[发明专利]使用紫外辐射处理不透明液体的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理液体的方法，特别是不透明的液体。本发明尤其涉及一种使用辐射技术的方法。

背景技术

市场上有许多能够处理液体的装置，特别是净化液体的装置。在许多情况下，在处理的步骤中使用能够产生紫外辐射的组件，特别是某些波长的能生成不同反应组分（举例来说，如臭氧、过氧化氢、自由基）的紫外辐射。为了提高净化工艺的效能，一些处理装置设置有催化剂，所述催化剂能引起例如用于生成处理组分的光催化反应。

当处理具备良好可透性的液体时，即来自紫外发生组件的辐射能扩散到待处理的体积中，以上提及的处理方法具有好的表现。液体中填充的增加液体不透明性的颗粒和类似物体越多，辐射越难到达待处理液体的全部体积。

液体处理及净化很重要的一个领域是需要使用切割液的机械加工。切割液通常包括油和水的乳液，其中的水使它们易受细菌和其他微生物的影响，导致产生恶臭，继而会破坏切割液的功能并堵塞仪器和处理切割液的管道。进一步的，该切割液在使用中会越来越多地负载机械加工中的杂质。

已经做出许多的尝试，使用不包含化学试剂的技术来净化切割液，其中一些尝试是使用紫外辐射。这个背景下的主要问题是切割液的不透明性，在使用中，杂质如切割碎片，以及液体中生长的微生物、细菌和/或真菌使切割液的不透明性变得更坏。美国专利文件US6,344,176中公开了一种这样的尝试，其中的切割液受紫外线辐射。为了能够解决不透明性的问题，将切割液在运载鼓（carrier drum）上形成液体薄膜，紫外辐射组件则放置在靠近运载鼓的地方。用这种方式，该紫外辐射组件可以辐射穿过薄膜的厚度。US6,344,176的装置的主要缺陷是限制了处理能力，这是因为它仅能处理薄的薄膜，即在一段时间内，仅能处理非常少量的切割液。同时，US6,344,176的装置在车间中需要额外的楼层空间（floor space），不然，这个空间可以用作生产制造。

专利文件WO9962104中公开了另一种尝试，其中为了解决某些液体较差的可透性，增加能量的输入。这里使用了具有特殊设计的准分子灯，通过该设计处理流动的待处理液体。为了控制能量的输入，该准分子灯设置有冷却装置。

虽然能量输入的增加改善了待处理液体中的传播深度，从而提高了处理比例，但是仍然需要特殊设计的灯及其包裹外壳设计，而使用该特殊设计能处理的实际体积依然是相当有限的，从而，例如切割液的全部体积的处理过程是相当耗时的。

使用紫外辐射处理遇到的另一个问题是，保护紫外辐射源的如石英玻璃封闭的UV灯的表面被粘附在该表面上的材料和生物体污染。随时间推移，这样会大大地降低UV灯的效率，并最终导致一点输出也没有。现有的补救这个问题的方法是停止处过程，移除处理单元，并手动清洁保护玻璃，这是一件劳动密集的工作。同样，清洁过程中，生产会停止。

处理不透明液体时遇到的另一个问题是紫外辐射在液体体积中的传播很差。因此，如果处理更大体积的液体体积，将它暴露于UV处理是有利的。

因此，在处理液体的领域上，仍然具有改善的空间。

发明内容

本发明的目的是为了克服已知的处理不透明液体的方法和装置的缺点，尤其是包含一定量生物材料（如细菌和其他微生物）的液体。

本发明通过具有独立权利要求中的技术特征的方法实现该目的。本发明优选的实施方式构成从属权利要求的主题。

根据本发明的主要方面，其特征在于一种处理不透明液体的方法，包括步骤：将一处理单元放置于待处理液体的体积（volume）内，所述处理单元包含一能发出UV辐射的UV辐射组件；使用UV辐射照射所述液体体积，由此所述UV辐射在所述液体中形成自由基，所述自由基与液体中的物质发生反应，从而实现液体处理。

根据本发明的另一个方面，所述UV辐射能在所述液体中产生光致电离效应（photo-ionization effect）。

根据本发明的又一个方面，所述处理单元进一步包括一高纯度的石英玻璃，其放置在所述UV辐射组件和所述待处理液体之间。

根据本发明的另一个方面，所述处理单元进一步包括光催化物质，其放置在UV辐射中，用于产生光催化效应。

根据本发明的另一个方面，所述光催化物质放置在不渗透液体的载体上。

或者，所述光催化物质放置在液体能够渗透的载体上。

根据本发明的另一个方面，进一步包括在所述待处理液体的体积中形成一流动液体(flow)的步骤。

根据本发明的另一个方面，进一步包括在所述液体体积中通过静态混合部件混合并引导所述流动液体。