DE20122891U1

DE20122891U1 - Anlage zur biologischen und biochemischen Aufbereitung von Wasser, vorzugsweise von Poolwasser

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Publication number: DE20122891U1
Application number: DE20122891U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-06-20
Filing date: 2001-06-20
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2011-06-21
Also published as: DE10129663A1

Abstract

Anlage zur biologischen und biochemischen Aufbereitung von Wasser, vorzugsweise von Poolwasser, bestehend aus einem Vorfilter und einer nachgeschalten Sandfilteranlage, in der das Wasser von mechanischen Bestandteilen vorgereinigt wird, einer Ionisierungseinheit, in der ein atmosphärischer Luftstrom eingeleitet und ionisiert wird, einem Aktivkohlefilter, in dem der ionisierte Luftstrom zur Unterstützung der Oxydation eingeleitet wird, einem Reaktor, in dem das aus dem Aktivkohlefilter eingeleitete Wasser einer photochemischen und photokatalytischen Oxidation unterworfen wird, in dem es einen Titandioxidkatalysator durchströmt, der mittels einer UV-C-Strahlung im Wellenbereich von 254 bis 185 nm bestrahlt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Titandioxidkatalysator (22) im Reaktor (15) aus einem Titandioxid besteht, das mit einem physiologisch unbedenklichen Bindemittel zu einem Granulat mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,8 mm gebunden ist und das vom Wasser mit einer Strömungsgeschwindigkeit von > als 0,8 m/s durchströmt ist und dass das bei der UV-C-Bestrahlung (23) des Titandioxidkatalysator (22) prozeßbedingt erzeugte Ozon aus dem...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur biologischen und biochemischen Aufbereitung von Wasser, vorzugsweise von Poolwasser, bestehend aus einem Vorfilter und einer nachgeschalten Sandfilteranlage, in der das Wasser von mechanischen Bestandteilen vorgereinigt wird, einer Ionisierungseinheit, in der ein atmosphärischer Luftstrom eingeleitet und ionisiert wird, einem Aktivkohlefilter, in dem der ionisierte Luftstrom zur Unterstützung der Oxydation eingeleitet wird, einem Reaktor, in dem das aus dem Aktivkohlefilter eingeleitete Wasser einer photochemischen und photokatalytischen Oxidation unterworfen wird, in dem es einen Titandioxidkatalysator durchströmt, der mittels einer UV-C-Strahlung im Wellenbereich von 254 bis 185 nm bestrahlt ist.
Anlagen zur Wasseraufbereitung mittels eines zugeführten ionisierten Luftstroms mit Ozonanteil zum Aufbereiten von Wasser sind bekannt und finden bei der biologischen und biochemischen Wasseraufbereitung in einem breiten Spektrum verstärkt Anwendung, da infolge der guten oxydativischen Eigenschaft, die mit derartigen Anlagen ausgelöst werden, auf eine weitere Zugabe, wie beispielsweise Chlor, Chlor dioxiden oder anderer Chemikalien verzichtet werden kann, die bei einer zu niedrigen Dosierung nicht ausreichend im Wasser vorhandene Mikroorganismen abtöten oder bei einer zu hohen Dosierung zu unangenehmen bis zu gesundheitsgefährdeten Begleiterscheinungen für den Menschen führen können. Insbesondere bei Wasseranlagen, wie Swimmingpools oder ähnlichen Anlagen, erfolgt häufig die Zugabe von Chemikalien sehr unkontrolliert, so dass es zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen infolge von bakterienverseuchtem Wasser oder durch überchlortes Wasser zu unangenehmen Nebenwirkungen, wie beispielsweise Schleimhautreizung, kommen kann.
Insbesondere für die Wasseraufbereitung von Swimmingpools aber auch für andersweitig genutzte Wasseraufbereitungsanlagen ohne Chemikalienzusatz sind gegenwärtig verschiedene Reinigungssysteme bekannt, die nach einem elektrokatalytischen Verfahren oder nach einem Photooxydationsverfahren arbeiten.
Ein Reinigungssystem mit elektrokatalytisch betriebener Anlage ist beispielsweise durch das so genannte IONIZER-Reinigungssystem bekannt, bei dem das aufzubereitende Wasser durch ein Kupfer-Silber-Ionisierungssystem geführt wird. Dabei wird ein großer Teil der während der Katalyse losgelösten äußeren Atome von den Elektroden zu positiv geladenen Ionen, die als Kupfer- und Silberionen mit dem Wasserstrom mitgerissen werden. Die so in das Wasser eingeführten positiven Kupfer- und Silberionen gehen mit den negativen Bereichen der Zellwände der Mikroorganismen eine elektrostatische Verknüpfung ein, die dazu führt, dass die Zellwand dahingehend verändert wird, dass die erforderliche Nahrungsaufnahme auf ein Minimum beschränkt wird. Gleichzeitig greifen die in eine Algenzelle eingedrungenen Kupfer- und Silberionen den Schwefel an, der Spuren von Aminsäuren enthält, wodurch die lebensnotwendige Photosynthese unterbrochen wird und die Zelle stirbt in der Regel ab, folglich werden die von den Kupfer- und Silberionen befallenen Bakterien zum größten Teil abgetötet.
Derartig ausgelegte Anlagen haben jedoch den Nachteil, dass zum einen mindestens der Anteil der Kupferionen im Wasser ständig überwacht werden muß und zum anderen, dass die mit Algen und Bakterien gesättigten Kupfer- und Silberionen aus dem Swimmingpool oder einem anderen Wasservorrat abgefiltert und entsorgt werden müssen. Darüber hinaus können mit diesem Verfahren keine Kohlenwasserstoffverbindungen aus dem Wasser eliminiert werden. Aber auch hochresistente Bakterienstämme, die unter anderem schon chlorresistent sein können oder nur unzureichend vernichtet werden, da mit dem Reinigungssystem nur unzureichend in die Veränderung der DNS von Bakterien eingegriffen werden kann.
Um mit einer Anlage auch Kohlenwasserstoffverbindungen zu eliminieren, wurde aus der US 5 685 994 bekannt, dass dem Wasserstrom vor der Katalyse zusätzlich ein ionisierter Luftstrom mit Ozonanteil zugeführt wird, um das Oxydationspotential für die Eliminierung von chemischen Verbindungen aus der Kohlenwasserstoff-Reihe zu verbessern. Dieser ionisierte Luftstrom mit Ozonanteil wird in einem Reaktor erzeugt, in dem gefilterte angesaugte Luft in einem geschlossenen Behälter mit einer UV-Bestrahlung bestrahlt wird, die geeignet ist, Ozon zu erzeugen.
Diese Anlagen sind sehr energieintensiv und benötigen eine zusätzliche Erzeugung von ionisiertem Gas mit Ozonanteil, was zu einem vergrößerten gerätetechnischen Aufwand führt. Desweiteren führt auch dieses Reinigungssystem nicht vollständig zur Zerstörung der DNS von hochresistenten Bakterienstämmen.
Aus KATALYSE-Das Umweltlexikon, 1993 ist bekannt, dass bei einer UV-C-Bestrahlung (280–180 nm) lebende Zellen, wie z. B. Bakterien, abgetötet werden. Diese Erkenntnis wird bekanntlich in der Medizin und der Technik seit Jahren zur Desinfektion benutzt und findet in der letzten Zeit auch immer mehr Beachtung bei der Wasseraufbereitung.
Bei derartigen Anlagen, die bereits zum allgemeinen Stand der Technik gehören, werden aus dem Wasser nach einer mechanischen Vorreinigung die Mikroorganismen mittels eines Kiesbettfilters oder eines Aktivkohlefilters herausgefiltert, wodurch toxische Chloraminverbindungen beseitigt werden und anschließend wird der Wasserstrom mit einer UV-C-Bestrahlung zur bakteriologischen und viralen Entkeimung bestrahlt. Aber auch mit diesem Verfahren können chemische Verbindungen der Kohlenwasserstoff-Reihe nicht vollständig eliminiert werden. Darüber hinaus findet durch die UV-C-Bestrahlung des Wasserstroms alleine nicht immer eine photochemische Veränderung in der DNS von Bakterien in der Weise statt, die in jedem Fall eine vollständige Zerstörung des Erbguts garantiert. Folglich kann nicht mit Sicherheit davon ausgegangen werden, dass eine weitere Vermehrung der Bakterien ausgeschlossen ist.
Es ist aber auch bekannt, dass zur Unterstützung des Abbaus von giftigen Stoffen im Wasser durch Sonnenlicht Titandioxid verwendet wird, das für diesen Zweck geeignete katalytische Eigenschaften aufweist. Allerdings wurde dieser Photokatalysator als Pulver in einer Aufschlämmung eingesetzt und mußte wieder aus dem gereinigten Wasser entfernt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die eingangs genannten chemikalienfrei arbeitenden Anlagen zur biologischen und biochemischen Aufbereitung von Wasser in der Weise zu verbessern, dass mit einem geringen energetischen und gerätetechnischen Aufwand in der DNS von hochresistenten Bakterienstämmen eine ausreichend photochemische Veränderung hervorgerufen wird, die eine Vermehrung verhindert, chemische Verbindungen der Kohlenwasserstoff-Reihe aus dem Wasser eliminiert, wobei die Anlage annähernd wartungs- und kontrollfrei mit einer hohen Betriebsdauer betrieben werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, bei der der Titandioxidkatalysator im Reaktor aus einem Titandioxid besteht, das mit einem physiologisch unbedenklichen Bindemittel zu einem Granulat mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,8 mm gebunden ist und das vom Wasser mit einer Strömungsgeschwindigkeit von > als 0,8 m/s durchströmt ist und dass das bei der UV-C-Bestrahlung des Titandioxidkatalysator prozeßbedingt erzeugte Ozon aus dem Behälter des Reaktors über einen eingeleitete dosierte Luftmenge abgeführt ist, die mittels einer Membranpumpe über eine Luftzuführungsleitung in den Behälter des Reaktors eingeleitet und über eine mit der Ionisierungseinheit verbundene Luftabführungsleitung aus dem Behälter des Reaktors abgeleitet ist und dass die auf diese Weise ionisierte dosierte Luftmenge von der Ionisierungseinheit in einen nachgeschalteten Mischer dem vorgereinigten Wasserstrom zum Abbau und Vernichtung der Trihalogenen Verbindungen (THM) vor dem Kohleaktivfilter beigemischt ist.
Mit der gleichzeitigen photochemischen und photokatalytischen Oxydation, die mit der UV-C-Bestrahlung in Verbindung mit dem schwebend im Wasserstrom vorhandenen Titandioxid-Granulat im Reaktor ausgelöst wird, kann zum einem eine zusätzliche verstärkte Veränderung in der DNS von Bakterien hervorgerufen werden, die zu einer absoluten Zerstörung des Erbguts der Bakterien führt, so dass nicht nur die Vermehrung von Bakterien und Keimen allgemein verhindert wird, sondern auch die Vermehrung von hochresistenten Bakterienstämmen verhindert werden kann, die unter anderem auch schon chlorresistent sein können und zum anderen werden durch die katalytische Funktion des Titanoxids, welches bekanntlich durch die Einwirkung der UV-C-Strahlung Hydroxylradikale bildet, organische und anorganische Bestandteile des Wassers aufoxydiert, so dass nachhaltig noch vorhandene Kohlenwasserstoffverbindungen, wie beispielsweise phenol- und chloramine Verbindungen oxydiert werden.
Darüber hinaus wird durch die ausgelöste photokatalytische Oxydation durch die UV-C-Strahlung im Reaktor eine wirkungsvolle Vernichtung der noch im Wasserstrom befindlichen Schwebealgen erreicht.
Mit der Bestimmung und der hermetischen Zuführung des prozeßbedingt erzeugten Ozonanteils in den Wasserstrom über das Ionisationsmodul, der kontinuierlich in der Ansaugstrecke der Pumpe vor dem Aktivkohlefilter in den Wasserstrom über einen eingebundenen statischen Mischer eingeführt und dispergiert wird, kann auf eine zusätzliche Ozonerzeugung und Zuführung zum Wasserstrom verzichtet werden. Es hat sich nämlich überraschend gezeigt, dass der prozeßbedingt erzeugte Ozonanteil während der UV-C-Bestrahlung in Verbindung mit der anschließenden Ionisierung des ozonhaltigen Luftstoms eine ausreichende Oxydationsradikale im Aktivkohlefilter gewährleistet, um eine sehr positive Oxydationsintensität in der Aktivkohlefilterstufe hervorzurufen, wenn dieser Luftstroms geregelt über einen statischen Mischer vor der Pumpe des Aktivkohlefilters dem gereinigten Wasser zugeführt wird.
Folglich kann in Verbindung mit der nachgeschalteten photochemischen und photokatalytischen Oxydation im Reaktor auf ein zusätzlich produziertes Ozon verzichtet werden, um die Oxydationsintensität im Aktivkohlefilter zu erhöhen.
Mit der vorgeschlagenen Strömungsgeschwindigkeit und dem in Granulatform gebundenen Titandioxid mit einer Durchmesser von 0,5 bis 1,8 mm wird gewährleistet, dass eine Verweilzeit des Wassers im Reaktor garantiert werden kann, bei der eine aktive und ausreichende photochemische und photokatalytische Oxydation eintritt, die einerseits eine Veränderung in der DNS der Bakterien hervorruft, die zur sicheren Zerstörung des Erbguts auch von hochresistenten Bakterien führt und zum anderen dazu beiträgt, dass die katalytische Funktion von Titandioxid zum Aufoxydieren der organischen und anorganischen Bestandteile des Wassers voll wirksam wird.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Zufuhr des ionisierten ozonhaltigen Luftstroms in Abhängigkeit vom erzeugten Druck im Sekundärkreislauf nach der Pumpe über ein stetig regelndes Ventil in der Luftleitung einreguliert. Auf diese Weise werden die festgesetzten Bakterien und Keime während des Verfahrensablaufs ständig durch den anteiligen und dispergierten Ozongehalt im Wasser, der ein Oxydationsradikal mit hohem Oxydationspotential ist, eliminiert und einer Verpappung der Aktivkohle im Aktivkohlefilter wird entgegengewirkt. Folglich ist gesichert, dass der Aktivkohlefilter ständig in seinem vollständigen Leistungsumfang in den Aufbereitungsprozeß des Wassers einbezogen wird. Darüber hinaus wird die Lebensdauer des Aktivkohlefilters erheblich verlängert.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Verfahrensdurchführung der Anlage in Abhängigkeit des Ergebnisses einer kontinuierlich durchgeführten Wasserqua litätsprüfung über ein zugeordnetes Steuermodul ein- bzw. abgeschaltet. Vorteilhafterweise erfolgt die Wasserqualitätsprüfung in einer Pilotleitung über zugeordnete Sensoren, wobei ständig eine geringe Menge Wasser aus dem Wasserreservoir umgepumpt wird.
Auf diese Weise wird die Anlage zum einen energetisch sehr wirtschaftlich und andererseits unabhängig von gesonderten Prüfungen der Wasserqualität betrieben, die ansonsten in vielen Fällen sehr sporadisch durchgeführt werden und somit nicht immer eine biologische und biochemische Unbedenklichkeit der Wasserqualität gewährleisten.
Bevorzugt ist das Bindemittel für das Titandioyidgranulat eine Polymere-Kunstharzverbindung. Dieses Bindemittel hat sich überraschend als vorteilhaft herausgestellt, da mit diesem Bindmittel gezielt auf das spezifische Gewicht eines Granulatkorns Einfluß genommen werden kann. Folglich kann durch die Menge des Bindemittels sehr gezielt darauf Einfluß genommen werden, dass bei einer vorbestimmten Strömungsgeschwindigkeit das Titandioxid-Granulat im Wasserstrom in Schwebe gehalten wird. Es ist aber auch möglich, das spezifische Gewicht eines Granulatkorns durch eine zusätzliche Zugabe von Quarzsilikat auf eine vorbestimmte Strömungsgeschwindigkeit entsprechend abzustimmen.
Mit der erfinderisch vorgeschlagenen Anlage zur Wasseraufbereitung kann folglich auf eine sehr wirtschaftliche Art und Weise eine Wasserqualität erreicht werden, die einen hohen biologischen und biochemischen Reinigungsgrad aufweist und die bakteriologisch und viral unbedenklich ist, wobei der dafür notwendige Energieaufwand kann sehr gering gehalten werden.
Erste Versuchsreihen haben gezeigt, dass pro Liter aufzubereitendes Wasser eine aufzuwendende Energiemenge von unter 0,5 Watt ausreichend ist.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt wird.
In den Zeichnungen zeigen:
1: ein Funktionsschema einer Wasseraufbereitungsanlage mit Reaktor,
2: ein schematisch dargestelltes Steuerungsmodul der Anlage mit zugeordneten Steuerausgängen, die jeweils mit dem Bezugszeichen der anzusteuernden gerätetechischen Einheit gekennzeichnet sind.
1 zeigt eine Anlage zur Wasseraufbereitung, die bevorzugt zur Wasseraufbereitung eines Swimmingpools zur Anwendung kommt.
Eine derartige Wasseraufbereitungsanlage besteht im wesentlichen aus einem Vorfilter 2, einer Quarzsandfilteranlage 4, einem Ionisationsmodul 14, einem statischen Mischer 6, einer selbstansaugenden Pumpe 7, einem Aktivkohlefilter 8 und dem Reaktor 15.
Der Reaktor 15 besteht aus einem hermetisch geschlossenen Behälter 10, der mit UV-C-Strahlung 23 reflektierenden Innenwänden 16 ausgebildet ist. Mittig im Behälter 10 ist ein länglich ausgebildeter und senkrecht angeordneter UV-C-Strahler 9 mit einer Wellenlänge von 200–260 nm vor gesehen, der mit einer den Behälter 10 hermetisch durchdringenden Versorgungsleitung elektrisch vom Steuerungsmodul 12 versorgt wird.
Parallel und beabstandet zum UV-C-Strahler 9 sind wasserführende Rohre 21, 21a angeordnet, die aus einem UV-C-strahlungsdurchlässigen Material bestehen und teilweise mit einem Titandioxid-Granulat gefüllt sind, dessen Granulatform einen Durchmesser von 0,5 bis 1,8 mm hat und ein spezifisches Gewicht aufweist, bei dem das Granulat bei einer Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstroms von > als 0,8 m/s in Schwebe gehalten wird.
Das untere Ende eines jeden Rohres 21, 21a ist mit einem Wasserzulauf 17 bzw. 17a versehen, die mit einer im Behälter 10 verlaufenden Zentralleitung 19 in Verbindung steht, die den Boden des Behälters 10 hermetisch durchdringt. Am oberen Ende der Rohre 21, 12a ist der Wasserablauf 18 bzw. 18a angeordnet, die ebenfalls mit einer im Behälter 10 verlaufenden Zentralleitung 20 in Verbindung stehen, die den oberen Abschluß des Behälters 10 hermetisch durchdringt.
Im unteren Bereich des Behälters 10 ist eine Luftzuführungsleitung 24 hermetisch angeschlossen, über die während der Verfahrensdurchführung kontinuierlich ein dosierter Luftstrom mittels der Membranpumpe 13 zugeführt wird. Im oberen Bereich des Behälters 10 ist eine Luftabführungsleitung 25 ebenfalls hermetisch angeschlossen.
An die Luftabführungsleitung 25 schließt sich ein Ionisationsmodul 14 an, der über ein stetig regelndes Ventil 5 mit dem statischen Mischer 6 in Verbindung steht, der in der Saugseite der Pumpe 7 vor dem Aktivkohlefilter 8 eingebunden ist.
Vor dem statischen Mischer 6 ist ein Quarzsandfilter 4 mit einer bevorzugten Körnung von 0,2 bis 1,2 mm und ein Vorfilter 2 mit einem Filterbett von ca. 50 my vorgeschaltet. In der Leitung zwischen dem Vorfilter 2 und dem Quarzsandfilter 4 ist ein Durchflußzähler 3 zur Messung der Durchsatzmenge angeordnet.
Am Swimmingpool 1 ist eine Pilotleitung 26 angeschlossen, in der kontinuierlich eine geringe Menge Wasser aus dem Swimmingpool 1 umgepumpt wird. In der Pilotleitung 26 ist eine Pilotpumpe 11 mit Wasserqualitätssensoren angeordnet, die mit dem Steuerungsmodul 12 der Wasseraufbereitungsanlage in Verbindung steht. Über dieses Steuerungsmodul 12 werden die gerätetechnischen Einheiten der Anlage, wie die Pumpe 7, der Quarzsandfilter 4, das Ionisationsmodul 14, die Membranpumpe 13, der UV-C-Strahler 9, das stetig regelnde Ventil 5 über die Wasserqualitätssensoren der Pilotpumpe 11 angesteuert, wenn eine vom Sollwert abweichende Wasserqualität durch die Wasserqualitätssensoren in der Pilotpumpe 11 ermittelt wird.
Wird eine Sollwertveränderung durch einen der Wasserqualitätssensoren der Pilotpumpe 11 an das Steuermodul 12 gemeldet, steuert das Steuermodul 12 gleichzeitig oder auch zeitverzögert, je nach Auslegung des Steuermoduls 12, die Pumpe 7, den Quarzsandfilter 4, das Ionisationsmodul 14, die Membranpumpe 13, den UV-C-Strahler 9 und das stetig regelnde Ventil 5 an und aktiviert diese gerätetechnischen Einheiten.
Durch die Aktivierung der gerätetechnischen Einheiten der Wasseraufbereitungsanlage wird durch die selbstansaugende Pumpe 7 Wasser aus dem Swimmingpool 1 und gleichzeitig atmosphärische Luft durch die Membranpumpe 13 kontiunierlich angesaugt, die über den Reaktor 15 dem Ionisationsmodul 14 zugeführt wird. Beim Durchströmen der Luft durch den Reaktor 15 wird im Reaktor 15 prozeßbedingt durch die Strahlung des aktiven UV-C-Strahlers ein geringer Ozonanteil erzeugt, der mit der durchströmenden Luft mitgerissen wird, so dass dem Ionisationsmodul 14 ein Luftstrom mit einem schwachen Ozonanteil zugeführt und im Ionisationsmodul 14 ionisiert wird. Dieser Luftstrom wird in Abhängigkeit des Drucks der Pumpe 7 über das stetig regelnde Ventil 5 gesteuert in den statischen Mischer 6 eingeführt und im statischen Mischer 6 dem von der Pumpe 7 angesaugten Wasserstrom zugeführt und in diesem dispergiert.
Der durch die Pumpe 7 angesaugte Wasserstrom aus dem Swimmingpool 1 wird im Vorfilter 2, der mit einer Eigenreinigung durch zyklische Rückspülungen ausgebildet ist, von groben schwebenden Verschmutzungen bis zu einer Größe von 0,5 mm vorgereinigt und anschließend bevorzugt einem Quarzsandfilter 4 zugeführt, der mit einer geschichteten Körnung von 0,2 bis 1,2 mm versehen ist. Im Quarzsandfilter 4, der ebenfalls mit einer zyklischen Rückspülung ausgebildet ist, erfolgt die Abscheidung von im Wasserstrom noch verbliebenen kleinsten festen schwebenden Verunreinigungen.
Nach dem Vorreinigen des Wasserstroms wird dem Wasserstrom im anschließenden statischen Mischer 6 der ozonhaltige ionisierte Luftstrom vom Ionisationsmodul 14 zugeführt, dessen Menge druckabhängig von der Pumpe 7 über das stetig regelnde Ventil 5 zudosiert wird. Durch den statischen Mischer 6 wird der ozonhaltige und ionisierte Luftstrom im Wasserstrom feinst dispergiert. Durch diese feinste Dispergierung des ozonhaltigen ionisierten Luftstroms, der als Oxydationsradikale wirkt, wird ein maximales Oxydationspotential erreicht und damit die Oxydationsintensität im nachfolgenden Aktivkohlefilter 8 sehr günstig beeinflußt. Somit wird erreicht, dass durch die hohe Oxydationsintensität der Oxydationsradikalen im Aktivkohlefilter 8 weitestgehend Bakterien und Keime aus dem Wasserstrom aufgespalten und durch den Aktivkohlefilter 8 gebunden werden.
Gleichzeitig werden durch die kontinuierliche Einleitung und Dispergierung des ozonhaltigen ionisierten Luftstroms in den Wasserstrom, der druckabhängig von der Pumpe 7 konstant gehalten wird, bereits festgesetzte Bakterien und Keime im Aktivkohlefilter 8 infolge der anteiligen Ozonradikale im Luftstrom örtlich eleminiert.
Nach dem Passieren des Aktivkohlefilters 8 wird der Wasserstrom von unten in die anteilig mit Titandioxid-Granulat 22 beaufschlagten Rohre 21, 21a des Reaktors 15 eingeleitet und durchströmt die Rohre 21, 21a von unten nach oben und wird anschließend in den Swimmingpool 1 zurückgeleitet.
Die UV-C-strahlungsdurchlässigen Rohre 21, 21a werden vom Wasserstrom mit einer Strömungsgeschwindigkeit > als 0,8 m/s durchströmt. Bei dieser Strömungsgeschwindigkeit wird das Titandioxid-Granulat 22, dessen spezifisches Gewicht entsprechend ausgelegt ist, im Wasserstrom in Schwebe gehalten und bietet damit für die vom UV-C-Strahler 9 ausgesandten Strahlen 23, die infolge der refektierenden Innenwandung 16 des Behälters 10 mehrfachreflektiert werden, eine maximale Oberfläche für die photokatalytische Oxydation aus, die infolge der einwirkenden UV-C-Strahlen 23 auf das Titandioxid-Granulat 22 ausgelöst wird.
Durch die im Reaktor 15 mittels UV-C-Strahlen 23 ausgelöste photochemische Oxydation wird eine photochemische Veränderung in der DNS von Bakterien und Keimen hervorgerufen, die das Erbgut der Bakterien und Keime so stark schädigen, dass eine weitere Vermehrung der noch im Wasser befindlichen hochresistenten Bakterien- und Keimstämme verhindert wird.
Darüber hinaus wird mit der Einwirkung der UV-C-Strahlen 23 auf das Titandioxid-Granulat 22 gleichzeitig zur photochemischen Oxydation die photokatalytische Oxydation im Reaktor 15 ausgelöst, bei der in Verbindung mit der Einwirkung der UV-C-Strahlung 22 auf das Titandioxid-Granulat 22 eine Hydroxylradikale entsteht, die nachhaltig Verbindungen der Kohlenwasserstoff-Reihe, wie u. a. phenol- und Chloramine Verbindungen oxydiert und auch Schwebealgen wirkungsvoll vernichtet.

1: Swimmingpool
2: Vorfilter ca. 50 my
3: Durchflußzähler
4: Quarzsandfilter
5: stetig regelndes Ventil für Reaktionsluft-Gemisch
6: statischer Mischer
7: Pumpe mit Drucksensor
8: Aktivkohlefilter
9: UV-C-Strahler
10: Behälter
11: Pilotpumpe mit Wasserqualitätssensor
12: Steuerungsmodul der Anlage.
13: Membranpumpe
14: Ionisationsmodul für Prozessluft
15: Reaktor
16: Innenwandung
17, 17a: Wasserzulauf
18, 18a: Wasserablauf
19: Zentralleitung
20: Zentralleitung
21, 21a: Rohre
22: Titanoxid-Granulat
23: Strahlung
24: Luftzuführungsleitung
25: Luftabführungsleitung
26: Pilotleitung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 5685994 [0006]

Claims

Anlage zur biologischen und biochemischen Aufbereitung von Wasser, vorzugsweise von Poolwasser, bestehend aus einem Vorfilter und einer nachgeschalten Sandfilteranlage, in der das Wasser von mechanischen Bestandteilen vorgereinigt wird, einer Ionisierungseinheit, in der ein atmosphärischer Luftstrom eingeleitet und ionisiert wird, einem Aktivkohlefilter, in dem der ionisierte Luftstrom zur Unterstützung der Oxydation eingeleitet wird, einem Reaktor, in dem das aus dem Aktivkohlefilter eingeleitete Wasser einer photochemischen und photokatalytischen Oxidation unterworfen wird, in dem es einen Titandioxidkatalysator durchströmt, der mittels einer UV-C-Strahlung im Wellenbereich von 254 bis 185 nm bestrahlt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Titandioxidkatalysator (22) im Reaktor (15) aus einem Titandioxid besteht, das mit einem physiologisch unbedenklichen Bindemittel zu einem Granulat mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,8 mm gebunden ist und das vom Wasser mit einer Strömungsgeschwindigkeit von > als 0,8 m/s durchströmt ist und dass das bei der UV-C-Bestrahlung (23) des Titandioxidkatalysator (22) prozeßbedingt erzeugte Ozon aus dem Behälter (10) des Reaktor (15) über einen eingeleitete dosierte Luftmenge abgeführt ist, die mittels einer Membranpumpe (13) über eine Luftzuführungsleitung (24) in den Behälter (10) des Reaktors (15) eingeleitet und über eine mit der Ionisierungseinheit (14) verbundene Luftabführungsleitung (25) aus dem Behälter (10) des Reaktors (15) abgeleitet ist und dass die auf diese Weise ionisierte dosierte Luftmenge von der Ionisierungseinheit (25) in einen nachgeschalteten Mischer (6) dem vorgereinigten Wasserstrom zum Abbau und Vernichtung der Trihalogenen Verbindungen (THM) vor dem Kohleaktivfilter (8) beigemischt ist.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr der ionisierten ozonhaltigen Luftmenge zum Wasserstrom in Abhängigkeit vom erzeugten Druck im Sekundärkreislauf nach der Pumpe (7) über ein stetig regelndes Ventil (5) in der Luftleitung zwischen der Ionisierungseinheit (14) und dem Mischer (6) reguliert ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensdurchführung der Anlage in Abhängigkeit des Ergebnisses einer kontinuierlich durchgeführten Wasserqualitätsprüfung über ein zugeordnetes Steuermodul ein- bzw. abgeschaltbar ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserqualitätsprüfung in einer Pilotleitung (26) über zugeordnete Sensoren erfolgt, in der ständig eine geringe Menge Wasser aus dem Wasserreservoir umgepumpt ist.
Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel für das Titandioxidgranulat eine Polymere-Kunstharzverbindung ist.