DE855521C - Verfahren und Einrichtung zum Behandeln, vorzugsweise Reinigen von Abwaessern und anderen Fluessigkeiten - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zum Behandeln, vorzugsweise Reinigen von Abwässern und anderen Flüssigkeiten Es ist bekannt, Flüssigkeiten, z. B. Abwässer. durch Behandlung mit mechanischen Schwingungen zu reinigen, wobei Schmutzteilchen sich zusammenlagern und dann besser ausgeschieden werden können und wobei unter Umständen auch Bakterien sowie andere gesundheitsschädliche Kleinlebewesen und Schmarotzer und deren Eier abgetötet werden können. Es ist ferner bekannt, bei einer Behandlung von Abwässern mit mechanischen Scliwingungen Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas, das normalerweise chemisch träge ist, während der Beschallung durch die Flüssigkeiten hindurchzuleiten. Die Flüssigkeiten werden dabei durch das Gas nicht nur gut durchspült, sondern es kann auch zu chemischen Veränderungen durch die Beschallung kommen. Bei sauerstoffhaltigem Gas kann sich Ozon bilden und bei Flüssigkeiten, die hauptsächlich aus Wasser bestehen, kann es zur Bildung von Wasserstoffsuperoxyd kommen.
• Es kann dann eine Abtötung von Bakterien und Kleinlebewesen zugleich durch die mechanischen und die chemischen Wirkungen der Schwingungsbehandlung eintreten. Es ist aber nun so, daß die keim- und lebewesentötende Wirkung von mechanischen Schwingungen sehr fraglich ist, sofern nicht besondere Bedingungen hinsichtlich Schallintensität, der Frequenz u. a m. beachtet werden und daß die Wirkung von Ozon und Wasserstoffsuperoxyd infolge der sich bildenden sehr geringen Mengen nicht sehr groß ist und eine gute Wirksamkeit der bisher verwendeten Verfahren vermissen lassen. Für die Bildung von Ozon und Wasser- stoffsuperoxyd bei in Wasser gelöstem Sauerstoff ist noch wichtig, daß das sauerstoffhaltige Gas bis zum Sättigungsgrad gelöst sein muß, da es sonst überhaupt zu keiner chemischen Veränderung kommt.
• Das Verfahren nach der Erfindung gestattet, die reinigende Wirkung bei einer Behandlung mit mechanischen Schwingungen wesentlich zu erhöhen und gibt eine bessere Gewißheit für einen sicheren Erfolg der Behandlung, insbesondere im Hinblick auf die keimtötende Wirkung.
• Erfindungsgemäß werden bei der Behandlung, vorzugsweise Reinigung von Flüssigkeiten, insbesondere von Abwässern, diese gleichzeitig der Einwirkung mechanischer Schwingungen von Schall- oder Ultraschallfrequenz und einer Bestrahlung durch Ultraviolettstrahlen ausgesetzt. Die keimtötende Wirkung auf die Flüssigkeit tritt dabei unabhängig davon ein, ob durch die Flüssigkeit ein sauerstoffhaltiges Gas geleitet wird oder nicht.
• Die mechanischen Schwingungen bewirken auch bei dem Verfahren nach der Erfindung die Klärung der Flüssigkeit und töten Kleinlebewesen und Schmarotzer sowie deren Eier. Die keimtötende Wirkung ist aber nicht mehr in Frage gestellt, da Ultraviolettstrahlen bekanntlich höchst wirksam auf Bakterien aller Art sind. Durch die gleichzeitige Einwirkung der mechanischen Schwingungen und der Ultraviolettstrå'hlen wird aber nicht lediglich eine Summierung der Einzelwirkungen dieser beiden Mittel erreicht, sondern eine wesentliche Steigerung der Wirkung dadurch, daß die mechanischen Schwingungen die Flüssigkeit gewissermaßen auflockern, so daß diese hierdurch der Einwirkung der Ultraviolettstrahlen in höherem Maße unterliegt. Außerdem werden die Ultraviolettstrahlen bei der Einwirkung von mechanischen Schwingungen weit besser absorbiert.
• Durch die Druckschwankungen werden die Ultraviolettstrahlen in der Flüssigkeit gebrochen und es können auch Reflektionen in der Flüssigkeit auftreten. Man macht bekanntlich von dieser Tatsache Gebrauch beim sog. Schlierenverfahren zur Sichtbarmachung von Schall und Ultraschallwellen in Flüssigkeiten, das darauf beruht, daß optische Strahlen, die sonst durch die Flüssigkeit hindurchgehen, bei Einwirkung von Schall oder Ultraschallwellen nicht mehr so glatt hindurchgelassen, sondern gebrochen und reflektiert werden. Dadurch werden aber die zurückgelegten Wege der optischen Strahlen in der Flüssigkeit länger, und es ergibt sich so für die Ultraviolettstrahlen eine längere Einwirkungszeit und eine größere Absorption durch die Flüssigkeit. Es kommt weiter hinzu, daß beim Vorhandensein sauerstoffhaltiger Gaseinschlüsse, wie sie beispielsweise bei Abwässern oft schon von selbst vorhanden sind, der Sauerstoff sowohl durch die mechanischen Schwingungen als auch durch die Ultraviolettstrahlen in Ozon umgewandelt wird. Schließlich aber werden die Ozonteilchen durch die Wirkung der mechanischen Schwingungen, und das gilt bei anderen Gasen auch für diese, noch feinst zerteilt und auch verteilt, so daß sie in erhöhtem Maße wirksam werden.'ls wesentlicher Vorteil bei dem Verfahren nach der Erfindung ergibt sich noch eine Ahkürzung der Behandlungszeiten. Die Wirkung des Verfahrens kann gegebenenfalls durch zusätzliche Zuführung von sauerstoffhaltigem Gas, z. B. Luft, oder durch ein anderes, insbesondere in Verbindung mit einer Ultraviolettbestrahlung wirksames Gas, noch weiter gesteigert werden. Das Gas kann beispielsweise durch die Flüssigkeit hindurchgesprudelt werden.
• Als mechanische Schwingungen bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung eignen sich sowohl Schwingungen hoher Frequenz, z. B.
• Ultraschallschwingungen, als auch Schwingungen kleinerer Frequenz, z. B. Schall- oder Rüttelschwingungen.
• Das Verfahren nach der Erfindung beschränkt sich nicht auf die Behandlung keimhaltiger Flüssigkeiten, es kann auch zur Reinigung bzw. Klärung anderer Flüssigkeiten von Vorteil sein. Beispielsweise ist es bekannt, die Schichtträger photographischer Filme durch Ultraviolettbestrahlung zu klären. Die Masse, aus der solche Schichtträger bestehen, kann aber auch schon in flüssigem Zustand durch Ultraviolettstrahlen geklärt werden. Im letzteren Falle ist daher das Verfahren nachher Erfindung ebenfalls vorteilhaft, da die mechanischen Schwingungen auch hier eine kräftige Durchwirbelung und Auflockerung der Gase herbeiführen und mithin eine erhöhte Wirkung der Ultraviolettbestrahlung gewährleisten. Statt eines sauerstoffhaltigen Gases kann bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung gegebenenfalls auch ein anderes, durch mechanische Schwingungen nicht veränderbares Gas verwendet werden, da auch dieses zur Auflockerung der zu behandelnden Flüssigkeit beiträgt.
• Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung können an sich beliebige Einrichtungen verwendet werden. Zwei besonders vorteilhafte Einrichtungen sind in der Zeichnung dargestellt.
• In Fig. I ist eine Einrichtung gezeigt nach Art eines Durchlaufgefäßes. Es besteht aus einem senkrechten rohrförmigen Oberteil 1 und einem bauchartig erweiterten Unterteil 2 von bedeutend größerem Durchmesser. Die Flüssigkeit tritt bei 3 durch ein Rohr in das Unterteil 2 ein und gerät dabei unmittelbar in den stärksten Bereich der mechanischen Schwingungserzeuger 4, beispielsweise magnetostriktive oder Piezoschwinger oder auch magnetische Rüttler, die an der schrägen Wan dung des Unterteils 2 angebracht sind. Die Flüssigkeit strömt dann an den mit vielen kleinen Löchern versehenen Rohrdüsen 5 vorbei, aus denen erforderlichenfalls ein Gas in die Flüssigkeit eingesprudelt werden kann. An die Rohrdüsen 5 schließen sich stabförmige Ultraviolettstrahler 6 an, die oben aus der zu behandelnden Flüssigkeit herausragen und mit elektrischen Anschlüssen 7 versehen sind. Die Abflußöffnungen 8 für die zu behandelnde Flüssigkeit liegt entsprechend unterhalb der elektrischen Anschlüsse 7, während die elektrischen Gegenpole der Ultraviolettstrahler 6 in der Flüssigkeit auf Erdpotential liegen. Die Flüssigkeit strömt aus dem Bereich der intensivsten mechanischen Schwingungen zunächst an den Rohrdüsen 5 vorbei, wo gegebenenfalls ein Gas in sie eingesprudelt werden kann, dann mit diesem zusammen an den Ultraviolettstrahlern6 vorbei. Das Gas wird durch die Ultraviolettbestrahlung gegebenenfalls chemisch verändert und löst sich zum Teil in der Flüssigkeit.
• Das überschüssige Gas sprudelt nach oben, sammelt sich in der Öffnung 9, von wo es möglicherweise im Kreislauf erneut den Rohrdüsen 5 zugeführt werden kann. Während des gesamten Durchströmens durch den Behandlungsraum unterliegt die Flüssigkeit der Wirkung der mechanischen Schwingungen, so daß sich, wie oben beschrieben, die Wirkungen in Verbindung mit den gelösten Gasen und den Ultraviolettstrahlen einstellen können. Die Anordnung der Strahler in der Flüssigkeit hat noch den Vorteil, daß ihre Verschmutzung durch sich aus der zu behandelnden Flüssigkeit absetzende Teilchen verhindert wird infolge der Einwirkung der mechanischen Schwingungen. Die Wandungen der Strahler bleiben also stets klar und für die Ultraviolettstrahler durchlässig. Die bauchartige Erweiterung im unteren Teil der Behandlungseinrichtung dient zur Aufnahme sich absetzender, gelöster, fester Teilchen der zu behandelnden Flüssigkeit, nachdem sie durch die Einwirkung der mechanischen Schwingungen sich zusammengeballt haben. Sie können aus dem unteren Teil des Gefäßes bei Bedarf entfernt werden.
• In Fig. 2 ist eine Einrichtung dargestellt, wie sie in unterirdischen Kanalanlagen, insbesondere bei der Reinigung von Abwässern, vorteilhaft ist. Aus der Öffnung 1 1 strömen die Abwässer in ein flaches, ausgedehntes Bassin I2, das an der der Zuflußöffnung 1 1 entgegengesetzten Seite ein in seiner Höhe verstellbares Wehr 13 hat, über das die Flüssigkeit in die Abflußrinne I4 strömen kann. Die Einrichtungen 15 für die Erzeugung der mechanischen Schwingungen sind in den Seitenwänden des Bassins angebracht, so daß ihre schwingungserzeugenden Gebilde in die Flüssigkeit des Bassins ragen.
• Der Boden des Bassins ist mit gitterartig angeordneten, in der Zeichnung nicht näher dargestellten Rohren belegt, aus denen die Abwässer mit Luft durchsprudelt werden. Über dem Bassin sind Ultraviolettstrahler I6 angebracht. Im Gegensatz zur Einrichtung nach Fig. I sind die Ultraviolettstrahler also nicht in der Flüssigkeit angeordnet, sondern außerhalb derselben.
• PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Behandlung, vorzugsweise Reinigung von Abwässern und anderen Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit gleichzeitig der Einwirkung mechanischer Schwingungen von Schall- oder Ultraschallfrequenz und einer Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen ausgesetzt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit ein sauerstoffhaltiges Gas, z. B. Luft, zugeführt, beispielsweise durch die Flüssigkeit gesprudelt wird.

   3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Durchlaufgefäß Ultraviolettstrahler in die zu behandelnde Flüssigkeit eintauchen.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine senkrechteAnordnung des Durchlaufgefäßes, bei der die zu behandelnde Flüssigkeit in einem z. B. erweiterten unteren Teil einströmt, in dem sich die mechanischen Schwingungserzeuger befinden und in dessen oberem Teil Zuleitungen, z. B. Rohrdüsen, zum Einströmen von zur Behandlung dienenden Gasen mit sich vorzugsweise daran anschließenden Ultraviolettstrahlern angeordnet sind.

   5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I und 2, gekennzeichnet durch einen an eine Kanalanlage angeschlossenen, Behandlungsraum mit einem flachen Bassin, aus dem die zu behandelnde Flüssigkeit über ein Wehr abfließen kann, durch über dem Bassin angeordnete Ultraviolettstrahler, durch im Bassin angeordnete Mittel, insbesondere ein gitterartiges Rohrsystem, für die Durchsprudelung der zu behandelnden Flüssigkeit mit einem Gas und durch z. B. in der Bassinwandung angebrachte Einrichtungen zur Erzeugung der mechanischen Schwingungen in der Flüssigkeit.