[发明专利]用于在液体紫外线消毒期间改善混合的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的装置和用于液体紫 外线消毒的方法。

背景技术

用紫外线辐射消毒液体，尤其是饮用水或废水在很长时间以来就为 人们所熟知。为此目的，把将要消毒的液体引入开放或封闭的管道内， 经过紫外线辐射器。为了有效地消毒，需要使液体流的每个体积元 (Volumenelement)均得到某个最小剂量的紫外线辐射。因为另一方面 紫外线消毒设备的能量消耗对特别经济而言是一个关键因素，所以不应 该采用过大的发射功率。因此必需将液体流很好地混合，使得每个体积 元得到相同的放射剂量并且不形成其中放射剂量过小的流路。

现有技术为此已知有各种不同的解决方案。其中有一种消毒设备， 在该设备中，在水道内沿流动方向纵向布置细长的紫外线辐射器，使得 液体平行于辐射器的纵轴流动。在该结构中，注意辐射器在横截面上的 均匀分布。此外还在该装置的开放横截面内装入制动片(Stauscheibe)， 该制动片设置在辐射器之前或在辐射器上。该制动片引起紊流，该紊流 使来自开放的流横截面中心的体积元转向并且将其送到辐射器表面附 近。

还已知有将辐射器设置成以其纵轴与流动方向相交的消毒设备。在 这些设备中，辐射器本身引起紊流。将要处理的液体的各个体积元挤过 相邻两个发射器之间形成的间隙，并且在此后流动到较大的开放横截面 内，直到到达下一列紫外线辐射器为止。这种横截面变换已经影响到混 合。

最后已知的是，在消毒设备之前安装将要处理的水必须流过的闸门 或者堰坝。在此还引入大型的紊流，该紊流应该能够保证使将要处理的 液体很好地混合。

与上面提到的类型相类似的装置是被动的，它们利用流动液体的势 能来产生紊流。这无疑会导致在消毒设备之前形成的动态阻力或者制动 压力(Staudruck)的升高。这在将要处理的液体仅由于现有环境中的 落差而流动的地方尤其不利。这尤其是在流入机构与流出机构之间只存 在有限落差的污水净化设备中经常是这种情况。该落差不足，因此需要 通过泵输送将要处理的废水。这很昂贵。

发明内容

因此本发明的任务在于提供一种用于更好地混合液体以进行紫外 线消毒的装置和方法，其中相对于不带用于产生紊流的额外装备的管 道，仅出现无关紧要的制动压力升高或者干脆不出现制动压力升高。

该任务由具有权利要求1特征的装置和具有权利要求10特征的方 法实现。

因为在流入机构和至少一个紫外线辐射器之间设置有电机驱动的 混合装置，该混合装置用于产生具有至少一个横向于主要流动方向的速 度分量的横向流，所以就在紫外线消毒之前改善了液体的混合。

当混合装置具有带有旋转轴的螺旋桨，所述螺旋轴与主要流动方向 成90°角(a)时，能够获得基本不影响水道内的流体动力学阻力的混 合。当混合装置具有吸入侧和压力侧，并且吸入侧与水道的壁之间的距 离小于压力侧与水道的壁之间的距离时，液体同样从水道的壁部区域被 吸出并混合。

当混合装置具有螺旋桨和包围螺旋桨的喷嘴圈环时，得到特别好的 效率。当将混合装置在吸入侧与利用分隔壁分隔的分流相连时，因为阻 止了吸入侧与压力侧之间的短路，所以将进一步改进该效率。

当在水道的彼此相对的侧面上设置两个混合装置时，能够在水道内 实现特别均匀的混合。为了影响水道的流体动力学阻力，至少一个混合 装置与主要流动方向构成不同于90°的角。

当混合装置设置在从水道分叉的、用于产生分流的侧管道内时，可 以仅有时驱动混合装置而不干扰水道的穿流()，其中 侧管道在紫外线辐射器的上游再次汇入水道内并且将分流以与主要流 动方向成一定角度地引入水道内。当混合装置不工作时，能够通过滑块 或阀将侧管道分离。当将混合装置设置在水道的开放横截面之外时，尤 其有益。

在根据本发明的用于消毒液体的方法中，利用以下步骤来实现相对 于所采用的发射功率而言较高的消毒效率：a)将液体的体积流引入具 有主要流动方向的水道内，b)利用电机驱动的混合装置产生横向于主 要流动方向的速度分量，以及c)用紫外线辐射照射体积流。当将混合 装置设置在分离的分流内并且通过将分流以一定角度引入剩余的流而 产生所述速度分量时，能够根据需要而打开和关闭混合装置。

附图说明

下面将参考附图说明本发明的实施例。附图示出：

图1：紫外线消毒装置的开放水道的俯视图；