[发明专利]通过太阳能中的紫外线辐射的水消毒

说明书

本发明涉及通过经由太阳能由紫外线辐射把不需要的或者不期望的固体粒子或者溶解的固体从水中过滤出和/或处理水以消毒该水或者杀死水中的细菌的水的处理。

化学地处理水以杀死水中的寄生虫和细菌是众所周知的。使用实用的紫外线辐射来处理水以杀死水中的寄生虫和细菌也是已知的。用被包含在太阳能中的紫外线辐射来处理被容纳在透明的或者半透明的瓶子中的水也是已知的。这种太阳能通过UV波长作用在水中的病原体上以开始光化学反应，该光化学反应以水中的细菌的DNA为目标。这些已知的系统中的每个都具有某些缺点。处理化学药品的添加可能是昂贵的，化学药品可能不是总是能够得到的，并且此外，化学药品有效用地残留在水中。使用人造的紫外辐射源不是总是可行的，并且不管怎样仍然存在对有效处理体制的需要。使用太阳辐射不需要燃料或者化学药品，将成本减到最小，但是要求漫长的太阳能辐照时间。而且，没有有效的用于处理水中的不期望的固体（溶解的或者非溶解的）的结构。经常期望的是，预处理被供给到其它装置的水，使得溶解的和悬浮的固体将不会损害这种装置。不限制这个方面，这种装置可以包括用于家用和商用应用的热水加热装置。此外通过太阳能的使用对瓶子中的细菌和其它病原体的处理对于固体（溶解的或者非溶解的）的去除没有作用，并且这种处理不是连续的或者半连续的处理过程。

本发明的目的是提供一种处理水以杀死或者最小化水中的细菌和其它病原体的改进的方法和设备。本发明的一个优选的方面是提供一种如前述的能够在连续的或者半连续的基础上运行的方法和设备。又一优选的目的是提供一种如前述的也能够去除在正被处理的水中的溶解的或者悬浮的固体的方法和设备。

因此，本发明提供了太阳能水处理设备，该太阳能水处理设备用于使在被供给到所述设备的处理水中的细菌和其它病原体减最小化，所述设备包括：金属表面，通过供应装置在一个端部区域处接收所述处理水，以便水沿所述金属表面以薄表面流的方式流动；透明的或者半透明的太阳能传输面板，所述太阳能传输面板跨越所述处理水在所述金属表面上流动的区域而在上方与所述金属表面隔开并且邻近所述金属表面；水收集装置，用于在所述处理水沿着所述金属表面流过之后在所述金属表面的相对端部区域处收集所述处理水，所述处理水以至少0.1升/平方米/分钟的流速流过所述金属表面。

一个优选实施例中，处理水在所述金属表面的流速在0.1到2升/平方米/分钟之间。适宜地，处理水在所述金属表面的流速在0.5到0.8升/平方米/分钟之间。优选地，金属表面从所述一个端部区域到所述相对端部区域具有2度到20度之间的倾斜角。典型地，倾斜角在5度到10度之间。通常期望的是保持慢的流速，以使水的温度提高到一水平，在该水平下，在水到达相对端部区域准备排出的时间中细菌或者其它的病原体将被灭杀。

一个特别优选实施例中，金属表面是金属箔盘的面向上方的基表面，金属箔盘是铝箔盘或铝合金金属箔盘。金属表面被容纳在处理室内，所述处理室在上侧由所述太阳能传输面板界定并且在下侧由第二板界定，所述第二板在下方与所述金属表面的下面隔开但是邻近所述金属表面的下面。前述的面板可以由塑性材料的柔性板形成，所述塑性材料的柔性板在它们的边缘处由刚性框架元件容纳，框架元件还支撑所述金属表面。适宜地，金属表面具有亲水性的表面。典型地，这可以通过被形成在铝表面或者铝合金表面上的氧化物层实现。

在又一优选实施例中，在金属表面上设置多孔的可移除过滤层，并且过滤层的上边缘邻近所述金属表面的处理水供应装置，所述过滤层具有与所述水收集装置隔开的下边缘。可移除过滤层可以覆盖直到金属表面的100%，但是优选地20%到80%。如果期望的是最小化或者杀灭细菌或者其它病原体，过滤层与收集装置隔开一定距离而终止，因此金属表面的邻近收集装置的部分将没有过滤层。如果主要期望的是去除固体（溶解的或者悬浮的），则过滤层可以延伸到紧邻近收集装置的位置。在优选实施例中，可移除过滤层由可生物降解的过滤材料形成。这种可生物降解的过滤材料可以是基于纤维素的材料。

在再一实施例中，设备可以包括传感器装置，以在处理水从设备排出之后立即检测处理水的特征。适宜地，被检测的特征可以包括温度、溶解的固体、悬浮的固体、细菌或者其它病原体中的任何一个或者多个。

适宜地，两个或者更多个如前文描述的这种设备可以被以串联流动布置的方式设置，从而从第一所述太阳能处理设备收集的处理水可以被输送到第二所述太阳能处理设备的金属表面的所述一个端部区域。适宜地，在由收集装置或者由在串联的处理设备中的最后一个所述收集装置收集的处理水中的细菌和/病原体被杀灭。