DE19716277A1

DE19716277A1 - Liquid or gas filtering and cleaning unit

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Publication number: DE19716277A1
Application number: DE19716277A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 1998-10-22

Abstract

A filter unit has a reaction space containing a filter made of material (7) which is transparent to UV radiation of <= 400 nm wavelength emitted by an UV emitter (8) and which has several UV radiation outlet points along its filter passages is new. Preferably, a semiconductor material, which can be photo-activated and which consists of titanium dioxide or silicon carbide, is provided on the filter material surface and/or in its passages.

Description

Die Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung mit einem Reaktionsraum, der einen Zuflußanschluß und einen Ab flußanschluß aufweist und in dem ein Filter aus einem Filtermaterial angeordnet ist, der Durchlaßpfade mit vorbestimmten Durchlaßeigenschaften aufweist.The invention relates to a filter device with a Reaction space, which has an inflow connection and an Ab Has flow connection and in which a filter from a Filter material is arranged with the passageways has predetermined transmission properties.

Zur Reinigung von Fluiden, beispielsweise von Wasser, sind Filter bekannt, die einen derartigen Aufbau haben. Das Wasser durchströmt in diesem Fall den Reaktionsraum vom Zuflußanschluß zum Abflußanschluß. Der Filter hält dann in Abhängigkeit von seinen Durchlaßeigenschaften Verunreinigungen zurück, die eine vorbestimmte Größe überschreiten. Derartige Verunreinigungen können einer seits durch Schmutzkörperchen oder andere "mechanische" Verschmutzungen gebildet werden, die in dem Filter zu rückgehalten werden, so daß am Abflußanschluß ein von einigen Inhaltsstoffen befreites Wasser abgenommen wer den kann. In manchen Anwendungsfällen soll der Filter aber auch Mikroorganismen zurückhalten können, insbe sondere bakterielle Zellagglomerate und Protozone, z. B. Amöben und Cryptosporidien, aber auch Bakterien, Viren und deren Bestandteile, z. B. Prionen.For cleaning fluids, e.g. water, Filters are known which have such a structure. In this case, the water flows through the reaction chamber from the inlet connection to the outlet connection. The filter holds then depending on its transmission properties Contaminants return a predetermined size exceed. Such impurities can be one partly through dirt particles or other "mechanical" Contaminants are formed in the filter too are retained, so that at the drain connection one of some of the ingredients freed water that can. In some applications, the filter but can also hold back microorganisms, esp special bacterial cell agglomerates and protozones, e.g. B. Amoebas and cryptosporidia, but also bacteria, viruses and their components, e.g. B. Prions.

In der Praxis hat sich allerdings herausgestellt, daß die Reinigungswirkung derartiger Filter sehr begrenzt ist. In vielen Fällen wirken derartige Filter sogar kontraproduktiv, weil sich hier die Mikroorganismen ansammeln und daher im verstärkten Maße Kulturen bil den, die das abfließende Wasser wieder kontaminieren können oder bei diskontinuierlicher Belastung nach ei nem Belastungsschub über längere Zeit Mikroben abgeben. Nach einer gewissen Betriebszeit läßt sich beobachten, daß das abfließende Wasser manchmal stärker belastet ist als das zufließende Wasser. Außerdem sind die ge schilderten Filterleistungen für Bakterien und Viren nur durch sehr geringe Filterabscheidegrade möglich (Porengröße < 1 µm), was sehr hohen Eingangsdruck oder sehr geringe Durchflußleistung bedeutet.In practice, however, it has been found that the cleaning effect of such filters is very limited is. In many cases, such filters even work counterproductive, because here the microorganisms accumulate and therefore cultures increasingly bil those who contaminate the water flowing off again can or with discontinuous loading according to ei emit microbes over a long period of time during a load surge. After a certain period of operation it can be observed that the draining water is sometimes more polluting is as the inflowing water. In addition, the ge described filtering performance for bacteria and viruses only possible due to very low filter separation levels (Pore size <1 µm), which is very high inlet pressure or means very low flow rate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Behand lungswirkungen für ein Fluid zu verbessern.The invention has for its object the treatment to improve the effects on the fluid.

Diese Aufgabe wird bei einer Filtereinrichtung der ein gangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Filtermate rial für UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 400 nm oder weniger durchlässig oder leitfähig ist und daß eine UV-Strahlungsabgabeeinrichtung vorgesehen ist, die UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 400 nm oder we niger abgibt, wobei das Filtermaterial eine Vielzahl von UV-Strahlungsaustrittsstellen in die Durchlaßpfade aufweist. This task is the one with a filter device gangs mentioned solved in that the filter mat rial for UV radiation with a wavelength of 400 nm or less permeable or conductive and that a UV radiation emission device is provided which UV radiation with a wavelength of 400 nm or we emits niger, the filter material a variety of UV radiation exit points in the transmission paths having.

Zu der mechanischen Filterwirkung, die Mikroorganismen, insbesondere in Form von Zellagglomeraten, am Durch tritt durch den Filter hindern, kommt nun eine Wirkung hinzu, mit der die Mikroorganismen inaktiviert oder in ihrer Fortpflanzungsfähigkeit behindert werden. Das durch den Filter strömende Fluid tritt, wie in einem herkömmlichen Filter auch, durch die Durchlaßpfade hin durch. Größere Partikel werden zurückgehalten oder zu mindest ihre Durchtrittsgeschwindigkeit stark herabge setzt. Solange sich die Mikroorganismen in dem Filter material befinden, werden sie mit UV-Strahlung beauf schlagt. Da das Filtermaterial den Durchtritt dieser Mikroorganismen hemmt oder sogar verhindert, sind die Mikroorganismen der UV-Strahlung relativ lange ausge setzt, d. h. sie erhalten eine relativ große Strahlungs dosis. Diese reicht normalerweise aus, um die Mikroor ganismen abzutöten oder ihre DNA soweit zu schädigen, daß eine Vermehrung nicht mehr oder nicht mehr in nen nenswertem Maße möglich ist. Dies soll im folgenden kurz mit dem Begriff "Inaktivierung" zusammengefaßt beschrieben werden. Das Filter ist sowohl für Flüssig keiten als auch für Gase geeignet.The mechanical filter effect, the microorganisms, especially in the form of cell agglomerates, at the through if it passes through the filter, there is now an effect with which the microorganisms inactivated or in their reproductive capacity are hindered. The fluid flowing through the filter occurs as in a conventional filters, through the passageways by. Larger particles are retained or closed at least greatly reduce their speed of passage puts. As long as the microorganisms in the filter material, they are exposed to UV radiation strikes. As the filter material passes through this Inhibits or even prevents microorganisms Microorganisms of UV radiation emitted for a relatively long time sets, d. H. they receive a relatively large amount of radiation dose. This is usually enough to get the microor killing ganisms or damaging their DNA to the extent that an increase is no longer or no longer within is possible. This is what follows briefly summarized with the term "inactivation" to be discribed. The filter is for both liquid suitable as well as for gases.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist im Filter ein fotoaktivierbares Halbleitermaterial ange ordnet. Dieses Halbleitermaterial führt zu einer noch besseren Inaktivierung der Mikroorganismen. Obwohl die biologischen, physikalischen und chemischen Abläufe hierbei noch nicht völlig geklärt sind, nimmt man an, daß die UV-Strahlung das Halbleitermaterial anregt, also fotoaktiviert. Fotoaktivierung bedeutet hier, daß durch die Lichtabsorption im Halbleiter Elektronen vom Valenzband in das Leitungsband gehoben werden. Hier durch entsteht ein Redoxpotential, das über die Bildung radikalischer Spezies bzw. Mechanismen zur Abtötung von Mikroorganismen führt. Da diese Prozesse unspezifisch sind, kommt es nebenbei auch zu oxidativen Abbaureak tionen oxidierbarer Stoffe im Fluid, wie z. B. haloge nierten Kohlenwasserstoffen, freien und komplexen Cyni den, AOX, Mineralöl, Komplexbildnern, CSB, Nitrit, Chromat. Da sich der Halbleiter hierbei nicht verän dert, spricht von einem Katalysator. Zusätzlich bzw. neben oder anstelle der Inaktivierung der Mikroorganis men durch direkte Bestrahlung mit der UV-Strahlung er reicht man also eine weitergehende Inaktivierung durch Oxidationsreaktionen, die auf die Mikroorganismen wir ken. Hierbei ergibt sich nun ein überraschender Effekt. Man kann nämlich nicht nur Mikroorganismen auf diese Weise inaktivieren. Man kann auch andere Stoffe, die in dem Fluid enthalten sind und die man bislang nicht oder nur mit Schwierigkeiten entfernen konnte, oxidieren, so daß sie am Ausgangsanschluß der Filtereinrichtung in dem Fluid nicht mehr in störender Form vorhanden sind. Wenn man nicht Wasser oder eine Flüssigkeit, sondern ein Gas, wie beispielsweise Luft, durch die Filterein richtung leitet, kann man beispielsweise Gerüche bzw. die sie verursachenden Stoffe, Nikotin, Formaldehyd, PCB oder Lösungsmittel oxidieren und damit zumindest weitgehend aus der Luft entfernen. Man kann also die Filtereinrichtung in einer Vielzahl von Anwendungsfäl len verwenden, wobei man natürlich das Durchströmver halten des Filters an das jeweilige Fluid anpassen sollte.In a particularly preferred embodiment, Filters a photo-activatable semiconductor material arranges. This semiconductor material leads to one more better inactivation of the microorganisms. Although the biological, physical and chemical processes have not yet been fully clarified, it is assumed that the UV radiation excites the semiconductor material, so photo activated. Photo activation here means that due to the light absorption in the semiconductor electrons from Valence band in the conduction band. Here a redox potential arises through education radical species or mechanisms for killing Leads microorganisms. Because these processes are unspecific there are also oxidative degradation reactions ions of oxidizable substances in the fluid, such as. B. halogen hydrocarbons, free and complex cyni den, AOX, mineral oil, complexing agents, COD, nitrite, Chromate Since the semiconductor does not change different, speaks of a catalyst. Additionally or in addition to or instead of inactivating the microorganism by direct exposure to UV radiation you pass on further inactivation Oxidation reactions that affect the microorganisms ken. This now has a surprising effect. You can't just see microorganisms on them Deactivate way. You can also use other substances in the fluid are contained and which one has not yet or could only remove with difficulty, oxidize that at the output port of the filter device in the fluid is no longer present in a disruptive form. If you don't have water or a liquid, but a gas, such as air, through the filters direction, you can for example smell or the substances that cause them, nicotine, formaldehyde, Oxidize PCB or solvent and at least with it largely remove from the air. So you can Filter device in a variety of applications Use len, where of course the flow rate hold the filter to the respective fluid should.

Vorzugsweise ist das Halbleitermaterial an der Oberflä che des Filtermaterials angeordnet. Es reicht hierbei aus, wenn das Halbleitermaterial in einer dünnen Schicht oder sogar nur in dünnen Flächenbereichen vor handen ist, deren Stärke einige wenige Moleküle dick ist. Damit ist sichergestellt, daß die "oxidationsbe reite" Stelle immer dort ist, wo auch die zu beseiti genden Verunreinigungen, beispielsweise Mikroorganismen oder andere Stoffe vorhanden sind, nämlich an der Ober fläche des Filtermaterials. Sobald sich dort etwas an lagert, das oxidiert werden kann, wird es durch den angeregten Halbleiter auch oxidiert und damit gegebe nenfalls inaktiviert. Es reicht aber auch aus, wenn das Filtermaterial eine Beimischung von Halbleitermaterial enthält, weil man in diesem Fall mit einer stati stischen Wahrscheinlichkeit davon ausgehen kann, daß ein gewisser Anteil der Oberfläche des Filtermaterials aus dem Halbleitermaterial gebildet ist. Auch in diesem Fall lassen sich die gewünschten oxidationsbereiten Stellen erzeugen.The semiconductor material is preferably on the surface surface of the filter material. It is enough here out when the semiconductor material in a thin Layer or even only in thin areas whose strength is a few molecules thick is. This ensures that the "oxidationsbe "Wherever there is to be removed Contaminants such as microorganisms or other substances are present, namely on the upper surface of the filter material. As soon as something is there stored, which can be oxidized, it is by the excited semiconductor also oxidized and given otherwise deactivated. But it is also sufficient if that Filter material is an admixture of semiconductor material contains, because in this case with a stati probability can assume that a certain proportion of the surface of the filter material is formed from the semiconductor material. Also in this Case, the desired oxidation ready Create jobs.

Vorzugsweise ist das Halbleitermaterial in Durchlaßpfa den angeordnet. Die Durchlaßpfade lassen das Fluid durchströmen und halten größere Verunreinigungen zu rück. Hierbei ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Durchlaßpfade die Verunreinigungen vollständig blockieren. In den meisten Fällen reicht es aus, wenn die Durchtrittsgeschwindigkeit herabgesetzt wird. Der Begriff "größere" ist hier relativ zu verstehen. Es kann sich durchaus um bakterielle Zellagglomerate und Protozone handeln, die sich auf die Größe einer Amöbe beschränken. Damit erreicht man vielfach sogar die Mög lichkeit, auch kleinere Keime zu inaktivieren. So ni stet sich beispielsweise der Keim der Legionella inner halb von größeren Amöben ein und ist damit durch die Zellwandung des Wirts vor UV-Licht-Bestrahlung weitge hend geschützt. Durch die Verwendung des Filters in Verbindung mit der UV-Strahlung wird nun allerdings die Strahlungsdosis stark erhöht, so daß die Chance, auch diesen Keim abzutöten, steigt. Insbesondere in Verbin dung mit dem aktivierbaren Halbleitermaterial wird die Inaktivierungschance noch weiter verbessert. Die Oxida tion, die durch das Halbleitermaterial bewirkt wird, schreitet nämlich solange fort, bis es nichts mehr zu oxidieren gibt. Damit werden in den meisten Fällen auch solche Keime oxidiert, die sich in andere Wirte einge nistet haben. The semiconductor material is preferably in transmission path the arranged. The passageways leave the fluid flow through and hold larger impurities return It is not absolutely necessary that the passageways completely remove the contaminants To block. In most cases, it is sufficient if the speed of passage is reduced. Of the The term "larger" is to be understood relatively here. It can be bacterial cell agglomerates and Protozone act on the size of an amoeba restrict. In many cases you can even reach the Mög ability to inactivate even smaller germs. So ni For example, the germ of the Legionella sticks inside half of larger amoebas and is thus by the Cell wall of the host before UV light irradiation protected. By using the filter in However, the connection with UV radiation is now Radiation dose greatly increased, so the chance, too killing this germ is increasing. Especially in Verbin with the activatable semiconductor material Inactivation chance further improved. The Oxida tion caused by the semiconductor material namely, progresses until there is nothing left oxidize there. So in most cases, too such germs are oxidized, which have entered other hosts have nested.

Mit Vorteil ist das Halbleitermaterial durch Titandi oxid oder Siliziumcarbid gebildet. Diese beiden Mate rialien lassen sich mit UV-Strahlung leicht aktivieren. Die UV-Strahlung kann hierbei eine Wellenlänge im Be reich von 350 nm bis 400 nm haben, was den Vorteil hat, daß man für das Filtermaterial eine Vielzahl von Mate rialien verwenden kann. Bei der reinen UV-Bestrahlung beschränkt man sich aus Gründen der Wirksamkeit oft auf eine Wellenlänge von 250 bis 255 nm, weil die meisten Mikroorganismen bzw. ihre DNA in diesem Wellenlängenbe reich das größte Absorptionsspektrum aufweist. In die sem Fall ist man aber vielfach auf die Verwendung von Quarzglas für das Filtermaterial beschränkt. Allerdings läßt sich auch mit Quarzglas vielfach ein zufriedens tellendes Filterverhalten erreichen, bei dem eine In aktivierung der Mikroorganismen erreicht wird.The semiconductor material is advantageously made of titanium di oxide or silicon carbide formed. These two mate materials can be easily activated with UV radiation. The UV radiation can be a wavelength in the loading range from 350 nm to 400 nm, which has the advantage that a variety of mate for the filter material rialien can use. With pure UV radiation is often limited to reasons of effectiveness a wavelength of 250 to 255 nm because most Microorganisms or their DNA in this wavelength has the largest absorption spectrum. In the In this case, however, the use of Limited quartz glass for the filter material. Indeed can often be satisfied with quartz glass achieve a filtering behavior in which an In activation of the microorganisms is achieved.

Vorzugsweise ist das Filtermaterial als Matrix ausge bildet, die aus einer Vielzahl von Körpern zusammenge setzt ist, wobei die Körper untereinander und gegebe nenfalls mit der UV-Strahlungsabgabeeinrichtung eine Vielzahl von Berührungsstellen bilden. Diese Körper oder "Körner" mit einer Größe im Bereich von 0,005 mm bis etwa 5 mm können dann beispielsweise einfach in den Reaktionsraum geschüttet werden. Sie bilden dann zwi schen sich die notwendigen Durchlaßpfade aus. Die UV-Strahlung kann dann an den Berührungsflächen zwischen einzelnen Körpern oder Körnern von einem Körper zum anderen übertreten, weil die Körper an sich für die UV-Strahlung lichtleitend oder zumindest lichtdurchlässig sind. An den Berührungsstellen findet dann ein direkter Übergang von einem Körper zum anderen statt, so daß die UV-Strahlung auch in Bereiche gelangen kann, die eine gewisse Entfernung von der UV-Strahlungsabgabeeinrich tung aufweisen. Dementsprechend kann die zur Verfügung stehende Filterquerschnittsfläche relativ groß gewählt werden, ohne daß man befürchten muß, daß die Inaktivie rungswirkung der Filtereinrichtung in einer größeren Entfernung von der UV-Strahlungsabgabeeinrichtung unzu reichend wird.The filter material is preferably designed as a matrix forms that composed of a variety of bodies is set, giving the body to each other and given if necessary with the UV radiation emission device Form a multitude of contact points. These bodies or "grains" with a size in the range of 0.005 mm up to about 5 mm can then, for example, simply be inserted into the Reaction space are poured. They then form two the necessary pass-through paths are eliminated. The UV radiation can then between the contact surfaces individual bodies or grains from one body to another transgress others because the body itself is for the UV radiation is light-conducting or at least translucent are. At the points of contact there is then a direct one Transition from one body to another instead, so that UV radiation can also reach areas that have a some distance from the UV radiation delivery device tion. Accordingly, that can be available standing filter cross-sectional area chosen relatively large without fear of inactivity effect of the filter device in a larger one Distance from the UV radiation delivery device too will reach.

Hierbei ist von Vorteil, wenn die Körper einen Anteil der UV-Strahlung streuen. Damit ist sichergestellt, daß die UV-Strahlung nicht nur von einem Körper zum anderen weitergereicht wird, sondern auch in der Umgebung eines jeden Körpers ein gewisser Strahlungsaustritt der UV-Strahlung erfolgt, nämlich dort, wo der Körper nicht an einen anderen Körper anstößt. Dort ist aber gleichzei tig der Durchlaßpfad für das Fluid, so daß das durch strömende Fluid hier mit der UV-Strahlung beaufschlagt wird.This is beneficial if the body has a stake scatter the UV radiation. This ensures that UV radiation doesn't just go from one body to another is passed on, but also in the environment of a every body a certain radiation emission of the UV radiation occurs where the body does not touch nudges another body. But there is at the same time tig the passage path for the fluid, so that the through flowing fluid here is exposed to UV radiation becomes.

Vorzugsweise ist die UV-Strahlungsabgabeeinrichtung als UV-Strahler ausgebildet, der innerhalb des Filtermate rials angeordnet ist. Zwar ist es möglich, den UV-Strahler auch außerhalb des Filtermaterials anzuordnen, was bei kleineren Filtereinrichtungen in der Regel aus reichen wird. Wenn man den Strahler innerhalb des Fil termaterials anordnet, dann sind die Strecken, die die UV-Strahlung zurücklegen muß, bei ansonsten unveränder ter Querschnittsfläche kleiner bzw. man kann einen grö ßeren Durchtrittsquerschnitt verwenden.Preferably, the UV radiation delivery device is as UV lamp formed within the filter mat rials is arranged. It is possible that To place UV lamps outside the filter material, what usually results from smaller filter devices will suffice. If you put the spotlight inside the fil arranges termaterials, then the routes that the UV radiation must cover, otherwise unchanged ter cross-sectional area smaller or you can a larger Use an outer cross section.

Vorzugsweise ist der Strahler innerhalb eines Tauch- oder Hüllrohres angeordnet. Das Tauchrohr bietet Schutz für den UV-Strahler. Da sich das Filtermaterial von außen dicht an das Tauchrohr anlegen kann, kann die UV-Strahlung direkt in das Filtermaterial eintreten.The radiator is preferably located within an immersion or cladding tube arranged. The immersion tube offers protection for the UV lamp. Since the filter material from can close to the outside of the immersion tube, the UV radiation penetrate directly into the filter material.

Vorzugsweise weist das Filtermaterial im wesentlichen eine Erstreckung auf, die ungefähr der Länge des Strah lers entspricht. Der Strahler bildet dann beispielswei se die Mittelachse eines Zylinders, dessen Schale durch das Filtermaterial gebildet wird. Die radiale Erstrec kung dieses Zylinders bildet dann den größten Weg, den die UV-Strahlung zurücklegen muß.Preferably, the filter material essentially has an extension of approximately the length of the beam lers corresponds. The radiator then forms, for example se the central axis of a cylinder, its shell through the filter material is formed. The radial extension This cylinder then forms the largest path, the the UV radiation must travel.

Vorzugsweise ist das Filtermaterial als Polymermaterial ausgebildet. Dieses läßt sich leicht herstellen und handhaben. Im Wellenlängenbereich von 350 bis 400 nm kann ein Polymermaterial problemlos so ausgewählt wer den, daß es für diese Strahlung leitfähig ist. Man kann, wie oben ausgeführt, das Halbleitermaterial dem Polymermaterial beigeben oder es einfach an der Ober fläche der Durchlaßpfade befestigen. Die Durchlaßpfade können beispielsweise dadurch gebildet werden, daß das Polymermaterial aufgeschäumt wird oder daß man kleine Körner aus dem Polymermaterial verwendet, die als Schüttung in den Reaktionsraum eingebracht werden, und die an ihrer Oberfläche mit Halbleitermaterial versehen sind. Man kann auch poröses Polymermaterial verwenden, das auf andere Art hergestellt wird. Die Porengröße läßt sich bei derartigen Materialien gut einstellen. Anstelle von Polymermaterial läßt sich auch Quarz oder ein anderes Material verwenden, das im Wellenlängenbe reich unter 400 nm Transparenz aufweist, z. B. SiC.The filter material is preferably a polymer material educated. This is easy to manufacture and handle. In the wavelength range from 350 to 400 nm a polymer material can be easily selected that it is conductive to this radiation. Man can, as stated above, the semiconductor material Add polymer material or just stick it on the top Attach the surface of the passageways. The passageways can be formed, for example, that the Polymer material is foamed or that small Grains from the polymer material used as Be introduced into the reaction space, and which provide semiconductor material on their surface are. You can also use porous polymer material that is made in a different way. The pore size can be adjusted well with such materials. Instead of polymer material, quartz or use another material in the wavelength range has transparency below 400 nm, e.g. B. SiC.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann zu sätzlich zur oder anstelle der UV-Strahlungsabgabeein richtung eine elektrische Aktivierungseinrichtung für das Halbleitermaterial vorgesehen sein. Halbleitermate rialien lassen sich vielfach nicht nur fotoaktivieren, sondern auch auf elektrischem Weg, beispielsweise durch Anlegen einer Spannung aktivieren. In diesem Fall er hält man praktisch das gleiche Ergebnis.In a particularly preferred embodiment, in addition to or instead of UV radiation direction an electrical activation device for the semiconductor material may be provided. Semiconductor mat rialien can often not only be photo-activated, but also by electrical means, for example by Activate the application of a voltage. In this case, he you keep practically the same result.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich nung beschrieben. Hierin zeigt die einzige Figur eine schematische Ansicht einer Filte reinrichtung im Schnitt.The invention is preferred below on the basis of one th embodiment in connection with the drawing described. Herein shows the only figure is a schematic view of a filter setup on average.

Eine Filtereinrichtung 1, die man genauer auch als "Oxidationsreaktor" bezeichnen kann, weist ein Gehäuse 2 auf, das einen Reaktionsraum 3 umgrenzt.A filter device 1 , which can also be referred to more precisely as an “oxidation reactor”, has a housing 2 which delimits a reaction space 3 .

Der Reaktionsraum 3 weist einen Zuflußanschluß 4 oder Vorlauf und einen Abflußanschluß 5 oder Rücklauf auf. Ferner ist im Reaktionsraum 3 ein Filter 6 aus einem Filtermaterial 7 vorgesehen, und zwar im Strömungspfad zwischen dem Zuflußanschluß 4 und dem Abflußanschluß 5.The reaction chamber 3 has an inflow connection 4 or flow and an outflow connection 5 or return. Furthermore, a filter 6 made of a filter material 7 is provided in the reaction chamber 3 , specifically in the flow path between the inflow connection 4 and the outflow connection 5 .

Der Reaktionsraum 3 ist im wesentlichen zylinderförmig ausgestaltet. In seiner Mitte ist eine UV-Strahlungs abgabeeinrichtung 8 angeordnet, die einen UV-Strahler 9 aufweist, der inmitten eines Tauchrohres 10 angeordnet ist.The reaction space 3 is essentially cylindrical. In the middle, a UV radiation delivery device 8 is arranged, which has a UV lamp 9 , which is arranged in the middle of a dip tube 10 .

Das Filtermaterial 7 des Filters 6 legt sich dicht an die Wand des Reaktionsraumes 3 und an das Tauchrohr 10 an, so daß ein Fluid, das in den Zuflußanschluß 4 ein gespeist wird, nur durch den Filter 6 zum Abflußan schluß 5 gelangen kann.The filter material 7 of the filter 6 lies close to the wall of the reaction chamber 3 and to the immersion tube 10 , so that a fluid that is fed into the inflow port 4 , can only get through the filter 6 to the Abflußan circuit 5 .

Hierbei hat der Filter 6 eine bestimmte Durchlaßeigen schaft, d. h. die Durchlaßpfade, die im Filtermaterial 7 gebildet sind, weisen eine vorbestimmte Maximalgröße auf, so daß Partikel, die diese Maximalgröße über schreiten, im Filtermaterial 7 zurückgehalten werden. Andere Partikel, deren Größe der maximalen Durchlaßgrö ße im wesentlichen entspricht oder die verformbar sind, können zwar durch den Filter 6 hindurchtreten. Ihre Durchtrittsgeschwindigkeit wird jedoch herabgesetzt, wobei die Verminderung der Durchschnittsgeschwindigkeit in vielen Fällen erheblich ist. Here, the filter 6 has a certain passage property, ie the passage paths that are formed in the filter material 7 have a predetermined maximum size, so that particles that exceed this maximum size are retained in the filter material 7 . Other particles whose size essentially corresponds to the maximum passage size or which are deformable can pass through the filter 6 . However, their speed of passage is reduced, and the reduction in average speed is significant in many cases.

Der UV-Strahler 9 wird über einen elektrischen Anschluß 11 mit elektrischer Energie versorgt. Er gibt UV-Licht mit einer Wellenlänge unterhalb 400 nm ab. Im vorlie genden Fall liegt die Wellenlänge im Bereich von 350 bis 400 nm.The UV lamp 9 is supplied with electrical energy via an electrical connection 11 . It emits UV light with a wavelength below 400 nm. In the present case, the wavelength is in the range from 350 to 400 nm.

Das Filtermaterial besteht aus einer Schüttung von Kör perchen oder Körnern eines Materials, das im Wellenlän genbereich unter 400 nm Transparenz aufweist, bei spielsweise ein Polymermaterial und das an seiner Ober fläche mit einem fotoaktivierbaren Halbleiter, bei spielsweise n-TiO₂ versehen ist. Alternativ dazu kann das Polymermaterial auch an sich bereits eine Zugabe von Titandioxid enthalten. Die Körper oder Körner des Filtermaterials 7 liegen dicht an dicht. Da sie auch am Tauchrohr 10 anliegen, kann UV-Strahlung vom UV-Strah ler 9 in die Körper eintreten. Da das Polymermaterial durchlässig oder sogar leitend für das UV-Licht ist, kommt die UV-Strahlung durch eine entsprechende Foto leitung auch bis in Randbereiche des Filters 6. Gleich wohl streuen die Körper einen Anteil der UV-Strahlung, so daß ein gewisser Anteil der UV-Strahlung auch an jedem Körper austritt. Dort trifft die UV-Strahlung auf das Titandioxid und aktiviert es. Wie oben angeführt, sind die genauen Vorgänge hier noch nicht abschließend geklärt. Man kann aber beobachten, daß hier eine Oxida tion erfolgt. Da das Titandioxid hierbei nicht verän dert wird, handelt es sich um eine katalytische Oxida tion. Durch diese Oxidation werden viele Mikroorganis men inaktiviert oder sogar abgetötet, so daß am Abfluß anschluß 5 ein weniger stark belastetes Fluid abgenom men werden kann. Die Oxidation ist aber nicht auf Mi kroorganismen beschränkt. Man kann auch andere in dem zu behandelnden Fluid enthaltene Stoffe, beispielsweise Geruchsstoffe, Nikotin, Formaldehyd, PCB, halogenierte Kohlenwasserstoffe, freie und komplexe Cyanide, AOX, Mineralöl, Komplexbildnern, CSB, Nitrit, Chromat oder Lösungsmittel, so oxidieren, daß sie am Abflußanschluß 5 nicht mehr oder nicht mehr in einer schädlichen oder unangenehmen Form vorhanden sind.The filter material consists of a bed of granules or grains of a material which has a transparency in the wavelength range below 400 nm, for example a polymer material and which is provided on its upper surface with a photo-activatable semiconductor, for example n-TiO ₂ . As an alternative to this, the polymer material itself can also contain an addition of titanium dioxide. The bodies or grains of the filter material 7 lie close together. Since they are also present on the immersion tube 10 , UV radiation from the UV radiator 9 can enter the body. Since the polymer material is permeable or even conductive for the UV light, the UV radiation comes through a corresponding photo line even into the edge areas of the filter 6 . The bodies also scatter a portion of the UV radiation, so that a certain portion of the UV radiation also emerges from each body. There the UV radiation hits the titanium dioxide and activates it. As mentioned above, the exact processes have not yet been conclusively clarified. However, one can observe that an oxidation takes place here. Since the titanium dioxide is not changed here, it is a catalytic oxidation. This oxidation causes many microorganisms to be inactivated or even killed, so that a less highly stressed fluid can be removed from the drain connection 5 . The oxidation is not limited to microorganisms. It is also possible to oxidize other substances contained in the fluid to be treated, for example odorants, nicotine, formaldehyde, PCB, halogenated hydrocarbons, free and complex cyanides, AOX, mineral oil, complexing agents, COD, nitrite, chromate or solvents, so that they are at the drain connection 5 no longer or no longer in a harmful or unpleasant form.

Man ist auch nicht darauf beschränkt, daß man den Reak tor für Flüssigkeiten, wie Wasser, einsetzt. Man kann auch gasförmige Fluide behandeln, wobei man hier gege benenfalls das Durchströmverhalten des Reaktors 1 ver ändern muß.It is also not limited to using the reactor for liquids such as water. You can also treat gaseous fluids, where you have to change the flow behavior of the reactor 1 if necessary.

Wie dargestellt, erstreckt sich die Höhe des Filters 6 nicht über die gesamte Höhe des Reaktionsraumes 3. Sie beschränkt sich vielmehr in etwa auf die Längserstrec kung des Strahlers 9, wobei der Strahler 9 nach unten, d. h. zum Zuflußanschluß 4 hin, aus dem Filter 6 vor steht. Damit kann zufließendes Fluid zunächst einmal unmittelbar mit der UV-Strahlung beaufschlagt werden, bevor es dann im Filter 6 gegebenenfalls katalytisch oxidiert wird.As shown, the height of the filter 6 does not extend over the entire height of the reaction space 3 . Rather, it is limited approximately to the longitudinal extension of the radiator 9 , the radiator 9 pointing downwards, ie towards the inflow connection 4 , from the filter 6 . This allows the inflowing fluid to be immediately exposed to the UV radiation before it is then catalytically oxidized in the filter 6, if necessary.

Zusätzlich kann eine Anordnung von Elektroden 12, 13 vorgesehen sein, mit der das Halbleitermaterial elek trisch aktiviert wird. Die Elektrodenanordnung 12, 13 kann auch anstelle der UV-Strahlungsabgabeeinrichtung 8 vorgesehen sein. Die Elektrodenanordnung kann hierbei auch durch Gitterelektroden gebildet werden. Die Elek troden müssen nicht axial oben und unten angeordnet sein, sie können auch an praktisch beliebiger Position, beispielsweise radial, angeordnet sein. Sie können mit Gleich- oder Wechselspannung beaufschlagt werden.In addition, an arrangement of electrodes 12 , 13 can be provided with which the semiconductor material is electrically activated. The electrode arrangement 12 , 13 can also be provided instead of the UV radiation emission device 8 . The electrode arrangement can also be formed by grid electrodes. The electrodes do not have to be arranged axially above and below, they can also be arranged in practically any position, for example radially. They can be supplied with direct or alternating voltage.

Mit dem dargestellten Reaktor lassen sich hervorragende Ergebnisse in der Verminderung der Verkeimung bzw. so gar der Entkeimung von Fluiden erzielen. Daneben lassen sich auch noch andere Stoffe beseitigen oder unschäd lich machen, die einer Oxidation zugänglich sind. The reactor shown can be excellent Results in the reduction of the contamination or so even achieve the disinfection of fluids. Leave aside remove other substances or harmless make accessible to oxidation.

Von der dargestellten Ausführungsform kann in vielerlei Hinsicht abgewichen werden. Der UV-Strahler 8 kann auch an einer Seitenwand des Reaktionsraums 3 angeordnet sein. Er kann auch außerhalb des Reaktionsraumes 3 an geordnet sein, wenn sichergestellt ist, daß beispiels weise über eine Lichtleitung die UV-Strahlung in das Innere des Reaktionsraumes 3 gelangen und dort das Fil termaterial 7 beaufschlagen kann. Anstelle eines Fil ters 6, der durch eine Schüttung gebildet ist, kann auch ein aufgeschäumtes oder sonstwie porös gemachtes Material verwendet werden. Das Halbleitermaterial kann nicht nur an der Oberfläche der Durchlaßpfade des Fil ters 6 angelagert werden oder dort vorhanden sein, es kann auch in getrennten "Inseln" oder Bereichen vorhan den sein, an denen das Fluid vorbeiströmt.The embodiment shown can vary in many respects. The UV lamp 8 can also be arranged on a side wall of the reaction space 3 . It can also be arranged outside the reaction chamber 3 , if it is ensured that, for example, the UV radiation can reach the interior of the reaction chamber 3 via a light guide and can act on the filter material 7 there . Instead of a fil ters 6 , which is formed by a bed, a foamed or otherwise made porous material can be used. The semiconductor material can not only be attached to or be present on the surface of the passage paths of the filter 6 , it can also be present in separate "islands" or regions where the fluid flows past.

Claims

1. Filter device with a reaction chamber which has egg NEN inlet connection and a drain connection and in which a filter from a Filtermateri al is arranged, the passage paths with vorbe certain passage properties, characterized in that the filter material ( 7 ) for UV radiation with a wavelength of 400 nm or less is transparent or conductive and that a UV radiation emitting device ( 8 ) is provided which emits UV radiation with a wavelength of 400 nm or less, the filter material ( 7 ) having a plurality of UV radiation exit points in has the passageways.

2. Filter device according to claim 1, characterized in that a photo-activatable semiconductor material is arranged in the filter ( 6 ).

3. Filter device according to claim 2, characterized in that the semiconductor material is arranged on the upper surface of the filter material ( 7 ).

4. Filter device according to claim 3, characterized records that the semiconductor material in passage paths is arranged.

5. Filter device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the semiconductor material is formed by titanium dioxide or silicon carbide.

6. Filter device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the filter material ( 7 ) is designed as a matrix which is composed of a plurality of bodies, the body with each other and optionally with the UV radiation emitting device ( 8 ) Form a large number of contact points.

7. Filter device according to claim 6, characterized records that the body has a share of the Scatter UV radiation.

8. Filter device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the UV radiation device ( 8 ) is designed as a UV lamp ( 9 ) which is net angeord within the filter material ( 7 ).

9. Filter device according to claim 8, characterized in that the radiator ( 9 ) is arranged within an immersion or cladding tube ( 10 ).

10. Filter device according to claim 8 or 9, characterized in that the filter material ( 7 ) we have essentially an extent which corresponds approximately to the length of the radiator ( 9 ).

11. Filter device according to one of claims 1 to 10, characterized in that the filter material ( 7 ) is designed as a polymer material.

12. Filter device according to one of claims 2 to 11, characterized in that in addition to or instead of the UV radiation emission device ( 8 ) an electrical activation device ( 12 , 13 ) is provided for the semiconductor material.