen Aggressivität und somit in der hohen Reaktionsgeschwindigkeit liegen. Nachteilig ist der Angriff auf viele Werkstoffe, was zur Folge hat, dass verstärkt Korrosionserscheinungen auftreten, aber auch die möglichen negativen Auswirkungen, wenn ozonhaltiges Wasser von Personen betrunken wird bzw. mit ihnen in Kontakt kommt. Deshalb ist es erforderlich, dass nach der Behandlung des Trinkwassers mit Ozon sichergestellt wird, dass kein Ozon mehr im Wasser ist. Hierzu wäre es denkbar, das Wasser mit einem Aktivkohlefilter (Ozonvernichter 19) zu filtern, so dass aufgrund der katalytischen Wirkung der Aktivkohle das Ozon aufgelöst wird. Andererseits wäre es aber auch denkbar, gezielt Wasserstoffperoxyd beizumischen, so dass das Ozon durch eine chemische Umwandlung zerstört wird.
Die Ozon-Zudosierung sollte für eine reine Desinfektion bei 0,5 mg Ozon je Liter Wasser liegen. Für den Um- und Abbau von organischen Verbindungen im Wasser bzw. im System einer Warmwasserzirkulationsleitung können Konzentrationen von ca. 1 bis 2 mg Ozon je Milligramm gelösten Kohlenstoff im Wasser erforderlich sein. Üblicherweise wird das Ozon über UV-Lampen oder entsprechende Entladungslampen erzeugt.
Die Zudosierung des Oxidationsmittels kann über entsprechende Geräte wie Dosierpumpen, Injektoren etc. erfolgen. Bei der erfindungsgemäßen Lösung kommt hierfür allerdings die Kavitatoreinrichtung 9 zum Einsatz, da die Vorteile der veränderlichen Bedingungen, wie Druck- und Geschwindigkeitsverhältnisse bis hin zur Kavitation genutzt werden sollen. Die Menge der Ozonzugabe ist abhängig von der Rohwasserbeschaffenheit und der benötigten Warmwassermenge. Bevor das Wasser im Warmwasseraufbereitungssystem A zur Warmwasserbereitung im Boiler 14 weiterfließt, wird die Restozonvernichtung durch einen Aktivkohlefilter sichergestellt. Im Anschluss erfolgt ein Ozonmonitoring (Ozon-Sensor 24) um sicherzustellen, dass kein Ozon in den Warmwasserbereiter gelangt. Die Zudosierung der Ozonmenge ist gesetzlich geregelt bzw. eine Überdosierung kann zu ungewollten Metalloxidationen führen. Für die Ozonkonzentration ist eine mengenabhängige, zeitgesteuerte oder ozongehaltabhängige Regelung denkbar.
Im Falle des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Lösung ergibt die Überwachung des im bearbeiteten Trinkwassers gelösten Sauerstoffes eine Möglichkeit, die Betriebszeiten zu minimieren. Die direkte Anzeige und Verwertung des gelösten Sauerstoffgehaltes und das damit verbundene Milieu des Überlebensraumes der Bakterien bzw. Legionellen wird auf diese Art gesteuert und gezielt schlecht gehalten. Die Ausgasung ist umso höher, je mehr Temperatur das aus dem Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems entnommene Wasser aufweist. Für die Ausgasung und die Reduzierung des CO₂- und des Sauerstoffgehaltes kann die Temperatur auch auf etwa 50°C abgesenkt werden, was den Vorteil hat, dass bei diesen Temperaturen die Gefahr des Ausfallens von Carbonathärte sowie die Betriebskosten gesenkt werden.
Ein weiteres Beispiel ist in Figur 6 dargestellt. Das in Figur 6 gezeigte Wasseraufbereitungssystem zeichnet sich prinzipiell durch eine kombinierte Anordnung zur Behandlung des Kaltwassers, das zur Einspeisung in ein Warmwasserkreislauf verwendet wird, und des Warmwasserzirkulationskreislaufes selbst aus. Die wesentlichen Bestandteile des Systems gemäß Figur 6 sind der Warmwasserspeicher 10', der mit wenigstens zwei Zirkulationskreisläufen 11', 12' verbunden ist sowie die Kavitatoreinrichtung 14'. Dabei ist der erste Zirkulationskreislauf 11' als Warmwasserkreislauf ausgebildet. Der zweite Zirkulationskreislauf 12' ist als Kaltwasserkreislauf ausgebildet. Beide Kreisläufe 11', 12' sind mit dem Warmwasserspeicher 10' verbunden. Dabei ist der Vorlauf des Warmwasserkreislaufes mit einem oberen Bereich des Warmwasserspeichers 10' verbunden (erster Zirkulationskreislauf 11'). Im Vorlauf des ersten Zirkulationskreislaufes 11' (Warmwasser) ist eine erste Pumpe 25', insbesondere eine FU-gesteuerte (Frequenzumrichter-gesteuerte) Pumpe angeordnet. Im Vor- und Rücklauf der Pumpe 25' sind jeweils Absperrorgane vorgesehen. Ferner ist der Pumpe ein Ozonmessgerät sowie ein Temperaturfühler nachgeordnet. Der erste Zirkulationskreislauf 11' bzw. der Warmwasserkreislauf weist mehrere Wasserentnahmestellen 13' auf, die ebenfalls mit einem Temperaturfühler 27'b verbunden sind. Die Rücklaufleitung des ersten Zirkulationskreislaufes 11 ist mit dem unteren Bereich des Warmwasserspeichers 10' verbunden.
Der Warmwasserspeicher 10' weist eine in üblicher Form ausgebildete thermische Energiezufuhr in Form eines Wärmetauschers 28' auf.
Der zweite Zirkulationskreislauf 12' ist als Kaltwasserkreislauf ausgebildet und umfasst eine abgezweigte Leitung 30'a, die mit der Kaltwasser-Zuleitung 20' einer weiteren Wasserentnahmestelle 21' verbunden ist. Dabei handelt es sich nicht um einen Zirkulationskreislauf, sondern um eine Stagnationsleitung, auf die nachfolgend näher eingegangen wird. Der zweite Zirkulationskreislauf 12', d.h. der Kaltwasserkreislauf ist ebenfalls mit dem Warmwasserspeicher 10' verbunden, wobei ein Vorlauf des zweiten Zirkulationskreislaufes 12' mit einem oberen Bereich des Speichers 10' und ein Rücklauf des zweiten Zirkulationskreislaufes 12' mit einem unteren Bereich des Warmwasserspeichers 10' verbunden sind. Sowohl im Vor- als auch im Rücklauf des Kaltwasser-Zirkulationskreislaufes 12' sind zwei Pumpen 18', 19' vorgesehen. Zwischen den beiden Pumpen 18', 19' ist im Kaltwasser-Zirkulationskreislauf 12' die Kavitatoreinrichtung 14' angeordnet. In Strömungsrichtung vor der Kavitatoreinrichtung 14' ist eine Zufuhr 16' für einen oder mehrere Zusätze, insbesondere ein Oxidationsmittel und/oder Stickstoff vorgesehen, derart, dass in dem zweiten Zirkulationskreislauf 12' eingespeiste Zusätze in der Kavitatoreinrichtung 14' homogen verteilt werden. Der zweite Kaltwasser-Zirkulationskreislauf 12' bildet zusammen mit dem Warmwasserspeicher 10' einen geschlossenen Kreislauf.
Den beiden Pumpen 18', 19' sind jeweils Bypässe 30'b, 30'c zugeordnet, die über ein Absperrorgan 31' zuschaltbar sind. Weitere Absperrorgane 32' sind jeweils vor und hinter den beiden Pumpen 18', 19' angeordnet. Den beiden Pumpen 18', 19' sind jeweils Drucksensoren 27'c zugeordnet.
Alle in Figur 6 dargestellten Sensoren 26', 27'a, 27'b, 27'c sind mit einer zentralen Steuereinheit 33' verbunden. Dasselbe gilt auch für die FU-gesteuerten Pumpen 18, 19 sowie den Drucksensor 27c. Wie in Figur 6 zu erkennen, weist der Warmwasserspeicher 10' eine Entgasungseinrichtung 17' auf, die im oberen Bereich des Warmwasserspeichers 10' angeordnet ist.
Die bereits erwähnte Zweigleitung 30'a ist mit der Kaltwasser-Zuleitung 20' einer Wasserentnahmestelle 21' verbunden und zwar nicht-zirkulierend verbunden. Die Kaltwasser-Zuleitung 20' weist eine Spülleitung 22' auf, die durch ein automatisch betätigbares Absperrorgan 23' geöffnet und verschlossen werden kann. Die Spülleitung 22' ist mit dem Abfluss 24' der Wasserentnahmestelle 21' verbunden. Das automatisch betätigbare Absperrorgan 23' kann beispielsweise ein zeitgesteuertes Magnetventil umfassen, das in vorgegebenen zeitlichen Abständen durch Öffnen und Schließen der Spülleitung 22' die Kaltwasser-Zuleitung 20' entleert bzw. spült. Der Ablauf für die Spülleitung 22' kann in den Siphon bzw. Geruchsverschluss eines Waschbeckens oder einfach in den freien Ablauf einer Dusche oder Badewanne münden.
Zur Funktion des Systems gemäß Figur 6 wird folgendes ausgeführt.
Das Kaltwasser, das in den Warmwasserspeicher 10' zur Warmwasseraufbereitung nachströmt, durchläuft, bis es zum Austritt aus dem Warmwasserspeicher 10' kommt, mehrmals die Kavitationsbehandlungseinheit (Bals Liquid System TM Legio). Damit wird das Wasser entkeimt und Nährstoffe werden entzogen. Das Kernstück der Behandlungseinheit bzw. des Entkeimungssystems ist die Kavitationseinrichtung 14' bzw. der Kavitationsreaktor, der auch als nanothermische Behandlungseinheit bezeichnet wird. In der Kavitationseinrichtung 14' durchläuft das zugeführte Kaltwasser eine gerichtete Kavitation, wobei das Wasser kavitiert und lokale Extrembedingungen herrschen, d.h. Temperaturen bis 10.000°C und Druckschwankungen bis 1000 bar. Dieser auch als nanothermischer Prozess bezeichnete Vorgang führt durch den punktuellen Energiedirekteintrag ins Wasser und die damit verbundene gerichtete Kavitation zu Implosionstemperaturen bis 10.000°C und Vakuumzonen bis 1000 bar. Dabei werden bakterielle Zellwände, d.h. Zellmembrane von Mikroorganismen zerrissen und es erfolgt eine Keimreduzierung im Wasser. Zu der mechanischen Aufbereitungsstufe in Form der Kavitatoreinrichtung 14' kommt ergänzend die Entgasung durch die Entgasungseinrichtung 17' des Warmwasserspeichers 10'. Die Kavitatoreinrichtung 14' dient gleichzeitig als Oxidationshilfe, da Radikale im Wasser durch die hohe Implosionswirkung erzeugt werden, die den Entkeimungsprozess unterstützen. In weiterer Folge wird durch den großen Energieeintrag auch die Molekularstruktur des Wassers verändert, was zur erhöhten Kapillarwirkung führt und vorhandene Biofilme ausspült und zerstört. Die Kavitatoreinrichtung 14' wird auch dazu benutzt, eine einfache und effektive Desinfektion durch Dosierung von Ozon durchzuführen.
Die Behandlung des Warmwasserzirkulationskreislaufes 11' erfolgt in gleicher Weise, da der erste Zirkuklationskreislauf 11' ebenfalls in den Warmwasserspeicher 10' mündet. Dies hat die Vorteile, dass zwei Problembereiche in einer gemeinsamen Einheit, d.h. dem Warmwasserspeicher 10' bzw. der Kavitatoreinrichtung 14' behandelt und effektiv von Legionellen und anderen biologischen Belastungen befreit werden.
Die Legionellenprobleme im Kaltwasser verbunden mit der Aufwärmung bei langer Stagnationszeiten werden durch die zeitgesteuerte Spülung, über die zentrale Steuereinheit 33' verringert bzw. ausgeräumt. Durch die Spülung wird die Ablagerung des sich bildenden Planktons und damit die weitgehende Bildung von Biofilm vermieden, wobei die Temperaturen im Wesentlichen kleiner als 20°C gehalten werden. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Systems sind in einer unter anderem sicheren Funktion und Kontrolle des Systems zu sehen. Die Behandlung kommt ohne chemische Zusätze und ohne Bestrahlung aus, wobei nicht auszuschließen ist, dass zur Verstärkung des ohnehin starken Desinfektionseffektes durch die Kavitatoreinrichtung 14' Zusätze zugeführt werden. Durch das System kommt es zu keiner unzulässigen Veränderung des Trinkwassers. Das Verfahren bzw. das System sind für jeden Rohrwerkstoff geeignet. Das System ist einfach installierbar ohne größeren baulichen Aufwand und ermöglicht einen einfachen Betrieb. Die bestehende Zirkulationspumpe kann dabei entfallen. Das erfindungsgemäße System ermöglicht ferner eine leichte Nachrüstung bestehender Anlagen und kommt mit einer niedrigen Betriebstemperatur (55°C Speichertemperatur) aus. Durch die geringen Betriebskosten und die hohe Energieeinsparung, da keine thermische Behandlung mehr erforderlich ist, arbeitet das System sehr effizient. Das System erfordert ferner einen nur geringen Service- und Wartungsaufwand, so dass Personalresourcen eingespart werden können. Falls erforderlich, kann durch Einbindung eines Ozonanschlusses eine einfache Desinfektion durchgeführt werden.

Claims

Wasseraufbereitungssystem (100), insbesondere zur Legionellenbehandlung von Trinkwasser, wobei das Wasseraufbereitungssystem (100) ein in einem Zirkulationskreislauf eines Warmwassersystems angeordnetes Warmwasseraufbereitungssystem (A) umfasst, wobei das Warmwasseraufbereitungssystem (A) folgendes aufweist:
- ein Reaktorsystem (R) mit einem Reaktionstank (4), in den zumindest ein Teil des im Zirkulationskreislauf fließenden Wassers geleitet wird; und

- ein Zirkulationssystem (Z), welches ein mit dem Reaktionstank (4) verbindbares Vorlaufleitungssystem, ein mit dem Reaktionstank (4) verbundenes Rücklaufleitungssystem und eine zwischen dem Vorlauf- und Rücklaufleitungssystem angeordnete Kavitatoreinrichtung (9) aufweist, wobei zumindest ein Teil des in den Reaktionstank (4) geleiteten Wassers der Kavitatoreinrichtung (9) über das Vorlaufleitungssystem zugeführt und nach dem Durchlauf durch die Kavitatoreinrichtung (9) über das Rücklaufleitungssystem wieder zum Reaktionstank (4) rückgeführt wird,
wobei die Kavitatoreinrichtung (9) des Warmwasseraufbereitungssystems (A) ausgelegt ist, in geregelter Weise in dem über das Vorlaufleitungssystem zugeführten Wasser eine Gaskavitation zu erzeugen, und
wobei der Reaktionstank (4) des Warmwasseraufbereitungssystems (A) ausgelegt ist, das über das Rücklaufleitungssystem von der Kavitatoreinrichtung (9) zugeführte Wasser zu entgasen, so dass der durch das Reaktorsystem (R) geleitete Teil des im Zirkulationskreislauf fließenden Wassers anschließend dem Zirkulationskreislauf des Warmwassersystems wieder zugeführt wird.
Wasseraufbereitungssystem (100) nach Anspruch 1, welches ferner ein in einem Kaltwasserzulauf des Warmwassersystems angeordnetes Kaltwasseraufbereitungssystem (B) umfasst, wobei das Kaltwasseraufbereitungssystem (B) folgendes aufweist:
- ein Reaktorsystem (R) mit einem Reaktionstank (4), in den zumindest ein Teil des dem Warmwassersystem über den Kaltwasserzulauf zuzuführenden Kaltwassers geleitet wird; und

- ein Zirkulationssystem (Z), welches ein mit dem Reaktionstank (4) verbindbares Vorlaufleitungssystem, ein mit dem Reaktionstank (4) verbundenes Rücklaufleitungssystem und eine zwischen dem Vorlauf- und Rücklaufleitungssystem angeordnete Kavitatoreinrichtung (9) aufweist, wobei zumindest ein Teil des in den Reaktionstank (4) geleiteten Wassers der Kavitatoreinrichtung (9) über das Vorlaufleitungssystem zugeführt und nach dem Durchlauf durch die Kavitatoreinrichtung (9) über das Rücklaufleitungssystem wieder zum Reaktionstank (4) rückgeführt wird.
Wasseraufbereitungssystem (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kavitatoreinrichtung (9) des Warmwasseraufbereitungssystems (A) und/oder des Kaltwasseraufbereitungssystems (B) ausgelegt ist, in dem über das Vorlaufleitungssystem zugeführten Wasser Druckschwankungen vorzugsweise zwischen 0,9 bis 6 bar zu erzeugen.
Wasseraufbereitungssystem (100) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei das Zirkulationssystem (Z) des Warmwasseraufbereitungssystems (A) und/oder des Kaltwasseraufbereitungssystems (B) eine erste ansteuerbare Pumpe (8.1) im Vorlaufleitungssystem und vorzugsweise ferner eine zweite ansteuerbare Pumpe (8.2) im Rücklaufleitungssystem aufweist.