DE10351184A1

DE10351184A1 - Verfahren zur Behandlung eines Fluids, einer wässrigen Lösung oder Flüssigkeit

Info

Publication number: DE10351184A1
Application number: DE10351184A
Authority: DE
Inventors: Klaus Buettner
Original assignee: Buettner Klaus Dipl-Ing
Current assignee: Buettner Klaus Dipl-Ing
Priority date: 2003-11-03
Filing date: 2003-11-03
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2023-11-04
Also published as: DE10351184B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung eines Fluids, einer wässrigen Lösung oder Flüssigkeit oder dgl., in einem Reaktionsraum zur Verringerung des Anteils ann unerwünschten Bestandteilen. Einleiten eines Radikalbildners in den Reaktionsraum. Einwirken auf das Fluid durch ein Aerosol aus Hydroxylradikalen, die aus dem H¶2¶O¶2¶-Aerosol und dem Peressigsäure-Aerosol durch UV-Strahler im Reaktionsraum gebildet werden. Aufspalten der unerwünschten Bestandteile in unwirksame Reste, wodurch auch H¶2¶O¶2¶ und gegebenenfalls Peressigsäure entstehen und einwirken auf das H¶2¶O¶2¶ und die Peressigsäure mittels der UV-Strahlung zur Bildung weiterer Hydroxylradikale.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung eines Fluids, einer wässrigen Lösung oder Flüssigkeit oder dgl., in einem Reaktionsraum, insbesondere zur Verringerung des Anteils an unerwünschten Bestandteilen, (vor allem Toxine).
Unter derartigen Bestandteilen werden neben Toxinen auch Keime, Sporen, Herbizide, Fungizide, Pestizide, Restdüngemittel, Restmedikamente undgl. verstanden.

Es ist bekannt Ultraschall einzusetzen, um Flüssigkeiten zu desinfizieren. Wenngleich hier Einflüsse z. B. auf Endotoxine zu erwarten sind, so hat sich doch in Versuchen gezeigt, dass sich mit Hilfe des Ultraschalls in biologischen Flüssigkeiten der Anteil an Endotoxinen nicht zufrieden stellend herabsetzen lässt, schon gar nicht so weit, dass von Endotoxinfreiheit gesprochen werden könnte, d. h. unter 0,4 EU/ml an Endotoxinen in der Flüssigkeit verbleiben.

Es ist auch bekannt, Wasserstoffperoxid zur Entkeimung von Flüssigkeiten einzusetzen, wenngleich dessen Reaktion mit organischen Substraten träge abläuft. Eine Einwirkung auf Toxine z. B. wäre nur dann möglich, wenn mit relativ hohen Konzentrationen vorgegangen wird. Dies führt dann zwangsläufig dazu, dass in der behandelten Flüssigkeit Rest-Wasserstoffperoxid verbleibt, was abhängig vom Einsatzzweck der Flüssigkeit andere nicht tragbare Risiken mit sich bringt.

Es ist auch bekannt, Keime in Flüssigkeiten mit Hilfe von UV-Strahlung zu inaktivieren, eine Verringerung des Anteils an Toxinen hat sich nicht gezeigt.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Behandlung von Flüssigkeiten hinsichtlich der Toxin- oder Endotoxinfreiheit begrenzt, sondern soll allgemein einsetzbar sein, wenn es darum geht, die eingangs genannten Bestandteile neben anderen Fremdstoffen aus Fluiden oder wasserhaltigen Flüssigkeiten oder Lösungen zu entfernen.

Für die vorliegende Erfindung ist der Einsatz von vier Verfahrens-Merkmalen wesentlich, bedeutsam ist jedoch auch die sich aus der Verwendung dieser Merkmale ergebenden Wechselwirkungen, die bislang in diesem Zusammenhang nicht eingesetzt oder beschrieben worden sind.

Das erste wesentliche Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Erzeugung eines Radikalbildners in einem separaten Reaktionsraum, abgetrennt vom eigentlichen Reaktionsraum, jedoch mit diesem über eine Zuleitung verbunden. In diesem separatem Reaktionsraum kann ein H₂O₂-Aerosol und/oder ein Peressigsäure-Aerosol mit Hilfe eines Schallgenerators mit einer Frequenz von ca. 1,6 MHz gebildet werden.

Die so erzeugten Radikalbildner gelangen in den Reaktionsraum und werden dort mit Hilfe eines UV-Strahlers zu einem Aerosol umgewandelt, das nun wiederum auf die zu behandelnde Flüssigkeit einwirken kann. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird im Reaktionsraum den Schwingungen eines Schallgenerators bei ca. 40 kHz ausgesetzt, so dass die Flüssigkeit fein zerstäubt vorliegt und eine sehr effiziente Wirkung der relativ großen Aerosol- Tröpfchen des Radikalsbildners auf diese zerstäubten Flüssigkeit eintreten kann.

Die sich hieraus ergebene Wirkung ist, dass die Bestandteile sowie sie eingangs erwähnt worden sind, aufgespalten werden, insbesondere werden Toxine in unwirksame Toxinreste aufgespalten. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Flüssigkeit hochgradig von Fremdbestandteilen befreit werden kann, jedenfalls von Bestandteilen, die in irgendeiner Weise noch eine Wirkung ausüben können. Es kann also eine sehr effektive Sterilisation und Elimination von organischen Substanzen erreicht werden.

Bei diesem Vorgang können auch Wasserperoxid und Peressigsäure entstehen. Da aber ein UV-Strahler in dem Reaktionsraum vorhanden ist, kann er sowohl das Wasserstoffperoxid als auch die Peressigsäure umwandeln in Radikalbildner, die nun wiederum auf die zu behandelnde Flüssigkeit einwirken können. Es liegt auf der Hand, dass hierdurch eine beachtliche Effizienzsteigerung erzielt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Die Figur zeigt eine schematische Schnittansicht durch die Einrichtungen, die geeignet sind, das Verfahren gemäß der Erfindung durchzuführen.
Im Mittelteil der Figur ist ein länglicher Behälter 10 gezeigt, der beispielsweise Zylinderform haben kann.
Im oberen Bereich ist ein mittlerer Einlass 11 für die zu behandelnde Flüssigkeit vorgesehen. Die eingeleitete Flüssigkeit gelangt zu einem Schallgenerator 12, der mit einer Frequenz von 40 kHz arbeitet. Hierdurch wird die Flüssigkeit fein zerstäubt, und es entstehen Aerosol-Tröpfchen, die klein genug sind, dass sie von UV-Strahlen leicht durchdrungen werden können. Die UV-Strahlen stammen von UV-Strahlern 13, die von oben und aussen her mit Energie versorgt werden und sich im Wesentlichen in Längsrichtung des Gehäuses 10 erstrecken.
Im oberen Teil ist ein Zulauf 14 gezeigt, der zu einem separaten Reaktionsraum 15 führt. In diesem Reaktionsraum 15 befindet sich ein Ultraschallgenerator 16, der mit 1,6 MHz arbeitet. In dem Reaktionsraum 15 werden Radikalbildner erzeugt, also beispielsweise ein Wasserstoffperoxid-Aerosol und/oder ein Peressigsäure-Aerosol. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dass in dem Reaktionsraum 15 Wasserstoffperoxid oder Peressigsäure eingeleitet wird und durch die Energie des Schallgenerators 16 die entsprechenden Aerosole erzeugt werden. Die Aerosole gelangen über die Zuleitung 14 in den eigentlichen Reaktionsraum 10. Dieser Transportvorgang könnte durch ein leichten Überdruck verstärkt werden.
Im Reaktionsraum 10 wirken die Aerosol-Bildner auf die eingeleitete Flüssigkeit und in einem Art Plasma- oder Aerosolraum werden die unerwünschten Bestandteile in der zu behandelnden Flüssigkeit, insbesondere Toxine zu unwirksamen Toxinresten, umgewandelt.
Zunächst sammelt sich im unteren Teil des Reaktionsraumes 10 die so behandelte Flüssigkeit. Der Spiegel steigt sodann soweit an, bis der Überlauf 17 erreicht wird, so dass dort die behandelte Flüssigkeit austreten kann. Die sich im unteren Bereich des Gehäuses 10 sammelnde Flüssigkeit wird auch von den UV-Brennern 13 erreicht, so dass auch hier Keimfreiheit sichergestellt werden kann.

Claims

Verfahren zur Behandlung eines Fluids, einer wässrigen Lösung oder Flüssigkeit oder dgl., in einem Reaktionsraum, insbesondere zur Verringerung des Anteils an unerwünschten Bestandteilen, (vor allem Toxine), umfassend a. Einleiten eines Radikalbildners, eines H₂O₂-Aerosols und/oder eines Peressigsäure-Aerosols, in den Reaktionsraum, b. Einwirken auf das Fluid durch ein Aerosol aus Hydroxylradikalen, die aus dem H₂O₂-Aerosol und dem Peressigsäure-Aerosol durch UV-Strahler im Reaktionsraum gebildet werden, c. Aufspalten der Toxine durch die Hydroxylradikale in unwirksame Toxinreste, wodurch auch H₂O₂ und gegebenenfalls Peressigsäure entstehen und d. Einwirken auf das H₂O₂ und die Peressigsäure mittels der UV-Strahlung zur Bildung weiterer Hydroxylradikale aus dem H₂O₂, die ihrerseits wiederum zur zusätzlichen Aufspaltung von Toxinen führen.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass auf das Fluid und das Hydroxylradikal-Aerosol durch einen Schallgenerator i m Reaktionsraum eingewirkt wird, um eine gute Durchmischung bzw. Verwirbelung und eine Oberflächenvergrößerung zu erzielen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem separaten Reaktionsraum mittels eines Ultraschallgenerators H₂O₂-und/oder Peressigsäure-Aerosole gebildet werden.