DE202006008743U1

DE202006008743U1 - Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE202006008743U1
Application number: DE200620008743
Authority: DE
Original assignee: Fischer Hannelore Dr
Current assignee: Solenis Technologies Cayman LP
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2006-10-12
Anticipated expiration: 2016-06-01

Abstract

Vorrichtung zur Aufbreitung von Flüssigkeiten, zur Eliminierung von Schadstoffen, Bakterien, Keimen, Pilzen und anderen unerwünschten Inhaltsstoffen durch Ultraviolette Strahlung und Ultraschall, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine UV Lichtquelle (1) von mindestens einem Quarzglasschutzrohr (2) umgeben ist, das durch mindestens zwei Hohlkörper (3, 3') geführt wird, wobei das Quarzglasschutzrohr (2) von mindestens einem zweiten Rohr (4) teilweise umgeben ist, wodurch ein Spalt (5) zwischen den beiden Rohren (2, 4) gebildet wird, durch den Flüssigkeiten fliessen, wobei sich an den Enden des zweiten Rohres (4) Öffnungen (10, 10') befinden durch die Flüssigkeiten aus den Hohlräumen (7, 7') in den Spalt oder Öffnungen ein – oder austreten.

Description

Vorrichtung zur Aufbreitung von Flüssigkeiten, zur Eliminierung von Schadstoffen, Bakterien, Keimen, Pilzen und anderen unerwünschten Inhaltsstoffen durch Ultraviolette Strahlung und Ultraschall, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine UV Lichtquelle (1) von mindestens einem Quarzglasschutzrohr (2) umgeben ist, das durch mindestens zwei Holkörper (3) geführt wird, wobei das Quarzglasschutzrohr (2) von mindestens einem zweiten Rohr (4) teilweise umgeben ist, wodurch ein Spalt (5) zwischen den beiden Rohren (2, 4) gebildet wird, durch den Flüssigkeit fliesst, wobei sich an den Enden des zweiten Rohres (4) Öffnungen (10, 10') befinden durch die Flüssigkeiten aus den Hohlräumen (7, 7') in den Spalt oder Öffnungen ein – oder austreten.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es sind Geräte bekannt, die die Verwendung von Chlor und von anderen Chemikalien vermeiden, indem sie zur Wasserentkeimung die Bestrahlung mit UV-Licht bestimmter Wellenlänge oder Ultraschall vorsehen. Im Rahmen vieler Anwendungen, ist eine hohe Reinheit von Flüssigkeiten eine absolute Notwendigkeit. Eine adäquate Flüssigkeitsaufbereitung ist in der Praxis jedoch aufgrund von fehlenden technischen Realisierungsmöglichkeiten nur allzu oft nicht möglich. Dabei meint adäquate Wasseraufbereitung eine Eliminierung problematischer Mikroorganismen (Keime, Viren, Pilze, u. a.) und Pyrogene (Endotoxine, Exotoxine). Zu erwähnen sind zudem Schadstoffe wie Pestizide, u.a. Dies gilt insbesondere bei Anwendungen die wässrige Flüssigkeiten benötigen und die während der Anwendung zuvor unzureichend aufbereitet bezogen werden.
Derzeit ist die Herstellung von so genannten „reinen Flüssigkeiten" in oben beschriebenen Anwendungen oft nur unter Verwendung von Filtern (in Kombination mit einem Aktivkohlefilter) möglich. Dieser Aufbereitungsschritt kann jedoch sehr kostenintensiv sein und bietet langfristig aufgrund der Gefahr der Bildung multiresistenter Keime keine befriedigende Lösung.
Auch die aus der Literatur bekannten theoretischen Möglichkeiten der UV-Desinfektion ist prinzipiell eine Alternative zum Sterilfilter im Rahmen der Flüssigkeitsaufbereitung. Es ist bekannt, dass die UV-Desinfektion eine sterilisierende Wirkung hat.
Problematisch ist die drastische Einschränkung der sterilisierenden Wirkung.
Die sterilisierende Wirkung kann durch mögliche Trübungen oder Färbungen der Flüssigkeiten stark eingeschränkt sein, da eine ausreichende Durchdringung der Flüssigkeiten durch UV-Strahlung eine notwendig Voraussetzung zur Erzielung der sterilisierenden Wirkung ist.
Das, insbesondere kurzwellige, UV-Licht wird in Substanzen, wie zum Beispiel DNA, in der Flüssigkeit absorbiert. Die absorbierte UV-Lichtenergie reicht aus, um eine photochemische Umwandlung zu bewirken. Eine für die Teilung der DNA notwendige Informationsweitergabe unterbleibt. Bei der Überschreitung eines Informationsstörungsniveaus sterben Zellen, ohne sich zu vermehren. Somit werden durch UV-Licht lebende Mikroorganismen durch Zerstörung der DNA abgetötet oder inaktiviert.
Die Wellenlänge des UV-Lichtes liegt hierfür typischerweise in einem Bereich von 70 bis 400 Nanometer, vorzugsweise bei 254 bzw. 180 bis 200 Nanometer bei Vakuum-UVC-Lampen.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch den Einsatz von Ultraschall und UV-Licht und darüber hinaus in einem jeweiligen Ultraschallbehandlungsbereich bzw. UV-Behandlungsbereich, sowohl Ultraschall als auch UV-Licht auf die Flüssigkeit effektiv einwirken können. Im Ultraschallbehandlungsbereich kommt es durch den Ultraschall zur Ultraschallabtötung als Hauptursache für den mechanischen Zellaufbruch. Neben der mechanischen Erosion der Zellwand induzieren die starken Druck- und Temperaturwechsel die Polymerisierungsreaktionen im Inneren der Zelle, die zum Abbau von globulären Proteinen führen. Diese werden in ihre Untereinheit aufgespaltet, wobei zunächst deren Quartärstruktur zerstört wird. In diesem Zusammenhang sind neben der Abtrennung von niedrig molekularen Peptiden auch die Aufspaltung von zyklischen Aminosäuren beobachtet worden.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Flüssigkeitsaufbereitungsanlage zu schaffen dessen hoher Wirkungsgrad auch bei Trübungen oder Färbungen von Flüssigkeiten in der Lage ist Schadstoffe zu eliminieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend weiterzubilden, den Wirkungsgrad bekannter Methoden zu erhöhen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit dem den Anspruch 1 zu entnehmenden Massnahmen. Aus und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass die zu behandelnde Flüssigkeit in den Ultraschallbehandlungsbereich (13) geführt wird wo es durch den Ultraschall zur Ultraschallabtötung als Hauptursache für den mechanischen Zellaufbruch kommt.
Durch mechanische Erosion der Zellwände wurde eine erhöhte UVC Absorption von Zellen festgestellt, wodurch im UV Behandlungsbereich ein erhöhter Wirkungsgrad erreicht wird.
Durch die starken Druckunterschiede durch Ultraschall in diesem Bereich werden Schadstoffverbände deagglomeriert und homogen gehalten, wodurch im UV-Bereich die Strahlung wirkungsvoller Schadstoffe erreicht.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass die zu behandelnde Flüssigkeit nach dem Ultraschall Behandlungsbereich durch die Öffnungen (10) in den Spalt (5) zwischen den beiden Rohren (2, 4) einfließen kann. In diesem Spalt (5), dem UV-Behandungsbereich (14) wird die Flüssigkeit einer hohen Dosis UV-Strahlung ausgesetzt, die durch die UV Lichtquelle (1) durch das Glas Schutzohr (2) auf die Flüssigkeit im UV-Behandungsbereich (14) einwirkt. Da die Eindringtiefe bei trüben wer gefärbten Flüssigkeiten für UV Strahlung sehr niedrig sein kann, kann durch die Breite des Spaltes (5) für jede Flüssigkeit die optimale Durchdringungstiefe von UV Licht erreicht werden.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass die zu behandelnde Flüssigkeit nach dem UV-Behandlungsbereich (14) durch die Öffnungen (10') in einem zweiten oder weiteren Ultraschallbehandlungsbereich (13') einfließen kann, wo es durch den Ultraschall erneut zur mechanischen Ultraschallabtötung von Schadstoffen kommt.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass die zu behandelnde Flüssigkeit im UV Behandlungsbereich (14) zusätzlich durch eine den Rohren (2, 4) umgebene Flüssigkeit, die in den Spalt (5) einfliesst mit Ultraschall durch einen Ultraschallgeber (8) seitlich bestrahlt wird, wobei der Schall das zweite Rohr (4) durchdringt und in den flüssigkeitsführenden UV-Behandungsbereich (14) eindringt. Auf diese Weise kommt es auch im UV Behandlungsbereich (14) zur mechanischen Ultraschallabtötung von Schadstoffen, einer mechanischen Erosion der Zellwände und dadurch eine erhöhte UVC Absorption von Zellen, wodurch im UV Behandlungsbereich ein erhöhter Wirkungsgrad erreicht wird und starke Druckunterschiede durch Ultraschall wodurch in diesem Bereich Schadstoffverbände deagglomeriert und homogen gehalten werden, wodurch im UV-Behandungsbereich (14) die Strahlung wirkungsvoller Schadstoffe erreicht und eliminieren kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Figuren eins bis drei erläutert. Es zeigen:
Figur eins die dimetrische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten.
Figur zwei einen seitlichen Schnitt einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten
Figur drei einen seitlichen Schnitt durch eine dimetrische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten.
Die 1 zeigt die Anordnung der Ultraschallgeber (8), die die zu behandelnden Flüssigkeiten bestrahlen. Des werteren zeigt die 1 einen Einlauf (9/11) in einen der Hohlräume (7) und einen Auslauf (11/9), aus einem anderen Hohlraum (7').
in der 2 und 3 ist die Vorrichtung mit zwei Hohlkörpern (3, 3') einer Lichtquelle (1) einem Quarzglassschutzrohr (2) einem zweiten Rohr (4) als Schnitt seitlich der Längsachse dargestellt.
Die Figur zwei und drei zeigt den Einlauf (9/11) für Flüssigkeiten, die in den Hohlraum (7) einfliessen und Schallerzeuger (12), die längs der Rohre (2, 4) entlang der Fliessrichtung der Flüssigkeit im Bereich (13, 13') Schall abgeben.
Es werden Öffnungen (10, 10') an den Enden des zweiten Rohres (4) gezeigt, wo die zu behandelnde Flüssigkeit in den Spalt (5) ein-beziehungsweise ausfliesst.
Der UV-Behandlungsbereich erstreckt sich zwischen dem Quarzglassschutzrohr (2) und dem zweiten Rohr (4) von Öffnung (10) bis Öffnung (10') und kann auch bei lichtdurchlässigem Rohr (4) in den Ultraschallbehandlungsbereich (13, 13') eindrngen.
Es werden die Ultraschallgeber (8) gezeigt, die das zweite Rohr (4) seitlich durch eine den Rohren (2, 4) umgebene Flüssigkeit, die in den Spalt (5) einfliesst mit Ultraschall bestrahlen, wobei der Schall das zweite Rohr (4) durchdringt und in den flüssigkeitsführenden UV-Behandlungsbereich (14) eindringt.
Die Figur zwei und drei zeigt den Auslauf (9/11) für Flüssigkeiten, die aus den Hohlraum (7') ausfliessen und Schallerzeuger (12), die längs der Rohre (2, 4) entlang der Fliessrichtung der Flüssigkeit im Bereich (13') Schall abgeben.

Claims

Vorrichtung zur Aufbreitung von Flüssigkeiten, zur Eliminierung von Schadstoffen, Bakterien, Keimen, Pilzen und anderen unerwünschten Inhaltsstoffen durch Ultraviolette Strahlung und Ultraschall, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine UV Lichtquelle (1) von mindestens einem Quarzglasschutzrohr (2) umgeben ist, das durch mindestens zwei Hohlkörper (3, 3') geführt wird, wobei das Quarzglasschutzrohr (2) von mindestens einem zweiten Rohr (4) teilweise umgeben ist, wodurch ein Spalt (5) zwischen den beiden Rohren (2, 4) gebildet wird, durch den Flüssigkeiten fliessen, wobei sich an den Enden des zweiten Rohres (4) Öffnungen (10, 10') befinden durch die Flüssigkeiten aus den Hohlräumen (7, 7') in den Spalt oder Öffnungen ein – oder austreten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rohr (4) seitlich durch eine den Rohren (2, 4) umgebene Flüssigkeit, die in den Spalt (5) einfliesst mit Ultraschall durch mindestens einen Ultraschallgeber (8) bestrahlt wird, wobei der Schall das zweite Rohr (4) durchdringt und in den UV behandlungsbereich (14) eindringt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mindestens einen Einlauf (9/11) in einen der Hohlräume (7) hat, der vorzugsweise entfernt von Öffnung (10) liegt, und einen Auslauf (11/9), in einem anderen Hohlraum (7'), der vorzugsweise entfernt von Öffnung (10') liegt,
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens ein Schallerzeuger (12) längs der Rohre (2, 4) entlang der Fliessrichtung der Flüssigkeit im Bereich (13) Schall abgibt.