Wirkungsweisen

1. Beschleunigung, Hochdruck, Zentrifugalkräfte

Das Herzstück der Aufbereitungsanlage ist der innenliegende Reaktionskörper, welcher eine Zyklonkontur aufweist. In diesen wird mittels einer mitgelieferten emco Hochleistungspumpe Wasser mit 5 bis 8 bar über zwei tangential angeordnete Einlaufstutzen eingeleitet. Aufgrund der sich nach unten verjüngende Bauform wird das rotierende Wasser immer weiter beschleunigt.

2. Scherspannungen und Kavitation

Mit Hilfe der Bauform wird das Wasser im Reaktionskörper gezwungen, sich in unterschiedlichen Schichten zu bewegen. Die hierbei auftretenden Scherkräfte und Reibungen sind so hoch, dass sie Molekülketten, Organismen und mikrobiologische Bestandteile teilweise bis ganz mechanisch zerstören können. Um eine optimale Wasserqualität erreichen zu können, sollte das Wasser mehrfach durch die Aufbereitungsanlage fliesen. Nach dem Erreichen des unteren Umlenkpunktes wird das Wasser nach innen entgegen seiner Bewegungsrichtung umgelenkt und einer Düse zugeführt. Im Umkehrpunkt entstehen zwei innen und außen rotierende Wassersäulen. Durch eine Geschwindigkeitszunahme auf bis zu 900 km/h entstehen extrem hohe Scher- und Reibungskräfte, die zur Zerstörung von Biomaterial beitragen. Das Prinzip bedient sich hier am Vorbild der Natur. Dort kann man die Reinigungskraft der Wirkungsweisen in Wasserfallen und schnellen Bachlaufen beobachten. Außerdem entsteht im Umkehrpunkt Kavitation – das plötzliche Entstehen und Implodieren von Wasserdampfbläschen aufgrund schneller Dichteänderungen im Wasser. Die Implosionen sind so stark, dass sie Zellmembranen von Mikroorganismen beschädigen und damit inaktivieren können.

3. Inaktivierung durch Vakuum

Zur Inaktivierung von Keimen und Bakterien, wie z.B. Legionellen, spielt die Umlenkung und das daraufhin entstehende Vakuum eine entscheidende Rolle. Nach der Umkehrung der Fließrichtung wird mittels einer Venturidüse ein Unterdruck von bis zu -1 bar erzeugt (Abb. 2 orange: Überdruck, blau: Unterdruck). Einzeller sind von einer Zellmembran umgeben und haben im Inneren der Zelle einen Eigen- oder Partialdruck. Werden diese Einzeller nun einem hohen Unterdruck ausgesetzt, platzen sie auf und werden schließlich unschädlich gemacht. Aus der Medizintechnik ist die Anwendung von Unterdruck bereits zur Sterilisation von u.a. Operationswerkzeugen mit Hilfe von Autoklaven bekannt. Dieses Wirkprinzip kann mit dem emco narewa System auch im verunreinigten Wasser zum Tragen kommen.

4. Oxidation

Über die Unterdruckdüse kann mit einem Ventil Umgebungsluft angesaugt und Sauerstoff im Wasser gelöst werden. Dieser Sauerstoff oxidiert die Bakterienfragmente und führt zu deren Abbau. Weiterhin besteht die Möglichkeit, neben dem Luftsauerstoff auch weitere Gase über die Ventilsteuerung zuzugeben. Stickstoff, technischer Sauerstoff oder Ozon können je nach Anwendungsgebiet zur Erreichung individueller Ziele angesaugt und im Wasser gelöst werden.

5. Oberflächenspannung und Viskosität

In vielen Prozessen der technischen Reinigung kommt als Lösungsmittel Wasser mit der Zugabe von teilweise erheblichen Mengen Tensiden zum Einsatz. Diese verringern unter anderem die Oberflächenspannung des Wassers und bewirken ein verbessertes Benetzungsverhalten. Hinter der Oberflächenspannung stehen die so genannten Van-der-Waals-Kräfte. Diese halten die Wassermoleküle unterhalb der Oberflache kugelsymmetrisch zusammen (siehe Abb. 4 a). An der Oberflache zwischen Wasser und Luft wirken diese Kräfte ins Innere der Flüssigkeit, was zur so genannten Oberflächenspannung führt (siehe Abb. 4 b). Wasser hat im natürlichen Zustand bei einer Temperatur von 20°C eine Oberflächenspannung von 72,7 mN/m. Tenside mit einem Volumenprozent von 1,5% werden benötigt, damit ein Wert von 46 mN/m erreicht wird. Dies ist ein typischer Wert, der für industrielle Reinigungsprozesse benötigt wird (Quelle: Prozessparameter Oberflächenspannung, Schurmann, 2012). Das emco narewa System erzeugt durch den einzigartigen Edelstahl-Reaktionsbehälter eine Oberflächenspannung von 45,8 mN/m (Quelle: PTS München) und das ohne Zugabe von Tensiden oder sonstigen Zusatzen, siehe Diagramm (Abb. 3). Damit werden eine effizientere Reinigungswirkung erreicht und der kostenintensive Einsatz von chemischen Mitteln verringert.

6. Abbau von Biofilm

In jedem Wasser oder Fluid ist Leben in Form von Bakterien vorhanden. Wenn diese Flüssigkeiten durch Rohrleitungen oder Kühlelemente fließen, siedeln sich an deren Oberflächen Bakterien an. Durch die vorhandene Strömung werden die meisten Keime und Bakterien wegtransportiert. Doch durch eine dauerhafte Nutzung siedeln sie sich an den Oberflächen an, es bilden sich Kolonien. Diese wachsen immer weiter zu einem schleimigen Biofilm heran. Es entsteht die perfekte Brutstätte für weitere Keime und Bakterien. Wenn sich dieser Film löst und die Inhaltstoffe freigibt, kann daraus eine große Gefahr für die menschliche Gesundheit entstehen. Durch die speziellen Eigenschaften des Wassers nach der Behandlung mit emco narewa kann der Biofilm in Wasserleitungen nachhaltig entfernt und eine Neubildung verhindert werden. Im Gegensatz zu Chlor und anderen chemischen Zusätzen wirkt das aufbereitete narewa Wasser dauerhaft.

7. Frei von Chemikalien

emco narewa verzichtet vollständig auf den Einsatz von Chemikalien und Bioziden – mit positiven Folgen: Die Negativspirale, immer höhere Dosen konventioneller Desinfektionsmittel einsetzen zu müssen, um resistent gewordene Keime und Bakterien entfernen zu können, wird durchbrochen. Der wirtschaftliche Schaden, den die großen Spülwassermengen mit teurem Chemikalien-Zusatz bisher verursachen, wird enorm verringert. Im Wohnbereich gibt es keine lästigen und aufwendigen Einschränkungen der Trinkwasserversorgung mehr während der Reinigungsphase. Für Kühlanlagen gilt: durch Abbau von Biofilm steigt ihre Effizienz. Der Wegfall von Reinigungsarbeiten verhindert, dass es zu Betriebseinschränkungen kommt und Mitarbeiter nicht durch den Umgang mit Chemikalien gesundheitlich gefährdet werden. Letztlich profitieren wir alle, denn die von Kühltürmen in die Umgebungsluft emittierten Aerosole weisen eine deutlich geringere chemische Belastung auf.