DE4410874A1

DE4410874A1 - Verfahren und Vorrichtung zu Desinfektion von Ionenaustauscherschichten in Wasseraufbereitung

Info

Publication number: DE4410874A1
Application number: DE4410874A
Authority: DE
Inventors: Alvaro Prof Dr Affonso
Original assignee: Individual
Current assignee: AFFONSO, ALVARO, PROF. DR., 65624 ALTENDIEZ, DE
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1995-10-05

Description

Die Frage, was die anhaltende bakterielle Kontamination von Ionenaus tauscherbetten, die für die Trinkwasserbehandlung angewendet wurden, angeht, ist noch nicht vollständig gelöst. Anionenaustauscher neigen besonders zu Kontamination wenn sie mit Nitrationen, die aus dem Wasser entfernt wurden, geladen sind. Der Gebrauch von Chlor zur Desinfektion liefert nicht die gewünschten Resultate und kann außerdem noch zu einer Schädigung des Austauscherharzes führen. Aus diesem Grund wurde und wird immer noch versilbertes Harz zur Desinfektion von Ionenaustauscherbetten benutzt. Dennoch sind die erhaltenen Ergebnisse weitaus unbefriedigend, weil das Silber, welches im Harz fixiert ist, mit einer ganzen Menge von schwefelhaltigen Verbindungen und auch anderen organischen Verbindungen, welche im Leitungswasser enthalten sind, reagiert und dadurch zu einen vollständigen Verlust der oligodynamischen Eigenschaften der Silberionen führt. Die oligodynamische Eigenschaft von Silber und Kupferionen wurde in der Vergangenheit befürwortet, aber dieses Vorgehen litt unter Rückschlägen in jüngerer Zeit, was wahrscheinlich der bereits genannten Inaktivierung zuzuschreiben ist. Die Desinfektion von Wasser durch Silberionen ist als die Katadyn Methode bekannt, erstmals beschrieben von Kruse und Fischer. Laut K. Höll (siehe Wasser Walter de Gruyer 1986) beträgt die Einwirkungszeit etwa zwei Stunden. Die Benutzung des Verfahrens wird dadurch beschwerlich und untauglich. Zwei Änderungen der Katadynmethode wurden später entwickelt nämlich der Elektro- Katadyn und der Gebrauch von organische Silberkomplexe (Micropur) Sie wurden hauptsächlich für die Desinfektion von kleinen Mengen Trinkwasser eingesetzt. In Deutschland und anderen Ländern war die Silberionendesinfektion vor paar Jahren anerkannt und sogar in der neuesten Trinkwasserverordnung ist eine Grenze für die maximale zulässige Konzentration von Silber festgelegt (0.05 bis 0.1 mg/l). Silberharz ist das einzige Material welches für die Desinfektion von Ionenaustauscherkügelchen verwendet wird. Aber es ist bekannt, daß Silberharze manchmal aktiv sind und meistens die Aktivität nach kurzer Zeit völlig verloren geht. Zudem ist es schwierig, das Silberharz gleichmäßig in das zu behandelnde Ionenaustauscherbett zu verteilen. All diese Nachteile der Desinfektion von Ionenaustauscherschichten mittels Silber ionen, wurden in der vorliegenden Erfindung elegant gelöst. Der Prozeß besteht darin, Silberionen durch Elektrolyse zu bilden kurz bevor das Wasser in das Ionenaustauscherbett gelangt. Für die elektrolytische Bildung kann man Silbermetall- Elektroden in Form von Gittern benutzen, die jeweils zu einander in einem geringen Abstand stehen. Das Wasser mit seinem unterschiedlichen Chloridgehalt bildet das Elektrolyt und mit dem Gebrauch von entsprechenden elektronischen Kontrollmechanismus ist es möglich Silberionen in definierte Mengen und Intervallen direkt in das ganzen Harzbett genauestens zu dosieren. Dies ermöglicht einen langsamen und gründlichen Kontakt von Silberionen mit den Ionenaustauscherkügelchen und von nun an eine mächtige Anti-bakterielle Wirkung der Silberionen. Hinzu kommt, daß die ionische Ladung der Silberionen, seitdem sie frisch an Ort und Stelle gebildet wurden, kaum verloren geht, was in den anderen, bereits genannten Methoden der Fall ist. Um eine weitere Wirksamkeit des Effekts zu sichern, ist in der vorliegende Erfindung, ein gewisser Prozentsatz von einem gewöhnlicher Kationaustauschermaterial in dem zu desinfizierenden Ionenaustauscherbettes gut verteilt, so daß jeder Überschuß von Silberionen nicht verloren geht, sondern durch das Kationenaustauschermaterial gefangen wird. Während der Ruheperiode der elektronischen Dosierungsvorrichtung, wird ein Teil der Silberionen aus der Kationaustauscherkügelchen abgegeben was eine örtlichaktive Desinfektion zur Folge hat. Während der nächsten Einschaltperiode des elektronischen Dosierer werden die Kationaustauschermaterialkügelchen wieder mit Silberionen beladen. Hier wieder, in Gegensatz zum bekannten Silberharz, bewahren die abgegebene Silberionen ihre ionische Ladung und sind damit sehr wirksam. Schließlich, um zu vermeiden, daß jeder Überschuß der Silberionen nicht in das aufbereitete Wasser gelangt, wird ein Aktivkohlefilter vorgeschaltet. Es ist bekannt daß Aktivkohle große Menge an Metallionen adsorbiert und dieselbe schwer desorbiert. Das aufbereitete Wasser ist also damit frei von Chemikalien, Bakterien, Algen und Viren. In Fig. 1 wird der Aufbau einer Vorrichtung nach vorliegender Erfindung dargestellt. Durch Verwendung von Silberelektroden werden Silberionen dosiert und mit Kupfer Elektroden Kupferionen. Silberionen wirken bakterizid und virizid und sind geeignet zur Trinkwasserbehandlung weil Kupferionen stark algizid sind und nur für Kühlwasserbehandlung geeignet sind.

Experimentelle Ergebnisse:
Eine Ionenaustauscher Vorrichtung, welches benutzt wurde, Nitrationen zu entfernen (Zum Beispiel mit Nitratspezifischen Ionenaustauscher oder Anionenaus tauscherkombinationen, wie beschrieben in Patentanmeldung P 39 22 391.4) erwies sich als ein gutes Testobjekt, weil nach paar Tage im kontinuierlichen Gebrauch eine starke bakterielle Kontamination nachzuweisen war. Die kontaminierte Austauschersäule H, I mit 9% Kationaustauschermaterial (10 ml, Austauschermasse in 2 cm Durchmesser der Säule) wurde wie in Fig. 1 an Vorrichtung A, B, C, D, E, F angeschlossen. Die elektronische Steuereinheit C, D war so eingestellt, daß 50 microgram Silber in 10 Sekunden freigesetzt wurden und zwar in einem Zeitintervall von 4 Stunden. G sind Silber Elektroden und J ist ein Aktivkohlefilter. Die Durchflußmenge des Wassers betrug 1 Liter in 10 Minuten. Nach einer dreitägigen Behandlung wurde ein Sterilitätsprüfung nach offizieller Testmethode vorgenommen. Eine vollständige Reduzierung der Keimzahl wurde in mehreren wiederholten Analysen beobachtet. In einer anderen Darstellung der vorliegenden Erfindung wurden Kupferelektroden benutzt, um Kupferionen in einen identischen Aufbau zu bilden und mit Algenkontaminierte Ionenaustauscher zu behandeln. Die algizide Wirkung war deutlich und schnell zu sehen. Die vorliegende Erfindung kann mit jeden Ionenaustauscherfilter angewendet werden. Ihre Wirksamkeit und die Tatsache daß eine Desinfektion erreicht wird ohne Zusatz von Chemikalien, die im behandelten Wasser bleiben, machen aus ihr das einfachste, elektronisch gesteuerte System für den allgemeinen Gebrauch.

Claims

1. Verfahren zur Desinfektion von Ionenaustauscherschichten vorzugsweise Anionenaustauscherschichten in Wasseraufbereitung durch immer frisch ent stehende Metallionen, welche danach aus dem Wasser völlig entfernt werden.

2. Verfahren zu Desinfektion von Ionenaustauscherschichten in Wasseraufbereitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen der Metallionen Elektrolyse und Desorption der Metallionen aus zugegebenen Kationenaus tauschermaterial verwendet wird.

3. Verfahren zu Desinfektion von Ionenaustauscherschichten in Wasseraufbereitung nach Ansprüche 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallionen Silber, Gold, und Kupfer sind und daß das Kationenaustauschermaterial in der zu desinfizierenden Anionaustauscherschicht verteilt ist.

4. Verfahren zu Desinfektion von Ionenaustauscherschichten in Wasseraufbereitung nach Ansprüche 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß behandeltes Wasser, welches aus der Ionenaustauscherschicht strömt, mittels Aktivkohle von über schüssigen Metallionen befreit wird.

5. Vorrichtung zu Desinfektion von Ionenaustauscherschichten in Wasserauf bereitung nach Ansprüche 1, 2, 3, 4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrolytische Metallionenerzeuger unmittelbar vor die Ionenaustaucherschicht und der Aktivkohlefilter danach angeschlossen wird.

6. Vorrichtung zu Desinfektion von Ionenaustauscherschichten in Wasserauf bereitung nach Ansprüche 1, 2, 3, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, das der elektrolytische Metallionenerzeuger durch ein elektronischen Intervallschalter gesteuert wird.