DE3737424A1 - Wasser-ozonisierung-system - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wasser-Ozonisierung-System zur Verbesserung der Wasserqualität und genauer, zur Verbesserung der Qualität von Rohwasser und zur effizienten und wirtschaftlichen Spülung von dessen Filter durch die Zugabe von Ozon zu einem Zeitpunkt, in dem der Filter gespült wird.

Fig. 2 zeigt einen Ablaufplan, der das Rohrleitungsnetz in einem herkömmlichen Schwimmbad darstellt, mit folgender Anordnung: Badewasser 1, ein Ventil 2 zur Regelung der Menge des zirkulierenden Wassers, ein Haarsammler 3, eine Rohwasserpumpe 4, ein Ventil 5 für das vorwärts zirkulierende Wasser, ein Ventil 6 für das rückwärts spülende Wasser, ein Entladeventil 7 für das rückwärts spülende Wasser, ein Filter 8, ein Luftablaßventil 9 für das automatische Ablassen der Luft, die sich in dem Filter sammelt, ein Ventil 10 für die Rückführung des Wassers in das Schwimmbad, einen Wärmetauscher 11 für die Konstanthaltung der Badewassertemperatur, einen Tank 12 für unterchlorige Säure, eine Soda-Einspritzpumpe 13 für die unterchlorige Säure, einen Tank 14 für ein Anlagerungsagens für hochpolymere Moleküle, eine Einspritzpumpe 15 für das Anlagerungsagens für hochpolymere Moleküle, ein Zuführungsbehälter 16 für festes Chlor, eine Versorgungsrohrleitung 17 für das rückwärtsspülende Wasser, ein Wasserzufuhrventil 18, ein Speichertank 19 für das rückwärts spülende Wasser und ein Wasserzufuhrventil 20 für das rückwärts spülende Wasser.

Der Betrieb des Wasser-Ozonisierung-Systems wird im folgenden beschrieben. Die Ventile 2, 5 und 10 sind geöffnet und die Ventile 6, 7 und 20 sind geschlossen, während die Chemikalien Einspritzpumpen 13, 15 in Betrieb sind. Mit anderen Worten werden das Soda 12 für die unterchlorige Säure und das Anlagerungsagens für hochpolymere Moleküle in das Badewasser 1 eingespritzt, das durch die unterchlorige Säure sterilisiert wird, und Mikroverunreinigungen, die in dem Badewasser enthalten sind, werden zu groben Flocken reduziert. Die Haare, die mit dem Badewasser 1 vermischt sind, das die derartig zugeführten Chemikalien 12, 13 enthält, werden durch den Haarsammler 3 entfernt, bevor es durch die Rohwasserpumpe 4 umgewälzt wird. Wenn das Badewasser 1, das durch die Rohwasserpumpe 4 bewegt wird, noch einen hohen Prozentsatz von Verunreinigungen enthält, wird festes Chlor aus dem Zuführungsbehälter 16 für festes Chlor zugeführt und mit dem Badewasser 1 vermischt, um die Menge des chemischen Agens zu erhöhen. Das Badewasser 1, sterilisiert und zu groben Flocken reduziert durch die zuvor erwähnten Chemikalien, wird in den Filter 8 von oben eingeleitet, worin die Verunreinigungen in Form der groben Flocken durch das Filtermedium aufgefangen werden. Die Luft, die teilweise in den Filter 8 eingebracht wird, wird automatisch über das Luftablassventil 9 abgelassen, wenn die Luft eine vorher festgelegte Menge erreicht. Das Badewasser, aus dem durch den Filter 8 die Verunreinigungen entfernt worden sind, tritt durch das Ventil 10, wodurch das Wasser in das Schwimmbad zurückgeführt wird und in den Wärmetauscher 11 gelangt, wo es auf eine geeignete Temperatur aufgeheizt wird, bevor es in das Schwimmbad geleitet wird.

Falls die Menge der Verunreinigungen jedoch über die Aufnahmefähigkeit des Filtermediums des Filters 8 ansteigt, wird die Filterwirksamkeit zerstört. Die Verunreinigungen auf diese Weise aufgefangen, müssen dann aus dem System herausgebracht werden; das bedeutet, der Filter muß rückwärts gespült werden durch ein System in Richtung des Pfeils B, zum Beispiel wie es im folgenden beschrieben werden wird.

Eine Leitungswasserzuleitung ist an der Versorgungsrohrleitung 17 für das rückwärts spülende Wasser, zum Beispiel, angeschlossen und das Wasserzufuhrventil 18 ist geöffnet, um Wasser in den Speichertank 19 für das rückwärts spülende Wasser zu speichern. Im Zeitpunkt der Rückwärtsspülung werden die Systemventile in die folgenden Zustände versetzt: Die Ventile 20, 6 und 7 sind geöffnet; die Ventile 2, 5 und 10 sind geschlossen; die Rohwasserpumpe 4 ist in Betrieb und die Chemikalienpumpen 13, 15 sind in einem stationären Zustand. Genauer wird das Wasser, das in dem Speichertank für das rückwärts spülende Wasser gespeichert ist, durch das Ventil 20 für das rückwärts spülende Wasser hindurchgeleitet und mit Hilfe der Rohwasserpumpe 4 durch das Ventil 6. Dann wird das Spülwasser vom Boden des Filters 8 hinaufgeblasen, um die Verunreinigungen, die im Filtermedium enthalten sind, aus dem Filter 8 zu lösen, wodurch der Filter über das Ventil 7 des Systems als Abfluß entsorgt wird.

Da das konventionelle Badewasserbehandlungssystem, ausgerüstet mit einem Filter und unter dem Einsatz eines Kreislaufs und der Wasserwiederverwendung derartig aufgebaut ist, wird eine große Menge von Chemikalien, zum Beispiel das Soda der unterchlorigen Säure, das Anlagerungsagens für hochpolymere Moleküle und das feste Chlor für zusätzliche Zuführung benötigt, wenn der Prozentsatz der Verunreinigungen hoch ist. Dies hat einen starken Geruch nach Chlor im Schwimmbad zur Folge und erweckt bei den Besuchern ein unangenehmes Gefühl und daneben bewirkt Chlor nicht nur, daß die verwendeten Metalle korrodieren, sondern läßt auch Pflanzen absterben. Darüber hinaus ist die Oberfläche des Filtermaterials des Filters schnell verstopft, weil das Anlagerungsagens für hochpolymere Moleküle eingesetzt wird, um die Verunreinigungen zu groben Flocken zu reduzieren und aus diesem Grund wird die Rückwärtsspülung häufig gebraucht. Das Filtermedium, das normalerweise aus Sand mit kleinem Durchmesser in Form von Schichten zusammengesetzt ist, ermöglicht die Vermehrung von Mikroben zu jedem Zeitpunkt und ihr Wachstum macht es schwierig, die Mikroben nur durch Rückwärtsspülung mit Leitungswasser zu entfernen, wodurch ein Problem darin entsteht, daß in seltenen Fällen das Filtermedium ausläuft und in das Schwimmbad gelangt.

Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, die zuvor erwähnten Probleme zu beseitigen und es ist demnach eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wasserbehandlungssystem zu schaffen, das in der Lage ist, die Chemikalien in großem Maßstab zu reduzieren, oder völlig zu vermeiden, die Mikroben, die in dem Filtermedium wachsen zu entfernen und im großen Umfang die Anzahl der erforderlichen Rückwärtsfilterspülungen oder die Menge des rückwärts spülenden Wassers zu reduzieren, um eine vollständige Wiederherstellung des Filtermediums zu erzielen, so daß nicht nur die Wasserqualität sondern auch die Atmosphäre darin stark verbessert werden kann.

Das Wasser-Ozonisierung-System gemäß der vorliegenden Erfindung wurde entwickelt, um die Wasserqualität zu verbessern, indem es Ozon enthält, das in dem Rohwasser reagiert und von ihm mit einer hohen Effizienz absorbiert wird, während die Chemikalien in großem Maßstab reduziert oder völlig vermieden werden und weiterhin die Mikroben, die in dem Filtermedium des Filters wachsen und die aufgefangenen Verunreinigungen wirksam entfernt werden mit Hilfe einer Kombination von ozonisiertem Wasser und Ozonisierungs-Gas in Form von kleinen Luftblasen, mit denen der Filter rückwärts gespült wird.

In dem Wasser-Ozonisierung-System zur Verbesserung der Wasserqualität gemäß der vorliegenden Erfindung, wird ein Teil des Rohwassers oder des Spülwassers abgeleitet und eine Ausstoßvorrichtung ist in dem abgeleiteten Kreis angeordnet, um Ozon zu bilden, wobei die Menge des Ozonisierungs-Gases in Form von kleinen Luftblasen begrenzt ist auf ein Maß, so daß die Rohwasserpumpe keine Cavitationseffekte erzeugt, um die Ozonabsorption zu verbessern, die durch die Einwirkung des Pumpenflügelrades erzeugt wird. Wenn das Filtermedium des Filters rückwärts gespült wird, werden weiterhin das ozonisierte Wasser und das nicht umgesetzte Gas in kleinen Blasen in das Filtermedium eingeblasen, um die Mikroben abzutöten, die in dem Filtermedium wachsen, und die Oberflächenkraft des Ozonisierungs-Gases in den kleinen Blasen wird eingesetzt für die Verunreinigungsbeseitigung in den Schichten des Filtermediums, um so das Filtermedium wirksam zu reinigen.

Fig. 1 zeigt ein Rohrleitungsnetz eines Wasser-Ozonisierung-Systems für die Behandlung des Wasserkreislaufs eines Schwimmbades mit Ozon.

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm des Rohrleitungsnetz eines konventionellen Wasser-Ozonisierung-Systems.

Unter Bezugnahme auf die dazugehörenden Zeichnungen wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. In Fig. 1 ist ein Wasser-Ozonisierung-System dargestellt, das die folgenden Elemente umfaßt: Ein Ableitungsventil 21 für das Kreislaufwasser, ein Ableitungsventil 22 für das rückwärts spülende Wasser, eine Ausstoßvorrichtung 23 für die Reduzierung von Generatorgas in kleine Luftblasen und Mischung mit dem Wasser, das mit einer hohen Flußgeschwindigkeit herangeführt wird, ein Rückführventil 24 für das abgeleitete Wasser, das auf der Saugseite der Hauptleitung der Rohwasserpumpe 4 angeschlossen ist, ein Ozonisator 25 für die Erzeugung von Ozon aus Luft und Sauerstoff, ein Ozonzufuhrventil 26 und eine Rückflußsperre 27, die einen Rückfluß des Wassers in den Ozonisator 25 verhindert.

Der Betrieb des Wasser-Ozonosierungs-Systems wird im folgenden beschrieben. Das Badewasser wird gereinigt durch ein Kreislaufsystem, indem es in Richtung des Pfeils A fließt. Das Wasser wird durch die geöffneten Ventile 2, 5, 10, 21, 24 und 26 geleitet, während die Rohwasserpumpe 4 und der Ozonisator 25 in Betrieb sind. Genauer wird das Badewasser 1 über das Ventil 2, den Haarsammler 3, die Rohwasserpumpe 4, das Ventil 5, einen Filter 8 und das Ventil 10 in den Wärmetauscher 11 geführt, wo es, bevor es in das Schwimmbad zurückgeführt wird, erhitzt wird. Um die Konzentration des ozonisierten Wassers in diesem Fall zu erhöhen, wird eine festgelegte Menge des gereinigten Wassers, nachdem es den Filter durchlaufen hat, abgezweigt und dann durch das Ventil 21 die Ausschußvorrichtung 23 und das Ventil 24 hindurchgeleitet, bevor es mit dem Kreislaufwasser 1 auf der Saugseite der Rohwasserpumpe 4 gemischt wird.

Zu diesem Zeitpunkt wird das Ozonisierungs-Gas, das durch den Ozonisator 25 produziert wird, über das Ventil 26 und die Rückflußsperre 27 in die Ausstoßvorrichtung 23 durch dessen Sauganschluß zugesetzt und das Ozonisierungs-Gas wird in kleine Luftblasen verwandelt und mit dem abgeleiteten Wasser gemischt, wodurch der Prozeß der Wasser-Oualitätsverbesserung durchgeführt wird, indem die Sterilisation und die Zersetzung organischer Bestandteile eingeführt wird mit Hilfe des abgeleiteten Wassers und des Ozons, von dem man sagt, daß es eine Oxydationskraft besitzt, die mehrere tausend mal stärker ist als die des Sodas der unterchlorigen Säure. Teile des ozonisierten Wassers und des nicht gebundenen Ozonisierungs-Gases in Form kleiner Luftblasen, werden mit dem Badewasser auf der Saugseite der Rohwasserpumpe 4 gemischt und diese Vermischung wird weiter beschleunigt durch die Flügelräder der Rohwasserpumpe 4, so daß das abgeleitete ozonisierte Wasser und das Ozonisierungs-Gas in kleinen Luftblasen dazu veranlaßt wird, weiter zu reagieren und sich mit dem gesamten Kreislaufwasser mit großer Effizienz zu vermischen. Dementsprechend wird die gesamte Menge des Kreislaufwassers durch das Ozon zu einer guten Qualität aufgearbeitet und durch den Filter 8 geleitet, wo seine schwebenden Substanzen durch die Schichten des Filtermediums eingefangen werden und es wird dann in das Schwimmbad als gereinigtes Wasser, dessen Qualität durch das Ozon verbessert wurde, zurückgeführt, wobei die Verbesserung die Sterilisation, die Entfärbung und die Geruchsverbesserung des Wassers einschließt.

Andererseits werden die gelösten Substanzen, die durch den Filter 8 eingefangen werden, entsorgt über ein System, das durch den Pfeil B des Kreislaufsystems angedeutet wird. Während das rückwärts spülende Wasser, das in dem Speichertank 19 gespeichert ist, hauptsächlich durch das Ventil 20, die Kreislaufpumpe 4 und das Ventil 6 in den Filter eingeführt wird, wird dieses Wasser über das Ventil 22 in die Ausstoßvorrichtung 23 abgeleitet. Durch diese Maßnahme wird das Ozon, das durch den zuvor erwähnten Ozonisator erzeugt wird, teilweise genutzt, um die Qualität des rückwärts spülenden Wassers, das so abgeleitet wurde, zu verbessern, und bildet kleine Luftblasen aus ozonisierendem Gas, die mit dem rückwärts spülenden Wasser gemischt werden, das durch das Ventil 20 geleitet wird, wobei die Vermischung durch die Kreislaufpumpe 4 beschleunigt wird. Dies hat zur Folge, daß die gesamte Menge des Kreislaufwassers auf diese Art ozonisiert wird und die kleinen Luftblasen erhalten die Möglichkeit sich über die Gesamtmenge des Wassers zu verteilen. Das rückwärts spülende Wasser in diesem Zustand wird in den unteren Teil des Filters eingeleitet und dazu eingesetzt, das Filtermedium von unten nach oben zu spülen. Das ozonisierte Wasser dient zur Sterilisierung der eingefangenen Substanzen in den Schichten des Filtermediums und darüber hinaus der Mikroben, die darin wachsen und befreit es nach oben hin. Jedoch wird eine große Menge Spülwasser benötigt, um die eingefangenen Substanzen abzuführen, falls nur Spülwasser eingesetzt wird. Im Gegensatz dazu sind die kleinen Blasen der Luft und des ungebundenen Ozonisierungs-Gases in der Lage, die Mikroben in den Schichten des Filtermediums zu sterilisieren und sie aus dem Filtermedium auf eine Art zu isolieren, so daß seine Luftdurchlässigkeit verbessert wird. Die Oberflächenkraft der Luft wird gleichzeitig verbessert, so daß eine weitaus kleinere Menge Spülwasser erforderlich ist als die, die benötigt wird für den Fall, daß allein Spülwasser wirksam eingesetzt werden kann für die Spülung und für die Erreichung eines gereinigten Zustandes des Filtermediums.

Obwohl die Beschreibung in der obigen Ausführungsform vorgenommen wurde für den Wasserkreislauf eines Schwimmbades, ist die vorliegende Erfindung auch für den Fall einsetzbar, bei dem Wasser nicht zirkuliert sondern durch einen gleichen Filter einmal hindurchgeleitet wird. Es wurde so angeordnet, daß das Ozon in das zirkulierende Wasser eingeführt wurde, das von dem gereinigten Wasser abgeleitet und abgetrennt wurde, das zur Verfügung stand, nachdem es durch den Filter geleitet wurde, aber es kann auch auf der Druckseite der Rohwasserpumpe eingemischt werden. Mit einer derartigen Anordnung, bei der Ozon aus einem getrennten System eingeführt wird, ist es lediglich notwendig, den Zielpunkt des Rückführungswassers nach der Ozonzuführung auf der Saugseite der Rohwasserpumpe festzulegen. Darüber hinaus können die Ventile in dem System von Hand betrieben werden oder durch einen Motor und sollten so angeordnet sein, daß sie eine Ableitung und einen Durchlaß des zirkulierenden und des spülenden Wassers erlauben. Ungeachtet der Anordnung in der vorher erwähnten Ausführungsform, in der ein Zuführungsbehälter für festes Chlor vorgesehen ist, um Schwimmbadbestimmungen einzuhalten, die einen Restchlorbestand vorschreiben, sind alle Arten von Vorrichtung für die Chlorzuführung geeignet. Selbst für den Fall, daß derartige Bestimmungen im Hinblick auf Chlor nicht existieren, ist es unnötig zu sagen, daß derselbe Effekt wie in dem Fall der oben erwähnten Ausführungsform erzielt werden kann.

In dem Wasserbehandlungsapparat der vorgesehen ist für die Verbesserung der Wasserqualität gemäß der vorliegenden Erfindung wird Ozon in Teile des zirkulierenden Wassers auf der Druckseite der Rohwasserpumpe bis zu dem Maß zugesetzt, bei dem kleine Mengen des Ozonisierungs-Gases herangeführt werden innerhalb der Grenze, bei dem die Rohwasserpumpe keine Cavitationseffekte zeigt, so daß die Ozonreaktion wirksam durch die Einwirkung und die Vermischung durch die Rohwasserpumpe erhöht wird und wodurch die Menge der Chemikalien in großem Maßstab reduziert wird oder vollständig beseitigt wird, die anstelle des Ozons eingesetzt werden, wodurch die Konzentration von Chlor innerhalb des Schwimmbades demnach in großem Maßstab reduziert oder vollständig vermieden werden kann. Dementsprechend wird Korrosion von Metallen, die in diesen Gebäuden eingesetzt werden, verringert und die Atmosphäre darin in einem merkbaren Maß verbessert und komfortable Schwimmbäder betrieben. Darüber hinaus besitzt die vorliegende Erfindung die Wirkung, daß man sehr hygienisches Badewasser erhält, da das Filtermedium wirtschaftlich mit einer kleineren Menge ozonisierten Wassers gemischt mit kleinen Luftblasen des ozonisierenden Gases als Spülwasser gespült und gereinigt werden kann, um Mikroben im Filtermedium zu sterilisieren.

Claims (2)

1. Wasser-Ozonisierung-System, ausgerüstet mit einem Filter und eingesetzt für die Verbesserung der Wasserqualität indem Wasser mit Ozon behandelt werden kann, mit Hilfe der folgenden Schritte:
Installieren einer Ableitungs-Rohrleitung darin, um einen Teil des Rohwassers von der Druckseite einer Rohwasserpumpe abzuleiten, wobei die Ableitungsrohrleitung mit einer Ausstoßvorrichtung verbunden ist;
Zuführung und Einleitung von Ozon, das durch einen Ozonisator gewonnen wird in die Ausstoßvorrichtung, über deren Sauganschluß, um das Wasser zu ozonisieren und ozonisiertes Wasser zu erzeugen;
Rückführung des ozonisierten Wassers über eine Ableitungsrohrleitung an die Saugseite der Rohwasserpumpe und
Heranführung des ozonisierten Wassers und des nicht aufgenommenen Ozonisierungs-Gases in die Gesamtmenge des Rohwassers innerhalb einer Grenze, innerhalb derer die Rohwasserpumpe keine Cavitationseffekte erzeugt, so daß die Ozonabsorbtion wirksam durch die Einwirkung der Pumpenflügelräder verstärkt wird für die Beschleunigung der Ozonisierung und der Reaktion des nicht aufgenommenen Ozonisierungs-Gases in der Rohwasserpumpe innerhalb der Gesamtmenge des Rohwassers durch Ozonisierungsmittel.

2. Wasser-Ozonisierung-System, ausgerüstet mit einem Filter und eingesetzt für die Spülung des Filters in festgelegten Zeitabständen, wobei ein Filtermedium und Bakterien, die in dem Filtermedium wachsen, entsprechend gespült und sterilisiert werden durch das ozonisierte Wasser und kleine Blasen des Ozonisierungs-Gases mit Hilfe der folgenden Schritte: Installieren einer Ableitungs-Spülwasserleitung darin, um einen Teil des Spülwassers abzuleiten, wobei die Ableitungsrohrleitung mit einer Ausstoßvorrichtung verbunden ist,
Zuführung und Einleitung von Ozon, das durch einen Ozonisator gewonnen wird in die Ausstoßvorrichtung über deren Ansauganschluß, um ozonisiertes Wasser und kleine Blasen des Ozonisierungs-Gases zu bilden,
Durchführung des Aufeinandertreffens des Spülwassers und der Saugseite der Rohwasserpumpe und der Absorbtion des ungebundenen Ozons, um so das ungebundene Ozon beschleunigt damit über die Rohwasserpumpe zu mischen und Bewirkung der Entladung des Spülwassers aus der Spülwasserzufuhrvorrichtung, die mit einem Filtermedium Waschkreis im unteren Teil des Filters vorgesehen ist.