DE102019135883A1

DE102019135883A1 - Verfahren zur Desinfektion und Funktionsüberwachung eines Chlorsensors

Info

Publication number: DE102019135883A1
Application number: DE102019135883.3A
Authority: DE
Inventors: Yahya Faroon; Jürgen Schwerdhöfer
Original assignee: Vivonic GmbH
Current assignee: Vivonic GmbH
Priority date: 2019-12-30
Filing date: 2019-12-30
Publication date: 2021-07-01
Also published as: US20230036931A1; CN114929632A; WO2021136680A1; EP4085026A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Desinfektion und / oder Funktionsüberwachung eines Chlorsensors, welcher vorzugsweise im Rahmen der Wasseraufbereitung für medizinische oder pharmazeutische Zwecke eingesetzt wird, wobei dem Chlorsensor in zeitlichen Abständen gezielt eine von der Messlösung separate chlorhaltige Lösung zugeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Desinfektion und Funktionsüberwachung eines Chlorsensors, welcher vorzugsweise im Rahmen der Wasseraufbereitung für medizinische oder pharmazeutische Zwecke eingesetzt wird bzw. ist.
Im medizinischen oder pharmazeutischen Bereich werden im Kontext der Wasseraufbereitung (z.B. Herstellung von Dialysewasser, Reinwasser, Reinstwasser oder RO-Wasser) Chlorsensoren eingesetzt, mittels denen gewährleistet werden soll, dass das aufbereitete Wasser chlorfrei oder zumindest weitestgehend chlorfrei ist, bevor das Wasser beispielsweise im Rahmen einer Dialyse einer Behandlungsmaschine zur Behandlung eines Patienten zugeführt wird. Häufig wird dabei in einer Vorfiltereinheit Chlor aus dem Eingangswasser entfernt, bevor es der Purifikationsfilterstufe (wie beispielsweise einer Umkehrosmosefilterstufe) einer Wasseraufbereitungsanlage zugeführt wird, da manche Bestandteile der Purifikationsfilterstufe empfindlich auf bestimmte Chlormengen reagieren oder dadurch sogar schaden nehmen können.
Im Gegensatz zu anderen Anwendungen von Chlorsensoren (z.B. in Schwimmbädern) besteht die Besonderheit dieses Anwendungsfalls darin, dass die eingesetzten Chlorsensoren stets nur die Abwesenheit von Chlor melden, da das Chlor bei einem regulären Betrieb bereits mittels dem Chlorsensor vorgeschalteter Filter, z.B. Aktivkohlefilter, aus dem Wasser entfernt wird.
Im Regelfall meldet ein derartiger Chlorsensor somit die Abwesenheit von Chlor.
Dies bringt das Problem mit sich, dass aufgrund der Abwesenheit von Chlor im Wasser beispielsweise Bakterien einen Biofilm an dem Chlorsensor bilden können, wodurch die Hygiene der Wasseraufbereitungsanlage und auch die Funktionsfähigkeit des Sensors beeinträchtigt werden. So kann beispielsweise ein Biofilm eine Membran an einer Sensorkammer bedecken und dadurch die Durchlässigkeit dieser Membran herabsetzen. Das wiederum kann die Empfindlichkeit des Sensors verringern, die Reaktionszeit erhöhen - oder im Fall eines ionenselektiv messenden Sensors - die gemessenen Ionenkonzentrationen verfälschen.
Zudem gelingt es nur schwer, die Funktion des Chlorsensors zu überwachen: Sollte ein solcher Sensor seine Messfähigkeit verlieren (z.B. weil das zu messende Medium räumlich nicht dorthin gelangt, wo der Sensor misst) so wäre das in diesem Fall anliegende Signal nicht vom Normalbetrieb zu unterscheiden. In beiden Fällen wird die Abwesenheit von Chlor gemessen. Im Fall dessen, dass chlorhaltiges Wasser bzw. das Medium schlicht nicht zur aktiven Messzone des Sensors gelangt, wäre das fatal. Aber auch bei einem anders gearteten Ausfall des Sensors wäre es schwierig, diesen aufgrund des Messsignals zu ermitteln. In Anbetracht der Tatsache, dass der Sensor im Normalbetrieb ein Signal entsprechend dem Messwert „kein Chlorgehalt“ abgibt, liegt bei Ausfallen der Messfähigkeit des Sensors ggf. ebenfalls ein Messwert für „kein Chlorgehalt“ an. In anderen Worten ist ein im Fehlerfall des Sensors anliegendes Signal nur schwer von einem gewollten „Schweigen“ des funktionsfähigen Sensors aufgrund der Abwesenheit von Chlor vom Regelfall zu unterscheiden.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Probleme abzumildern oder gar ganz zu beseitigen. Konkret liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, insbesondere bei einem Chlorsensor, welcher im medizinischen / pharmazeutischen Bereich zum Einsatz kommt, eine zuverlässige Desinfektion und / oder Funktionsüberwachung zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch die Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Der vorliegenden Erfindung liegt der grundsätzliche Gedanke zugrunde, einem eingangs beschriebenen Sensor gezielt chlorhaltige Lösung zuzuführen, um die Nachteile der Abwesenheit von Chlor in der Messlösung bzw. dem Wasser, auszugleichen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Desinfektion eines Chlorsensors, welcher vorzugsweise im Rahmen der Wasseraufbereitung für medizinische oder pharmazeutische Zwecke eingesetzt ist, mit den Schritten:

- Bereitstellen einer chlorhaltigen Ausgangslösung, welche separat von einer Messlösung, deren Chlorgehalt der Chlorsensor erfasst, vorgesehen ist;
- Verdünnen der chlorhaltigen Ausganglösung zu einem erwünschten Grad,
- Zuführen der verdünnten chlorhaltigen Ausganglösung zu dem Chlorsensor.

Vorzugsweise verbleibt die verdünnte chlorhaltige Ausganglösung in / an dem Chlorsensor für eine geeignete Verweildauer bzw. Expositionsdauer. Während der Expositionsdauer wird der Chlorsensor somit dem Chlorgehalt der verdünnten chlorhaltigen Ausganglösung ausgesetzt. Die Expositionsdauer kann zwischen nur wenigen Sekunden und mehreren Minuten variieren.
Vorzugsweise beträgt die Expositionsdauer zwischen ca. 1 Minute und ca. 10 Minuten, Vorzugsweise zwischen 2 Minuten und 8 Minuten, insbesondere zwischen 3 Minuten und 7 Minuten, besonders zwischen 4 und 6 Minuten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Expositionsdauer ca. 5 Minuten.
Auch eine kürzere Expositionsdauer ist denkbar, z.B. eine Dauer zwischen 10 Sekunden und 1 Minute, beispielsweise ca. 30 Sekunden etc. ist denkbar, ebenso eine längere Dauer, wie z.B. 10 bis 15 Minuten.
Durch das Vorsehen einer einstellbaren und vorbestimmbaren Expositionsdauer unterscheidet sich das vorliegende Verfahren von einem konventionellen Verfahren unter Einsatz eines an einem Sensor kontinuierlich anliegenden Stromes einer Flüssigkeit.
Durch den Verdünnungsschritt kann der Tank zum Bereitstellen / Speichern der chlorhaltigen Ausgangslösung möglichst klein gehalten werden.
Weiterhin kann mittels des Verdünnungsschritts die Konzentration der letztlich zur Desinfektion zum Einsatz kommenden Lösung flexibel eingestellt werden und somit z.B. an die Sensitivität eines Sensors, insbesondere auch eines zur Erkennung kleinster Mengen Chlors optimierten Sensors angepasst werden.
Soll die Desinfektion möglichst schnell mit einer nur geringen Verweildauer der verdünnten chlorhaltigen Ausganglösung in dem Chlorsensor ausgeführt werden, so kann beispielsweise eine relativ hohe Chlorkonzentration in dem Verdünnungsschritt eingestellt werden.
Steht andererseits jedoch eine schonendere Desinfektion im Vordergrund, so kann beispielsweise eine stärkere Verdünnung und somit eine relativ niedrige Chlorkonzentration in dem Verdünnungsschritt eingestellt werden. Durch eine stärkere Verdünnung kann besonders vorteilhaft eine Schädigung von mit dem Chlor in Berührung kommenden Systemkomponenten z.B. einer Reinstwasserbereitungsanlage minimiert werden.
Es hat sich in der Praxis als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Verfahren weiterhin den Schritt umfasst:

- Entfernen der verdünnten chlorhaltigen Ausgangslösung von dem Chlorsensor, vorzugsweise durch Spülen des Chlorsensors, vorzugsweise mit einer chlorarmen oder chlorfreien Flüssigkeit.

Dieser Schritt gewährleistet, dass die verdünnte chlorhaltige Ausgangslösung nach dem Verstreichen der gewünschten Expositionsdauer von / aus dem Chlorsensor entfernt wird.
Durch die Entfernung der verdünnten chlorhaltigen Ausgangslösung, nachdem diese ihre gewünschte Wirkung am Chlorsensor entfaltet hat, von / aus dem Chlorsensor kann die Lebensdauer des Chlorsensors und ggf. weiterer Komponenten einer Chlorsensorvorrichtung verlängert werden. Weiterhin kann besonders vorteilhaft eine Kontamination nachfolgend transportierter Medien mit eventuell noch vorhandenem Chlor vermieden werden.
Da sich der Chlorgehalt des Leitungswassers, welches z.B. von öffentlichen Betrieben bereitgestellt wird, lokal bzw. regional mitunter stark unterscheidet, kann je nach Region auch das Leitungswasser als chlorhaltige Ausgangslösung verwendet werden, welche separat von einer Messlösung zusätzlich zu der Messlösung vorgesehen ist, deren Chlorgehalt der Chlorsensor im Regelbetrieb erfasst.
Der Chlorgehalt des Leitungswassers kann dem Leitungswasser bereits vom Versorger, z.B. einem öffentlichen Betrieb, zugesetzt sein. Alternativ oder zusätzlich kann dem Leitungswasser aber auch lokal, d.h. vorzugsweise im Rahmen der Wasseraufbereitungsanlage selbst oder auch in deren Umfeld, beispielsweise einer Klinik, Chlor zugeführt werden.
Die Zudosierung erfolgt vorzugsweise mittels einer Chlordosieranlage. Die lokale Dosierung von Chlor (z.B. in Form von Tabletten) im Leitungswasser kann eingesetzt werden, um den Chlorgehalt des Leitungswassers beliebig anzupassen.
Die Messlösung wäre in diesem Fall das von der Wasseraufbereitungsanlage vorzugsweise für den medizinischen oder pharmazeutischen Bereich aufbereitete Wasser und die chlorhaltige Ausgangslösung ist Leitungswasser, dass zum Desinfizieren der Sensoren gezielt eingesetzt werden kann.
Diese Variante bietet den Vorteil, dass kein Tank oder eine ähnliche Speichervorrichtung oder Bereitstellungsvorrichtung für die chlorhaltige Ausgangslösung vorgesehen werden muss. Weiterhin bietet diese Variante den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren ohne ein ggf. teures und/oder toxisches zusätzliches chlorhaltiges Verbrauchsmittel (z.B. Chlorbleichlauge oder Chlordioxid) bzw. ein Verbrauchsmittel, aus dem eine chlorhaltige Flüssigkeit gewonnen werden kann (z.B. eine Sole mit Natriumchlorid) auskommt. Dadurch können Kosten reduziert, Gefahren vermieden und die Komplexität von Sensorvorrichtung, Wasserbereitungsanlage und dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders vorteilhaft reduziert werden.
Vorzugsweise wird das Verfahren in vorbestimmten zeitlichen Abständen ausgeführt. Die zeitlichen Abstände sind hierbei vorzugsweise derart eingestellt, dass ein Nachwachsen eines Biofilms an dem Chlorsensor verhindert oder zumindest gehemmt wird. Beispielsweise wird das Verfahren einmal alle 24 Stunden ausgeführt.
Alternativ ist auch eine Ausführung alle 12 Stunden oder auch alle 48 Stunden, alle 4 Tage oder einmal pro Woche möglich.
Weiterhin vorzugsweise wird das Verfahren automatisch zyklisch in vorbestimmten zeitlichen Abständen, automatisch in Erwiderung auf einen bestimmten Messwert oder Messwertebereich des Chlorsensors oder in Erwiderung auf eine Anweisung per Fernwartung ausgeführt. Die Fernwartung kann hierbei den Fall einer lokalen Fernwartung umfassen, d.h. einer Wartung ausgehend von einer Leitwarte, die sich im Umfeld des Sensors und / oder einer diesem zugehörigen Wasseraufbereitungsanlage, beispielsweise in einer Klinik, befindet.
Die Automatisierung bzw. automatische Ausführung des Desinfektionsverfahrens des Chlorsensors gewährleistet eine optimale Funktion des Chlorsensors bei minimalem personellem Aufwand. Durch die Automatisierung des Desinfektionsverfahrens wird weiterhin besonders vorteilhaft deren regelgetreue Durchführung gewährleistet.
Beispielsweise führt eine Wasseraufbereitungsanlage, der ein Chlorsensor zugeordnet ist, automatisch bzw. selbsttätig, also ohne menschliche Intervention, das erfindungsgemäße Verfahren durch.
Alternativ oder zusätzlich kann das Verfahren auch durchgeführt werden, wenn die Messwerte des Chlorsensors unter einen bestimmten Grenzwert fallen oder sich in einen bestimmten Bereich bewegen, beispielsweise weil ein entstehender Biofilm die Sensitivität des Sensors sukzessive reduziert.
Ebenso kann per Fernwartung eine Ausführung des Verfahrens angewiesen werden, beispielsweise durch die Übertragung entsprechender Steuerungsdaten an eine das Verfahren ausführende Vorrichtung.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ausführung des Verfahrens automatisch in einem elektronischen / digitalen Logbuch dokumentiert bzw. aufgezeichnet wird, wobei die Aufzeichnung eine Datenübertragung mittels Fernverbindung umfassen kann. Das digitale Logbuch kann lokal in einer Sensorvorrichtung, im nahen Datenumfeld (z.B. in der Leitzentrale einer Klinik) oder entfernt (z.B. auf einem Server oder in einer Datencloud) verzeichnet sein. Die Aufzeichnung kann den Zeitpunkt der Ausführung des Verfahrens, die Dauer sowie die Konzentrationen der eingesetzten Lösungen, sowie weitere Daten umfassen.
Vorzugsweise kann von Ferne auf das digitale Logbuch beispielsweise von Servicetechnikern zugegriffen werden.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Chlorsensors, welcher vorzugsweise im Rahmen der Wasseraufbereitung für medizinische oder pharmazeutische Zwecke eingesetzt ist, mit den Schritten:

- Bereitstellen einer chlorhaltigen Ausgangslösung, welche separat von einer Messlösung, deren Chlorgehalt der Chlorsensor erfasst, vorgesehen ist;
- Verdünnen der chlorhaltigen Ausgangslösung zu einem erwünschten Grad,
- Zuführen der verdünnten chlorhaltigen Ausganglösung zu dem Chlorsensor, und
- Ermitteln des Chlorgehalts der verdünnten chlorhaltigen Ausganglösung mittels des Chlorsensors.

Vorzugsweise verbleibt die verdünnte chlorhaltige Ausganglösung nach der Zuführung in / an dem Chlorsensor für eine geeignete Verweildauer bzw. Expositionsdauer. Während der Expositionsdauer wird der Chlorsensor somit dem Chlorgehalt der verdünnten chlorhaltigen Ausganglösung ausgesetzt. Die Expositionsdauer kann zwischen nur wenigen Sekunden und mehreren Minuten variieren.
Vorzugsweise beträgt die Expositionsdauer zwischen ca. 1 Minute und ca. 10 Minuten, Vorzugsweise zwischen 2 Minuten und 8 Minuten, insbesondere zwischen 3 Minuten und 7 Minuten, besonders zwischen 4 und 6 Minuten. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Expositionsdauer ca. 5 Minuten.
Auch eine kürzere Expositionsdauer ist denkbar, z.B. eine Dauer zwischen 10 Sekunden und 1 Minute, beispielsweise ca. 30 Sekunden etc. ist denkbar, ebenso eine längere Dauer, wie z.B. 10 bis 15 Minuten.
Der Schritt des Verdünnens der chlorhaltigen Ausganglösung bietet die bereits vorstehend dargelegten Vorteile einer flexiblen Anpassung der eingesetzten Konzentrationen an spezifische Anwendungen sowie die mögliche Größenreduktion eines Tanks für die chlorhaltige Ausganglösung.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Funktionsüberwachung eine Justierung bzw. ein Abgleich, eine Anpassung oder eine Kalibrierung des Chlorsensors und/oder der mittels des überwachten Chlorsensors ermittelte Chlorgehalt wird mit einem Messwert eines anderen Sensors oder mit einem bekannten Chlorgehalt der verdünnten chlorhaltigen Ausganglösung verglichen.
Bei einer Variante, bei der mit dem Funktionsüberwachungsverfahren ein Abgleich oder eine Kalibration des Chlorsensors erfolgt, wird der Abgleich bzw. die Kalibration durch Abgleich des überwachten Chlorsensors mit einem Messwert eines anderen Sensors oder durch Abgleich mit einer Flüssigkeit bekannten Chlorgehalts vorgenommen. Dabei kann beispielsweise die Sensorsteilheit einer Auswertungseinheit des Chlorsensors basierend auf dem vorgenannten Abgleich erfolgen oder eingestellt werden.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist der weitere Chlorsensor Bestandteil einer weiteren Chlormessvorrichtung, welche für die Kalibration in Kontakt mit der chlorhaltigen Flüssigkeit gebracht wird, und es besteht eine Datenkommunikation zwischen der Vorrichtung, deren Bestandteil der überwachte Chlorsensor ist und der Vorrichtung, deren Bestandteil der weitere Chlorsensor ist.
Da die chlorhaltige Ausgangslösung beliebig verdünnt werden kann, können gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform mehrere verschiedene Abgleichpunkte (bei unterschiedlichen Chlorkonzentrationen) angefahren werden.
Beispielsweise könnte im Rahmen des Verfahrens in einem zweiten Abgleich die Konzentration der Chlorlösung relativ zu einem ersten Abgleich verringert oder erhöht werden und die Reaktion des Sensors unter zeitlichen Gesichtspunkten überprüft werden, um so die Ansprechgenauigkeit und -zeit des Sensors zu bestimmen. Beispielsweise kann eine maximale erlaubte Reaktionszeit festgelegt werden und die Messergebnisse des Sensors können entsprechend bewertet werden, sodass dies ebenfalls Aufschluss über die Sensoraktivität bzw. dessen Gesamtzustand ergibt.
Bei verringerter Sensoraktivität oder einer sonstigen Funktionsbeeinträchtigung des Sensors kann es sein, dass sich die Reaktionsgeschwindigkeit des Sensors verringert und das innerhalb der maximalen erlaubten Reaktionszeit von dem Sensor ausgegebene Signal somit hinter einem entsprechenden Normalwert zurückbleibt.
Auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann die chlorhaltige Ausgangslösung Leitungswasser sein, je nach lokalem Chlorgehalt des Leitungswassers. Auch ist es denkbar, dass dem Leitungswasser alternativ oder zusätzlich lokal Chlor zudosiert wird.
Auch das Verfahren zur Funktionsüberwachung oder Kalibrierung des Chlorsensors wird vorzugsweise automatisch in vorbestimmten zeitlichen Abständen, automatisch in Erwiderung auf einen bestimmten Messwert oder Messwertebereich des Chlorsensors oder in Erwiderung auf eine Anweisung per Fernwartung ausgeführt.
Die Fernwartung kann hierbei den Fall einer lokalen Fernwartung umfassen, d.h. einer Wartung ausgehend von einer Leitwarte, die sich im Umfeld des Sensors und / oder einer diesem zugehörigen Wasseraufbereitungsanlage, beispielsweise in einer Klinik, befindet.
Vorzugsweise wird das Verfahren in vorbestimmten zeitlichen Abständen ausgeführt. Die zeitlichen Abstände sind hierbei vorzugsweise derart eingestellt, dass ein Nachwachsen eines Biofilms an dem Chlorsensor verhindert oder zumindest gehemmt wird. Beispielsweise wird das Verfahren einmal alle 24 Stunden ausgeführt. Alternativ ist auch eine Ausführung alle 12 Stunden oder auch alle 48 Stunden, alle 4 Tage oder einmal pro Woche möglich.
Weiterhin vorzugsweise wird das Verfahren automatisch zyklisch in vorbestimmten zeitlichen Abständen wie vorstehend beschrieben, automatisch in Erwiderung auf einen bestimmten Messwert oder Messwertebereich des Chlorsensors oder in Erwiderung auf eine Anweisung per Fernwartung ausgeführt. Die Fernwartung kann hierbei den Fall einer lokalen Fernwartung umfassen, d.h. einer Wartung ausgehend von einer Leitwarte, die sich im Umfeld des Sensors und / oder einer diesem zugehörigen Wasseraufberei-tungsanlage, beispielsweise in einer Klinik, befindet.
Weiterhin wird vorzugsweise die Ausführung des Verfahrens (Zeitpunkt, Dauer, Lösungen etc.) und vorzugsweise auch die im Rahmen des Verfahrens ermittelten Messwerte automatisch in einem Logbuch dokumentiert / aufgezeichnet, wobei die Aufzeichnung eine Datenübertragung mittels Fernverbindung umfassen kann. Das digitale Logbuch kann lokal in einer Sensorvorrichtung, im nahen Datenumfeld (z.B. in der Leitzentrale einer Klinik) oder entfernt (z.B. auf einem Server oder in einer Datencloud) verzeichnet sein. Die Aufzeichnung kann den Zeitpunkt der Ausführung des Verfahrens, die Dauer sowie die Konzentrationen der eingesetzten Lösungen, sowie weitere Daten umfassen.
Vorzugsweise kann von Ferne auf das digitale Logbuch beispielsweise von Servicetechnikern zugegriffen werden.
Vorzugsweise ist der im Rahmen der vorliegenden Erfindung erwähnte Chlorsensor ein online messender Gesamtchlorsensor (auch Absolutchlorsensor genannt).
In derartigen bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren ist der zu ermittelnden Chlorgehalt als Gesamtchlorgehalt zu verstehen. Der Gesamtchlorgehalt ist strikt zu unterscheiden vom Gehalt freien Chlors. Sensoren für freies Chlor sind wesentlich einfacher aufgebaut, kostengünstiger und stärker verbreitet als Gesamtchlorsensoren.
Allerdings sind die Anforderungen für viele medizinische oder pharmakologische Anwendungen bezüglich Chlorfreiheit nicht mittels eines Sensors für freies Chlor nachzuweisen: Häufig beziehen sich die einzuhaltenden Messwerte auf den Gesamtchlorgehalt. Hier können besonders Vorteilhaft die Varianten aller erfindungsgemäßen Verfahren für Gesamtchlorsensoren eingesetzt werden.
Unter einem online messenden Sensor ist hierbei zu verstehen, dass der Sensor in den laufenden Betrieb einer Vorrichtung, z.B. einer Wasseraufbereitungsanlage, eingekoppelt ist und beispielsweise Messdaten während des Betriebs erfasst. Weiterhin ist unter einem online messenden Sensor zu verstehen, dass der Sensor mit weiteren datenverarbeitenden Vorrichtungen in Verbindung steht, sodass der Sensor beispielsweise stets gesteuert werden kann bzw. Daten austauschen kann.
Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung auch nicht auf Chlorsensoren beschränkt, sondern kann beispielsweise auch zur Desinfektionen anderer Sensoren eingesetzt werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Chlormessvorrichtung für eine Wasseraufbereitungsanlage mit einem Chlorsensor, dazu eingerichtet, ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Die Chlormessvorrichtung weist sämtliche strukturellen Merkmale auf, die zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlich sind, z.B. eine Leitung zur Zufuhr von chlorfreiem Wasser zum Verdünnen der chlorhaltigen Ausgangslösung und / oder zum Spülen des Sensors, einen Tank zum Bereithalten einer chlorhaltigen Ausgangslösung und gegebenenfalls eine Schnittstelle zur Übertragung von Daten an ein vorzugsweise digitales / elektronisches Logbuch etc. Die Chlormesseinrichtung kann einen oder mehrere Chlorsensoren, vorzugsweise Gesamtchlorsensoren, aufweisen.
Vorzugsweise weist eine derartige Chlormesseinrichtung einen separaten Tank und / oder eine separate Leitung zum Bereitstellen einer chlorhaltigen Ausgangslösung, welche sich von einer chlorhaltigen Messlösung unterscheidet und von dieser getrennt ist, und zum Zuführen dieser Lösung zu einem Chlorsensor auf. In anderen Worten weist eine deratige Vorrichtung vorzugsweise eine Leitung zur Zuführung der Messlösung zu dem sensor und eine separate Leitung zur Zuführung der verdünnten chlorhaltigen Lösung zur Desinfektion und / oder zum Justieren des Sensors auf.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein System mit mindestens einer derartigen Chlormessvorrichtung und einer Wasseraufbereitungsanlage. Das System kann eine Schnittstelle zur Übertragung von Daten an ein vorzugsweise digitales / elektronisches Logbuch aufweisen.
Die Chlormesseinrichtung kann ein integraler Bestandteil der Wasseraufbereitungsanlage sein oder fest mit der Wasseraufbereitungsanlage verbaut sein. Alternativ kann die Chlormesseinrichtung auch modular oder von der Wasseraufbereitungsanlage trennbar ausgestaltet sein.
Das System kann auch mehrere Chlormessvorrichtungen und / oder mehrere Chlorsensoren aufweisen, um insbesondere zur Justierung bzw. zum Abgleich eines Chlorsensors mit einem zweiten Chlorsensor zum Einsatz zu kommen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Effekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einzelner Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren. Hierbei zeigt

1 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Desinfektion eines Sensors bzw. zur Chlor-Sensor-Erhaltung, und
2 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Funktionsüberwachung eines Sensors.
3 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Bei dem in 1 gezeigten Verfahren werden zunächst die Messkammer des Chlorsensors und die zugehörigen Leitungen gereinigt bzw. mit chlorfreiem / chlorarmen Wasser gespült.
Wird dieser optionale Schritt weggelassen, bringt das den Nachteil mit sich, dass eventuell noch verbleibende Chlorreste die Konzentration der verwendeten Lösungen ungewünscht verändern, wodurch Messergebnisse verfälscht werden können oder der Sensor aufgrund der hohen Chlormengen geschädigt werden kann.
In einem zweiten Schritt wird eine chlorhaltige Ausgangslösung bereitgestellt. Konkret wird in diesem Beispiel Sole aus einer Speichervorrichtung angesaugt und daraufhin mit Wasser verdünnt. Alternativ zu Sole kann auch eine chlorhaltige Flüssigkeit wie beispielsweise Chlorbleichlauge, Chlordioxid oder ähnliche Flüssigkeiten zum Einsatz kommen.
Bei der Verdünnung kann die Mischung aus der chlorhaltigen Ausgangslösung und der Verdünnungslösung (z.B. Wasser) optional zirkuliert werden, um das Vermischen vorteilhaft zu beschleunigen.
Daraufhin wird die verdünnte Sole dem Chlorsensor, insbesondere dessen Messkammer, zugeführt. Daraufhin werden die entsprechenden Ventile geschlossen, um die Sole in der Messkammer einzuschließen und es wird ein Chlorgenerator, beispielsweise ein elektrolytischer Chlorgenerator (also eine Elektrolysevorrichtung), aktiviert, um freie Chlorionen zu erzeugen. Der Schritt der elektrolytischen Bereitstellung von aktivem Chlor kann entfallen für chlorhaltige Flüssigkeiten wie beispielsweise Chlorbleichlauge, Chlordioxid etc., da diese bereits aktives Chlor enthalten. Vorrichtungen, die keine Elektrolysevorrichtung aufweisen, können besonders vorteilhaft ein vorliegendes Funktionsüberwachungsverfahren oder Desinfektionsverfahren dennoch ausführen, wenn dabei als chlorhaltige Ausgangslösung eine solche chlorhaltige Flüssigkeit mit aktivem Chlor (wie beispielsweise Chlorbleichlauge, Chlordioxid etc.) verwendet wird.
Der Chlorgenerator wird für eine bestimmte Erzeugungsdauer zur Erzeugung von Chlorionen betrieben, beispielsweise kann die Zeitdauer zwischen ca. 500 ms bis zu mehreren Minuten, z.B. 5 Minuten, betragen.
Der Chlorgenerator erzeugt in diesem Beispiel eine Lösung mit einer Konzentration von ca. 1,5 mg/ l freien Chlorionen. Wie in dem Verfahrensablauf in 1 bei der Raute gezeigt, bleibt der Chlorgenerator aktiviert, bis eine vorbestimmte Erzeugungsdauer verstrichen ist bzw. eine vorbestimmte Chlorionenkonzentration erreicht ist.
Daraufhin verbleibt die die freien Chlorionen enthaltende Lösung für eine bestimmte Verweildauer im Chlorsensor, welche für eine Desinfektion des Chlorsensors erforderlich ist.
Je nach Konzentration der die freien Chlorionen enthaltenden Lösung kann die Verweildauer zwischen wenigen Sekunden bis zu mehreren Minuten oder auch bis zu 30 Minuten variieren.
Nachdem die Verweildauer zur Desinfektion verstrichen ist, werden der Chlorsensor, insbesondere die Messkammer (sofern vorhanden), sowie die zugehören Leitungen von der chlorhaltigen Lösung gereinigt bzw. gespült.
Durch das Entfernen der chlorhaltigen Lösung aus dem Sensor wird ein Verstopfen der Leitungen durch Auskristallisierung verhindert und die Lebensdauer des Chlorsensors (z.B. durch reduzierte Korrosion) erhöht.
2 zeigt schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Funktionsüberwachung eines Sensors.
Wie bei dem in 1 gezeigten Verfahren werden optional zunächst die Messkammer des Chlorsensors und die zugehörigen Leitungen gereinigt bzw. gespült.
Wird dieser Schritt weggelassen, bringt das den Nachteil mit sich, dass eventuell noch verbleibende Chlorreste die Konzentration der verwendeten Lösungen ungewünscht verändern, wodurch Messergebnisse verfälscht werden können oder der Sensor aufgrund der hohen Chlormengen geschädigt werden kann.
In einem zweiten Schritt wird eine chlorhaltige Ausgangslösung bereitgestellt. Konkret wird in diesem Beispiel Sole (NaCl) aus einer Speichervorrichtung angesaugt und daraufhin mit Wasser verdünnt. Alternativ zu Sole kann auch eine chlorhaltige Flüssigkeit wie beispielsweise Chlorbleichlauge Chlordioxid oder ähnliche Flüssigkeiten zum Einsatz kommen.
Bei der Verdünnung kann die Mischung aus der chlorhaltigen Ausgangslösung und der Verdünnungslösung (z.B. Wasser) optional zirkuliert werden, um das Vermischen vorteilhaft zu beschleunigen.
Daraufhin wird die verdünnte Sole dem Chlorsensor, insbesondere dessen Messkammer (sofern vorhanden), zugeführt. Daraufhin werden die entsprechenden Ventile geschlossen, um die Sole in der Messkammer einzuschließen und es wird ein Chlorgenerator des aktiviert, um z.B. mittels Elektrolyse freie Chlorionen zu erzeugen. Wie oben beschrieben ist dieser Schritt bei der Verwendung einer chlorhaltigen Flüssigkeit wie beispielsweise Chlorbleichlauge, Chlordioxid oder ähnlicher Flüssigkeiten nicht erforderlich.
Der Chlorgenerator wird für eine bestimmte Erzeugungsdauer zur Erzeugung von Chlorionen betrieben, beispielsweise kann die Zeitdauer zwischen ca. 500 ms bis zu mehreren Minuten betragen.
Der Chlorgenerator erzeugt in diesem Beispiel eine Lösung mit einer Konzentration von ca. 1,5 mg/ l freien Chlorionen.
Wie in dem Verfahrensablauf in 2 bei der Raute gezeigt, bleibt der Chlorgenerator aktiviert, bis eine vorbestimmte Erzeugungsdauer verstrichen ist bzw. eine vorbestimmte Chlorionenkonzentration erreicht ist.
Die chlorhaltige Lösung wird in dieser Ausführungsform jedoch nicht nur dem zu überwachenden Chlorsensor zugeführt, sondern auch einem weiteren Chlorsensor zugeführt. Dieser Chlorsensor kann eine andere Art Chlorsensor sein, z.B. ein photometrischer Sensor und muss kein online messender Sensor sein
In einer Variante bleibt der Chlorgenerator aktiviert, bis sowohl der zur überwachende Chlorsensor als auch der zweite Sensor einen Messwert ermittelt haben. In einer anderen Variante wird nach der Messung des zu überwachenden Sensors die erzeugte Flüssigkeit dem zweiten Sensor zugeführt.
Die Zeitdauer für die Kalibrierung des Chlorsensors, d.h. bis zum Vergleich des Messwerts des Chlorsensors mit dem von dem anderen Sensor bereitgestellten Kalibrierungswert kann mehrere Minuten, beispielsweise ca. 30 Minuten betragen.
Daraufhin werden die beiden Messwerte miteinander verglichen. Durch diesen Abgleich wird der zu überwachende Sensor kalibriert, indem die aktuelle Steilheit des Sensors ermittelt und die Steilheit des zu überwachenden Chlorsensors entsprechend justiert bzw. geregelt wird.
Daraufhin wird die chlorhaltige Lösung aus dem Chlorsensor entfernt. Durch das Entfernen der chlorhaltigen Lösung aus dem Sensor wird ein Verstopfen der Leitungen durch Auskristallisierung verhindert und Lebensdauer des Chlorsensors erhöht. Die Vorteile wurden oben etwas ausführlicher beschrieben und gelten analog.
Bei dieser Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist die tatsächlich zum Einsatz kommende Konzentration an Chlor bzw. Chlorionen unerheblich. Selbiges gilt für die Quelle des bereitgestellten Chlors.
3 zeigt eine schematische Ansicht einer erfindunsgemäßen Cloprmessvorricvhtung mit einem Chlorsensor 1. Der Chlorsensor 1 ist an eine Leitung 2 zur Zuführung einer Messlösung angeschlossen. Der Chlorsensor 1 ist zudem an eine separate Leitung 3 angeschlossen, mittels welchem dem Sensor 1 verdünnte chlorhaltige Ausgangslösung zugeführt wredne kann.
Die verdünnte chlorhaltige Ausgangslösung kann den Sensor 1 durch dieselbe Leitung wie die Messlösung verlassen, es kann aber auch eine zusätzliche separate Leitung zum Abführen der verdünnten chlorhaltige Ausgangslösung vorgehsehen sein (nicht gezeigt).
Die verdünnte chlorhaltige Ausgangslösung wird aus einer chlorhaltigen Ausgangslösung hergestellt, welche in einem Tank 4 bereitgestellt ist. Die chlorhaltige Ausgangslösung kann Leitungswasser sein, sodass der Tank nicht zwingend erforderlich ist.
Der chlorhaltigen Ausgangslösung wird mittels einer Leitung 5 ein Vedünnungsmittel, z.B. Wasser, zugesetzt, um die chlorhaltigen Ausgangslösung belibig zu verdünnen. Die Verdünnung kann in einem Tank 6 erfolgen, der zudem als Reservoir für die erdünnte chlorhaltige Ausgangslösung fungiueren kann. Ein derartiger Tank 6 ist jedoch optional.

Claims

Verfahren zur Desinfektion eines Chlorsensors, welcher vorzugsweise im Rahmen der Wasseraufbereitung für medizinische oder pharmazeutische Zwecke eingesetzt ist, mit den Schritten: - Bereitstellen einer chlorhaltigen Ausgangslösung, welche separat von einer Messlösung, deren Chlorgehalt der Chlorsensor erfasst, vorgesehen ist; - Verdünnen der chlorhaltigen Ausganglösung zu einem erwünschten Grad, - Zuführen der verdünnten chlorhaltigen Ausganglösung zu dem Chlorsensor.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Zuführen der verdünnten chlorhaltigen Ausgangslösung zu dem Chlorsensor für eine vorbestimmte Expositionsdauer erfolgt, welche vorzugsweise im Bereich zwischen wenigen Sekunden und mehreren Minuten, vorzugsweise zwischen ca. 10 Sekunden und 10 Minuten, bevorzugt zwischen 1 Minute und ca. 10 Minuten, vorzugsweise zwischen 2 Minuten und 8 Minuten, insbesondere zwischen 3 Minuten und 7 Minuten, besonders zwischen 4 und 6 Minuten, liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit dem Schritt: - Entfernen der verdünnten chlorhaltigen Ausgangslösung von dem Chlorsensor, vorzugsweise durch Spülen des Chlorsensors.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennnzeichnet, dass das Verfahren in vorbestimmten zeitlichen Abständen ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennnzeichnet, dass die chlorhaltige Ausgangslösung Leitungswasser ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennnzeichnet, dass die chlorhaltige Ausgangslösung mittels Elektrolyse aus einer Sole hergestellt wird oder eine chlorhaltige Flüssigkeit, insbesondere Chlorbleichlauge, in einem separaten Behältnis als chlorhaltige Ausgangslösung bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren automatisch zyklisch in vorbestimmten zeitlichen Abständen, automatisch in Erwiderung auf einen bestimmten Messwert oder Messwertebereich des Chlorsensors oder in Erwiderung auf eine Anweisung per Fernwartung ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung des Verfahrens automatisch in einem vorzugsweise digitalen oder elektronischen Logbuch aufgezeichnet wird, wobei die Aufzeichnung eine Datenübertragung mittels Fernverbindung umfassen kann.
Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Chlorsensors, welcher vorzugsweise im Rahmen der Wasseraufbereitung für medizinische oder pharmazeutische Zwecke eingesetzt ist, mit den Schritten: - Bereitstellen einer chlorhaltigen Ausgangslösung, welche separat von einer Messlösung, deren Chlorgehalt der Chlorsensor erfasst, vorgesehen ist; - Verdünnen der chlorhaltigen Ausganglösung zu einem erwünschten Grad, - Zuführen der verdünnten chlorhaltigen Ausganglösung zu dem Chlorsensor, und - Ermitteln des Chlorgehalts der verdünnten chlorhaltigen Ausganglösung mittels des Chlorsensors.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Zuführen der verdünnten chlorhaltigen Ausgangslösung zu dem Chlorsensor für eine vorbestimmte Expositionsdauer erfolgt, welche vorzugsweise im Bereich zwischen wenigen Sekunden und mehreren Minuten, vorzugsweise zwischen ca. 10 Sekunden und 10 Minuten, bevorzugt zwischen 1 Minute und ca. 10 Minuten, vorzugsweise zwischen 2 Minuten und 8 Minuten, insbesondere zwischen 3 Minuten und 7 Minuten, besonders zwischen 4 und 6 Minuten, liegt.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsüberwachungung eine Kalibrierung oder Justierung des Chlorsensors ist und/oder der mittels des überwachten Chlorsensors ermittelte Chlorgehalt mit einem Messwert eines anderen Sensors oder mit einem bekannten Chlorgehalt der verdünnten chlorhaltigen Ausgangslösung verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennnzeichnet, dass die chlorhaltige Ausgangslösung Leitungswasser ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennnzeichnet, dass die chlorhaltige Ausgangslösung mittels Eletrolyse aus einer Sole hegestellt wird oder eine chlorhaltige Flüssigkeit, insbesondere Chlorbleichlauge, in einem separaten Behältnis als chlorhaltige Ausgangslösung bereitgestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren automatisch in vorbestimmten zeitlichen Ab-ständen, automatisch in Erwiderung auf einen bestimmten Messwert oder Messwertebereich des Chlorsensors oder in Erwiderung auf eine Anwei-sung per Fernwartung ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausführung des Verfahrens und vorzugsweise auch die im Rahmen des Verfahrens ermittelten Messwerte automatisch in einem vorzugsweise digitalen oder elektronischen Logbuch aufgezeichnet werden, wobei die Aufzeichnung eine Datenübertragung mittels Fernverbindung umfassen kann.
Chlormessvorrichtung für eine Wasseraufbereitungsanlage mit einem Chlorsensor, dazu eingerichtet, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 auszuführen.
System mit einer Chlormessvorrichtung nach Anspruch 16 und einer W asseraufbereitu ngsan lage.