[发明专利]辐射源模块及流体处理系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请在35 U.S.C.§119(e)下要求2010年12月16日提交的临时专利申请S.N.61/457,048的权益，其内容通过引用以其整体并入。

技术领域

在本发明的一个方面，本发明涉及用在流体处理系统中的辐射源模块。在本发明的另一个方面中，本发明涉及包括有辐射源模块的流体处理系统。

背景技术

本领域中通常已知流体处理系统。更具体地，本领域中通常已知紫外线(UV)辐射流体处理系统。

早期处理系统包括全封闭式的腔设计，该腔含有一个或更多辐射(优选地UV)灯。这些较早的设计存在某些问题。尤其是当应用于代表较大规模城市废水或者饮用水处理厂的大型无阻流量处理系统时，这些问题明显。因此，这些类型的反应器与下列问题相联：

比较高的反应器资本费用；

浸在水中的反应器和/或湿的设备(灯、套管清洁器等等)的可及性困难；

与从流体处理设备去除污秽物质关联的困难；

相对低的流体消毒效率，和/或

为了湿的部件(套管、灯等等)维护，需要为所有设备提供冗余。

常规封闭反应器中的缺点引起对所谓的“开放通道”反应器的研发。

例如，美国专利4,482,809、4,872,980和5,006,244(全部以Maarschalkerweerd命名并且全部都转让给本发明的受让人，并且在下文中被称为Maarschalkerweerd#1专利)全部都描述采用紫外线(UV)辐射的重力给料流体处理系统。

这些系统包括UV灯模块(例如，帧)的阵列，这些模块包括几个UV灯，每个UV灯都被安装在套管内，这些套管在连到十字形件(cross-piece)的一对支腿之间延伸并且由这对支腿支撑。这样支撑的套管(含有UV灯)被浸入将处理的流体中，然后按照需要照射该流体。流体暴露于的辐射的量由流体至灯的接近度、灯的输出瓦数和流体经过灯的流率确定。通常，可以采用一个或更多UV传感器监控灯的UV输出，并且在某种程度上通常依靠液面门(level gates)等在处理装置的下游控制液面。

Maarschalkerweerd#_1专利教导流体处理系统，该系统特征在于改进了从湿的或浸在水中的状态抽出设备的能力，而不需要为所有设备提供冗余。这些设计将灯阵列划分为行和/或列，并且特征在于反应器的顶部打开以在“顶部开口”通道中提供流体的自由表面流。

Maarschalkerweerd#_1专利中所教导的流体处理系统特征在于流体的自由表面流(通常没有故意控制或约束顶部流体表面)。因此，系统通常会遵循开放通道液力学的行为。由于系统的设计本身包括流体的自由表面流，在任意一个或者其他液力联接阵列会受到水位变化的不利影响之前，存在对每个灯或灯阵列能够管理的最大流的约束。在较高流动或者流动显著变化，流体的不受限制或者自由表面流会经允许从而改变处理体积和流体流的横截面形状，由此致使反应器相对无效。假如至阵列中每个灯的功率相对低，那么每灯随后的流体流会相对低。完全开放通道流体处理系统的概念会在这些较低灯功率和随后的较低液力负载处理系统中足够用。本文中的该问题是，用功率不大的灯，要求相对许多灯处理同一流体流体积。因此，系统的固有成本会过大，和/或不可与自动灯套管洗净和大型流体体积处理系统的额外特征相竞争。

这引出所谓的“半封闭式”流体处理系统。

美国专利5,418,370、5,539,210和Re36,896(全部以Maarschalkerweerd命名并且全部都转让给本发明的受让人，并且在下文中被称为Maarschalkerweerd#_2专利)全部都描述在采用UV辐射的重力给料流体处理系统中使用的改进辐射源模块。通常，改进的辐射源模块包括辐射源组件(通常包括辐射源和从支撑构件密封悬臂的保护(例如，石英)套管)。支撑构件可以进一步包括将辐射源模块紧固在该重力供给流体处理系统中的适当装置。