DE4206596A1 - Ultraviolett-desinfektionsgerinne - Google Patents

Description

Nach dem Stand der Technik verwendet man zur UV-Desinfektion größerer Mengen von Wasser offene Gerinne, in denen UV-Strahler in unterschiedlichster Weise konfiguriert werden. Das Wasser durchfließt diese räumlichen UV-Strahlergitter, wobei die ultravioletten UVC-Strahlen über eine Schädigung der DNA die Inaktivierung der meist einzelligen Mikroorganismen, wie beispielsweise Bakterien, unter denen auch Krankheitskeime sein können, vornehmen.

Dieses Verfahren wird zunehmend interessanter, da man auf diese Weise Chlor vermeiden kann. Die Anwendung von Chlor zur Desinfektion von Wasser hat, wie man heute weiß, eine Reihe von gefährlichen Nebenwirkungen, wie die Bildung von Organo-Halogenverbindungen mit krebserregenden und mutagenen Eigenschaften, um nur ein Beispiel zu nennen. Auch ist die Handhabung und Lagerung von Chlor nicht ungefährlich. Die Desinfektion von Flüssigkeiten mittels UVC-Strahlen ist ein rein physikalisches Verfahren, das keinen Einfluß auf die chemische Beschaffenheit des Wassers hat. Die ozonbildenden energiereicheren Wellenlänge unterhalb von 240 nm kann man durch die Wahl der Quarzmaterialien für die UV-Brenner und deren Hüllrohre abblocken.

Vorzugsweise wendet man die UV-Desinfektion in Gerinnen bei der Behandlung von geklärten Abwässern an, wenn dieselben in sensible Vorfluten, wie beispielsweise in Flüsse oder Küstenstreifen mit Badestränden entlassen werden. Dies gilt auch für Küstenzonen, in denen sich Muschelzuchtbänke oder andere Fischzuchtbetriebe befinden. In Europa hat man sich inzwischen darauf geeinigt, dort die biologisch geklärten Abwässer nach den Richtlinien des Rates der europäischen Gemeinschaften vom 8. Dez. 1975 über die Qualität der Badegewässer (76/160/EWG) zu desinfizieren. Die UV-Desinfektion ist dafür eine geeignete Desinfektionsmethode.

In USA und Kanada sind bereits eine größere Zahl solcher Anlagen mit gutem Erfolg im Einsatz. Die Anwendung der UV-Desinfektionstechnik, sowie eine Reihe bewährter Geräte sind umfassend im "Design Manual, Municipal Wastewater Desinfection, der United States Environmental Protection Agency, EPA/625/1-86/021" beschrieben worden, sodaß dort jeder daran Interessierte alle konstruktiven Besonderheiten, Verfahrensweisen und Parameter nachlesen kann. Zusammenfassend sind alle Konstruktionsparameter wie beispielsweise die UV-Strahlendichtewerte (UV-Density, W UVC/l) und die dazugehörigen Werte der UV-Durchschnitts-Intensität (Average-UV-Intenities, Mikrowattsekunden /cm²) bei den verschiedenen Absorptionskoeffizienten für die wirksamsten UV-Brenner-Konfigurationen in Kurvenscharen bekanntgemacht.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung des Desinfektionsgerinnes, nämlich der offenen Grabenform in der heute meist vorliegenden Ausführung, die noch Mängel aufweist, welche durch den erfinderischen Gedanken beseitigt werden sollen.

Die UV-Desinfektionsgerinne in der konventionellen Bauweise entsprechen im Prinzip dem stark vereinfachten Schema nach Fig. 1, 1a und 1b.

In dem Gerinne 1 soll beispielhaft ein räumliches UV-Strahlergitter 3 von sechzig UV-Strahlern in der bekannten wirksamsten schachbrettartigen Konfiguration angeordnet sein. Fig. 1 ist ein Längsschnitt, Fig. 1a ein Schnitt quer durch die Brennerbatterie 3, das heißt senkrecht zur Strömungsrichtung 9. Mit dem verstellbaren Überströmwehr 2 kann zu jeder Durchflußmenge der konstante Wasserstand 10 eingestellt werden. Das Wehr kann beispielsweise auch ein unterströmtes verstellbares Wehr sein. Ein konstanter Wasserstand 10 ist nötig, damit die Emissionslänge 7 immer unterhalb des Wasserspiegels liegt und das die UV-Strahler umgebende Quarzhüllrohr nicht durch einen schwankenden Wasserstand wechselweise mit Luft oder Wasser in Berührung kommt, wobei durch Zwischenantrocknung verstärkt Beläge auf den Quarzhüllrohren 5 gebildet würden. Die Fig. 1b zeigt den UV-Brenner 6, der im Hüllrohr 5 steckt und das UV-Strahlerkabel 8. Das UV-Strahlerkabel 8, das zwei- oder vierpolig sein kann und an beiden Enden des UV-Strahlers angeschlossen wird, ist in den Darstellungen vereinfacht dargestellt. Nach dem Beispiel nach Fig. 1, 1a und 1b sollen jeweils eine Reihe von sechs UV-Strahlern in einem gemeinsamen Rahmen 4 von oben eingesteckt sein mit dem sie gemeinsam herausgezogen werden können. Die UV-Strahler werden bei dieser Anordnung seitlich angeströmt. Sie können aber auch anders, zum Beispiel waagerecht in den Rahmen 4 befestigt sein, wobei dann das Wasser parallel zu den UV-Strahlerachsen an den Hüllrohren entlangströmen wird. Diese Bauart hat allerdings den Nachteil, daß sich unter Wasser Abdichtungen befinden müssen, welche die elektrischen UV-Strahleranschlüsse vor dem Eindringen von Wasser bewahren, sodaß beispielsweise einzelne UV-Strahler nur dann ausgetauscht werden können, wenn der komplette Rahmen herausgezogen wird. Hierin besteht ein Betriebsrisiko. Vorteilhaft ist, daß horizontal angeordnete UV-Strahler beispielsweise den Gerinneboden gut bestrahlen.

Die Beurteilung der Strömungsverhältnisse innerhalb eines räumlichen UV-Strahlergitters ist nicht ganz einfach. Durch die definierte Einleitung einer Salzlösungsspur (salt tracer) am Eintritt der Strömung in die Brennerbatterie kann man beispielsweise nach einer Analyse der hinter der Brennerbatterie vorliegenden Wiedererscheinungsweise der Salzspur, ihrer Konzentration und der statistischen Verteilung über der Zeit auf die Art der Strömung und die durschnittliche Verteilung der Aufenthaltszeiten der Wasserteilchen innerhalb der Brennerbatterie schließen (residence time distribution). Die EPA-Studie empfiehlt eine sog. "Pfropfenströmung" (plug flow) mit einer inneren Mindestturbulenz, erkennbar an einem vorgeschlagenen Mindestwert der vorliegenden Reynouldschen Zahl. Die ideale Durchströmung hätte eine über den ganzen Strömungsquerschnittt möglichst konstante Fließgeschwindigkeit mit kleinen inneren Verbindungen, damit jedem Wasserteilchen dieselbe durchschnittliche und einer Berechnung zugängige UVC-Intensität (calculated average nominal intensity) mitgeteilt wird, um über die vermessene Durchflußzeit eine gesicherte einheitliche UVC-Dosis zu erhalten. Bei einer Querumströmung der Quarzhüllrohre 5 wird man eher die erwünschte innere Turbulenz, bei der Längsumströmung parallel zur UV-Strahlerachse eher eine Pfropfenströmung erhalten. Zur Grenzschicht an den drei benetzten Gerinnewänden hin wird die Strömungsgeschwindigkeit durch Reibung abnehmen, zur Mitte des Strömungsprofiles hin zunehmen. Da nun ein offenes Gerinne zudem eine freie Wasseroberfläche hat, die keine anliegende Reibungsfläche hat, wird an der Wasseroberfläche eine noch größere Fließgeschwindigkeit als bei den inneren Strömfäden herrschen und das Geschwindigkeitsprofil über den Strömungsquerschnitt noch zusätzlich verzerrt werden. Ein vollkommen geschlossener Strömungskanal von rechteckigem oder quadratischen Querschnitt ist in dieser Hinsicht günstiger. Hinzukommt, daß die Haltevorrrichtungen wie beispielsweise die Steckrahmen 4 eine gleichmäßig über den Strömungsquerschnitt verteilte Anordnung einheitlicher "innerer" Wirbel nicht zulassen, sondern auch in dieser Hinsicht die geometrische Beschaffenheit des Strömungsbildes im räumlichen UV-Strahlergitter von einem gewünschten idealen, d. h. für eine der homogenen UV-Bestrahlung des hindurchfließenden Wasserstromes erwünschten Wirbelfeld stark abweicht.

Das nachfolgend beschriebene UV-Desinfektionsgerinne nach dem erfinderischen Gedanken beseitigt speziell die fünf besonders augenscheinlichen Nachteile eines UV-Desinfektionsgerinnes nach dem Stand der Technik entsprechend Fig. 1, 1a und 1b:

• 1. Die Notwendigkeit einer sich automatisch den jeweils vorliegenden Durchsätzen anpassenden Aufstauvorrichtung, wie beispielsweise ein über- oder unterströmtes verstellbares Wehr, zur Konstanthaltung des Wasserstandes bei schwankenden Zulaufwerten und die damit verbundene genaue Meß- und Stelltechnik.
• 2. Zusätzliche Einbauten um die Quarzhüllrohre herum wie, beispielsweise Halterahmen oder andere, uneinheitliche Wirbelverhältnisse verursachende Einbauten zur Halterung der Quarzhüllrohre.
• 3. Das Vorhandensein einer dreifachen Verzerrung des Geschwindigkeitsprofiles innerhalb des Strömungsquerschnittes durch eine freie Wasseroberfläche.
• 4. Die fehlende Möglichkeit, einzelne Quarzhüllrohr und/oder UV-Brenner im Betrieb durch direkten und schnellen Zugriff auszutauschen.
• 5. Die Notwendigkeit von unter Wasser liegenden druckwasserdichten Abdichtungen für den elektrischen UV-Brenneranschluß an jedem Quarzhüllrohr im Falle von horizontal und strömungsparallel angeordneten UV-Strahlern.

Die Lehre des erfinderischen Gedankens soll an einem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 deutlich gemacht werden. Das UV-Gerinne 1, das aus Beton gefertigt sein soll, besteht aus dem geraden Einlaufbereich 26 vom gleichen Querschnitt wie das UV-Strahlergitter 3 mit Fließrichtung 9, einem geraden Ablaufbereich 27, dem Wehraufstaubereich 28 und dem festen Überströmwehr 32 und dem in die Vorflut leitenden Graben 12. Der Einlaufbereich 26 kann auch ganz oder teilweise ein offenes Gerinne sein. Im Falle der geschlossenen Ausführung, kann der Einlaufbereich auch außerhalb eines Gebäudes oder unterirdisch angeordnet werden. Derjenige Teil des UV-Gerinnes 1, in welchem das vom Wasser längs durchflossene UV-Strahlergitter 3 konfiguriert wird, ist nach dem erfinderischen Gedanken nicht offen, sondern abgedeckt ausgeführt, wodurch die Unterkante 24 der wie auch immer gearteten Abdeckung, vorzugsweise eine Platte oder wie im Beispiel nach Fig. 2 eine Wanne 14, genau in der Ebene der Überlaufkante 33 des festen Überströmwehres 32 liegt oder um ein geringes darüber. Das Wasser wird innerhalb des UV-Strahlergitters 3 demnach bei allen Durchsätzen von Wert 0 ab aufwärts stets bis zur Unterkante der Abdeckung reichen, demnach im Beispiel nach Fig. 2 mindestens bis zur Unterseite 24 der Wanne 14 stehen, sodaß sich die Quarzhüllrohre immer im Wasser befinden und niemals mit Luft in Berührung kommen und keine Antrocknungen von Schmutzstoffen möglich sind. Die Wanne 14 kann beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder aus PVC gefertigt sein. Ein verstellbares Wehr nach Fig. 1, das sich über eine Durchflußmengenmessung an anderer Stelle oder über die Messung der Wasserspiegelveränderung von selbst so einreguliert, daß der Wasserspiegel über der UV-Brennerbatterie stets gleich bleibt, ist eine technische Komplizierung und damit ein zusätzlicher Risikofaktor gegenüber der einfachen und betriebssicheren Lösung nach der Lehre der Erfindung - von den Mehrkosten einmal ganz abgesehen.

Im Beispiel nach Fig. 2 ist im abgedeckten Teil des Gerinnes, im Einlaufbereich 26, in dem UV-Strahlergitter 3 und im Auslaufbereich 27 der gleiche Querschnitt vorgesehen. Erst hinter dem Auslaufbereich 27 ist das Gerinne 1 offen und dort als Wehraufstaubbereich 28 mit dem hinter dem Wehr 32 anschließenden abführenden Graben 12 ausgebildet.

Der ebene und waagerechte Boden der Wanne 14 gestattet nun jede beliebige Konfiguration von Montagerohren 17 und damit der Quarzhüllrohre 5 und der UV-Strahler 6 entsprechend Fig. 2a und 2b. Die Befestigung der Quarzhüllrohre 5 erfolgt über dem Boden der Wanne 14 und damit außerhalb des vom Wasser durchflossenen UV-Strahlergitters 3.

Die in Fig. 2a dargestellte Halterung der Quarzhüllrohre 5 in einem Montagerohr 17 ist zudem eine servicefreundliche Befestigungsart. Der UV-Strahler 6 mit dem vereinfacht gezeichneten UV-Strahlerkabel 8, das zwei- oder vierpolig sein kann, steht, vor Feuchtigkeit geschützt, im Quarzhüllrohr 5. Lage, Richtung, Halterung und Abdichtung des Quarzhüllrohres übernimmt das Montagerohr 17, das mittels Flansch 18, Dichtung 38 und Schrauben 19 von außerhalb auf dem Boden der Wanne 14 befestigt sein soll. Am oberen offenen Ende des Quarzhüllrohres 5 ist ein Schutz- und Haltebund 23 befestigt. Dieser kann beispielsweise ein aufgeklebter PVC-Ring sein. Die Quarzhüllrohre 5 mit den darin befindlichen UV-Strahlern 6 können so leicht von oben eingeschoben werden und halten durch ihr Gewicht und die Wirkung der Lippendichtung 22 in der Endlage. Der UV-Strahler 6 kann zu jeder Zeit, an seinem Kabel 8 hängend, aus dem Quarzhüllrohr 5 herausgezogen oder in dieses hinabgelassen werden. Im Montagerohr 17 ist das Quarzhüllrohr 5 zweifach geführt, oben in einer Lippendichtung 22, die auch ein handelsüblicher Simmerring sein kann, und unten entlang an Führungsrippen 21, die einen Wasserdurchtritt von unten in das Montagerohr 17 erlauben oder umgekehrt von oben aus dem Montagerohr 17 in das UV-Strahlergitter 3. Je nach dem Wasserstand 10 über über der Wehrüberströmkante 33, der mit zunehmender Durchflußmenge durch das Gerinne steigt, wird sich auch innerhalb des Montagerohres 17 ein zugehöriger Wasserstand 10 einstellen. Beim Einschieben eines Quarzhüllrohres 5 von oben in das Montagerohr 17 wird zunächst der innere Wasserstand 16 im Montagerohr 17 ansteigen. Die Lippendichtung 22 soll bei diesem Beispiel dafür sorgen, daß beim Einschieben des Quarzhüllrohres 5, was beim Reinigungszyklus schnell gehen soll, kein Wasser von innerhalb des Montagerohres 17 in die Wanne 14 gelangt. Für den Notfall sowie zur Ermöglichung einer Reinigung mittels Wasserschlauch soll nach Fig. 2 an der Wanne 14 beispielsweise in einer Ausbuchtung 31 ein bodengleichen Einsteck-Abflußstutzen 20, der in einen Ablaufschacht 29 führt, angebracht sein. Vom Ablaufschacht 29 führt eine Rohrleitung 30 zurück zum Klärwerk. Anstelle einer Rücklaufleitung 30 kann beispielsweise dieses Sickerwasser auch mittels einer Tauchpumpe mit Wasserstandschalter wieder in den Einlaufkanal 26 zurückgefördert werden, falls die Höhenverhältnisse einen Rücklauf von selbst nicht zulassen.

Fig. 2c zeigt beispielhaft noch eine andere und einfachere Halterung für die Quarzhüllrohre. Dabei ist linke Ansicht von Fig. 2c quer zur Strömungsrichtung, die rechte in Strömungsrichtung entsprechend Richtungspfeil 9. Hat der Sickerwasserabluß 20 nach Fig. 2 eine ausreichende Schluckfähigkeit, dann kann es gleichgültig sein, wenn während des Quarzhüllrohraustausches für nur kurze Zeit Wasser nach oben in die Wanne 40 herausquillt. Es läuft anschließend schnell wieder ab. Dann kann man eine Befestigung nach Fig. 2c akzeptieren mit beispielsweise einer Lippendichtung 22 im Boden 24 der Wanne 14 und einer genau darüberliegenden Führungsbohrung 42 in einem Steg 41, der in die Wanne eingeschweißt sein soll. Die Lippendichtung kann ein handelsüblicher Simmerring sein. Die Bohrung 42 ist, um das Quarzhüllrohr 5 vor Bruch zu schützen, mit einem Einsteckring 43, der aus Gummi sein kann und innen einen leichten Schiebesitz besitzt, ausgekleidet. Das Herausziehen eines verschmutzten Quarzschutzrohres und Wiedereinführen eines sauberen im Austausch kann nach einiger Übung sehr schnell geschehen.

Der Boden 34 der Gerinnes 1 nach Fig. 2 soll innerhalb des UV-Strahlergitters 3 mit einer UV-festen weichen Bodenplatte 25 ausgelegt sein. So kann man die Quarzhüllrohre 5 bedenkenlos "bis Anschlag" auf dem Gerinneboden 34 in die Montagerohre 17 durchstecken, was schnell und ohne Bruchgefahr für die Quarzhülle geschehen kann.

Jeder UV-Strahler besitzt an den beiden Enden des Strahlerrohres eine Quetschstelle für die vakuumdichte Durchführung der elektrischen Leiter zu den Elektroden und zuweilen eine darübergeschobene Schutzkappe 36, wie in Fig. 2a und 2b dargestellt. Dazwischen liegt die Emissionslänge 7 des UV-Strahlers. Außerhalb der Emissionslänge 7 erfolgt keine maximale, d. h. in erster Linie keine radiale UV-Abstrahlung senkrecht zur Achse des UV-Strahlerrohres 6. In Fig. 2a ist 37 diejenige bodengleiche und bestrahlungsärmere Zonbe in dem UV-Strahlergitter 3, die nicht mehr direktdurchstrahlt wird und in der nur noch Schrägabstrahlung und Streuung bakterizide Strahlung ankommt. Sie ist doppelt schraffiert markiert. Es kommt diesem Umstand allerdings entgegen, daß in Bodennähe die Strömungsgeschwindigkeit durch Wandreibung am geringsten und damit die örtliche Durchströmungszeit länger ist als die durchschnittliche Bestrahlungszeit, wodurch wieder ein gewisser UV-Dosisausgleich nach oben erfolgt. Besser ist es, wenn man, wie auf Fig. 2b gezeigt, die nicht abstrahlenden unteren Enden der UV-Brenner in Vertiefungen am Boden versenkt. Nach Fig. 2b wird auf die weiche Bodenplatte 25 beispielsweise eine ausreichend UV-feste PVC-Platte 35 oder eine Platte aus demselben Material gelegt mit Vertiefungen 44 für die unteren Enden der Quarzhüllrohre 5 und deren Dicke für die Versenkung der nicht abstrahlenden UV-Brennerenden ausreicht. Die Konfiguration der Vertiefungen in der Platte 35 entspricht genau derjenigen im Boden der Wanne 14 darüber. So haben die waagerecht und parallel zur Strömungsrichtung in offenen Gerinnen konfigurierten UV-Brenner, was die Strahlungsverhältnisse in Bodennähe angeht, keinen Vorteil mehr gegenüber der hier beschriebenen Anordnung. Im Gegenteil, die in Fig. 2, 2a und 2b beschriebene Bauart ist dieser überlegen, weil es keine unter Wasser liegende Abdichtungen für elektrische Anschlüsse gibt, die immer ein Risiko darstellen und verhindern, daß einzelne UV-Brenner ausgetaucht werden können, ohne die kompletten Befestigungsrahmen herauszuziehen und die Unterwasserabdichtung zu öffnen und nach UV-Brennereinbau wieder zuverlässig zu verschließen.

Darüberhinaus gibt es bei dem Gerinne nach dem erfinderischen Gedanken über dem UV-Strahlergitter 3 keine freie Wasseroberfläche mehr, die wegen der dort wegfallenden Wandreibung der übrigen Strömung vorauseilt und das Strömungsprofil über dem Strömungsquerschnitt zusätzlich verzerrt.

Im Klärwerksbetrieb werden die Abläufe aus der Nachklärung in fast allen Fällen über Sand oder Hydroanthrasit nachfiltriert. Oft kennt man das UV-Transmissionsvermögen des so nachbehandelten geklärten Abwassers erst nach Inbetriebnahme der Filter genau und ist bei der Auslegung der UV-Brennerbatterien auf Annahmen oder andere Erfahrungswerte angewiesen. Daher ist es bei der Planung stets erwünscht, daß eine spätere Erhöhung der UV-Brennerzahl und damit der UV-Dosis ohne Umbauten und ohne größere zusätzliche Kosten bei der Grundkonzeption auf einfache Weise möglich ist. Beispielsweise sind in Fig. 2 noch achtzehn Montage-Leerrohre 40 vorgesehen, die erst dann bestückt werden sollen, wenn die Desinfektionswirkung, aus welchen Gründen auch immer, später noch nicht ausreichen sollte.

Man kann die Gesamtleistung ebenso auf mehrere Konfigurationswannen aufteilen, deren Brennerbatterien einzeln oder zusammen eingeschaltet werden können je nach der augenblicklichen Durchflußleistung und von diesen kann beispielsweise eine Wanne zunächst unbestückt sein oder nur eine "Blind"-Wanne mit vollkommen geschlossenem Boden und ohne alle Einbauten. Zusätzliche unbestückte Abdeckwannen kosten nicht viel, erlauben aber später einen schnellen Umbau für unter Umständen erheblich größere Durchflußleistungen oder in dem Fall, wo die spätere UV-Transmission im Wasser schlechter ist als ursprünglich angenommen. Es kann ebenso dafür Sorge getragen werden, daß das feste Wehr 32 als auswechselbares Wehr aus Blech ausgebildet wird, das nach Erhöhung der Durchflußleistung und der UV-Brennerzahl gegen eines mit größerer Überfallbreite ausgetauscht wird. So kann man auch bei später größeren Durchlußleistungen die Aufstauhöhe von vorher einhalten. Der Wehrstau 28, d. h. speziell seine Breite müssen dann von vorne herein größer gehalten werden. Es ist ebenfalls möglich, mehrere parallel zueinander angeordnete UV-Desinfektionsgerinne nach der Lehre der Erfindung gemeinsam in ein und denselben Wehrstaubereich einzuleiten, wobei dann der Durchsatz aller Gerinne über ein und dasselbe Überströmwehr abläuft. Das Zu- und Abschalten einzelner Teilgerinne und die Abschaltung zum Beispiel eines einzelnen Gerinne zum Zwecke von Servicearbeiten wird so leicht möglich. Da bei einem gemeinsamen Wehrstaubereich aus diesem kein Wasser durch das abgesperrte Gerinne zurückfließt, muß nur am Zulauf desselben abgesperrt werden, um es still zu legen. Durch eine Abschottung im Ablaufbereich läßt es sich auch Leerpumpen und für eine Reinigung zugängig machen, während die anderen Parallelgerinne weiter in Betrieb bleiben. Bei hintereinander in ein und demselben Gerinne angeordneten UV-Strahlergittern ist dies nicht möglich.

Eine für feuchte Räume besonders betriebssichere Anordnung der UV-Strahlerkabel ist auf Fig. 3 dargestellt. Die UV-Strahlerkabel 8 sind senkrecht nach oben herausgeführt und werden durch Kabelstopfbuchsen 48 genau in der UV-Strahlerkonfiguration der Wanne 14 in einen an der Decke 50 befestigten Kabelkasten 47 eingeführt und gehalten. Vom Kabelkasten 47 führt ein Kabelschacht 49 zum Schaltschrank mit den Vorschaltgeräten. Damit man beim Reinigungsvorgang für die Quarzhüllrohre die UV-Strahler nicht aus den Quarzhüllrohren 5 herausnehmen muß, sind an den vom Kabelkasten 47 herabhängenden UV-Strahlerkabeln 8 jeweils eine Trennvorrichtung 45, zum Beispiel ein Stecker, und ein Trennschalter 46 vorgesehen. 51 ist ein gezogenes Quarzhüllrohr 5, in dem der UV-Strahler verblieben ist, der vorher mittels Schalter 46 abgeschaltet und mittels Stecker vom Kabel getrennt wurde. Das Gerinne 1 kann im Raum niedrig angeordnet werden, damit das Heraus- bzw. Heraufziehen der Quarzhüllrohre aus ihrer unteren Einbaulage einfach und mühelos ist, sodaß der Austausch von verschmutzten mit UV-Strahlern beladenen Quarzhüllrohren gegen saubere schnell vonstatten gehen kann.

Die beschriebene Komibination des Gerinnes nach dem erfinderischen Gedankens mit einem Kabelkasten, der über dem Gerinne an der Decke oder an einem eigenen Ständer befeestigt ist, kann in nützlicher Weise dahingehend erweitert werden, daß nicht nur ein Kabelkasten über dem Gerinne angeordnet wird, sondern der komplette Elektroteil mit allen Vorschaltgeräten oder beispielsweise nur mit den Vorschaltgeräten. Dies ist dann von großem Nutzen, wenn die UV-Brenner beispielsweise mit elektronischen Zündgeräten gezündet werden, bei denen die Länge der UV-Strahlerkabel eine Rolle spielen, da bei diesen die pF-Kapazitätswerte der UV-Strahlerkabel bestimme Werte nicht überschreiten dürfen. Hinzu kommt, daß es bei Anordnung des Elektroteiles genau über dem Desinfektionsgerinne im Gegensatz zu den meisten konventionellen Gerinnen keinerlei bodengleiche oder unmittelbar über dem Fußboden liegende elektrische Zuleitungen gibt und auch keine Kabelverbindungen oder Kabelverbindungskästen in Bodennähe, die in spritzwasserausgesetzten Räumen unerwünscht sind. Im Falle der hier beschriebenen Lösung kommen die UV-Strahlerkabel von oben auf die UV-Strahler herab und die Zuleitungskabel 8 nach Fig. 3 hängen mit ihren freien Enden 59 auch nach Trennung mittels Steckverbindung 45 vom unmittelbar an den UV-Strahler angeschlossenen Kabelende 60 noch in sicherer Entfernung über dem Fußboden 52. Dies ist in Bezug auf Bedienbarkeit, Betriebssicherheit und Montage sehr vorteilhaft.

Ein UV-Desinfektionsgerinne nach dem erfinderischen Gedanken kann auch mit einer Quarzhüllrohr-Waschmaschine ausgerüstet sein. Die Quarzhüllrohre werden üblicherweise im Turnus gereinigt. Die Quarzhüllrohr-Waschmaschine reinigt die Hüllrohre nach dem Prinzip einer Geschirrspülmaschine mit heißem Wasser, dem in biologisch abbaubares Waschmittel beigegeben ist. Der Waschvorgang ist bei den im Klärbetrieb anfallenden Verschmutzungen spätestens nach einer Viertelstunde beendigt. Die Hüllrohre werden von oben in die Waschmaschine durch Führungen eingesteckt. Es ist eine Leereinstecköffnung mehr vorgesehen als in einer Reihe im Gerinne UV-Strahler vorhanden sind. So kann der Servicemann die Waschmaschine an die auszutauschende Reihe des Gerinnes hinfahren, den betreffenden UV-Strahler abschalten und das Kabel trennen, das zugehörig erste verschmutzte Hüllrohr mit dem darin befindlichen UV-Strahler aus dem Gerinne ziehen und in die Leeröffnung der Waschmaschine stecken, ein gereinigtes Hüllrohr herausnehmen und sofort in die leere Haltevorrichtung des Gerinnes stecken, dene Stecker wieder anschließen, einschalten, usw.

Ebenso ist eine Reinigungsvorrichtung für jeweils nur ein Quarzhüllrohr ausführbar, in dem sich ein rotierender Büstentunnel und heißes Wasser befinden. Hier wird die Reinigung auch ohne Waschchemikalien funktionieren. Das Quarzhüllrohr kann nach zirka einer Minute wieder im Gerinne eingesetzt werden.

Auch bei Verwendung von biologisch abbaubaren Waschmitteln wird man das aus der Waschmaschine entnommene Quarzhüllrohr sofort wieder in das Gerinne einsetzen können, da bei den für UV-Desinfektionsgerinnen anstehenden Durchsätzen und in Anbetracht der im geklärten Abwasser noch vorhandenen BSB- bzw. CSB-Werten ein solcher Waschmitteleintrag im Ablauf nicht ins Gewicht fällt.

Das Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach dem erfinderischen Gedanken erlaubt gleichermaßen die Anwendung konventioneller Reinigungsarten wie beispielsweise die Reinigung der Quarzhüllrohre durch Einlegen in eine Reinigungslösung. Dabei hat sich bei konventionellen Gerinnen nach Fig. 1 und auch bei ähnlichen Gerinnen mit waagerecht unter Wasser angeordneten Quarzhüllrohre als praktikabel herausgestellt, jeweils eine bestimmte Anzahl von Quarzhüllrohren in einen beweglichen Halterahmen zu befestigen, den man herausziehen und in einem Gefäß mit Reinigungslösung eintauchen kann. Der zum Reinigen gezogene Rahmen mit den verschmutzten Quarzhüllrohren wird dabei gegen einen anderen ausgetauscht, der sich bereits lange genug in der Reinigungslösung befand und sauber ist. Man stellt also jeweils einen Rahmen mehr bereit als sich zahlenmäßig im Gerinne befinden und kann dann den verschmutzten so lange in der Reinigungslösung belassen, wie dazu Zeit erforderlich ist. In der Zwischenzeit kann der Servicemann einer anderen Beschäftigung nachgehen. Die Fig. 2d zeigt beispielhaft, wie dieses Reinigungsverfahren ebenso bei einem Gerinne nach der Lehre der Erfindung angewendet werden kann.

Nach Fig. 2d ist 53 ein Halterahmen, in dem eine Anzahl Quarzhüllrohre 5, beispielsweise eine ganze, quer zur Strömungsrichtung stehende Reihe Quarzhüllrohre eingespannt werden können: Die Quarzhüllrohre 5 werden nach Entfernung des Klemmbügels 54 bis zum Anschlag durch die Einschiebebohrungen 55 gesteckt. Danach wird der Klemmbügel 54 aufgelegt und mittels Flügelmuttern 56 angeschraubt. Die Quarzhüllrohre 5 sind dann mit dem Hüllrohrbund 23 weich zwischen den beiden oberen Führungsringen 43 aus Gummi oder einem anderen weichelastischen Material eingeklemmt. Der ganze Rahmen 53 mit den darin befindlichen Quarzhüllrohren 5, in denen sich auch die UV-Strahler befinden können, wird durch die offenen Lippendichtungen 22 wieder in die Konfiguration der Wanne 14 eingeschoben, beispielsweise beim Zusammenbau und/oder nach einem Reinigungsaustausch. Hierzu bietet sich vorzugsweise die Befestigungsart der Quarzhüllrohre nach Fig. 2c an. Wenn über einen kurzen Zeitraum aus den Öffnungen der Lippendichtungen 22 Wasser von unten in die Wanne 14 quillt, so ist dies völlig belanglos, da es durch die niedrige Überfallhöhe 16 des Überströmwehres 32 entsprechend Fig. 2 nur sehr wenig Überdruck hat und sofort wieder im bodengleichen Ablauf 20 abfließen kann. Die Lippendichtungen 22 sind immer feucht, sodaß das Durchschieben der Quarzhüllrohre leichtgängig geschieht.

Die vertikale Ausrichtung des Halterahmens 53 und damit der Quarzhüllrohre 5 erfolgt mittels Paßstift 57 und zugehörigen Einsteckpaßbügel 58, die an der Wanne 14 befestigt sind. Man muß nur den Rahmen 53, der noch mit Haltegriffen ausgestattet sein kann, nehmen und die Quarzhüllrohre 5 in die Lippendichtungen 22 einfädeln und nach unten schieben. Am Schluß müssen die beidseitigen Paßstifte 57 in die vorgesehenen Bohrungen der Einsteckpaßbügel 58 gesteckt werden. Die Montage des Rahmens 53 mit den darin befindlichen Quarzhüllrohren ist damit abgeschlossen.

Es genügt nun, in die Reinigungslösung nur diejenige Quarzhüllrohrlänge einzutauchen, welche der Emissionslänge (7 in Fig. 1) der UV-Strahler entspricht. Der eigentliche Halterahmen 53 muß nicht mit in die Reinigungslösung eingetaucht werden, was vorteilhaft ist, da von diesem später reichlich Reinigungslösung abtropfen würde. Sieht man im Deckel des Reinigungsbehälters gleich konfigurierte Lippendichtungen 22 vor, durch die man die Quarzhüllrohre am Halterahmen in den Behälter einsteckt, dann streift man beim Herausziehen der Quarzhüllrohre aus dem Reinigungsbehälter die Reinigungslösung ab, die im Behälter zurückbleibt. Dies ist sehr vorteilhaft, weil diese Reinigungslösung stets säurehaltig sind und nicht in die Umgebung außerhalb des Reinigungsbehälters gelangen soll. Dies ist bei einer konventionellen Konstruktion mit eingetauchten Halterahmen nach Fig. 1 nicht möglich und immer störend, wie es auch den Vorstellungen eines ordnungsgemäßen Umweltschutzes widerspricht.

Claims (15)

1. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne zur Desinfektion von Flüssigkeiten, vorzugsweise von Abwasser, bestehend aus einem von der zu desinfizierenden Flüssigkeit durchströmten und mittels UV-Strahler in beliebiger Anordnung konfiguriertem räumlichen UV-Strahlergitter mit einem Zulaufbereich, einem Ablaufbereich, einem Wehraufstaubereich und einem festen Überströmwehr, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens das räumliche UV-Brennergitter des UV-Desinfektionsgerinnes derart abgedeckt ist, daß es einen geschlossenen Durchflußkanal bildet, keine freie Wasseroberfläche hat und die Unterseite der Abdeckung des räumlichen UV-Strahlergitters stets unter dem durch das Überströmwehr aufgestauten Wasserstand liegt, sodaß bei allen Durchflußmengen und auch dann, wenn kein Durchfluß erfolgt, die Unterseite der Abdeckung des räumlichen UV-Strahlergitters von der hindurchfließenden Flüssigkeit ohne Lufteinschluß benetzt wird.

2. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung des räumlichen UV-Strahlergitters, in dem die UV-Strahler in beliebiger Anordnung konfiguriert sind, eine nach oben offene Wanne ist.

3. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzhüllrohre und damit die darin befindlichen UV-Strahler in beliebiger Anordnung an der Abdeckung des räumlich konfigurierten UV-Strahlergitters derart befestigt sind, daß die Befestigungselemente oberhalb der Abdeckung liegen und das räumliche UV-Strahlergitter darunter ausschließlich die Quarzhüllrohre mit den darin befindlichen UV-Strahlern frei hineinragen und sich darin außer diesen keine weiteren Bauteile befinden.

4. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente für die Quarzhüllrohre Hülsen, Rohre oder Ständer sind, die auf oder an der Abdeckung des räumlich konfigurierten UV-Strahlergitters befestigt sind und Führungen für das darin eingeschobene Quarzhüllrohr haben, die auch eine Lippendichtung, ein Simmerring oder Führungsrippen sein können.

5. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente für die Quarzhüllrohre nicht, wie in Anspruch 4 beschrieben Hülsen, Rohre oder Ständer sind, sondern eine in oder an der Abdeckung des räumlichen konfigurierten UV-Strahlergitters befestigte Lippendichtung, die auch ein Simmerring sein kann, kombiniert mit einer genau darüber liegenden Bohrung, die auch eine weiche Auskleidung haben kann und beispielsweise in einem flachen Steg oder Bügel, der an der Abdeckung befestigt ist, angebracht ist.

6. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1 bis 5, speziell nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Quarzhüllrohre mit den darin befindlichen UV-Strahlern, zum Beispiel alle, die in einer Reihe quer zur strömungsrichtung des Gerinnes stehen, mittels beweglichem Befestigungsrahmen oder einer anderen gemeinsamen Befestigung eine Einheit bilden und mit dem Befestigungsrahmen gemeinsam aus dem Ultraviolett-Desinfektionsgerinne herausgezogen oder in diesem installiert werden können.

7. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach den Ansprüchen 1 is 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraviolett-Desinfektionsgerinne aus mehreren von der zu desinfizierenden Flüssigkeit durchströmten und mittels UV-Strahler in beliebiger Anordnung konfigurierten räumlichen UV-Strahlergittern besteht, die jeweils eine eigene Abdeckung haben.

8. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1 bis 7, speziell nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ultraviolett-Desinfektionsgerinne aus einem oder mehreren von der zu desinfizierenden Flüssigkeit durchströmten und mittels UV-Strahler in beliebiger Anordnung konfigurierten räumlichen UV-Strahlergittern besteht, von denen eines oder mehrere zur späteren Erweiterung gedacht sind und mit einer Blindabdeckung abgedeckt ist.

9. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1 bis 8, speziell nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Überlaufkante des festen Überströmwehres verändert werden kann und der Wehraufstaubereich hinsichtlich Größe und Form so beschaffen ist, daß er für die größtmögliche Wehrbreite geeignet ist.

10. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nachh Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Ultraviolett-Desinfektionsgerinne, bestehend aus dem beschriebenen UV-Strahlergitter und einem Zulaufbereich, die jeweils mit oder ohne Ablaufbereich ausgestattet sein können, einen gemeinsamen Wehraufstaubereich und ein gemeinsames Überströmwehr haben, über das die Durchsätze aller beteiligter Ultraviolett-Desinfektionsgerinne abfließen.

11. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Strahleranschlußkabel nach oben, beispielsweise zur Decke des Aufstellungsraumes weggeführt werden.

12. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1 bis 11, speziell nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Brennerkabel in der Konfiguration des UV-Strahlergitters senkrecht oder schräg oder in anderer Weise nach oben weggeführt werden und beispielsweise durch Kabelstopfbuchsen hindurch in einen Kabelkasten mit einem angeschlossenen Kabelkanal zur Weiterführung zu den Vorschaltgeräten eingeführt werden, der an der Decke des Aufstellungsraumes oder anders befestigt sein kann.

13. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelkasten nach Anspruch 12 auch Vorschaltgeräte und andere elektrische Steuer-, Anzeige-, Alarm- und Schaltelemente enthält, um so die Entfernung zwischen den UV-Strahlern und ihren Vorschaltgeräten so kurz wie möglich zu halten und andererseits elektrische Verbindungen und/oder Kabelkästen in Fußbodennähe, wo sie spritz- und schwallwassergefährdet sind, unnötig zu machen.

14. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 11 bis 13, speziell nach Anspruch 10, 12 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben weggeführten UV-Strahlerkabel jeweils eine lösbare Kabelverbindung und/oder einen elektrischen Schalter zum Ein- und Ausschalten haben.

15. Ultraviolett-Desinfektionsgerinne nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das UV-Desinfektionsgerinne mit einer Quarzhüllrohrwaschmaschine nach dem Prinzip des Geschirrspülers oder mit rotierenden Reinigungsbürsten kombiniert ist, welche eine turnusmäßigen unmittelbaren Einzelaustausch von "verschmutztem Quarzhüllrohr" gegen "gereinigtes Quarzhüllrohr" zwischen dem UV-Strahlergitter und der Quarzhüllrohrwaschmaschine erlaubt, bzw. eine schnelle mechanische Einzelreinigung von jeweils einem Quarzhüllrohre nach dem anderen im Falle der Reinigungsbürsten.