Für Forschung und Produktion

Kleine bis mittlere Reinstwassersysteme halten nicht nur Mikroorganismen und Pyrogene sicher zurück, sondern können bei Bedarf auch Nuclease- und DNA-freies Wasser zuverlässig und wirtschaftlich bis zu 200 l/Tag produzieren. Der Einsatz cancerogener Hilfsstoffe wie DEPC ist dabei nicht notwendig. Die Zuverlässigkeit der Systeme wurde bereits durch mehrere RNAse-Challengetests in den USA und der Bundesrepublik bestätigt.

Für Anwendungen im halbtechnischen oder technischen Maßstab stehen größere Systeme zur Verfügung, die individuell auf die Bedürfnisse des Betreibers zugeschnitten werden. Prinzipiell basieren sie aber auf der bewährten Kombination von UV-Bestrahlung und Ultrafiltration, die Nucleasen und Nucleinsäuren inaktivieren und zurückhalten. Alle Großanlagen werden als sogenannte Package Units auf Turn-Key-Basis erstellt, d. h. die komplett auf Edelstahlrahmen montierten Anlagen sind wie die Laborsysteme nach ihrer Aufstellung sofort einsatzbereit; aufwendige Montage- und Installationsarbeiten beim Betreiber sind nicht notwendig. Die Spitzenleistung eines bereits realisierten Systems liegt bei 800 l/h. Sämtliche reinstwasserberührenden Teile sind bei diesem System in hochinertem PVDF ausgeführt.

Grundsätzlich bereitetet das System vollentsalztes Wasser weiter auf. Dieses wird, wie in der Abbildung dargestellt, über ein Vorfilter mit der Feinheit 0,45 µm dem Systemtank zugeführt. Eine Zirkulationspumpe fördert das Wasser dann zu den verschiedenen Aufbereitungsschritten. Zwei Mischbettionenaustauscher in Reinstharz-Qualität entfernen zunächst ionogene Verunreinigungen. Der spezifische Widerstand des Wassers kann so auf 18,3 MVcm angehoben werden. Anschließend werden in der UV-Bestrahlungskammer (Gesamtleistung: 180 W) zum einen Mikroorganismen abgetötet, zum anderen organische Substanzen durch Photooxidation weitgehend in CO2 umgewandelt. Große Moleküle, wie die Enzyme DNAse und RNAse, werden so abgebaut.

In der nachfolgenden Säule befindet sich ein Gemisch aus spezieller Aktivkohle und Reinstharz. Das in der UV-Bestrahlungskammer entstandene CO2 wird hier gebunden, so daß der hohe Widerstand des Wassers gewährleistet bleibt. Außerdem werden unvollständig oxidierte Organika adsorbiert. Der TOC-Wert liegt nach dieser Aufbereitungsstufe unter 10 ppb.

Im letzten Aufbereitungsschritt wird das Wasser durch ein Ultrafiltrationsmodul geleitet. Die Abscheidegrenze der Filter liegt bei einem Molekulargewicht von 10 000 Dalton. Damit werden nicht adsorbierte organische Verunreinigungen zurückgehalten.

Da es sich um eine Cross-Flow-Filtration handelt, fallen nach dem Modul zwei Teilströme an. Das Filtrat gelangt über den Reinstwasser-Vorlauf zu den Verbrauchern, nicht benötigtes Reinstwasser strömt über den Reinstwasser-Rücklauf zurück ins Aufbereitungssystem und gewährleistet eine gleichbleibend hohe Wasserreinheit.

Der größere Volumenstrom, das Retentat, wird einem Kühler zugeführt. Dieser hält die Wassertemperatur im Gesamtsystem konstant auf 15 °C. Um eine Aufkonzentration von Wasserinhaltsstoffen auf der Anströmseite der Ultrafilter zu verhindern, wird Retentat in regelmäßigen Intervallen verworfen. Nicht verbrauchtes Filtrat/Reinstwasser sowie Retentat gelangen über den Tank erneut in den Aufbereitungskreislauf. Bei permanenter Reinstwasser-Abnahme wird der Tank niveaugesteuert mit vollentsalztem Wasser nachgespeist.

Die Bedienung und Überwachung des Gesamtsystems erfolgt über einen zentralen Schaltschrank sowie ein separates Steuerungsmodul der UV-Bestrahlungskammer.

Weitere

Informationen

cav-208