[发明专利]用于提高处理供应给UV反应器的流体的效率的方法和装置

说明书

本申请公开了一种用于提高UV反应器(2)流体处理的效率的方法和UV反应器，该UV反应器包括具有纵向中心轴线(22)的纵向流动腔(4)，供流体流入流动腔(4)的输入(6)和供流体流出流动腔(4)的出口(8)，其中至少流动腔(4)的输入(6)包括入口管(10)。入口管(10)后连接有作为流动腔(4)的一部分的入口锥(12)。入口锥(12)将入口管(10)的通道的横截面增加到UV反应器(2)的纵向流动腔(4)的横截面，所述UV反应器(2)具有与纵向中心轴线(22)平行但不重合的至少一个纵向UV灯(20)，并且其中UV灯(20)的设置使得流体可以经由流动腔(4)沿着流动路径从流动腔(4)的输入(6)流动到输出(8)，并且使的流体在沿着流动路径流动的时候可以被暴露在UV辐射下。当流经所述入口锥(12)时，经由所述流动腔(4)的所述输入(6)供应给所述UV反应器(2)的所述流体被供应于均匀螺旋流动路径，从而在当前UV反应器(2)的工作范围内，在所述流体经过所述UV反应器(2)期间，供应给所述UV反应器(2)的所述流体中的所有颗粒至少经过至少一个UV灯(20)一定距离，以接收与当前UV反应器(2)有关的至少指定的减少UV辐射剂量。

本发明涉及用于提高UV(紫外线)反应器的流体处理效率的方法，该UV反应器包括具有纵向中心轴线的纵向流动腔，供流体流入流动腔的输入以及供流体流出流动腔的输出，其中至少流动腔的输入包括入口管。入口管后连接有作为流动腔的一部分的入口锥。入口锥将入口管的通道的横截面增加到UV反应器的纵向流动腔的横截面，所述UV反应器具有与纵向中心轴线平行但不重合的至少一个纵向UV灯，并且其中UV灯的设置使得流体可以经由流动腔沿着流动路径从流动腔的输入流动到输出，并且使流体在沿着流动路径流动的时候可以被暴露在UV辐射下。

本发明进一步包括用于处理流体的UV反应器，用于实施本发明提出的方法。

出于多种目的而对流动流体进行UV照射。但是首先必须要理解的是，流体可能具有不同的特性，例如气体，水汽或流体，最后例如是紫外线辐射对饮用水和废水进行消毒，并引发流体中的化学反应。

每个体积元素接收的UV剂量对流体中UV辐射的预期效果始终是决定性的。在消毒的应用中，仅当使用特定的最小剂量被施加于流体时，水中的微生物被可靠的杀灭。因此，有必要设置系统中的辐射功率，以使具有最低累积密度的流体容量可靠地受到预期最小剂量的UV辐射，在后面所述声明的SPC中向UV反应器供应最低特定功耗(Specific PowerConsumption，SPC)。

这意味着，在UV反应器中存在非常不均匀的流动时，一些缓慢流动的单位元素将接收太高的剂量，即，如果流动最快的单位元素可靠地接收了超过所需最低剂量的剂量，过多的能量将消耗在该区域。此类的饮用水消毒系统中，大部分操作成本是由所使用的UV反应器的功率消耗引起的。精力都集中于将这种类型的UV反应器的流量设计得尽可能均匀，以使所有单位元素都接收到大致相同的辐射剂量。

为此目的提出了多种解决方案。系统存在包括汞低压辐射器型的加长UV反应器，该UV反应器平行于UV反应器中的流而部署。在这些系统中，辐射通过例如挡板而呈漩涡状，以使所有流体量进入辐射器附近，从而实现对整个流动流体的大幅度的均匀辐照。这些挡板通过引起湍流来增加系统的流动阻力，并且，进一步地，挡板的存在还将吸收UV光并保留出现在所提供的流体中的物质和颗粒。颗粒可能会以沉淀物的形式粘附在“盲区”中，这将降低UV反应器的效率，就像化学和物理的清洁系统一样。更进一步，这种UV反应器的使用导致流经供应给UV反应器的流体的流量曲线不明确，并且，由挡板制造的湍流的存在将导致流经供应给UV反应器的流体的每个单位元素所接收到的剂量更大的扩散。例如在出版物GB2548379A中提出了这种类型的装置。

在US2015/0284265A1(BORKAR等人)中公开了一种力求以某种方式避免GB2548379A的缺点的另一种装置。其中描述了一种反应器，该反应器用于对来自船用压载舱的水进行UV消毒。该反应器包括设置在压力容器中的UV-C管阵列，该UV-C管的一端具有入口，另一端具有出口。一个开口的挡板被设置在UV-C管的入口和近端之间。这些管平行于容器的纵轴。挡板确保更密集的UV-C剂量分布，而在较低和较高区域中的剂量较少。