DE4016116A1 - Verfahren und einrichtung zur desinfektion von mit mikroorganismen belasteten abwaessern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Desinfektion von mit Mikroorganismen, etwa Bakterien, Viren, Keimen und dergleichen, belasteten Abwässern, wie sie insbesondere als Reinigungswas­ ser in der Gentechnik anfallen, bei dem das Abwasser mittels eines Wärmetauschers und/oder direktem Injizieren von Heiß­ dampf auf Desinfektionstemperatur erhitzt, das so erhitzte Abwasser dann in einer Verweilstufe für eine vorgegebene Soll- Mindestverweilzeit auf der Desinfektionstemperatur gehalten und daraufhin abgeleitet wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Dieses bekannte Verfahren findet meist dann Anwendung, wenn sich in dem Abwasser Mikroorganismen befinden, die nicht im lebenden Zustand in die Kanalisation gelangen sollen, das Abwasser aber ansonsten vergleichsweise rein, also nicht mit Feststoffpartikeln (Schmutzpartikeln) behaftet bzw. bereits vorab von solchen Partikeln befreit worden ist. Ein typisches Beispiel für ein derartiges Abwasser ist das in gentechnischen Instituten zum Reinigen von Gefäßen und Geräten benutzte Was­ ser, in dem sich beim Reinigungsvorgang etwa genmanipulierte Viren befinden. Ein wesentlicher Punkt ist nun, daß bei der Desinfektion solchen Abwassers die erforderliche Desinfektions­ temperatur zur Abtötung der Mikroorganismen tatsächlich erreicht wird, zu welchem Zweck die bekannten derartigen Einrichtungen mit Temperatursensoren ausgestattet sind. Weiterhin ist es aber für eine sichere Abtötung der Mikroorganismen erforderlich, daß diese der Desinfektionstemperatur auch über einen ausreichend langen Zeitraum ausgesetzt werden. Die bekannten Einrichtungen weisen deshalb eine sogenannte Verweilstufe auf, die im all­ gemeinen aus einem Druckbehälter besteht, der mehrere Kammern, beispielsweise vier Kammern, mit eingebauten statischen Mischern aufweist. Das bereits auf Desinfektionstemperatur erhitzte Abwasser wird durch diesen labyrinthartigen Druckbehälter un­ ter Aufrechterhaltung der Desinfektionstemperatur hindurchgelei­ tet, wozu das Abwasser eine vergleichsweise lange Zeit benötigt; man spricht deshalb von der Verweilzeit. Die Strömungswege im Druckkessel sind dabei so gestaltet, daß in der hindurchströ­ menden Flüssigkeit eine gleich verteilte Geschwindigkeit herrscht. Somit ist sichergestellt, daß die vorgegebene Verweilzeit für jedes Organismusteilchen eingehalten wird. Durch Strömungsbe­ rechnungen wird die Verweilzeit bei der Konstruktion des Druck­ behälters ermittelt und festgelegt.

Es hat sich nun gezeigt, daß sich in der Praxis doch Fälle er­ geben könnten, etwa durch Änderung der Parameter des injizier­ ten Heißdampfs, daß die vorgegebene Mindest-Sollverweilzeit des Abwassers im Druckkessel Schwankungen unterworfen wird. Selbst dann aber, wenn, was im allgemeinen der Fall sein wird, die Verweilzeit konstant bleibt, wäre es für den Anwender des Ver­ fahrens bzw. der Einrichtung wünschenswert und "beruhigend", jederzeit den Beweis zu haben, daß die Mindest-Sollverweilzeit tatsächlich eingehalten wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Sicher­ heit des eingangs erwähnten Verfahrens und der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens noch sicherer zu machen und dem Anwender einen Sicherheitsbeweis an die Hand zu geben. Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich verfahrensmäßig aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1, einrichtungs­ mäßig aus denjenigen des Patentanspruchs 3.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur näher erläutert.

Auf der Zeichnung ist mit 10 ein Druckbehälter bezeichnet, der die Verweilstufe einer eingangs erwähnten Abwasser-Desinfektions­ einrichtung darstellt. Der Behälter 10 ist in seinem Inneren mit vier Ringkammern, auf der Zeichnung mit 1, 2, 3, 4 bezeich­ net, versehen, sowie zusätzlich mit statischen Mischern, Leit­ blechen und dergleichen, wobei sich jedoch hier eine detaillierte Beschreibung erübrigt, weil derartige Druckbehälter 10 Stand der Technik sind. Dem Behälter 10 wird das zu desinfizierende und bereits auf Desinfektionstemperatur, beispielsweise 130°C, erhitzte Abwasser über eine Zuführleitung 11 zugeführt, die in die äußere Ringkammer 4 einmündet. Das Abwasser durchströmt dann die Kammern des Behälters 10, wobei es durch Wärmeisolato­ ren und/oder Heizungen auf der Desinfektionstemperatur gehalten wird, und tritt schließlich nach Durchströmen der Kammer 4 wie­ der aus dem Druckkessel 10 aus, wobei es durch die Abführleitung 12 abgeleitet wird.

Erfindungsgemäß ist nun ein Dosierer 13 über ein Dosierventil 14 an die Zuführleitung 11 sowie ein Sensor 15 in geeigneter Weise an die Abführleitung 12 angeschlossen. Im Dosierer 13 befindet sich ein Indikator, der in gewissen Zeitabständen kurzfristig in die Zuführleitung 11 bzw. in das darin strö­ mende Abwasser eingeschleust wird. Zu diesem Zweck ist das Dosierventil 14 an eine nichtdargestellte elektronische Steuereinrichtung angeschlossen, die automatisch das Dosier­ ventil beispielsweise in Zeitabständen von fünf Minuten das Ventil für zehn Sekunden öffnet. Der eingeschleuste Indikator durchströmt nun mit dem Abwasser den Druckbehälter 10 und so­ bald der Sensor 15 das Auftreten des Indikators in der Abführ­ leitung 12 feststellt, gibt er ein Signal an die erwähnte elektronische Steuereinrichtung ab, in welcher dann die Zeit­ spanne zwischen Öffnen des Ventils 14 und Detektion des Indi­ kators durch den Sensor 15 ermittelt und mit der eingespei­ cherten Mindest-Sollverweilzeit verglichen wird. Liegt die ermittelte Ist-Verweilzeit unter der Mindest-Sollverweilzeit, dann zeigt dies die Steuereinrichtung optisch und/oder akustisch an. Darüberhinaus kann die Steuereinrichtung auch in den Prozeß eingreifen, d. h., selbsttätig entweder die ganze Einrichtung stillsetzen oder aber das Abwasser über eine nichtgezeichnete Rückführungsleitung für einen erneuten Durchgang durch den Druck­ behälter 10 in die Zuführleitung 11, und zwar vorzugsweise an einer Stelle vor der Heißdampfinjektion, zurückführen. Zweck­ mäßigerweise wird man auch die bekannten, auf der Zeichnung nichtdargestellten Temperatursensoren mit der erwähnten elek­ tronischen Steuereinrichtung verbinden, mit dem Ergebnis, daß tatsächlich nur dann Abwasser über die Leitung 12 in die Kana­ lisation abgeleitet wird, wenn sowohl Höhe als auch Einwirk­ dauer der Sterilisationstemperatur sichergestellt sind.

Als Indikatoren können beispielsweise radioaktive Isotope ver­ wendet werden, die nur eine geringe Strahlung und eine geringe Halbwertszeit, die selbstverständlich über der Verweilzeit liegen muß, aufweisen und die in Nichtstrahler zerfallen. Der Sensor 15 ist in diesem Fall dann ein Zähler. Es sind aber auch andere Indikatoren einsetzbar, etwa Trübstoffe, die dann durch einen optischen Trübemesser detektiert werden können. Weiterhin sind als Indikatoren Farbstoffe, Metall­ pulver u. s. w. denkbar.

Mit der Erfindung wird also dem Anwender während des konti­ nuierlich ablaufenden Desinfektionsvorgangs immer wieder an­ gezeigt, daß die erforderliche Verweilzeit eingehalten ist, bzw. es werden selbsttätig Maßnahmen ergriffen, wenn die Verweilzeit zu kurz sein sollte. Die Sicherheit der Desinfek­ tion ist deshalb stets gewährleistet, und zwar für den An­ wender erkennbar.

Claims (5)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Desinfektion von mit Mikroorganismen, etwa Bakterien, Viren, Keimen und derglei­ chen, belasteten Abwässern, wie sie insbesondere als Reini­ gungswasser in der Gentechnik anfallen, bei dem das Abwas­ ser mittels eines Wärmetauschers und/oder direktem Injizieren von Heißdampf auf Desinfektionstemperatur erhitzt, das so erhitzte Abwasser dann in einer Verweilstufe für eine vorge­ gebene Mindest-Sollverweilzeit auf der Desinfektionstemperatur gehalten und daraufhin abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in vorgegebenen Zeitabständen kurzzeitig in das erhitzte Abwasser unmittelbar vor seinem Eintritt in die Verweilstufe ein Indikator injiziert, der Indikator im die Verweilstufe verlassenden Abwasser detektiert, die Zeitspanne zwischen Injizierung und Detektion des Indikators als Ist-Verweilzeit des Abwassers in der Verweilstufe mit der vorgegebenen Min­ dest-Sollverweilzeit verglichen und dann, wenn die Ist- Verweilzeit die Mindest-Sollverweilzeit überschreitet, ein Alarmsignal und/oder ein Abschaltsignal und/oder ein Signal zum nochmaligen Zuführen des Abwassers in die Verweilstufe abgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 mit Überwachung der vorge­ benen Mindest-Solltemperatur des aus der Verweilstufe aus­ tretenden Abwassers, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweil­ zeitüberwachung und die Temperatur-Überwachung derart miteinander kombiniert werden, daß nur solches Abwasser als desinfiziertes Abwasser abgeleitet wird, das sowohl bezüglich Höhe als auch Dauer der Temperatureinwirkung die vorgegebenen Soll-Werte erfüllt.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Verweilstufe in Form eines Mehrkammer-Druck­ behälters, gekennzeichnet durch einen mit dem Indikator gefüllten Dosierer (3) am Abwassereinlaß (11) der Verweilstufe (10), einen auf diesen Indikator ansprechenden Sensor (15) am Abwasseraus­ laß (12) der Verweilstufe (10), einer an den Dosierer (13) und den Sensor (15) angeschlossenen elektrischen Zeitmeß- und Ver­ gleichsschaltung sowie einer daran angeschlossenen elektroni­ schen Steuerschaltung.

4. Einrichtung nach Anspruch 3 mit Temperatursensor am Ein­ gang und/oder Ausgang der Verweilstufe, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor an die elektronische Steuerschaltung angeschlossen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen Drucksensor am Eingang und am Ausgang der Ver­ weilstufe (10), wobei beide Drucksensoren zur Überwachung der Druckdifferenz an die elektronische Steuereinrichtung angeschlos­ sen sind.