NL8901366A - Werkwijze en inrichting voor het behandelen van lucht, die door een luchtbevochtigingssysteem stroomt. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het behandelen van lucht, die door een luchtbevochtigingssysteem stroomt.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van lucht, die door een luchtbevochtigings-systeem stroomt, alsmede op een inrichting, die geschikt is voor het uitvoeren van deze werkwijze.

Een luchtbevochtigingssysteem wordt gebruikt in gebouwen om er voor te zorgen dat de relatieve vochtigheid in het gebouw op een aanvaardbaar peil blijkt. Normaal schommelt de luchtvochtigheid in een gebouw tussen 40 en 65 % RV. In de winterperiode zal de buitenlucht moeten worden opgewarmd om gebruikt te kunnen worden in het gebouw. Door die opwarming zal de relatieve vochtigheid van de lucht afnemen, tot beneden de 40 % relatieve vochtigheid. De relatieve vochtigheid wordt op peil gehouden door in de lucht een bepaalde hoeveelheid vocht te brengen. De vermenging van water en lucht moet zodanig plaats vinden dat de lucht aan de gestelde eisen ten aanzien van de relatieve vochtigheid voldoet en er plaatselijk geen condensatie optreedt.

De bevochtiging kan in principe op drie manieren plaatsvinden: - door verneveling - door kontaktpakketten - door stoombevochtiging.

Verneveling en kontaktpakketten

Verneveling van water vindt plaats in een luchtwasser waar de te bevochtigen lucht langs stroomt. Het water bevindt zich in een reservoir en wordt via een pomp naar sproeikoppen geleid. De sproeikoppen vernevelen het water in de lucht. Het water dat niet in de lucht wordt opgenomen, valt weer in het reservoir dat onderin de luchtbevochtiging is aangebracht. Door het grote kontaktoppervlak tussen water en lucht zal er een overdracht van water naar de gasfase plaatsvinden. Bij pakketbevochtiging wordt het grote kontaktoppervlak verkregen door het water te laten lopen langs grote oppervlakten (de pakketten). De benodigde hoeveelheid water is afhankelijk van de buitentemperatuur, de gewenste binnentemperatuur en de RV buiten en binnen. Door de verdamping van het water uit het circuit zal de concentratie aan zouten in het systeem toenemen. Om neerslagvorming in leidingen en spuitmonden te voorkomen zal regelmatig water moeten worden afgelaten. De hoeveelheid spui is afhankelijk van de concentratie aan zouten, zoals calcium-, magnesium- en chloridezouten. Vooral het gehalte aan chloride speelt hierbij een belangrijke rol.

In de luchtbevochtigingskaten heerst een ideaal klimaat voor bacteriën, gisten en schimmels. Berucht is de Legionella bacterie, veroorzaker van de veteranenziekte. Groei van micro-organismen kan optreden in aanwezigheid van water, groeistoffen uit de omgevingslucht en een gunstige temperatuur. De micro-organismen zullen zich vooral hechten aan het pakkingmateriaal, de wanden en de vloeistofleidingen in de luchtbevochtiging. Door de biologische groei kunnen op de gepakte kolommen dikke plakken met organisch materiaal ontstaan. Aan de buitenkant van de plakkaten heersen aerobe condities, aan de binnenzijde zijn echter anaërobe (zuurstofloze) omstandigheden. Door de anaërobe condities zal rotting optreden, die aanleiding geeft tot stankproblemen in het luchtstyeem. Stankproblemen zullen ook optreden indien de installatie onregelmatig wordt gebruikt, waardoorde bacterie-aangroei gedeeltelijk uitdroogt. Zodra de bevochtiging weer in bedrijf gaat zal dit aanleiding geven tot ontbinding en daarmee tot stankproblemen. De plakkaten zullen onder invloed van de rotting ook loslaten van de wanden en vervolgens leidingen verstoppen, waardoor de luchtbevochtiging niet meer effektief kan functioneren.

Stankoverlast en de aanwezigheid van pathogene micro-organismen zijn de veroorzakers van het zogenaamde "sick building syndrome".

Stoombevochtiging

De tweede methode is het gebruik van stoom als be-vochtigingsmiddel voor luchtstromen. De stoom kan ter plaatse worden opgewekt in een kleine stoomgenerator. De stoom wordt geproduceerd door met behulp van enige elektroden het water te verhitten, zodat het gaat koken. De stoom die hierdoor ontstaat wordt in de te bevochtigen luchtstroom geïnjecteerd. Hiervoor zijn geen speciale bevochtigingssecties nodig.

Stoombevochtiging kenmerkt zich vooral door een hoog energiegebruik, waardoor toepassing in gebouwen met een luchtcirculatie groter dan circa 60.000 m^ per uur minder geschikt is.

Om de problemen van bacterie- en schimmelgroei die optreden bij het gebruik van vernevelingsinstallaties en pakketbevochtiging te ondervangen, kunnen de vernevelings-kasten ontsmet worden met chemicaliën.

Met chemicaliënn kan men de biologische groei in een bevochtigingsinstallatie effektief onderdrukken. De toediening geschiedt via een pomp vanuit een opslagvet naar het circulatiesysteem van de installatie, de dosering wordt aan de hand van regelmatige controles bijgesteld.

De werking van de chemicaliën berust veelal op de aanwezigheid van een quaternaire ammoniumverbinding, die de doorlaatbaarheid van de celmembraan sterk doet afnemen, met fatale gevolgen. Met chemicaliën kan men mogelijke explosieve groei snel onderdrukken door gebruik van een verhoogde dosering.

De gebruikte stoffen zijn echter schadelijk voor mens en milieu, terwijl met name bacteriesporen en virussen beduidend minder gevoelig zijn. Daardoor kunnen deze bij ontsmetting met chemicaliën toch in het systeem verspreid raken.

Gevonden werd nu, dat de bovengenoemde nadelen in belangrijke mate kunnen worden vermeden met toepassing van een werkwijze als in de aanhef genoemd, die is gekenmerkt doordat men de lucht en/of het water van het luchtbevoch-tigingssysteem in wisselwerking laat treden met ozon bevattend gas, dat is verkregen door zuurstof bevattend gas met UV-straling te behandelen.

De werkwijze volgens de uitvinding is veilig, betrouwbaar en eenvoudig. Micro-organismen, met inbegrip van bacteriesporen en virussen, worden effektief gedood. Onderhoud is vrijwel niet nodig of zeer eenvoudig. Het gebruik van ongewenste chemicaliën wordt vermeden. Groei van (resistente) micro-organismen, ook binnen de luchtkanalen, wordt tegengegaan. De kosten van aanschaf, onderhoud en installatie alsmede de energiekosten zijn laag.

Ter verkrijging van het ozonbevattende gas, dat bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt gebruikt, wordt bij voorkeur UV-straling met een golflengte van minder dan 200 nm, in het bijzonder met een golflengte van 185 nm gebruikt. Voor de opwekking van ozon kan gewone omgevingslucht worden gebruikt. Het ozon bevattende gas wordt in de leiding naar de sproeikoppen gedoseerd. Dit kan onder druk gebeuren of met een venturi-injector onder onderdruk. In het leidingsysteem van de luchtbehandelingsinstallatie heeft het ozon bevattende gas een micro-organisme dodende werking. Het gedesinfecteerde water wordt in de luchtbevochtigingssectie geleid. Ook daarin zal het ozon bevattende gas zijn desinfecterende werking uitoefenen.

De werking van het ozon bevattende gas berust op een verhoging van de redoxpotentiaal, gecombineerd met een vrije hoeveelheid ozon, bijvoorbeeld ongeveer 0,1 mg per liter, bij voorkeur 0,5-6 mg ozon per liter. Indien een voldoende verblijftijd in het systeem, bijvoorbeeld 10-20 minuten, kan worden gecreëerd, zal een effektieve eliminatie van de aanwezige micro-organismen optreden.

Gebleken is, dat een behandeling volgens de werkwijze van de uitvinding effektief is, indien zoveel ozon bevattend gas aan het water voor de bevochtiging wordt toegevoerd, dat het water een redoxpotentiaal van ten minste + 300 mV. Uiteraard hoe hoger de redox, hoe sneller en efficiënter de afbraak .

Uiteraard is de effektiviteit van de werkwijze volgens de uitvinding afhankelijk van een aantal omgevingsfactoren, zoals temperatuur, pH, relatieve vochtigheid, aanwezigheid van organisch materiaal uitgedrukt in het chemisch zuurstofverbruik (CZV), de druk in het systeem en de reeds ingestelde redoxpotentiaal.

Meestal schommelt de temperatuur in luchtbevochti-gingssystemen tussen 12 en 30eC. Vooral een temperatuur van 20 è 30 °C is optimaal voor een snelle vermeerdering van vrijwel alle micro-organismen.

De pH van het water in het luchtbevochtigingssysteem zal in het neutrale gebied liggen. De injectie van ozon zal de pH niet of nauwelijks beïnvloeden.

De relatieve vochtigheid in een luchtbevochtigingssysteem is van essentieel belang voor de groei van micro-organismen. Op de sproeioppervlakken en in grote delen van de luchtbevochtigingsinstallatie zullen door het vernevelen van water ideale omstandigheden heersen voor een snelle groei van micro-organismen.

De lucht die het luchtbehandelingssysteem instroomt, zal naast micro-organismen ook stofdeeltjes bevatten. Indien er een grote aanvoer van stofdeeltjes is, zal het organische stofgehalte in het watersysteem toenemen. Dit vaste stof-gehalte kan worden verlaagd door extra ozon toe te passen of door een hoeveelheid water af te voeren. Gebeurt dit niet, dan kan een explosieve groei van micro-organismen optreden.

Bij een verhoogde druk in het systeem zal de effek-tiviteit van het ozon bevattende gas toenemen omdat de oplosbaarheid van het gas in het water toeneemt. Bovendien zijn micro-organismen bij een verhoogde druk gevoeliger voor een oxidatiemiddel. Door de druk in het desinfectiesysteem te verhogen, zal een betere werking worden verkregen.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting, geschikt voor het uitvoeren van de hierboven beschreven werkwijze, omvattende een UV-bestralingseenheid (1) met een toevoer (2) voor zuurstof bevattend gas en een afvoerleiding (3) voor ozon bevattend gas; een waterreservoir (4) met een waterafvoerleiding (5), die via een injectieput (6), zoals een venturi, is aangesloten op een leiding (7) voor de toevoer van ozon bevattend water aan waterreservoir (4) respectievelijk aan een voorziening (10) voor het behandelen van lucht.

In de waterafvoerleiding (5) van het waterreservoir (4) bevindt zich bij voorkeur een inrichting (8) voor het verwijderen van kalksteenachtige afzettingen. Een dergelijke inrichting omvat bijvoorbeeld een roterend magnetisch veld, waar calcium- en magnesiumzout bevattende deeltjes in suspensie worden gehouden en door het systeem blijven circuleren zonder dat kalksteenachtige afzettingen plaatsvinden.

Om de inwerking van ozon bevattend gas op het bevoch-tigingswater gedurende de gewenste tijd te handhaven, is in de kringloopleiding (5,7) van het waterreservoir (4) na het injectiepunt een verblijftijdreactor (9) geschakeld.

Een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de bijgaande tekening.

In de tekening wordt verontreinigd water via leiding 5 uit reservoir 4 afgevoerd en met behulp van een pomp door inrichting 8 voor het voorkomen van kalksteenachtige afzettingen geleid naar venturi 6, waar het verontreinigde water wordt gemengd met ozon bevattend gas, dat via leiding 3 wordt toegevoerd vanuit een UV-bestralingseenheid 1. De laatstgenoemde inrichting wordt gevoed met omgevingslucht via toevoer 2.

Na het mengen in venturi 6 wordt het ozon bevattende water 7 in een verblij ftijdreactor 9 geleid en van daaruit weer via leiding 7 naar waterreservoir 4. De verblijftijdreactor 9 kan voorzien zijn van een (niet weergegeven) afvoer voor afgas.

Het behandelde water kan direkt boven waterreservoir 4 worden versproeid en in aanraking worden gebracht met de te behandelen lucht 11 of kan met behulp van voorziening 10 vanuit reservoir 4 naar sproeiers worden gepompt en zo eveneens in aanraking met de te behandelen lucht worden gebracht.

Claims (7)

1. Werkwijze voor het behandelen van lucht, die door een luchtbevochtigingssysteem stroomt, waarbij men de lucht en/of het water van het luchtbevochtigingssysteem in wisselwerking laat treden met ozon bevattend gas, dat is verkregen door zuurstof bevattend gas met UV-straling te behandelen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de UV-straling een golflengte van minder dan 200 nm, in het bijzonder ongeveer 185 nm bezit.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij men het water behandelt met een zodanige hoeveelheid ozon bevattend gas, dat het water een redoxpotentiaal van ten minste + 300 mV.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij men het water behandelt met ten minste 0,1 mg O3 per liter, bij voorkeur 0,5-6 mg O3 per liter.

5. Inrichting geschikt voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een der conclusies 1-4, omvattende een UV-bestralingseenheid (1) met een toevoer (2) voor zuurstof bevattend gas en een afvoerleiding (3) voor ozon bevattend gas? een waterreservoir (4) met een waterafvoerleiding (5), die via een injectieput (6), zoals een venturi, is aangesloten op een leiding (7) voor de toevoer van ozon bevattend water aan waterreservoir (4) respectievelijk aan een voorziening (10) voor het behandelen van lucht.

6. Inrichting volgens conclusie 5, waarbij zich in leiding (5) een inrichting (8) voor het tegengaan van kalksteenachtige afzettingen bevindt.

7. Inrichting volgens conclusie 5 of 6, waarbij zich in leiding (7) een verblijftijdreactor (9) bevindt.