Über trinkwasserbehandlung mit ultravioletten strahlen
TRANSCRIPT
[Aus dem Staaflichen Hygienischen Institut zu Hamburg.] (Direktor: Prof. Dr. D u n b a r . Ab te i lungsvors tehe r : Prof. Dr. K i s t e r . )
~ber TI"inkwasserbehandlung mit ultravioletten Strahlen.
Von
Dr. L . S c h w a r z und 0berarz~ Dr. A u m a n n .
Die Frage der Sterihsierung yon Trinkwasser mit ultravioletten Strahlen ist in Frankreich eingehend behandelt.worden; vor allem haben die UntersUchungen Courmonts und l~ogiers 1, sowie ihrer Mitarbeiter sehr gfinstige Ergebnisse gezeitigt. In Deutschland waren zur Zeit des Beginns unserer Versuche lqachpriifungen yon anderer Seite noch nicht verSffenthcht, und so hielten wit es fiir erwfinscht, dutch eigene Ver- suche die Einwirkung ultravio]etter Strahlen auf den Keimgeha]t des Wassers festzustellen.
Auf die geschichtliche Entwicklung, sowie auf die Physik tier ultra- violetten Strahlen wollen wit dabei nur insoweit eingehen, als es zum Verst~ndnis der gesa~hten Yersuche notwendig erscheint. Die wichtigs~en darau~ bezfighchen Punkte finden sich bei Dee lemann 2, der auch ein ziemlich umfassendes Literaturverzeichnis beigeffigt hat, aufgeffihrt.
t C o u r m o n t u. N o g i e r , Revue d'hyyi~ne. 1910. Nr. 4 u. 6. D e e I e m a n n , Die Tr inkwassers te r i l i sa t ion mi t te ls u l t raviole t ter S t rah len u sw .
.Deutsche rnilig~r-~rztl. ZeilschrifL 1910. XXXIX. Jah rg . Hft. l l . S. 409. Zeitschr. f. Hygieue. LXIX 1
L. ~CHWARZ UND /~UMANN"
Zur Verfiigung stand uns eine yon der Quarzlampengesellschaft Hanau hergestellte Quecksilberdampfquarzlampe, die uns mit dem gl~sernen Sterilisierungsgef~13 yon Hrn. Direktor Po l la t schek in Wilhelmsburg freundlichst ffir unsere Versuche fiberlassen war. Das Licht wird hierlM in einem Sterihsationsbrenner mit doppeltem Quarzmantel (siehe Abbildung) zum Brennen unter Flfissigkeit, einem sogenannten Unterwasserbrenner, erzeugt. Die L~nge des Liehtbogens betr~gt etwa 6 ~ der benStigte Strom betr~gt 4 Ampere und etwa 80 Volt, die unter Vorschaltung eines Eisenwiderstandes der e]ektrischen Leitung entnommen werden. Die Licht- st~rke betr~gt etwa 1200 Kerzen.
Sterilisationsbrenner mi~ d0ppeltem Quarzmauteh
Auf die ausffihEichen und genau zu beachtenden Verhaltungs- und u mfissen wir noch kurz eingehen, da sie bei einer
.Einffihrung der Apparate in die Praxis yon Wichtigkeit sind und auch bei anderen Apparaten, die mit ultravioletten Strahlen arbeiten, gegebenen- falls zu berficksichtigen sein wfirden.
Die hier benutzte Lampe darf niemals ohne Wasserumspfilung in Betrieb gesetzt werden, da der Brenner sonst sofort zerstSrt wird. Nach unseren Erfahrungen sollte nach MSglichkei~ die Zfindung auch nur bei flie~endem Wasser erfo]gen, da anderenfalls schon innerhalb weniger Se- kunden eine zu starke Erhitzung stattfinden kann. Es ist zur Genfige
I~BER TRINKWVASSERBEHANDLUI~G ]~IT ULTRAVIOLETTEN STRAHLEN.
bekannt, da6 bereits ganz kurz dauernde Einwirkung der ultravioletten :Strahlen huBerst schmerzhafte Entzfindungen der Augen hervorrufen kann. Als Schutz beim Arbeiten mit diesem gl~sernen Apparat genfigt an- geblich das Tragen einer die Augen nach allen Richtuagen bedeckenden farbigen Brille. 1
Bei der elektrischen Installation ist in den NetzanschluB ffir die Lampe eine Schmehsicherung yon 10 Amp6re, sowie ein Regulierwiderstand, der zugleich mitgeliefert wird, vorzuschalten. Da fa lsche S t r o m r i c h t u n g eine sofor t ige Zers tSrung des Leuch tkSrpe r s zur Folge hat , so is t vor I n b e t r i e b s e t z u n g e n eine genaue F e s t s t e l l u n g der Po- l a H t a t der Zu le i tungsdr~h te unerl~Blich. Die Feststellung ge- schieht bekanuttich in der Weise, dab die beiden Pole der Zuleitung auf angefeuchtetes Polreagenspapier in etwa 1 cm Abstand aufgedriickt werden: tier Miauspol erzeugt eine Rotf~rbung des Polpapiers, an dem Pluspol tritt keine F~rbung des Papiers auf. Bei irgend welchen ~uderungen an der Leitung ist aus obigem Grunde jedesmal unmittelbar an den Klemmen des Brenners die richtige Polung durch Polreagenspapier nachzupriifen. Die gleiche Prfifung ist beim Einschalten der Lampe nochmals unmittelbar an den Klemmen des Brenners Vorzunehmen. Die anf~ngliche Stromst~rke yon etwa 10 Ampere geht in 2 bis 5 Minuten auf die normale yon 4 Ampere bei 80 Volt zurfick. Geringe Variationen um einige Zehntel Ampere sind je nach der Temperatur und der Bewegung des zu behan- delnden Wassers festzustellen, jedoch ohne Einflu~ auf den Effekt der Bestrahlung. Die Lampe wird in der Weise eingeschaltet, dab die be- sonders kenntlich gemachte Anodenseite des Breuners langsam angehoben wird (etwa 5 cm) bis der Brenner aufleuehtet. Darauf wird die Anode wieder langsam in die Ruhelage hinuntergelassen. Die Kathodenseite daft keinesfalls zum Einschalten angehoben werden.
Dem zu untersuchenden Wasser setzten wir in einem eisernen Be- h~ilter yon etwa 200 Liter FassungsvermSgen unter gutem Durchmischen die Aufschwemmung mit Testbakterien zu. Von dem Beh~lter ffihrte ein mit Einstellschraube versehener Gummischlauch zum Sterilisationsgef~B, das bei einer L~nge yon 20 ~m, einer Breite yon 8.5 ~m und eiaer HShe yon 8 em gemessen bis zur ~[itte des Ausflusses einen nutzbaren Fassuags- raum yon etwa 1300 ~m hatte. Die grS~te Strecke der Wasserschicht, die
' A. ~ i e b e r weist in einer inzwischen erschienenen Mit~ei lung- De~&e~e ~ze~. TVoc~ensclzrift, 1911, Nr. 6, S. 645 -- darauf hin, da~ dieser Schutz nicht geniige. Ul~raviole~te Strahlen ,con weniger als 3o0p/~ ~erden allerdings durch Glas ab- geblendet, dagegen treten die Strahlen yon 400 bis 3 0 0 ~ ungehindert hindurch ~und k~nnen somi~ Sch~digu~gen des inneren ~_uges veranlassem
1"
4 L. SCRWARZ U~D AU~A~:
die Strahlen w~hrend der Behandlung zu durehdringen haben, betr~gt dabei ungeFahr 5 ~ .
Unsere Versuche begannen wit zun~chst damit, dab ~ir festzustellen suchten , bei welcher k~rzesten Best-rahlungsdauer fiberhaupt eine vSllige Sterilisierung zu erreichen war.
Das Glasgef~B wurde grfindlich gereinigt, an den Wasserein-und austrittsSffnungen mittels Korkpfropfen verschlossen und mit vSllig klarem Leitungswasser geffillt. Wit setzten eine sorgfRltig filtrierte Aufsehwem- mung yon einer 0se Leuchtvibrionen in LeiLungswasser hinzu und mischten gut durch3 Dann wurde der Strom eingesohaltet und das ultraviolette Licht gelangte unter Wechsel der Bestrahlungsdauer bei den verschie- denen u zur Einwirkung auf das infizierte Wasser. Die bei dieser Bestrahlung nicht flieBenden Wassers erzielten Ergebnisse sind in nach- folgender Tabelle I zusammengestellt.
T a b e l l e I.
Test- Bestrahlungs- K e i m ~ a h l 1 ccm Anreicherung bakterien dauer Rohwasser beh. Wasser 10~176 2 0 0 oc~
Leucht- vibrionen
1 Sek. 3 , ,
5 ~,
10 ,,
15 ,,
2 0 ,,
" 5 ,,
3 0 ,,
2 0 0 0
1800
2 0 0 0
2100
1950
2 2 0 0
2250
1 8 0 0
1800
1 8 0 0
700
15
8
0
0
0
+
+
+
+
+
+
0
0
+
+
+
+
+
+
0
0
Eine l~ngere Bestrahlungsdauer als 30 Sekunden konnten wit nioht versuchen, da das Wasser zu sehr erw~rmt wurde und die Gefahr bestand, dab die Lampe dureh nieht genfigende Kfihlung geschRdigt und das gl~serne Sterilisationsgef~iB zerspringen wfirde.
Nach einer Bestrahlung yon etwa 20 Sekunden machte sich ein deuthcher Ozongeruch bemerkbar.
1 Bei Herstellung yon Aufschwemmungen der verschiedenen Testbakterien beobachteten wit als selbstverst~indlich die Forderungen, die Nog ier (Technique de
l'infeetion artificielle de l'eau etc. Com2tes re~dus de la Socidtd de biologic. 1911 .
T . L X X . N r . I . p . 7) als unerl~Blich hervorgehoben hat: eine Kultur wird leieht abgeschwemmt nnter Yermeidung der Mitnahme yon Teilchen des Nghrbodens, da- nach sorgfSltige Filtration dieser Aufsehwemmung. Das zu sterilisierende Wasser muB vollst~ndig klar sein und darf keine Suspensionen enthalten.
A n m e r k u n g zu den : T a b e l l e n . + = W a c h s t u m . 0 = steril.
UBER TRINKWASSERBEHkNDLUlVG ~T ULTR~,VIOLETTEN STRAHLEN. 5
Des weiteren Stellten wir fest, in welcher kfirzesten Zeit bei den you uns gew~hlten AusfluBgeschwindigkeiten yon 1 u n d 2 Liter pro Minute, entsprechend 60 bzw. 120 Liter:pro Stunde,-ein Wasserteilchen yon der Eintrittsstelle zur Austrittsstelle gelangt. HShere AusfluBgescliwindigkeiten wandten wit nicht an, da wit in Vorversuehen ungiinstige Sterilisierungs- ergebnisse bei gr5Berer Geschwindigkeit erzielt batten. Noch geringere AusfluBgeschwindigkeiten erschienen uns nicht zweckm~Big, da wir dann eine so geringe Ergiebigkeit erhielten, daB eine praktische Yerwendung doch ausgeschlossen w~ire.
Wir stellten nun die Versuche derartig.an, dab wit den Inhalt des eisernen Behiilters, sowie des Verbindungsschlauches mit Fluoreszein stark grfin f'arbten. Der Absperrhahn wurde dann plStzlich geSffnet und die Zeit, bis das griingef~rbte Wasser zur AusfluBSffnung gelangte, genau bestimmt. Als kfirzeste Zeit ergab sich bei einer AusfluBgeschwindigkeit yon 2 Litern pro Minute 3 Sekunden, bei 1 Liter pro Minute 6 Sekunden. Die gleichen Zeiten erzielten wit dutch Kontrollversuche ,nit Leucht- vibrionen und Co]ibakterien.
Wir konnten demnach bei unseren Yersuchen mit einer Mindest- bestrahlungsdauer yon '3 bzw. 6 Sekuuden rechnen.
Nach dem Ergebnis unserer ersten Versuche batten wir bereits ge- sehen, dab zur Erzielung eines tats~chlich keimfreien Wassers eine Be- strahlungsdauer yon etwa 25 bis 30 Sekunden erforderlich war. Diese u waren, wie schon bemerkt, nut mit nichtflieBendem Wasser an- gestellt, wenn auch dutch das Einschalten der Lampe eine allerdings geringe Bewegung hervorgerufen wird. Das Ergebnis wfirde voraussieht- lich ein weitaus besseres gewesen sein, wenn dieser Versuch bei bewegtem Wasser ausgeffihrt worden wiire. Eine solche Anordnung war jedoch aus ~uBeren Grfinden nicht mSglich.
Abet auch so sind die Unterschiede in der scheinbar notwendigen Behandlungsdauer und der praktisch mSglichen Bestrahlungsdauer (25 bis 30 Sekunden gegeniiber 3 bis 6 Sekunden) sehr erhebliche. Wir standen daher zun~chst, und wohl mit Recht, dem Gedanken einer Verwendungs- mSglichkeit dieses u ffir die Praxis sehr skeptisch gegenfiber. Unsere Yersuche fielen jedoch gfinstiger als erwartet aus.
Wir stellten bei unseren weiteren u die Wassergeschwind]g- keit so ein, dab wir bei einer stfindlichen Wasserlieferung yon 120 Litern mit einer Bestrahlungsdauer yon etwa 3 Sekunden ffir das einzelne Wasserteilchen rechnen konnten. Wiihrend der Dauer der einzelnen Ver- suohe nahm die Zeit\der Bestrahlungsdauer stets etwas zu, wenn auch nur sehr gering, da mit geringer werdendem Druck die DurchfluB- geschwindigkeit etwas abnahm.
6 L. Sc~wx~z u ~ AuxiNs:
Die Menge der zugesetzten Testbakterien war bei unseren Yersuchen zun~chst ungef~hr stets die gleiche. Wit nahmen vier gut bewachsene AgarrShrchen (18 ~' u Coli, 40 ~ Sporenbfldner yon 20 Minuten Resistenz, Prodigi0sus,: Vio!aceus), die mit Leitungswasser abgeschwemmt und sorgf~ltig filtriert wurden.
Die Ergebnisse dieser Versuche sinii in Tabelle II zusammengestellt:
T a b e l l e II.
Test- Wasser- Ein- f Temperatur Keimzahl in 1 ~~ bakterien menge in wirkungs-
einer Std. zeit Rohwasserl beh. Rohwasser :-beh. Wasser Wasser
Leueht- vibrionen
Bacterium coli
Bacterium prodigios.
Sporenbilduer i, yon 20 Min. ]i
Resistenz ! gegen
strSmenden Wasserdampf
120 Liter ~9
~9
~9
I. u
3 Sekunden 8 o
~9 ' ~
99 ~
II. Versuch
8.2 0 8"2 8-2 8.2 8"2 9"0
12o Liter ] 3 Seku de ,,
~ , JJ
120 Liter 3 Sekunden
120 Liter 3 Sekunden
III. V e r s u e h
7.5 0
7-5
7.5 7.5
8 .0 t 8-0
IV. Versueh 10 o
i0 .5 o
10"5 11-0 11 "0 11 "0 11.0
10.0 o
10-0 10 .0 '
10.0 10"0 10"5
9.2 0
9"2 9"2 9"2
9"5 9"5
12 0
100 000
i ,
9~
~9
75 000 80 000 80 000
80 000 80 000 70 000
150 000 200 000 170 000 170 000 160 000 160 000
3000 3200 3200 3200
3100 3000
50 45 12 17 20 14
63 35 25
40 69
7
4 "/
2 12
8 7
1 2 2 1 2 3
~[BER TRINKWASSERBEHANDLUNG ~IIT ULTRAVIOLETTEN STR&HLEN. 7.
Das Ergebnis war also eine auBerordentliche Keimverminderung in s~mtlichen F/illen and ist in Anbetracht der enorm hohen Keimzahlen, mit denen wir zuerst arbeiteten, als fiberraschond giinstig zu bezeichnen. Da wir jedoch niemals ein absolut keimfreies Wasser erhielten, so w~hlten wit eine Bestrahlungsdauer yon6 Sekunden, die allerdings nut auf Kosten der stiindlichea Wasserlieferungsmenge zu erzielen war (60 Liter pro Stunde). Die iKengen der zugesetzten Testbakterien blieben hierbei un- gefAhr die gleichen:
T a b e l l e IH.
,1 Wasser - Ein- ! Temperatur
i Tes~hakterien menge in ~ wirkungs-i ]~ einer Std.' zeit : Roh- beh. ! i _ wasser Wasser
Keimzahl - �9 . ~, in 1 ~om Anrelenerun~
Rob- " beh. 10~:~ ')00 Cg~ wasser Wasser _ ~ _
Leucht- vibrionen
. 60 Liter,,,,
I "
V. V e r s u c h .
6 Sekunden ~p
8 .0 0
8-0 8 ,5 8"5 8"5 8"5
10.5 0 25 000 75 000 60 000 60 000 60 000 70 000
+ +
0 0 0 0
+ + + + +
0
Bacterium eoli
60 Liter
, J
J~
VI . V e r s u c h .
Sekunden 7 .5 0
7"8 8-0 8-0 8-0 8 .0
9 . 0 0
9 -0 9"3
9.3 9-3 9.3
50 000 50 000 45 000 45 000 55 000 55 000
+
0 +
0 0 0
+
0 + + +
0
Bacterium prodigios.
i
VII. Versueh.
60 Liter 6 Sekunden
7, ~Y
7 .0 o
7"2 8 -0 7"9 7"9 7"6
8 . ' 7 o
8"8 10.0 10.0
9-9 9-5
60 000 60 000 70 000 70 000 65 000 65 000
0 +
0 0 +
0
+ +
0 0 + +
L. SCHWARZ UND AUMANN:
T a b e 11 e III. (Fortsetzung.)
. Wasser- Testbakterien menge in
einer Std. If
Ein- Temperaiur wirkungs- ~ . , . .
ze i t :~on. Den.. I wasser I Wasser
Ke imzahl i Anreieherung in 1 r I
R o h - ! beh. J l0~m 200cc m wa~r iW~or i
Sporenbildner 60 Li~er yon 20 Min.
Resistenz ,,
S~mtliche Platten und
V I I I . Y e r s u c h .
6 Sekunden 1 0 - 0 ~ 1 7 6 I 3000 9-7 11.0 I 3500 9 .7 11.0 / 3500 9 .6 10.9 I 3200 9 .5 11.0 2900
9-9 i 11-4 3400
0 0 0 0 + + 0 + + 0 0 0 0 0 0 0 + +
knreieherungen wurden bei allen Yersuchen mehrere Tage beobaehtet.
Die Ergebnisse sind, wie aus Tabelle III ersichtlich ist, gfinstiger als bei unseren ersten VersUchen, wenn auch nur in der Minderzahl der u ein absolut keimfreies Wasser erzielt werden konnte.
Weiterhin suchten wit festzustellen, welche Resultate sich bei ent- sprechend geringeren Keimzahlen, wie wit sie bereits bei den Versuchen mit Sporenbildnern benutzt hatten, ergeben wfirden. Dadurch glaubten wir uns auch mSglichst den Bedingungen zu n~hern, wie sie bei einer Einffihrung der • in die tRgliche Praxis unter im allgemeinen gfinstigen Wasserverhfiltnissen gegeben sein wfirden. Dabei erzielten wir unzweifelhaft gfinstigere Resultate.
T a b e l l e IV.
Testbakterien W I Keimzahl Anreieherung asset- [ E i n - Temperatur in 1 cam menge in ] wirkungs- einer Std. zeit Roh- beh. Roh- ] beh. I
_ wasser iWasser wasser IWasser 10 ccm 200 c~m
I X . V e r s u c h
Leueht- vibrionen
120 Liter ~-
3Sekunden 8 .0 o 8"2 7 .9 8"1
7"5
10 .5~ I 3100 10.4 I 2900
9 .0 3050 9 .9 3200 9-2 3700 9 .2 4000
0 0 0 0 0 0
+ + +
0 +
0
~BER TRINKWASSERBEHANDr~UNG mT ULTRAVIOLETTEN STRAHLEN. 9
T a b e 11 e IV. (Fortsetzung.)
Testbakter ien einer Std.
Ein- Tempera tu r w i r k u n g s -
zei t ' Roh- beh. �9 w a s s e r Wasse r
Ke imzah l
Roh- beh. wasse r Wasse r
Anre i che rung T
10 ecru 200 r
Bac te r ium
colt
120
X . Y e r s u c h :
L i t e r 3 Sekunden 8"1 ~ 9"8 ~ 3060
8 .2 10.0 4000
7-9 9"0 2500
7 .5 9 .0 2100
7"6 9"2 3000
7"2 8 .9 2900
XI. Yersuch.
prodigios . ,, ,, 7 .4 8 .8 2100
�9 9 �9 3 3000 ~ ~ o 6
,, ,, , .0 8 .7 2500
,, ,, 6 .9 8-4 2800
,, ,, 6-8 8.2 2000
X I I . V e r s u c h .
H e r e 1 2 0 L i t e r 3 S e k : n d e n 7 .20 9 . 0 ~ I 1000
,, , 7-5 9 .3 1100
, ,, 7-5 9-3 1100
,, ,, 7"6 9-4 I000
,, ,," 7-6 9.5 I000
,, 7.6 9.5 1000
Die gleichen Versuche wiederholten wit dann Bestrahlungsdauer yon 6 Sekunden.
T a b e l l e V. X t I I . Y e r s u c h .
Leucht- 60 Li te r 6 Sekunden 7 . 2 ~ 8 -9~ 2100 i
vibr ionen ,, ,, 7 . 4 9 .2 2000
,, ,, 6.8 1700
,, ,, 6 �9 9 2000
,, ,, 7 �9 2 1900
X I V . V e r s u c h .
Bac te r ium 60 L i t e r 6 Sekunden 6 .9 o 8" 7 o 1700
colt ,, ,, 6 .9 8 .5 1900
,, ,, 7-0 9-0 2050
,, ,, 7- I 9" ! 1970
,, ,, 6-8 8.8 1890
,, ,, 7"2 9.0 2000
0 + +
1 + +
0 + +
0 0 0
1 + +
0 0 0
0 0 +
0 0 0
0 0 0
0 0 +
0 0 +
0 0 0
9
8
16
4
2
3
nochmals bet ether
0 0 0
0 0 0
0 0 +
0 0 +
0 0 0
I o o o
0 + +
0 + +
0 0 0
1 + +
1 + +
0 0 +
10 L. SCHWARZ UIWD 2~.U~-'~ANN:
T ab e 11 e V. (Fortsetzung.)
Wasser" ( Keimzahl Ein- I Temperatur l "~ Anreicherung Testbakterien menge m I wirkungs- in
I einer Std. zeit Roh- I beh. Roh-: beh. r 200 �9 wasser !Wasser wasser Wasser l0 r162
Bacterium prodigios.
XV. Versuch .
60 Liter 16 Sekunden 22 ~I
22 22
22 22
22 22
22 22
7.0 o
7 .5 7 . 2 8 .0 8-1 8-0
8 . ' /o
9 .2 9"0 9"7
10.0 9-9
1500 1 9 0 0 1850 1800 1790 1820
0 1 1 0 0 1
0 + + +
0 +
0 + § +
0 +
H e f e 60 Liter
Ii 22
2~
,i
':i " , ,
Xu Versuch.
6 Sekunden 22
22
~2
2Y
6.9 o 6 . 9 7-1 7.1 7 .3 7 .3
8"1 0 1200 8.1 1200 9 .0 i 1100 9 .0 1 1100 9 - 1 1000 9.1 1000
5 7 6 4 1 3
Zun~chst sehen wir bei einem Vergleich dieser Ergebnisse, dab die Resultate auch bei einer l~ngeren Einwirkungsdauer (6 Sekunden) der ultravioletten Strahlen nicht entsprechend gfinstiger sind als bei einer kfirzeren (3 Sekunden).
Des weiteren fanden wit abet auch bei diesen verh~ltnismfiBig gfinstigen Versuchsanordnungen nieht eine durchaus gleichmfiBige Einwirkung der ultravioletten Strahlen. Neben absolut keimfreien Wasserproben erhielten wit immer solche, die~ wenn auch nut in ganz geringen h[engen, Keime enthieltea.
hus den bisherigen Versuchen dfirfte wohl schon hervorgehen, dab neben der Dauer der Bestrahlung und einer ausgiebigen Bewegung des zu behandelnden Wassers die Zahl der im Wasser befindlichen Keime eine erhebliche Rolle spielt.
Wir gingen daher dazu fiber, die Wirkung der ultravioletten Strahlen auf keimarmes Wasser festzustellen. Der Apparat wurde direkt an die Wasserleitung angesehlossen. Der Keimgehalt des Hamburger Leitungs- wassers betrug w~hrend unserer Versuche i m Durchschnitt 5 bis 7 Keime pro Kubikzentimeter. Nach Entnahme einer R0hwasserprobe schalteten wir den Strom eiu und prfiften dann wieder bei verschiedener Bestrahlungs- dauer. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle VI.
L~BER TRINKWASSERBEHANDLUNG MIT ULTRA~rlOLETTEN STRAHLEN. II
Tab e 11 e .VI.
Leitungs: Wasser- menge in
wasser einer Std.
Ein- " Keimzahl . wirkungs-
Anreicherang
t 10~em 200~m
Temperatur
R0h- ] beh. wasser Wasser
XVII. Versuch. 60 Liter ,,"' 6 Sekunden,,,,,,
120 Liter
}7
7~
240 Liter
~g
~o
~7
7 6 5 0 6 0 6 0 5 0 5 1 o
X V I I I .
2 Sekunden 8 ~, 5
Versuch. 0 0 0
8 0
8 0 6 2
X I X .
1'/2 Sek.
~7
7~
V e r s u c h .
7 o 6 1 6 0 7 o 8 o 5 1
0 0 0 0 0 0
0 + 0 0 0 +
12-5~ I 12.0 12-0 Ii -9 10.5 10.5
13.0 ~
13-1
13-I 12.8
II .7 II "7
0 0 0 0 0 +
0 0 0 0 0 +
12.8 o I 12.8 12.7 13"0 13.1 13.1
13.9 0 13-9 14-0 15"0 14"9 14.9
0 +
0 0 0 +
0 + 0 0 0 +
8.9 o
9.0 9.2 9-5 8-7 8.9
9.4 0
9.5 9"9 9"4 9"I 9.4
Im ganzen wurde also ein gfinstiges, wenn auch nioht gerade gleich- m~Biges Resultat erzielt. Die guten Ergebnisse bei einer Bestrahlungs- dauer yon nur 11/2 Sekunden sind wohl in erster Linie auf die dutch den st~rkeren Druck bewirkte ausgiebige Bewegung und Durchmischung des Wassers zurfickzuffihren, abgesehen yon dem gfinstigen Umstand des sehr niedrigen Keimgehaltes iiberhaupt.
Des Interesses wegen suchten wir noch festzustellen, ob die bisherigen immerhin gfinstigen Ergebnisse stark beeintfftchtigt wfirden, wenn wit auf Filtration des Testmaterials verzichteten. Da wir bei einer Bestrahlungs- dauer yon 3 Sekunden nach unseren friiheren Versuchen annehmen durften, dab wit nicht sehr gfinstige Ergebnisse erzielen wfirden, so priiften wit nut bei einer Bestrahlungsdauer yon 6 Sekunden. Aus dem gleichen Grunde prtiften wir auch nur mit geringem Zusatz yon Testmaterial. Die Unterschiede gegenfiber unseren bisherigen Ergebnissen sind, wie aus Tabeile VII hervorgeht, durchaus nicht so wesentlich, wie wit eigentlich nach den Angaben in der Literatur h~tten erwarten sollen.
12 L. SCHWAEZ UND: AUMANN"
Tabelle VII.
I Wasser- Ein- Tempera tur Keimzahl in 1 r
Testbakterien menge in wirkungs- f beh. Rohwasser beh. einer Std: zeit Rohwasser Wasser Wasser
Leucht, vibrionen
60~ Li te r
/ "
X X . V e r s u c h ,
6 Sekunden 8.5 o ,, 8.5 . 8-6
,, 7.2 ,, 7.5 , , 7-0
10.20 10.4 10.5 9"2 9-5 9.0
4000 3700 3900 2750 3000 3300
3 4 2 5 7
11
Bacterium eoli
60 Liter
7}
X X I . V e r s u c h .
6 Sekunden 6.,9 o ,, 7-0
,, 7.0 ,, 6-7 , , 6.8 .. ,, 7.3
8.5 o 9"0 9-0 8"8 8"2 9.0
2100 3000 3500 4200 3300 3000
6 4 5 9 8
12
Bacterium prodigios.
60 Liter
7~
X X I I . Y e r s u c h .
6 Sekunden 7-50 , 7 ' 4
,, 7.4 ,, 8-0 ,, 7.9
,, 6-8
,, �9
9.4 0
9.0
9.2
I0-0
9.8
8.7
8.5
2900 3100 3700 4000 3850 3600 3050
7 6
15 9
12 7 8
X Y I I I . V e r s u c h .
Sporenbildner 60 Liter 6Sekunden 6.8 0 8-50 4000 4 yon 20 Min. ,, ,. 7.2 9.0 3700 7
Resistenz , ,, 7.0 9.0 3500 9 ,, ,, 7.5 9.5 2900 8 . ,, 8"0 I0.0 3000 5 ,, ,, 7"8 9"8 3100 I0
Schliel31ioh se tz ten wir noch bei e inem we i t e ren Versuoh au f e twa
200 L i t e r W a s s e r 200 ecru Abwasser zu. Das Abwasser wurde d u r c h
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m i s c h u n g w a r klar.
~BER TRINKWASSERBEHANDLUNG ~IT D-LTRAVIOLETTEN STRAIILEN. 1~
Wasser- ' Ein- Temperatur Keimzahl in 1 c c m
Testbakterien Rohwasser Rohwasser menge in [ wirkungs- beh. beh. einer Std. zeit Wasser Wasser
Abwasser I 60 Liter ~7
XXIV. Versuch. 6 Sekunden 7.0 0
,, 7.0 ,, 7.0 ,, 7.5 ,, 7.5 ,, 7-5
8.8 0 8"8 8"8 9.0 9*0 9"0
1200 1200 1200 1500 1500 1500
Die Ergebnisse unserer Untersuchungen, die sioh, wie wir bemerken wollen, auf dies eine yon uns gepriifte Modell, sowie auf Wasser yon der chemischen Zusammensetzung des Hamburger Leitungswassers erstreckten, sind folgende:
Bei Bestrahlung yon sehr keimhaltigem Wasser mit ultraviolettem Licht tritt innerhalb weniger Sekunden eine aul~erordenthch starke Keim- verminderung ein. Bei l~ngerer Bestrahlungsdauer, die in praxi nach Zahl, Resistenz und Art der abzutStenden Keime gew~hlt werden miiBte, ist in vielen F/illen ein sterfles Wasser zu erhalten. Der Apparat liefert jedoch bei seiner jetzigen Konstruktion zu ungleichm~Bige Ergebnisse, um als Ersatz ffir die gewShnlichen Wassersterflisationsverfahren, wie sie bisher besonders in Krankenh/iusern, wissenschaftlichen Instituten usw. in Ge- braueh sind und sich auch durchaus bew~hrt haben, in Betracht zu kommen. Vorl~ufig jedenfalls kSnnen wir die Sterilisierung yon Wasser mit ultraviolettem Lioht weder als ,,sioherer" noch ,,einfacher" bezeichnen und wir glauben, jetzt schon sagen zu kSnnen, dab bei der Versorgung selbst kleinerer Orte mit Trinkwasser die Behandlung des Wassers mit ultraviolettem Licht die bisher fibliehen Verfahren wohl kaum im weiteren Umfange verdr/ingen wird, zumal eine Vorkl~rang oder Filtration dutch geeignete Filter zur Sicherstellung der Lieferung einwandfreien Wassers als Vorbehandlung unerl/iBhch erscheint.
Uber die Betriebskosten in der Praxis gibt eine inzwisehen yon Gr imm und We lde r t 1 erschienene Arbeit eingehend •
Die Ergebnisse unserer Versuche haben gezeigt, dab der Sterilisations- erfolg im wesentliehen yon dem Keimgehalt des Rohwassers abh~ngig ist, und zwar dfi_rfte die Keimzahl hSohstens etwa zwischen 500 bis 2000 Keimen pro Kubikzentimeter schwanken. Eine AbtStung dieser Keimmenge mfii3te
i G r i m m u. W e l d e r t , Mitteilungen aus der •gl. Pri~fungsa~s~. f. ]~rasser- veraorgung u. Abwasserbesei~i.qung. 1911, Hft. 14. S. 85.
14 L . SCHWARZ UND ~UiM:ANN:
aber sicher verlangt werden, da wit an Sterilisationsverfahren ganz andere Anforderungen zu stellen haben, als an die Leistungen der im Grofi- betriebe gebr~uchlichen Sandfilter.
Die Trinkwassers~erilisation mittels der ultravioletten Strahlen kann dagegen bei fortschreitender Technik wohlberufen erscheinen, in einfacherer Weise die Aufgabe zu 15sen, Truppen vor allen Dingen im Felde mit Trinkwasser zu versorgen, das sicher frei yon pathogenen Keimen s(,in mul3. Dee l emann 1 hat zu diesem Zwecke einen fahrbaren Trinkwasser- bereiter entworfen. Als Sterilisationsgef~t3e verwendet er zwei yon Nogier modifizierte Apparate, mit einer Minutenleistung yon 10 Liter (600 Liter pro h.) pro Lampe, eine Leistung, die wohl als ausreichend zu betrachten ist, ,da die zurzeit Verwendung findenden fahrbaren Trinkwasserbezeiter eine durchschnittliche Stundenleistung yon 500 Litern haben.
Praktische Versuche sind mit dem zun~chst nut theoretisch konstruierten Trinkwasserbereiter noch nicht bekannt geworden. ]~ber die Wirksamkeit der Lampen nach der Nogierschen Modifikation kSnnen wir kein Urteil abgebeD, da wit nicht mit ihnen gearbeitet haben. Wir wollen nut mit einigen Worten auf die Art der zur Verwendung gelangenden Filter eingehen, da uns dieser Pankt bei tier praktischen Nutzbarmachung der ultravioletten Strahlen ffir die Wasserversorgung n~chst der Verbesserung der Lampe selbst tier wichtigste zu Seia scheint. Dee lemann schaltet bei seinem Trinkwasserbereiter nach einem der V0rreinigung dienenden Grobfilter, alas unerl~ii31ich ist, zwei Feinfilter ein und zwar w~hlt er Berkefeldfilter ,,als zweckmfiBig, weil diese leicht, dauerhaft und ergiebig sind und neben einer sehr guten Reinigung auch sehr leicht Bedienung und Ersatz der unbrauchbar gewordenen Filterkerzen gew~hrleisten". 2
Unserer Meinung nach diirften jedoch im Ernstfalle nut solche Trink- wasserbereiter Verwendung finden, die nicht mit so subtilen Einrichtungen ausgestattet sind, wie sie gerade die Berkefeidfilter - - genau wie alle anderen Filterkerzen - - darstel]en.
Auf die Zerbrechlichkeit brauchen wit nicht weiter einzugehen, da dieser Nachteil genfigend bekannt sein dfirfte.
Die Ergiebigkeit der Berkefeldfilter ist allerdings innerhalb der ersten 24 Stunden wohl ausreichend, ebenso wie ihre Leistungsfhhigkeit in bak- tefiologischem Sinne. Dann aber befriedigen sie weder meist ,bezfiglich des bakteriologischen Ergebnisses noch der Liefermenge. Selbst bei Ver-
~ A. a. O. D e e l e m a n n ha t 1Lach einer wS.hrend der Drucklegung erschienenen Mit-
te i lung - - .Deutsche mili[~r-~rzll. Zei[schrift, 19],1, ~ r . 6, S. 247 - - diese Feinfi l ter ausgeschal te t , da ,,es sich bei neuerea Versueheu herausgestell~ hat , dais . . . . ein Feinfil ter n u t Widers tand ftir den I3etrieb bietet ."
~ B E R TRINKWASSERBEHANDLUI~G 1WIT ULTRAVIOLETTEI~ STRAHLEN. 15
wendung yon absolut klarem Wasser scheiden sieh aus diesem Bestandteile auf und in der Filtersubstanz ab , so dab innerhalb kurzer Zeit das Durchpumpen immer schwerer und in igleichem Mai3e die Ergiebigkeit geringer wird.
Eine Reinigung der Filterkerzen mfiBte also, um eine ausreichende Leistung sicherzustellen, mindestens einen um den anderen Tag effolgen, ein Verlangen, das im Ernstfalle doch wohl 5fters auf Schwierigkeiten stoBen dfirfte.
Ein Versagen der Filter in bakteriologischer Beziehung wfirde aller- dings nicht yon besonderer Bedeutung sein, da zur sicheren hbtStung pathogener Keime das Wasser noch der Einwirkung der ultravioletten Strahlen ausgesetzt wird.
Bei dem fahrbaren Armeetrinkwasserbereiter (Modell 1909 1) ist aus den oben erw~ihnten Grfinden auch wieder yon der Anwendung yon Berke- feldfiltern und iihnlichen Filterkerzen g~nzlich abgesehen worden. Eine Einffihrung der erw~hnten Filter k5nnen wir nach unseren Erfahrungen nicht als Verbesserung betrachten.
Als Orobfilter wiirden wir die Verwendung der yon tier Sukrofilter- und Wasserreinigungsgesellsehaft-Berlin vertriebenen Sukrofilter vorsehlagen. Das Wasser, das der Behandlung mit ultravioletten Strahlen unterworfen werden soll, braucht nur die eine Forderung zu erfiillen, dab es vollst~ndig klar ist. Den bakteriologischen Anforderungen, die an Trinkwasser gestellt werden, braucht es nicht zu entsprechen, da ja sonst die Behandlung mit ultravioletten Strahlen iiberflfissig ist. Schon die yon Barr 2 in unserem Institut an einem kleinen ~[odell eines Sukrofilters ausgeftihrten Unter- suchungen haben ergeben, ,,dab diese Filter woh] geeignet sind, ein Wasser yon Verunreinigungen mancher Art zu befreien und dabei auch eine nicht unerhebliche Herabsetzung der im Rohwasser enthaltenen Keime zu be- wirken." Versuche mit einem groBen Modell, das als Vorkl/irer ffir die Zwecke der Beschaffang yon Trinkwasser im Felde in Betraeht kommen kSnnte, sind yon H i l g e r m a n n s angestellt worden. Das Filter ist ,quantitativ auBerordentlich leistungsf/ihig. Die Klarheit des Filtrats war im @egensatz zu dem sehr triiben schmutzigen Rohwasser (Rheinwasser) einwandfrei."
H o f f m a n n u. K u t s c h e r , Zur Trinkwasserversorgung der Truppen im Felde. Berliner klin. Woehenschrift. 1910. Nr. 24. S. 1137.
2 B a r r , Versuche mit einem Sukrofilter. Gesundheits-Tngenieur. 1910. Nr. 95. S. 461.
s H i l g e r m a n n , Untersuchungen fiber die Leistungsf/ihigkeit der Sukrofilter. .gbenda. 1911. Nr. 10. S. 188.
16 L. SC~WARZ UND AU~A.W~: UBEa TRn~wAssF_mBEHA_WDLU~G USW.
Schlul~s~tze.
1. Schon dutch kurz dauernde Behandlung mit ultraviolettem Licht wird die Keimzahl selbst sehr keimhaltiger W~sser erheblich herabgesetzt. Auch die Dauefformen der Sporenbildner werden in gleicher Weise be- einflul3t.
2. Das Sterilisationsergebnis ist, klares Rohwasser vorausgesetzt, ab- h~ngig yon dem Keimgehalt des Rohwassers, der ausgiebigen Durch- wirbelung des Wassers w~hrend der Bestrahlung, sowie yon der Be- strahlungsdauer.
3. M_it dem Apparat Type U. 110 (100 bis 120 Volt, 4 Ampere) l~Bt sich unter den yon uns gew~hlten Versuchsbedingungen bei Benutzung eines nieht sehr keimhaltigen klaren Wassers (500 bis 2000 Keime pro Kubikzentimeter) ein ftir praktische Zwecke in den meisten F~llen hia- reichendes Trinkwasser in einer Menge yon 60 Litern pro Stunde erzielen.
Sehr keimreiches bzw. nicht k]ares Wasser mfil~te einer geeigneten u unterzogen werden.