[发明专利]流体处理

说明书

技术领域

本发明涉及流体的处理，更为具体地说，涉及用于流体处理的一种设备和一种方法。

流体的处理可以采取任何适当的方式，诸如用以除去不希望有的污染物的净化处理、消毒、氧化和/或臭氧处理。

本发明适于处理各种形式的流体，诸如：各种气体，包括含有液态和/或固态物质的气体；各种液体，包括含有气体、固体和/或液态物质的液体，诸如各种泥浆和污水。实际上，这种处理可以用于任何能够流动的物料或物料混合物。发明背景

虽然本发明可以具有各种各样的用途，一种特定的用途就是用来对被污染的液体，例如水进行杀菌处理。

众所周知，使用波长为254毫微米和185毫微米的紫外辐射线可以杀菌或者处理被污染的液体，特别是水。这两种波长可以用同一辐射源同时产生。

185毫微米波长的辐射据知可以产生氧化效应，包括从包含氧气的气体中形成臭氧。当臭氧化的气体送入液体时，臭氧会通过氧化作用破坏或至少降解各种有机物质。

254毫微米波长的辐射被称作是一种杀菌性的波长，可破坏包含在液体中的有机体。

已经有多种关于利用上述这两种波长的紫外辐射效应的建议。这些建议示范性地披露于美国专利第4,189,363号(Beitzel)、第4,273,660号(Beitzel)、第4,179,616号(Coviello)、第4,141,830号(Last)和第4,230,571号(Dadd)之中。

一般，先有技术的各项建议包括一周围有一内腔环绕的紫外线光源。一外腔环绕内腔并由一允许紫外线辐射透过的壁板与之隔离开来，以致紫外线光源的辐射可以穿过内。腔而达到外腔。空气或其它含氧气体流过内腔，以便用辐射线把氧气转变为臭氧。富集臭氧的气体随后送入穿过外腔的水流在外腔内此水流受到内腔放出的辐射线的照射。这股水流随着其穿过外腔而既受到臭氧的作用，也受到紫外线光源的作用。

先有技术中各项建议的结构中，内腔围绕紫外线光源，而外腔围绕内腔，这是有缺点的。在这种配置下，紫外线光源不是很靠近受污染液体所穿过的外腔。因而，作用在外腔中液体上面的紫外线辐射的效果会受到削弱。

为了保持紫外线光源与外腔之间足够接近以便不致导致第二腔室中的紫外线辐射受到削弱而不起作用，必须限制内腔的径向尺寸。不过，这种限制会有不利之处，因为它减少了空气或其它含氧气体受到紫外线的照射以产生臭氧的机会。这会使气体在接受内腔中紫外线辐射时，因照射时间不足而导致未使充分数量的氧气转换为臭氧。发明的公开    

本发明试图提供一种新颖而有用的处理流体的设备和方法。

本发明还提供一种处理流体的设备和方法，其中紫外线辐射与置于紫外线辐射中气体的接触得到加强。

本发明的几项实施例还试图克服或至少减少或至少在某种程度上减少上面提到的先有技术的不足之处。

按照本发明的一个方面，提供了处理流体的设备，它包括：构成流体流动通路的装置；沿着流体流动通路传送流体的装置；构成围绕流体流动通路的腔室的装置；用于把紫外线辐射透射进腔室内部的紫外线辐射源，紫外线辐射源设置在腔室内部；以及用于传送气体通过腔室的装置。

在一种配置中，待处理的流体可以是沿着流体流动通路经过的流体。

在另一种配置中，待处理的流体可以是穿过腔室的流体。

最好是，构成流体流动通路的装置允许紫外线辐射进入通路。这种装置可以是允许紫外线辐射透过的管子。

紫外线辐射源可以产生用于杀菌的紫外线辐射或者用于离解氧气的紫外线辐射。不过，紫外线辐射源最好可产生起离解氧气和杀菌作用的紫外线辐射。最好，紫外线辐射源可产生185毫微米波长和254毫微米波长的辐射线。

被传送通过腔室的气体可以是一种包含分子氧的气体，将此气体置于紫外线辐射中照射就可产生臭氧和原子氧。

设备可以进一步包括用于在气体受到紫外线的照射之后将其送入流动流体中的装置。这种装置最好可将气体送入流经流体流动通路的流动流体之中。在一种配置中，被送入流体中的气体与流体一起流经流体流动通路在通路里面接受紫外线的照射。

除了提供杀菌作用之外，254毫微米的波长还具有离解臭氧产生原子氧的作用，原子氧本身又可产生氧。因而，在流体流经的通路中接受紫外线照射的流体可以得到两方面的处理，即接受紫外线的照射以及与臭氧和氧原子接触而进行消毒。另外，在流体中的臭氧离解成为原子氧会产生氧，这在许多应用中是非常有益的。

虽然含氧气体可以具有包括空气在内的任何适当形式，但采用氧气比较合适，它可提供充分的氧分子以产生大量的臭氧和氧原子以用于处理过程。