DE2243304A1

DE2243304A1 - Electro-chemical water treatment plant - using nascent oxygen ozone and ultraviolet irradiation

Info

Publication number: DE2243304A1
Application number: DE19722243304
Authority: DE
Inventors: Erwin Sander
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-02
Filing date: 1972-09-02
Publication date: 1974-03-14

Abstract

The water to be purified is fed via a tangential inlet into a circular tank whose shell is earthed and above which a glass dielectric plate or dish carrying a high voltage external electrode so that the field is formed between that electrode and the surface of the water in the tank, controlled in height by the position of the outlet part for effluent. This field causes a fine droplet spray to be drawn from the water surface into the air gap where it is intimately mixed with the nascent O1 and the O3 and the UV energy level produced ensures thorough bactericidal action. Ammonia etc. are oxidised into nitrites/nitrates.

Description

Elektrochemische Wasserbehandlungseinrichtung Die Erfindung betrifft eine Wasserbehandlungseinrichtung, bei der das zu reinigende wasser direkt dem elektrischen Sprühfeld ausgesetzt wird. Electrochemical Water Treatment Equipment The invention relates to a water treatment facility in which the water to be cleaned is directly fed to the electrical Spray field is exposed.

Es ist bekannt, Wasser mit Ozon, oder auch mit ultraviolettem Licht zu behandeln, um auf diese Weise das wasser zu entkeimen.It is known to use ozone or ultraviolet light in water to treat in order to sterilize the water in this way.

Der Nachteil dieser bekannten Einrichtungen ist bei der Ozonisierung der ungewöhnlich hohe apparative Aufwand0 So muß z.3. ein Ozonerzeuger mit scharf getrockneter Luft betrieben werden, da andernfalls im elektrischem Feld des Ozonerzeugers, bedingt durch die Luftfeuchtigkeit, Salpetersalz erzeugt wird, was sehr schnell zur teistungs minderung und zum Ausfall des Ozonerzeugers führte Die Anschaffungskosten eines automatisch arbeitenden BuSttrockners steht, insbesondere bei kleinen Ozonisierungs einrichtungen, in keinem Verhältnis zum Ozonerzeuger. Eine Tatsache, die den Einsatz von Ozon bei kleinen Anlaen, wie etwa bei der Haustrinkwasserversorgung, oder der Reineigung von kleinen Schwimmbädern für den Normalverbraucher unmbglich macht. Hinzu kommt noch eine sehr aufwändige Ozon-Wasservermischungseinrichtung. Eine Einrichtung mit relativ hohem Strombedarf.The disadvantage of these known devices is the ozonization the unusually high expenditure on equipment0 For example, 3. an ozone generator with sharp dried air, otherwise in the electric field of the ozone generator, Due to the humidity in the air, nitric salt is generated, which happens very quickly The acquisition costs led to a reduction in output and the failure of the ozone generator an automatically operating bust dryer is available, especially for small ozonization facilities, in no relation to the ozone generator. A fact that the use of ozone in small systems, such as the domestic drinking water supply, or the Makes cleaning of small swimming pools impossible for the average consumer. In addition, there is a very complex ozone-water mixing device. An institution with a relatively high power requirement.

Es gibt auch - wie eingangs erwähnt - Einrichtungen, die sich die keimtötende Wirkung von UV zunutze machen. Dieso sind zwar sehr preiswert und einfach im Einsatz, leider jedoch Jedoch ist die lebensdauer der UV Strahler - bezogen auf die keintötende Wirkung - sehr kurz. Die in den UV Strahlern eingebauten Elektroden sondern Metalldämpfe ab, die sich an der Innenseite des Quarzglases niederschlagen und die für die Sterilisierung wichtige Wellenlänge von 253,7 am absorbieren. Der UV Strahler brennt dann zwar noch Jahrelang weiter, aber die sterilisierende Wirkung ist erloschen.There are also - as mentioned at the beginning - institutions that deal with the Make use of the germicidal effect of UV. These are indeed very inexpensive and simple in use, unfortunately However, the service life of the UV lamps is limited - based on the non-killing effect - very briefly. The ones built into the UV lamps Electrodes emit metal vapors that are deposited on the inside of the quartz glass and absorb the wavelength of 253.7 am, which is important for sterilization. Of the The UV lamp will continue to burn for years, but the sterilizing effect is extinguished.

Mn weiterer Punkt ist noch bei beiden vorbeschriebenen Einrichtungen zu beachten, Die biologische Reihenfolge aller in das Wasser eingegebenen organischen Stoffe ist wie folgt: 1. Fäulnisbildung - Nährboden für Bakterien und Krankheitserreger - Am Ende dieses Prozesses steht das Ammonium, bezw. das Ammoniak. Mn further point is still with both devices described above to note, the biological order of all organic put into the water Substances is as follows: 1. Putrefaction - breeding ground for bacteria and pathogens - At the end of this process there is the ammonium, resp. the ammonia.

II. Unbildung des Ammoniaks durch die Nitrifikationsbakterien zu Nitrit. II. Formation of ammonia by the nitrification bacteria Nitrite.

III. Usbildung des an sich giftigen Nitrit zu der ungiftigen Nitrat durch weitere Nitrifikationsbakterien.III. Formation of nitrite, which is poisonous per se, to nontoxic nitrate by further nitrification bacteria.

Ein Vorgang, der in der Natur in einen wohlgeordneten Kreislauf verläuft. In einen künstlich angelegten Schwiniban dagegen das Wasser sehr schnell zu eine Seuchenherd werden läßt. A process that runs in nature in a well-ordered cycle. In an artificially created Schwiniban, on the other hand, the water becomes one very quickly Can become the epidemic.

Genaue Untersuchungen haben ergeben, daß man mit Ozon die unter Punkt I und III beschriebenen Vorgänge absolut beherrschon kann. Die unter Punkt II beschriebene Unbildung des Ammoniaks allerdings nach wie vor den Nitrifikationsbakterien überlassen muß. Exact investigations have shown that ozone can be used for those under point I and III can be absolutely mastered. The one described under point II However, the formation of ammonia is still left to the nitrification bacteria got to.

Die Die UV Bestrahlung dagegen beherrscht die biologischen Vorggnge von Punkt I und IIQ Das giftige Nitrit dagegen wird nicht gebildet.the UV radiation, on the other hand, dominates biological radiation Processes of points I and IIQ The toxic nitrite, on the other hand, is not formed.

Es ist Gegenstand dieser Erfindung, eine elektro-chemische Wasserbebandlungseinrichtung mit geringstem apparativen Aufwand zu schaffen, die noch dazu den YorteiS hat, alle unter Punkt I, II und III beschriebenen, biologischen Vorgänge einwandfrei zu beherrschen, d.h. also, die Vorteile der Ozonisierung und der UV Bestrahlung in sich zu vereinigen.It is the object of this invention to provide an electrochemical water treatment device to create with the least amount of equipment, which also has the YorteiS, all of them to master the biological processes described under points I, II and III, i.e. to combine the advantages of ozonization and UV radiation.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, das im Ozonisator befinialiche elektrische Feld mit seiner "stillen elektrischen Entladung" direkt über dem Wasserspiegel zur Entladung zu bringen. Das auf diese Weise erzeugte °1 kann dann zum großen Teil mit den organischen Partieln direkt reagieren, ohne den Umweg über das O3 zu machen Das gebildete O3 wird, da sich durch das elektrische Wechselfeld ein Sprühnebel und eine unregelmäßige Wellenbewegung bildet, innigst mit dem Wasser vermischt. Die im elektrischen Feld gebildeten UV ßtrahlen dringen tief in das Wasser ein, Die Erfindung ist also eine Einrichtung, die bei geringstem apparativen Aufwand die Vorteile der Ozonisierung und der UV Bestrahlung in sich vereinigt.The invention is based on the idea that befinialiche in the ozonizer electric field with its "silent electric discharge" directly above the water level to discharge. The ° 1 generated in this way can then for the most part react directly with the organic particles without going through the O3 The O3 that is formed is a spray mist due to the alternating electrical field and forms an irregular wave motion, intimately mixed with the water. The UV rays formed in the electric field penetrate deep into the water, The invention is therefore a device that requires the least amount of equipment the advantages of ozonization and UV radiation combined.

Bildbeschreibung: 1.) Hochspannungstransformator 2.) Ilochspsnnungselektrode 3.) nichtung - ozonfest 4.) Ozonabgasstutzen 5.) Glaskanne - Dielektrikum 6.) Reaktionsraum - Wasserbehälter aus Kunststoff, oder Keramik, oder Metall 7.) Wasser 8.) Wassereinlauf 9.) Wasserauslauf 10.) Injektor für die Luftzufuhr 11.) Erdung 12.) Spriihfeld - stille elektrische Entladung 13.) Wasserspiegel Description of the picture: 1.) High voltage transformer 2.) Iloch voltage electrode 3.) Not - ozone-proof 4.) Ozone exhaust socket 5.) Glass jug - dielectric 6.) Reaction chamber - Water container made of plastic, or ceramic, or metal 7.) Water 8.) Water inlet 9.) Water outlet 10.) Injector for the air supply 11.) Earthing 12.) Spray field - silent electrical discharge 13.) water level

Claims

Patentansprücbe: 1. Elektrochemische Wasserbehandlungseinrichtung, in der das zu reinigende Wasser direkt in das elektrische Feld eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Feld (12) swischen der metallenen Hochspannungselektrode (2), dem Dielektrikum (5) - im Ausführungsfall eine Glaskanne, oder auch Glasscheibe - und dem geerdeten (11) Wasserspiegel (13) entsteht und somit auf die erfindungsgemäße Weise O, (A'ktivsauerstoff), 03 (Ozon) und ultraviolettes Licht zu erzeugen, die Wasseroberfläche (13) mit einem feinen Sprühnebel zu überziehen, eine innige Vermischung der elektrisch erzeugten Gase mit dem Wasser zu erzielen, andererseits jedoch den UV Strahlen genügend Raum zur Verfügung zu stellen, um eine intensive Bestrahlung in dem Wasser (7) des Reaktionsbehälters (6) vornehmen zu können, um auf diese Weise die notwendigen, chemischen Reaktionen hervorzurufen, die zur Zerstörung aller Krankheitserreger führt, Jegliche Fäulnisbildung verhindert, daß zwangsläufig entstehende Atmonius bezw. Ammoniak zu Nitrit und dieses wieder ZU Nitrat oxidierte 2. Elektrochemische Wasserbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im elektrischen Feld (12) gebildete Sprühnebel automatisch das Dielektrikur (5) wäscht und sauberhält.Claims: 1. Electrochemical water treatment device, in which the water to be cleaned is brought directly into the electric field, characterized in that the electric field (12) between the metal high-voltage electrode (2), the dielectric (5) - in this case a glass jug or glass pane - And the grounded (11) water level (13) arises and thus on the inventive Way to generate O, (active oxygen), 03 (ozone) and ultraviolet light, the To coat the water surface (13) with a fine spray, an intimate mixing to achieve the electrically generated gases with the water, on the other hand, however, the UV rays make enough space available for intensive irradiation in the water (7) of the reaction vessel (6) to be able to do in this way cause the necessary chemical reactions that destroy all pathogens Any putrefaction prevents the inevitably arising Atmonius respectively Ammonia to nitrite and this again oxidized TO nitrate 2. Electrochemical Water treatment device according to claim 1, characterized in that the im Spray mist formed electric field (12) automatically washes the dielectric (5) and keep it clean.

3. Elektrochemische ttJasseroehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassereinlauf (8) tangential in den Reaktionsraum (6) eingegeben wird, um durch die dadurch zwangsläufig sich ergebende kreisförmige Wasserbewegung eine hohe Turbulenz und eine lange Verweilzeit zu erzielen.3. Electrochemical water treatment device according to claim 1, characterized in that the water inlet (8) tangentially into the reaction space (6) is entered in order through the inevitably resulting circular Water movement to achieve high turbulence and a long residence time.

4. Elektrochemische Wasserbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserauslauf (9) bedeutend größer ist, als der Einlauf (8), um Jeden Rückstau des Wassers zu verhindern.4. Electrochemical water treatment device according to claim 1, characterized in that the water outlet (9) is significantly larger than that Inlet (8) to prevent any backwater of the water.

5. Elektrochemische Wasserbehandlungseinricbtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserriicklaufrohr (9) in einer bestimmten Höhe kurz unter dem Dielektrikum (5) endet, um unabhängig vom Wasserdurchsatz die Höhe des Wasserspiegels (13), beet, den Abstand zwischen dem Dielektrikui (5) und dem Wasserspiegel (13) auf einfache Weise konstant zu halten.5. Electrochemical Wasserbehandlungseinricbtung according to claim 1 characterized characterized in that the water return pipe (9) at a certain height just below the dielectric (5) ends to the height of the water level regardless of the water flow (13), beet, the distance between the dielectric (5) and the water level (13) to be kept constant in a simple way.

6. Elektrochemische Wasserhehandlungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß am Wassereinlaufrohr (8) ein einfacher InJektor (10) eingebaut wird, um dadurch die bei der Wasserförderung zwangsläufig entstehende Saugwirkung, die für die Ozonbildung notwendige Luft kontinuierlich dosiert zuzuführen, 70 Elektrochemische Wasserbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß das -überschüssie Ozon durch den Abzugskanal (4) abgeleitet wird.6. Electrochemical water treatment device according to claim 1 thereby characterized in that a simple injector (10) is installed on the water inlet pipe (8) in order to reduce the suction effect that is inevitably created when pumping water, to continuously supply the air necessary for ozone formation in doses, 70 Electrochemical water treatment device according to claim 1, characterized in that; that the excess ozone is discharged through the exhaust duct (4).

8. Elektrochemische Wasserbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das überschüssige Ozon iiber einen weiteren Injektor und einer Treibwasserpumpe aus dem Abgaskanal (4) abgesaugt, mit dem Wasser innigst vermischt und erneut in den Reaktionsraum (6) dem wasser (7) beigegeben wird, um auf diese Weise den wirlrungsgrad des Gerätes zu erhöhen. 8. Electrochemical water treatment device according to claim 1, characterized in that the excess ozone via a further injector and a motive water pump sucked out of the exhaust duct (4), with the water very intimately mixed and again in the reaction chamber (6) the water (7) is added to in this way to increase the degree of confusion of the device.

9. Elektrochemische Wasserbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der fiir den Betrieb der Finrichtung notwendige lochspannungstransformator direkt iiber der Elektrode (2) in der Glaswanne, - dem Dielektrikum - (5) untergebracht und erfindungsgemäß mit Schaumstoff vergossen wird, um auf diese Weise jede Beriihrung mit der Hochspannung auszuschließen. 9. Electrochemical water treatment device according to claim 1 characterized in that the hole voltage transformer necessary for the operation of the fin direction housed directly above the electrode (2) in the glass tank - the dielectric - (5) and according to the invention is encapsulated with foam in order to avoid any contact in this way to exclude with the high voltage.

10. Elektrochemsche Wasserbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem oberen Rand der Glaswanne (5) eine ozonfeste Dichtung (3) für einen gasdichten Abschluß sorgt.10. Electrochemical water treatment device according to claim 1, characterized in that on the upper edge of the glass tub (5) an ozone-proof Seal (3) ensures a gas-tight seal.

11. Elektrochemische Wasserbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß das Ansaugrohr des Injektors (10) über ein T-Stfick bei einem normale Luft und zum andern aus dem Abgaskanal (4) das überschüssige Ozon absaugt, dem Injektor zuführt und erneut untermischt.11. Electrochemical water treatment device according to claim 1, characterized in that the intake pipe of the injector (10) has a T-piece at one normal air and the other from the exhaust gas duct (4) the excess ozone sucked off, fed to the injector and mixed in again.