DE29806719U1

DE29806719U1 - Ultraviolet ozone drinking water treatment plant

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Publication number: DE29806719U1
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Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 1998-08-20
Anticipated expiration: 2008-04-07

Description

Ultraviolett-Ozon-Trinkwasseraufbereitungsanlage erhöhter ZuverlässigkeitUltraviolet ozone drinking water treatment system increased reliability

^ Die Erfindung betrifft Anlagen für die Aufbereitung von Trinkwasser höchster Qualität. ^ The invention relates to plants for the treatment of drinking water of the highest quality.

Anlagen dieses Typs können vielfältige Anwendungen in verschiedenen Ausführungsarten finden und alle dienen sie der vollständigen Reinigung von Trinkwasser und der Abtötung von beliebigen Viren, Bakterien und Pilzen sowie Giften und anderen für die menschliche Gesundheit schädlichen Stoffen.Systems of this type can be used in a variety of ways in different designs, and they all serve to completely purify drinking water and kill any viruses, bacteria and fungi, as well as poisons and other substances harmful to human health.

Im Unterschied zur Anwendung von Chlor für diese Zwecke, besitzt die vorgeschlagene Anlage ihren bedeutenden Vorteil in der Nutzung von ultravioletten Strahlen und Ozon. Ozon ist einerseits 30000 mal aktiver als Chlor und andererseits vernichtet Ozon in Kombination mit ultravioletten Strahlen auch Viren und einige Typen von Bakterien und Pilzen, die durch Chlor nicht angegriffen werden. Darüber hinaus baut Ozon viele hochtoxische organische Stoffe, wie z. B. Pestizide, oberflächenaktive Stoffe (Waschpulver), Cyanide, Erdölprodukte und viele andere ab.In contrast to the use of chlorine for these purposes, the proposed plant has a significant advantage in the use of ultraviolet rays and ozone. On the one hand, ozone is 30,000 times more active than chlorine and on the other hand, ozone in combination with ultraviolet rays also destroys viruses and some types of bacteria and fungi that are not affected by chlorine. In addition, ozone breaks down many highly toxic organic substances, such as pesticides, surfactants (washing powder), cyanides, petroleum products and many others.

Die vorgeschlagene Erfindung ist heute insofern besonders aktuell, weil wie in der letzten Zeit bekannt geworden, die Anwendung von Chlor in der Trinkwasseraufbereitung durch die Entstehung von DIOXINEN - Reaktionsprodukte des Chlors mit organischen Verbindungen oder Ihren Rückständen - begleitet wird. Dioxine sind hochtoxische Gifte, die sich im Organismus anreichern, zu einer Schwächung des Immunsystems und onkologischen Erkrankungen führen sowie negativ auf die Genreserven des Menschen wirken. Besonders gefährlich sind sie für Kinder und stillende Mütter.The proposed invention is particularly relevant today because, as has recently become known, the use of chlorine in drinking water treatment is accompanied by the formation of DIOXINS - reaction products of chlorine with organic compounds or their residues. Dioxins are highly toxic poisons that accumulate in the body, lead to a weakening of the immune system and oncological diseases, and have a negative effect on human genetic reserves. They are particularly dangerous for children and nursing mothers.

Große Ozonanlagen werden in der Trinkwasseraufbereitung von Städten bereits seit mehr als 100 Jahren in der Welt angewendet: in Frankreich, Deutschland, England, USA,Large ozone plants have been used in the drinking water treatment of cities for more than 100 years in the world: in France, Germany, England, USA,

Japan, Schweiz, Holland und andere. Jedoch Ozonanlagen für einen geringen Wasserverbrauch, bestimmt für die Aufbereitung von Trinkwasser in Wohnhäusern mit autonomer Wasserversorgung (Einfamilienhäuser, Villen, Campinganhänger u. a.), transportablen, fahrbaren Systemen (Jachten, kleinen Schiffen, Autozügen u. a.) und vielen anderen Fällen, bei denen Wasser im Bereich von 20 - 2000 I pro Stunde benötigt wird, fanden aus den verschiedensten Gründen keine breite Anwendung. Das erklärt sich unter anderem damit, daß die bekannten Konstruktionen (siehe z. B. Europäisches Patent 0163750/A1 - Prototyp) für diese Ziele sehr kompliziert sind, deshalb sehr teuer und schwierig in der Nutzung und Bedienung bei geringer allgemeiner Zuverlässigkeit.Japan, Switzerland, Holland and others. However, ozone systems for low water consumption, intended for the treatment of drinking water in residential buildings with autonomous water supply (single-family houses, villas, camping trailers, etc.), portable, mobile systems (yachts, small ships, car trains, etc.) and many other cases where water in the range of 20 - 2000 l per hour is required, have not found widespread use for various reasons. This is explained, among other things, by the fact that the known designs (see, for example, European patent 0163750/A1 - prototype) for these purposes are very complicated, therefore very expensive and difficult to use and operate, with low general reliability.

Bekannt sind auch Anlagen für die Konservierung und Desinfektion unter Verwendung von ultravioletten Strahlen bei einer Wellenlänge von 254 -187 nm (Nanometer), siehe Europäisches Patent 0268968. Für die Aufbereitung von Trinkwasser fanden solche Anlagen jedoch keine Anwendung aufgrund ihrer geringen Effektivität und Zuverlässigkeit.Systems for preservation and disinfection using ultraviolet rays at a wavelength of 254 -187 nm (nanometers) are also known, see European Patent 0268968. However, such systems have not been used for the treatment of drinking water due to their low effectiveness and reliability.

Die gleichzeitige Bearbeitung von Wasser mit Ozon und leistungsfähigen ultravioletten Impulsstrahlen ( im weiteren abgekürzt als UVIS) hoher Intensität im Bereich der elektromagnetischen Wellen von 13,6 < I > 4000 garantiert mit hoher Wahrscheinlichkeit praktisch die absolute Reinigung von Trinkwasser von biologisch aktiven chemischen Verbindungen, Viren, Mikroben, Bakterien und Pilzen. Während bei analogen Zielen J) kontinuierlich gespeiste Quarzlampen mit geringer Strahlungsleistung und einen unterbrochenen Strahlungsspektrum angewendet wurden, wird bei der UVIS eine Erhöhung der Strahlungsleistung um das 10 - 1000-fache sowie ein geschlossenes Strahlungsspektrum erreicht, und die gleichzeitige Anwendung mit Ozon sichert ein Resultat, das mit anderen Mitteln nicht erreicht wird.The simultaneous treatment of water with ozone and powerful ultraviolet pulsed rays (hereinafter abbreviated as UVIS) of high intensity in the range of electromagnetic waves of 13.6 < I > 4000 guarantees with a high degree of probability practically complete purification of drinking water from biologically active chemical compounds, viruses, microbes, bacteria and fungi. While for analogous purposes J) continuously powered quartz lamps with low radiation power and an interrupted radiation spectrum were used, UVIS achieves an increase in radiation power by 10 - 1000 times and a closed radiation spectrum, and the simultaneous use with ozone ensures a result that cannot be achieved by other means.

Die vorliegende Erfindung ist der Erschaffung von besonders zuverlässigen Anlagen für die qualitative Reinigung von Trinkwasser gewidmet, die einerseits frei sind von den aufgeführten Unzulänglichkeiten und andererseits vorzugsweise geeignet sind für die Aufbereitung von Rohwasser aus unterirdischen (Brunnen, artesischen Brunnen) und oberirdischen Quellen (Flüssen, Seen, Teichen, Kanälen, atmosphärischenThe present invention is dedicated to the creation of particularly reliable plants for the qualitative purification of drinking water, which on the one hand are free from the listed shortcomings and on the other hand are preferably suitable for the treatment of raw water from underground (wells, artesian wells) and surface sources (rivers, lakes, ponds, canals, atmospheric

Niederschlägen) für .den Gebrauch in autonomen Wohnhäusern oder transportablen Objekten unter anderem bei erhöhten Umgebungstemperaturen.precipitation) for use in autonomous residential buildings or transportable objects, including at elevated ambient temperatures.

Die Erfindung wird in den folgenden Schemen und Zeichnungen näher erläutert.
Abb. 1: Prinzipschema der Wasserströme, zugehörigen Baugruppen, Elemente undThe invention is explained in more detail in the following diagrams and drawings.
Fig. 1: Schematic diagram of the water flows, associated assemblies, elements and

ihrer Verbindungentheir connections

Abb. 2: Aufbau und Konstruktion des Versprühungs-Injektors
Abb. 3: Elektrisches Schema der Impulsspeisungsquelle des IMS
Abb. 4: Aufbau und Konstruktion der Wasserstandsmelder im BehälterFig. 2: Structure and design of the spray injector
Fig. 3: Electrical diagram of the IMS pulse supply source
Fig. 4: Design and construction of the water level detectors in the tank

Abb. 1: Der Behälter I für das aufbereitete Trinkwasser besitzt einen Ablauf, der mit der Rohrleitung 2 verbunden ist, einen Rohwasserzufluß 17 aus dem Rohwasserbehälter 19 regelbar mit einem Elektromagnetventil 18.Fig. 1: The tank I for the treated drinking water has an outlet that is connected to the pipe 2, a raw water inflow 17 from the raw water tank 19 that can be regulated with an electromagnetic valve 18.

Am Ausgang der Rohrleitung 2 ist ein Dreiwegesteuerventil 4 installiert. Ein Abgang des Ventils 4 ist über den Filter 23 mit den Hähnen für das gereinigte Wasser 24 und 25 verbunden; der zweite Abgang ist mit den Injektionsverteilern 5 und 14 verbunden, die in Deckelhöhe des Behälters I liegen. Im Inneren des Behälters I ist ein Rohr 11 befestigt, welches am oberen Ende trichterförmig ausgebildet ist und am unteren Ende Öffnungen besitzt. Die Innenoberfläche des Rohres 11 wurde so bearbeitet, daß sie die C ultravioletten Strahlen bei allen Wellenlängen maximal reflektiert. Im Rohr 11 ist das Rohr 10 konzentrisch befestigt. Rohr 10 ist aus Material gefertigt, das maximal durchlässig für ultraviolette Strahlen ist. Im Zentrum von Rohr 10 ist eine Quecksilberquarzlampe 7 installiert. Ihre untere Elektrode ist verbunden mit einem Hochspannungsausgang der ImpulsspeisequeFle 30. Aus dem Gehäuse der unteren Elektrode 9 kommt Rohr 13, welches über den Filter 12 mit der Außenluft verbunden ist. Die obere Elektrode der Lampe 7 ist mit dem unteren Ende von Rohr 8 über ein geerdetes Metallgitter verbunden und das obere Ende von Rohr 8 ist am Deckel des Behälters I befestigt. Dabei ist Rohr 8 mit dem Zulufteingang des Injektors 5 verbunden. Außerdem führt Rohr 26 aus dem Behälter I, welches mit dem Verteiler 27 verbunden ist, welcher sich im Rohwasserbehälter 19 befindet. Seinerseits ist der Behälter 19 über Rohrleitungen verbunden mit der Pumpe 20 und der Baugruppe 21, zur ErstversorgungA three-way control valve 4 is installed at the outlet of the pipeline 2. One outlet of the valve 4 is connected via the filter 23 to the taps for the purified water 24 and 25; the second outlet is connected to the injection distributors 5 and 14, which are located at the height of the lid of the container I. A tube 11 is attached inside the container I, which is funnel-shaped at the upper end and has openings at the lower end. The inner surface of the tube 11 has been processed in such a way that it maximally reflects the C ultraviolet rays at all wavelengths. The tube 10 is concentrically attached in the tube 11. The tube 10 is made of material that is maximally transparent to ultraviolet rays. A mercury quartz lamp 7 is installed in the center of the tube 10. Its lower electrode is connected to a high-voltage output of the pulse supply source 30. Pipe 13 comes out of the housing of the lower electrode 9, which is connected to the outside air via the filter 12. The upper electrode of the lamp 7 is connected to the lower end of pipe 8 via a grounded metal grid and the upper end of pipe 8 is attached to the lid of the container I. Pipe 8 is connected to the air inlet of the injector 5. In addition, pipe 26 leads from the container I, which is connected to the distributor 27, which is located in the raw water container 19. In turn, the container 19 is connected via pipes to the pump 20 and the assembly 21, for the initial supply

mit unaufberejtetem Rohwasser. Auf dem Deckel des Behälters 19 ist ein Belüftungsfilter 28 angebracht zur Gewährleistung der Belüftung des Bereiches unterhalb des Deckels von Behälter 19 beim Abfluß von Wasser aus dem Behälter sowie zum Druckausgleich im Behälter für den Fall der Beaufschlagung mit überschüssigem Ozongemisch über Rohr 26. Zur Kontrolle des unteren und oberen Wasserstandes im Behälter I sind die Wasserstandsmelder 15 und 16 installiert.with untreated raw water. A ventilation filter 28 is mounted on the lid of the container 19 to ensure ventilation of the area below the lid of the container 19 when water flows out of the container and to equalize the pressure in the container in the event of exposure to excess ozone mixture via pipe 26. The water level sensors 15 and 16 are installed to control the lower and upper water levels in container I.

Zur Aufrechterhaltung der für den Verbraucher notwendigen Temperatur des aufbereiteten Wassers ist im Behälter 1 der Verdampfer 32 des Kühlers mit dem autark arbeitenden Kompressor 31 installiert. Zum Schutz vor möglicher Überfüllung des &bgr; Behälters während der Inbetriebsetzungsfüllung oder Spülung, verfügt der Behälter über einen Überlauf C-C₁ der mit der Kanalisation des Systems verbunden ist. Die elektromagnetischen Ventile 4,18 und 24, die Quelle 30 und die Pumpe 3 sind an ihren Eingängen mit dem Mikropozessor 29 verbunden, dessen Eingangssignale mit den Wasserstandsmeldern 15 und 16 und den Gebern für das Redoxpotential verbunden sind.To maintain the temperature of the treated water required by the consumer, the evaporator 32 of the cooler with the autonomously operating compressor 31 is installed in the tank 1. To protect against possible overfilling of the tank during commissioning filling or flushing, the tank has an overflow CC ₁ connected to the system sewerage. The electromagnetic valves 4, 18 and 24, the source 30 and the pump 3 are connected at their inputs to the microprocessor 29, the input signals of which are connected to the water level sensors 15 and 16 and the redox potential sensors.

Der Arbeitsprozess der beschriebenen Anlage für Wasserreinigung besteht im folgenden: Beim ersten Einschalten oder im Falle von Wassermangel im Behälter 1 sendet der Geber 16 ein Signal zum Mikroprozessor 29, der das Ventil 18 öffnet. Das Rohwasser beginnt, den Behälter 1 zu füllen. Mit Erreichen des Niveaus &ldquor;d" sendet der Geber 15 ein Signal an den Mikroprozessor 29, der daraufhin das Ventil 18 schließt und zum gleichen Zeitpunkt a) die Pumpe 3 einschaltet, b) das Ventil 4 so verstellt, daß das Wasser beginnt, den Injektor 5 zu erreichen und c) die Impulsspeisungsquelle 30 der Lampe 7 einschaltet. Im Ergebnis der Arbeit des Injektors bildet sich im Raum zwischen dem Rohr 10 und der Lampe 7 ein verringerter Luftdruck heraus. In diesen Raum beginnt atmosphärische Luft durch den Filter 12 und das Rohr 13 einzudringen. Ein Teil des Luftsauerstoffs bildet durch die hohe Intensität der UV-Bestrahlung Ozon (zwischen 0,1 bis 2% des eintretenden Sauerstoffs). Das Ozon-Sauerstoffgemisch tritt zusammen mit dem Wasser durch den Injektor 5 und den durch den Wasserdruck rotierenden Zerstäuber 14 in den Behälter 1. Dabei bildet sich auf der Oberfläche des Wassers ein Nebel aus feinsten Wassertröpfchen, die sich mit großer Geschwindigkeit in der Ozon-Sauerstoff-Atmosphäre bewegen. Der dadurch gesicherte Kontakt des Ozons mit demThe working process of the described water purification system is as follows: When it is first switched on or in case of a lack of water in the tank 1, the sensor 16 sends a signal to the microprocessor 29, which opens the valve 18. The raw water begins to fill the tank 1. When the level "d" is reached, the sensor 15 sends a signal to the microprocessor 29, which then closes the valve 18 and at the same time a) switches on the pump 3, b) adjusts the valve 4 so that the water begins to reach the injector 5 and c) switches on the pulse power source 30 of the lamp 7. As a result of the injector's operation, a reduced air pressure is formed in the space between the pipe 10 and the lamp 7. Atmospheric air begins to penetrate into this space through the filter 12 and the pipe 13. Part of the oxygen in the air forms ozone due to the high intensity of the UV radiation (between 0.1 and 2% of the incoming oxygen). The ozone-oxygen mixture enters the container 1 together with the water through the injector 5 and the atomizer 14 rotating due to the water pressure. In this case, ozone forms on the surface of the water. a fog of the finest water droplets that move at high speed in the ozone-oxygen atmosphere. The contact of the ozone with the

Wasser ist wesentlich effektiver als die Mischung des Wassers nur im Injektor und sogar besser als die Verteilung des Ozons im Wasser durch feinporige Membranen. Das aufbereitete Wasser fließt an den Seitenwänden in den Behälter, ein Teil gelangt durch den Trichter des Rohres 11 in den Raum zwischen die Rohre 10 und 11 und fließt in den Behälter durch die tieferen Öffnungen des Rohres 11. Dabei wird das Wasser an der durchsichtigen Wand des Rohres 10 in ihrer vollen Länge einer intensiven UV-Bestrahlung durch die Lampe 7 unterworfen. Der überschüssige Druck unter dem Deckel des Behälters erzeugt einen Strom des Ozon-Wasser-Gemisches durch das Rohr 26, der durch die porige Membran des Zerstäubers 27 das Wasser im Behälter 19 ozonisiert und damit eine bestimmte Vorreinigung des Wassers realisiert. Das das Wasser durchströmende Gas tritt in die Atmosphäre durch den Entgaser 28, in dem das restliche Ozon vollständig zerlegt wird und keine schädigende Wirkung auf die Umwelt ausüben kann.Water is much more effective than mixing the water only in the injector and even better than distributing the ozone in the water through fine-pored membranes. The treated water flows into the container along the side walls, part of it passes through the funnel of the pipe 11 into the space between the pipes 10 and 11 and flows into the container through the deeper openings of the pipe 11. The water is subjected to intensive UV radiation by the lamp 7 along the transparent wall of the pipe 10 along its entire length. The excess pressure under the lid of the container creates a flow of the ozone-water mixture through the pipe 26, which ozonizes the water in the container 19 through the porous membrane of the atomizer 27 and thus achieves a certain pre-cleaning of the water. The gas flowing through the water enters the atmosphere through the degasser 28, in which the remaining ozone is completely decomposed and cannot have any harmful effect on the environment.

Nach Vollendung der Wasserbehandlung gibt der Sensor des Redoxpotentials ein Signal an den Mikroprozessor 29. Mit diesem Signal wird die Quelle 30 ausgeschaltet, das Ventil 4 gedreht und das Ventil 24 geöffnet, was den Zustrom des Wassers zum Verbraucher durch den Filter 23 öffnet. Bei einem Ausströmen des Wasser aus dem Behälter 1 unter den durch den Sensor 16 bestimmten Pegelstand erzeugt der Mikroprozessor 29 ein Signal zum Schließen des Ventils 24, stellt das Ventil 4 in die Ausgangsposition und sendet ein Signal zum Öffnen des Ventils 18 zum Einbringen des ;£_ Rohwassers in den Behälter. Der Kreislauf wiederholt sich bis zur Beendigung der Reinigung des neu hinzugekommenen Wassers.After completion of the water treatment, the redox potential sensor sends a signal to the microprocessor 29. This signal turns off the source 30, turns the valve 4 and opens the valve 24, which opens the flow of water to the consumer through the filter 23. If the water flows out of the tank 1 below the level determined by the sensor 16, the microprocessor 29 generates a signal to close the valve 24, sets the valve 4 to the starting position and sends a signal to open the valve 18 to introduce the raw water into the tank. The cycle repeats itself until the purification of the newly added water is completed.

In der Abbildung 2 wird die Anlage und Konstruktion des Injektor-Zerstäubers gezeigt. Die erste signifikante Besonderheit ist die Erhöhung der Effizienz der Wirkungsweise. Das wird erreicht durch die parallele Verbindung mehrerer Injektoren in einen (in der Zeichnung sind zwei dargestellt). Die Zahl der parallel verbundenen Injektoren ist theoretisch nicht begrenzt, ihre Anzahl wird bestimmt in Abhängigkeit vom geforderten Durchsatz und dem Druck in der Anlage. Aus Abbildung 2 ist ersichtlich, daß innerhalb der Rohres 35 mit dem Diffusor 42 konzentrisch das Rohr 37 mit dem Diffusor 41 angebracht ist. Auf dessen Oberfläche befindet sich koaxial das Rohr 36, verbunden durch die Öffnungen 38 mit dem Zuflußrohr 2 (s.h. Abb. 1). Auf einer Achse mit denFigure 2 shows the installation and design of the injector-atomizer. The first significant feature is the increase in the efficiency of the operation. This is achieved by connecting several injectors in parallel into one (two are shown in the drawing). The number of injectors connected in parallel is theoretically not limited, their number is determined depending on the required flow rate and pressure in the installation. From Figure 2 it can be seen that inside the pipe 35 with the diffuser 42, the pipe 37 with the diffuser 41 is installed concentrically. On its surface, the pipe 36 is coaxial, connected through the openings 38 to the inlet pipe 2 (see Figure 1). On an axis with the

Rohren 35,36 und 37 befindet sich an ihren Endabschnitten die Luftschraube 43, frei rotierend auf der Achse 44. Koaxial mit der Achse 44 befindet sich auf den Stangen 48 die Scheibe 45 mit den radial angebrachten Rippen 46. Im Boden der Scheibe ist der Wasserabfluß 47.The end sections of the tubes 35, 36 and 37 have the propeller 43, freely rotating on the axis 44. Coaxial with the axis 44, on the rods 48, is the disk 45 with the radially attached ribs 46. The water drain 47 is in the bottom of the disk.

Der Injektor-Zerstäuber arbeitet auf folgende Art und Weise.The injector atomizer works in the following way.

Nach dem Einschalten der Pumpe 3 tritt das Wasser unter Druck durch das Rohr 2 in das Rohr 37 und durch die Öffnung 38 in das Rohr 36. Durch die Anwesenheit der Diffusoren 41 und 42 wird bewirkt, daß sich im Raum zwischen den Rohren 2 und 37 sowie zwischen den Rohren 35 und 36 ein Unterdruck herausbildet und das Ozon-Luft-Gemisch durch die Öffnung 39 und den Schlitz 40 in den Behälter 1 tritt. Das aus den Rohren 2, 37 und 36 heraustretende Wasser trifft auf die Flügel der Luftschraube und dreht sie mit hoher Bahngeschwindigkeit. Das Wasser trifft auf die Rippe 46 der Scheibe 45 und versprüht dabei in Tropfen von 0,1 bis 5 Mikrometer Größe. In diesem Fall beträgt die gesamte Kontaktoberfläche des Ozon-Wasser-Gemisches 50 bis 300 m² auf einen Liter Wasser, wobei sich jeder Wassertropfen mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit im Gas bewegt. So eine hohe Effektivität des Kontaktes ist mit anderen einfachen Methoden nicht erreichbar. Ein Teil des Wassers fließt durch die Öffnung 47 in der Scheibe 45 in den Trichter des Rohres 11 in den Behälter I.After the pump 3 is switched on, the water under pressure enters through the pipe 2 into the pipe 37 and through the opening 38 into the pipe 36. The presence of the diffusers 41 and 42 causes a negative pressure to develop in the space between the pipes 2 and 37 and between the pipes 35 and 36 and the ozone-air mixture enters the container 1 through the opening 39 and the slot 40. The water emerging from the pipes 2, 37 and 36 strikes the blades of the propeller and rotates them at high orbital speed. The water strikes the rib 46 of the disk 45 and sprays in droplets 0.1 to 5 micrometers in size. In this case, the total contact surface of the ozone-water mixture is 50 to 300 m ² per liter of water, with each water drop moving in the gas at a sufficiently high speed. Such a high level of contact effectiveness cannot be achieved with other simple methods. Part of the water flows through the opening 47 in the disk 45 into the funnel of the tube 11 in the container I.

In der Abbildung 3 ist das elektrische Schema der Impulsspeisungsquelle des UVIS (am Beispiel einer einphasigen Ausführung) dargestellt. Hier ist das Wechselstromnetz über die Kontakte &ldquor;m" und &ldquor;n" und den Ausschalter OS in zwei symmetrische Teile I und Il der Speisungsquelle geteilt. Im Teil I ist der Kondensator IC mit dem Netz über die Diode 1V und den Sparladungsschaltkreis 1SEL verbunden. Der positive Belag IC ist über den Schalter IS mit dem Anfang der Wicklung des Transformators T, der Wicklung IWI verbunden. Im Teil Il ist der Kondensator 2C über die Diode 2V und dem Sparschaltkreis 2SEL sowie mit dem Netz verbunden. Der negative Belag des Kondensators 2C ist über den Schalter 2S mit dem Beginn der zweiten Primärwicklung 2Wl des Transformators T verbunden. An der zweiten, hochtransformierenden Wicklung W2 ist die Lampe 7 und parallel zur ihr der Kondensator 3C und die Induktivität L angeschlossen.
Die Speisungsquelle arbeitet folgendermaßen. Auf das Signal von Mikroprozessor 29 schließt der Schalter OS. Dabei beginnt sich der Kondensator IC in jeder positivenFigure 3 shows the electrical diagram of the UVIS pulse power source (using a single-phase version as an example). Here, the alternating current network is divided into two symmetrical parts I and II of the power source by the contacts "m" and "n" and the switch OS. In part I, the capacitor IC is connected to the network via the diode 1V and the saving circuit 1SEL. The positive layer IC is connected to the beginning of the winding of the transformer T, the winding IWI, via the switch IS. In part II, the capacitor 2C is connected to the network via the diode 2V and the saving circuit 2SEL. The negative layer of the capacitor 2C is connected to the beginning of the second primary winding 2Wl of the transformer T via the switch 2S. The lamp 7 is connected to the second, step-up winding W2, and the capacitor 3C and the inductance L are connected in parallel to it.
The power source works as follows. The switch OS closes on the signal from microprocessor 29. The capacitor IC starts to charge in each positive

Halbwelle der Netzspeisespannung über die Diode IV und den Sparladungsschaltkreis 1SEL zu laden. Analog dazu wird sich der Kondensator 2C in jeder negativen Halbwelle laden, da die Diode 2V in umgekehrter Richtung geschaltet ist. Der Sparladungsschaltkreis der Kondensatoren 1C und 2C wird durch die Schaltkreise 1SEL und 2SEL sichergestellt. Deren jeweilige konkrete optimale Variante wird in Abhängigkeit von der Leistung und dem Arbeitsregime der Lampe 7, der Impulsfrequenz und der Bestimmung der Anlage ausgewählt. Bei Erreichen einer bestimmten Spannung am Kondensators wird der Ausgang des Spannungssensors &ldquor;u" ein Signal zur aufeinanderfolgenden Öffnung der Schalter 1S oder 2S generiert, in einer Weise die ihre gleichzeitige Betätigung vollkommen ausschließt. Dabei beginnt sich der Kondensator IC auf die Primärwicklung IWI des Kondensator T zu entladen. Auf der Sekundärwicklung W2 entsteht eine hohe Spannung, die an der Lampe 7 anliegt. Die Lampe leuchtet auf und beginnt im Impulsregime mit der Frequenz zu brennen, die durch die Entladungskurve der Kondensatoren IC über IS₁ T, 3C und L und die Parameter der Lampe selbst bestimmt wird.The capacitors 1C and 2C are charged in each negative half-wave of the mains voltage via the diode IV and the economy charging circuit 1SEL. Similarly, the capacitor 2C will be charged in each negative half-wave, since the diode 2V is connected in the opposite direction. The economy charging circuit of the capacitors 1C and 2C is ensured by the circuits 1SEL and 2SEL. Their specific optimal variant is selected depending on the power and operating mode of the lamp 7, the pulse frequency and the purpose of the device. When a certain voltage is reached on the capacitor, the output of the voltage sensor "u" generates a signal for sequential opening of switches 1S or 2S, in a way that completely excludes their simultaneous operation. At the same time, the capacitor IC begins to discharge to the primary winding IWI of the capacitor T. A high voltage is created on the secondary winding W2, which is applied to the lamp 7. The lamp lights up and begins to burn in the pulse mode with the frequency determined by the discharge curve of the capacitors IC across IS ₁ T, 3C and L and the parameters of the lamp itself.

Die signifikante Besonderheit der Bedingungen, die die Arbeit der UVIS und folglich auch die Arbeit der Anlage absichern, ist die Sicherstellung der Flankensteilheit des Impulses, der an der Lampe anliegt. Er muß sich im Bereich von 10 bis 200 Volt pro Mikrosekunde befinden bei einer Amplitude der Spannung im Bereich von 100 bis 5000 Volt. Eine derartige Arbeitsweise ist nur dann möglich, wenn die Streuungsverluste des Transformators T den Betrag von 20 &mgr;&EEgr; nicht übersteigt.The significant feature of the conditions that ensure the operation of the UVIS and, consequently, the operation of the device is ensuring the steepness of the pulse applied to the lamp. It must be in the range of 10 to 200 volts per microsecond with a voltage amplitude in the range of 100 to 5000 volts. Such operation is only possible if the scattering losses of the transformer T do not exceed 20 μΩ.

Die Gewährleistung einer hohen Betriebssicherheit der Anlage verlangt eine hohe Zuverlässigkeit aller ihrer Elemente. Auf der Abbildung 4 ist der Aufbau der besonders zuverlässigen wie einfachen Wasserstandsmelder 15 und 16, die im Behälter I installiert sind gezeigt.Ensuring high operational safety of the system requires high reliability of all its elements. Figure 4 shows the structure of the particularly reliable and simple water level detectors 15 and 16, which are installed in tank I.

Im Rohr 49, bestehend aus einem für das Magnetfeld durchlässigem Material, befindet sich der Schwimmer 50 mit einem integriertem gekapselten kleinen Permanentmagneten 51.In the tube 49, consisting of a material permeable to the magnetic field, there is the float 50 with an integrated encapsulated small permanent magnet 51.

Von unten ist das Rohr mit dem Gitter 52 verschlossen. Auf der Außenoberfläche des Rohres sind die hermetischen Halbleitersensoren 53 und 54 für Magnetfelder befestigt. Die Öffnung 55 gewährleistet die freie Entlüftung des Rohres 49. Die Einrichtung funktioniert folgendermaßen: Bei Abwesenheit von Wasser befindet sich der Schwimmer unten. Dabei gibt der Sensor 54 gibt ein Signal an den Mikroprozessor 29. Bei Anstieg des Wasserspiegels steigt der Schwimmer mit dem Magneten nach oben, bis er den oberen Sensor 53 erreicht. Der Mikroprozessor erhält dann das Signal, daß der Behälter gefüllt ist. Das signifikante Kennzeichen dieser Lösung besteht darin, daß ihre Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer, ihr minimaler Wartungsaufwand bestimmt werden durch das Fehlen drehender Teile, Kontakte und anderer, dem Verschleiß oder der Alterung während der normalen Betriebszeit der Gesamtanlage unterliegender Komponenten.The pipe is closed from below with a grid 52. Hermetic semiconductor sensors 53 and 54 for magnetic fields are attached to the outer surface of the pipe. The opening 55 ensures free ventilation of the pipe 49. The device works as follows: in the absence of water, the float is at the bottom. The sensor 54 sends a signal to the microprocessor 29. When the water level rises, the float with the magnet rises until it reaches the upper sensor 53. The microprocessor then receives the signal that the tank is full. The significant feature of this solution is that its reliability and long service life, its minimal maintenance requirements, are determined by the absence of rotating parts, contacts and other components subject to wear or aging during the normal operation of the entire system.

Wie aus der Beschreibung der Erfindung folgt, unterscheidet sich der Aufbau im Gesamten im Vergleich mit bekannten analogen Anlagen durch die ungewöhnliche Einfachheit, das Fehlen von Teilen mit einer begrenzten Lebensdauer (mit Ausnahme der Quarzlampe).As follows from the description of the invention, the structure as a whole differs from known analogue devices by its unusual simplicity, the absence of parts with a limited service life (except for the quartz lamp).

Die Verwendung der Lampe im Impulsregime, sogar ohne Änderung ihrer Konstruktion, beeinflußt praktisch nicht ihre normale Betriebszeit. Ihr Austausch gegen eine neue, in ca. 1 bis 1,5 Jahren, kann innerhalb von 0,5 - 1 Stunde mit der gleichzeitigen Revision des Gefäßes (Abwaschen der Wände, Reinigung der Oberflächen der Rohre 10 und 11) durchgeführt werden. Bei all dem wird eine hohe Betriebssicherheit der gesamten Anlage erreicht.Using the lamp in pulse mode, even without changing its design, practically does not affect its normal operating time. Its replacement with a new one, in approximately 1-1.5 years, can be carried out within 0.5 - 1 hour with simultaneous revision of the vessel (washing the walls, cleaning the surfaces of pipes 10 and 11). All this ensures high operational reliability of the entire installation.

Claims

• · Marks Glibitski Sollmannweg 11 12353 Berlin CLAIM

1) Ultraviolet ozone drinking water treatment plant with a drinking water storage tank, an additional raw water storage tank, injectors, connecting pipes, mercury quartz lamp and feed source, valves and microprocessors with signal transmitters that are connected to each other via input and output

, characterized in that inside the container /I/ there are concentrically and coaxially arranged an outer tube /11/ with a funnel-shaped upper end and an inner tube /10/ made of material permeable to ultraviolet rays, inside which the mercury-quartz lamp or another source /7/ of ultraviolet pulsed radiation is installed.

2) Drinking water treatment plant according to claim 1), characterized in that the outlet of pipe /10/ in which the quartz lamp 171 is installed is connected to the injector /5/ located in the lid of the vessel.

3) Drinking water treatment plant according to claim 1) and 2), characterized in that the injectors /5/ are designed as concentric and coaxially arranged pipes,

<»· ··· ft O ft ·<»· ··· ft O ft ·

which are each connected in succession to the inlet line 121 and the inlet line /10/ for the ozone-water mixture, whereby the pipes connected to the water are provided with a diffuser at the outlet.

4) Drinking water treatment plant according to claim 1), 2) and 3), characterized in that at the outlet of the injector /5/

Atomizers /43/ are installed in the form of rotating propellers to which coaxial, non-movable discs with vertical ribs, perpendicular to the propeller, are fixedly attached.

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5) Drinking water treatment plant according to at least one of claims 1) to 4), characterized in that the lower electrode of the lamp R1 is mounted in the holder /9/ which is connected to the pipeline and the filter /12/ which has an access for ambient air.

6) Drinking water treatment plant according to claim 1) and to 5), characterized in that, with the aim of using ozone residues, the lid of the container /1/ is connected to the pipe /26/ of the storage tank for raw water /19/ and at the end of the pipe there is an atomizer of the ozone-water mixture in the form of a funnel-permeable membrane.

C 7) Drinking water treatment plant according to claim 6), characterized in that with the aim of breaking down the ozone that has not reacted with the water, a degassing filter /28/ is mounted on the lid of the container /19/, the outlet of which ends in the atmosphere and which is filled with activated carbon, for example.

8) Drinking water treatment plant according to at least one of claims 1) - 7), characterized in that the lower electrode of the lamp /7/ is connected to the high-voltage output of the high-voltage pulse supply source /30/.

9) Drinking water treatment plant according to claim 8), characterized in that the charging capacitors of the pulse supply source /30/ are connected to the AC voltage network via the diodes /1Y, 2Y/ and the saving charging circuits /1SEI/ and /2SEI/

and each capacitor is connected via the switches /I/ and 121 to the primary winding of the high-voltage capacitor, the secondary high-voltage winding of which is connected to the electrodes of the quartz lamp and these electrodes are connected to a series circuit consisting of the capacitor /3C/ and the inductance /L/.

) ■

10) Drinking water treatment plant according to claim 8) to 9), characterized in that the outputs of the threshold voltage sensors, which measure the charging voltage of the capacitors IC and 2C, are connected to the switches 1 and 2 and these switch on one after the other with an electrical phase shift of 180 °.

11) Drinking water treatment plant according to at least one of claims 8) to 10), characterized in that the transformer of the pulse supply source /T/ the magnetic scattering does not exceed a value of 20 μΙ (microHenry) and the edge steepness of the voltage pulses at the electrodes of the lamp /77 is in the range of 50 - 200 volts in 1 microsecond with an amplitude of the pulse in the range of 500 - 50000 volts.

12) Drinking water treatment plant according to claims 1 to 11), characterized in that, with the aim of increasing the operational reliability of the plant, the water level sensors in the containers /15/ and /16/, made of a material permeable to magnetic fields, are provided with a grid at the bottom and with openings at the top, a float with a magnet is mounted in them and solid-state semiconductor sensors, sensitive to magnetic fields, are mounted on the outside of the pipe at the given heights, which are connected with their output to the microprocessor /29/.