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Dokumentenidentifikation DE102006013628A1 27.09.2007
Titel Verfahren zur Verminderung mikrobiologischer Belastungen in Wasserspeichern, Leitungssystemen, Wasserentnahmeeinrichtungen und Klimasystemen
Anmelder Schellbach, Winfried, Dipl.-Ing., 07545 Gera, DE
DE-Anmeldedatum 22.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006013628
Offenlegungstag 27.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.09.2007
IPC-Hauptklasse C02F 1/467(2006.01)A, F, I, 20060322, B, H, DE
IPC-Nebenklasse A61L 9/16(2006.01)A, L, I, 20060322, B, H, DE   
Zusammenfassung Elektrokatalytisches Entkeimungsverfahren mit elektrisch leitfähigem Titanoxidmaterial, welches als Anode und Kathode wechselseitig geschaltet wird, wobei keine direkte Umströmung des zu behandelnden Wassers an den Elektroden zwingend gegeben ist, eine räumliche Anordnung und Größe der Elektroden im Gesamtsystem beliebig sind und deren elektrolytische Wirkung zur Keimstabilisierung bzw. Keimminderung von Mikroorganismen in Wasserspeichern, Leitungssystemen, angeschlossenen Wasserentnahmeeinrichtungen und/oder Luft bei Verdunstung führt.
Das Entkeimungsverfahren unabhängig des Fließverhaltens des zu behandelnden Wassers, dessen Trübung oder einer Zudosierung von weiteren Stoffen wirkt und eine zusätzliche Verbesserung der Luft und deren mikrobiologischen Belastung bietet, wenn die Luftbefeuchtung aus der Quelle des mit dem Entkeimungsverfahren behandelnden Wassers stammt.

Beschreibung[de]

Aus der Erfindung DE 10 2004 001 897 ist bekannt, daß mittels elektrokatalytischen Entkeimungsverfahren Wasser in Speichern, Behältersystemen und deren Leitungen entkeimt werden kann. Weiterhin ist bekannt, daß beim Duschen oder Baden als auch bei Klimatisierungsprozessen in Räumen oder Hallen die vorhandene Luftfeuchtigkeit mit verschiedenen Methoden die Verdunstung erhöht. Als Ursache bzw. Verfahren dazu sind die Kalt- oder Warmverdunstung; Wasserversprühung oder Wasserdampfvernebelung mit verschiedenen mechanischen oder elektromechanischen Impuls- oder Schallgebern verwendet. Durch die erhöhte Luftfeuchtigkeit entsteht der Eindruck eines verbesserten Klimas.

Weiterhin ist bekannt, das mit einer erhöhten bakteriologischen Belastung von Wässern auch die bakteriologische Belastung der Luft erhöht wird, wenn die Quelle der Luftfeuchtigkeit aus mikrobiologisch belasteten Wässern stammt. Je direkter der Kontakt durch Duschen oder durch Einatmung feuchter Luft ist, um so größer ist die Gefährdung dadurch zu erkranken.

Entsprechend dem technologischen Stand in der Badtechnik und der Klimatisierung wird das Wasser als Ausgangsquelle der Luftbefeuchtung mittels chemischer Zusatzstoffe, wie Chlor, Chlorderivate, Säuren, Alkoholen oder Bioziden, entkeimt bzw. keimgemindert.

Damit werden dem Wasser wieder Stoffe zugesetzt, die bei der Verdunstung störende Gerüche bis hin zu Reizungen der Schleimhäute wirken.

Um diese Zusätze zu verhindern und trotzdem keimgemindertes Wasser als Ausgangsprodukt für den direkten oder indirekten Kontakt zu besitzen ist das eingesetzte Verfahren aus DE 10 2004 001 897 prinzipiell geeignet dieses zu realisieren.

Um jedoch nachteilige Ablagerungen an den Elektroden, entsprechend dem Verfahren nach DE 10 2004 001 897 zu verhindern, die sich im Laufe der Zeit bilden, sollte auch die Kathode durch das gleiche Material wie der Anode ersetzt werden und das gesamte Elektrolyseverfahren mit wechselnder Polarität betrieben werden. Damit bietet das Verfahren noch eine erhebliche Verbesserung, weil einerseits die aktive Fläche mit elektrokatalytischem Titanoxid sich erhöht und gleichzeitig eine größere Ablagerung an den Elektroden verhindert werden.

Dahingehend ist die Erfindung eine verbesserte Weiterentwicklung der Basiserfindung nach DE 10 2004 001 897 für angeschlossene Verfahren oder Methoden die Wässer als Ausgangsprodukt und Quelle für die direkte Wassernutzung oder die indirekte Luftfeuchtigkeitserhöhung, wie die Versprühung, Verdunstung oder Vernebelung benutzen und damit direkt und gezielt oder indirekt und unbewußt mit Wasser in Kontakt treten oder die Luftfeuchtigkeit erhöhen.

Nachfolgend sind zwei Anwendungsbeispiele dargestellt, die das verbesserte Entkeimungsverfahren und deren Anwendungsfälle für natürliche Wässer aufzeigen.

Bild 1 zeigt eine Einrichtung zur Luftbefeuchtung und Klimaverbesserung mit dem Wasserspeicher 2 die mit natürlichem Wasser im Zulauf 1 gespeist wird und für Befeuchtungszwecke als Zwischenspeicher genutzt wird. Unabhängig des Fließverhaltens des Wassers in dem Wasserspeicher 2 und deren Beckengröße kann eine Entkeimung realisiert werden, wobei die Anordnung der Elektroden 4 und 5 aus elektrisch leitfähigem Titanoxidkeramiken zeitweise, mittels einem Polwechsler 6, als Anode oder Kathode wechselseitig geschaltet werden. Die Stromzuführung erfolgt am Ausgang des Polwechslers 6, die an der Stromversorgung 7 elektrisch angeschlossen ist und weiterhin durch eine zusätzliche integrierte Steuerung geschaltet wird.

Mittels dem motorgetriebenen Wasserrad 8 wird das keimgeminderte Wasser in der Luft verteilt, um eine hohe Verdunstung und eine erhöhte Luftfeuchtigkeit zu erzielen.

Mit kontinuierlicher Einspeisung der elektrischen Energie wird eine elektrokatalytische Elektrolyse zwischen den Elektroden 4 und 5 betrieben, die unabhängig des Fließverhaltens und eventueller Trübungen bzw. Ausfällungen am Boden der Zisterne eine Entkeimung des Wassers realisiert.

Bild 2 zeigt einen Heißwasserkessel 9, indem Elektroden 4 und 5 aus elektrisch leitfähigem Titanoxidkeramiken positioniert sind und zeitweise, mittels einem Polwechsler 6, als Anode oder Kathode wechselseitig geschaltet werden. Die Stromzuführung erfolgt am Ausgang des Polwechslers 6, die an der Stromversorgung 7 elektrisch angeschlossen ist und weiterhin durch eine zusätzliche integrierte Steuerung geschaltet wird.

Durch eine kontinuierliche elektrokatalytische Elektrolyse zwischen den Elektroden 4 und 5 wird dabei nicht nur das umlaufende Wasser in der Zirkulationsleitung 11 und 12 sowie das eingespeiste Trinkwasser 10 auf eine minimale Keimanzahl reduziert, sondern auch das stehende Wasser in angeschlossenen Verbrauchs- und Stichleitungen. Damit kann ein schleichender Keimanstieg innerhalb von „Totzonen" des Systems verhindert werden. Weiterhin ist ein ständiger Betrieb der Heisswasseranlage über 60 °C für die entkeimende Wirkung nicht erforderlich. Zusätzlich wird durch das Verfahren nicht nur das Wasser, sondern auch die Luft, die mit dem austretenden Wasser an den Wasserendeinrichtungen in Kontakt tritt mit einer geringeren Keimzahl, gegenüber mikrobiologisch belasteten Wässern, belastet.

1
Wasserzulauf für Behälter
2
Wasserbehälter; Wasserspeicher
3
Wasserablauf für angeschlossene Wasserversprühung
4
Elektrode die zeitweise Kathode ist mit elektrisch leitfähigen Titanoxidkeramikscheiben
5
Elektrode die zeitweise Anode ist mit elektrisch leitfähigen Titanoxidkeramikscheiben
6
Potentialwechsler für Elektroden
7
Stromversorgung bzw. Netzteil mit Steuerung für Potentialwechsler
8
Motorgetriebenes Wasserrad für Wasserverdunstung
9
Heißwasserkessel
10
Trinkwasserzulauf
11
Rücklauf Zirkulationsleitung
12
Vorlauf Zirkulations- bzw. Verbraucherleitung für Wasserentnahmeeinrichtungen


Anspruch[de]
Elektrokatalytisches Entkeimungsverfahren mit elektrisch leitfähigem Titanoxidmaterial welches als Elektroden wechselseitig als Anode und Kathode geschaltet wird, wobei keine direkte Umströmung des zu behandelnden Wassers an den Elektroden zwingend gegeben sein muß, eine räumliche Anordnung und Größe der Elektroden im Gesamtsystem beliebig sind und deren elektrolytische Wirkung zur Keimstabilisierung bzw. Keimminderung von Mikroorganismen in Wasserspeichern, Leitungssystemen, angeschlossenen Wasserentnahmeeinrichtungen und/oder Luft bei Verdunstung führt. Verfahren nach Tz.1 gekennzeichnet, dass für die Behandlung des Wassers immer ein indirekter Kontakt der Elektroden zwischen umströmenden und nicht umströmenden Wasser gegeben ist Verfahren nach Tz 1 bis 2, dass kontinuierlich eine elektrokatalytische Elektrolyse mit mindestens einer Anode aus elektrisch leitendem Titanoxidmaterial betrieben wird Verfahren nach Tz. 1 bis 3, daß alternativ auch zwei Elektroden aus elektrisch leitendem Titanoxidmaterial mit wechselnder Polarität betrieben werden können Verfahren nach Tz 1 bis 4, dass keine zusätzlichen Stoffe zur Entkeimung in das zu behandelnde Wasser eingebracht werden Verfahren nach Tz 1 bis 5, dass von der Anode umgebende metallische Wandungen von Behältern oder angeschlossenen Rohren oder Leitungen als Kathode geschaltet einen zusätzlichen elektrischen Korrosionsschutz erhalten Verfahren nach Tz 6, dass die Anode aus elektrisch leitendem Titanoxidmaterial die zusätzliche Funktion einer sogenannten Opferanode erfüllt. Verfahren nach Tz 1 bis 7, dass eine Entkeimung unabhängig der Trübung und der Fließeigenschaften des Wassers erfolgt Verfahren nach Tz 1 bis 8, dass die Effizienz des Entkeimungsverfahrens vom Grad der Verkeimung und der zu behandelnden Wassermenge je Zeiteinheit abhängig ist und durch die Kombination mit anderen Entkeimungsverfahren weiter erhöht werden kann. Verfahren nach Tz 1 bis 9, dass unter optimierten Bedingungen eine Kopplung mit umweltfreundlichen Energiesystemen, wie zum Beispiel der Solartechnik, zur effizienten Wasseraufbereitung gegeben sind. Verfahren nach Tz. 1 bis 10 auch eine verminderte Keimbelastung in der Luft bedeutet, wenn das behandelte Wasser zur Verdunstung kommt bzw. durch spezielle Verfahren gezielt zur Verdunstung gebracht wird.






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