DE3032996A1

DE3032996A1 - Vorrichtung zur biologischen wasseraufbereitung

Info

Publication number: DE3032996A1
Application number: DE19803032996
Authority: DE
Inventors: Wolfgang 8152 Feldkirchen-Westerham Demmert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-09-02
Filing date: 1980-09-02
Publication date: 1982-04-15
Also published as: GR65900B

Description

Vorrichtung zur biologischen Wasseraufbereitung
Der Trinkwasserversorgung für alle Teile der Bevölkerung wird in Zukunft überall in der Welt große Bedeutung zukommen. Es stellt sich daher die Aufgabe, eine einfache und wirtschaftliche, jedoch zuverlässig arbeitende Vorrichtung zu schaffen, mittels welcher aus bakteriologisch verunreinigtem Rohwasser genießbares Trinkwasser erzielt werden kann.
Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Erfindung besteht in einer Vorrichtung zur biologischen Wasseraufbereitung, die sich durch eine zwischen einem Rohwasser-Anschluß und einer Trinkwasser-Entnahmestelle installierbare Baueinheit auszeichnet, deren Rohrleitung wenigstens einen Filterraum und einen Entkeimungsraum einschließt und in deren Entkeimungsraum ein W-Brenner mit Quarzglas-Schutzrohr angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist für den privaten und halböffentlichen Bereich geeignet, z.B. für private Haushalte, Hotels, Cafés, Gasthäuser, Ferienhäuser, Campingplätze, Eishersteller, Krankenhäuser, Kindergärten, medizinische Bäder sowie für die Wasserversorgung des Military und/oder von Expeditionen. Durch eine gezielte Anordnung von Filtrationselementen im Filterraum wird das Rohwasser zum einen sehr fein und scharf filtriert und in der Keimzahl reduziert sowie zum anderen Von Chemikalien (Chlor}, Farb-, Geschmacks- und Geruchsstoffen, Pestiziden und Toxiden befreit. Im Entkeimungsraum wird das fein filtrierte Wasser in einer zweiten Stufe durch ultraviolette Bestrahlung von Keimen und Bakterien od. dgl. ohne Chemikalienzugabe befreit. Es erfolgt eine direkte und sofortige Abtötung ohne jede Reaktionszeit von Bakterien wie Escheria Coli, Salmonellen, Streptokokken und anderen Krankheitserregern. Das Schutzrohr hat die Aufgabe, die Betriebstemperatur des Uv-Brenners von ca. 400 trotz des zu behandelnden und durchfließenden Rohwassers aufrechtzuerhalten und die elektrischen Anschlüsse gegenüber einem Zutritt von Wasser zu schützen. Das Schutzrohr besteht aus Quarzglas, weil dieses strahlendurchlässig ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Entkeimungsraum ein hochglanzpoliertes VA-Reduktionsrohr eingesetzt. Dadurch werden die Entkeimungsbedingungen durch Optimierung der Schichttiefe verbessert. Durch die Formgebung des reflektierenden VA-Rohres wird nämlich das Filtrat sehr nah am Entkeimungsbrenner vorbeigeführt und entkeimt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in einem der in die Rohrleitung eingeschlossenen Räume ein Filter aus gesilberter Aktivkohle angeordnet. Ein Filter aus gesilberter Aktivkohle hat den Vorteil, daß eine Vermehrung der von der Aktivkohle adsorbierten Keime verhindert ist.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung besteht das aus Kunststoff hergestellte, zweiteilig ausgebildete Gehäuse aus zwei mittels der Rohrleitung untereinander verbundenen, kappenartigen Kopf stücken mit Innengewinde und zwei von unten in diese einschraubbaren, zylinderförmigen, im Boden einen Ablauf aufweisenden Gefäßen, wobei in dem einen Gefäß eine Vor-Grobfilter-Kerze, vorzugsweise aus einem Kunststoffvlies, und in dem anderen eine Feinfilter-Kerze aus gepreßter, gesilberter Aktivkohle angeordnet ist. In dem zylindrischen Hohlraum der Filterkerze ist der Brenner mit Quarzglas-Schutzrohr untergebracht. Mit dem Kopfstück dieses Gehäuses ist ein Steuerkasten verbunden und zwischen je zwei Sperrschiebern mit Probehahn und Rückflußverhinderer ist je ein Druckmanometer in die Rohrleitung eingeschaltet. Das zu behandelnde Rohwasser tritt in den Filterraum ein und umspült die Vor-Grobfilter-Kerze. Unter Aufbau eines an den Manometern sichtbaren Vordruckes wird das Vor filtrat durch diese Filterkerze und anschließend auch durch die Feinfilter-Kerze gedrückt und als sauberes Filtrat im Entkeimungsraum gesammelt. Die Vor-Grobfilter-Kerze dient zum Ausfiltern von grobdispersen Substanzen, z.B. Sandkörnchen. Die Feinfilter-Kerze aus gesilberter Aktivkohle dient dazu, Farb-, Geschmacks-und Geruchsstoffe, Pestizide und Toxide sowie Huminsäure zu adsorbieren und ohne Chemikalien (Chlor) zurUckzuhalten.
In dem durch die Formgebung des reflektierenden VA-Rohres sehr nah am UV-Brenner vorbeigeführten, feinstfiltrierten Wasser werden die Keime durch Uv-Bestrahlung inaktiviert.
Die UV-Strahlen sind von der wirksamsten Wellenlänge 254 nm.
Das filtrierte und entkeimte Wasser läuft nun im weiterleitenden Rohr zu den Verbraucherstellen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung vermittelt den Kombinationseffekt, daß einerseits die Uv-Strahlen weder durch Schwebstoffe noch durch Huminsäure abgelenkt werden können und daß sich andererseits Bakterien, insbesondere Hungerform-Bakterien, nicht hinter irgendwelchen Schwebstoffen der Inaktivierung entziehen können.
Der mit dem Feinfilter-Raum verbundene #Manometer zeigt den Nachdruck an. Der während des Betriebes entstehende und durch die beiden Manometer erkennbare Differenzdruck gibt an, wann das jeweilige Filter verschmutzt ist und gereinigt bzw.
ausgewechselt werden muß. Der Differenzdruck sollte 1 bar nicht überschreiten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung liefert also ohne Chemikalien (Chlor) biologisch einwandfreies Wasser.
Die Zweiteiligkeit des Gehäuses vermittelt den Vorteil einer leichten Reinigung und/oder eines leichten Auswechselns der Filter-Einsätze. Zu diesem Zweck werden die Absperrschieber geschlossen. Ablauf- und Entlüftungsventile werden geöffnet, um das Wasser ablaufen zu lassen. Die Filter-Gefäße werden mit einem Spezialschlüssel gelöst und entfernt. Durch Linksdrehung des jeweiligen Filter-Stützkorbes werden die Filterelemente entnommen. Kunststoff-Filter können durch Abwaschen gereinigt oder durch kurzes Einlegen in eine saure Lösung von Kalkresten befreit werden.
Eine abgewandelte Ausführungsform gestattet einen größeren Wasserdurchsatz und ist gleichwohl als Einbaugerät ausgebildet. Die Abwandlung gegenüber der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß der Feinfilterraum mit gekörnter, gesilberter Aktivkohle gefüllt und ein gesonderter Entkeimungsraum dem Feinfilterraum nachgeordnet ist. Auf diese Weise ist es ermdglicht, die Filterwirkung des Feinfilterraums wesentlich zu erhöhen. Vorteilhaft sind zwei Entkeimungsräume nebeneinander angeordnet.
Das den Entkeimungsraum bildende Gefäß für den UV-Brenner weist vorteilhaft einen oberen Eintrittsstutzen und einen gegenüberliegend angeordneten, unteren Austrittsstutzen für das Wasser auf. Dadurch entsteht beim Durchlaufen des Wassers eine die Bestrahlung begünstigende Turbulenz.
Um ein einfaches Wechseln auch des Uv-Brenners zu ermöglichen, it dieser in ein an einem Kopfstück eines Filter-Gefäßes oder an dem Entkeimungs-Gefäß angeordnetes Verschlußstück einschraubbar. Der Entkeimungsbrenner hat eine Lebensdauer von ca. 6500 Stunden, ist aber von Zeit zu Zeit auf seine Funktion zu überprüfen, wobei er dann gegebenenfalls ausgebaut und durch einen neuen Brenner ersetzt werden muß.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in dem Steuerkasten ein Ein- und Ausschalter, eine Drossel, eine Wasserschutz- sowie Überlast-Sicherung, eine Kontrollampe und ein Betriebsstandzähler für den Brenner und ein Relais für ein Signalhorn sowie für ein Magnetventil zum Unterbrechen des Wasserstromes angeordnet.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der Brenner durch eine öffnung im Boden des Steuerkastens in das kappenartige Kopfstück des kombinierten Feinfilter-und Entkeimungsraumes einschraubbar, in der Bodenöffnung des Steuerkastens eine Montagemuffe mit Außen- und Innengewinde angeordnet, auf dem Außengewinde ein den Wasserraum des Kopfstückes abdichtender Ring aufgelegt und im Innengewinde ein gemeinsames Trägerstück für das Quarzrohr und den Brenner eingeschraubt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß außerhalb des Steuerkastens nur ein Stromkabel mit Schucostecker angeordnet zu sein braucht.
In der Ausführungsform, bei welcher der Steuerkasten mit dem Kopfstück des Vor- und Grobfilter-Gefäßes verbunden ist, weist der Steuerkasten einen geschlossenen Boden auf sowie an seiner Außenseite Kabelverbindungen zu der oder den Brennerfassungen für den UV-Brenner in den gesonderten Entkeimungs-Gef#ßen.
Für Einsatzfälle, für welche die als Einbaugeräte ausgebildeten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht geeignet sind, sieht die Erfindung Kompaktgeräte vor.
Sie zeichnen sich dadurch aus, daß die Baueinheit aus einem Stahlgehäuse zum Aufhängen an einer Wand oder mit angeschraubtem Standfuß besteht, daß vor dem Vor- und Grobfilterraum eine Pumpe und zwischen dem Vor- und Grobfilterraum sowie dem kombinierten Feinfilter- und Entkeimungsraum ein zusätzlicher Filter-Raum mit einem Fein- und Etkeimungsfilter angeordnet sind und daß der Steuerkasten zusätzlich mit einem Spannungs-Wechselrichter ausgerüstet ist. Diese Ausführungsform ist darauf ausgerichtet, daß stärker verschmutzte Wässer aufbereitet werden müssen. Der Vor- und Grobfilter dient dementsprechend in erster Linie dazu, die gesamten groben Verunreinigungen zurückzuhalten. Er ist infolgedessen sehr oft zu reinigen bzw. zu wechseln, wobei ein Wechsel empfehlenswerter ist.
Der mittlere Filtereinsatz besteht aus einem Membran-Filter, der aufgrund der Feinheit des Membran-Aufbaus Schwebestoffe und großvolumige Bakterien zurückhält.
Eine vorteilhafte Weiterentwicklung dieser Ausführungsform besteht darin,daß sämtliche Bauelemente auf einer Montageplatte angeordnet sind, das Gehäuse mit einer Tür versehen ist, in welcher Sichtausnehmungen für die Manometer und die außen angeordneten Schaltelemente des Steuerkastens vorgesehen sind, und daß der Boden des Gehäuses eine öffnung zum Auswechseln der eingeschraubten Gefäße und Filterelemente aufweist. Sämtliche Maßnahmen dienen zur Erleichterung der Montage und Wartung.
Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung in drei Ausführungsformen beispielhaft erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 eine weitere Ausfthrungsforz. mit gesondertem Entkeimungsraum, Fig. 3 die Vorrichtung in kompakter Anordnung, Fig. 4 in vergrößerter Darstellung den Fein-Aktiv-Kohlefilter mit einsetzbarem Brenner gem. Fig. 1 und Fig. 5 in vergrößerter Darstellung den Entkeimungsraum ges. Fig. 2 Die Vorrichtung weist einen Rohwasseranschluß auf, dem ein Sandfilter 1 folgt, das rückspülbar sein kann und, falls erforderlich, eine Pumpe aufweist. In der Rohrleitung 2, die dem Ausgang des Sandfilters 1 mit dem Ausgang eines Grob-Filters 3 verbindet, sind ein Druckminderer 4, ein Reduzierstück 5, ein Ventil 6 mit Rückflußverhinderer und ein Druckmanometer 7 angeordnet.
Das Grob-Vorfilter 3 besteht aus einem Gefäß aus Kunststoff, auf das ein kappenartiges Kopf stück Bsirit Ein-9 und Ausgang 10 aufschraubbar ist. Im Boden ist ein Ablauf 11 vorgesehen. Im Innern weile eine Vor-Grobfilterkerze 12 aus Kunatstoffflies auf.
Der Ausgang 10 des Grob-Vorfilters 3 ist mit dem Eingang eines Fein-Aktivkohlefilters 13 verbunden. Das Fein-Aktivkohlefilter 13 besteht ebenfalls aus einem Gehäuse 14 aus Kunststoff, auf das ein kappenartiges Kopfstück mit Ein- 16 und Ausgang 17 aufschraubbar ist. Im Boden des Gehäuses ist ein Ablauf 18 vorgesehen1 Im Inneren des Gehäuses ist eine Feinfilterkerze 19 aus gepreßter, gesilberter Aktivkohle angeordnet. In dem zylindrischen Hohlraum der Filterkerze ist ein Brenner 20 mit Quarzglasschutzrohr 21 untergebracht. Der Brenner ist durch eine oeffnung im kappenartigen Kopfstück 15 des Fein-Aktivkohlefilters mittels einer Halterung einschraubbar. Auf dem Außengewinde ist ein den Wasserraum des Kopfstückes abdichtender O-Ring aufgelegt. Im Innenteil ist eine Halterung für das Quarzrohr und den UV-Brenner vorhanden. Der W-Brenner wird durch eine Halteschraube fixiert.
Das Quarzglasschutzrohr ist von einem hochglanzpolierten VA-Reduktionsrohr 22 umgeben. Durch die Formgebung dieses Rohres wird das filtrierte Wasser sehr nah am UV-Brenner vorbeigeführt-.
In dem mit dem Ausgang 17 verbundenen Rohrstück 23 sind ein weiterer Druckmanometer 24, ein Ventil 25 mit Probehahn und ein Magnetventil 26 zum automatischen Wasserstopp bei Stromausfall angeordnet.
Auf dem kappenartigen Kopfstück 8 des Grob-Vorfilters 9 ist ein Steuerkasten 27 mit Signalhupe angeordnet. In dem Steuerkasten ist ein Ein- und Ausschalter, eine Drossel und eine Wasserschutz- sowie Überlastsicherung, eine Kontrollampe und ein Betriebsstandzähler für den UV-Brenner und ein Relais für das Signalhorn sowie für das Magnetventil zum Unterbrechen des Wasserstromes angeordnet.
In der Vorrichtung gem. Fig. 2 ist ein gesonderter Entkeimungsraum 28 vorgesehen, der dem Feinfilterraum 27, der mit gekörnter, gesilberter Aktivkohle gefüllt ist, zachgeordnet ist. Das den Entkeimungsraum bildende Gefäß für den Brenner weist einen oberen Eintrittsstutzen 29 und einen gegenüberliegend angeordneten unteren Austrittstutzen 30 für das Wasser auf. Die UV-Brenner 20, 20' sind in je einem Verschlußstück des Entkeimungsgefäßes eingeschraubt.
In einer kompakten Anordnung sind die Bauelemente in einem Stahigehäuse 31 zum Anhängen an eine Wand oder mit angeschraubtem Standfuß angeordnet, wobei vor dem Vor- und Grobfilterraum 3 eine Pumpe und zwischen dem Vor- und Grobfilterraum 3 sowie dem kombinierten Feinfilter- und Entkeimungsraum 13 ein zusätzlicher Filterraum 31 mit einem Fein- und Entkeimungsfilter angeordnet sind und der Steuerkasten zusätzlich mit einem Spannungs-Wechselrichter ausgerüstet ist. Sämtliche Bauelemente sind auf einer Montageplatte angeordnet. Die Tür 32 des Gehäuses 31 weist Sichtausnehmungen für die Manometer und die außen angeordneten Schaltelemente des Steuerkastens auf. In dem Boden des Gehäuses sind Öffnungen zum Auswechseln der eingeschraubten Gefäße und Filterelemente vorgesehen.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung besteht darin, daß im Vorfilter gröbere Verunreinigungen zurückgehalten werden.
Die Mikroorganismen bleiben im darauffolgenden Feinentkeimungsfilter größtenteils hängen. Sollten sogenannte Hungerformen von Bakterien, mit deren Vorhandensein im Wasser gerechnet werden muß, das Filter passieren können, werden sie von der nachfolgenden Uv-Strahlung abgetötet.
Der während des Betriebes entstehende und durch die zwei Manometer erkennbare Differenzdruck gibt an, wann das jeweilige Filter verschmutzt ist und gereinigt bzw. ausgewechselt werden muß. Der Differenzdruck sollte 1 bar nicht überschreiten.

Claims

S c h u t z a n s p r u c h e 1. Vorrichtung zur biologischen Wasseraufbereitung, gekennzeichnet durch eine zwischen einem Rohwasser-Anschluß und einer Trinkwasser-Entnahmestelle installierbare Baueinheit, deren Rohrleitung wenigstens einen Filterraum und einen Entkeimungsraum einschließt und in deren Entkeimungsraum ein Brenner mit Quarzglas-Schutzrohr angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Entkeimungsraum ein hochglanzpoliertes VA-Reduktionsrohr eingesetzt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der in die Rohrleitung eingeschlossenen Räumen ein Filter aus gesilberter Aktivkohle angeordnet ist,
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Kunststoff bestehende, zweiteilig ausgebildete Gehäuse aus zwei mittels der Rohrleitung untereinander verbundenen, kappenartigen KopfstUcken mit Innengewinde und zwei von unten in diese einschraubbaren, zylinderförmigen, im Boden einen Ablauf aufweisenden Gefäßen besteht, in dem einen Gefäß eine Vor-Grobfilter-Kerze, vorzugsweise aus einem Kunststoffvlies, und in dem anderen eine Feinfilter-Kerze aus gepreßter, gesilberter Aktivkohle angeordnet ist, und daß in dem zylindrischen Hohlraum der Filterkerze der UV-Brenner mit Quarzglas-Schutzrohr untergebracht ist, daß mit dem Kopfstück dieses Gefäßes ein Steuerkasten verbunden ist und daß zwischen je zwei Sperrschiebern mit Probehahn und Rttckflußverhinderer je ein Druckmanometer in die Rohrleitung eingeschaltet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Anspräche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinfilterraum mit gekörnten, gesilberter Aktivkohle gefüllt und ein gesonderter Entkeimungsraum dem Feinfilterraum nachgeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das den Entkeimungsraum bildende Gefäß für den Brenner einen oberen Eintrlltsstutzen und einen gegenüberliegend angeordneten, unteren Eintrittsstutzen für das Wasser aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner in ein an einem Kopfstück eines Filtergefäßes oder an dem Entkeimungs-Gefäß angeordnetes Verschlußstück einschraubbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steuerkasten ein Ein- und Ausschalter, eine Drossel und eine Wasserschutz- sowie Uberlast-Sicherung, eine Kontrollampe und ein Betriebsstandszähler für den Brenner und ein Relais für ein Signalhorn sowie für ein Magnetventil zum Unterbrechen des Wasserstromes angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Uv-Brenner durch eine oeffnung im Boden des Steuerkastens in das kappenartige Kopfstück des kombinierten Feinfilter- und Entkeimungsraumes einschraubbar ist, in der Bodenöffnung des Steuerkastens eine Montagemuffe mit Außen-und Innengewinde angeordnet ist, auf dem Außengewinde ein den Wasserraum des Kopfstückes abdichtender Ring aufgelegt ist und im Innengewinde ein gemeinsames Trägerstück für das Quarzrohr und den Brenner eingeschraubt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit aus einem Stahlgehäuse zum Aufhängen an einer Wand oder mit angeschraubtem Standfuß besteht, daß vor dem Vor- und Grobfilterraum eine Pumpe und zwischen dem Vor- und Grobfilterraum sowie dem kombinierten Feinfilter- und Entkeimungsraum ein zusätzlicher Filter-Raum mit einem Fein- und Entkeimungs-Filter angeordnet sind und daß der Steuerkasten zusätzlich mit einem Spannungs-Wechselrichter ausgerüstet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bauelemente auf einer Montageplatte angeordnet sind, das Gehäuse mit einer Tür versehen ist, in welcher Sichtausnehmungen für die Manometer und die außen angeordneten Schaltelemente des Steuerkastens vorgesehen sind, und der Boden des Gehäuses eine öffnung zum Auswechseln der eingeschraubten Gefäße und Filterelemente aufweist.