VERFAHREN, FILTER UND VORRICHTUNG ZUR BEREITSTELLUNG VON ATEMLUFT MIT HOHER LUFTGÜTE

Die Erfindung bezieht sich auf einen Filter zur Beseitigung von Bakterien, Viren, Pilzen, Sporen, Keimen, Allergenen, Schad- und/oder Geruchsstoffen aus einem Luftstrom mit voneinander getrennten einzelnen Chemisorptionsfilterschichten.

Es hat sich herausgestellt, daß derartige Filter bei einem längeren Betriebseinsatz unter bestimmten Umständen Pilze, Sporen und/oder Bakterien freisetzen, die zu einer Verunreinigung des im Filter behandelten Luftstroms führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsgemäßen Filter derart weiterzubilden, daß bei Aufrechterhaltung seiner Filterfunktionen auf Dauer keine Freisetzung von Pilzen, Sporen und/oder Bakterien auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Filter zumindest eine alkalische Chemisorptionsfilterschicht und zumindest eine saure Chemisorptionsfilterschicht enthält, wobei in Richtung des Luftstroms gesehen eine alkalische auf eine saure Chemisorptionsfilterschicht folgt oder umgekehrt. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß eine solche alternierend alkalisch/saure Schichtenanordnung zu besonders guten Ergebnissen führt, was hinsichtlich Batterien, Keimen, Pilzen, Sporen etc. darauf zurückzuführen ist, daß einige der vorgenannten Stoffe zwar sowohl start alkalische als auch start saure Milieus gut überstehen können, jedoch durch die Wechselwirtung sauer/alkalisch zuverlässig abgetötet werden können. Ein wie vorstehend geschildert aufgebauter Filter kann insbesondere einem Biofilter nachgeschaltet werden, wobei aus dem Biofilter stammende Batterien, Pilze, Keime und/oder Sporen in den Chemisorptionsfilterschichten zurückgehalten und abgetötet werden.

Vorteilhaft läßt sich jede alkalische Chemisorptionsfilterschicht aus einer mit Natronlauge, Kalilauge, Natriumcarbonatlösung, Kaliumcarbonatlösung und/oder Natron-Kalt-Lösung getränkten Trägerschicht und jede saure Chemisorptionsfilterschicht aus einer mit Schwefelsäure auf einen pH-Wert zwischen 0,5 und 1,0 eingestellten Fe(II)-, Fe(III)- oder Fe(II/Fe(III)-Salzlösung getränkten Trägerschicht ausbilden. Die alkalische Chemisorptionsfilterschicht kann einen pH-Wert von ca. 12,8 aufweisen.

Die Trägerschichten können aus Steinkohlenkoks der Brechkokssorten III oder IV oder als Filzschichten ausgebildet werden. Für Filzschichten finden feuchtigkeitsaufnehmende Matten Anwendung, die dann mit den alkalischen, sauren oder auch neutralen Tränkflüssigkeiten behandelt und danach getrocknet werden. Die so hergestellten Matten werden dann in den Filter eingebaut bzw. zu dem Filter zusammengestellt.

Wenn zwischen den sauren und den alkalischen Chemisorptionsfilterschichten Trennschichten aus einem hydrophoben Wertstoff angeordnet sind, d.h. wenn zwischen den Chemisorptionsfilterschichten Zwischenlagen aus hydrophoben Vliesen eingebaut sind, wird erreicht, daß keine Feuchtigkeitsaufnahme im Filter erfolgt und somit keine Kontakte zwischen alkalischen und sauren und ggf. auch neutralen Chemisorptionsfilterschichten stattfinden, so daß, insbesondere hinsichtlich der sauren und alkalischen Chemisorptionsfilterschichten, keine Neutralisationsübergänge entstehen können.

In vielen Anwendungsfällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Austrittschicht des Filters als neutralie Chemisorptionsfilterschicht ausgebildet ist. Hierbei kann es sich um eine Aktiv-Kohle-Schicht aus Steinkohlenkoks der Brechkokssorten III oder IV handeln.

Bei Anwendungen im Zusammenhang mit an Allergien leidenden Menschen kann es zweckdienlich sein, die Austrittsschicht des Filters statt als neutrale Chemisorptionsfilterschicht als alkalische oder - je nach Art der Allergie - saure Chemisorptionsfilterschicht auszubilden, wobei dann Carbonate und/oder Fe(II)-haltige saure Stoffe zur Anwendung kommen.

In bestimmten Einsatzgebieten kann es erforderlich sein, eine oder alle Chemisorptionsfilterschichten mit einem chemisch neutralen und geruchsfreien Antigefrierlösungsmittel gegen Frost etc. zu schützen.

Zur Verbesserung der geruchsbeseitigenden Eigenschaften des Filters dient eine Behandlung der im Filter vorgesehenen Aktiv-Kohle-Schicht mit Propylen-Glykol, welches an die Oberflächen der Aktiv-Kohle-Partikel angelagert wird. Diese Anlagerung wird vorteilhaft durch Aufdampfen erreicht. Die mit Propylen-Glykol behandelte Aktiv-Kohle-Schicht kann an der Eingangsseite des Filters angeordnet und ihr eine unbehandelte Aktiv-Kohle-Schicht nachgesetzt werden. Sofern das Propylen-Glykol, welches in der an der Eingangsseite des Filters angeordneten Aktiv-Kohle-Schicht vorhanden ist, verdampft, wird es in der unbehandelten Aktiv-Kohle-Schicht aufgenommen, wo es erneut zur besseren Aktivierung der Aktivkohle beiträgt.

Seine höchste biologische Wirksamteit entfaltet der Filter, wenn der pH-Wert der sauren Chemisorptionsfilterschichten unter 1 und der pH-Wert der alkalischen Chemisorptionsfilterschichten über 13 liegt.

Wenn eine oder mehrere Chemisorptionsfilterschichten alkalische Stoffe, erdalkalische Stoffe und Eisensalzverbindungen enthalten, kann der Filter, insbesondere dessen kokshaltige Bestandteile, als Brennstoff für eine Müllverbrennungsanlage eingesetzt werden, wobei die alkalischen Stoffe, erdalkalischen Stoffe und Eisensalzverbindungen nutzbar sind, um die bei der Verbrennung in der Müllverbrennungsanlage entstehenden Schadstoffe einzubinden. Derart gestaltete Filter können demgemäß einerseits Schadstoffe binden, ohne daß bei der Vernichtung derartiger Filter Schadstoffe freigesetzt würden. Die alkalischen Stoffe, erdalkalischen Stoffe und Eisensalzverbindungen wirten bei der Verbrennung katalytisch NOx-mindernd.

Vorteilhaft kann der Filter auch in der Belüftungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden. Hier werden diese Filter so ausgelegt, daß sie außer für die Staubabscheidung insbesondere auch zur Einbindung saurer Schadstoffe, z.B. SO2, HCl, HF, HC-Verbindungen und NOx, und von CO-Belastungen tauglich sind. Durch den Zusatz von Glyzerin in eine oder mehrere der zum Filter gehörenden Chemisorptionsschichten kann der Filter gegen Frost geschützt werden. Derartige Filter können ausreichend dünn ausgestaltet werden, um den im PKW-Bereich herrschenden beengten Raumverhältnissen zu genügen. Die Chemisorptionsfilterschichten sind demgemäß entsprechend dünn und bewirten so einen vergleichsweise geringen Druckabfall. Eine oder mehrere der Chemisorptionsschichten des Filters können ein geruchsneutrales Lösungsmittel enthalten, so daß auch bei Nebel und negativen Temperaturen der Filter weiterhin betriebsfähig bleibt.

Des weiteren kann der Filter bei einer Luftbefeuchtungseinrichtung eingesetzt werden, wobei sowohl an der Einlaß- als auch an der Auslaßseite der Luftbefeuchtungseinrichtung ein derartiger Filter angeordnet ist und wobei die Auslaßseite der Luftbefeuchtungseinrichtung bei deren Außerbetriebsetzung mittels des bewegbar angeordneten auslaßseitigen Filters verschlossen wird. Hierdurch wird verhindert, daß die Luftbefeuchtungseinrichtung verkeimt; durch die Filter wird verhindert, daß bei Außerbetriebsetzung der Luftbefeuchtungseinrichtung keim- und allergenbelastete Raumluft in die Luftbefeuchtungseinrichtung hineindiffundiert, wodurch Keime und Allergene auf dem Verdunstungsteil der Luftbefeuchtungseinrichtung ansiedeln, diese verkeimen und sich dort vermehren könnten, wobei nach der Wiederinbetriebsetzung der Luftbefeuchtungseinrichtung die genannten Stoffe dann an die Raumluft abgegeben werden und diese zusätzlich belasten könnten.

Eine besonders zweckmäßige Anwendung findet der Filter auf der Saug- und/oder der Druckseite des Drucklufterzeugers einer Druckluftanlage eines Krankenhauses. Hierdurch werden die in der Krankenhausluft in erhöhtem Ausmaß vorhandenen Schadstoffe neutralisiert. Die von Beatmungsgeräten für Patienten zur Verfügung gestellte Atemluft kann so vollständig von Schadstoffen befreit werden.

Grundsätzlich können derartige Filter auch zur Reinhaltung von Wohnräumen verwendet werden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

   Abb. 1 eine Luftbefeuchtungseinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Filter in einer ersten Ausführungsform; und

   Abb. 2 eine Luftbefeuchtungseinrichtung mit dem erfindungsgemäßen Filter in einer zweiten Ausführungsform.

Eine Luftbefeuchtungseinrichtung 1 hat einen Wasservorratsbehälter 2 und einen Docht 3. Im Anströmbereich der Luftbefeuchtungseinrichtung 1 ist ein erster bakterizider Filter 4 angeordnet. Im Abströmbereich der Luftbefeuchtungseinrichtung 1 ist ebenfalls ein bakterizider Filter 5 angeordnet. Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 1 ist der bakterizide Filter 5 aus der Abströmfläche der Luftbefeuchtungseinrichtung 1 abschwenkbar, bei der in Abb. 2 dargestellten Ausführungsform der Luftbefeuchtungseinrichtung 1 ist der bakterizide Filter 5 aus der Abströmfläche herausschiebbar.

Wenn die Luftbefeuchtungseinrichtung 1 in Betrieb ist, ist der bakterizide Filter 5 in die gestrichelt dargestellte Position ausgeschwenkt bzw. hochgeschoben.

Beim Ausschalten der Luftbefeuchtungseinrichtung 1 wird der bakterizide Filter 5 in die Abströmfläche der Luftbefeuchtungseinrichtung 1 zurückgeschwenkt bzw. heruntergeschoben, so daß bei Nichtbetrieb der Luftbefeuchtungseinrichtung der Wasservorratsbehälter 2 und der Docht 3 gegen das Eindringen von mit Keimen belasteter Umgebungsluft gesichert sind.

Es ist möglich, das Hinunterschieben bzw. das Zurückschwenten des bakteriziden Filters 5 durch eine geeignete Sensorik zwangszusteuern.