Die vorliegende Erfindung betrifft einen Festkörperfilter zur Filtration von bakteriell- und/oder keiinbelasteten Fluiden zu mindestens annähernd keim- und/oder bakterienfreien Fluiden.

Festkörperfilter der eingangs genannten Art werden unter anderem in der Trinkwasseraufbereitung, in der Mineralwasser-, Essig-, Süssmost- und Speiseeisindustrie, sowie in Brauereien und Molkereien häufig eingesetzt. Solche Festkörperfilter finden oft Verwendung in Zusammenhang mit dem Katadyn- verfahren, einem Verfahren zur Entkeimung. Das Katadyn- verfahren beruht auf der Beobachtung, dass sehr kleine Mengen von Silberionen auf Bakterien tödlich wirken. Bereits eine Menge von 10 -5g Silbeπonen auf 1 Liter Wasser genügen, um dieses vollständig kolibakterienfrei zu erhalten. Die

Silberionen werden dem Wasser zugesetzt oder sie lösen sich aus sehr dünnen Silberfilmen, die auf in Filtern befindlichen

Tonkugeln, Kies, Sand oder Raschig-Ringen aufgeblasen werden.

In den bekannten Festkörperfiltern wird das für das

Katadynverfahren erforderliche Silber oft in der Form von

Silberquarzgranulat innerhalb des Filtergehäuses angeordnet.

Der eigentliche Festkörperfilter selber enthält normalerweise kein Silber. Ueblicherweise liegt das Silberquarzgranulat auf jener Seite des Festkörperfilters, auf der das gereinigte Fluid anliegt. Auf dieser Seite ist die Bakterien- und/oder Keimbelastung gering und das sich dort befindende gereinigte Fluid lässt sich daher mittels dem Katadynverfahren mindestens annähernd vollständig keim- und/oder bakterienfrei sterilisieren.

Auf den Festkörperfiltern und insbesondere auf jener Seite des Festkörperfilters, auf welcher das bakteriell- und/oder keimbelastete Fluid anliegt, setzen sich nach einer gewissen Betriebszeit Bakterien- und/oder Fungizidkulturen fest. Entsprechend müssen die Festkörperfilter von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Dies erfolgt üblicherweise manuell oder mechanisch mittels auf den Festkörperfilter einwirkenden Bürsten und kann je nach Konstruktion des Filters durch Strömungsumkehrung unterstützt werden.

Durch die mechanische Reinigung des Festkörperfilters findet je nach dessen Beschaffenheit ein stärkerer oder schwächerer Abrieb statt.

Je nach Porengrösse des Festkörperfilters neigt dieser langsamer oder schneller durch den Befall von Bakterien- und/oder Fungizidkulturen dazu, zu verstopfen. Man versucht diese Verstopfung durch Strömungsumkehrung aufzulösen.

Kurzfristig wird diese Wirkung auch erreicht, doch da die Bakterien sich am Festkörperfilter festgesetzt haben und die Strömungsgeschwindigkeiten gering sind, ist die Reinigung entsprechend ungenügend. Auch die anschliessende mechanische Reinigung mittels Bürsten hat kaum den erwünschten Effekt. Einerseits ist die Porengrösse so klein, dass die Borsten der Bürste in die Poren nicht eindringen können und andererseits werden teilweise durch die mechanische Reinigung die abgelösten Partikel sogar in die Poren wiederum einmassiert.

Prinzipiell stellt sich dieses Problem bei allen Festkörperfiltern. Besonders stark ist dieses Problem jedoch bei Keramikfiltern feststellbar. Bei Festkörperfiltern mit poröser Struktur dringen die Bakterien- und/oder Fungizid¬ kulturen bis weit in den porösen Körper des Filters ein. Hier lässt sich weder mechanisch noch hydraulisch eine befriedigende Reinigung des Festkörperfilters erreichen.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Festkörperfilter zur Filtration von bakteriell- und/oder keimbelasteten Fluiden zu mindestens annähernd keim- und/oder bakterienfreien Fluiden zu schaffen, bei dem die obgenannten Probleme erheblich reduziert sind.

Die Erfindung zeigt sowohl Lösungen auf von Festkörperfiltern, deren Körper aus Metall, sowie solchen, bei denen der Körper aus Keramik gefertigt ist.

Der Anmelder hat in Laborversuchen festgestellt, dass Festkörperfilter der eingangs genannten Art, deren Filterkörper mindestens an der mit bakteriell- und/oder keimbelastetem Fluid in Berührung kommenden Seite mit einer Kombination von Silber und Hartstoff versehen ist, weniger häufig verstopfen, sich mechanisch mittels Bürsten besser reinigen lassen und mindestens annähernd von bakteriellem und/oder fungizidem Befall befreit sind. Durch die Anwesenheit des Silbers und dessen sich daraus lösenden Silberionen findet im Festkörperfilter selber das Katadynverfahren statt und verunmöglicht daher den in den Filterkörper eingeschwemmten Bakterien, Keimen und Fungiziden hier Kulturen aufzubauen. Hinzu kommt, dass die Aufbringung eines Hartstoffes die Oberfläche des Festkörperfilters physikalisch so verfestigt, dass durch die mechanische Einwirkung der Bürsten praktisch annähernd kein mechanischer Abrieb feststellbar ist. Dies führt zu einer qualitativen Verbesserung des gefilterten Fluids und reduziert die mit der Reinigung entstehenden Unterhaltskosten. Die Unterhaltskosten der Reinigung setzen sich zusammen aus den echten Reinigungskosten und der Betriebsausfallzeit während der Reinigung. Beides wird durch die erfindungsgemässe Lösung reduziert. Hinzu kommt, dass sich die Rückspülung durch den Festkörperfilter erübrigt, wodurch die Menge des gereinigten Filtrats, welches durch den Filter gespült wird und danach entsorgt wird, wegfällt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungs- gegenstandes kann der Körper des Filters aus mindestens einer nicht korrodierenden Metallfolie bestehen. Die Metallfolie weist beispielsweise eine Lochung mit einer Porengrösse von 10 bis 50 μm auf. Bevorzugterweise versieht man die den Körper des Filters bildende Metallfolie mit einer Porengrösse von mindestens annähernd 20 μm. Auf dieser Metallfolie bringt man danach eine Hartstoffbeschichtung auf, so dass der Filterkörper nach der Beschichtung noch eine Porengrösse von mindestens annähernd 5 μm aufweist. Ein derartiger Festkörperfilter kann prinzipiell auf zwei verschiedene Arten gefertigt sein. Eine erste Möglichkeit besteht darin, den Körper des Filters aus einer silberhaltigen Legierung zu fertigen und hierauf einen Hartstoff aufzudampfen. Diese Lösung ist möglich, obwohl Legierungen mit einem Silbergehalt eine relativ geringe mechanische Abriebfestigkeit aufweisen, weil erfindungsgemäss auf dem Körper selber eine HartstoffSchicht aufgedampft ist. Prinzipiell kommen als Hartstoffe alle in der Beschichtungsindustrie bekannten und gebräuchlichen Hartstoffe in Frage. Bevorzugt werden jedoch die Hartstoffe aus der Gruppe der Nitride, insbesondere NbN, CrN, ZrN, TiN und TiAlN. Alle mit diesen Hartstoffen durchgeführten Versuche haben hervorragende Resultate gebracht.

Hat der Festkörperfilter innerhalb der Filterkonstruktion auch noch tragende Funktionen zu übernehmen, so fertigt man den

Körper des Filters vorzugsweise aus einem silberfreien Metall beziehungsweise einer silberfreien Metallegierung und versieht danach die Oberfläche des Filterkörpers mit einem Hartstoff-Silber-Gemisch. Dieses trägt man wiederum vorzugsweise mittels Bedampfung auf.

Obwohl man vorzugsweise die Silber-Hartstoff-Beschichtung lediglich einseitig anbringt, nämlich auf der mit bakteriell- und/oder keimbelasteten Fluiden in Kontakt stehenden Seite, kann es für gewisse Anwendungen vorteilhafter sein, den Festkörperfilter beidseitig zu beschichten. Ein möglicher Grund für eine beidseitige Beschichtung kann die geometrische Form des Körpers des Filters sein. Für eine einseitige Bedampfung muss nämlich die beschichtungsfreie Seite abgedeckt werden. Die geometrische Gestaltung des Filterkörpers kann diese Abdeckung äusserst aufwendig machen.

Besonders vorteilhaft wird jedoch die erfindungsgemässe Lösung verwendet bei Festkörperfiltern, deren Körper aus Keramik gefertigt ist. Hartstoffbeschichtungen auf Keramik mittels Aufdampfung werden heute noch äusserst selten durchgeführt. Anwendungsmöglichkeiten sieht man heute insbesondere im medizinaltechnischen Bereich, insbesondere bei gewissen Implantaten. Zu den wenigen Firmen, die diese Technik beherrschen gehört beispielsweise die Firma Reytec AG in CH-3645 Gwatt. Neben der hier bevorzugten und ausgetesteten Lösung des Aufdampfens einer HartstoffSchicht sind jedoch auch

andere Beschichtungsverfahren denkbar. Insbesondere wird hierbei auch an die galvanische Lösung gedacht. Bei den durchgeführten Versuchen hat sich als besonders vorteilhafte Lösung herausgestellt, dass man in die Poren des Keramikkörpers Silber eingebracht hat und danach eine Aussenflache des Keramikkörpers mit Hartstoff beschichtet hat. Hierbei erfolgte die Beschichtung mittels Aufdampfung. Für das Einbringen des sehr feinen Silberpulvers wurde dieses in einem flüchtigen Lösungsmittel eingerührt und die Silberpulver¬ partikel so in den Keramikkörper eingeschwemmt. Nach der vollständigen Verdunstung des flüchtigen Lösungsmittels wurde anschliessend jene Aussenflache mit Hartstoff beschichtet, auf der das Silberpulver eingeschwemmt wurde. Selbstverständlich wurde die Korngrösse des Silberpulvers kleiner gewählt als die Porengrösse des Keramikkörpers vor dessen Beschichtung mit Hartstoff. Es hat sich gezeigt, dass man den Keramikkörper vorzugsweise mit einer Porengrösse von 2-50 μm, insbesondere jedoch zwischen 5-15 μm fertigt und hierauf die Hartstoff- beschichtung mit einer Dicke von vorzugsweise zwischen 0,1 und 5 μm aufträgt. Dies führt dazu, dass die eingeschwemmten Silberpulverpartikel im Keramikkörper gefangen sind.

Neben dieser eben beschriebenen und bevorzugten Lösung ist es jedoch auch hier wiederum möglich, den Keramikkörper selber direkt mit einer Beschichtung zu bedampfen, die sowohl Silber als auch Hartstoff enthält. Hierbei genügt ein Silberanteil von rund 1 Gewichtsprozent. Die Hartstoffe wählt man wiederum

aus der voran genannten Gruppe der Hartstoffe.

Obwohl auch hier der Filterkörper wiederum beidseitig beschichtet sein kann, wird man jedoch vorzugsweise die Beschichtung nur an der mit bakteriell- und/oder fungizid¬ belastetem Fluid in Berührung stehenden Seite anbringen. Ein derartiger Filterkörper hat nämlich durch die Beschichtung den Vorteil, dass die Porengrösse auf der beschichteten Seite kleiner ist als auf der gegenüberliegenden Seite. Dies bedeutet, dass nur äusserst kleine Partikel in den Keramikkörper eingeschwemmt werden können und dass diese den Filterkörper nicht verstopfen sondern aus diesem herausgeschwemmt werden können, da die Poren auf der Fluidaustrittsseite grösser sind als auf der Fluideintrittsseite. Diese vorteilhafte Ausgestaltungsform des Festkörperfilters führt auch dazu, dass die Rauhigkeit des Keramikfilters auf der Fluideintrittsseite herabgesetzt ist. Dies führt dazu, dass der Abrieb an den Reinigungsbürsten, die diese Fläche mechanisch reinigen, erheblich geringer ist. Die Verunreinigungen liegen auf der beschichteten Seite des Keramikfilters fast nur noch oberflächlich auf und lassen sich entsprechend mit geringem Aufwand abbürsten. Hierdurch wird die Reinigungszeit nochmals reduziert.

Es ist auch denkbar, dem Keramik des Filterkörpers Metall¬ anteile zuzusetzen. Ein gewisser Anteil an Metallanteilen im Keramik erleichtert dessen Beschichtung, insbesondere dessen

Bedampfung und führen insbesondere zu einer Erhöhung der Haftung der Hartstoffbeschichtung auf dem Keramikkörper.

Selbstverständlich sind in der vorangegangenen Beschreibung lediglich die bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemässen Festkörperfilters beschrieben. Es versteht sich von selber, dass hierbei der Festkörperfilter beliebige geometrische Gestalt haben kann, hierbei seien lediglich die häufigsten Formen, nämlich die plattenförmige, zylindrische oder konische Gestalt erwähnt. Auch die hier aufgeführten Hartstoffe sind keineswegs abschliessend aufgeführt. Es wurden lediglich jene Hartstoffe erwähnt, die bereits auch erprobt worden sind. Andere Hartstoffe, insbesondere auch Nicht-Nitride, sind hierbei nicht ausgeschlossen. Neben den hier erwähnten Vorteilen des erfindungsgemässen Festkörperfilters können sich auch noch weitere Vorteile zeigen, die sich eventuell bei Langzeitversuchen einstellen.