DE102007013191A1 - Procedure for processing fluid for sterilization and elimination of pollutants contained in the fluid, comprises exposing fluid cavitation producing the effect of ultraviolet radiation and hydroxyl radical and obtaining hydrogen peroxide - Google Patents

Procedure for processing fluid for sterilization and elimination of pollutants contained in the fluid, comprises exposing fluid cavitation producing the effect of ultraviolet radiation and hydroxyl radical and obtaining hydrogen peroxide Download PDF

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Abstract

The procedure for processing fluid for sterilization and elimination of pollutants such as microorganisms, pyrogen and pesticides contained in the fluid, comprises exposing fluid cavitation producing the effect of ultraviolet radiation and hydroxyl radical and obtaining hydrogen peroxide produced through the cavitation by an additional oxidative effect through UV-irradiation for UV-disinfection so that the efficiency is substantially increased by UV-disinfection plant. An independent claim is included for a device for processing of fluid for sterilization and elimination of pollutants contained in the fluid.

Description

Durch die Kombination der Wirkung von reinen UV-Desinfektionssystemen und Kavitation lassen sich organische Schadstoffe und Endotoxine derart abbauen, dass sie unschädlich sind.By the combination of the effect of pure UV disinfection systems and cavitation can be organic pollutants and endotoxins degrade so that they are harmless.

Beim kombinierten Einsatz von UV-Licht und Wasserstoffperoxid, dass durch Ultraschall, Sieb oder Filter als Kavitationsquelle, als Oxidationsmittel nach erzeugt wird finden u. a. folgende Reaktionen statt:
Photolyse des Peroxids unter Bildung von OH-Radikalen: - H2O2 + hv = 2 OH- Oxidation des Schadstoffmoleküls durch die OH-Radikale: ox OH- + M = M ox In the combined use of UV light and hydrogen peroxide, which is generated by ultrasound, sieve or filter as cavitation source, as an oxidizing agent, the following reactions take place, inter alia:
Photolysis of peroxide to form OH radicals: - H2O2 + hv = 2 OH Oxidation of the pollutant molecule by the OH radicals: ox OH + M = M ox

Wasserstoffperoxid besitzt ein kontinuierliches Absorptionsspektrum im UV-Wellenlängenbereich. Dabei nimmt die Absorption mit abnehmender Wellenlänge zu. ( http://www.ibl-gruppe.de/deutsch/pdf/700-66_Photooxidation%20mittels%20UV_Wasserstoffperoxid.PDF )Hydrogen peroxide has a continuous absorption spectrum in the UV wavelength range. The absorption increases with decreasing wavelength. ( http://www.ibl-gruppe.de/deutsch/pdf/700-66_Photooxidation%20mittels%20UV_Wasserstoffperoxid.PDF )

Um die sonochemischen Effekte der Kavitation zur Herstellung „reiner Flüssigkeiten" zu nutzen, ist dieses Verfahren entwickelt wordenAround the sonochemical effects of cavitation for the production of "pure To use liquids, this process is developed been

A: Wirkung des Filters oder Siebes:A: Effect of filter or sieve:

Es ist bekannt, dass Flüssigkeiten bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten Kavitation erzeugen z. B. Düsen und kleinen Öffnungen. Dieser „Düseneffekt" tritt auch bei Filter und Sieben auf, dessen Struktur die Stömungsgeschwindigkeit an Grenzflächen so erhöht, dass Kavitation entsteht. Durch diese Kavitation entstehen in Flüssigkeiten unterschiedliche Kavitationsblasen

  • 1. aus den in der Flüssigkeit gelösten Gasen,
  • 2.: Wasserdampfblasen, die bei Nichtvorhandensein von gelösten Gasen in der Flüssigkeit entstehen.
It is known that liquids generate cavitation at high flow velocities z. As nozzles and small openings. This "nozzle effect" also occurs in filters and sieves, whose structure increases the flow velocity at interfaces to such an extent that cavitation occurs, resulting in different cavitation bubbles in liquids
  • 1. from the gases dissolved in the liquid,
  • 2 .: Water vapor bubbles, which arise in the absence of dissolved gases in the liquid.

Die Wasserdampfblasen kollabieren und erzeugen dabei Energien, die wiederum Radikale erzeugen. Diese Radikale (OH-Radikale) sind in der Lage organische Struckturen zu zerstören. Desweiteren verbinden sich OH-Radikale zu H2O2 (Wasserstoffperoxid), das als starker Oxidator von organischen Stoffen bekannt ist. Der Nachweiss ist in der Literatur (Alois Jungbauer Universität Wien) beschrieben. Es wird destiliertem Wasser (H2O) Kaliumjodid zugeführt. OH-Radikale führen zu einer chemischen Reaktion, so dass Jod entsteht, dass leicht nachgewiesen werden kann, und gleichzeitig als Indikator für den Wirkungsgrad des angewandten Verfahrens gilt.The water vapor bubbles collapse, generating energy that in turn generates radicals. These radicals (OH radicals) are able to destroy organic structures. Furthermore, OH radicals combine to form H 2 O 2 (hydrogen peroxide), which is known as a strong oxidizer of organic compounds. The evidence is described in the literature (Alois Jungbauer University Vienna). It is supplied to distilled water (H 2 O) potassium iodide. OH radicals cause a chemical reaction to produce iodine that can easily be detected while also being an indicator of the efficiency of the process used.

B: Wirkung des Ultraschalls:B: Effect of ultrasound:

Es ist aus der Literatur bekannt ( http://edocs.tuberlin.de/diss/2004/_zenkermarco.pdf www.bandelin.com ), dass Ultraschall ab einer Leistung von 1 Watt in Flüssigkeiten Kavitation erzeugt. Durch diese Kavitation entstehen in Flüssigkeiten unterschiedliche Kavitationsblasen

  • 1. aus den in der Flüssigkeit gelösten Gasen,
  • 2.: Wasserdampfblasen, die bei Nichtvorhandensein von gelösten Gasen in der Flüssigkeit entstehen.
It is known from the literature ( http://edocs.tuberlin.de/diss/2004/_zenkermarco.pdf www.bandelin.com ) that ultrasound generates cavitation from a power of 1 watt in liquids. This cavitation creates different cavitation bubbles in liquids
  • 1. from the gases dissolved in the liquid,
  • 2 .: Water vapor bubbles, which arise in the absence of dissolved gases in the liquid.

Die Wasserdampfblasen, deren Größe von der Erzeugerfrequenz abhängig ist kollabieren und erzeugen dabei Energien, die wiederum Radikale erzeugen. Diese Radikale (OH-Radikale) sind in der Lage organische Strukturen zu zerstören. Des Weiteren verbinden sich OH-Radikale zu H2O2 (Wasserstoffperoxid), das als starker Oxidator von organischen Stoffen bekannt ist. Der Nachweiss ist in der Literatur (Alois Jungbauer Universität Wien) beschrieben. Es wird destilliertem Wasser (H2O) Kaliumjodid zugeführt und der entsprechenden Ultraschallleistung und Frequenz ausgesetzt. OH-Radikale führen zu einer chemischen Reaktion, sodass Jod entsteht, dass leicht nachgewiesen werden kann, und gleichzeitig als Indikator für den Wirkungsgrad des angewandten Verfahrens gilt.The water vapor bubbles, the size of which depends on the generator frequency, collapse and thereby generate energies that in turn generate radicals. These radicals (OH radicals) are able to destroy organic structures. Furthermore, OH radicals combine to form H 2 O 2 (hydrogen peroxide), which is known to be a strong oxidizer of organic matter. The evidence is described in the literature (Alois Jungbauer University Vienna). It is distilled water (H 2 O) supplied potassium iodide and exposed to the appropriate ultrasonic power and frequency. OH radicals cause a chemical reaction that produces iodine that can easily be detected while also being an indicator of the efficiency of the process used.

Problematisch ist eine drastische Einschränkung der sterilisierenden Wirkung von UV-Strahlung.Problematic is a drastic restriction of sterilizing Effect of UV radiation.

Die sterilisierende Wirkung kann durch mögliche Trübungen oder Färbungen der Flüssigkeiten stark eingeschränkt sein, da eine ausreichende Durchdringung der Flüssigkeiten durch UV-Strahlung eine notwendig Voraussetzung zur Erzielung der sterilisierenden Wirkung ist.The Sterilizing effect may be due to possible cloudiness or dyeings of the liquids severely restricted be because of adequate penetration of the fluids by UV radiation a necessary condition for achieving the sterilizing effect.

Das, insbesondere kurzwellige, UV-Licht wird in Substanzen, wie zum Beispiel DNA, in der Flüssigkeit absorbiert. Die absorbierte UV-Lichtenergie reicht aus, um eine photochemische Umwandlung zu bewirken. Eine für die Teilung der DNA notwendige Informationsweitergabe unterbleibt. Bei der Überschreitung eines Informationsstörungsniveaus sterben Zellen, ohne sich zu vermehren. Somit werden durch UV-Licht lebende Mikroorganismen durch Zerstörung der DNA abgetötet oder inaktiviert.The, In particular shortwave, UV light is used in substances, such as DNA in which liquid absorbs. The absorbed UV light energy is sufficient to effect a photochemical conversion. A information sharing necessary for the division of DNA omitted. When exceeding an informational failure level Cells without multiplying. Thus, UV light-living microorganisms destroyed or inactivated by destruction of the DNA.

Die Wellenlänge des UV-Lichtes liegt hierfür typischerweise in einem Bereich von 70 bis 400 Nanometer, vorzugsweise bei 254 bzw. 180 bis 200 Nanometer bei Vakuum-UVC-Lampen.The Wavelength of the UV light is typically this in a range of 70 to 400 nanometers, preferably 254 or 180 to 200 nanometers for vacuum UVC lamps.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, dass durch den Einsatz von Kavitation und UV-Licht und darüber hinaus in einem jeweiligen Kavitationsbehandlungsbereich bzw. UV-Behandlungsbereich, sowohl Kavitation als auch UV-Licht auf die Flüssigkeit effektiv einwirken können.Of the Invention is based on the surprising finding that through the use of cavitation and UV light and above in addition in a respective cavitation treatment area or UV treatment area, Both cavitation and UV light on the liquid to be effective.

Im Bereich des Siebes oder Filters tritt ein Abtötungsphänomen in einer wesentlich weiteren Bandbreite als vermutet auf und wird hauptsächlich durch den Turbulenzgrad als auch Schub- und Scherspannungen begründet und in einer so genannten Dissipationsrate definiert. Die Dissipationsrate trifft Aussagen über die erforderlichen Turbulenzgrade, die zur Abtötung von Lebewesen notwendig sind. Nach neuesten Erkenntnissen werden auch Plankton und Kleinorganismen durch diesen Effekt im Filtersystem abgetötet.in the Area of the screen or filter occurs a killing phenomenon in a much wider range than expected and will mainly by the degree of turbulence as well as shear and shear stresses justified and defined in a so-called dissipation rate. The dissipation rate makes statements about the required Turbulence levels necessary for the killing of living things are. According to the latest findings are also plankton and small organisms killed by this effect in the filter system.

Im Ultraschallbehandlungsbereich kommt es durch den Ultraschall zur Ultraschallabtötung als Hauptursache für den mechanischen Zellaufbruch. Neben der mechanischen Erosion der Zellwand induzieren die starken Druck- und Temperaturwechsel die Polymerisierungsreaktionen im Inneren der Zelle, die zum Abbau von globulären Proteinen führen. Diese werden in ihre Untereinheit aufgespaltet, wobei zunächst deren Quartärstruktur zerstört wird. In diesem Zusammenhang sind neben der Abtrennung von niedrig molekularen Peptiden auch die Aufspaltung von zyklischen Aminosäuren beobachtet worden.in the Ultrasonic treatment area, it comes through the ultrasound Ultrasonic killing as the main cause of the mechanical Cell disruption. In addition to induce mechanical erosion of the cell wall the strong pressure and temperature changes the polymerization reactions inside the cell, which breaks down globular proteins to lead. These are split into their subunit, initially destroying their quaternary structure becomes. In this connection, in addition to the separation of low molecular peptides also the breakdown of cyclic amino acids been observed.

Aufgabe der Erfindung:Object of the invention:

Aufgabe der Erfindung ist die Erstellung und Aufbereitung von Flüssigkeiten unter dynamischen Bedingungen zwecks Sterilisation und Elimination von darin enthaltenen organischen Schadstoffen, wobei die Flüssigkeit der Wechselwirkung von Kavitation und UV-Strahlung ausgesetzt wird.task The invention is the preparation and preparation of liquids under dynamic conditions for the purpose of sterilization and elimination of contained therein organic pollutants, wherein the liquid the interaction of cavitation and UV radiation is exposed.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten zwecks Sterilisation und Elimination von darin enthaltenen Schadstoffen, aufweisend mindestens einen UV Strahlungserzeuger und ein den UV Strahlungserzeuger umgebendes Gehäuse.Farther The invention relates to a method for the preparation of Liquids for the purpose of sterilization and elimination of contained therein pollutants, comprising at least one UV radiation generator and a housing surrounding the UV radiation generator.

Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend weiterzubilden, den Wirkungsgrad bekannter Methoden zu erhöhen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit dem den Anspruch 1 zu entnehmenden Massnahmen. Aus und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmenFarther Object of the invention, a device according to the preamble of claim 1 to further develop the effect of known Increase methods. The solution of the task takes place with the claim 1 to be taken measures. Primary and Further Education The invention can be found in the dependent claims

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung, eine Flüssigkeitsaufbereitungsanlage zu schaffen dessen hoher Wirkungsgrad auch bei Trübungen oder Färbungen von Flüssigkeiten in der Lage ist Schadstoffe zu eliminieren.Farther The invention relates to a device, a liquid treatment plant to create its high efficiency even with turbidity or dyeings of liquids is capable Eliminate pollutants.

Dies kann beim derzeitigen Stand der Technik mit keinem Gerät oder Verfahren gelöst werden. Mit bekannten Verfahren sind lediglich einige Teilaspekte einer Flüssigkeitsaufbereitung möglich:

  • 1. Sterilisation von strömenden Flüssigkeiten durch UV-Strahlen der Wellenlänge X = 254 nm.
  • 2. Abbau von Kohlenwasserstoffen in strömenden Flüssigkeiten unter Verwendung von X = 185 nm, kombiniert mit weiteren Methoden (keine Spezifizierung des Herstellers).
  • 3. Die Sterilisation und Oxidation organischer Substanzen durch UV-Strahlen der Wellenlänge X = 254 nm unter Hinzugabe von OH-Radikalerzeugern wie Wasserstoffperoxid und Ozon.
This can be solved in the current state of the art with no device or method. With known methods, only a few aspects of liquid processing are possible:
  • 1. Sterilization of flowing liquids by UV rays of wavelength X = 254 nm.
  • 2. Degradation of hydrocarbons in flowing liquids using X = 185 nm, combined with other methods (no manufacturer's specification).
  • 3. The sterilization and oxidation of organic substances by UV rays of wavelength X = 254 nm with the addition of OH radical generators such as hydrogen peroxide and ozone.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen vorrangig folgende Merkmale:

  • 1. Abtötung oder Inaktivieren von lebenden Mikroorganismen, Viren und Pilzen in Flüssigkeiten
  • 2. Elimination von Pyrogenen (Endotoxine und Exotoxine) in Flüssigkeiten
  • 3. Elimination von Pestiziden, Herbiziden und Fungiziden in Flüssigkeiten
The following features serve to solve this problem:
  • 1. Killing or inactivating living microorganisms, viruses and fungi in liquids
  • 2. Elimination of pyrogens (endotoxins and exotoxins) in liquids
  • 3. Elimination of pesticides, herbicides and fungicides in liquids

Um dieses Ziel zu erreichen, wird eine Vorrichtung benötigt, in der die folgenden Verfahrensabläufe stattfinden:
Eine Radikal-Erzeugung, H2O2 Erzeugung und der damit verbundene hohe Wirkungsgrad durch die Kombination der gewählten Ultraschall-Wellenlängen und deren Leistung und der Einsatz von kavitationserzeugenden Filtern oder Sieben (15).To achieve this goal, a device is needed in which the following procedures take place:
A radical generation, H 2 O 2 generation and the associated high efficiency through the combination of the selected ultrasonic wavelengths and their performance and the use of cavitation generating filters or sieves ( 15 ).

Mindestens einen UV Strahlungserzeuger (1) und mindestens einen den UV Strahlungserzeuger umgebendes Gehäuse (3, 3').At least one UV radiation generator ( 1 ) and at least one housing surrounding the UV radiation generator ( 3 . 3 ' ).

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann im Wesentlichen aus 1 oder mehreren Hohlkörpern bestehen (3, 3'), durch den oder durch die die zu behandelnde Flüssigkeit hindurchgeleitet wird. Sie kann außerhalb eines Gerätes angeordnet oder auch in ein Gerät eingebracht werden oder aber auch integraler Bestandteil eines Gerätes sein.The device according to the invention may consist essentially of 1 or more hollow bodies ( 3 . 3 ' ) through which or through which the liquid to be treated is passed. It can be arranged outside a device or introduced into a device or else be an integral part of a device.

Wesentlich für das Verfahren der Erfindung ist, dass sich in dem Hohlkörper mindestens ein Ultraschallgeber befindet mit einer Leistung > 1 Watt/cm2 (8, 12), wobei der oder die Ultraschallgeber mindestens eine Wellenlänge aus dem Spektrum > 18 Kilohertz emittieren.Essential for the method of the invention is that in the hollow body at least one ultrasonic generator is located with a power> 1 watt / cm 2 ( 8th . 12 ), wherein the or the ultrasound emitters emit at least one wavelength from the spectrum> 18 kilohertz.

Wesentlich ist ebenfalls mindestens eine Vorrichtung (15), zur Erzeugung von Kavitation durch Filter oder Siebe, durch die die Flüssigkeit in mindestens einen Flüssigkeitsbehandlungsraum gelangt.Also essential is at least one device ( 15 ), for generating cavitation through filters or sieves, through which the liquid passes into at least one liquid treatment space.

Wesentlich für das Verfahren der Erfindung ist, dass sich in dem Hohlkörper mindestens ein UV Strahlungserzeuger (1) befindet, dessen Strahlung die oxidative Reaktion des erzeugten H2O2 erzeugt.Essential for the method of the invention is that in the hollow body at least one UV radiation generator ( 1 ) whose radiation generates the oxidative reaction of the generated H 2 O 2 .

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Flüssigkeitsaufbereitungsanlage zu schaffen dessen hoher Wirkungsgrad auch bei Trübungen oder Färbungen von Flüssigkeiten in der Lage ist Schadstoffe zu eliminieren.Of the in claim 1 protection invention is based on the problem to create a liquid treatment plant high efficiency even in turbidities or dyeings of Liquids are able to eliminate pollutants.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass die zu behandelnde Flüssigkeit durch ei kavitationserzeugendes Sieb oder Filter (15) in den Behandlungsbereich (13) geführt wird wo es durch den Ultraschall zur Ultraschallabtötung als Hauptursache für den mechanischen Zellaufbruch kommt.With the invention it is achieved that the liquid to be treated by ei cavitation generating sieve or filter ( 15 ) in the treatment area ( 13 ) where ultrasound kills ultrasound as the main cause of mechanical cell disruption.

Durch mechanische Erosion der Zellwände wurde eine erhöhte UVC Absorption von Zellen festgestellt, wodurch im UV Behandlungsbereich ein erhöhter Wirkungsgrad erreicht wird.By mechanical erosion of the cell walls was increased UVC absorption of cells detected, thereby reducing in the UV treatment area an increased efficiency is achieved.

Durch die starken Druckunterschiede durch Ultraschall in diesem Bereich werden Schadstoffverbände deagglomeriert und homogen gehalten, wodurch im UV-Bereich die Strahlung wirkungsvoller Schadstoffe erreicht.By the strong pressure differences due to ultrasound in this area pollutant dressings are deagglomerated and kept homogeneous, whereby the radiation reaches effective pollutants in the UV range.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass die zu behandelnde Flüssigkeit nach dem Behandlungsbereich durch die Öffnungen (10) in den Spalt (5) zwischen den beiden Rohren (2, 4) einfließen kann. In diesem Spalt (5), dem UV-Behandungsbereich (14) wird die Flüssigkeit einer hohen Dosis UV-Strahlung ausgesetzt, die durch die UV Lichtquelle (1) durch das Glas Schutzohr (2) auf die Flüssigkeit im UV-Behandungsbereich (14) einwirkt. Da die Eindringtiefe bei trüben oder gefärbten Flüssigkeiten für UV Strahlung sehr niedrig sein kann, kann durch die Breite des Spaltes (5) für jede Flüssigkeit die optimale Durchdringungstiefe von UV Licht erreicht werden.With the invention it is achieved that the liquid to be treated after the treatment area through the openings ( 10 ) in the gap ( 5 ) between the two tubes ( 2 . 4 ) can flow. In this gap ( 5 ), the UV treatment area ( 14 ) the liquid is exposed to a high dose of UV radiation emitted by the UV light source ( 1 ) through the glass protective ear ( 2 ) on the liquid in the UV treatment area ( 14 ) acts. Since the penetration depth for turbid or colored liquids for UV radiation can be very low, the width of the gap ( 5 ) the optimum penetration depth of UV light is achieved for each liquid.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass die zu behandelnde Flüssigkeit nach dem UV-Behandlungsbereich (14) durch die Öffnungen (10') in einem zweiten oder weiteren Behandlungsbereich (13') einfließen kann, wo es durch den Ultraschall erneut zur mechanischen Ultraschallabtötung von Schadstoffen kommt.With the invention it is achieved that the liquid to be treated after the UV treatment area ( 14 ) through the openings ( 10 ' ) in a second or further treatment area ( 13 ' ) can be used, where it comes through the ultrasound again for mechanical Ultraschallabtötung of pollutants.

Mit der Erfindung wird erreicht, dass die zu behandelnde Flüssigkeit im UV Behandlungsbereich (14) zusätzlich durch eine den Rohren (2, 4) umgebene Flüssigkeit, die in den Spalt (5) einfliesst mit Ultraschall durch einen Ultraschallgeber (8) seitlich bestrahlt wird, wobei der Schall das zweite Rohr (4) durchdringt und in den Flüssigkeitsführenden UV-Behandungsbereich (14) eindringt. Auf diese Weise kommt es auch im UV Behandlungsbereich (14) zur mechanischen Ultraschallabtötung von Schadstoffen, einer mechanischen Erosion der Zellwände und dadurch eine erhöhte UVC Absorption von Zellen, wodurch im UV Behandlungsbereich ein erhöhter Wirkungsgrad erreicht wird und starke Druckunterschiede durch Ultraschall wodurch in diesem Bereich Schadstoffverbände deagglomeriert und homogen gehalten werden, wodurch im UV-Behandungsbereich (14) die Strahlung wirkungsvoller Schadstoffe erreicht und eliminie ren kann.With the invention it is achieved that the liquid to be treated in the UV treatment area ( 14 ) additionally by a tube ( 2 . 4 ) surrounded liquid that enters the gap ( 5 ) flows in with ultrasound through an ultrasound transmitter ( 8th ) is irradiated laterally, wherein the sound of the second tube ( 4 ) and into the liquid-carrying UV treatment area ( 14 ) penetrates. In this way it also happens in the UV treatment area ( 14 ) for the mechanical Ultraschallabtötung of pollutants, a mechanical erosion of the cell walls and thereby increased UVC absorption of cells, whereby in the UV treatment area, an increased efficiency is achieved and strong pressure differences through ultrasound which deagglomerated in this area and harmful substance associations are kept homogeneous, whereby in the UV Treatment area ( 14 ) the radiation of effective pollutants can be achieved and eliminated.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Figuren eins bis drei erläutert.One Embodiment of the invention is based on the figures one to three explained.

Es zeigen:It demonstrate:

Figur eins die dimetrische Darstellung einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeiten.figure one is the dimetric representation of a treatment device of liquids.

Figur zwei einen seitlichen Schnitt einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Flüssigkeitenfigure two a side section of a device for processing of liquids

Die 1 zeigt eine Anordnung der Ultraschallgeber (8), die die zu behandelnden Flüssigkeiten bestrahlen. Des weiteren zeigt die 1 einen Einlauf (9/11) in einen der Hohlräume (7) und einen Auslauf (11/9), aus einem anderen Hohlraum (7').The 1 shows an arrangement of the ultrasound generator ( 8th ), which irradiate the fluids to be treated. Furthermore, the shows 1 an enema ( 9 / 11 ) in one of the cavities ( 7 ) and an outlet ( 11 / 9 ), from another cavity ( 7 ' ).

In der 2 ist die Vorrichtung mit zwei Hohlkörpern (3,3') einer Lichtquelle (1) einem Quarzglassschutzrohr (2) einem zweiten Rohr (4) als Schnitt seitlich der Längsachse dargestellt.In the 2 is the device with two hollow bodies ( 3 . 3 ' ) of a light source ( 1 ) a quartz glass protective tube ( 2 ) a second tube ( 4 ) is shown as a section laterally of the longitudinal axis.

Die Figur zwei zeigt den Einlauf (9/11) für Flüssigkeiten, die in den Hohlraum (7) durch ein Sieb oder Filter (15) einfliessen und Schallerzeuger (12), die längs der Rohre (2, 4) entlang der Fliessrichtung der Flüssigkeit im Bereich (13, 13') Schall abgeben. Es werden Öffnungen (10, 10') an den Enden des zweiten Rohres (4) gezeigt, wo die zu behandelnde Flüssigkeit in den Spalt (5) ein-beziehungsweise ausfliesst.The figure two shows the enema ( 9 / 11 ) for liquids entering the cavity ( 7 ) through a sieve or filter ( 15 ) and sound generators ( 12 ), along the tubes ( 2 . 4 ) along the direction of flow of the liquid in the region ( 13 . 13 ' ) Sound. There are openings ( 10 . 10 ' ) at the ends of the second tube ( 4 ), where the liquid to be treated in the gap ( 5 ) flows in and out.

Der UV-Behandlungsbereich erstreckt sich zwischen dem Quarzglassschutzrohr (2) und dem zweiten Rohr (4) von Öffnung (10) bis Öffnung (10') und kann auch bei lichtdurchlässigem Rohr (4) in den Ultraschallbehandlungsbereich (13, 13') eindrngen.The UV treatment area extends between the quartz glass protective tube ( 2 ) and the second tube ( 4 ) of opening ( 10 ) to opening ( 10 ' ) and can also be used with translucent tube ( 4 ) into the ultrasonic treatment area ( 13 . 13 ' ).

Es werden die Ultraschallgeber (8) gezeigt, die das zweite Rohr (4) seitlich durch eine den Rohren (2, 4) umgebene Flüssigkeit, die in den Spalt (5) einfliesst mit Ultraschall bestrahlen, wobei der Schall das zweite Rohr (4) durchdringt und in den flüssigkeitsführenden UV-Behandlungsbereich (14) eindringt.It will be the ultrasound generator ( 8th ), showing the second tube ( 4 ) laterally through one of the pipes ( 2 . 4 ) surrounded liquid that enters the gap ( 5 ) is irradiated with ultrasound, wherein the sound is the second tube ( 4 ) and into the liquid-carrying UV treatment area ( 14 ) penetrates.

Die Figur zwei zeigt den Auslauf (9/11) für Flüssigkeiten, die aus den Hohlraum (7') ausfliessen und Schallerzeuger (12), die längs der Rohre (2, 4) entlang der Fliessrichtung der Flüssigkeit im Bereich (13') Schall abgeben.The figure two shows the spout ( 9 / 11 ) for liquids coming out of the cavity ( 7 ' ) flow out and sound generators ( 12 ), along the tubes ( 2 . 4 ) along the direction of flow of the liquid in the region ( 13 ' ) Sound.

Durch die vorliegende Erfindung ist erstmalig ein Gerät entwickelt worden, bei dem H2O2 nicht zugeführt werden muss um Oxidationsprozesse durch UV-Strahlen zu erreichen, da im Prozess zeitgleich zur angestrebten Reaktion H2O2 erzeugt wird. Dabei ermöglicht die Erfindung, reine Flüssigkeiten in einem von der jeweiligen Anwendungsform abhängigen Zeitlimit ohne weitere Chemikalienzusätze oder kostenintensive Hilfsmittel herzustellen. Dadurch werden diese Anwendungen qualitativ auf ein deutlich höheres Niveau gehoben. Der Wirkungsgrad wird zusätzlich durch die beschriebenen Vorrichtungen erhöht.By the present invention, for the first time, a device has been developed in which H 2 O 2 does not have to be supplied in order to achieve oxidation processes by UV radiation, since H 2 O 2 is generated in the process at the same time as the desired reaction. In this case, the invention makes it possible to produce pure liquids in a time limit depending on the particular application without further addition of chemicals or cost-intensive auxiliaries. This raises the quality of these applications to a much higher level. The efficiency is additionally increased by the devices described.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • - http://www.ibl-gruppe.de/deutsch/pdf/700-66_Photooxidation%20mittels%20UV_Wasserstoffperoxid.PDF [0003] - http://www.ibl-gruppe.de/deutsch/pdf/700-66_Photooxidation%20mittels%20UV_Hydrogenperoxide.PDF [0003]
  • - http://edocs.tuberlin.de/diss/2004/_zenkermarco.pdf [0007] - http://edocs.tuberlin.de/diss/2004/_zenkermarco.pdf [0007]
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Verfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten zwecks Sterilisation und Elimination von darin enthaltenen Schadstoffen, wobei die Flüssigkeit der Wirkung einer UV Strahlung und einer OH-Radikal erzeugenden Kavitation ausgesetzt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass durch Kavitation erzeugtes H2O2 durch UV-Bestrahlung eine zusätzlich zur bekannten UV-Desinfektion bekannte oxidative Wirkung erzielt wird, so dass der Wirkungsgrad von UV-Desinfektionsanlagen wesentlich erhöht wird.Process for the treatment of liquids for the purpose of sterilization and elimination of pollutants contained therein, wherein the liquid is exposed to the action of UV radiation and an OH-radical generating cavitation. The method is characterized in that produced by cavitation H2O2 by UV irradiation in addition to the known UV disinfection known oxidative effect is achieved, so that the efficiency of UV disinfection systems is substantially increased. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Hohlkörper (3, 3') mindestens ein Kavitationserzeugendes Sieb oder Filter (15) befindet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the hollow body ( 3 . 3 ' ) at least one cavitation-producing sieve or filter ( 15 ) is located. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Hohlkörper (3, 3') mindestens ein Ultraschallgeber (8, 12) befindet, wobei der oder die Ultraschallgeber mindestens eine Wellenlänge aus dem Spektrum > 18 KHz emittiert bzw. emittieren.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the hollow body ( 3 . 3 ' ) at least one ultrasound generator ( 8th . 12 ), wherein the one or more ultrasound emitters emit or emit at least one wavelength from the spectrum> 18 KHz. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Hohlkörper (3, 3') mindestens ein Ultraschallgeber (8, 12) zur Herstellung und zur Erzeugung von OH-Radikalen befindet mit einer Leistung von > 1 Watt/cm2 Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the hollow body ( 3 . 3 ' ) at least one ultrasound generator ( 8th . 12 ) for the production and production of OH radicals is with a power of> 1 Watt / cm 2 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Hohlkörper (3, 3') mindestens ein Ultraschallgeber (8, 12) zur Herstellung und zur Erzeugung von H2O2 befindet mit einer Leistung > 1 Watt/cm2 Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the hollow body ( 3 . 3 ' ) at least one ultrasound generator ( 8th . 12 ) for the production and production of H 2 O 2 with a power> 1 Watt / cm 2 Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche (15) zur mechanischen Erzeugung von Kavitation nach bekannten Verfahren.Device according to one of the preceding claims ( 15 ) for the mechanical generation of cavitation by known methods. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich in dem Hohlkörper (3, 3') mindestens eine UV-Strahlungsquelle (1) zur Herstellung und zur Erzeugung von oxidativen Prozessen aus H2O2 befindet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that in the hollow body ( 3 . 3 ' ) at least one UV radiation source ( 1 ) for the production and for the production of oxidative processes from H 2 O 2 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, zur Eliminierung von Schadstoffen, Bakterien, Keimen, Pilzen und anderen unerwünschten Inhaltsstoffen durch Ultraviolette Strahlung und Ultraschall, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine UV Lichtquelle (1) von mindestens einem Quarzglasschutzrohr (2) umgeben ist, das durch mindestens zwei Hohlkörper (3, 3') geführt wird, wobei das Quarzglasschutzrohr (2) von mindestens einem zweiten Rohr (4) teilweise umgeben ist, wodurch ein Spalt (5) zwischen den beiden Rohren (2, 4) gebildet wird, durch den Flüssigkeiten fliessen, wobei sich an den Enden des zweiten Rohres (4) Öffnungen (10, 10') befinden durch die Flüssigkeiten aus den Hohlräumen (7, 7') in den Spalt oder Öffnungen ein- oder austreten.Device according to one of the preceding claims, for the elimination of pollutants, bacteria, germs, fungi and other undesirable ingredients by ultraviolet radiation and ultrasound, characterized in that at least one UV light source ( 1 ) of at least one quartz glass protective tube ( 2 ) surrounded by at least two hollow bodies ( 3 . 3 ' ), wherein the quartz glass protective tube ( 2 ) of at least one second tube ( 4 ) is partially surrounded, whereby a gap ( 5 ) between the two tubes ( 2 . 4 ) is formed, flow through the liquid, wherein at the ends of the second tube ( 4 ) Openings ( 10 . 10 ' ) are due to the liquids from the cavities ( 7 . 7 ' ) enter or exit the gap or openings. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Rohr (4) seitlich durch eine den Rohren (2, 4) umgebene Flüssigkeit, die in den Spalt (5) einfliesst mit Ultraschall durch mindestens einen Ultraschallgeber (8) bestrahlt wird, wobei der Schall das zweite Rohr (4) durchdringt und in den UV behandlungsbereich (14) eindringt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the second tube ( 4 ) laterally through one of the pipes ( 2 . 4 ) surrounded liquid that enters the gap ( 5 ) flows in with ultrasound through at least one ultrasound transmitter ( 8th ), wherein the sound is the second tube ( 4 ) and into the UV treatment area ( 14 ) penetrates. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit mindestens einen Einlauf (9/11) in einen der Hohlräume (7) hat, der vorzugsweise entfernt von Öffnung (10) liegt, und einen Auslauf (11/9), in einem anderen Hohlraum (7'), der vorzugsweise entfernt von Öffnung (10') liegt,Device according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid at least one inlet ( 9 / 11 ) in one of the cavities ( 7 ), which is preferably removed from the opening ( 10 ), and an outlet ( 11 / 9 ), in another cavity ( 7 ' ), preferably away from the opening ( 10 ' ) lies, Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens ein Schallerzeuger (12) längs der Rohre (2, 4) entlang der Fliessrichtung der Flüssigkeit im Bereich (13) Schall abgibt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sound generator ( 12 ) along the tubes ( 2 . 4 ) along the direction of flow of the liquid in the region ( 13 ) Gives off sound.
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