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DE102015004915A1 - Verfahren und System zur Behandlung von Wasser - Google Patents

Verfahren und System zur Behandlung von Wasser Download PDF

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DE102015004915A1
DE102015004915A1 DE102015004915.1A DE102015004915A DE102015004915A1 DE 102015004915 A1 DE102015004915 A1 DE 102015004915A1 DE 102015004915 A DE102015004915 A DE 102015004915A DE 102015004915 A1 DE102015004915 A1 DE 102015004915A1
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren oder ein System zur Behandlung von Wasser, insbesondere Trinkwasser, zur Entfernung von Verunreinigungen, insbesondere Legionellen mittels Zugabe eines Mittels zur Unschädlichmachung der Verunreinigungen und Leiten des Wassers durch ein Filtersystem.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Behandlung von Wasser, insbesondere Trinkwasser, zur Entfernung von Verunreinigungen, insbesondere Legionellen mittels Zugabe eines Mittels zur Unschädlichmachung der Verunreinigungen und Leiten des Wassers durch ein Filtersystem.
  • Trinkwasser aus öffentlichen Netzen kann, obwohl es den mikrobiologischen Bestimmungen der Trinkwasserverordnungen entspricht, trotzdem geringe Konzentrationen von Keimen aufweisen, beispielsweise Legionellen. Letztere können bei anfälligen Personen die sogenannte Legionärskrankheit, eine schwere Lungenentzündung, auslösen. Legionellen vermehren sich bei Temperaturen des Wassers zwischen 30 und 50°C, das heißt Wassertemperaturen wie sie bei Trinkwassernetzen im Wohnungsbau, öffentlichen Gebäuden, sowie Schwimmbädern auftritt.
  • Im Stand der Technik ist bekannt, in Systemen zur Bereitstellung von erwärmtem Trinkwasser Legionellenvermehrung durch Aufheizen über 65°C zu vermeiden. Dies erfordert jedoch ein regelmäßiges Aufheizen des gesamten Systems, was energieaufwändig und mit Verbrühungsgefahr verbunden ist. Auch wird hierdurch die Gefahr von Verkalkung und Korrosion erhöht.
  • Desweiteren sind chemische und elektrolytische Behandlungsverfahren bekannt, so kann zur Vorbeugung von Legionellenbefall kontinuierlich Desinfektionsmittel in das Leitungsnetz eingebracht werden. Ein derartiges System wird beispielsweise in EP 1 626 034 A1 beschrieben. Seit 2012 ist jedoch gemäß Trinkwasserverordnung ein kontinuierliches Einleiten von Desinfektionsmitteln nicht mehr zulässig.
  • Beim Abtöten von biologischen Verunreinigungen, insbesondere Legionellen mittels Einleitung von Desinfektionsmittel bleiben jedoch Verunreinigungen in Form von abgestorbenen Mikroorganismen im Wasser erhalten. Diese können unter Umständen nach Verbrauch des Desinfektionsmittels das Wachstum von weiteren Mikroorganismen als Nährboden beschleunigen, und werden daher typischerweise aus dem Wasser entfernt, beispielsweise durch Filter. Die bekannten Filtersysteme sind jedoch nicht optimal bezüglich Filterleistung. Bei den typischen Porengrößen der eingesetzten Filter von über 50 μm ist nicht gewährleistet, dass die Verunreinigungen ausreichend aus dem Wasser entfernt werden. Der Einsatz von Feinfiltern mit niedrigeren Porengrößen führt jedoch regelmäßig zu einem Zusetzen des Filters.
  • Erfindungsgemäß wurde nun überraschenderweise gefunden, dass durch Einsatz eines Filtersystems, das ein Vorfilter sowie ein Feinfilter umfasst, wobei letzteres regelmäßig gespült wird, eine ausgezeichnete Reinigung des Wassers von Verunreinigungen, insbesondere mikrobiologischen Belastungen erreicht werden kann, und trotzdem ein kontinuierlicher Betrieb der Anlage möglich ist.
  • Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Behandlung von Wasser, insbesondere Trinkwasser, zur Entfernung von Verunreinigungen, insbesondere Legionellen, umfassend die Schritte der Zugabe von Mitteln zur Unschädlichmachung der Verunreinigungen, und Leiten des Wassers durch ein Filtersystem, wobei das Filtersystem ein Vorfilter sowie ein Feinfilter umfasst, wobei das Feinfilter eine Porengröße unter 1 μm aufweist und regelmäßig gespült wird. Typische Zeitintervalle der regelmäßigen Spülung sind im Bereich vom 30 Sekunden bis 12 Stunden, vorzugsweise jede Minute bis jede 60 Minuten, insbesondere alle 30 Minuten. Die Spüldauer liegt typischerweise bei 5–60 Sekunden. Gespült wird typischerweise mit dem Filtrat des Vorfilters, oder mit Frischwasser.
  • Das Filtersystem umfasst ein Vorfilter, das typischerweise eine Porengröße über 10 μm aufweist, vorzugsweise 50–200 μm, insbesondere 70–100 μm, beispielsweise etwa 90 μm. Das Feinfilter des Filtersystems hat eine Porengröße von unter 1 μm, vorzugsweise von 0,02–0,05 μm, insbesondere 0,02–0,2 μm. Geeignete Vorfilter sowie Feinfilter sind im Stand der Technik bekannt und kommerziell erhältlich z. B. von LEGIO-Water GmbH, Walddorfhäslach, Deutschland (z. B. Serie LFFx oder LBFx); PB International, Zelhem, Niederlande; oder Donaldson Filtration Deutschland GmbH, Haan.
  • In Schritt a) des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung werden Mittel zur Unschädlichmachung von Verunreinigungen zugegeben. Bei den Mitteln handelt es sich um Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsmitteln, wie sie im Stand der Technik zur Gewinnung, Aufbereitung und Verteilung von Trinkwasser bekannt und zugelassen sind, vorzugsweise solche Aufbereitungsstoffe gemäß der Bekanntmachung der Liste der Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsverfahren gemäß § 11 der Trinkwasserverordnung (17. Änderung; Stand November 2012) in den entsprechend zugelassenen Mengen und zu den zugelassenen Verwendungszwecken. Beispielsweise können die Aufbereitungsstoffe, gemäß Teil Ic) besagter Bekantmachung der Liste der Aufbereitungsstoffe und Desinfektionsverfahren gemäß § 11 der Trinkwasserverordnung zur Desinfektion des Wassers eingesetzt werden. Bevorzugte Aufbereitungsstoffe, die zur Desinfektion von Wasser eingesetzt werden können und die erfindungsgemäß bevorzugt in Schritt a) verwendet werden sind Calciumhypochlorid, Chlor, Chlordioxid, Natriumhypochlorid und Ozon, am meisten bevorzugt Natriumhypochlorid oder Calciumhypochlorid. Zulässige Zugabe an Natriumhypochlorid ist beispielsweise 1,2 mg/l (bezogen auf die Menge anfreiem Chlor (Cl2)), wobei der Konzentrationsbereich nach Abschluss der Aufbereitung maximal 0,3 mg/l (freies Cl2) vorzugsweise nicht überschreitet, und 0,1 mg/l (freies Cl2) nicht unterschreitet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt a) Natriumhypochlorid oder Calciumhypochlorid in einer Menge von bis zu 1,2 mg/l (freies Cl2) zugegeben, sodass nach dem Filtersystem ein Konzentrationsbereich von maximal 0,3 mg/l (freies Cl2) und mindestens 0,1 mg/l (freies Cl2) erreicht wird.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um eine Behandlung von Trinkwasser im Wohnbereich, bei Schwimmbädern und/oder Kühltürmen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Verfahren zur Behebung eines akuten oder kurzfristigen Auftretens der Verunreinigungen, beispielsweise akuten Auftretens von Legionellen in der Wasserversorgung im häuslichen Bereich, in Schwimmbädern und/oder Kühltürmen eingesetzt, wobei das Verfahren zeitlich begrenzt durchgeführt wird, beispielsweise 3 Tage bis 90 Tage, vorzugsweise 7 bis 30 Tage.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl die Konzentration an Mittel in dem Trinkwasser vor dem Verbrauchsstellen des Wassers und/oder der Verbrauch an Mitteln zur Unschädlichmachung der Verunreinigung mittels geeigneter Messvorrichtungen bestimmt, und vorzugsweise mittels Fernüberwachung, beispielsweise angeschlossenem GSM Modul per Mobilfunk oder mittels Internetanschluss über das Internet ausgelesen und überwacht, sowie gegebenenfalls geregelt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Behandlung von Wasser, das in einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise einem Warmwasserspeicher, Boiler oder Durchlauferhitzer, erwärmt wird, und die Verunreinigungen nach dem Erwärmen unter Zugabe des Mittels zur Unschädlichmachung der Verunreinigung und unter Einsatz des erfindungsgemäßen Filtersystems entfernt werden. Vorzugsweise umfasst daher das erfindungsgemäße Verfahren nach Zugabe des Mittels in Schritt a) das Erwärmen des Wassers in einer geeigneten Vorrichtung, insbesondere einem Warmwasserspeicher, bevor das Warmwasser zu den Verbrauchsstellen geleitet wird. Typischerweise wird das Warmwasser von den Verbrauchsstellen in einer Zirkulationsleitungs zurück in den Warmwasserspeicher geführt. Das Filtersystem kann, soweit keine Zirkulationsleitung vorliegt, nach dem Warmwasserspeicher montiert sein, vorzugsweise, sofern eine Zirkulationsleitung zur Rückführung des Warmwassers vorhanden ist, wird das Filtersystem des Schritts b) des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Rückleitung installiert. Vorzugsweise wird nach dem Erwärmen, das heißt nach dem Warmwasserspeicher, die Konzentration an Mittel ermittelt, typischerweise durch geeignete Messinstrumente, die in der Warmwasserleitung nach dem Warmwasserspeicher installiert wird. Geeignete Messinstrumente sind im Stand der Technik bekannt. Durch den Einsatz des Filtersystems in der Warmwasserrückleitung wird sichergestellt, dass auch bei geringem Warmwasserverbrauch Verunreinigungen, insbesondere mikrobieller Art wie Legionellen, zuverlässig auch über längeren Zeitraum aus dem Warmwasserspeicher entfernt bzw. ferngehalten werden. Das erfindungsgemäße Filtersystem erlaubt hierbei eine ausgezeichnete Entfernung von Verunreinigungen bei kontinuierlicher Fahrweise.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein System zur Behandlung von Wasser, insbesondere Trinkwasser, zur Entfernung von Verunreinigungen, insbesondere Legionellen, welches System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und den bevorzugten Ausführungen davon, wie oben beschrieben, geeignet oder vorgesehen ist. Das erfindungsgemäße System umfasst somit typischerweise geeignete Vorrichtungen zur Zugabe des Mittels gemäß Schritt a) wie oben beschrieben, sowie ein Filtersystem gemäß Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wie oben beschrieben, sowie gegebenenfalls geeignete Anschlussmöglichkeiten an ein bestehendes Leitungssystem für Warm- und/oder Kaltwasser. Das erfindungsgemäße System kann als mobiles System ausgeführt sein, das in bestehende Leitungssysteme durch Zwischenschaltung, insbesondere an die Rückleitung des Warmwasserspeichers, integriert wird, und hierzu insbesondere zur Behandlung von Wasser bei einem akuten oder kurzfristigen Auftreten der Verunreinigungen eingesetzt werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Verfahren gleichzeitig zur Kaltwasser- sowie Warmwasseraufbereitung eingesetzt. Das heißt, bevorzugt wird ein erfindungsgemäße System jeweils sowohl in den Kaltwasser- bzw. Frischwasserkreislauf als auch in den Warmwasserkreislauf integriert. In dieser Ausführungsform werden somit mindestens zwei erfindungsgemäße Systeme in die Wasserversorgung, beispielsweise Trinkwasserversorgung eines Wohnhauses oder Schwimmbades, integriert, wobei am meisten bevorzugt das Mittel in Schritt a) jeweils in Rücklauf des Kalt- bzw. Warmwassers zugeführt wird, und das erfindungsgemäße Filtersystem beim Kaltwasserkreislauf nach der Zugabe des Mittels, und im Warmwasserkreislauf in der Rückleitung der Warmwasserzirkulation installiert ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer Darstellung:
  • 1 ein Prinzipschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems zur Behandlung von Warmwasser und
  • 2 ein Prinzipschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems zur Behandlung von Kalt- sowie Warmwasser.
  • 1 zeigt ein Trinkwasserleitungssystem im Wohnbereich, wobei die Fließrichtung mit Pfeil gekennzeichnet ist. Die Trinkwassereinspeisung (1) führt zum Kaltwasserverteiler (2). Die Kaltwasserversorgung (3) führt zum Verbraucher an der Entnahmestelle (6). Kaltwasser wird ebenfalls in den Warmwasserspeicher (4) geführt, und von dort über die Versorgungsleitung (5) zur Entnahmestelle (6). Die Warmwasserzirkulationsleitung (7) führt über Pumpe (7a) und über Rückleitung (12) zurück in den Warmwasserspeicher (4). Zwischen Rückleitung (7) und (12) ist erfindungsgemäß eine Dosiereinrichtung (10) zur Zugabe von Mittel zur Unschädlichmachung der Verunreinigungen installiert, sowie das Filtersystem (11), das das Vorfilter sowie das Feinfilter wie oben beschrieben umfasst. Das Feinfilter wird regelmäßig gespült und das Rückspülwasser über Leitung (13) in die Abwasserleitung (8) abgeführt. Das Filtrat wird über Rückleitung (12) in den Warmwasserspeicher (4) zurückgeführt. Sofern, wie in 1 gezeigt keine Vorbehandlung des Kaltwassers stattfindet, kann sich eine weitere Dosiereinrichtung (9) vor dem Warmwasserspeicher (4) befinden. An der Messstelle (14) wird der Gehalt an Mittel zur Unschädlichmachung der Verunreinigungen bestimmt.
  • Das erfindungsgemäße System zur Warmwasserbehandlung (15) umfasst mindestens eine Dosiereinrichtung zur Zugabe von Mittel zur Unschädlichmachung der Verunreinigungen sowie das Filtersystem sowie geeignete Anschlüsse zur Integration in ein Leitungssystem.
  • 2 zeigt ein Trinkwasserleitungssystem, wobei zusätzlich zum System (15) wie in 1 gezeigt eine Vorbehandlung des Kaltwassers durchgeführt wird. Die Trinkwassereinspeisung (1) führt über eine weitere Dosierungseinrichtung (16), in der Mittel zur Unschädlichmachung der Verunreinigungen zugegeben wird, zum Filtersystem (17). Das Filtrat (19) wird zum Kaltwasserverteiler (2) geführt. Das Spülwasser des Filtersystems wird über Rückspülwasserleitung (18) dem Abwasser (8) zugeführt. Optional kann ebenfalls, wie in 1 gezeigt, eine Dosiereinrichtung (9) vor dem Warmwasserspeicher installiert sein, sowie eine Messzelle (13) wie in 1 gezeigt. Das System (20) zur Behandlung des Kaltwassers umfasst somit mindestens die Dosierungseinrichtung (16) zur Zugabe des Mittels zur Unschädlichmachung der Verunreinigungen sowie das Filtersystem, und entsprechende Anschlüsse zur Integration in das Leitungssystem.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Trinkwassereinspeisung
    2
    Kaltwasserverteiler
    3
    Kaltwasserversorgung zum Verbraucher
    4
    Warmwasserspeicher
    5
    Warmwasserversorgung zum Verbraucher
    6
    Entnahmestelle
    7
    Rückleitung Warmwasser
    7a
    Pumpe Rückleitung Warmwasser
    8
    Abwasser
    9
    Dosierungseinrichtung
    10
    Dosierungseinrichtung
    11
    Filtersystem
    12
    Rückleitung Filtrat
    13
    Rückspülwasser
    14
    Messzelle
    15
    System zur Warmwasserbehandlung
    16
    Dosierungseinrichtung
    17
    Filtersystem
    18
    Rückspülleitung
    19
    Filtratleitung Kaltwasser
    20
    System zur Kaltwasserbehandlung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1626034 A1 [0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • § 11 der Trinkwasserverordnung (17. Änderung; Stand November 2012) [0009]
    • § 11 der Trinkwasserverordnung zur Desinfektion des Wassers [0009]

Claims (15)

  1. Verfahren zu Behandlung von Wasser, insbesondere Trinkwasser, zur Entfernung von Verunreinigungen, insbesondere Legionellen, umfassend die Schritte: a) Zugabe von Mitteln zur Unschädlichmachung der Verunreinigungen, und b) Leiten des Wassers durch ein Filtersystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtersystem ein Vorfilter sowie ein Feinfilter umfasst, wobei das Feinfilter eine Porengröße unter 1 Mikrometer aufweist und regelmäßig gespült wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Spülung des Feinfilters in einem Zeitintervall im Bereich von 30 Sekunden bis 12 Stunden erfolgt.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Spülung des Feinfilters für eine Dauer von 5 bis 60 Sekunden erfolgt.
  4. Verfahren gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei es sich bei den Mitteln um zur Behandlung von Trinkwasser geeignete Mittel, insbesondere Desinfektionsmittel, vorzugsweise auf Basis von Hypochlorid, handelt.
  5. Verfahren gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Vorfilter eine Porengröße über 10 Mikrometer aufweist, vorzugsweise 50 bis 200 Mikrometer.
  6. Verfahren gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Feinfilter eine Porengröße von 0,02 bis 0,5 Mikrometer, vorzugsweise 0,02 bis 0,2 Mikrometer aufweist.
  7. Verfahren gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei es sich um eine Behandlung von Trinkwasser, insbesondere im häuslichen Bereich oder in Schwimmbädern handelt.
  8. Verfahren gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei es sich um ein akutes oder kurzfristiges Auftreten der Verunreinigungen handelt und das Verfahren nur zeitlich begrenzt durchgeführt wird, vorzugsweise 7 bis 30 Tage.
  9. Verfahren gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Konzentration an Mittel vor den Verbrauchsstellen des Wassers und/oder der Verbrauch an Mittel ermittelt wird.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei die Konzentration an Mittel vor den Verbrauchsstellen des Wassers und/oder der Verbrauch an Mittel per Fernüberwachung eingelesen und/oder geregelt wird.
  11. Verfahren gemäß einen der vorigen Ansprüche, wobei das Wasser nach Zugabe des Mittels in Schritt a) in einer geeigneten Vorrichtung, insbesondere einem Warmwasserspeicher, erwärmt wird, nach dem Erwärmen gegebenenfalls die Konzentration an Mittel ermittelt wird, das Warmwasser zu den Verbrauchsstellen geleitet und in einer Zirkulationsleitung rückgeführt wird, wobei das Filtersystem des Schritt b) in der Rückleitung installiert ist.
  12. System zur Behandlung von Wasser, insbesondere Trinkwasser, zur Entfernung von Verunreinigungen, insbesondere Legionellen, dadurch gekennzeichnet, dass das System zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorigen Ansprüche geeignet oder vorgesehen ist.
  13. System gemäß Anspruch 12, wobei das System einen Bereich ohne Wassererwärmung und einen Bereich mit Wassererwärmung in einer geeigneten Vorrichtung, insbesondere einem Warmwasserspeicher, umfasst, und das System zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 sowohl im Bereich ohne Wassererwärmung als auch im Bereich mit Wassererwärmung geeignet oder vorgesehen ist.
  14. System gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei es sich um ein mobiles System handelt.
  15. System gemäß Anspruch 14, das eine Vorrichtung zur Zugabe vom Mittel gemäß Schritt a), ein Filtersystem gemäß Schritt b), sowie geeignete Anschlussmöglichkeiten an ein bestehendes Leitungssystem für Warm- und/oder Kaltwasser aufweist.
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