DE102008036369A1 - Verfahren zur Eliminierung von Biofilmen - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Eliminierung von Biofilmen in wasserführenden oder -enthaltenden Systemen, indem ein Vollmetallkatalysator, der zuvor für eine Zeit von 5 bis 60 Minuten unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre bei einer Temperatur von 500 bis 1000°C thermisch behandelt wurde, in das Wasser führende oder enthaltende System eingebracht wird und der so vorbehandelte Katalysator einer Lichtquelle ausgesetzt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Eliminierung von Biofilmen in wasserführenden oder -enthaltenden Systemen.
- Biofilme in wasserführenden oder -enthaltenden Systemen, wie Rohrleitungen, Filtern oder Schwimmbecken, entstehen vielfach durch Ablagerungen von Bakterien innerhalb der Rohrleitungen, Filter oder aber an den Wänden/Böden von Schwimmbecken. Diese Biofilmbildung tritt vor allem dann auf, wenn eine unzureichende Desinfektion gegeben ist. Bei der Zudosierung von Desinfektionsmitteln, bei beispielsweise Chlor (Stoßchlorierung), beginnen die Bakterien abzusterben. Das jeweilige System muss dann auf umständliche Art und Weise gereinigt werden.
- Die
DE 10 2005 018 018 A1 betrifft ein Verfahren zur Entkeimung und zur Eliminierung von Biofilmen und/oder Bioschleimen in Kühlkreisläufen mit Rückkühlwerken, indem in den Kühlkreislauf Vollmetallkatalysatoren eingebracht werden, an denen als Betriebsmittel impulsweise zuzudosierende Peroxoverbindungen aktiviert werden und die Zudosierung erst dann erfolgt, wenn im zu behandelnden System die Anzahl der im Wasser frei beweglichen Keime eine vorgebbare Mindestkonzentration erreicht bzw. überschritten hat. - In der
DE 10 2005 062 337 wird ein Verfahren zur Entfernung und zur Verhinderung der Neubildung von Biobelägen in wasserführenden oder -enthaltenden Systemen durch eine vorgelagerte Erzeugung von Biotensiden aus Keimen und Wasserstoffperoxid in Gegenwart eines Vollmetallkatalysators beschrieben, wobei Keime in einer Suspension mit > 103 KBE/ml im Temperaturbereich von 10 bis 90°C für eine Zeit von 0,25 bis 24 Stunden in Gegenwart des Vollmetallkatalysators einem Wasserstoffperoxid-Konzentrationsgradienten im Bereich von 10.000 bis wesentlich kleiner 1 ppm so ausgesetzt werden,
dass zu Reaktionsbeginn die höchste Wasserstoffperoxidkonzentration vorliegt und mindestens 5 Minuten vor Abschluss der Reaktion die Wasserstoffperoxidkonzentration < 1 ppm beträgt und die so gewonnene biotensidhaltige Suspension ohne weitere Zugabe von Vollmetallkatalysator und Wasserstoffperoxid in einer Konzentration von 1 bis 10.000 ppm in das wasserführende oder -enthaltende System eingebracht wird. - Beim Stand der Technik muss somit von außen Wasserstoffperoxid in das jeweilige wasserführende oder -enthaltende System eingebracht werden, um die entsprechenden chemischen Prozesse zur Biofilmbeseitigung einleiten zu können.
- Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, ein Verfahren zur Eliminierung von Biofilmen in wasserführenden oder -enthaltenden Systemen vorzuschlagen, das unabhängig von äußerer Chemikalienzufuhr und ohne größeren bautechnischen Aufwand in der Lage ist, dennoch eine optimale Eliminierung von belagartigen Biofilmen herbeizuführen.
- Dieses Ziel wird erreicht durch ein Verfahren zur Eliminierung von Biofilmen in wasserführenden oder -enthaltenden Systemen, indem ein Vollmetallkatalysator, der zuvor für eine Zeit von 5 bis 60 Minuten unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre bei einer Temperatur von 500 bis 1000°C thermisch behandelt wurde, in das wasserführende oder -enthaltende System eingebracht und der so vorbehandelte Katalysator einer Lichtquelle ausgesetzt wird.
- Bevorzugte Einsatzfälle sind Schwimmbecken sowie mikrobiologisch gering belastete Kühltürme.
- Dieses Ziel wird auch erreicht durch einen Vollmetallkatalysator, einsetzbar zur Eliminierung von Biofilmen in wasserführenden oder -enthaltenden Systemen, in Wirkverbindung mit einer Lichtquelle, der folgende chemische Zusammensetzung (in Gew.-%) aufweist:
Chrom 15–35% Fe + Ni min. 60% - Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Vollmetallkatalysators sind den zugehörigen gegenständlichen Unteransprüchen zu entnehmen.
- Begleitelemente können einzeln oder in Kombination in der Legierung (in Gew.-%) wie folgt enthalten sein:
Mn bis zu 5% Mo bis zu 10% Cu bis zu 5% Si bis zu 1%. - Die metallischen Bauteile werden vorteilhafterweise durch Folien vorgebbarer Materialstärke, beispielsweise 0,01 bis 1,0 mm, gebildet. Diese Vollmetallkatalysatorfolien werden in das jeweilige wasserführende oder -enthaltende System eingebracht und einer Lichtquelle ausgesetzt. Die preiswerteste Lichtquelle ist hierbei das Sonnenlicht. Kostspieliger sind elektrisch betriebene Leuchtmittel, da hier der elektrische Strom in die Energiebilanz mit einzubeziehen ist.
- Im Folgenden wird eine beispielhafte Legierung angegeben, die in Form von Folien zur Herstellung des erfindungsgemäßen Vollmetallkatalysators verwendet werden kann:
Ni 31% Cr 27% - An Begleitelementen sind in dieser beispielhaften Legierung folgende Elemente (in Gew.-%) enthalten:
Mn 1,5 % Cu 1,5% Mo 6% Si 0,3% Fe Rest. - In einem kugelförmigen Glasbehälter, der 15 Liter Wasser enthält und dessen Glaswand mit einem grünen Biofilm belegt war, wurden drei Stück Katalysatorfolie der vorstehenden Legierungszusammensetzung mit je 1 dm2 Katalysatorfläche eingelegt. Dieses System wurde dem Tageslicht ausgesetzt. Nach einer Stunde begann die Ablösung der Beläge. Nach 96 Stunden war der gesamte Ablöseprozess beendet.
- Zusätzlich wurden die Koloniezahlen bestimmt und in nachfolgender Tabelle dargestellt:
Zeit h Koloniezahl [KBE] 0 < 103 24 104 48 103 72 < 103 96 << 103 - Bedingt durch den Ablöseprozess stieg die Koloniezahl im Wasser zu Beginn leicht an. Nach vollständiger Ablösung war die Koloniezahl geringer als zu Versuchsstart.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 102005018018 A1 [0003]
- - DE 102005062337 [0004]
Claims (10)
- Verfahren zur Eliminierung von Biofilmen in wasserführenden oder -enthaltenden Systemen, indem ein Vollmetallkatalysator, der zuvor für eine Zeit von 5 bis 60 Minuten unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre bei einer Temperatur von 500 bis 1000°C thermisch behandelt wurde, in das wasserführende oder -enthaltende System eingebracht wird und der so vorbehandelte Katalysator einer Lichtquelle ausgesetzt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vollmetallkatalysator folgender chemischer Zusammensetzung (in Gew.-%) in das Wasser führende oder enthaltende System eingebracht wird:
Chrom 15–35%, Fe + Ni min. 60%, - Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vollmetallkatalysator als Blech, Folie, Draht, Span oder ähnlicher Form mit einer Materialstärke von 0,01 bis 1,0 mm eingesetzt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vollmetallkatalysator in einem Muffeloffen in einer Zeit von 5 bis 40 Minuten bei einer Temperatur von 550 bis 950°C unter sauerstoffhaltiger Atmosphäre thermisch behandelt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vollmetallkatalysator dem Sonnenlicht ausgesetzt wird.
- Vollmetallkatalysator, einsetzbar zur Eliminierung von Biofilmen in wasserführenden oder -enthaltenden Systemen in Wirkverbindung mit einer Lichtquelle, der folgende chemische Zusammensetzung (in Gew.-%) aufweist:
Cr 15–35% Fe + Ni min. 60% - Vollmetallkatalysator nach Anspruch 6, der an Begleitelementen einzeln oder in Kombination (in Gew.-%) folgende Elemente aufweist:
Mn bis zu 5% Mo bis zu 10% Cu bis zu 5% Si bis zu 1%. - Vollmetallkatalysator nach Anspruch 6 oder 7, der als Blech, Folie, Draht, Span oder ähnlicher Form mit einer Materialstärke von 0,01 bis 1,0 mm vorliegt.
- Verwendung des Vollmetallkatalysators gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8 im Bereich von Schwimmbecken.
- Verwendung des Vollmetallkatalysators gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8 in mikrobiologisch gering belasteten Kühltürmen.
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