WO2022101083A1 - Installationssystem mit einer abwasserleitung - Google Patents

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WO2022101083A1
WO2022101083A1 PCT/EP2021/080620 EP2021080620W WO2022101083A1 WO 2022101083 A1 WO2022101083 A1 WO 2022101083A1 EP 2021080620 W EP2021080620 W EP 2021080620W WO 2022101083 A1 WO2022101083 A1 WO 2022101083A1
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germ barrier
outlet
water installation
germ
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Jürgen JOHANN
Katharina Weitgasser
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Bwt Holding Gmbh
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    • C02F2303/20—Prevention of biofouling

Definitions

  • the invention relates to an installation system with a sewer and a method for treating, in particular treating, water.
  • the invention also relates to a water treatment cartridge.
  • Water installation systems such as reverse osmosis systems, backwash filters or membrane filters usually all have a concentrate/waste water outlet in the direction of a sewer.
  • Backward contamination can occur here through direct contact with the sewer or, in the case of a free outlet, also through the air.
  • Reverse osmosis systems backflush filters or membrane filters are only listed here as examples.
  • microorganisms such as bacteria, fungi or algae multiplying in the pipes in the water.
  • microorganisms refers to both algae and organisms such as bacteria and fungi.
  • system separators consist of cascaded chambers between which a non-return valve is used in each case.
  • a free outlet the water inlet flows out at a distance from the highest possible non-potable water level, such as with a conventional washbasin. This creates a free flow path that prevents water that has flowed out of the water pipe from being sucked back even if negative pressure forms in the pipe system.
  • microorganisms can also spread through the air and thus get into the concentrate/waste water outlet and multiply here. This can progress to biofilm formation. Therefore, in addition to the risk of microorganisms entering the water from non-drinking water, there is also the risk of so-called reverse contamination.
  • single or mixed populations of microorganisms can form biofilms on surfaces such as the inner walls of tanks or pipes as well as on filters.
  • EPS extracellular polymeric substances
  • the composition of the EPS depends on the species involved in the biofilm.
  • the EPS ensure that the microorganisms adhere to the membrane surface and ensure the mechanical and chemical stability of the biofilm.
  • the filtration performance of the membrane decreases.
  • the increased bacterial growth on the concentrate side can lead to uncontrolled backward contamination in the pipe network.
  • the invention is based on the object of increasing the service life and safety of a water installation system and at the same time reducing the risk of bacterial contamination in the pipe system.
  • the invention aims in particular to provide a device and a method with which contamination on the concentrate/waste water side of a water installation system by microorganisms is to be largely avoided.
  • the object of the invention is already achieved by a water installation and by a method for preventing backward contamination in a pipe network or in a water installation according to one of the independent claims.
  • the invention provides a water installation, in particular a drinking water system, with an extraction point and/or outlet, the so-called “point of use", and an outlet to a sewer, the drinking water system having a flow direction towards the extraction point and the outlet and in the flow direction seen before the expiry has at least one germ barrier.
  • the germ barrier is therefore located on the flow side in front of the sewer.
  • the germ barrier is located in a water-carrying pipe. This is a pipe through which water from a water treatment facility is fed into the sewer.
  • the outlet is in particular designed as the outlet of one, in particular a single, device, such as the concentrate outlet of a reverse osmosis system.
  • the germ barrier is therefore not arranged on or in the sewer, but in a water pipe leading to the sewer.
  • the germ barrier can be arranged in particular in the flow path in front of the outlet, in particular directly in front of the outlet.
  • the germ barrier can be located in the flow path of an outlet, e.g. an outlet on the concentrate side of a reverse osmosis system.
  • the germ barrier can prevent reverse contamination from the sewage system into the water installation.
  • a free outlet can be dispensed with in many applications.
  • the water installation system is also referred to as a "drinking water system" for the sake of simplicity.
  • the drinking water system is fed from a drinking water source.
  • the drinking water system is delimited by an inlet to the drinking water source from which drinking water enters the drinking water system and by the withdrawal point.
  • the drinking water system is preferably an individually manageable component which can be connected to the water supply, for example in the household.
  • the drinking water system can consist of several components.
  • the chemical germ barrier comprises a biocidal contact material.
  • a “biocidal contact material” is understood to mean materials that contact with water have a bactericidal and/or fungicidal and/or algicidal effect.
  • the germ barrier comprises, in particular, an alkalizing and/or oxidizing material.
  • the germ barrier can also have an oxidizing effect, in particular forming an oxidizing substance such as hydrogen peroxide.
  • the formation of biofilms and the growth of algae in a drain of the water installation can be reduced or almost completely prevented compared to devices without a corresponding device.
  • the germ barrier prevents germs or a biofilm from growing through the drain
  • the germ barrier is designed in particular in such a way that water is chemically treated in a section of the flow path in such a way that microorganisms are killed within this section.
  • the germ barrier prevents the growth of germs along a pipeline wall against the direction of flow.
  • the alkalizing and/or oxidizing material contains at least one material selected from the group of carbonates, oxides or peroxides.
  • Calcium carbonate magnesium carbonate, calcium oxide, magnesium oxide, Magnesium peroxide, calcium peroxide, sodium peroxide, potassium peroxide and zinc peroxide and mixtures of at least two of the materials mentioned.
  • a suitable peroxide can be used to increase the pH and release hydrogen peroxide into the water.
  • a cartridge with a UV lamp which fights the germs with ultraviolet light, can also be used as a further germ barrier according to the invention in the flow of the water installation.
  • an outlet of the drinking water system which leads to the sewer, includes a connection assembly for connecting at least one cartridge with a germ barrier.
  • the connector assembly is designed so that the germ barrier can be inserted into the connector assembly.
  • the water treatment device and germ barrier can be exchanged separately from one another. This enables particularly simple handling of the water treatment device and the germ barrier, which allows safe operation and at the same time cost-effective maintenance of the drinking water system.
  • agglomerated materials in which the formation of dust is largely prevented, are easy to handle.
  • the germ barrier comprises an alkalizing and / or oxidizing material having particles whose Particle size is below 5 mm, preferably below 3 mm, particularly preferably in the range between 0.2 and 10 mm, preferably 0.5 mm and 2.5 mm.
  • the particle sizes given above refer to the initial state of the respective alkalizing and/or oxidizing material.
  • the upper limit for the particle size of the material results in particular from the desired dissolution kinetics.
  • the use of powder is also possible within the scope of the invention.
  • the granulated materials selected according to the invention dissolve in water so slowly that the pH value of the water in the cartridge is increased so that the desired biocidal effect can be established. With the help of the invention, the formation of biofilms and the growth of algae can be reduced or almost completely prevented.
  • the alkalizing and/or oxidizing material is configured in such a way that the OH concentration increases in such a way that the pH increases to 10 to 13.
  • All microorganisms have a pH range within which growth is possible, or an optimal pH range. Most natural environments have a pH between 4 and 9 and there are many microorganisms whose pH optimum is in this exact range.
  • the extracellular pH value While the extracellular pH value has an influence on the growth of the bacteria, the intracellular pH value must remain close to neutrality (with the exception of extremely acidophilic or alkaline-philic bacteria) since DNA is an acid-labile structure and RNA is an alkaline-labile structure. If the extracellular pH value is outside the pH optimum or outside the range in which growth is still possible (see table), the bacteria are no longer able to stabilize the intracellular pH value. This slows down or stops bacterial growth or leads to the death of the bacteria.
  • a chemical germ barrier is thus provided in a surprisingly simple manner, the biocidal effect of which is based on the increase in the OH concentration, so that a pH of 10 to 13 is established.
  • the chemical germ barrier can be provided with a housing with an internal volume in the range from 10 mL to 200 mL, preferably an internal volume in the range between 15 mL and 50 mL, and can therefore be extremely compact.
  • the invention also relates to a cartridge with a germ barrier, which consists of a UV lamp that fights germs with ultraviolet light.
  • FIG. 1 schematic representation of a cartridge with an alkalizing and/or oxidizing material acting as a germ barrier.
  • FIG. 2 schematic representation of a cartridge with a UV lamp acting as a germ barrier.
  • Figure 3 is a schematic representation of a water installation system with reverse osmosis.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a water installation system with a backwash filter
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a water installation with a membrane filter operated in tangential flow filtration.
  • a chemical germ barrier 200 with an alkalizing and/or oxidizing material 2100 is shown in FIG.
  • the chemical germ barrier 200 has a flow direction D, with the material 2100 being positioned in front of the sewer, as seen in the flow direction D.
  • the germ barrier 200 in these variants of the invention has a retaining grid or fleece 2210 on the input side as well as on its output side 2410 .
  • the chemical germ barrier contains at least one material selected from the group of carbonates, oxides or peroxides.
  • Calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium oxide, magnesium oxide, magnesium peroxide, calcium peroxide, sodium peroxide, potassium peroxide and zinc peroxide and mixtures of at least two of the materials mentioned are particularly suitable for use in the context of the invention.
  • the chemical germ barrier 200 has fastening means 2600 on its input side 2140 and also fastening means 2600 on its output side 2410 . These can be designed, for example, as a flange or thread.
  • a germ barrier 200 with a UV lamp 2300 is shown in FIG.
  • the UV lamp 2300 protrudes into the interior of the cartridge 2040, which forms a housing of the germ barrier 200.
  • the UV lamp 2300 has a power connector 2310 .
  • a seal 2311 is positioned between the housing wall 2040 and the UV lamp 2300 . The concentrate/waste water is exposed to UV radiation in the cartridge so that germs are killed.
  • FIGS. 1 and 2 can be used for the exemplary embodiments of water installation systems described below.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the invention of a water installation 1 with a water treatment device 100 designed as reverse osmosis.
  • Input water is supplied to the water treatment device 100 from a water source via the line 401 .
  • Water that has been treated during operation can be removed from the water treatment device 100 at a removal point 38 through the removal line 403 .
  • the reverse osmosis tank 402 has a first chamber 421 and a second chamber 422 .
  • a semipermeable membrane 411 is arranged between the chambers 421, 422. In operation, the input water passes through the semi-permeable membrane 411 promoted. Substances dissolved in the input water are held back in the first chamber 421 so that a concentrate is produced.
  • the concentrate can be discharged via an outlet, namely the concentrate line 406, and discarded via a waste water line 407, which leads to the waste water channel (not shown). There is a risk of backward contamination from the waste water line 407, even if, as shown here, a so-called "free outlet” is provided. In order to counteract such reverse contamination, a germ barrier 200 is arranged in the concentrate line 406 .
  • the waste water from the so-called first permeate, which is discarded via line 404, can also be routed through a germ barrier.
  • the lines 404 and 406 can be brought together before they reach the sewer 407 via a common germ barrier 200 .
  • the germ barrier can also be used for the process of a nanofiltration, which functions in a similar way to reverse osmosis and, based on the basic principle, only has a membrane with a larger pore diameter.
  • Figure 4 shows an embodiment of the invention
  • Input water is supplied to the water treatment device 100 from a water source. Water treated during operation can be removed from the water treatment device 100 through the removal line 403 .
  • the backwash filter 300 During operation of the backwash filter 300, deposits can form on the filter surface. To clean the backwash filter 300 from these deposits, the backwash filter 300 is backwashed against its normal flow direction. The waste water occurring during backwashing is discarded via a waste water line 407 . Here, too, there is a risk of reverse contamination from the sewer line 407.
  • a germ barrier is arranged in line 406 .
  • Figure 5 shows an embodiment of the invention of a water treatment device 100 with a membrane filter 301 operated in tangential flow filtration.
  • Input water is supplied to the water treatment device 100 from a water source. Water treated during operation can be removed from the water treatment device 100 through the removal line 403 .
  • the liquid to be filtered flows parallel to a membrane 302 or other filter medium and the permeate is drawn off transversely to the direction of flow.
  • the comparatively high speed largely prevents a filter cake (covering layer or fouling) from building up on the membrane 302 from the solid particles to be separated off.

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Abstract

Keimsperre im Konzentrat-/Abwasserauslauf einer Wasserinstallationsanlage zum Abwasserkanal hin, um eine Rückwärtsverkeimung zu verhindern, wobei eine UV-Lampe oder eine chemische Keimsperre verwendet wird, die ein alkalisches Material, insbesondere ein Material, aus der Gruppe der Carbonate, Oxide oder Peroxide und Kombinationen daraus umfasst.

Description

Installationssystem mit einer Abwasserleitung
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Installationssystem mit einem Abwasserkanal sowie ein Verfahren zum Behandeln, insbesondere Aufbereiten, von Wasser Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Wasserbehandlungskartusche.
Hintergrund der Erfindung
Wasserinstallationsanlagen wie Umkehrosmoseanlagen, Rückspülfilter oder Membranfilter haben meistens alle einen Konzentrat-/ Abwasserauslauf in Richtung eines Abwasserkanals.
Hier kann es durch den direkten Kontakt mit dem Abwasserkanal oder, bei einem freien Auslauf, auch über die Luft zu einer Rückwärtsverkeimung kommen.
Umkehrosmoseanlagen, Rückspülfilter oder Membranfilter sind hier nur als Beispiele angeführt.
Aber auch bei anderen Installationssystemen kann die Gefahr einer Rückwärtsverkeimung bestehen.
Am Übergang der Wasserinstallationsanlagen zum Abwasserkanal besteht insbesondere die Gefahr, dass sich Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Algen in den Leitungen im Wasser vermehren. Mit dem Begriff „Mikroorganismen“ werden im Folgenden sowohl Algen, als auch Organismen wie Bakterien und Pilze bezeichnet.
Um dies zu vermeiden, können an gefährdeten Entnahmestellen Sicherungsarmaturen wie etwa Systemtrenner oder ein sogenannter „Freier Auslauf ‘ eingebaut werden. Systemtrenner bestehen aus hintereinandergeschalteten Kammern, zwischen denen jeweils ein Rückflussverhinderer eingesetzt ist. Bei einem freien Auslauf mündet der Wasserzulauf in einem Abstand zum höchstmöglichen Nichttrinkwasserspiegel aus wie etwa bei einem herkömmlichen Waschbecken. Damit liegt eine freie Fließstrecke vor, die auch bei einer Unterdruckbildung im Rohrleitungssystem ein Rücksaugen von einmal aus der Wasserleitung ausgeflossenen Wassers verhindert.
Mikroorganismen können sich jedoch auch über die Luft verbreiten und so in den Konzentrat-/ Abwasserauslauf gelangen und sich hier vermehren. Dies kann bis hin zur Biofilmbildung fortschreiten. Daher besteht zusätzlich zur Gefahr eines Eintrags von Mikroorganismen aus Nichttrinkwasser die Gefahr einer sogenannten Rückwärtsverkeimung.
Einzel- oder Mischpopulationen von Mikroorganismen können in wässriger Umgebung Biofilme auf Flächen wie der Innenwand von Tanks oder Leitungen sowie auf Filtern bilden.
Bei zum Beispiel Membranfiltern kann es konzentratseitig zu erhöhtem bakteriellen Wachstum bzw. zur Bildung von Biofilmen kommen. Hierbei lagern sich Mikroorganismen während der Filtration auf der Membran an und betten sich in eine Matrix aus extrazellulären polymeren Substanzen (EPS). EPS werden von Mikroorganismen gebildet und an ihre Umgebung abgegeben. Die Zusammensetzung der EPS ist abhängig von der am Biofilm beteiligten Spezies. Die EPS sorgen für die Haftung der Mikroorganismen an der Membranoberfläche sowie für mechanische und chemische Stabilität des Biofilms. Mit zunehmender Dicke des Biofilms sinkt die Filtrationsleistung der Membran. Weiteres kann es durch das konzentratseitig erhöhte Bakterienwachstum zu einer unkontrollierten Rückwärtsverkeimung in das Leitungsnetz kommen.
Aufgabe der Erfindung
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer und Sicherheit eines Wasserinstallationssystems zu erhöhen und gleichzeitig im Leitungssystem die Gefahr einer bakteriellen Rückwärtsverkeimung zu verringern. Mit der Erfindung sollen insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt werden, mit welchen eine Verunreinigung auf der Konzentrat-/ Ab wassersei te eines Wasserinstallationssystems durch Mikroorganismen weitgehend vermieden werden soll.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch eine Wasserinstallationsanlage und durch ein Verfahren zur Vermeidung einer Rückwärtsverkeimung in ein Leitungsnetz bzw. in eine Wasserinstallationsanlage nach einem der unabhängigen Ansprüche gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie den Zeichnungen zu entnehmen.
Die Erfindung stellt eine Wasserinstallationsanlage, insbesondere eine Trinkwasseranlage, mit einer Entnahmestelle und/oder Auslauf, dem sogenannten „point of use“, und einem Ablauf zu einem Abwasserkanal zur Verfügung, wobei die Trinkwasseranlage zur Entnahmestelle und zum Ablauf hin eine Durchströmungsrichtung hat und in Durchströmungsrichtung gesehen vor dem Ablauf zumindest eine Keimsperre aufweist.
Die Keimsperre sitzt also strömungsseitig vor dem Abwasserkanal.
Die Keimsperre befindet sich in einer wasserführenden Leitung. Dabei handelt es sich um eine Leitung, über die Wasser einer Wasserbehandlungseinrichtung dem Abwasserkanal zugeführt wird.
Der Auslauf ist insbesondere als Ablauf eines, insbesondere einzigen, Gerätes, wie z.B. der Konzentratablauf einer Umkehrosmoseanlage, ausgebildet. Die Keimsperre ist also nicht am oder im Abwasserkanal, sondern in einer zum Abwasserkanal führenden Wasserleitung angeordnet.
Die Keimsperre kann insbesondere im Strömungspfad vor dem Ablauf, insbesondere unmittelbar vor dem Ablauf, angeordnet sein.
Weiter kann die Keimsperre im Strömungspfad eines Auslaufes, z.B. eines Auslaufes der Konzentratseite einer Umkehrosmoseanlage, sitzen.
Durch die Keimsperre kann eine Rückwärtsverkeimung aus dem Abwassersystem in die Wasserinstallation vermieden werden. So kann insbesondere auf einen freien Auslauf in vielen Anwendungsfällen verzichtet werden.
Zum anderen kann eine entlang einer Rohrwand laufende Verkeimung, insbesondere die Bildung eines Biofilms vermieden werden.
Im Folgenden wird die Wasserinstallationsanlage der Einfachheit halber auch als „Trinkwasseranlage“ bezeichnet.
Die Trinkwasseranlage wird von einer Trinkwasserquelle gespeist. Die Trinkwasseranlage ist begrenzt durch einen Einlauf zur Trinkwasserquelle hin, aus dem Trinkwasser in die Trinkwasseranlage eintritt, und durch die Entnahmestelle. Bevorzugt ist die Trinkwasseranlage ein einzeln handhabbares Bauteil, welches an die Wasserversorgung, beispielsweise im Haushalt, angeschlossen werden kann. Die Trinkwasseranlage kann dabei aus mehreren Komponenten bestehen.
Der Begriff „chemische Keimsperre“ wird im Unterschied zu einer „mechanischen Keimsperre“ gebraucht. Eine mechanische Keimsperre ist eine Partikel sperre wie beispielsweise ein Filter, welcher Keime aufgrund der wechselseitigen Größenverhältnisse zurückhält. Die chemische Keimsperre gemäß der Erfindung umfasst gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein biozides Kontaktmaterial. Unter einem „bioziden Kontaktmaterial“ werden Materialen verstanden, welche beim Kontakt mit Wasser eine bakterizide und/oder fungizide und/oder algizide Wirkung haben.
Die Keimsperre umfasst insbesondere ein alkalisierendes und/oder oxidativ wirkendes Material.
So kann durch eine Erhöhung des pH-Wertes über 9, insbesondere auf einen pH-Wert über 10, vorzugsweise aber unter 13 eine biozide Wirkung erreicht werden.
Weiter kann die Keimsperre oxidativ wirken, insbesondere einen oxidativ wirkenden Stoff, wie z.B. Wasserstoffperoxid bilden.
Damit kann mit Hilfe der Erfindung die Biofilmbildung und das Wachsen von Algen in einer Ableitung der Wasserinstallationsanlage, gegenüber Vorrichtungen ohne eine entsprechende Vorrichtung, reduziert bis hin zu nahezu vollständig unterbunden werden.
Durch die Keimsperre wird also ein Durchwachsen des Ablaufs mit Keimen bzw. einem Biofilm, verhindert
Die Keimsperre ist insbesondere derart ausgebildet, dass Wasser in einem Abschnitt des Strömungspfades derart chemisch behandelt wird, dass Mikroorganismen innerhalb dieses Abschnitts abgetötet werden. Insbesondere wird durch die Keimsperre das Wachstum von Keimen entlang einer Rohrleitungswand entgegen der Strömungsrichtung verhindert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung enthält das alkalisierendes und/oder oxidativ wirkendes Material zumindest ein Material, welches aus der Gruppe der Carbonate, Oxide oder Peroxide ausgewählt ist.
Besonders geeignet für die Verwendung im Rahmen der Erfindung sind Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Magnesiumperoxid, Calciumperoxid, Natriumperoxid, Kaliumperoxid und Zinkperoxid sowie Mischungen von zumindest zwei der genannten Materialien.
Insbesondere kann über ein entsprechendes Peroxid sowohl der pH-Wert erhöht, als auch Wasserstoffperoxid an das Wasser abgegeben werden.
Damit stehen im Rahmen der Erfindung je nach Anwendungsfall und äußeren Gegebenheiten mehrere chemische Keimsperren für die Trinkwasseranlage zur Verfügung.
Weiter kann als weitere erfindungsgemäße Keimsperre im Ablauf der Wasserinstallationsanlage auch eine Kartusche mit einer UV-Lampe verwendet werden, die die Keime durch ultraviolettes Licht bekämpft.
Für eine besonders einfache Montage ist vorgesehen, dass ein Auslauf der Trinkwasseranlage, welcher zum Abwasserkanal führt, eine Anschlussbaugruppe zum Anschließen zumindest einer Kartusche mit einer Keimsperre umfasst.
Die Anschlussbaugruppe ist dazu ausgebildet, dass die Keimsperre in die Anschlussbaugruppe eingesetzt werden kann.
Wasseraufbereitungseinrichtung und Keimsperre sind gemäß einer Ausführungsform der Erfindung separat voneinander austauschbar. Damit wird eine besonders einfache Handhabung der Wasseraufbereitungseinrichtung und der Keimsperre ermöglicht, welche einen sicheren Betrieb bei gleichzeitig kostengünstiger Wartung der Trinkwasseranlage erlaubt.
In einfacher Weise zu handhaben sind insbesondere agglomerierte Materialien, bei welchen eine Staubbildung weitestgehend unterbunden wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Keimsperre ein alkalisierendes und/oder oxidativ wirkendes Material, welches Partikel aufweist, deren Partikelgröße unterhalb von 5 mm liegt, bevorzugt unterhalb von 3 mm, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 0,2 und 10 mm, bevorzugt 0,5 mm und 2,5 mm.
Die oben angegebenen Partikelgrößen beziehen sich auf den Ausgangszustand des jeweiligen alkalisierendes und/oder oxidativ wirkendes Materials. Die obere Grenze für die Partikelgröße des Materials ergibt sich insbesondere aus der gewünschten Auflösungskinetik. Grundsätzlich ist im Rahmen der Erfindung auch die Verwendung von Pulver möglich. Bevorzugt sind im Rahmen der Erfindung Materialien mit Partikeln größer als 20 pm, besonders bevorzugt größer als 100 pm, ganz besonders bevorzugt größer als 200 pm, so dass im Vergleich zu einer Schüttung kleinerer Partikel der Strömungswiderstand des Materials verringert ist.
Die erfindungsgemäß gewählten granulierten Materialien lösen sich in Wasser derart langsam, dass in dem in der Kartusche befindlichen Wasser der pH-Wert erhöht wird, damit sich die gewünschte biozide Wirkung einstellen kann. Damit kann mit Hilfe der Erfindung die Biofilmbildung und das Wachsen von Algen reduziert bis hin zu nahezu vollständig unterbunden werden. Insbesondere ist das alkalisierendes und/oder oxidativ wirkendes Material derart konfiguriert, dass die OH- Konzentration derart ansteigt, dass sich der pH-Wert auf 10 bis 13 erhöht.
Einfluss des pH-Wert auf das Bakterienwachstum:
Alle Mikroorganismen haben einen pH-Wert Bereich innerhalb dem ein Wachstum möglich ist, bzw. einen optimalen pH-Wert Bereich. Die meisten natürlichen Umgebungen weisen einen pH-Wert zwischen 4 und 9 auf und es gibt sehr viele Mikroorganismen, deren pH-Wert-Optimum in genau diesem Bereich liegt.
Die am häufigsten im Trinkwasser vorkommenden Bakterien wie: Legionellen, Pseudomonas, E.coli, Enterokokken haben ihr pH-Wert-Optimum in genau diesem Bereich.
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Während der extrazelluläre pH-Wert Einfluss auf das Wachstum der Bakterien hat, muss der intrazelluläre pH-Wert nahe der Neutralität bleiben (Ausnahme extrem acidophile bzw. alkaliphile Bakterien) da es sich bei DNA um säurelabile und RNA um alkalilabile Strukturen handelt. Liegt der extrazelluläre pH-Wert außerhalb des pH- Optimums bzw. außerhalb des Bereiches in dem Wachstum noch möglich ist (siehe Tabelle), sind die Bakterien nicht mehr in der Lage den intrazellulären pH-Wert zu stabilisieren. Dadurch wird das bakterielle Wachstum verlangsamt bzw. gestoppt bzw. führt es zum Absterben der Bakterien.
Gemäß der Erfindung wird damit in überraschend einfacher Weise eine chemische Keimsperre bereitgestellt, deren biozide Wirkung auf der Erhöhung der OH- Konzentration beruht, sodass sich ein pH-Wert von 10 bis 13 einstellt.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann die chemische Keimsperre mit einem Gehäuse mit einem Innenvolumen im Bereich von 10 mL bis 200 mL, bevorzugt einem Innenvolumen im Bereich zwischen 15 mL und 50 mL bereitgestellt werden und somit äußerst kompakt sein.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kartusche mit einer Keimsperre, die aus einer UV- Lampe besteht, die die Keime durch ultraviolettes Licht bekämpft.
Beschreibung der Zeichnungen:
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen auf den beigefügten Zeichnungen näher dargestellt. Gleiche und ähnliche Bauteile sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können. Es zeigen:
Figur 1 schematische Darstellung einer Kartusche mit einem als Keimsperre wirkenden alkalisierendes und/oder oxidativ wirkendes Material.
Figur 2 schematische Darstellung einer Kartusche mit einer als Keimsperre wirkenden UV-Lampe.
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Wasserinstallationsanlage mit einem Umkehrosmose.
Figur 4 eine schematische Darstellung einer Wasserinstallationsanlage mit einem Rückspülfilter
Figur 5 eine schematische Darstellung einer Wasserinstallationsanlage mit einem, in Tangentialflussfiltration betriebenen Membranfilter.
In Figur 1 ist eine chemische Keimsperre 200 mit einem alkalisierenden und/oder oxidativ wirkenden Material 2100 dargestellt. Die chemische Keimsperre 200 hat eine Durchströmungsrichtung D, wobei das Material 2100 in Durchströmungsrichtung D gesehen vor dem Abwasserkanal positioniert ist.
Um die chemische Keimsperre 200 separat und unabhängig von einer optional vorhandenen Wasseraufbereitungseinheit handhaben zu können, weist die Keimsperre 200 in diesen Varianten der Erfindung auf der Eingangsseite wie auch an ihrer Ausgangsseite 2410 ein Rückhaltegitter oder Vlies 2210 auf.
Die chemische Keimsperre enthält zumindest ein Material, welches aus der Gruppe der Carbonate, Oxide oder Peroxide ausgewählt ist. Besonders geeignet für die Verwendung im Rahmen der Erfindung sind Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Magnesiumperoxid, Calciumperoxid, Natriumperoxid, Kaliumperoxid und Zinkperoxid sowie Mischungen von zumindest zwei der genannten Materialien.
Die chemische Keimsperre 200 weist in den dargestellten Ausführungsformen Befestigungsmittel 2600 an seiner Eingangsseite 2140 und auch Befestigungsmittel 2600 an seiner Ausgangsseite 2410 auf. Diese können beispielsweise als Flansch oder Gewinde ausgebildet sein.
In Figur 2 ist eine Keimsperre 200 mit einer UV-Lampe 2300 dargestellt. Die UV- Lampe 2300 ragt in den Innenraum der Kartusche 2040, die ein Gehäuse der Keimsperre 200 bildet. Die UV-Lampe 2300 weist einen Stromanschluss 2310 auf. Zwischen der Gehäusewandung 2040 und der UV-Lampe 2300 ist eine Dichtung 2311 positioniert. Das Konzentrat-/ Ab wasser wird in der Kartusche mit UV-Strahlung beaufschlagt, so dass Keime abgetötet werden.
Die in Fig. 1 und 2 gezeigten Keimsperren können für die nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele von Wasserinstallationsanlagen verwendet werden.
In Figur 3 ist eine Ausführungsform der Erfindung einer Wasserinstallationsanlage 1 mit einer Wasseraufbereitungseinrichtung 100 ausgebildet als Umkehrosmose.
Aus einer Wasserquelle wird über die Leitung 401 Eingangswasser der Wasseraufbereitungseinrichtung 100 zugeführt. Durch die Entnahmeleitung 403 kann im Betrieb aufbereitetes Wasser aus der Wasseraufbereitungseinrichtung 100 an einer Entnahmestelle 38 entnommen werden.
Der Umkehrosmosebehälter 402 weist eine erste Kammer 421 und eine zweite Kammer 422 auf. Zwischen den Kammern 421, 422 ist eine semipermeable Membran 411 angeordnet. Im Betrieb wird das Eingangswasser durch die semipermeable Membran 411 gefördert. Dabei werden in der ersten Kammer 421 im Eingangswasser gelöste Stoffe zurückgehalten, so dass ein Konzentrat entsteht.
Das Konzentrat kann über einen Ablauf, nämlich die Konzentratleitung 406 abgeführt und über eine Abwasserleitung 407, die zum Abwasserkanal (nicht dargestellt) führt, verworfen werden. Dabei besteht die Gefahr einer Rückwärtsverkeimung aus der Abwasserleitung 407, selbst wenn, wie hier dargestellt, ein sogenannter „freier Auslauf ‘ vorgesehen ist. Um einer solchen Rückwärtsverkeimung entgegenzuwirken, ist eine Keimsperre 200 in der Konzentratleitung 406 angeordnet.
In die zweiten Kammer 422 gelangt im Betrieb Wasser mit einer verminderten Konzentration gelöster Stoffe. Dieses Permeat wird über eine Leitung 403 als aufbereitetes Wasser der Entnahmestelle 38 zugeführt, welche hier als Wasserhahn ausgebildet ist.
Neben der Leitung 406 von der Konzentratseite zum Abwasserkanal 407, gibt es in diesem Beispiel noch eine zweite Leitung 404 von der Permeatseite zum Abwasserkanal. Beim Start der Umkehrosmose, zum Bespiel nach Stagnation, wird oftmals das erste Permeat verworfen, weil z. B. Schwermetalle und andere Schadstoffe, welche im Betrieb zurückgehalten werden, während der Stagnationsphase dennoch auf die Permeatseite diffundieren können.
Auch das Abwasser des sog. Erstpermeats, welches über die Leitung 404 verworfen wird, kann über eine Keimsperre geleitet werden.
Gemäß einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform können die Leitungen 404 und 406 zugsammengeführt werden, bevor diese über eine gemeinsame Keimsperre 200 den Abwasserkanal 407 erreichen.
Entsprechend der in Fig. 3 dargestellten Anwendung für eine Umkehrosmoseanlage kann die Keimsperre auch für den Ablauf einer Nanofiltration verwendet werden, die ähnlich wie eine Umkehrosmose funktioniert und vom Grundprinzip lediglich eine Membran mit einem größeren Porendurchmesser hat. In Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung einer
Wasseraufbereitungseinrichtung 100 mit einem Rückspülfilter 300.
Aus einer Wasserquelle wird Eingangswasser der Wasseraufbereitungseinrichtung 100 zugeführt. Durch die Entnahmeleitung 403 kann im Betrieb aufbereitetes Wasser aus der Wasseraufbereitungseinrichtung 100 entnommen werden.
Während des Betriebes des Rückspülfilters 300 können Ablagerungen auf der Filteroberfläche entstehen. Zum Reinigen des Rückspülfilters 300 von diesen Ablagerungen wird der Rückspülfilter 300 entgegen seiner normalen Fließrichtung rückgespült. Dass während der Rückspülung anfallende Abwasser wird über eine Abwasserleitung 407 verworfen. Auch dabei besteht die Gefahr einer Rückwärtsverkeimung aus der Abwasserleitung 407.
Um einer solchen Rückwärtsverkeimung entgegenzuwirken, ist eine Keimsperre in der Leitung 406 angeordnet.
In Figur 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung einer Wasseraufbereitungseinrichtung 100 mit einem, in Tangentialflussfiltration betriebenen Membranfilter 301.
Aus einer Wasserquelle wird Eingangswasser der Wasseraufbereitungseinrichtung 100 zugeführt. Durch die Entnahmeleitung 403 kann im Betrieb aufbereitetes Wasser aus der Wasseraufbereitungseinrichtung 100 entnommen werden.
Bei der Tangentialflussfiltration fließt die zu filtrierende Flüssigkeit parallel einer Membran 302 oder eines anderen Filtermediums und das Permeat wird quer zur Fließrichtung abgezogen. Durch die vergleichsweise hohe Geschwindigkeit wird weitgehend vermieden, dass sich ein Filterkuchen (Deckschicht oder Fouling) aus den abzutrennenden Feststoffpartikeln auf der Membran 302 aufbaut.
Besonders dafür geeignet sind Hohlfasern (Kapillarmembran genannt). Das Filtrat ist frei von Feststoffen. Der die Membran nicht passierende Teil des Flüssigkeitsstroms, das Retentat, wird in den Abwasserkanal 407 geleitet. Dabei besteht die Gefahr einer Rückwärtsverkeimung der Abwasserleitung 406. Um einer solchen Rückwärtsverkeimung gegenzuwirken, ist eine Keimsperre 200 in der Leitung 406 angeordnet.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt ist, sondern vielmehr in vielfältiger Weise variiert werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Wasseranlage
200 chemische Keimsperre,
2040 Kartusche
2140 Einlassseite der Kartusche
2410 Auslassseite der Kartusche
2100 alkalisierendes und/oder oxidativ wirkendes Material
2200 Rückhaltegitter, Vlies
2210 Rückhaltegitter, Vlies
2600 Befestigungsmittel, Flansch, Gewinde
2610 Befestigungsmittel, Flansch, Gewinde
2300 UV-Lampe
2310 Stromanschluss
2311 Dichtung
401 Leitung für Eingangswasser, Rohwasser, aufzubereitendes Wasser, Feed
402 Umkehrosmosebehälter
421 erste Kammer des Umkehrosmosebehälters
422 zweite Kammer des Umkehrosmosebehälters
403 Permeatleitung, Leitung für aufbereitetes Wasser
404 Abwasserleitung „Erstpermeat“
406 Leitung/Konzentratleitung
407 Abwasserkanal
411 semipermeable Membran
38 Entnahmestelle
100 Wasseraufbereitungseinrichtung
300 Rückspülfilter
301 Membranfilter
302 Membran
D Durchströmungsrichtung

Claims

Wasserinstallationsanlage, insbesondere Trinkwasseranlage (1), mit einem Auslauf, wobei die Wasserinstallationsanlage zum Auslauf hin eine Durchströmungsrichtung (D) hat, wobei sich hinter dem Auslauf ein Abwasserkanal anschließt, und in Durchströmungsrichtung gesehen vor dem Abwasserkanal zumindest eine Keimsperre (200) aufweist. Wasserinstallationsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine chemische Keimsperre (200) handelt, insbesondere eine chemische Keimsperre, welche ein alkalisierendes und/oder oxidativ wirkendes Material umfasst. Wasserinstallationsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keimsperre ein alkalisierendes und/oder oxidativ wirkendes Material umfasst, welches aus der Gruppe der Carbonate, Oxide oder Peroxide, insbesondere ein Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Magnesiumperoxid, Calciumperoxid, Natriumperoxid, Kaliumperoxid und Zinkperoxid sowie Mischungen von zumindest zwei der genannten Materialien ausgewählt ist. Wasserinstallationsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Keimsperre (200) mit einer UV-Lampe handelt. Wasserinstallationsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Keimsperre (200) als austauschbare Kartusche, vorzugsweise als werkzeuglos austauschbare Kartusche ausgebildet ist. Wasserinstallationsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserinstallationsanlage eine Umkehrosmoseanlage, ein Nanofilter, einen Rückspülfilter oder einen Membranfilter umfasst. Wasserinstallationsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslauf als Ablauf einer Wasseraufbereitungseinrichtung, insbesondere des Konzentratablaufs einer Umkehrosmose- oder Nanofilteranlage, des Ablaufs eines Rückspülfilters oder des Retentat-Ablaufs eines Querstrom -Filters ausgebildet ist. Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere unter Verwendung einer Wasserinstallationsanlage nach einem der vorherstehenden Ansprüche, wobei ein Konzentrat- und/oder Abwasser eine chemische Keimsperre (200) passiert. Verfahren nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine chemische Keimsperre verwendet wird, welche innerhalb der Keimsperre die OH- Konzentration derart ansteigen lässt, dass sich ein pH-Wert von 10 bis 13 einstellt. Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere unter Verwendung einer Wasserinstallationsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Konzentrat-/ Abwasser eine Keimsperre (200) mit einer UV-Lampe passiert. Als Keimfilter ausgebildete Filterkartusche für eine Wasserinstallationsanlage nach einem der vorstehenden Ansprüche und/oder für ein Verfahren zur Aufbereitung von Wasser nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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