DE19527472C1 - Verfahren und Vorrichtung zur UV-Intensitätssteigerung der auf Flüssigkeiten und Abfälle gerichteten Strahlung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur UV-Intensitätssteigerung der auf Flüssigkeiten und Abfälle gerichteten StrahlungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steigerung der Intensität von
UV-Strahlung auf Flüssigkeiten und Abfälle wie z. B. Abwasser, Grundwasser oder
Flüssigabfall und dient insbesondere der beschleunigten Durchführung von photochemischen
Reaktionen und/oder der UV-katalysierten Naßoxidation.
Schon um die Jahrhundertwende wurde UV-Strahlung zur Entkeimung von Milch eingesetzt.
Später wurden Verfahren zur Behandlung verunreinigter Flüssigkeiten bekannt, bei welchen
UV-Strahlung - in Kombination mit Oxidationsmitteln wie z. B. Sauerstoff, Ozon oder
Wasserstoffperoxid z. T. unter Zugabe von Katalysatoren und Aktivatoren - in den
verschiedensten Bereichen, so z. B. auch bei der Abwasserbehandlung, zum Einsatz kam.
Bei solchen photochemischen Reaktionen wechselwirken Photonen mit anorganischen oder
organischen Substanzen, welche hierdurch Umwandlungen erfahren.
Hierauf beruht das Verfahrensprinzip der UV-katalysierten Naßoxidation. Bei der Zersetzung
von Wasserstoffperoxid entstehen kurzlebige, hochreaktive Radikale - insbesondere
OH-Radikale. Die Radikalbildung kann durch geeignete Katalysatoren z. B. durch
UV-Strahlung erheblich gesteigert werden. Die stark oxidative Wirkung der OH-Radikale
wird genutzt, indem die Wasserstoffperoxid-Zersetzung in kontaminierten Flüssigkeiten zur
Oxidation und Elimination von unerwünschten Abfall- bzw. Abwasserinhaltstoffen
durchgeführt wird. Durch Oxidation von Kohlenwasserstoffen resultieren letztlich die
Oxidationsprodukte Kohlendioxid und Wasser.
Organisch gebundener Schwefel und Sulfide werden zu Sulfat umgesetzt, organisch ge
bundene Halogene werden zu Halogenidionen umgewandelt.
Diese bekannten Prinzipien werden in neuerer Zeit von verschiedenen Firmen gewerblich
genutzt:
Im wesentlichen werden UV-Reaktoren unterschiedlicher Bauart am Markt angeboten, bei denen die Bestrahlungsvorrichtungen in die zu bestrahlende Flüssigkeit eintauchen.
Im wesentlichen werden UV-Reaktoren unterschiedlicher Bauart am Markt angeboten, bei denen die Bestrahlungsvorrichtungen in die zu bestrahlende Flüssigkeit eintauchen.
Bei viskosen Medien, Suspensionen, Emulsionen und anderen Flüssigkeiten, die zur
Belagbildung führen können, eignen sich diese Verfahren in der Praxis nicht, da ein direkter
Kontakt zwischen der Strahlungsquelle und dem zu behandelnden Medium besteht, wodurch
Belagbildung auf der Lampenoberfläche resultiert und die Strahlungsintensität in der Folge
abnimmt.
In der Patentanmeldung DE 40 05 488 (Fig. 2) wird ein Fallfilmreaktor beschrieben, der mit
einem UV-Niederdruckstrahler mit nur 40 W Anschlußleistung betrieben wird, was einer
UV-C-Leistung von maximal 16 Watt entspricht. Diese Leistung ist so gering, daß damit
erfahrungsgemäß in der Praxis keine nennenswerten Effekte zu erzielen sind.
In derselben Anmeldung wird in Fig. 3 ein Planfilmreaktor mit 20 dieser
UV-Niederdruckstrahler ausgestattet. Jeder dieser UV-Strahler befindet sich in einem einseitig
geschlossenen Quarz-Schutzrohr (Strahlungsverlust ca. 15%), so daß bei der beschriebenen
Anordnung eine Aufheizung der Strahler nicht zu vermeiden ist. Steigt die
Oberflächentemperatur der beschriebenen Strahler über ca. 40°C, so nimmt die
UV-C-Intensität in der Folge erheblich ab. Bei der gezeigten Anordnung wird zudem ein
Großteil der emittierten Strahlung durch Rückreflexion in die UV-Strahler absorbiert. Da bei
der UV-katalysierten Naßoxidation zur Destruktion von Abwasserinhaltsstoffen die
Strahlungsintensität eine wesentliche Rolle spielt, eignet sich dieser Reaktor in der Praxis nicht
- die Strahlungsleistung pro Flächeneinheit ist erfahrungsgemäß zu gering.
Im Patent DE 43 17 939 wird ein Fallfilmreaktor beschrieben, bei welchem die erforderliche
Strahlungsintensität durch eine geeignete Anordnung von UV-Strahlungseinheiten erreicht
wird. Diese Anordnung eignet sich zwar für o.g. Verfahren, ist jedoch betreffend der
verfahrenstechnischen Realisierung verhältnismäßig aufwendig.
Grundsätzlich ist die Eindringtiefe von UV-Strahlung in trüben Abwässern/Flüssigabfällen
oder in Abwässern mit hohen Konzentrationen an organischen und anorganischen
Inhaltsstoffen in der Regel klein und die UV-initiierten Reaktionen finden daher nur im
oberflächennahen Bereich der Flüssigkeit statt - also i.a. im Millimeter- oder
Zentimeterbereich.
Bei einem Fallfilmreaktor ist die Dicke des Abwasserfilms nur begrenzt im Millimeterbereich
einstellbar. Bei Eindringtiefen der UV-Strahlung in das Abwasser im Zentimeterbereich kann
daher ein großer Teil der UV-Strahlung nicht genutzt werden und der Fallfilmreaktor kann für
bestimmte Aufgabenstellungen nicht optimal eingesetzt werden.
Weiterhin ist für eine optimale UV-C-Intensität die gleichmäßige und optimale
Oberflächentemperatur der UV-Strahler über ihre gesamte Länge besonders wichtig. Schon
geringe Abweichungen hiervon bedingen erhebliche UV-C-Intensitätseinbußen. Bei allen
bekannten UV-Verfahren in der Abwassertechnik ist daher der UV-Strahler zu Kühlzwecken
von mindestens einem Quarzschutzrohr umgeben, welches einen beträchtlichen Anteil der
UV-Strahlung absorbiert - je nach Dicke des verwendeten Quarzglases bis zu 15% - und
zusätzlich Kosten verursacht. Bei höheren elektrischen Anschlußleistungen eines UV-Strahlers
- insbesondere bei längeren Strahlern - ist eine gleichmäßige und optimale
Oberflächentemperatur über deren gesamte Länge bei der Abwasserbehandlung bisher nicht
befriedigend realisiert.
In den Patent Abstracts of Japan, C-960, July 8, 1992, Vol. 16, No. 310, zu JP 4-87636 A2
wird eine gekühlte UV-Strahler/Reflektoreinheit ohne Strahler-Quarzschutzrohr beschrieben,
wie sie in dieser oder ähnlicher Anordnung heute bei verschiedenen industriellen
Anwendungen z. B. bei der Lack- und Druckfarbenhärtung Stand der Technik ist. In der
beschriebenen Anordnung wird der Strahler von oben gekühlt, indem durch einen Kanal Luft
eingedrückt wird. Durch zwei weitere seitlich oberhalb des Strahlers liegende Kanäle wird
diese Luft kontinuierlich abgesaugt, so daß eine gleichmäßige Kühlung des gesamten Strahlers
bei dieser Anordnung nicht gewährleistet ist. Zudem resultieren bei der gezeigten Anordnung
durch lange Strahlungswege UV-Intensitätseinbußen. Die gesamte Anordnung ist zudem
konstruktiv aufwendig zu realisieren.
Die Aufgabe vorliegender Erfindung ist es daher, baulich wesentlich einfacher, energetisch
wirkungsvoller aber deutlich kostengünstiger und insbesondere auch wartungsfreundlicher als
bei allen bisher bekannten UV-Behandlungsreaktoren, von der Strahlungsquelle räumlich
getrennte Flüssigkeiten/Abfalle mit UV-Strahlung möglichst hoher UV-C-Intensität pro
Flächeneinheit zu bestrahlen, um mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung z. B. die UV-katalysierte
Naßoxidation und/oder photochemische Reaktionen zur Elimination
problematischer Inhaltsstoffe - fallweise auch Syntheseprozesse - effektiv durchführen zu
können.
Die Erfindung ist im folgenden anhand einer Skizze des Reaktor-Querschnitts näher erläutert.
Erfindungsgemäß wird in mindestens einen Bestrahlungsreaktor aus UV-beständigem
korrosionsfestem Material, der im wesentlichen aus einem Flüssigkeitsbehälter 8 mit Zu- und
Abfluß sowie mindestens einer über dem Flüssigkeitsbehälter angeordneten Bestrahlungs
einheit besteht, die Flüssigkeit, die mit Oxidationsmittel und/oder zusätzlichen Additiven
versehen werden kann, so eingeleitet, daß kein oberflächiges Verspritzen der Flüssigkeit
eintritt. Die Wände des Flüssigkeitsbehälters können mit katalytisch wirkenden Oberflächen
ausgestattet sein. Oxidationsmittel, wie z. B. Wasserstoffperoxid, kann auch mit Hilfe von
höherfrequentem Ultraschall direkt in der zu behandelnden Flüssigkeit erzeugt werden, daher
kann an dem Flüssigkeitsbehälter und/oder an einem Vorlagebehälter für die Flüssigkeit
mindestens eine Vorrichtung zur einfachen Installation eines Ultraschallgenerators oder
mindestens ein Ultraschallgenerator angebracht sein.
Eine Bestrahlungseinheit besteht aus einem Gehäuse 1 mit jeweils mindestens einem
UV-Strahler 4, Reflektor 3 und mindestens einer Kühlvorrichtung für Strahler, Reflektor und
Gehäuse. Beim Einsatz einer Bestrahlungseinheit mit einem UV-Strahler 4 liegt der
Mittelpunkt des UV-Strahlerquerschnitts im wesentlichen senkrecht über dem Mittelpunkt des
Querschnitts des Flüssigkeitsbehälters 8. Der UV-Strahler ist horizontal - parallel und in
geringem Abstand zum Flüssigkeitsbehälter bzw. zur darin befindlichen Flüssigkeit -
angeordnet und wird ohne Schutz- bzw. Kühlrohr betrieben. Für bestimmte Aufgaben
stellungen kann eine - über die gesamte Länge - zwischen Flüssigkeitsfreispiegel und
UV-Strahler - eingebaute Quarzschutzscheibe 11 optional angebracht werden.
Die Kühlung des UV-Strahlers erfolgt gleichmäßig über dessen gesamte Länge durch
angesaugte oder eingeblasene atmosphärische Luft, welche über - an geeigneter Stelle
angebrachte - lichtdichte Kühlschlitze 5 eintritt und über dem UV-Strahler abströmt bzw.
abgesaugt wird 2. Hierdurch wird bewirkt, daß sich kein Temperaturgradient längs des
Strahlers einstellt und die optimalen Oberflächentemperaturen - z. B. bei UV-
Hochdruckstrahlern ca. 750°C bis 800°C - über die gesamte Strahlerlänge eingehalten
werden. Die Kühlschlitze 6 können am Gehäuse der Bestrahlungseinheit und/oder an dem
Flüssigkeitsbehälter angebracht und mit einer Staubfiltervorrichtung versehen sein.
Die Luft, die durch einstellbare Gebläseleistung im Volumenstrom je nach Strahlertyp variiert
werden kann, kühlt zusätzlich den (die) über dem UV-Strahler angeordneten Reflektor(en)
und das gesamte Strahler-Reflektorgehäuse, so daß dessen zulässige Oberflächentemperatur
von max. 60°C nicht überschritten wird. Die Kühlung des Reflektors kann auch mittels einer
Wasserkühlung erfolgen.
Der Reflektor ist so beschaffen und angeordnet, daß eine Rückreflexion der UV-Strahlung in
die Strahlungsquelle 4 weitgehend ausgeschlossen und nahezu die gesamte nach oben
emittierte UV-C-Strahlung auf die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter 8 umgelenkt wird.
Daß durch den Einfluß aggressiver Medien die Reflektoroberfläche(n) durch Korrosions
vorgänge ihre Wirkung nicht verliert (verlieren), kann die Reflektoroberfläche mit Quarz
bedampft sein. Je nach UV-Strahlertyp kann ein Kaltlichtreflektor eingesetzt werden, welcher
die Wärmestrahlung passieren läßt und vorwiegend UV-C-Strahlung mit maximalem
UV-C-Wirkungsgrad reflektiert. Der Reflektor kann aus 2 Teilen bestehen, zwischen welchen
die Kühlluft abströmen kann.
Insbesondere bei schwer oxidierbaren Flüssigkeits-Abfallinhaltsstoffen kommt der dauerhaft
verfügbaren UV-C-Strahlungsleistung pro Flächeneinheit eine besondere Bedeutung zu,
welche erstmals mit dieser Vorrichtung erreicht werden kann. So können z. B. neuentwickelte
UV-Hochdruckstrahler mit einer elektrischen Anschlußleistung von 12.000 Watt
pro Meter Strahlerlänge und einem UV-C Anteil von 25%, das entspricht 3000 Watt pro
Meter Strahlerlänge mit geringem Aufwand eingesetzt werden. Bisher mußten - um diese
UV-C-Strahlung zu erhalten - mit erheblichem Material- und Montageaufwand 30 UV-Hoch
druckstrahler mit einer elektrischen Anschlußleistung von jeweils 1 Kilowatt oder 100
UV-Niederdruckstrahler mit einer elektrischen Anschlußleistung von jeweils 120 Watt in
Reaktoren bzw. zunächst in Schutzrohre installiert werden. Trotz dieses Aufwandes konnten
die genannten UV-C-Strahlungsleistungen pro Flächeneinheit nicht erreicht werden.
Die Bestrahlungseinheit ist mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden und kann zur Wartung
(Strahlertausch) entweder aufgeklappt 7 oder insgesamt von dem Flüssigkeitsbehälter entfernt
werden.
An dem Flüssigkeitsbehälter befindet sich ein Zu- und ein Ablauf für die zu behandelnde
Flüssigkeit mit welchen der Flüssigkeitspegel bzw. der Durchfluß in dem Flüssigkeitsbehälter
variiert werden kann.
Die Wände des Flüssigkeitsbehälters können strömungsgünstig geformt sein, so daß ggf.
Walzenströmungen quer zur Strömungsrichtung der zu behandelnden Flüssigkeit zu realisieren
sind. Diese Walzenströmungen werden vorzugsweise durch mindestens einen motorisch
angetriebenen rotierenden Zylinder 9 bewirkt, welcher sich über die gesamte Behälterlänge
innerhalb der Flüssigkeit befindet. Insbesondere bei tiefer ausgebildeten Flüssigkeitsbehältern
mit höherem Wasserstand wird so eine intensive, verspritzungsfreie Durchmischung der zu
bestrahlenden Flüssigkeit und ein ständiger Austausch der oberflächennahen UV-bestrahlten
Flüssigkeitsschicht bewirkt. Hierdurch wird erreicht, daß auch bei tiefer ausgebildeten
Flüssigkeitsbehältern alle Moleküle bzw. alle Inhaltsstoffe der Flüssigkeit von UV-Strahlung
getroffen werden. Bedarfsweise kann die verspritzungsfreie Durchmischung der Flüssigkeit
auch vom Boden des Flüssigkeitsbehälter mittels Magnetrührer oder anderer bekannter
Mischungstechnik erfolgen.
Der gesamte Reaktor ist lichtdicht geschlossen und kann mittels einer mechanischen
Vorrichtung 10 so justiert werden, daß die Flüssigkeit den Flüssigkeitsbehälter gleichmäßig
erfüllt und zudem ein Fließen der Flüssigkeit mit einstellbarer Geschwindigkeit möglich wird.
Der Reaktor erlaubt folgende Betriebsweisen:
- - Chargenbetrieb durch Umpumpen der Flüssigkeit im geschlossenen Kreislauf bis zur Erreichung der Behandlungsziele. Hierzu ist der Reaktor vorzugsweise mit einem Behälter verbunden, der als Vorratsbehälter dient und von dem aus bei Betrieb das zu behandelnde Medium in den Bestrahlungsraum gepumpt wird und von dort aus wieder in den Behälter zurückfließt.
- - Kontinuierlicher Betrieb. Die zu behandelnde Flüssigkeit wird dem Reaktor zugeführt und hat das Behandlungsziel nach einmaligem Durchlauf durch den Reaktor erreicht. Hierzu wird der Reaktor aus einem Vorlagebehälter oder direkt aus der Flüssigkeitsquelle gespeist und die behandelte Flüssigkeit wird in einen nachgeschalteten Kontrollbehälter entlassen.
Die Ableitung evtl. entstehender Abgase oder Gerüche erfolgt entweder aus dem
Bestrahlungsraum oder aus o.g. Vorratsbehälter.
Durch die vorliegende Erfindung werden kurze Reaktionszeiten erreicht, der Platzbedarf für
einen UV-Reaktor - mehrere UV-Reaktoren - ist gering, der Montage- und Wartungsaufwand
ist äußerst gering. Dadurch werden beträchtliche Energie-, Raum- Material- und
Personalkosten eingespart.
Bezugszeichenliste
1 Kühlgehäuse, aufklappbar
2 Anschlußstutzen für Saugzug-Kühlgebläse
3 UV-Reflektor
4 UV-Strahler
5 Lichtdichter Kühlluft-Einlaß
6 Einlaßschlitz für Kühlluft, ggf. mit Staubfilter
7 Scharnier für Aufklappung des Kühlgehäuses
8 Behälter für die zu bestrahlende Flüssigkeit
9 Spritzfreie Umwälzeinrichtung für die Flüssigkeit
10 Justiervorrichtung für den UV-Reaktor
11 Quarzglasscheibe, optional
Die Länge des Behälters richtet sich nach der Länge der eingesetzten UV-Strahler, zuzüglich Ein- und Auslaufstrecken für die Flüssigkeit
Die Tiefe des Behälters richtet sich u. a. nach der UV-Transparenz der zu behandelnden Flüssigkeit.
2 Anschlußstutzen für Saugzug-Kühlgebläse
3 UV-Reflektor
4 UV-Strahler
5 Lichtdichter Kühlluft-Einlaß
6 Einlaßschlitz für Kühlluft, ggf. mit Staubfilter
7 Scharnier für Aufklappung des Kühlgehäuses
8 Behälter für die zu bestrahlende Flüssigkeit
9 Spritzfreie Umwälzeinrichtung für die Flüssigkeit
10 Justiervorrichtung für den UV-Reaktor
11 Quarzglasscheibe, optional
Die Länge des Behälters richtet sich nach der Länge der eingesetzten UV-Strahler, zuzüglich Ein- und Auslaufstrecken für die Flüssigkeit
Die Tiefe des Behälters richtet sich u. a. nach der UV-Transparenz der zu behandelnden Flüssigkeit.
Claims (20)
1. Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten in großer Schichtdicke, bei welchem einer
oder mehrere über die gesamte Länge gleichmäßig luftgekühlte UV-Hochdruckstrahler
ohne Quarzschutzrohre eingesetzt werden, welche eine Freispiegelflüssigkeitsoberfläche
bestrahlen, wobei eine spritzfreie Umwälzung der Flüssigkeit durch Rühren erfolgt und
Oxidationsmittel zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Oxidationsmittel wie z. B.
Wasserstoffperoxid mit Hilfe von Ultraschall direkt in der zu behandelnden Flüssigkeit
erzeugt wird.
3. Reaktor zur Behandlung von Flüssigkeiten die mit Additiven versehen sein (werden)
können, insbesondere Abwasser, Grundwasser und Abfall, mit folgenden Merkinalen:
- - einem Bestrahlungsraum aus UV-beständigem Material, bestehend aus
- - einem oben offenen Flüssigkeitsbehälter mit einer spritzfreien Rühreinrichtung für die Flüssigkeit und
- - einer über dem Flüssigkeitsbehälter angeordneten Bestrahlungseinheit, die aus
- - mindestens einer horizontal angeordneten UV-Hochdruck-Strahlungsquelle ohne Quarz schutzrohr,
- - mindestens einem parallel über der Strahlungsquelle angeordneten Reflektor mit guten Reflexionseigenschaften für UV-C-Strahlung
- - mindestens einer Kühlvorrichtung für UV-Strahler und Reflektor besteht, so daß UV-Strahler und Reflektor über ihre gesamte Länge gleichmäßig mittels Luft gekühlt werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter über
einen Zu- und Ablauf verfügt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung eine
einstellbare Gebläseleistung aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß lichtdichte Kühlschlitze
am Bestrahlungsreaktor vorhanden sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlschlitze mit einem
Staubfilter versehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des
Flüssigkeitsbehälters mit katalytisch wirkenden Oberflächen ausgestattet sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsbehälter
strömungsgünstig geformt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein motorisch
angetriebener Zylinder über die gesamte Flüssigkeitsbehälterlänge eingebaut ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Reflektor im
wesentlichen aus zwei Teilen besteht, zwischen welchen Kühlluft durchströmen kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) Reflektor(en) mit
Quarz bedampft ist (sind).
13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der (die)
Reflektor(en) so über der Strahlungsquelle angeordnet ist (sind), daß nahezu die gesamte
nach oben emittierte Strahlung auf die Flüssigkeit umgelenkt wird.
14. Vorrichtung nach vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß durch den
(die) Reflektor(en) die Wärmestrahlung passiert und daß die Kühlung des Reflektors
mittels Luft und zusätzlich mit Wasser erfolgt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
Flüssigkeitsfreispiegel und UV-Strahlungsquelle eine Quarzschutzscheibe über die gesamte
Länge eingebaut ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlungseinheit mit
dem Flüssigkeitsbehälter verbunden ist und aufgeklappt werden kann.
17. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlungseinheit
insgesamt von dem Flüssigkeitsbehälter entfernt werden kann.
18. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorlagebehälter
vorhanden ist, aus welchem die zu bestrahlende Flüssigkeit in den Flüssigkeitsbehälter
gefordert werden kann.
19. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß am
Flüssigkeitsbehälter des Bestrahlungsreaktors und/oder am Vorlagebehälter mindestens ein
Ultraschallgenerator angebracht ist.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Reaktor mittels einer mechanischen Vorrichtung justiert werden kann.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999011576A1 (de) * | 1997-08-31 | 1999-03-11 | Gesellschaft für Chemischen und Technischen Umweltschutz mbH | Verfahren und vorrichtung zur optimierten photochemischen behandlung von stoffen |
EP1008556A2 (de) * | 1998-12-07 | 2000-06-14 | Preussag AG | Verfahren und Vorrichtung zur Dekontamination schadstoffbelasteter Wässer |
EP2926838A1 (de) * | 2014-04-04 | 2015-10-07 | Heraeus Noblelight GmbH | Vorrichtung zur Entkeimung mittels ultravioletter Strahlung |
DE102021202957A1 (de) | 2021-03-25 | 2022-09-29 | Osram Gmbh | Vorrichtung und verfahren zum bestrahlen einer flüssigkeit |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4005488A1 (de) * | 1990-02-21 | 1991-08-22 | Wabner Dietrich | Verfahren und vorrichtung zur wasserentgiftung |
-
1995
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4005488A1 (de) * | 1990-02-21 | 1991-08-22 | Wabner Dietrich | Verfahren und vorrichtung zur wasserentgiftung |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Patent Abstract of Japan, C-960, July 8, 1992, Vol.16, No.310, zu JP 4-87636 A2 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999011576A1 (de) * | 1997-08-31 | 1999-03-11 | Gesellschaft für Chemischen und Technischen Umweltschutz mbH | Verfahren und vorrichtung zur optimierten photochemischen behandlung von stoffen |
EP1008556A2 (de) * | 1998-12-07 | 2000-06-14 | Preussag AG | Verfahren und Vorrichtung zur Dekontamination schadstoffbelasteter Wässer |
EP1008556A3 (de) * | 1998-12-07 | 2000-07-05 | Preussag AG | Verfahren und Vorrichtung zur Dekontamination schadstoffbelasteter Wässer |
EP2926838A1 (de) * | 2014-04-04 | 2015-10-07 | Heraeus Noblelight GmbH | Vorrichtung zur Entkeimung mittels ultravioletter Strahlung |
CN104971369A (zh) * | 2014-04-04 | 2015-10-14 | 贺利氏特种光源有限责任公司 | 用于借助于紫外辐射杀菌的设备 |
US9402927B2 (en) | 2014-04-04 | 2016-08-02 | Heraeus Noblelight Gmbh | Device for sterilization by ultraviolet radiation |
DE102014104851B4 (de) | 2014-04-04 | 2017-03-30 | Heraeus Noblelight Gmbh | Vorrichtung zur Entkeimung mittels ultravioletter Strahlung |
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