WO2019145368A1 - Vorrichtung zur reinigung von trinkwasser - Google Patents

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WO2019145368A1
WO2019145368A1 PCT/EP2019/051650 EP2019051650W WO2019145368A1 WO 2019145368 A1 WO2019145368 A1 WO 2019145368A1 EP 2019051650 W EP2019051650 W EP 2019051650W WO 2019145368 A1 WO2019145368 A1 WO 2019145368A1
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Martin Welter
Christian Meyer
Kristian LUNGFIEL
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents

Definitions

  • the present application relates to a device for
  • Multi-stage, modular purification of drinking water whereby one module contains a chelating gel or a chelating and bacteriocidal gel for heavy metal removal and / or for the purpose of heavy metal removal
  • the quality of water, especially drinking water can be impaired by a variety of very different, partly harmful to health contaminants.
  • Agriculture for example cadmium
  • coal-fired power from coal-fired power (mercury) or from natural sources (zinc, uranium,
  • Bacteria represent a third group of unwanted
  • Immune system for example elderly people.
  • chlorine as hypochlorite
  • hypochlorite is added to the drinking water in some countries, but this ensures sterility but significantly affects the taste of the water.
  • Water hardness calcium and magnesium cause a significant deterioration in taste, also for unwanted "water stains" in the kitchen and bathroom or the so-called scale in water heaters (boilers) and cookware.
  • RO Reverse osmosis
  • Activated carbon is used in many household water purifiers, primarily to remove the "chlorine” taste while removing organic micropollutants
  • Activated carbon does not bind heavy metals, does not reduce the
  • the MetCap-T resin binds because of its chelating
  • Ion exchange exchangers used for softening.
  • Particle filters are very often on the input side in
  • Water purification equipment installed to remove suspended solids and particles from the tap water. They are used primarily to protect the rest of the equipment from clogging and thus to prevent a pressure increase and reduced productivity.
  • Ion exchangers as part of softening modules are used to reduce water hardness by removing calcium and
  • Ion exchange resins exhausted particularly quickly. Of all the water purification techniques, the ion exchanger requires regeneration most widely by far. This is usually done by rinsing with concentrated saline. In addition to calcium and magnesium, ion exchangers also bind
  • the ion exchanger lacks the selectivity for heavy metals to calcium and magnesium. Since the latter are in direct competition with the heavy metals, they are superior to the occupancy of binding sites because of their far higher concentration with simple ion exchange.
  • MetCap-T resin selectively and strongly binds heavy metals and allows the unhealthy calcium and magnesium ions to pass largely unbonded.
  • RO reverse osmosis
  • Particulate filter This serves to protect the subsequent device from dirt particles and thus from clogging and pressure increase and associated reduced productivity.
  • a serious disadvantage of many cleaning modules listed is the biofilm formation, which (as with the activated carbon and the ion exchanger), can have many negative consequences, of which some are mentioned here: reduced capacity, loss of filtration performance, pressure increase, reduced productivity, contamination of drinking water noxious
  • Bacteria and / or their toxic metabolic products generally a slump in drinking water quality.
  • Multi-stage, modular purification of drinking water whereby one module contains a chelating gel or a chelating and bacteriocidal gel for heavy metal removal and / or for the purpose of heavy metal removal
  • the device can consist of the combination of different independent modules or cartridges, which are connected to each other via lines or directly.
  • the device combines and simplifies various
  • Orthogonal techniques for water purification in such a way that the highest quality standards are satisfied by addressing different impurity spectra one after the other.
  • the cartridges have an inlet opening through which the water from the pipe system / faucet or a
  • upstream cartridge enters the cartridge and comes into contact with the respective cartridge filling.
  • the cartridge has an outlet opening through which the processed, purified water flows into the next cartridge or reaches the removal point.
  • the cartridges are preferably connected to each other and fixed in the device so that they can be removed separately, replaced or regenerated.
  • the device operates at line pressure of preferably 0.5-6 bar, more preferably 1-5 bar, most preferably 2-4 bar.
  • a cartridge filled with a chelating MetCap-T resin to remove toxic shear metals with and without bacteriocidal function. If a bacteriocidal variant of the MetCap T resins is used, as disclosed in DE patent application 10 2017 007 273.6, then further units are unnecessary for the removal of bacteria.
  • the central cartridge can be combined with a number of other cartridges, each one specific
  • Chelating resin can not be addressed. These cartridges may be upstream or downstream of the central MetCap-T cartridge.
  • the entire device may further be connected to a tank or directly to a bleed valve.
  • the device can also be used as a component in a water heating system.
  • the cartridge is provided with the ion exchange resin with a device for easy recovery. This is accomplished by rinsing with concentrated saline.
  • Embodiment by corresponding sensors (such as eg.
  • the regeneration can be done manually, semi-automatically or automatically, depending on whether the device in the respective
  • Embodiment equipped with appropriate sensors and storage tanks for saline or saline.
  • the softening module is equipped in a preferred embodiment with appropriate connections and valves. The excess salt is poured directly over the spout into the
  • the particulate filter can be attached directly to the particulate filter
  • Activated carbon filter then be connected to the MetCap cartridge and finally to the RO module (see Figure 2).
  • the order of the MetCap cartridge and the softener may also be reversed.
  • Particulate filter connected to the charcoal cartridge that connects to the water softening module and subsequently to the MetCap cartridge
  • the particulate filter is connected, followed by a UF membrane (see Figure 3).
  • the particulate filter can also directly with the
  • Softening module can also be built before the MetCap cartridge.
  • the advantages of this embodiment are that usually no pump is necessary because the device has such a low back pressure that the line pressure is sufficient for regular operation.
  • the device has such a low back pressure that the line pressure is sufficient for regular operation.
  • the particulate filter can also directly to the
  • Bacterial removal can be dispensed with.
  • Particle filter directly connected to the water softening cartridge and this directly to the MetCap cartridge, filled with a chelating and bacteriocidal gel (see Figure 7).
  • the device can easily handle all the usual ones
  • a subsequent tank for storing the purified water, or other purification techniques, such as UV sterilization (in the tank or on-line), redox filters, etc., or for further use in hot water, CCg additional module for the production of sparkling water, any chlorination or Hydrogen peroxide additive for subsequent sterilization or preservation etc.
  • the device does not affect or affect the nature of the subsequent water extraction or water treatment.
  • the performance of the device can be monitored at a suitable location, either at the sampling point or at the points between the individual modules by suitable sensors.
  • Suitable sensors are, for example, but not
  • a flow cell can measure the amount of water processed.
  • Measurements monitors the function of the individual modules and outputs appropriate messages when replacement or regeneration of a cartridge has to be done.
  • the replacement of the modules can also be purely time-controlled or volume-controlled with the aid of the sensors.
  • the data processing system can initiate an automatic regeneration of the softening module or close a valve to force the replacement of modules as a prerequisite for further operation.
  • the devices described here allow for the first time a comprehensive purification of drinking water as a simple solution for the household, all known systems in terms of the quality of the purified water and the yield or the
  • the devices concentrate on the one hand on the removal of really harmful, partly toxic substances and on the other on the general improvement of the water quality by improving the taste (for example by the removal of "chlorine").
  • the device is suitable for use in the home and is based on the typical
  • the device can also be used in multi-family houses, residential complexes, in restaurants,
  • Another object of the invention is accordingly the
  • Figure 1 Schematic structure of the device for water purification with particle filter, activated carbon module, water softening module, MetCap module and RO membrane module.
  • FIG. 2 Schematic structure of the device for water purification with particle filter, activated carbon module, MetCap module and RO membrane module.
  • Figure 3 Schematic structure of the device for water purification with particle filter, activated carbon module, water softening module, MetCap module and UF membrane module.
  • Figure 4 Schematic structure of the device for water purification with particle filter, activated carbon module, MetCap module and UF membrane module.
  • FIG. 5 Schematic structure of the device for water purification with particulate filter, activated carbon module, water softening module and
  • MetCap module with bacteriocidal additional function.
  • Figure 6 Schematic structure of the device for water purification with particulate filter, activated carbon module and MetCap module with bacteriocidal additional function.
  • Figure 7 Schematic structure of the device for water purification with particulate filter, water softening module and MetCap module with bacteriocidal additional function.
  • Figure 8 Schematic structure of the device for water purification with particle filter and MetCap module with bacteriocidal

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Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zur mehrstufigen, modularen Reinigung von Trinkwasser, wobei ein Modul ein chelatisierendes Gel bzw. ein chelatisierendes und bakteriozides Gel zur Schwermetallentfernung bzw. zur Schwermetallentfernung und Bakterienentfernung umfasst.

Description

Vorrichtung zur Reinigung von Trinkwasser
Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zur
mehrstufigen, modularen Reinigung von Trinkwasser, wobei ein Modul ein chelatisierendes Gel bzw. ein chelatisierendes und bakteriozides Gel zur Schwermetallentfernung bzw. zur
Schwermetallentfernung und Bakterienentfernung umfasst.
Der Reinigung von Wasser kommt aufgrund des steigenden Bedarfs durch eine wachsende Weltbevölkerung, global zunehmender
Umweltverschmutzung und gesteigerter Qualitätsanforderungen eine nicht zu unterschätzende Bedeutung zu.
Die Qualität von Wasser, speziell Trinkwasser kann durch eine Vielzahl stark unterschiedlicher, teils gesundheitsschädlicher Verunreinigungen beeinträchtigt sein. Insbesondere Schwermetalle aus Rohrleitungssystemen (insbesondere Blei), aus der
Landwirtschaft (beispielsweise Cadmium) , aus der Kohleverstromung (Quecksilber) oder aus natürlichen Quellen (Zink, Uran,
Lanthanoide) geben immer wieder Anlass zur Beunruhigung.
Auf der anderen Seite findet sich eine Vielzahl von organischen Mikroschadstoffen, überwiegend anthropogenen Ursprungs, im
Trinkwasser wieder. Zu den prominentesten Vertretern gehören hier Hormone (ursprünglich zur Empfängnisverhütung eingesetzt) oder Reste von Arzneimitteln bzw. deren Abbauprodukten bzw.
Agrarchemikalien .
Bakterien stellen eine dritte Gruppe von unerwünschten
Begleitstoffen im Trinkwasser dar. Häufig stammen diese aus Geräten zur häuslichen Wasseraufbereitung selbst, oder - insbesondere in wärmeren Weltregionen - aus dem Rohleitungssystem. Die größte Gefahr stellen diese Bakterien für Säuglinge und Kleinkinder bzw. Menschen mit geschwächtem
Immunsystem, zum Beispiel ältere Menschen dar.
Zur Desinfektion und Abtötung der Bakterien wird dem Trinkwasser in einigen Ländern „Chlor" (als Hypochlorid) zugesetzt. Dies sorgt zwar für eine Keimfreiheit, beeinträchtigt den Geschmack des Wassers allerdings deutlich.
Weitere unerwünschte, wenn auch nicht gesundheitsschädliche, Bestandteile des Wassers sind in hohen Konzentrationen Calcium und Magnesium, die als Härtebildner für die Wasserhärte
verantwortlich sind. Geringe Konzentrationen sind gesundheitlich für den Menschen nicht nur unbedenklich, sondern im Gegenteil gesundheitsförderlich. In hohen Konzentrationen (hohe
Wasserhärte) sorgen Calcium und Magnesium allerdings für eine deutliche Geschmacksbeeinträchtigung, außerdem für unerwünschte „Wasserflecken" in Küche und Bad bzw. den sogenannten Kesselstein in Wassererhitzern (Boiler) und im Kochgeschirr.
Zur Reinigung von Trinkwasser sind eine Vielzahl von
unterschiedlichen, teils komplementären Techniken auf dem Markt. Teilweise kombinieren die angebotenen Gerätschaften
unterschiedliche Methoden der Wasserreinigung, lassen aber durchgehend Lücken in Bezug auf eine vollständige Abreicherung oder Entfernung der individuellen Schadstoffe oder
Schadstoffklassen . Gleichzeitig weisen viele der etablierten Techniken deutliche Nachteile auf, wie geringe Kapazität, schlechte Ausbeute, zusätzliche Kontaminationen, hoher
Energieverbrauch, Geräuschbelästigung durch Pumpen etc. Die Umkehrosmose (engl. Reversed Osmosis, RO) verwendet zum Entfernen von Schadstoffen eine Membran, durch die mit hohem Druck das zu reinigende Wasser gepumpt wird. Schadstoffe aber auch wichtige Mineralien bleiben zurück und finden sich
angereichert im Retentat wieder. Diese Methode hat in der
Trinkwasseraufbereitung viele Nachteile, wie z. B. der hohe Wasserverlust (>80% Retentat) , die hohen Arbeitsdrücke, die durch eine Zusatzpumpe bereitgestellt werden müssen (damit einhergehend der hohe Energieverbrauch und Geräuschbelästigung) und nicht zuletzt die Vollentsalzung, die teilweise durch anschließende Zugabe von Calcium und Magnesium wieder aufgehoben werden muss. Trotz dieser Vielzahl an Nachteilen ist die Umkehrosmose zur Point-of-Use-Wasserreinigung weit verbreitet.
Die häufig in Lebensmittel-industriellen Anwendungsgebieten (Wein- und Bierherstellung) eingesetzte Ultrafiltration entfernt relativ zuverlässig Schwebstoffe und Bakterien, eignet sich aber nicht zur Entfernung von Schwermetallen oder „Chlor". Organische Mikroschadstoffe werden ebenfalls nicht oder nur sehr
unvollständig adressiert.
Aktivkohle wird in vielen haushaltsüblichen Wasserreinigern eingesetzt, vornehmlich um den „Chlor"-Geschmack zu entfernen und gleichzeitig organische Mikroschadstoffe zu entfernen. Die
Aktivkohle bindet keine Schwermetalle, reduziert nicht die
Wasserhärte und ist aufgrund ihrer Struktur sehr anfällig für Bakterienwachstum (Biofilmbildung) , was seinerseits wieder zu Kontamination des Trinkwassers mit Bakterien und deren
Stoffwechselprodukte führen kann („Enterotoxine") . Beispielsweise ist die im Handel unter der Bezeichnung MetCap-T- Kartusche zur Entfernung von Schwermetallen mit einem
chelatisierenden Harz (instrAction MetCap) gefüllt, dessen
Herstellung in DE 10 2014 012 566 Al und DE 10 2016 007 662 Al offenbart ist. Die Applikation in einer Kartusche ist ebenfalls in DE 102016007662 Al beispielhaft offenbart.
Das MetCap-T-Harz bindet aufgrund seiner chelatisierenden
Eigenschaften nahezu ausschließlich Schwermetalle. Alkali- und Erdalkalimetalle werden gar nicht bzw. aufgrund ihrer sehr viel geringeren Komplexbindungs konstanten nur sehr schwach gebunden und bei Anwesenheit von Schwermetallen durch diese verdrängt. Diese Selektivität ist genau umgekehrt wie bei
Ionenauschtauschern, die zur Enthärtung eingesetzt werden.
Neben der Eigenschaft eines MetCap-T-Harz-Typs , alle
Schwermetalle in hoher Kapazität und irreversibel zu binden, entfernt eine MetCap-T-Variante (wie in der deutschen Anmeldung 10 2017 007 273.6 offenbart) gleichzeitig Bakterien, wirkt also neben seiner Funktion als Schwermetall-Absorber bakteriozid.
Partikelfilter werden sehr häufig eingangsseitig in
Wasserreinigungsapparaturen verbaut, um Schwebstoffe und Partikel aus dem Leitungswasser zu entfernen. Sie dienen überwiegend dazu, den Rest der Apparaturen vor Verstopfung zu schützen und damit einen Druckanstieg und verminderte Produktivität zu verhindern.
Ionenaustauscher als Bestandteil von Enthärtungsmodulen werden zu Reduktion der Wasserhärte durch Entfernung von Calcium und
Magnesium eingesetzt. Diese Ionenaustauscher adressieren aber keine Mikroschadstoffe, ebenso wenig wie Chlor oder Bakterien, im Gegenteil, häufig sind sie von Biofilmbildung betroffen. Ein weiterer Nachteil ist ihre geringe Kapazität, insbesondere bei hartem Wasser. Gerade dort, wo der Einsatz von Enthärtungsmodulen besonders angezeigt ist, ist die Kapazität der
Ionenaustauscherharze besonders schnell erschöpft. Von allen Techniken zur Wasserreinigung erfordert der Ionenaustauscher mit weitem Abstand am häufigsten eine Regeneration. Diese erfolgt üblicherweise durch Spülen mit konzentrierter Kochsalzlösung. Ionenaustauscher binden neben Calcium und Magnesium auch
Schwermetalle. Diese werden allerdings mit zunehmender
Erschöpfung der Bindekapazität durch die weit höher
konzentrierten Calcium- und Magnesium-Ionen verdrängt und letztendlich dadurch im Eluat konzentriert. Letztendlich fehlt dem Ionenaustauscher die Selektivität für Schwermetalle gegenüber Calcium und Magnesium. Da letztere in direkter Konkurrenz zu den Schwermetallen stehen, sind diesen aufgrund ihrer weit höheren Konzentration bei einfachem Ionenaustausch hinsichtlich der Belegung von Bindungsplätzen überlegen.
Im Gegensatz dazu bindet das oben genannte MetCap-T-Harz selektiv und stark bevorzugt Schwermetalle und lässt die gesundheitlich unbedenklichen Calcium- und Magnesium- Ionen weitestgehend ungebunden passieren.
Hierin besteht der zentrale und wesentliche Unterschied zwischen Ionenaustauschern, die nicht-selektiv alle Kationen binden, und dem MetCap-T-Chelat-Harz , dass selektiv oder stark bevorzugt Schwermetalle aus der Lösung bindet.
Wie den oben aufgeführten Ausführungen zu entnehmen ist, ist keine der aufgeführten Komponenten für sich alleine geeignet, die komplexen und vielschichtigen Verunreinigungsprofile zu
adressieren, oder aber bringt wie die Umkehrosmose (RO)
gravierende Nachteile mit sich. Aus diesem Grund ist auf dem Markt bereits eine Reihe von
Herstellern mit Geräten vertreten, die verschiedene der
aufgeführten Techniken kombinieren. Beispielhaft sei hier nur die in CN 206359334 U offenbarte Vorrichtung genannt, bei der ein Partikelfilter, ein chelatisierendes Harz und eine
Ultratfiltrationseinheit miteinander kombiniert sind. In diesem Fall werden der „Chlor"-Geschmack und organische Mikroschadstoffe nicht beseitigt.
Viele der Geräte verfügen eingangsseitig über einen groben
Partikelfilter. Dieser dient dazu, die anschließende Vorrichtung vor Schmutzpartikeln und damit vor Verstopfung und Druckanstieg sowie damit verbundener verringerter Produktivität zu schützen. Ein gravierender Nachteil vieler aufgeführten Reinigungsmodule ist die Biofilmbildung, die (wie bei der Aktivkohle und dem Ionenaustauscher) , viele negative Folgen haben kann, von denen hier einige genannt seien: verringerte Kapazität, Verlust an Filtrationsleistung, Druckanstieg, verminderte Produktivität, Verunreinigung des Trinkwassers mit gesundheitsschädlichen
Bakterien und/oder deren toxischen Stoffwechselprodukten, generell Einbruch der Trinkwasserqualität.
Es bestand deshalb ein Bedarf, die oben genannten Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden.
Diese Aufgabe wurde gelöst durch eine Vorrichtung zur
mehrstufigen, modularen Reinigung von Trinkwasser, wobei ein Modul ein chelatisierendes Gel bzw. ein chelatisierendes und bakteriozides Gel zur Schwermetallentfernung bzw. zur
Schwermetallentfernung und Bakterienentfernung umfasst. Die Vorrichtung kann gemäß einer Ausführungsform aus der Kombination verschiedener unabhängiger Module oder Kartuschen bestehen, die miteinander über Leitungen oder direkt verbunden sind .
Die Vorrichtung kombiniert und vereinfacht verschiedene,
orthogonale Techniken zur Wasserreinigung in einer Weise, dass höchste Qualitätsansprüchen genüge getan wird, indem verschiedene Verunreinigungsspektren nacheinander adressiert werden.
Die Kartuschen weisen eine Eingangsöffnung auf, durch die das Wasser aus dem Leitungssystem/Wasserhahn oder einer
vorgeschalteten Kartusche in die Kartusche eintritt und mit der jeweiligen Kartuschenfüllung in Kontakt kommt. Außerdem besitzt die Kartusche eine Ausgangsöffnung, durch die das prozessierte, gereinigte Wasser in die nächste Kartusche fließt oder an die Entnahmestelle gelangt.
Die Kartuschen sind vorzugsweise miteinander verbunden und in der Vorrichtung so fixiert, dass sie separat entnommen, ausgetauscht oder regeneriert werden können.
Die Vorrichtung arbeitet mit Leitungsdruck von bevorzugt 0,5-6 bar, noch bevorzugter von 1-5 bar, am meisten bevorzugt von 2-4 bar .
Kern der hier offenbarten Vorrichtungen ist eine Kartusche, gefüllt mit einem chelatisierenden MetCap-T-Harz zur Entfernung von toxischen Schermetallen mit und ohne bakteriozide Funktion. Wird eine bakteriozide Variante der MetCap-T-Harze verwendet, wie sie in der DE-Patentanmeldung 10 2017 007 273.6 offenbart sind, dann erübrigen sich weitere Einheiten zur Entfernung von Bakterien .
Die zentrale Kartusche kann kombiniert werden mit einer Reihe weiterer Kartuschen, die jeweils bestimmte
Verunreinigungsspektren adressieren, die durch das
chelatisierende Harz nicht adressiert werden. Diese Kartuschen können der zentralen MetCap-T-Kartusche vorgeschaltet oder nachgeschaltet sein.
Die gesamte Vorrichtung kann des Weiteren mit einem Tank oder direkt an ein Entnahme-Ventil angeschlossen sein. Die Vorrichtung kann weiterhin als Komponente in einem Wassererhitzungssystem genutzt werden.
Aufgrund der häufig notwendig werdenden Regeneration ist die Kartusche mit dem Ionenaustauscher-Harz mit einer Vorrichtung für eine einfache Wiederherstellung versehen. Diese wird durch Spülen mit konzentrierter Kochsalzlösung bewerkstelligt. Die
Notwendigkeit zur Regeneration wird in einer bevorzugten
Ausführungsform durch entsprechende Sensoren (wie z. B.
Wasserhärte, Leitfähigkeit, Durchflussmesszelle etc.) bestimmt und durch Warnleuchten angezeigt.
Die Regeneration kann manuell, semi-automatisch oder automatisch erfolgen, je nachdem ob die Vorrichtung in der jeweiligen
Ausführungsform mit entsprechenden Sensoren und Vorratstanks für Kochsalz oder Kochsalzlösung ausgestattet ist. Dazu ist das Enthärtungsmodul in einer bevorzugten Ausführungsform mit entsprechenden Anschlüssen und Ventilen ausgestattet. Das überschüssige Kochsalz wird direkt über den Ausguss in die
Kanalisation oder über das Entnahmeventil entsorgt. Bei allen anderen Kartuschen ist eine Regeneration mit Haushaltsmitteln nicht möglich und/oder technisch nicht sinnvoll.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist der Eingang des Partikelfilter mit dem Wasserleitungssystem
verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang des Aktivkohlefilter, dessen Ausgang seinerseits mit dem Eingang des Enthärtungsmodul, dessen Ausgang mit dem MetCap-Kartusche, dessen Ausgang wiederum an das RO-Modul angeschlossen ist, deren Ausgang dann in die Entnahmestelle mündet (siehe Figur 1) . Bei geringem Wasserdruck ist eingangs seitig an der Vorrichtung eine Pumpe angeschlossen.
Alternativ dazu kann der Partikelfilter direkt an den
Aktivkohlefilter, dann an die MetCap-Kartusche und schließlich an das RO-Modul angeschlossen sein (siehe Figur 2) .
In den beiden letzten Ausführungsformen kann die Reihenfolge der MetCap-Kartusche und dem Enthärter auch vertauscht sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der
Partikelfilter mit der Aktivkohlekartusche verbunden, die an das Enthärtungsmodul und nachfolgend an die MetCap-Kartusche
angeschlossen ist, gefolgt von einer UF-Membran (siehe Figur 3) . Alternativ dazu kann der Partikelfilter auch direkt mit der
Aktivkohle-Kartusche, der MetCap-Kartusche und der UF-Membran verbunden sein (siehe Figur 4) . Gegebenenfalls kann das
Enthärtungsmodul auch vor die MetCap-Kartusche gebaut werden. Die Vorteile dieser Ausführungsform liegen darin, dass in der Regel keine Pumpe notwendig ist, da die Vorrichtung einen so geringen Gegendruck aufweist, dass der Leitungsdruck für einen regulären Betrieb ausreichend ist. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der
Partikelfilter mit der Aktivkohlekartusche und der
Enthärtungskartusche verbunden, die wiederum an die MetCap- Kartusche angeschlossen ist, die ein chelatisierendes und bakteriozides Gel enthält (siehe Figur 5) .
Alternativ dazu kann der Partikelfilter auch direkt an die
Aktivkohle-Kartusche und diese direkt mit der MetCap-Kartusche, gefüllt mit einem chelatisierenden und bakterioziden Gel, verbunden sein (siehe Figur 6) .
In dieser Ausführungsform kann auf weitere Membranen zur
Bakterienentfernung verzichtet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der
Partikelfilter direkt an die Enthärtungskartusche angeschlossen und diese direkt an die MetCap-Kartusche, gefüllt mit einem chelatisierenden und bakterioziden Gel (siehe Figur 7) .
In einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung ist der
Partikelfilter direkt an die MetCap-Kartusche, gefüllt mit einem chelatisierenden und bakterioziden Gel angeschlossen (siehe Figur 8) . Diese Ausführungsform ähnelt der Kartusche, die in DE
102016007662 Al offenbart wurde, unterscheidet sich aber von dieser in ihrer Füllung mit einem chelatisierenden und
bakterioziden Gel.
Die Vorrichtung kann leicht mit allen gängigen weiteren
Reinigungs- oder Lagerungsmodulen kombiniert werden,
beispielsweise einem nachfolgenden Tank zur Aufbewahrung des gereinigten Wassers, oder weiteren Reinigungstechniken, wie UV- Entkeimung (im Tank oder On-Line) , Redoxfiltern etc., bzw. zur weiteren Verwendung in der Heißwasserbereitung, CCg-Zusatz-Modul zur Herstellung von Sprudelwasser, etwaige Chlorierung oder Wasserstoffperoxid-Zusatz zur nachträglichen Entkeimung oder Haltbarmachung etc.
Die Vorrichtung beeinflusst oder beeinträchtigt die Art der nachfolgenden Wasserentnahme oder Wasserbehandlung nicht.
Die Leistungskraft der Vorrichtung kann an geeigneter Stelle, entweder am Entnahmepunkt oder an den Punkten zwischen den einzelnen Modulen durch geeignete Sensoren überwacht werden.
Geeignete Sensoren sind beispielsweise, aber nicht
ausschließlich, pH-Sensoren, Leitfähigkeitssensoren, Sensoren zur Kontrolle der Bakterienkonzentration, Ionen-selektive Sensoren, UV-Sensoren etc. Eine Durchflusszelle kann die prozessierte Wassermenge messen.
Die Sensoren sind in einer bevorzugten Ausführungsform an ein Datenverarbeitungssystem angeschlossen, dass aufgrund der
Messwerte die Funktion der einzelnen Module überwacht und entsprechende Meldungen ausgibt, wenn der Austausch oder die Regeneration einer Kartusche zu erfolgen hat. Der Austausch der Module kann mit Hilfe der Sensoren auch rein Zeit-gesteuert bzw. Volumen-gesteuert erfolgen. Je nach Ausführungsform kann das Datenverarbeitungs system eine automatische Regeneration des Enthärtungsmoduls einleiten oder ein Ventil verschließen, um den Austausch von Modulen als Voraussetzung für einen Weiterbetrieb zu erzwingen.
Die hier beschriebenen Vorrichtungen erlauben erstmals eine umfassende Reinigung von Trinkwasser als einfache Lösung für den Haushalt, die allen bekannten Systemen hinsichtlich der Qualität des gereinigten Wassers und der Ausbeute bzw. dem
Energieverbrauch überlegen ist. Die Vorrichtungen konzentrieren sich zum einen auf die Entfernung wirklich schädlicher, teilweise toxischer Substanzen und zum anderen auf die allgemeine Verbesserung der Wasserqualität durch Verbesserung des Geschmacks (beispielsweise durch die Entfernung von „Chlor") .
In der kleinsten Ausführung eignet sich die Vorrichtung für den Einsatz im Haushalt und orientiert sich an den typischen
Verbräuchen. In größeren Ausführungen kann die Vorrichtung auch in Mehrfamilie-Häusern, Wohnanlagen, in Restaurants,
Krankenhäusern, auf Schiffen oder anderen Einrichtungen mit einem Bedarf an qualitativ hochwertigem Trinkwasser eingesetzt werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist entsprechend die
Verwendung der oben genannten Vorrichtungen zur Reinigung von Trinkwasser .
Figurenverzeichnis :
Die nachfolgenden Figuren dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Dabei zeigt
Figur 1: Schematischer Aufbau der Vorrichtung zur Wasserreinigung mit Partikelfilter, Aktivkohle-Modul, Enthärtungsmodul, MetCap- Modul und RO-Membran-Modul .
Figur 2 : Schematischer Aufbau der Vorrichtung zur Wasserreinigung mit Partikelfilter, Aktivkohle-Modul, MetCap-Modul und RO- Membran-Modul .
Figur 3: Schematischer Aufbau der Vorrichtung zur Wasserreinigung mit Partikelfilter, Aktivkohle-Modul, Enthärtungsmodul, MetCap- Modul und UF-Membran-Modul .
Figur 4 : Schematischer Aufbau der Vorrichtung zur Wasserreinigung mit Partikelfilter, Aktivkohle-Modul, MetCap-Modul und UF- Membran-Modul .
Figur 5: Schematischer Aufbau der Vorrichtung zur Wasserreinigung mit Partikelfilter, Aktivkohle-Modul, Enthärtungsmodul und
MetCap-Modul mit bakteriozider Zusatzfunktion.
Figur 6: Schematischer Aufbau der Vorrichtung zur Wasserreinigung mit Partikelfilter, Aktivkohle-Modul und MetCap-Modul mit bakteriozider Zusatzfunktion.
Figur 7 : Schematischer Aufbau der Vorrichtung zur Wasserreinigung mit Partikelfilter, Enthärtungsmodul und MetCap-Modul mit bakteriozider Zusatzfunktion. Figur 8: Schematischer Aufbau der Vorrichtung zur Wasserreinigung mit Partikelfilter und MetCap-Modul mit bakteriozider
Zusatzfunktion .

Claims

Schutzansprüche :
1. Vorrichtung zur mehrstufigen, modularen Reinigung von
Trinkwasser, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul ein chelatisierendes Gel bzw. ein chelatisierendes und
bakteriozides Gel zur Schwermetallentfernung bzw. zur
Schwermetallentfernung und Bakterienentfernung umfasst.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul zur Schwermetallentfernung mit anderen Modulen wie einem Partikelfilter, einem Enthärtungsmodul, einem
Aktivkohlefilter und einer Filtermembran in Reihe verbunden is t .
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die folgenden
Module in Reihe miteinander verbunden sind:
Partikelfilter, Aktivkohle, Enthärter, chelatisierendes Gel, RO-Membran,
oder die folgenden Module in Reihe miteinander verbunden sind :
Partikelfilter, Aktivkohle, Enthärter, chelatisierendes Gel, UF-Membran,
oder die folgenden Module in Reihe miteinander verbunden sind :
Partikelfilter, Aktivkohle, Enthärter, chelatisierendes und bakteriozides Gel,
oder die folgenden Module in Reihe miteinander verbunden sind :
Partikelfilter, Aktivkohle, chelatisierendes Gel, RO- Membran,
oder die folgenden Module in Reihe miteinander verbunden sind : Partikelfilter, Aktivkohle, chelatisierendes Gel, UF- Membran,
oder die folgenden Module in Reihe miteinander verbunden sind :
Partikelfilter, Aktivkohle, chelatisierendes und
bakteriozides Gel.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung direkt an das
Leitungswassersystem angeschlossen und mit Leitungsdruck betrieben werden kann, wenn kein RO-Modul verwendet wird.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zusätzlich mit einer Pumpe ausgestattet ist, wenn ein RO-Modul verwendet wird.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Module unabhängig voneinander austauschbar oder regenerierbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass das Enthärtungsmodul eine Vorrichtung zur automatischen, semi-automatischen oder manuellen Regeneration umfasst.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen pH-Sensor, Leitfähigkeitssensor, UV-Sensor, oder Sensoren zur
Bakterien-Bestimmung umfasst.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren eine Warnung ausgeben, wenn definierte Grenzwerte über- oder unterschritten werden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die
Vorrichtung weitere Elemente umfasst.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die weiteren Elemente ausgewählt sind aus einem Wassertank, einer Warmwasser- Bereitungsanlage, einer Anlage zur (UV) -Entkeimung,
Redoxfilter, einer CCg-Zugabeeinheit oder einer
Chlorungseinheit .
12. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zur Reinigung von Trinkwasser.
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