WO1996028392A1 - Vorrichtung und verfahren zur ozonbehandlung von wasser - Google Patents
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- C02F2201/78—Details relating to ozone treatment devices
- C02F2201/782—Ozone generators
Definitions
- the present invention relates to a device for the ozone treatment of water with means for blowing an ozone-containing gas into the water and with a subsequent reaction space through which water flows, and a method for the ozone treatment of water, an ozone-containing gas blown into the water and then the water is passed through a reaction chamber.
- ozone The introduction of ozone into water serves to oxidize organic contaminants, such as bacteria or viruses, in the water, this is also referred to as ozonization.
- the ozone introduced into the water usually in the form of ozone-containing air, dissolves in the water and can then oxidize the organic impurities, the ozone itself being broken down. This process is also briefly referred to below as the reaction of the ozone with the water.
- DE 30 11 615 A1 discloses a device and a method for the ozone treatment of water with the features mentioned above.
- a vertically extending, columnar absorber is provided, through which water flows from top to bottom.
- the water is introduced into the absorber from an upper, tapering end thereof.
- an ozone-containing gas is also blown in, the gas bubbles being conveyed to the lower end of the absorber by the water flow.
- the gas is then separated from the water again.
- a gas cushion will form inside the absorber and the absorber will run empty.
- the gas bubbles drifting freely in the water flow do not lead to an optimal reaction of the gaseous ozone with the water.
- EP 0 567 951 A1 describes a process for the treatment and recovery of washing waste water from motor vehicle workshops, an oxidation stage, which can take place in the form of ozonization, and a microfiltration stage being connected in series.
- ozone is introduced into a partial circle by an ozone generator.
- the water enriched with ozone is fed to a distribution tank and mixed with filtered water.
- EP 0 352 779 B1 discloses a transportable arrangement for producing drinking water, in which a hydrocyclone, a microfiltration device, a device for reverse osmosis, a mixed-bed ion exchanger, a salting device, a device for ozonization, and an activated carbon Filters and a device for depot chlorination are connected in series.
- the device for ozone treatment comprises a water jet pump which sucks in air containing ozone and thus admixes the water flowing through the system. The oxidative degradation of oxidizable substances takes place in a subsequent reaction container.
- DE 38 35 938 AI shows a system for the continuous treatment of water.
- the water flows through a tubular reactor into which chemicals and activated carbon are introduced at defined points by means of metering pumps.
- chemicals and activated carbon are introduced at defined points by means of metering pumps.
- the invention is based on the object of developing the device and the method with the features mentioned at the outset such that particularly efficient ozonization of impurities present in the water and thus particularly effective cleaning of the water is made possible.
- the object is achieved according to the invention for a device for ozone treatment of water with the features mentioned at the outset in that the device comprises a tubular reactor as a reaction space, in that at least one mixing element is arranged in the tubular reactor for generating a turbulent flow, and in that the device is designed in this way that the flow time of the water through the tubular reactor is 2 to 15 minutes at a flow rate of 3 to 0.2 m / s.
- reaction space is designed as a tubular reactor. Because of the correspondingly small cross section of the reaction space, the ozone-containing gas bubbles introduced into the water are entrained by the flow of the water, so that the formation of a gas cushion in the reaction space is reliably prevented. This ensures a good mixing of the water with the gas and thus a quick dissolution of the ozone in the water.
- the envisaged flow rate of the water contributes to the fact that gas cushion formation is reliably prevented.
- Complete ozonization is achieved in that the residence time of the water in the tubular reactor is 2 to 15 minutes.
- the turbulent flow in the tubular reactor produced by mixing elements leads to a distribution of the gas bubbles containing the ozone in the water and to an excellent mixing of the gas with the water.
- the formation of increasingly larger gas bubbles occurring in the prior art in the reaction chamber is counteracted with a corresponding overall decrease in the total surface area of the gas.
- the gas is dispersed in the form of very small bubbles in the water by the mixing element, and accordingly there is an optimum reaction rate of the ozone with the water or with impurities present in the water.
- the solution according to the invention achieves an optimal action of the ozone on the water and thus enables an improved cleaning of the water.
- a preferred embodiment is characterized in that the mixing element is a static mixer. This enables simple and inexpensive production of the device. In addition, there is virtually wear-free operation of the device.
- a simple and inexpensive production is made possible in that the mixing element is flexible and is inserted into the tubular reactor.
- a rapid dissolution of the ozone in the water is further supported in that several mixing elements are arranged distributed over the length of the tubular reactor.
- Optimal efficiency is achieved in that one or more mixing elements extend essentially over the entire length of the tubular reactor.
- a very simple and inexpensive realization of the tubular reactor results from the fact that it is formed by a flexible hose.
- a very compact form of the device according to the invention is made possible in that the hose forms an annular winding. This means that even large lengths can be used with a small footprint.
- the device comprises a device for UV irradiation of the water.
- This device can be formed, for example, by a UV lamp. UV radiation leads to faster ozone depletion for subsequent further treatment of the water.
- the device for UV radiation is arranged downstream of the tube reactor.
- the device for UV irradiation is assigned to the tubular reactor and is designed so that the water in the tubular reactor can be irradiated at least in sections.
- the UV radiation leads here to decomposition of the ozone to the formation of oxygen radicals, which can react very quickly with the impurities contained in the water, so that their oxidation takes place in the tubular reactor accelerated.
- a very efficient purification of the water is obtained by the device having at least one of the tubular reactor downstream activated carbon filter for filtering the water includes.
- the activated carbon filter filters out the contaminants from the water that have been oxidized by the ozone.
- the process according to the invention for the ozone treatment of water with the features mentioned at the outset is characterized in that the water is passed through a tubular reactor as reaction space within 2 to 15 minutes at a flow rate of 3 to 0.2 m / s and that Gas bubbles are swirled with the water by means of a mixing element in the tubular reactor. Passing through the tubular reactor prevents the formation of a gas cushion. As a result of the swirling, the ozone-containing gas is finely dispersed in the water, and there is a substantially enlarged interface of the gas with the water, which leads to faster absorption in the water and a correspondingly faster reaction of the ozone with impurities. In this way, a virtually complete oxidation of the impurities is ensured with the intended residence time of the water in the tubular reactor.
- the dissolution of the ozone is also accelerated by the fact that the ozone-containing gas is blown into the water at a pressure which is higher than the normal pressure.
- the back pressure generated by the tubular reactor is used in a process variant that is particularly simple to implement.
- a throttle valve for increasing the pressure can also be connected downstream of the tubular reactor.
- the water is irradiated with UV light. If the UV radiation already takes place in the tubular reactor, the oxidation of the impurities and thus accelerating the disinfection of the water by the formation of free oxygen radicals.
- a very effective purification of the water by removing the impurities oxidized by the ozone is achieved by filtering the water treated with ozone by means of an activated carbon filter.
- Fig. 1 is a plan view of an inventive
- FIG. 2 shows a side view of the device according to FIG. 1, shown partly in section;
- FIGS. 1 and 3 shows a perspective view of a cut-open section of a tubular reactor of the device according to FIGS. 1 and
- Fig. 4 is a block diagram of the device according to
- a device 10 for ozone treatment of water comprises, as essential components, ozone generators 12, a tube reactor 14, devices 16 for UV radiation, activated carbon filter 18 and a control cabinet 20 for controlling the device 10.
- the components are arranged in a frame-like housing 22, which is designed as a module which can be combined with modules containing other treatment or cleaning stages.
- len can be combined via uniform connections to form a needs-based water cleaning system.
- the tubular reactor 14 is formed by a flexible hose made of transparent plastic, which is wound in a ring and is held in its shape by holding means, not shown. In the exemplary embodiment, its length is approximately 100 m.
- At least one mixing element 26 is arranged in the tubular reactor 14, which in the embodiment shown is designed as a static mixer with a plurality of guide surfaces interlaced with one another.
- the mixing element 26 is flexible and is inserted into the tubular reactor 14. If necessary, it can be firmly connected to the tubular reactor 14 in order to prevent displacement by the water flow.
- the mixing element 26 is made of stainless steel.
- the device 10 has an inlet 28 for water to be treated, to which a pump 30 is connected. This conveys the water via a valve 32 and a flow meter 34 through an injector 36 to the inlet of the tubular reactor 14.
- the gas inlet of the injector 36 is connected to the outputs of the ozone generators 12 and, together with these, forms means 38 for blowing ozone into the water.
- the ozone generators 12 suck in air via an air inlet 40, which is partly converted into ozone in the ozone generators 12 and then blown into the water to be treated with the aid of the injector 36, that is to say introduced in a bubble-like manner.
- a control unit housed in the control cabinet 20 controls the water flow with the aid of the flow meter 34 and the valve 32 in such a way that the water flows through the tubular reactor 14 at a flow rate of 0.2 to 0.5 m / s which can be predetermined depending on the pollution of the water, whereby there is a residence time of the water in the tubular reactor 14 of 8 to 3 minutes. Within this time, oxidizable impurities in the water are completely oxidized by the ozone.
- the mixing element 26 arranged in the interior of the tubular reactor 14 swirls the air bubbles introduced into the water flow by the injector 36, so that the ozone-containing air is dispersed in the water with fine bubbles.
- the water After leaving the tubular reactor 14, the water is exposed to UV radiation by one of the devices 16.
- the water is passed through a correspondingly UV-permeable tube section which is illuminated by assigned UV lamps. In this way, ozone which has not yet been decomposed remains in the water.
- the water is then fed to a gas separator 42 for venting the water.
- the separated air which still contains residues of ozone, is fed back to the ozone generators 12 for recycling.
- the water After the water has been vented through the gas separator 42, the water is passed through two filters 18, which contain activated carbon and are connected in series, as a result of which in particular the impurities in the water oxidized by ozone are filtered out.
- the filtered water is then subjected to repeated UV irradiation by means of a downstream device 16. In this way, any remaining ozone is broken down and the water is completely freed from ozone.
- a further improved cleaning of the water is achieved in that the device 10 is preceded by a stage for microfiltration of the water and the device is optionally combined with a cleaning by reverse osmosis.
- the device 10 is designed as a module which, with a standardized size of the housing 22, is provided with all the necessary devices for control and energy supply. To produce a cleaning system with additional cleaning stages, only the water inlet 28 and the water outlet 44 need to be connected and a power supply to the device 10 established.
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Abstract
Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ozonbehandlung von Wasser vorgeschlagen, wobei ein ozonhaltiges Gas in das Wasser eingeblasen und anschließend das Wasser durch einen Reaktionsraum geleitet wird. Eine optimale Absorption des Ozons wird dadurch erreicht, daß ein Rohrreaktor mit einem Mischelement zur Erzeugung einer turbulenten Strömung als Reaktionsraum vorgesehen ist und daß die Durchflußzeit des Wassers durch den Rohrreaktor 2 bis 15 Minuten bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 3 bis 0,2 m/s beträgt.
Description
Vorrichtung und Verfahren zur Ozonbehandlung von Wasser
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ozon¬ behandlung von Wasser mit Mitteln zum Einblasen eines ozon¬ haltigen Gases in das Wasser und mit einem sich anschließen¬ den, vom Wasser durchströmten Reaktionsraum sowie ein Verfah¬ ren zur Ozonbehandlung von Wasser, wobei ein ozonhaltiges Gas in das Wasser eingeblasen und anschließend das Wasser durch einen Reaktionsraum geleitet wird.
Das Einleiten von Ozon in Wasser dient dem Oxidieren von or¬ ganischen Verunreinigungen, wie Bakterien oder Viren, im Wasser, dies wird auch als Ozonisierung bezeichnet. Das zu¬ meist in Form ozonhaltiger Luft in das Wasser eingeleitete Ozon löst sich im Wasser und kann dann die organischen Verun¬ reinigungen oxidieren, wobei das Ozon selbst abgebaut wird. Dieser Ablauf wird nachfolgend auch kurz als Reaktion des Ozons mit dem Wasser bezeichnet.
Aus der DE 30 11 615 AI sind eine Vorrichtung und ein Ver¬ fahren zur Ozonbehandlung von Wasser mit den eingangs ge¬ nannten Merkmalen bekannt. Hierbei ist ein vertikal verlau¬ fender, säulenförmiger Absorber vorgesehen, der von oben nach unten mit Wasser durchströmt wird. Das Wasser wird von einem oberen, spitz zulaufenden Ende des Absorbers in diesen ein¬ geleitet. Im Bereich des oberen Endes wird zudem ein ozonhal¬ tiges Gas eingeblasen, wobei die Gasblasen durch die Wasser¬ strömung an das untere Ende des Absorbers befördert werden. Anschließend wird das Gas wieder vom Wasser separiert.
Trotz der spitzen Ausbildung des oberen Endes des Absorbers ist die Gefahr vorhanden, daß sich im Inneren des Absorbers ein Gaspolster bildet und der Absorber leer läuft. Zudem füh¬ ren auch bei ordnungsgemäß arbeitendem Absorber die in der WasserStrömung frei driftenden Gasblasen nicht zυ einer opti¬ malen Reaktion des gasförmigen Ozons mit dem Wasser.
Die EP 0 567 951 AI beschreibt ein Verfahren zur Behandlung und Wiedergewinnung von Waschabwässern aus Kraftfahrzeug-Be¬ triebswerkstätten, wobei eine Oxidationsstufe, die in Fonr einer Ozonisierung erfolgen kann, und eine Mikrofiltratioπs- stufe hintereinander geschaltet sind. Zur Ozonbehandlung wird Ozon von einem Ozongenerator in einen Teilkreis eingeleitet. Das mit Ozon angereicherte Wasser wird einem Verteilerbehäl- ter zugeführt und mit gefiltertem Wasser gemischt.
Aus der EP 0 352 779 Bl ist eine transportable Anordnung zur Gewinnung von Trinkwasser bekannt, bei der ein Hydrozyklon, eine Mikrofiltriereinrichtung, eine Einrichtung zur Umkehros- mose, ein Mischbett-Ionenaustauscher, eine Aufsalzungsεin- richtung, eine Einrichtung zur Ozonisierung, ein Aktivkohle¬ filter und eine Einrichtung zur Depotchlorung in Reihe ge¬ schaltet sind. Die Einrichtung zur Ozonbehandlung umfaßt eine Wasserstrahlpumpe, die ozonhaltige Luft ansaugt und so dem die Anlage durchströmenden Wasser beimischt. Der oxidative Abbau von oxidierbaren Substanzen erfolgt in einem an¬ schließenden Reaktionsbehälter.
Die DE 38 35 938 AI zeigt eine Anlage zur kontinuierlichen Aufbereitung von Wasser. Hierbei strömt das Wasser durch ei¬ nen Rohrreaktor, in den an definierten Stellen mittels Do¬ sierpumpen Chemikalien und Aktivkohle eingeleitet werden. In
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einem sich anschließenden Flockenabscheider wird das Wasser von ausfallendem Schlamm getrennt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung und das Verfahren mit den eingangs genannten Merkmalen dahinge¬ hend weiterzubilden, daß eine besonders effiziente Ozonisie¬ rung von im Wasser vorhandenen Verunreinigungen und damit auch eine besonders wirksame Reinigung des Wassers ermöglicht wird.
Die Aufgabe wird für eine Vorrichtung zur Ozonbehandlung von Wasser mit den eingangs genannten Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung einen Rohrreaktor als Reaktionsraum umfaßt, daß im Rohrreaktor mindestens ein Mischelement zur Erzeugung einer turbulenten Strömung ange¬ ordnet ist und daß die Vorrichtung so ausgebildet ist, daß die Durchflußzeit des Wassers durch den Rohrreaktor 2 bis 15 Minuten bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 3 bis 0,2 m/s beträgt.
Eine wesentliche Idee der Erfindung liegt darin, daß der Re¬ aktionsraum als ein Rohrreaktor ausgebildet ist. Aufgrund des dementsprechend geringen Querschnitts des Reaktionsraums wird erreicht, daß die in das Wasser eingebrachten, ozonhaltigen Gasblasen von der Strömung des Wassers mitgerissen werden, so daß die Bildung eines Gaspolsters im Reaktionsraum sicher verhindert wird. Folglich wird eine gute Durchmischung des Wassers mit dem Gas und damit ein schnelles Lösen des Ozons im Wasser sichergestellt. Die vorgesehene Strömungsgeschwin¬ digkeit des Wassers trägt dazu bei, daß eine Gaspolsterbil¬ dung zuverlässig verhindert wird.
Eine vollständige Ozonisierung wird dadurch erreicht, daß die Verweilzeit des Wassers im Rohrreaktor 2 bis 15 Minuten be¬ trägt.
Die von Mischelementen erzeugte turbulente Strömung im Rohr¬ reaktor führt zu einer Verteilung der das Ozon enthaltenden Gasblasen im Wasser und zu einer hervorragenden Durchmischung des Gases mit dem Wasser. So wird der beim Stand der Technik im Reaktionsraum auftretenden Bildung von zunehmend größeren Gasblasen mit einer dementsprechend insgesamt abnehmenden Ge¬ samtoberfläche des Gases entgegengewirkt. Vielmehr wird das Gas durch das Mischelement in Form sehr kleiner Bläschen im Wasser dispergiert und dementsprechend ergibt sich eine op¬ timale Reaktionsgeschwindigkeit des Ozons mit dem Wasser bzw. mit im Wasser vorhandenen Verunreinigungen.
Folglich wird durch die erfindungsgemäße Lösung eine optimale Einwirkung des Ozons auf das Wasser erreicht und so eine ver¬ besserte Reinigung des Wassers ermöglicht.
Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus,, daß das Mischelement ein statischer Mischer ist. So wird eine einfache und kostengünstige Herstellung der Vorrichtung er¬ möglicht. Zudem ergibt sich ein quasi verschleißfreier Be¬ trieb der Vorrichtung.
Eine einfache und kostengünstige Herstellung wird dadurch er¬ möglicht, daß das Mischelement flexibel ausgebildet und in den Rohrreaktor eingeschoben ist.
Ein schnelles Lösen des Ozons im Wasser wird weiter dadurch unterstützt, daß mehrere Mischelemente über die Länge des Rohrreaktors verteilt angeordnet sind.
Ein optimaler Wirkungsgrad wird dadurch erreicht, daß sich ein oder mehrere Mischelemente im wesentlichen über die ge¬ samte Länge des Rohrreaktors erstrecken.
Eine sehr einfache und preisgünstige Realisierung des Rohr¬ reaktors ergibt sich dadurch, daß dieser durch einen flexi¬ blen Schlauch gebildet ist.
Hierbei wird eine sehr kompakte Form der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch ermöglicht, daß der Schlauch eine ring¬ förmige Wicklung bildet. So sind auch große Längen bei ge¬ ringem Platzbedarf einsetzbar.
In bevorzugter Ausgestaltung umfaßt die Vorrichtung eine Ein¬ richtung zur UV-Bestrahlung des Wassers. Diese Einrichtung kann beispielsweise durch eine UV-Lampe gebildet sein. Die UV-Bestrahlung führt zu einem schnelleren Abbau des Ozons für eine nachfolgende Weiterbehandlung des Wassers.
Zum Abbau des nach der Ozoniεierung noch vorhandenen Ozons ist die Einrichtung zur UV-Bestrahlung dem Rohrreaktor nach¬ geordnet.
Alternativ ist die Einrichtung zur UV-Bestrahlung dem Rohr¬ reaktor so zugeordnet und dieser so ausgebildet, daß das Was¬ ser im Rohrreaktor zumindest abschnittsweise bestrahlbar ist. Die UV-Bestrahlung führt hierbei unter Zerlegung des Ozons zu einer Bildung von Sauerstoffradikalen, die mit den im Wasser enthaltenen Verunreinigungen sehr schnell reagieren können, so daß deren Oxidation im Rohrreaktor beschleunigt abläuft.
Eine sehr effiziente Reinigung des Wassers wird dadurch er¬ halten, daß die Vorrichtung mindestens ein dem Rohrreaktor
nachgeordnetes Aktivkohlefilter zur Filterung des Wassers umfaßt. Hierbei filtert das Aktivkohlefilter die durch das zuvor vom Ozon oxidierten Verunreinigungen aus dem Wasser heraus.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ozonbehandlung von Wasser mit den eingangs genannten Merkmalen zeichnet sich dadurch aus, daß das Wasser innerhalb von 2 bis 15 Minuten mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 3 bis 0,2 m/s durch einen Rohr¬ reaktor als Reaktionsraum geleitet wird und daß die Gasblasen mit dem Wasser mittels eines Mischelements im Rohrreaktor verwirbelt werden. Das Durchleiten durch den Rohrreaktor verhindert die Bildung eines Gaspolsters. Durch das Verwir- beln wird das ozonhaltige Gas feinperlig im Wasser verteilt, und es ergibt sich eine wesentlich vergrößerte Grenzfläche des Gases zum Wasser, die zu einer schnelleren Absorption im Wasser und einer entsprechend schnelleren Reaktion des Ozons mit Verunreinigungen führt. So wird mit der vorgesehenen Verweilzeit des Wassers im Rohrreaktor eine quasi vollstän¬ dige Oxidatior- der Verunreinigungen sichergestellt.
Das Lösen des Ozons wird zudem dadurch beschleunigt, daß das ozonhaltige Gas mit einem gegenüber dem Normaldruck erhöhten Druck in das Wasser eingeblasen wird. Hierbei wird in einer besonders einfach zu realisierenden Verfahrensvariante der vom Rohrreaktor erzeugte Staudruck ausgenutzt. Jedoch kann dem Rohrreaktor auch ein Drosselventil zur Druckerhöhung nachgeschaltet werden.
Zur Beschleunigung des Ozonabbaus wird das Wasser mit UV- Licht bestrahlt. Wenn die UV-Bestrahlung bereits im Rohr¬ reaktor erfolgt, wird die Oxidation der Verunreinigungen und
damit die Entkeimung des Wassers durch die Bildung freier Sauerstoffradikale beschleunigt.
Eine sehr wirksame Reinigung des Wassers durch eine Entfer¬ nung der vom Ozon oxidierten Verunreinigungen wird dadurch erreicht, daß das mit Ozon behandelte Wasser mittels eines Aktivkohlefilters gefiltert wird.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße
Vorrichtung mit ihren wesentlichen Kompo¬ nenten;
Fig. 2 eine Seitenansicht der teilweise im Schnitt dargestellten Vorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines aufge¬ schnittenen Abschnitts eines Rohrreaktors der Vorrichtung nach Figur 1 und
Fig. 4 ein Blockschaltbild der Vorrichtung nach
Figur 1.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Ozonbehandlung von Wasser umfaßt als wesentliche Komponenten Ozongeneratoren 12, einen Rohrreaktor 14, Einrichtungen 16 zur UV-Bestrahlung, Aktivkohlefilter 18 sowie einen Schaltschrank 20 zur Steue¬ rung der Vorrichtung 10. Wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, sind die Komponenten in einem gestellartigen Gehäuse 22 angeordnet, das als ein Modul ausgebildet ist, welches mit andere Behandlungs- oder Reinigungsstufen enthaltenden Modu-
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len über einheitliche Anschlüsse zur Bildung einer bedarfs¬ gerechten Waserreinigungsanlage kombinierbar ist.
Der Rohrreaktor 14 ist durch einen flexiblen Schlauch aus transparentem Kunststoff gebildet, der ringförmig gewickelt und von nicnt dargestellten Haltemitteln in seiner Form ge¬ halten ist. Seine Länge beträgt beim Ausführungsbeispiel ungefähr 100 m.
Wie in Fig. 3 dargestellt, ist in dem Rohrreaktor 14 wenig¬ stens ein Mischelement 26 angeordnet, das bei der dargestell¬ ten Ausführungsform als ein statischer Mischer mit einer Vielzahl von gegeneinander verschränkten Leitflächen ausge¬ bildet ist. Das Mischelement 26 ist flexibel ausgebildet und in den Rohrreaktor 14 eingesteckt. Es kann gegebenenfalls fest mit dem Rohrreaktor 14 verbunden sein, um ein Verschie¬ ben durch die Wasserströmung zu verhindern. Beim Ausfüh¬ rungsbeispiel ist das Mischelement 26 aus rostfreiem Edel¬ stahl hergestellt.
Fig. 4 zeigt, wie die genannten Komponenten der Vorrichtung 10 und weitere Bauteile miteinander verbunden sind. Die Ver¬ richtung 10 weist einen Einlaß 28 für zu behandelndes Wasser auf, an den eine Pumpe 30 angeschlossen ist. Diese fördert das Wasser über ein Ventil 32 und einen Mengenmesser 34 durch einen Injektor 36 zum Eingang des Rohrreaktors 14.
Der Injektor 36 ist mit seinem Gaseintritt an die Ausgänge der Ozongeneratoren 12 angeschlossen und bildet zusammen mit diesen Mittel 38 zum Einblasen von Ozon in das Wasser. Hierzu
saugen die Ozongeneratoren 12 über einen Lufteinlaß 40 Luft an, die in den Ozongeneratoren 12 teilweise in Ozon umgewan¬ delt und anschließend mit Hilfe des Injektors 36 in das zu behandelnde Wasser eingeblasen, also blasenförmig eingebracht wird.
Eine im Schaltschrank 20 untergebrachte Steuerung steuert mit Hilfe des Mengenmessers 34 und des Ventils 32 den Wasserstrom so, daß das Wasser mit einer je nach Verschmutzung des Wassers vorgebbaren Strömungsgeschwindigkeit von 0,2 bis 0,5 m/s durch den Rohrreaktor 14 fließt, wobei sich eine Ver¬ weilzeit des Wassers im Rohrreaktor 14 von 8 bis 3 Minuten ergibt. Innerhalb dieser Zeit werden oxidierbare Verunrei¬ nigungen des Wassers durch das Ozon vollständig oxidiert.
Durch das im Inneren des Rohrreaktors 14 angeordnete Misch¬ element 26 erfolgt eine Verwirbelung der vom Injektor 36 in den Wasserstrom eingebrachten Luftblasen, so daß die ozonhal¬ tige Luft feinperlig im Wasser verteilt wird. Dies führt auf¬ grund der großen Grenzfläche Gas/Wasser zu einem sehr schnel¬ len Lösen des Ozons im Wasser und so zu einer schnellen Oxi- dation von im Wasser vorhandenen, organischen Verunreinigun¬ gen, wie Viren oder Bakterien, durch das sich aufspaltende Ozon.
Nach Verlassen des Rohrreaktors 14 wird das Wasser einer UV-Bestrahlung durch eine der Einrichtungen 16 ausgesetzt. Hierbei wird das Wasser durch einen entsprechend UV-durch¬ lässig ausgebildeten Rohrabschnitt geleitet, der von zuge¬ ordneten UV-Lampen beleuchtet ist. So wird im Wasser ver¬ bliebenes, noch nicht zerlegtes Ozon aufgespalten.
Anschließend wird das Wasser einem Gasabscheider 42 zur Ent¬ lüftung des Wassers zugeführt. Die abgeschiedene, noch Reste von Ozon enthaltende Luft wird wieder den Ozongeneratoren 12 zur Rezyklisierung zugeleitet.
Nach dem Entlüften des Wassers durch den Gasabscheider 42 wird das Wasser durch zwei Aktivkohle enthaltende, in Reihe geschaltete Filter 18 geleitet, wodurch insbesondere die vom Ozon oxidierten Verunreinigungen des Wassers herausgefiltert werden.
Um Trinkwasserqualität erreichen zu können, wird das gefil¬ terte Wasser anschließend einer nochmaligen UV-Bestrahlung mittels einer nachgeschalteten Einrichtung 16 unterzogen. So werden noch vorhandene Reste von Ozon aufgespalten, und das Wasser wird vollständig von Ozon befreit.
Schließlich verläßt das mit Ozon behandelte und gereinigte Wasser in Trinkwasserqualität die Vorrichtung 10 über einen Auslaß 44.
Eine weiter verbesserte Reinigung des Wassers wird dadurch erzielt, daß der Vorrichtung 10 eine Stufe zur Mikrofiltrie- rung des Wassers vorgeschaltet und die Vorrichtung gegebenen¬ falls mit einer Reinigung durch Umkehrosmose kombiniert wird. Eine solche Kombination wird dadurch sehr erleichtert, daß die Vorrichtung 10 als ein Modul ausgebildet ist, das bei standardisierter Größe des Gehäuses 22 mit allen notwendigen Einrichtungen zur Steuerung und Energieversorgung versehen ist. So sind zur Herstellung einer Reinigungsanlage mit zu¬ sätzlichen Reinigungsstufen lediglich der Wassereinlaß 28 und der Wasserauslaß 44 anzuschließen und eine Stromversorgung der Vorrichtung 10 herzustellen.
Claims
1. Vorrichtung zur Ozonbehandlung von Wasser mit Mitteln z*-.π. ^inblasen eines ozonhaltigen Gases in das ^asccr und mit einem sich anschließenden, vom Wasser durchströmten Reaktiσnsraum, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) einen Rohrreaktor (14) als Reaktionsraum umfaßt, daß im Rohrreaktor (14) mindestens ein Mischelement (26) zur Erzeugung einer turbulenten Strömung angeordnet ist und daß die Vorrichtung (10) so ausgebildet ist, daß die Durchflußzeit des Wassers durch den Rohrreaktor (14) 2 bis 15 Minuten bei einer Strö¬ mungsgeschwindigkeit von 3 bis 0,2 m/s beträgt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischelement (26) ein statischer Mischer ist.
3. Vorrichtung na«_;h Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischelement (26) flexibel ausgebildet und in den Rohrreaktor (14) eingeschoben ist.
4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß mehrere Mischelemente (26) über die Länge des Rohrreaktors (14) verteilt angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß sich ein oder mehrere Misch¬ elemente (26) im wesentlichen über die gesamte Länge des Rohrreaktors (14) erstrecken.
6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß der Rohrreaktor (14) durch ei¬ nen flexiblen Schlauch gebildet ist.
7. Vorrichtung n»r;h Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch eine ringförmige Wicklung bildet.
8. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) eine Ein¬ richtung (16) zur UV-Bestrahlung des Wassers umfaßt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (16) zur UV-Bestrahlung dem Rohrreaktor (14) nachgeordnet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (16) zur UV-Bestrahlung so dem Rohrreak¬ tor (14) zugeordnet und dieser so ausgebildet ist, daß das Wasser im Rohrreaktor (14) zumindest abschnittsweise bestrahlbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) minde¬ stens ein dem Rohrreaktor (14) nachgeordnetes Aktivkoh¬ lefilter (18) zur Filterung des Wassers umfaßt.
12. Verfahren zur Ozonbehandlung von Wasser, wobei ein ozon¬ haltiges Gas in das Wasser eingeblasen und anschließε.nd das Wasser durch einen Reaktionsraum geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser innerhalb von 2 bis 15 Minuten mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 3 bis 0,2 m/s durch einen Rohrreaktor (14) als Reaktionsraum geleitet wird und daß die Gasblasen mit dem Wasser mittels eines Mischelements (26) im Rohrreaktor (14) verwirbelt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das ozonhaltige Gas mit einem gegenüber dem Normaldruck erhöhten Druck in das Wasser eingeblasen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das mit dem ozonhaltigen Gas versetzte Wasser mit UV-Licht bestrahlt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser nach Verlassen des Rohr¬ reaktors (14) mittels eines Aktivkohlefilters (18) ge¬ filtert wird.
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