WO2018001735A1 - Reactor and method for treating contaminated water - Google Patents

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WO2018001735A1
WO2018001735A1 PCT/EP2017/064513 EP2017064513W WO2018001735A1 WO 2018001735 A1 WO2018001735 A1 WO 2018001735A1 EP 2017064513 W EP2017064513 W EP 2017064513W WO 2018001735 A1 WO2018001735 A1 WO 2018001735A1
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reactor
treatment
contaminated water
water
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PCT/EP2017/064513
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Svenja BIERBAUM
Olaf STREICH
Jörg GRUBE
Wiebke MATTHIAS
Pascal PHILIPPSEN
Jürgen WETZEL
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Skf Marine Gmbh
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    • C02F1/36Treatment of water, waste water, or sewage with mechanical oscillations ultrasonic vibrations
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    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/04Disinfection

Definitions

  • the present invention relates to a reactor and a method for purifying contaminated water.
  • Seagoing vessels are often designed to contain ballast water to improve their stability.
  • Such water contains pollutants and organisms that are often associated with the ecosystem of an area where the intake of water takes place. Now, if the absorbed water is pumped out again in a target area of the ship, the substances and living beings contained therein can enter with the water into a foreign ecosystem. This can lead to far-reaching environmental damage.
  • ballast water was regulated.
  • areas e.g., ports
  • it may only be pumped if it has a predetermined quality given by limits. Therefore, the ballast water often needs to be prepared before draining first.
  • the object of the present invention is to improve a reactor and a process for purifying contaminated water.
  • the object is achieved by a reactor according to claim 1 and a method according to claim 6.
  • Advantageous embodiments are disclosed in the subclaims, the figures and the description.
  • a reactor according to the invention for cleaning contaminated water comprises a treatment channel with a first and a second section and with a turning zone lying between the first and the second section.
  • the first and second portions extend parallel to each other, and the first portion has an inlet directed to at least one flow divider element that is in the same direction as the first portion (ie, like the treatment channel in the first portion).
  • a method for purifying contaminated water in a reactor comprises introducing the contaminated water into a first section of a treatment channel in the reactor and passing the loaded water through the first section successively through a second section of the treatment channel extending parallel to the first section through a turning area connecting the first and second sections.
  • the contaminated water is thereby divided (preferably during introduction or in an inlet region in the first section) into at least two partial streams which flow through the first section at least partially (preferably simultaneously) side by side.
  • the direction of the first or second section is to be understood as meaning the direction of the treatment channel in the respective section, that is to say the direction in which introduced water substantially propagates in the treatment channel.
  • the treatment channel of a reactor according to the invention or of a reactor used in a method according to the invention therefore runs in a turn in the turning region, ie essentially has a hairpin or U-shape whose legs are formed by the first or second section; each of these sections can be understood as a treatment chamber.
  • the inlet defines an inflow direction into the first portion, which is preferably oriented orthogonal to the direction of the treatment channel in the first portion. Inflowing water is thus deflected before it spreads in the first section of the treatment channel, so it can flow through it. This reduces the flow rate and thus increases the treatment time.
  • the course of the treatment channel thus enables in particular a compact design of the reactor and at the same time a small cross section of the two sections respectively. This allows a maximum exposure of the flowing contaminated water in an area of action of one or more treatment elements and thus its efficient and targeted treatment, for example, successively with different treatment elements.
  • the reactor may be substantially circular cylindrical or a straight prism (preferably with a regular polygon, for example with a hexagon or octagon, as a base); the first and the second section preferably extend in the direction of its geometric height (which is to be understood as the description parameter of a circular cylinder or prism and thus independently of the respective orientation); in the case of a circular cylinder, this direction coincides with the direction of the central axis.
  • a dividing wall is arranged, which is incomplete at one end of the reactor, so that there is a passage and thus the turning region.
  • a first side surface of the partition wall forms a wall of the first section of the treatment channel and one of the first opposing second side surface of the partition wall forms a wall of the second section of the treatment channel.
  • one or more treatment element such as in particular UV lamps (preferably in each case in a cladding tube, for example a quartz glass cladding tube) and / or sonotrodes is or are arranged in the treatment channel and / or outside of the treatment channel.
  • treatment elements are arranged both in and / or (outside) on the first section and in and / or (outside) on the second section.
  • An invention The method according to the invention preferably comprises treating the loaded water introduced into the reactor with such at least one treatment element.
  • sonotrodes of a first type may be arranged in and / or on the first section and sonotrodes of a second type in or on the second section, or sonotrodes of a first type may be arranged in a first zone in an inlet region of the first section Furthermore, sonotrodes of a second type may be arranged in a second zone in or on a region of the first section which adjoins the turning region, and sonotrodes of a third type may be arranged in the second section as the third zone.
  • the types can differ by the ultrasound frequencies that can be produced by the respective sonotrodes. Preferred is an embodiment in which the respectively producible ultrasonic frequencies of the first type are lower than those of the second type (which in turn may be lower than those of the third type).
  • Such sonotrodes are or preferably comprise stab sonotrodes, which advantageously extend in the direction of the respective section of the treatment channel.
  • the sonotrodes of the first type are adapted to produce an ultrasonic field with frequencies of 20-30 kHz
  • the sonotrodes of the second type are adapted to generate an ultrasonic field with frequencies of 30-50 kHz
  • the sonotrodes of the third type are adapted to an ultrasonic field with frequencies of 50-100 kHz produce.
  • At least one UV lamp (preferably designed as a flashlight, ie rod-shaped) as the treatment element is preferably arranged in the first and / or second section such that the respective section is fully illuminated with UV radiation (or UV light).
  • UV radiation or UV light
  • low-pressure UV lamps which preferably emit UV-C radiation are used as UV lamps.
  • UV lamps can preferably be used which emit UV radiation at a specific wavelength in the range from 245 nm to 265 nm, in particular preferably about 254 nm. This wavelength permanently damages organs in the contaminated water by destroying the DNA of the organisms.
  • the number of UV lamps in the first and second sections may be the same, for example, three, four, five, or six, respectively.
  • the two sections may comprise different numbers of UV lamps.
  • the number of UV lamps in the first and / or in the second section is variable; thus, the sections can be adapted to the particular requirements (for example, by the quality of the liquid to be purified and / or the purity of the liquid to be achieved) by inserting or fitting a suitable number of UV lamps.
  • the at least one treatment element comprises both at least one sonotrode and at least one UV lamp. It has been found that the effect of UV radiation is accompanied by exposure to ultraviolet radiation. sound cavitation has a reinforcing effect.
  • the number of UV lamps in the first and / or second section may be equal to or different from the number of horns in the corresponding section (or the corresponding zone) respectively (or in one, second or each of the zones).
  • the same number of UV lamps are arranged as on sonotrodes, for example three each; The same applies preferably to the second section or the second and / or the third zone.
  • the first section has the same number of UV lamps as the second section (eg three, four, five or six UV lamps in each case), while the number of sonotrodes in the first and / or second section (or the first section) , second and / or third zone) may each be smaller or larger than the number of UV lamps in each section.
  • the first section may comprise two zones each having a plurality of sonotrodes, for example three sonotrodes each, and the second section may comprise a single zone with a total of three sonotrodes.
  • the introduced contaminated water is passed through the first section and analogously through the second section within at least one second and a maximum of 10 seconds, more preferably no more than 6 seconds (or more preferably no more than 5 seconds).
  • a residence time of the loaded water in the reactor is a maximum of 10 seconds.
  • Sonotrodes are preferably arranged in or on the reactor as treatment elements which are connected to different ultrasound generators (so that therefore a first sonotrode is connected to a first ultrasound generator and a second sonotrode is connected to a second ultrasound generator different from the first);
  • different sonotrodes of the same type can be driven by different ultrasonic generators.
  • an in-phase oscillation of the various ultrasonic sonotrodes eg of the same type or in the individual zones
  • An inventive method can analogously Driving different sonotrodes (especially within the same zone) with mutually different ultrasonic generators include.
  • the flow dividing element extending in the first section in the direction of the first section of a reactor according to the invention effects a division of an introduced flow of contaminated water into at least two partial flows which preferably flow through the first section side by side (or at the same time). Accordingly, the division can be effected in a method according to the invention by means of such a flow splitting element, to which an introduced stream is directed with contaminated water and thus bounces.
  • the polluted water can be brought closer targeted to treatment elements in or at the reactor. This can improve the efficiency of the treatment.
  • the flow dividing element may comprise a rod extending in the direction of the first portion or an element having an edge in this direction.
  • the flow dividing element may comprise an edge of the dividing wall projecting towards the inlet (which in this case may for example be angled and / or may have a projection).
  • the at least one flow divider is substantially in a plane that bisects an opening of the inlet to the reactor.
  • the first portion is preferably formed symmetrically to the said plane.
  • the partial flows generated by the at least one flow sharing element can be formed identically;
  • the partial flows preferably have essentially the same volume flow.
  • the at least one current-dividing element comprises at least one treatment element extending in the first section, for example at least one stab sonotrode and / or at least one UV lamp (which may be arranged in a cladding tube).
  • at least one treatment element extending in the first section
  • at least one stab sonotrode and / or at least one UV lamp which may be arranged in a cladding tube.
  • UV lamp which may be arranged in a cladding tube.
  • the two partial flows can, for example, wind essentially in two parallel helices from the inlet into the first section to the turning zone, preferably around one or more treatment elements, which preferably extend in the direction of the first section.
  • the contaminated water is exposed in a small space on a relatively long treatment path to the influence of the treatment element or the treatment elements.
  • the removal of the contaminated water to the treatment element (s) is reduced and the duration of treatment (in the form of the treatment route) is prolonged in a small space, thus resulting in an overall improved treatment efficiency.
  • the partial flows in the first section can preferably be deflected several times, for example by being directed onto an inner wall of the first section.
  • the inlet of a reactor according to the invention is preferably oriented orthogonal to the direction of the first section of the treatment channel, preferably directed towards a central axis of the reactor.
  • Pumped polluted water thus has a directional component transverse to the direction of the first section (e.g., radially toward a central axis of the reactor) and therefore preferably bounces sequentially at different portions of the inner wall, each undergoing a change of direction.
  • the reactor is arranged or aligned during passage of the contaminated water, that the treatment channel in the first section from an inlet to the turning area substantially vertically downwards and in the second section from the turning area to an outlet substantially runs vertically upwards.
  • a reactor according to the invention is analogously preferably designed to be used in such an orientation; In particular, in a polluted water purification plant (eg in a ballast water treatment plant of a ship), such an oriented reactor according to one of the embodiments disclosed in this document.
  • a residence time of the contaminated water in the reactor can be controlled particularly suitably, for example by pulsed introduction.
  • a reactor according to the invention Before cleaning the polluted water in the reactor this is preferably filtered; a reactor according to the invention can be connected to a filter system, which is flowed through by the charged water before it is introduced into the reactor.
  • a filter system In this case, in a filtration stage, the large amounts of water (organisms and solids) whose size is greater than 10-100 ⁇ , more preferably 25-50 ⁇ , are separated.
  • the filter system can to filter fabric with a mesh size of 10 ⁇ , 20 ⁇ , 25 ⁇ , 30 ⁇ , 40 ⁇ , 50 ⁇ and / or 100 ⁇ include.
  • a reactor according to the invention is installed according to one of the embodiments disclosed herein for cleaning ballast water on a ship, or a method according to the invention is carried out according to one of the embodiments disclosed in this document on a vessel for cleaning ballast water.
  • FIG. 1 shows a side view into a reactor according to the invention according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1b shows the course of the treatment channel of a reactor shown in FIG.
  • Figure 2 a cross section of a reactor according to the invention with flow guidance.
  • Figure la provides a side view into a reactor 10 according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the rector 10 is substantially circular-cylindrical with a substantially circular base and cover surface 17b or 17a and a lateral surface 18.
  • the reactor 10 In an area of the lid surface 17a (or in a quarter of a longitudinal extension of the reactor adjoining the lid surface), the reactor 10 has an inlet 11 and an outlet 12, respectively.
  • Inlet 11 and outlet 12 are each arranged in a lateral surface of the reactor and aligned orthogonal to the height H of the reactor.
  • a diameter of a base of such a reactor is in the example shown substantially half as large as the height of the reactor. With such dimensions can (analogous to a prismatic reactor) particularly advantageous flow and treatment shares can be achieved.
  • the inlet leads into a treatment channel located inside the reactor, which has a first section 20a and a second section 20c and a turning section 20b therebetween.
  • the first and second sections are parallel to each other in opposite directions; they are separated from one another by a partition wall 14 extending parallel to their (passage) direction and which can be seen in the illustration of FIG. 1a in a longitudinal section.
  • the dividing wall 14 leaves open a passage 19 which connects the first and the second section in the turning area 20b.
  • the outlet 12 is arranged mirror-symmetrically to the inlet 11; the partition 14 is arranged in the mirroring plane.
  • the illustrated reactor 10 on its lateral surface connecting piece 13 for (not shown) UV sensors.
  • Such UV sensors are preferably arranged in the reactor and adapted to measure an intensity of UV radiation arriving at its respective position (and at the respective distance to one or more of the UV lamp (s)).
  • a control device (not shown), which can be connected to the UV sensors via the connecting pieces, the respective UV lamp can then be set (or regulated) as a function of the measured intensity.
  • connection piece 13 has, alternatively, a different number of connection pieces is possible.
  • a plurality of UV lamps 15 and rod sonotrodes are respectively arranged as treatment elements, which extend in the direction of the respective section.
  • the UV lamps are preferably configured to fully illuminate the first and second sections, respectively.
  • the first section has, in a first zone in the region of the inlet 11, a first type of rod sonotrodes 16a; in the figure lb this first zone is indicated by the reference numeral 21.
  • the first section 20a of the treatment channel has a second type of rod sonotrodes 16b; the rod sonotrodes of the first and second types extend in the direction of the first portion only over a portion which is smaller than half the length of the first portion, in the example shown about two-fifths of its length (or height).
  • rod sonotrodes 16c of a third type are arranged; this third region is identified by the reference numeral 23 in FIG. 1b and these rod sonotrodes extend for substantially the full length of the second section.
  • the individual types of Stabsonotroden differ in particular in a frequency of ultrasound, they emit each.
  • Each of the three regions preferably has a plurality of stab sonotrodes 16a, 16b and 16c, respectively, which are connected to different ultrasonic generators (not shown). This avoids an in-phase oscillation of the rod sonotrodes in the individual regions.
  • the rod sonotrodes 16a of the first type are arranged to generate frequencies of 20-30 kHz
  • the rod sonotrodes 16b of the second type generate an ultrasonic field with frequencies of 30-50 kHz
  • the rod sonotrodes 16c of the third type to generate an ultrasonic field with frequencies of 50 - 100 kHz.
  • the individual zones thus allow an advantageous exposure time during which the organisms are exposed to the combination of UV radiation (preferably UV-C radiation) and the ultrasound field within the respective areas.
  • the exposure time can be controlled, for example, by a pulsed introduction of contaminated water, because the water is displaced from the reactor only by water flowing in.
  • the exposure time in the reactor is a maximum of 10 seconds, preferably in each case between a minimum of 1 second and a maximum of 3 seconds in each of the zones 21, 22 and 23.
  • the introduced contaminated water is thereby divided by means of a flow divider into two parallel (in the direction of the figure lb one behind the other) partial flows, each helically winding in along the treatment channel around the treatment elements, as illustrated by the arrows in the figure; the division and deflection into such turns is illustrated in FIG. 2:
  • FIG. 2 shows a cross section through the reactor 10.
  • each of the (separated by the partition wall 14) sections 20a and 20c of the treatment channel each three UV lamps 15 (in cladding) on.
  • three rod sonotrodes 16a, 16c are also arranged in each of the sections; As indicated by the different boundaries, other types of rod sonotrodes are arranged in the first section 20a than in the second section.
  • FIG. 2 it is not possible to see in the first section 20a in an area lying further behind in the viewing direction another three rod sonotrodes (which are designated by reference numeral 16b in FIG. 1a).
  • the arrows illustrate in the figure how charged water flowing in through the inlet 11 into the reactor 10 impinges on a rod sonotrode 16a 'located substantially in a plane E bisecting an opening of the inlet; in the illustration of Figure 2, the plane E is orthogonal to the plane of representation and is given as such by the horizontal.
  • the Stabsonotrode 16a 'thus acts as a flow divider element, which - as indicated by the arrows - divides the introduced water flow into two partial streams.
  • Each of the partial flows is deflected several times by the partition and then by an outer wall of the reactor, so that the strained water winds around the UV lamps 15 around; in the course of the treatment channel, this results in a helical flow up to the turning region of the treatment channel.
  • the contaminated water enters the second section, in which it is preferably again guided in two partial streams and by multiple deflections around the UV lamps 15 and to the outlet. In this way, the contaminated water can be effectively and controlled exposed to the treatment elements in the treatment channel, which allows its particularly efficient and targeted treatment.
  • a reactor 10 serves to clean contaminated water. It has a treatment channel with a first section 20a and a second section 20c extending parallel thereto and with a turning section 20b lying between the first and the second section.
  • the first portion 20a has an inlet 11 directed to at least one flow divider 16a 'extending in the direction of the first portion.
  • a method according to the invention for purifying polluted water in a reactor comprises introducing and passing the polluted water through a first section 20a, through a turning section 20b and through a second section 20c of a treatment channel, whereby the loaded water is divided into at least two substreams that flow through the first portion 20a side by side.

Abstract

The invention relates to a reactor (10) for purifying contaminated water, in particular ballast water of a ship. Said reactor has a treatment channel, having a first section (20a), a second section (20c) extending parallel to the first section, and a turning region (20b) lying between the first and the second sections. The first section (20a) has an inlet (11), which is directed at at least one flow-splitting element (16a'), which extends in the direction of the first section. The invention further relates to a method for purifying contaminated water in a reactor, which method comprises introducing the contaminated water and conducting the contaminated water in succession through a first section (20a), through a turning region (20b), and through a second section (20c) of a treatment channel, wherein the contaminated water is divided into at least two partial flows, which flow through the first section (20a) adjacently to each other.

Description

B e s c h r e i b u n g  Description
Reaktor und Verfahren zur Aufbereitung von belastetem Wasser Reactor and process for the treatment of contaminated water
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reaktor und ein Verfahren zum Reinigen von belastetem Wasser. The present invention relates to a reactor and a method for purifying contaminated water.
Zur Behandlung von mit Feststoffen oder Mikroorganismen belasteten Flüssigkeiten sind verschiedene chemische und physikalische Verfahren bekannt. Insbesondere im Bereich der physikalischen Verfahren werden Filter und Fliehkraftabscheider eingesetzt, um unerwünschte Bestandteile einer Flüssigkeit abzutrennen. Kleinere enthaltene Mikroorganismen können anschließend abgetötet werden. Dazu kann eine belastete Flüssigkeit mit Ultraschallwellen oder Ultraviolett licht (UV) in einem Reaktor behandelt werden. Various chemical and physical processes are known for treating liquids loaded with solids or microorganisms. Especially in the field of physical processes, filters and centrifugal separators are used to separate unwanted constituents of a liquid. Smaller microorganisms can subsequently be killed. For this purpose, a loaded liquid with ultrasonic waves or ultraviolet light (UV) can be treated in a reactor.
Seeschiffe sind häufig dazu eingerichtet, für eine Verbesserung ihrer Stabilität Ballastwasser aufzunehmen. Derartiges Wasser enthält Verschmutzungen und Organismen, die oft dem Ökosystem eines Gebiets zugehörig sind, in dem die Aufnahme des Wassers erfolgt. Wird nun in einem Zielgebiet des Schiffs das aufgenommene Wasser wieder abgepumpt, können die darin enthaltenen Stoffe und Lebewesen mit dem Wasser in ein fremdes Ökosystem gelangen. Dies kann zu weitreichenden Umweltschäden führen. Seagoing vessels are often designed to contain ballast water to improve their stability. Such water contains pollutants and organisms that are often associated with the ecosystem of an area where the intake of water takes place. Now, if the absorbed water is pumped out again in a target area of the ship, the substances and living beings contained therein can enter with the water into a foreign ecosystem. This can lead to far-reaching environmental damage.
Aus diesem Grunde wurde die Abgabe von Ballastwasser reglementiert. So darf es in bestimmten Gebieten (z.B. Häfen) nur abgepumpt werden, wenn es eine vorbestimmte Qualität hat, die mittels Grenzwerten gegeben ist. Daher muss das Ballastwasser häufig vor einem Ablassen erst aufbereitet werden. For this reason, the delivery of ballast water was regulated. Thus, in certain areas (e.g., ports), it may only be pumped if it has a predetermined quality given by limits. Therefore, the ballast water often needs to be prepared before draining first.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, einen Reaktor und ein Verfahren zum Reinigen bzw. Aufbereiten von belastetem Wasser zu verbessern. Die Aufgabe wird gelöst durch einen Reaktor gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 6. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen, den Figuren und der Beschreibung offenbart. The object of the present invention is to improve a reactor and a process for purifying contaminated water. The object is achieved by a reactor according to claim 1 and a method according to claim 6. Advantageous embodiments are disclosed in the subclaims, the figures and the description.
Ein erfindungsgemäßer Reaktor zum Reinigen von belastetem Wasser (insbesondere von Ballastwasser eines Schiffs) umfasst einen Behandlungskanal mit einem ersten und einem zweiten Abschnitt sowie mit einem zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt liegenden Wendebereich. Der erste und der zweite Abschnitt erstrecken sich parallel zueinander, und der erste Abschnitt weist einen Einlass auf, der auf mindestens ein Stromteilungselement gerichtet ist, das in dieselbe Richtung verläuft wie der erste Abschnitt (also wie der Behandlungskanal im ersten Abschnitt). A reactor according to the invention for cleaning contaminated water (in particular ballast water of a ship) comprises a treatment channel with a first and a second section and with a turning zone lying between the first and the second section. The first and second portions extend parallel to each other, and the first portion has an inlet directed to at least one flow divider element that is in the same direction as the first portion (ie, like the treatment channel in the first portion).
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Reinigen von belastetem Wasser in einem Reaktor umfasst ein Einleiten des belasteten Wassers in einen ersten Abschnitt eines Behandlungskanals im Reaktor sowie ein Durchleiten des belasteten Wassers nacheinander durch den ersten Abschnitt, durch einen sich parallel zum ersten Abschnitt erstreckenden zweiten Abschnitt des Behandlungskanals und durch einen Wendebereich, der den ersten und den zweiten Abschnitt miteinander verbindet. Das belastete Wasser wird dabei (vorzugsweise beim Einleiten bzw. in einem Einlassbereich im ersten Abschnitt) in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt, die den ersten Abschnitt mindestens teilweise (vorzugsweise zeitgleich) nebeneinander durchströmen. A method according to the invention for purifying contaminated water in a reactor comprises introducing the contaminated water into a first section of a treatment channel in the reactor and passing the loaded water through the first section successively through a second section of the treatment channel extending parallel to the first section through a turning area connecting the first and second sections. The contaminated water is thereby divided (preferably during introduction or in an inlet region in the first section) into at least two partial streams which flow through the first section at least partially (preferably simultaneously) side by side.
Als Richtung des ersten bzw. zweiten Abschnitts ist die Richtung des Behandlungskanals im jeweiligen Abschnitt zu verstehen, also die Richtung, in die sich eingeleitetes Wasser im Behandlungskanal im Wesentlichen ausbreitet. Im Wendebereich ändert der Behandlungskanal seine Richtung, vorzugsweise im Wesentlichen um 180°. Der Behandlungskanal eines erfindungsgemäßen Reaktors bzw. eines in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Reaktors verläuft somit im Wendebereich in einer Kehre, weist also im Wesentlichen eine Haarnadel- bzw. U-Form auf, deren Schenkel vom ersten bzw. zweiten Abschnitt gebildet werden; diese Abschnitte können dabei jeweils als eine Behandlungskammer aufgefasst werden. Der Einlass definiert eine Einströmrichtung in den ersten Abschnitt, die vorzugsweise orthogonal zur Richtung des Behandlungskanals im ersten Abschnitt ausgerichtet ist. Einströmendes Wasser wird somit umgelenkt, ehe es sich im ersten Abschnitt des Behandlungskanals ausbreiten, diesen also durchströmen kann. Dadurch wird die Durchflussgeschwindigkeit verringert und somit die Behandlungsdauer erhöht. The direction of the first or second section is to be understood as meaning the direction of the treatment channel in the respective section, that is to say the direction in which introduced water substantially propagates in the treatment channel. In the turning region of the treatment channel changes its direction, preferably substantially by 180 °. The treatment channel of a reactor according to the invention or of a reactor used in a method according to the invention therefore runs in a turn in the turning region, ie essentially has a hairpin or U-shape whose legs are formed by the first or second section; each of these sections can be understood as a treatment chamber. The inlet defines an inflow direction into the first portion, which is preferably oriented orthogonal to the direction of the treatment channel in the first portion. Inflowing water is thus deflected before it spreads in the first section of the treatment channel, so it can flow through it. This reduces the flow rate and thus increases the treatment time.
Der Verlauf des Behandlungskanals ermöglicht somit insbesondere eine kompakte Ausführung des Reaktors und zugleich einen kleinen Querschnitt der beiden Abschnitte jeweils. Dies ermöglicht eine maximale Exposition des durchströmenden belasteten Wassers in einem Wirkungsbereich eines oder mehrerer Behandlungselemente und damit seine effiziente und gezielte Behandlung, beispielsweise nacheinander mit unterschiedlichen Behandlungselementen. The course of the treatment channel thus enables in particular a compact design of the reactor and at the same time a small cross section of the two sections respectively. This allows a maximum exposure of the flowing contaminated water in an area of action of one or more treatment elements and thus its efficient and targeted treatment, for example, successively with different treatment elements.
Insbesondere kann der Reaktor im Wesentlichen kreiszylindrisch oder als gerades Prisma (vorzugsweise mit einem regelmäßigen Polygon, z.B. mit einem Sechs- oder Achteck, als Grundfläche) ausgebildet sein; der erste und der zweite Abschnitt erstrecken sich dabei vorzugsweise in Richtung seiner geometrischen Höhe (die als Beschreibungsparameter eines Kreiszylinders bzw. Prismas und damit unabhängig von der jeweiligen Ausrichtung zu verstehen ist); im Falle eines Kreiszylinders stimmt diese Richtung mit Richtung der zentralen Achse überein. In particular, the reactor may be substantially circular cylindrical or a straight prism (preferably with a regular polygon, for example with a hexagon or octagon, as a base); the first and the second section preferably extend in the direction of its geometric height (which is to be understood as the description parameter of a circular cylinder or prism and thus independently of the respective orientation); in the case of a circular cylinder, this direction coincides with the direction of the central axis.
Im Inneren des Reaktors kann in axialer Richtung (bzw. in Richtung einer Prismenhöhe), vorzugsweise entlang einer zentralen Achse des Reaktors eine Trennwand angeordnet sein, die an einem Ende des Reaktors unvollständig ist, so dass dort ein Durchlass und damit der Wendebereich ausgebildet ist. Vorzugsweise bildet dabei eine erste Seitenfläche der Trennwand eine Wandung des ersten Abschnitts des Behandlungskanals und bildet eine der ersten gegenüberliegende, zweite Seitenfläche der Trennwand eine Wandung des zweiten Abschnitts des Behandlungskanals. In the interior of the reactor, in the axial direction (or in the direction of a prism height), preferably along a central axis of the reactor, a dividing wall is arranged, which is incomplete at one end of the reactor, so that there is a passage and thus the turning region. Preferably, a first side surface of the partition wall forms a wall of the first section of the treatment channel and one of the first opposing second side surface of the partition wall forms a wall of the second section of the treatment channel.
Vorzugsweise ist bzw. sind im Behandlungskanal und/oder außen am Behandlungskanal ein oder mehrere Behandlungselement(e) wie insbesondere UV -Lampen (vorzugsweise jeweils in einem Hüllrohr, z.B. einem Quarzglas-Hüllrohr) und/oder Sonotroden angeordnet. Bevorzugterweise sind sowohl im und/oder (außen) am ersten Abschnitt als auch im und/oder (außen) am zweiten Abschnitt Behandlungselemente angeordnet. Ein erfmdungs- gemäßes Verfahren umfasst vorzugsweise ein Behandeln des in den Reaktor eingeleiteten Belasteten Wassers mit einem solchen mindestens einen Behandlungselement. Preferably, one or more treatment element (s) such as in particular UV lamps (preferably in each case in a cladding tube, for example a quartz glass cladding tube) and / or sonotrodes is or are arranged in the treatment channel and / or outside of the treatment channel. Preferably, treatment elements are arranged both in and / or (outside) on the first section and in and / or (outside) on the second section. An invention The method according to the invention preferably comprises treating the loaded water introduced into the reactor with such at least one treatment element.
Von derartigen Sonotroden ausgehender Ultraschall generiert in dem belasteten Wasser eine sogenannte Kavitation, also eine Bildung und Auflösung von dampfgefüllten Hohlräumen. Durch die vom Ultraschall bewirkte mechanische Belastung wird dabei das belastete Wasser so stark beansprucht, dass die Wasserphase„aufbricht" und kleine dampf- oder gasgefüllte Blasen entstehen, die jedoch nach kurzer Zeit unter Einwirkung des äußeren Drucks wieder implodieren. Hierdurch entstehen für kurze Zeit lokal begrenzte extreme Bedingungen (sehr hohe Drücke und Temperaturen), die die im Wasser enthaltenen Mikroorganismen schädigen. From such sonotrodes outgoing ultrasound generated in the contaminated water so-called cavitation, ie formation and dissolution of vapor-filled cavities. As a result of the mechanical stress caused by the ultrasound, the stressed water is so heavily stressed that the water phase "breaks up" and small bubbles filled with steam or gas form, which implode again after a short time under the influence of external pressure limited extreme conditions (very high pressures and temperatures) that damage the microorganisms contained in the water.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform können im und/oder am ersten Abschnitt Sonotroden eines ersten Typs angeordnet sein und im bzw. am zweiten Abschnitt Sonotroden eines zweiten Typs, oder es können in einer ersten Zone in bzw. an einem Einlassbereich des ersten Abschnitts Sonotroden eines ersten Typs angeordnet sein, in einer zweiten Zone in bzw. an einem Bereich des ersten Abschnitts, der an den Wendebereich angrenzt, können weiterhin Sonotroden eines zweiten Typs angeordnet sein und im bzw. am zweiten Abschnitt als dritter Zone Sonotroden eines dritten Typs. Die Typen können sich dabei durch die von den jeweiligen Sonotroden produzierbaren Ultraschallfrequenzen unterscheiden. Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die jeweils produzierbaren Ultraschallfrequenzen des ersten Typs niedriger sind als die des zweiten Typs (die ggf. wiederum niedriger sind als die des dritten Typs). Derartige Sonotroden sind oder umfassen vorzugsweise Stabsonotroden, die sich vorteilhafterweise in Richtung des jeweiligen Abschnitts des Behandlungskanals erstrecken. According to an advantageous embodiment, sonotrodes of a first type may be arranged in and / or on the first section and sonotrodes of a second type in or on the second section, or sonotrodes of a first type may be arranged in a first zone in an inlet region of the first section Furthermore, sonotrodes of a second type may be arranged in a second zone in or on a region of the first section which adjoins the turning region, and sonotrodes of a third type may be arranged in the second section as the third zone. The types can differ by the ultrasound frequencies that can be produced by the respective sonotrodes. Preferred is an embodiment in which the respectively producible ultrasonic frequencies of the first type are lower than those of the second type (which in turn may be lower than those of the third type). Such sonotrodes are or preferably comprise stab sonotrodes, which advantageously extend in the direction of the respective section of the treatment channel.
Gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel mit drei Typen an Sonotroden sind die Sonotroden des ersten Typs (im einer Einlasszone des ersten Abschnitts) dazu eingerichtet, ein Ultraschallfeld mit Frequenzen von 20 - 30 kHz zu erzeugen, die Sonotroden des zweiten Typs (in einer Zone des ersten Abschnitts, die an den Wendebereich angrenzt) sind dazu eingerichtet, ein Ultraschallfeld mit Frequenzen von 30 - 50 kHz zu erzeugen und die Sonotroden des dritten Typs (im zweiten Abschnitt als dritter Zone) sind dazu eingerichtet, ein Ultraschallfeld mit Frequenzen von 50 - 100 kHz zu erzeugen. Mittels der verschiedenen Frequenzen können unterschiedliche Arten von Kavitationen erzeugt werden, die unterschiedliche Mikroorganismen erreicht: Es werden nämlich bei niedrigeren Frequenzen stärkere Kavitationen bewirkt als bei höheren Frequenzen. Eine derartige stärkere Kavitation erzeugt relativ große Kavitationsblasen und sehr starke, lokal begrenzte Druckstöße und Temperaturanstiege. Allerdings sind diese Blasen nicht gleichmäßig verteilt, und es werden relativ wenig dieser Kavitationsblasen generiert, so dass mit ihnen lediglich eher große Mikroorganismen erreicht werden. Je höher hingegen die Frequenz wird, desto größer wird die Anzahl der indessen kleiner werdenden Kavitationsbläschen. Die Verteilung der Bläschen in der Wasserphase ist dabei gleichmäßiger, und dadurch werden vermehrt auch kleinere Organismen geschädigt bzw. getötet. According to a specific embodiment with three types of sonotrodes, the sonotrodes of the first type (in an inlet zone of the first section) are adapted to produce an ultrasonic field with frequencies of 20-30 kHz, the sonotrodes of the second type (in a zone of the first section which is adjacent to the turning region) are adapted to generate an ultrasonic field with frequencies of 30-50 kHz and the sonotrodes of the third type (in the second section as third zone) are adapted to an ultrasonic field with frequencies of 50-100 kHz produce. By means of the different frequencies, different types of cavitations can be generated, which reaches different microorganisms: Namely, stronger cavitations are produced at lower frequencies than at higher frequencies. Such greater cavitation produces relatively large cavitation bubbles and very strong, localized pressure surges and temperature increases. However, these bubbles are not evenly distributed, and relatively few of these cavitation bubbles are generated, so that they are only achieved rather large microorganisms. On the other hand, the higher the frequency becomes, the larger the number of smaller cavitation bubbles becomes. The distribution of the bubbles in the water phase is more uniform, and thereby increasingly smaller organisms are damaged or killed.
Auch mittels UV-Licht können Mikroorganismen eliminiert werden. Mindestens eine (vorzugsweise als Stablampen, also stabförmig ausgebildete) UV -Lampe als Behandungsele- ment ist dazu vorzugsweise so im ersten und/oder zweiten Abschnitt angeordnet, dass der jeweilige Abschnitt voll mit UV-Strahlung (bzw. UV-Licht) ausgeleuchtet wird. Gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform werden als UV-Lampen Niederdruck-UV-Lampen verwendet, die vorzugsweise UV-C-Strahlung emittieren. Insbesondere können vorzugsweise UV-Lampen verwendet werden, die UV-Strahlung bei einer spezifischen Wellenlänge im Bereich von 245 nm bis 265 nm, insbesondere von vorzugsweise etwa 254 nm emittieren. Diese Wellenlänge schädigt im belasteten Wasser enthaltene Organsimen nachhaltig, indem sie die DNS der Organismen zerstört. Even with UV light, microorganisms can be eliminated. At least one UV lamp (preferably designed as a flashlight, ie rod-shaped) as the treatment element is preferably arranged in the first and / or second section such that the respective section is fully illuminated with UV radiation (or UV light). According to a preferred embodiment, low-pressure UV lamps which preferably emit UV-C radiation are used as UV lamps. In particular, UV lamps can preferably be used which emit UV radiation at a specific wavelength in the range from 245 nm to 265 nm, in particular preferably about 254 nm. This wavelength permanently damages organs in the contaminated water by destroying the DNA of the organisms.
Die Anzahl an UV-Lampen kann im ersten und zweiten Abschnitt (bzw. jeder der Zonen) gleich sein, beispielsweise jeweils drei, vier, fünf oder sechs betragen. Alternativ können die beiden Abschnitte (bzw. in mindestens zwei der Zonen) unterschiedlich viele UV- Lampen umfassen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Anzahl an UV- Lampen im ersten und/oder im zweiten Abschnitt variabel; so können die Abschnitte durch Einsetzen bzw. Einbauen einer jeweils geeigneten Anzahl an UV-Lampen an die jeweiligen Anforderungen (z.B. an die Qualität der zu reinigenden Flüssigkeit und/oder die zu erzielende Reinheit der Flüssigkeit) angepasst werden. The number of UV lamps in the first and second sections (or each zone) may be the same, for example, three, four, five, or six, respectively. Alternatively, the two sections (or in at least two of the zones) may comprise different numbers of UV lamps. According to an advantageous embodiment, the number of UV lamps in the first and / or in the second section is variable; thus, the sections can be adapted to the particular requirements (for example, by the quality of the liquid to be purified and / or the purity of the liquid to be achieved) by inserting or fitting a suitable number of UV lamps.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das mindestens eine Behandlungselement sowohl mindestens eine Sonotrode als auch mindestens eine UV-Lampe umfasst. Es wurde nämlich festgestellt, dass die Wirkung der UV-Strahlung bei gleichzeitiger Exposition durch Ultra- schallkavitation einen verstärkenden Effekt hat. Die Anzahl an UV-Lampen kann im ersten und/oder zweiten Abschnitt jeweils (bzw. in einer, zweiten oder jeder der Zonen) gleich der Anzahl an Sonotroden im entsprechenden Abschnitt (bzw. der entsprechenden Zone) sein oder von dieser Anzahl verschieden. Gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel ist im ersten Abschnitt bzw. in der ersten Zone die gleiche Anzahl an UV-Lampen wie an Sonotroden angeordnet, beispielsweise je drei ; Analoges gilt vorzugsweise für den zweiten Abschnitt bzw. die zweite und/oder die dritte Zone. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der erste Abschnitt genauso viele UV-Lampen auf wie der zweite Abschnitt (z.B. jeweils drei, vier, fünf oder sechs UV-Lampen), während die Anzahl an Sonotroden im ersten und/oder zweiten Abschnitt (bzw. der ersten, zweiten und/oder dritten Zone) jeweils kleiner oder größer sein kann als die Anzahl an UV-Lampen im jeweiligen Abschnitt. Beispielsweise kann der erste Abschnitt zwei Zonen mit jeweils einer Mehrzahl an Sonotroden umfassen, z.B. je drei Sonotroden, und der zweite Abschnitt kann eine einzige Zone mit insgesamt drei Sonotroden aufweisen. It is particularly advantageous if the at least one treatment element comprises both at least one sonotrode and at least one UV lamp. It has been found that the effect of UV radiation is accompanied by exposure to ultraviolet radiation. sound cavitation has a reinforcing effect. The number of UV lamps in the first and / or second section may be equal to or different from the number of horns in the corresponding section (or the corresponding zone) respectively (or in one, second or each of the zones). According to a specific embodiment, in the first section or in the first zone the same number of UV lamps are arranged as on sonotrodes, for example three each; The same applies preferably to the second section or the second and / or the third zone. According to a further embodiment, the first section has the same number of UV lamps as the second section (eg three, four, five or six UV lamps in each case), while the number of sonotrodes in the first and / or second section (or the first section) , second and / or third zone) may each be smaller or larger than the number of UV lamps in each section. For example, the first section may comprise two zones each having a plurality of sonotrodes, for example three sonotrodes each, and the second section may comprise a single zone with a total of three sonotrodes.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird das eingeleitete belastete Wasser innerhalb von mindestens einer Sekunde und maximal 10 Sekunden, bevorzugter maximal 6 Sekunden (oder -noch bevorzugter - maximal 5 Sekunden) durch den ersten Abschnitt und analog durch den zweiten Abschnitt geleitet. Mit einer derartigen Expositionszeit, während deren die Organismen der Kombination aus UV- Strahlung und dem Ultraschallfeld ausgesetzt sind, kann eine ausreichende Behandlung der enthaltenen Mikroorganismen erreicht werden. Gemäß einer speziellen vorteilhaften Ausführungsform beträgt eine Aufenthaltsdauer des belasteten Wassers im Reaktor maximal 10 Sekunden. According to a preferred embodiment of a method according to the invention, the introduced contaminated water is passed through the first section and analogously through the second section within at least one second and a maximum of 10 seconds, more preferably no more than 6 seconds (or more preferably no more than 5 seconds). With such an exposure time during which the organisms are exposed to the combination of UV radiation and the ultrasonic field, sufficient treatment of the contained microorganisms can be achieved. According to a particular advantageous embodiment, a residence time of the loaded water in the reactor is a maximum of 10 seconds.
Vorzugsweise sind im oder am Reaktor Sonotroden als Behandlungselemente angeordnet, die an verschiedene Ultraschallgeneratoren angeschlossen sind (so dass also eine erste So- notrode an einen ersten Ultraschallgenerator und eine zweite Sonotrode an einen zweiten, vom ersten verschiedenen Ultraschallgenerator angeschlossen ist); insbesondere können verschiedene Sonotroden des gleichen Typs von unterschiedlichen Ultraschallgeneratoren angetrieben werden. Damit kann eine gleichphasige Schwingung der verschiedenen Ultra- schallsonotroden (z.B. desselben Typs, bzw. in den einzelnen Zonen) vermieden werden. So wird eine Abschwächung der Energie innerhalb einer Zone vermieden, weil keine gemeinsame Resonanzfrequenz entsteht. Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann analog ein Antreiben verschiedener Sonotroden (insbesondere innerhalb derselben Zone)mit voneinander verschiedenen Ultraschallgeneratoren umfassen. Sonotrodes are preferably arranged in or on the reactor as treatment elements which are connected to different ultrasound generators (so that therefore a first sonotrode is connected to a first ultrasound generator and a second sonotrode is connected to a second ultrasound generator different from the first); In particular, different sonotrodes of the same type can be driven by different ultrasonic generators. Thus, an in-phase oscillation of the various ultrasonic sonotrodes (eg of the same type or in the individual zones) can be avoided. Thus, a weakening of the energy within a zone is avoided because no common resonant frequency arises. An inventive method can analogously Driving different sonotrodes (especially within the same zone) with mutually different ultrasonic generators include.
Das im ersten Abschnitt sich in Richtung des ersten Abschnitts eines erfindungsgemäßen Reaktors erstreckende Stromteilungselement bewirkt eine Aufteilung eines eingeleiteten Stroms belasteten Wassers in mindestens zwei Teilströme, die den ersten Abschnitt vorzugsweise nebeneinander (bzw. zeitgleich) durchströmen. Entsprechend kann die Aufteilung in einem erfindungsgemäßen Verfahren mittels eines derartigen Stromteilungselement bewirkt werden, auf das ein eingeleiteter Strom mit belastetem Wasser gerichtet wird und somit aufprallt. The flow dividing element extending in the first section in the direction of the first section of a reactor according to the invention effects a division of an introduced flow of contaminated water into at least two partial flows which preferably flow through the first section side by side (or at the same time). Accordingly, the division can be effected in a method according to the invention by means of such a flow splitting element, to which an introduced stream is directed with contaminated water and thus bounces.
Derart aufgeteilt kann das belastete Wasser gezielter nah an Behandlungselemente im oder am Reaktor herangeführt werden. Dadurch kann die Effizienz der Behandlung verbessert werden. Divided in this way, the polluted water can be brought closer targeted to treatment elements in or at the reactor. This can improve the efficiency of the treatment.
Das Stromteilungselement kann einen sich in Richtung des ersten Abschnitts erstreckenden Stab umfassen oder ein Element, das in dieser Richtung eine Kante aufweist. Insbesondere kann das Stromteilungselement eine in Richtung des Einlasses vorspringende Kante der Trennwand umfassen (die in diesem Fall z.B. abgewinkelt sein und/oder einen Vorsprung aufweisen kann). The flow dividing element may comprise a rod extending in the direction of the first portion or an element having an edge in this direction. In particular, the flow dividing element may comprise an edge of the dividing wall projecting towards the inlet (which in this case may for example be angled and / or may have a projection).
Vorzugsweise liegt das mindestens eine Stromteilungselement im Wesentlichen in einer Ebene, die eine Öffnung des Einlasses in den Reaktor halbiert. Insbesondere ist der erste Abschnitt vorzugsweise symmetrisch zu der genannten Ebene ausgebildet. Auf diese Weise können die durch das mindestens eine Stromteilungselement generierten Teilströme gleichartig gebildet werden; insbesondere weisen die Teilströme vorzugsweise im Wesentlichen den gleichen Volumenstrom auf. Damit kann eine gleichmäßige Behandlung des belasteten Wassers bewirkt werden. Preferably, the at least one flow divider is substantially in a plane that bisects an opening of the inlet to the reactor. In particular, the first portion is preferably formed symmetrically to the said plane. In this way, the partial flows generated by the at least one flow sharing element can be formed identically; In particular, the partial flows preferably have essentially the same volume flow. Thus, a uniform treatment of the contaminated water can be effected.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der das mindestens eine Stromteilungselement mindestens ein im ersten Abschnitt in dessen Richtung verlaufendes Behandlungselement umfasst, beispielsweise mindestens eine Stabsonotrode und/oder mindestens eine UV-Lampe (die in einem Hüllrohr angeordnet sein kann). Insbesondere kann damit auf ein zusätzliches (Raum beanspruchendes) Element im Behandlungskanal verzichtet werden. Particularly preferred is an embodiment in which the at least one current-dividing element comprises at least one treatment element extending in the first section, for example at least one stab sonotrode and / or at least one UV lamp (which may be arranged in a cladding tube). In particular, can thus dispensing with an additional (space-claiming) element in the treatment channel.
Die beiden Teilströme können sich beispielsweise im Wesentlichen in zwei parallel verlaufenden Helices vom Einlass in den ersten Abschnitt bis zum Wendebereich winden, vorzugsweise um ein oder mehrere Behandlungselement(e) herum, die sich vorzugsweise in Richtung des ersten Abschnitts erstrecken. Auf diese Weise wird das belastete Wasser auf kleinem Raum auf einem relativ langen Behandlungsweg dem Einfluss des Behandlungselements bzw. der Behandlungselemente ausgesetzt. Somit werden die Entfernung des belasteten Wassers zu dem/den Behandlungselement(en) verringert und die Behandlungsdauer (in Form des Behandlungsweges) im kleinen Raum verlängert, insgesamt also eine verbesserte Effizienz der Behandlung bewirkt. The two partial flows can, for example, wind essentially in two parallel helices from the inlet into the first section to the turning zone, preferably around one or more treatment elements, which preferably extend in the direction of the first section. In this way, the contaminated water is exposed in a small space on a relatively long treatment path to the influence of the treatment element or the treatment elements. Thus, the removal of the contaminated water to the treatment element (s) is reduced and the duration of treatment (in the form of the treatment route) is prolonged in a small space, thus resulting in an overall improved treatment efficiency.
Zum Bewirken einer derartigen helixartigen Strömungsführung können die Teilströme im ersten Abschnitt vorzugsweise mehrfach umgelenkt werden, beispielsweise indem sie auf eine Innenwandung des ersten Abschnitts gerichtet werden. Insbesondere ist der Einlass eines erfindungsgemäßen Reaktors vorzugsweise orthogonal zur Richtung ersten Abschnitts des Behandlungskanals ausgerichtet, bevorzugtermaßen auf eine zentrale Achse des Reaktors hin gerichtet. For effecting such a helical flow guidance, the partial flows in the first section can preferably be deflected several times, for example by being directed onto an inner wall of the first section. In particular, the inlet of a reactor according to the invention is preferably oriented orthogonal to the direction of the first section of the treatment channel, preferably directed towards a central axis of the reactor.
Eingepumptes belastetes Wasser hat somit eine Richtungskomponente quer zur Richtung des ersten Abschnitts (es verläuft z.B. radial auf eine zentrale Achse des Reaktors zu) und prallt daher vorzugsweise nacheinander auf verschiedene Bereiche der Innenwandung, wobei es jeweils eine Richtungsänderung erfährt. Pumped polluted water thus has a directional component transverse to the direction of the first section (e.g., radially toward a central axis of the reactor) and therefore preferably bounces sequentially at different portions of the inner wall, each undergoing a change of direction.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Reaktor beim Durchleiten des belasteten Wassers so angeordnet bzw. ausgerichtet, dass der Behandlungskanal im ersten Abschnitt von einem Einlass bis zum Wendebereich im Wesentlichen vertikal nach unten und im zweiten Abschnitt vom Wendebereich bis zu einem Auslass im Wesentlichen vertikal nach oben verläuft. Ein erfindungsgemäßer Reaktor ist analog vorzugsweise dazu eingerichtet, in einer derartigen Ausrichtung verwendet zu werden; insbesondere kann in einer Reinigungsanlage für belastetes Wasser (z.B. in einer Aufbereitungsanlage für Ballastwasser eines Schiffs) ein derart ausgerichteter erfindungs- gemäßer Reaktor gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen installiert sein. According to an advantageous embodiment of a method according to the invention, the reactor is arranged or aligned during passage of the contaminated water, that the treatment channel in the first section from an inlet to the turning area substantially vertically downwards and in the second section from the turning area to an outlet substantially runs vertically upwards. A reactor according to the invention is analogously preferably designed to be used in such an orientation; In particular, in a polluted water purification plant (eg in a ballast water treatment plant of a ship), such an oriented reactor according to one of the embodiments disclosed in this document.
Mittels einer derartigen Ausrichtung kann eine Verweildauer des belasteten Wassers im Reaktor besonders geeignet gesteuert werden, beispielsweise durch gepulstes Einleiten. By means of such an orientation, a residence time of the contaminated water in the reactor can be controlled particularly suitably, for example by pulsed introduction.
Vor dem Reinigen des belasteten Wassers im Reaktor wird dieses vorzugsweise gefiltert; ein erfindungsgemäßer Reaktor kann dazu an eine Filteranlage angeschlossen sein, die vom belasteten Wasser durchströmt wird, ehe es in den Reaktor eingeleitet wird. Dabei können in einer Filtrationsstufe die großen Wasserinhaltsstoffe (Organismen und Feststoffe), deren Größe größer als 10 - 100 μιη, bevorzugter 25 - 50 μιη ist, abgetrennt werden. Die Filteranlage kann dazu Filtergewebe mit einer Maschenweite von 10 μιη, 20 μιη, 25 μιη, 30 μιη, 40 μιη, 50 μιη und/oder 100 μιη umfassen. Before cleaning the polluted water in the reactor this is preferably filtered; a reactor according to the invention can be connected to a filter system, which is flowed through by the charged water before it is introduced into the reactor. In this case, in a filtration stage, the large amounts of water (organisms and solids) whose size is greater than 10-100 μιη, more preferably 25-50 μιη, are separated. The filter system can to filter fabric with a mesh size of 10 μιη, 20 μιη, 25 μιη, 30 μιη, 40 μιη, 50 μιη and / or 100 μιη include.
Gemäß vorteilhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein erfindungsgemäßer Reaktor gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen zur Reinigung von Ballastwasser auf einem Schiff installiert bzw. wird ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß einer der in dieser Schrift offenbarten Ausführungsformen auf einem Schiff zur Reinigung von Ballastwasser durchgeführt. According to advantageous embodiments of the present invention, a reactor according to the invention is installed according to one of the embodiments disclosed herein for cleaning ballast water on a ship, or a method according to the invention is carried out according to one of the embodiments disclosed in this document on a vessel for cleaning ballast water.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass einzelne Elemente und Komponenten auch anders kombiniert werden können als dargestellt. Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente sind figurenübergreifend verwendet und werden ggf. nicht für jede Figur neu beschrieben. In the following preferred embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. It is understood that individual elements and components can be combined differently than shown. Reference numerals for corresponding elements are used across figures and may not be rewritten for each figure.
Es zeigen schematisch: They show schematically:
Figur 1 : eine Seitensicht in einen erfindungsgemäßen Reaktor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; FIG. 1 shows a side view into a reactor according to the invention according to an embodiment of the present invention;
Figur lb: den Verlauf des Behandlungskanals eines in der Figur la gezeigten Reaktors; und  FIG. 1b shows the course of the treatment channel of a reactor shown in FIG. and
Figur 2: einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Reaktors mit Strömungsführung. Die Figur la bietet einen seitlichen Einblick in einen Reaktor 10 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Rektor 10 ist im Wesentlichen kreiszylindrisch mit im Wesentlichen kreisförmiger Boden- und Deckelfläche 17b bzw. 17a und einer Mantelfläche 18 ausgebildet. In einem Bereich der Deckelfläche 17a (bzw. in einem sich an die Deckelfläche anschließenden Viertel einer Längserstreckung des Reaktors) weist der Reaktor 10 je einen Einlass 11 und einen Auslass 12 auf. Einlass 11 und Auslass 12 sind jeweils in einer Mantelfläche des Reaktors angeordnet und orthogonal zur Höhe H des Reaktors ausgerichtet. Figure 2: a cross section of a reactor according to the invention with flow guidance. Figure la provides a side view into a reactor 10 according to an exemplary embodiment of the present invention. The rector 10 is substantially circular-cylindrical with a substantially circular base and cover surface 17b or 17a and a lateral surface 18. In an area of the lid surface 17a (or in a quarter of a longitudinal extension of the reactor adjoining the lid surface), the reactor 10 has an inlet 11 and an outlet 12, respectively. Inlet 11 and outlet 12 are each arranged in a lateral surface of the reactor and aligned orthogonal to the height H of the reactor.
Ein Durchmesser einer Grundfläche eines derartigen Reaktors ist im gezeigten Beispiel im Wesentlichen halb so groß wie die Höhe des Reaktors. Mit derartigen Abmessungen können (analog bei einem prismenformigen Reaktor) besonders vorteilhafte Durchfluss- und Behandlungsanteile erreicht werden. A diameter of a base of such a reactor is in the example shown substantially half as large as the height of the reactor. With such dimensions can (analogous to a prismatic reactor) particularly advantageous flow and treatment shares can be achieved.
Der Einlass führt in einen im Inneren des Reaktors befindlichen Behandlungskanal, der einen ersten Abschnitt 20a und einen zweiten Abschnitt 20c sowie dazwischen einen Wendebereich 20b aufweist. Der erste und der zweite Abschnitt verlaufen parallel zueinander in entgegengesetzte Richtungen; sie sind voneinander durch eine sich parallel zur ihrer (Durchlauf-)Richtung erstreckende Trennwand 14 getrennt, die in der Darstellung der Figur la in einem Längsschnitt zu sehen ist. Im Bereich der Bodenfläche lässt die Trennwand 14 einen Durchlass 19 frei, der den ersten und den zweiten Abschnitt im Wendebereich 20b miteinander verbindet. The inlet leads into a treatment channel located inside the reactor, which has a first section 20a and a second section 20c and a turning section 20b therebetween. The first and second sections are parallel to each other in opposite directions; they are separated from one another by a partition wall 14 extending parallel to their (passage) direction and which can be seen in the illustration of FIG. 1a in a longitudinal section. In the area of the bottom surface, the dividing wall 14 leaves open a passage 19 which connects the first and the second section in the turning area 20b.
Der Auslass 12 ist spiegelsymmetrisch zum Einlass 11 angeordnet; die Trennwand 14 ist dabei in der Spiegelungsebene angeordnet. Weiterhin weist der dargestellte Reaktor 10 an seiner Mantelfläche Anschlussstutzen 13 für (nicht gezeigte) UV-Sensoren auf. Derartige UV-Sensoren sind vorzugsweise im Reaktor angeordnet und dazu eingerichtet, eine an ihrer jeweiligen Position (und in der jeweiligen Entfernung zu einer oder mehreren der UV- Lampe/n) ankommende Intensität an UV-Strahlung zu messen. Über eine (nicht gezeigte) Regelungsvorrichtung, die über die Anschlussstutzen mit den UV-Sensoren verbunden sein kann, kann dann die jeweilige UV-Lampe in Abhängigkeit von der gemessenen Intensität eingestellt (bzw. geregelt) werden. In Figur 2 ist zu erkennen, dass der Reaktor 10 acht derartige Anschlussstutzen 13 hat, alternativ ist auch eine andere Anzahl an Anschlussstutzen möglich. The outlet 12 is arranged mirror-symmetrically to the inlet 11; the partition 14 is arranged in the mirroring plane. Furthermore, the illustrated reactor 10 on its lateral surface connecting piece 13 for (not shown) UV sensors. Such UV sensors are preferably arranged in the reactor and adapted to measure an intensity of UV radiation arriving at its respective position (and at the respective distance to one or more of the UV lamp (s)). By means of a control device (not shown), which can be connected to the UV sensors via the connecting pieces, the respective UV lamp can then be set (or regulated) as a function of the measured intensity. In Figure 2 it can be seen that the reactor 10 eight Such connection piece 13 has, alternatively, a different number of connection pieces is possible.
Im ersten Abschnitt 10a und im zweiten Abschnitt 20c sind als Behandlungselemente jeweils eine Mehrzahl an UV-Lampen 15 und Stabsonotroden angeordnet, die sich in Richtung des jeweiligen Abschnitts erstrecken. Die UV-Lampen sind dabei vorzugsweise dazu eingerichtet, den ersten bzw. zweiten Abschnitt jeweils voll auszuleuchten. In the first section 10a and in the second section 20c, a plurality of UV lamps 15 and rod sonotrodes are respectively arranged as treatment elements, which extend in the direction of the respective section. The UV lamps are preferably configured to fully illuminate the first and second sections, respectively.
Der erste Abschnitt weist in einer ersten Zone im Bereich des Einlasses 11 einen ersten Typus Stabsonotroden 16a auf; in der Figur lb ist diese erste Zone mit dem Bezugszeichen 21 kenntlich gemacht. In einer zweiten (in der Figur mit dem Bezugszeichen 22 kenntlich gemachten) Zone, die an den Wendebereich 20b angrenzt (bzw. in diesen übergeht), weist der erste Abschnitt 20a des Behandlungskanals einen zweiten Typus Stabsonotroden 16b auf; die Stabsonotroden des ersten und des zweiten Typus' erstrecken sich in Richtung des ersten Abschnitts jeweils nur über einen Teil, der kleiner ist als die Hälfte der Länge des ersten Abschnitts, im gezeigten Beispiel etwa zwei Fünftel seiner Länge (bzw. Höhe). Im zweiten Abschnitt 20c schließlich sind Stabsonotroden 16c eines dritten Typs angeordnet; dieser dritte Bereich ist in der Figur lb mit dem Bezugszeichen 23 gekennzeichnet, und diese Stabsonotroden sind erstrecken sich im Wesentlichen über die volle Länge des zweiten Abschnitts erstrecken. The first section has, in a first zone in the region of the inlet 11, a first type of rod sonotrodes 16a; in the figure lb this first zone is indicated by the reference numeral 21. In a second zone (indicated in the figure by the reference numeral 22) which adjoins (or merges with) the turning zone 20b, the first section 20a of the treatment channel has a second type of rod sonotrodes 16b; the rod sonotrodes of the first and second types extend in the direction of the first portion only over a portion which is smaller than half the length of the first portion, in the example shown about two-fifths of its length (or height). Finally, in the second section 20c, rod sonotrodes 16c of a third type are arranged; this third region is identified by the reference numeral 23 in FIG. 1b and these rod sonotrodes extend for substantially the full length of the second section.
Die einzelnen Typen der Stabsonotroden unterscheiden sich dabei insbesondere in einer Frequenz an Ultraschall, die sie jeweils aussenden. Jeder der drei Bereiche weist vorzugsweise mehrere Stabsonotroden 16a, 16b bzw. 16c auf, die an unterschiedliche (nicht gezeigte) Ultraschallgeneratoren angeschlossen sind. Dadurch wird eine gleichphasige Schwingung der Stabsonotroden in den einzelnen Bereichen vermieden. The individual types of Stabsonotroden differ in particular in a frequency of ultrasound, they emit each. Each of the three regions preferably has a plurality of stab sonotrodes 16a, 16b and 16c, respectively, which are connected to different ultrasonic generators (not shown). This avoids an in-phase oscillation of the rod sonotrodes in the individual regions.
Gemäß einer exemplarischen vorteilhaften Ausführungsform sind die Stabsonotroden 16a des ersten Typs dazu eingerichtet, Frequenzen von 20 - 30 kHz zu erzeugen, die Stabsonotroden 16b des zweiten Typs dazu, ein Ultraschallfeld mit Frequenzen von 30 - 50 kHz zu erzeugen und die Stabsonotroden 16c des dritten Typs dazu, ein Ultraschallfeld mit Frequenzen von 50 - 100 kHz zu erzeugen. Auf diese Weise können nacheinander unterschiedliche Ausprägungen von Kavitationen im Behandlungskanal erzeugt werden, welche die verschiedenen im belasteten Wasser enthaltenen Mikroorganismen jeweils schädigen. In Figur lb ist der Verlauf des Behandlungskanals vom Einlass 11 zum Auslass 12 durch den Reaktor 10 illustriert. Der Reaktor ist dabei vertikal ausgerichtet, wobei der Einlass 11 und der Auslass 12 in einem vertikal oberen Bereich angeordnet sind. Die einzelnen Zonen ermöglichen so eine vorteilhafte Expositionszeit, während deren die Organismen der Kombination aus UV- Strahlung (vorzugsweise UV-C- Strahlung) und dem Ultraschallfeld innerhalb der jeweiligen Bereiche ausgesetzt sind. Insbesondere kann die Expositionszeit beispielsweise durch ein gepulstes Einleiten von belastetem Wasser gesteuert werden, weil das Wasser nur durch nachfließendes Wasser aus dem Reaktor verdrängt wird. According to an exemplary advantageous embodiment, the rod sonotrodes 16a of the first type are arranged to generate frequencies of 20-30 kHz, the rod sonotrodes 16b of the second type generate an ultrasonic field with frequencies of 30-50 kHz and the rod sonotrodes 16c of the third type to generate an ultrasonic field with frequencies of 50 - 100 kHz. In this way, successive different forms of cavitation in the treatment channel can be generated, which in each case damage the various microorganisms contained in the contaminated water. In Figure lb the course of the treatment channel from the inlet 11 to the outlet 12 through the reactor 10 is illustrated. The reactor is thereby oriented vertically, wherein the inlet 11 and the outlet 12 are arranged in a vertically upper region. The individual zones thus allow an advantageous exposure time during which the organisms are exposed to the combination of UV radiation (preferably UV-C radiation) and the ultrasound field within the respective areas. In particular, the exposure time can be controlled, for example, by a pulsed introduction of contaminated water, because the water is displaced from the reactor only by water flowing in.
Gemäß einem speziellen Ausführungsbeispiel liegt die Expositionszeit im Reaktor insgesamt bei maximal 10 Sekunden, bevorzugt jeweils zwischen minimal 1 Sekunde und maximal 3 Sekunden in jeder der Zonen 21, 22 und 23. According to a specific embodiment, the exposure time in the reactor is a maximum of 10 seconds, preferably in each case between a minimum of 1 second and a maximum of 3 seconds in each of the zones 21, 22 and 23.
Das eingeleitete belastete Wasser wird dabei mittels eines Stromteilungselements in zwei parallele (in Blickrichtung der Figur lb hintereinander liegende) Teilströme aufgeteilt, die sich jeweils helixartig in entlang dem Behandlungskanal um die Behandlungselemente herumwinden, wie durch die Pfeile in der Figur illustriert ist; die Aufteilung und Umlen- kung in derartige Windungen ist in der Figur 2 verdeutlicht: The introduced contaminated water is thereby divided by means of a flow divider into two parallel (in the direction of the figure lb one behind the other) partial flows, each helically winding in along the treatment channel around the treatment elements, as illustrated by the arrows in the figure; the division and deflection into such turns is illustrated in FIG. 2:
Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Reaktor 10. Wie in der Darstellung zu erkennen ist, weist jeder der (durch die Trennwand 14 voneinander getrennten) Abschnitte 20a und 20c des Behandlungskanals je drei UV-Lampen 15 (in Hüllrohren) auf. Im gezeigten Bereich sind zudem in jedem der Abschnitte jeweils drei Stabsonotroden 16a, 16c angeordnet; wie durch die unterschiedlichen Berandungen kenntlich gemacht ist, sind im ersten Abschnitt 20a andere Typen an Stabsonotroden angeordnet als im zweiten Abschnitt. In der Darstellungsperspektive der Figur 2 nicht zu erkennen sind im ersten Abschnitt 20a in einem in Blickrichtung weiter hinten liegenden Bereich weitere drei Stabsonotroden (die in der Figur la mit dem Bezugszeichen 16b bezeichnet sind). 2 shows a cross section through the reactor 10. As can be seen in the illustration, each of the (separated by the partition wall 14) sections 20a and 20c of the treatment channel each three UV lamps 15 (in cladding) on. In the area shown, three rod sonotrodes 16a, 16c are also arranged in each of the sections; As indicated by the different boundaries, other types of rod sonotrodes are arranged in the first section 20a than in the second section. In the representation perspective of FIG. 2, it is not possible to see in the first section 20a in an area lying further behind in the viewing direction another three rod sonotrodes (which are designated by reference numeral 16b in FIG. 1a).
Anhand der Pfeile wird in der Figur verdeutlicht, wie durch den Einlass 11 in den Reaktor 10 einströmendes belastetes Wasser auf eine Stabsonotrode 16a' prallt, die Wesentlichen in einer Ebene E liegt, die eine Öffnung des Einlasses halbiert; in der Darstellung der Figur 2 verläuft die Ebene E orthogonal zur Darstellungsebene und ist als solche durch die Horizontale gegeben. Die Stabsonotrode 16a' fungiert damit als Stromteilungselement, das -wie durch die Pfeile gekennzeichnet ist - den eingeleiteten Wasserstrom in zwei Teilströme aufteilt. Jeder der Teilströme wird dabei von der Trennwand sowie danach von einer Außenwand des Reaktors mehrfach umgelenkt, so dass sich das belastete Wasser um die UV-Lampen 15 herum windet; im Fortlauf des Behandlungskanals ergibt sich dadurch eine helixartige Strömung bis zum Wendebereich des Behandlungskanals. Von dort tritt das belastete Wasser in den zweiten Abschnitt, in dem es vorzugsweise wiederum in zwei Teilströmen und durch mehrfache Umlenkungen um die UV-Lampen 15 herum und zum Auslass geführt wird. Auf diese Weise kann das belastete Wasser den Behandlungselementen im Behandlungskanal effektiv und kontrolliert ausgesetzt werden, was seine besonders effiziente und gezielte Behandlung ermöglicht. The arrows illustrate in the figure how charged water flowing in through the inlet 11 into the reactor 10 impinges on a rod sonotrode 16a 'located substantially in a plane E bisecting an opening of the inlet; in the illustration of Figure 2, the plane E is orthogonal to the plane of representation and is given as such by the horizontal. The Stabsonotrode 16a 'thus acts as a flow divider element, which - as indicated by the arrows - divides the introduced water flow into two partial streams. Each of the partial flows is deflected several times by the partition and then by an outer wall of the reactor, so that the strained water winds around the UV lamps 15 around; in the course of the treatment channel, this results in a helical flow up to the turning region of the treatment channel. From there, the contaminated water enters the second section, in which it is preferably again guided in two partial streams and by multiple deflections around the UV lamps 15 and to the outlet. In this way, the contaminated water can be effectively and controlled exposed to the treatment elements in the treatment channel, which allows its particularly efficient and targeted treatment.
Ein erfindungsgemäßer Reaktor 10 dient einem Reinigen von belastetem Wasser. Er weist einen Behandlungskanal mit einem ersten Abschnitt 20a und einem dazu parallel verlaufenden zweiten Abschnitt 20c sowie mit einem zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt liegenden Wendebereich 20b auf. Der erste Abschnitt 20a hat einen Einlass 11, der auf mindestens ein Stromteilungselement 16a' gerichtet ist, das in Richtung des ersten Abschnitts verläuft.  A reactor 10 according to the invention serves to clean contaminated water. It has a treatment channel with a first section 20a and a second section 20c extending parallel thereto and with a turning section 20b lying between the first and the second section. The first portion 20a has an inlet 11 directed to at least one flow divider 16a 'extending in the direction of the first portion.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Reinigen von belastetem Wasser in einem Reaktor umfasst ein Einleiten und ein Durchleiten des belasteten Wassers nacheinander durch einen ersten Abschnitt 20a, durch einen Wendebereich 20b und durch einen zweiten Abschnitt 20c eines Behandlungskanals, wobei das belastete Wasser in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, die den ersten Abschnitt 20a nebeneinander durchströmen. A method according to the invention for purifying polluted water in a reactor comprises introducing and passing the polluted water through a first section 20a, through a turning section 20b and through a second section 20c of a treatment channel, whereby the loaded water is divided into at least two substreams that flow through the first portion 20a side by side.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 Reaktor 10 reactor
11 Einlass  11 inlet
12 Auslass  12 outlet
13 Anschlussstutzen für UV-Sensoren  13 Connecting pieces for UV sensors
14 Trennwand  14 partition wall
15 UV-Lampe  15 UV lamp
16a, 16b, 16c Stabsonotrode  16a, 16b, 16c Stabsonotrode
16a' Stabsonotrode als Stromteilungselement  16a 'Stabsonotrode as Stromteilungselement
17a Deckelfläche  17a cover surface
17b Bodenfläche  17b floor space
18 Mantelfläche  18 lateral surface
19 Durchlass  19 passage
20a erster Abschnitt des Behandlungskanals  20a first section of the treatment channel
20b Wendebereich des Behandlungskanals 20c zweiter Abschnitt des Behand- lungskanals  20b turning region of the treatment channel 20c second section of the treatment channel
21 erster Bereich  21 first area
22 zweiter Bereich  22 second area
23 dritter Bereich  23 third area
E Öffnung des Einlasses halbierende Ebene E opening of the inlet halving level
H Höhe des Reaktors H height of the reactor

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Reaktor und Verfahren zur Aufbereitung von belastetem Wasser P atentansprü che reactor and process for the treatment of contaminated water
1. Reaktor (10) zum Reinigen von belastetem Wasser, der einen Behandlungskanal mit einem ersten Abschnitt (20a) und einem dazu parallel verlaufenden zweiten Abschnitt (20c) sowie mit einem zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt liegenden Wendebereich (20b), A reactor (10) for cleaning contaminated water comprising a treatment channel having a first section (20a) and a second section (20c) extending parallel thereto and a turning section (20b) lying between the first and second sections,
wobei der erste Abschnitt einen Einlass (11) aufweist, der auf mindestens ein Stromteilungselement (16a') gerichtet ist, das in Richtung des ersten Abschnitts verläuft.  wherein the first portion has an inlet (11) directed towards at least one flow divider (16a ') extending in the direction of the first portion.
2. Reaktor gemäß Anspruch 1, wobei das mindestens eine Stromteilungselement (16a') als ein Behandlungselement, insbesondere als eine Ultraschall-Stabsonotrode (16a) und/oder eine UV-Lampe ausgebildet ist. 2. Reactor according to claim 1, wherein the at least one flow divider element (16a ') as a treatment element, in particular as an ultrasonic Stabsonotrode (16a) and / or a UV lamp is formed.
3. Reaktor gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Reaktor im Wesentlichen kreiszylindrisch oder als gerades Prisma mit einem im Wesentlichen als regelmäßiges Polygon geformten Grundfläche ausgebildet ist, und wobei der Einlass (11) orthogonal zu einer Höhe (H) des Reaktors ausgerichtet ist. 3. A reactor according to any one of claims 1 or 2, wherein the reactor is substantially circular cylindrical or a straight prism having a substantially regular polygon shaped base, and wherein the inlet (11) is oriented orthogonal to a height (H) of the reactor is.
4. Reaktor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stromteilungselement (16a') im Wesentlichen in einer Ebene (E) liegt, die eine Öffnung des Einlasses (11) halbiert. 4. Reactor according to one of the preceding claims, wherein the flow dividing element (16a ') is located substantially in a plane (E) which halves an opening of the inlet (11).
5. Reaktor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Reaktor im Wesentlichen kreiszylindrisch oder als gerades Prisma ausgebildet ist und der erste und der zweite Abschnitt voneinander durch eine Trennwand (14) getrennt sind, die sich entlang einer zentralen Achse des Reaktors erstreckt. A reactor according to any one of the preceding claims wherein the reactor is substantially circular cylindrical or a straight prism and the first and second portions are separated from one another by a dividing wall (14) extending along a central axis of the reactor.
6. Verfahren zum Reinigen von belastetem Wasser in einem Reaktor ( 10), das ein Einleiten des belasteten Wassers in einen ersten Abschnitt (20a) eines Behandlungskanals im Reaktor umfasst 6. A method of purifying contaminated water in a reactor (10) comprising introducing the contaminated water into a first section (20a) of a treatment channel in the reactor
sowie ein Durchleiten des belasteten Wassers nacheinander durch den ersten Abschnitt, durch einen Wendebereich (20b) des Behandlungskanals und durch einen sich parallel zum ersten Abschnitt erstreckenden zweiten Abschnitt (20c) des Behandlungskanals,  and passing the contaminated water through the first section in succession, through a turning region (20b) of the treatment channel and through a second section (20c) of the treatment channel extending parallel to the first section,
wobei das belastete Wasser in mindestens zwei Teilströme aufgeteilt wird, die den ersten Abschnitt mindestens teilweise nebeneinander durchströmen.  wherein the loaded water is divided into at least two partial streams, which flow through the first section at least partially adjacent to each other.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Aufteilen durch Aufprallenlassen eines eingeleiteten Ballastwasserstroms auf mindestens ein Stromteilungselement (16a') erfolgt, das sich in Richtung des ersten Abschnitts erstreckt. A method according to claim 6, wherein the splitting is performed by impingement of an introduced ballast water flow on at least one flow splitting element (16a ') extending in the direction of the first section.
8. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Stromteilungselement mindestens ein Behandlungselement, insbesondere eine Ultraschall-Stabsonotrode (16a) und/oder eine UV-Lampe umfasst. 8. The method according to claim 7, wherein the flow divider element comprises at least one treatment element, in particular an ultrasonic Stabsonotrode (16a) and / or a UV lamp.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Reaktor im Wesentlichen kreiszylindrisch oder als gerades Prisma mit einem im Wesentlichen als regelmäßiges Polygon geformten Grundfläche ausgebildet ist, und wobei das Einleiten orthogonal zu einer Höhe (H) des Reaktors erfolgt. 9. The method according to any one of claims 6 to 8, wherein the reactor is formed substantially circular cylindrical or as a straight prism with a substantially regular polygon shaped base surface, and wherein the introduction is orthogonal to a height (H) of the reactor.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei sich der Behandlungskanal beim Durchleiten des Ballastwassers im ersten Abschnitt (20a) von einem Einlass10. The method according to any one of claims 6 to 9, wherein the treatment channel when passing the ballast water in the first section (20a) of an inlet
(11) bis zum Wendebereich (20b) im Wesentlichen vertikal nach unten und im zweiten Abschnitt vom Wendebereich bis zu einem Auslass (12) im Wesentlichen vertikal nach oben erstreckt. (11) extends substantially vertically down to the turning region (20b) and substantially vertically upward in the second section from the turning region to an outlet (12).
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