CN102126805A - 紫外辐照系统 - Google Patents
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Abstract
一种对诸如自来水或地下水的原水进行杀菌、消毒和去活的紫外辐照系统，包括多个串联连接的紫外辐照设备(11a、11b、11c)，和配置为控制所述紫外辐照设备(11a、11b、11c)的输出和非输出的控制器(4)。所述紫外辐照设备(11a、11b、11c)包括：水处理容器(6)，所述原水流过所述水处理容器(6)；紫外灯(8a、8b、8c、8d)，配置为用紫外线辐照所述水处理容器(6)中的所述原水；以及紫外传感器(3)，配置为测量从所述紫外灯(8a、8b、8c、8d)发射的紫外线的量。
Description
技术领域
于此描述的实施例总体涉及一种利用紫外线使原水如自来水或地下水杀菌、消毒或去活的紫外辐照系统。
背景技术
诸如臭氧和氯的化学药品被用于执行自来水和地下水的杀菌和消毒，工业用水的杀菌、消毒和脱色或纸浆的漂白，以及医疗设备的进一步杀菌等。
在传统的消毒设备中，为了将臭氧和化学药品均匀的溶解在待处理的水中，贮存容器和诸如喷射泵的搅拌设备是必要的，因此其不能立刻地应对水质和水量的变化。相反，由于紫外线具有杀菌、消毒和脱色作用，工业用水的除臭和脱色作用或纸浆漂白作用等，紫外线具有立刻应对水质和水量变化的优点。因此，最近，利用紫外线作为杀菌-消毒方式之一，通过辐照待处理水来杀菌和净化水的紫外辐照设备受到关注。日本专利申请特开No.2004-223502公开了一种紫外杀菌-净化设备，其具有检测用于保护紫外灯的保护管的裂纹和损伤等的功能。
然而，该紫外消毒-净化设备有以下问题。
(1)在使用紫外线时，供水(supplied water)和污水在几秒钟内被杀菌、消毒和去活，在此期间它们被来自紫外源的紫外线辐照。然而，当高亮度和高输出的紫外灯用作紫外源时，由于该灯寿命短，消毒、杀菌和去活所需的预定的紫外输出直到每年的定期维护周期到达时才能得到保证。
(2)当用紫外灯作紫外源时，消毒、杀菌和去活所需的预定的紫外输出直到灯寿命到达时才能得到保证，这取决于操作历史如开关的次数，紫外灯安装的环境和灯输入的增加和减少。
发明内容
本发明的目的是提供一种紫外辐照系统，即使在紫外灯的维护周期的时段或寿命周期达到或来自紫外灯的紫外输出降低时，所述紫外辐照系统也能保持消毒、杀菌和去活能力。
总体上，根据一个实施例，一种对诸如自来水或地下水的原水进行杀菌、消毒和去活的紫外辐照系统，包括：多个串联连接的紫外辐照设备，以及配置为控制所述紫外辐照设备的输出和非输出的控制器。该紫外辐照设备包括：水处理容器，所述原水流过所述水处理容器；紫外灯，配置为用紫外线辐照所述水处理容器中的所述原水；以及紫外传感器，配置为测量从所述紫外灯发射的紫外线的量。
根据另一实施例，一种对诸如自来水或地下水的原水进行杀菌、消毒和去活的紫外辐照系统，包括：多个紫外辐照设备；多个开关阀，其容许使用所述紫外辐照设备中的一个紫外辐照设备或容许串联或并联连接并使用所述多个紫外辐照设备；以及控制器，配置为控制所述开关阀的开启和关闭。该紫外辐照设备包括水处理容器和紫外传感器，所述水处理容器包括：供水端口，原水流入所述供水端口；紫外灯，配置为用紫外线辐照流入所述水处理容器中的所述原水；以及排水端口，经紫外线辐照的所述原水从所述排水端口排出，所述紫外传感器配置为测量从所述紫外灯发射的紫外线的量。
根据本发明的实施例，提供了一种紫外辐照系统，即使在紫外灯的维护周期时段或寿命周期达到或来自紫外灯的紫外输出降低时，所述紫外辐照系统也能保持消毒、杀菌和去活能力。
附图说明
图1是用于解释供水处理系统的处理过程的视图；
图2是用于解释依据第一实施例的紫外辐照系统的视图；
图3A是根据图2的紫外辐照设备的平面视图；图3B是其侧视图；
图4是用于解释依据第二实施例的紫外辐照系统的视图；
图5A、5B和5C是用于解释通过开关阀来开关图4的紫外辐照系统中的紫外辐照设备的范例的视图。
具体实施方式
将更详细地描述根据实施例的紫外辐照系统。
(1)根据实施例的一种紫外辐照系统包括多个串联连接的紫外辐照设备和配置为控制紫外辐照设备的输出和非输出(non-output)的控制器。当来自紫外辐照设备的紫外灯的紫外输出降低至预定值以下时，控制器优选依次切换紫外辐照设备。此外，当来自紫外辐照设备的紫外灯的紫外输出降低至预定值以下或当至原水的紫外传输降低时，控制器优选使用所有的紫外辐照设备或增加待使用的紫外辐照设备的数量。
因为紫外灯自身的性能随使用时间降低并且因为保护紫外灯的保护管等受到污染，紫外输出降低至预定值以下，从而导致施加于待处理的水的紫外线降低。另一方面，即使紫外灯的性能或保护管的污染没有特别引起问题，但因为水质变化等，紫外传输也降低。
(2)根据另一实施例的一种紫外辐照系统包括多个紫外辐照设备、开关阀、和控制器，并且该开关阀仅容许使用一个紫外辐照设备或容许串联或并联连接并使用多个紫外辐照设备。当待处理的原水的量超过一个紫外辐照设备的处理能力的范围时，控制器优选并联连接多个紫外辐照设备并使用该设备。此外，当来自紫外辐照设备的紫外灯的紫外输出降低至预定值以下或当至原水的紫外传输降低时，控制器优选串联连接多个紫外辐照设备并使用该设备。从而，通过以开关阀的切换操作改变紫外辐照设备的使用模式，消毒、杀菌和去活所需的预定紫外输出在定期维护周期达到前能够得到保证。
接下来，将参照图1描述供水处理系统中的处理的概述。
首先，原水取自河流、湖泊或地下水(步骤S1)，取得的原水导入凝聚-沉淀容器，向凝聚-沉淀容器加入凝聚剂，由此影响凝聚和沉淀(步骤S2)。接着，凝聚-沉淀容器的上层水被送入活性炭过滤容器，并且杂质被过滤掉(步骤S3)，且经过滤的水被送入紫外辐照设备并用紫外线对其进行辐照(步骤S4)，紫外杀菌水被送入注入有氯的氯注入容器(步骤S5)，然后水分配到普通家庭、商业设施等。
接下来，将参照附图描述根据实施例的紫外辐照系统。注意实施例绝不限于下面的描述。
(第一实施例)
将参照图2、3A和3B来描述第一实施例。图2是根据第一实施例的紫外辐照系统的示意图，图3A是在紫外辐照系统中使用的紫外辐照设备的平面视图，图3B是沿X方向观察的其侧视图。注意第一实施例绝不限于下面的描述。
如图2所示，第一实施例的紫外辐照系统11包括三组串联连接的紫外辐照设备11a、11b、11c和配置为控制紫外辐照设备的多个开关阀的开启和关闭的控制器(未显示)。紫外辐照设备电连接至控制器。
如图3A和3B所示，每一个紫外辐照设备包括作为水处理容器的反应器1、监测窗2、紫外传感器3、计数器(未显示)、作为控制器的电源箱4和清洗机构5。反应器1包括：第一管6，其具有供水端口1a和排水端口1b，原水流入供水端口，用紫外线辐照过的处理的原水从排水端口排出；与第一管6交叉的第二管7。受到石英保护管9保护的四个紫外灯(中压汞灯)8a、8b、8c、8d设置在第二管7中。检查窗口10设置在第一管6的与第二管7交叉的部分中。
从8a到8d的四个紫外灯中，与反应器中待处理的水流相关地，8a和8b成对使用，紫外灯8c和紫外灯8d成对使用。紫外传感器3设置为通过监测窗2测量来自紫外灯8a到8d的紫外辐照量。计数器设置为测量紫外灯8a到8d的辐照时间并且电连接至紫外灯8a到8d。电源箱4包括开通紫外灯8a到8b所需的电子稳压器、清洗机构5的控制器等。此外，虽然未显示，控制紫外灯8a到8d的开通和关闭的控制设备与紫外灯8a到8d电连接。控制设备包括累计计时器(或内置计时器)。清洗机构5包括清洗保护紫外灯8a到8d的保护管9的外周边部分的刷子等。
在如上所述配置的紫外辐照系统中，首先，在紫外辐照系统运行后，只有第一紫外辐照设备11a运行，并且当紫外辐照设备11a达到寿命极限时，紫外辐照设备11b、11c以此顺序依次切换并运行。
根据第一实施例，当第一紫外辐照设备11a达到寿命极限时，由于紫外辐照设备11b、11c能以此顺序依次切换并运行，因此紫外辐照系统能够运行，同时持续供水。因此，可以获得紫外辐照系统，即使在维护周期的时段达到时，其也能保持杀菌、消毒和去活的能力。
注意，在第一实施例中，当第一紫外辐照设备达到寿命极限时，第一紫外辐照设备切换到下一紫外辐照设备，但是实施例绝不限于此。例如，当来自内置在第一紫外辐照设备中的紫外灯的紫外输出降低至预定值以下并且预定的紫外输出不能仅通过内置在一个紫外辐照设备中的紫外灯来保证时，可以持续供应原水，同时使用两组或更多组其它的紫外辐照设备或增加待开通的内置的紫外灯的数量来保证使原水杀菌、消毒和去活所需的紫外输出。此外，当来自紫外灯的紫外传输由于水质变化等降低而不是由于紫外输出降低到预定值以下的情况而降低时，可进行同样的操作。
(第二实施例)
将参照图4描述根据第二实施例的紫外辐照系统。
第二实施例的紫外辐照系统包括：两组紫外辐照设备11a、11b；开关阀12a、12b、12c、12d；控制器(未显示)，配置为控制紫外辐照设备11a、11b的输出和非输出；以及具有叶片的流量计13a、13b。如上所述，紫外辐照设备11a、11b如图2所示地配置并电连接至控制器。由于流量计13a、13b受原水流动影响，它们分别设置在紫外辐照设备11a、11b的下游侧。然而，当采用电磁流量计时，也可以用其它方式对它们进行设置。
开关阀12a、紫外辐照设备11a、流量计13a和开关阀12b连接至从来自活性炭过滤设备(未显示)的管分支的管14a。开关阀12c、紫外辐照设备11b、以及流量计13b连接至从来自活性炭过滤设备的管分支的管14b。开关阀12d与管14c连接，管14c与紫外辐照设备11a的管14a的出口侧和紫外辐照设备11b的管14b的进口侧连接。
能够使用两组紫外辐照设备中的紫外辐照设备11a(或11b)或两个紫外辐照设备11a、11b能够串联或并联连接以通过切换开关阀12a到12d的开启和关闭来使用。
如上所述配置的紫外辐照系统中，首先，当原水量在常规处理经历的预定范围内时，通过开启开关阀12a、12b和关闭开关阀12c、12d来处理原水，以便在系统操作启动后，紫外辐照系统通过例如仅紫外辐照设备11a运行。此后，当紫外辐照设备11a达到寿命极限，通过开启开关阀12c和关闭开关阀12a、12b、12d处理原水，以便于紫外辐照系统仅通过紫外辐照设备11b运行。
根据第二实施例，当第一紫外辐照设备11a达到寿命极限时，由于能够通过切换开关阀12a到12d的开启和关闭来运行紫外辐照设备11b，所以紫外辐照系统能够在供水期间运行。因此，能够获得紫外辐照系统，其即使在维护周期的时段达到时也能保持杀菌、消毒和去活的能力。
注意，在第二实施例中，当第一紫外辐照设备11a达到寿命极限时，第一紫外辐照设备11a切换到另一紫外辐照设备11b，但是第二实施例绝不限于此。例如，当来自内置于第一紫外辐照设备11a中的紫外灯的紫外输出降低至预定值以下时，甚至在第一紫外辐照设备11a达到寿命极限前，第一紫外辐照设备11a也可以如上所述地切换到另一紫外辐照设备11b以使紫外辐照系统在供水期间运行。
此外，当原水由一个紫外辐照设备处理时，示例如下情况：例如如图5A中所示，通过开启开关阀12a、12b和关闭开关阀12c、12d，来运行仅紫外辐照设备11a。然而，当待处理的原水的量超过一个紫外辐照设备的处理能力时，紫外辐照设备11a、11b可以如图5B所示地通过开启开关阀12a、12b、12c和关闭开关阀12d来并联连接并使用。
此外，当原水的紫外传输降低，仅使用一个紫外辐照设备供应原水时不能处理原水的时候，通过如图5C中所示地开启开关阀12a、12d和关闭开关阀12c、12b，使用串联连接的紫外辐照设备11a、11b供应原水，以便于紫外辐照系统可以通过辐照对原水进行杀菌、消毒和去活所需的紫外线的量，在保持性能的同时运行紫外辐射系统。注意，当来自内置于部分或所有紫外辐照设备中的紫外灯的紫外输出降低至预定值以下时，紫外辐照系统可以在如图5C所示的开关阀状态运行。
在第一实施例中，使用三组紫外辐照设备，在第二实施例中，设置有两组紫外辐照设备，但是实施方式绝不限于此。
虽然已经描述了某些实施例，但是仅通过示例方式陈述这些实施例，它们不是意在不限定本发明的范围。事实上，于此描述的新颖实施例可以以各种其它形式实施；此外，可以作出对于此描述的实施例的形式的各种省略、替换和变化，而不脱离本发明的精神。后附的权利要求及它们的等同物意在覆盖该形式或修改，这些形式和修改均落入本发明的范围和精神之内。
Claims (6)
1.一种对诸如自来水或地下水的原水进行杀菌、消毒和去活的紫外辐照系统，其特征在于，包括：
多个串联连接的紫外辐照设备(11a、11b、11c)；以及
控制器(4)，配置为控制所述紫外辐照设备(11a、11b、11c)的输出和非输出，
其中，所述紫外辐照设备(11a、11b、11c)包括：水处理容器(6)，所述原水流过所述水处理容器(6)；紫外灯(8a、8b、8c、8d)，配置为用紫外线辐照所述水处理容器(6)中的所述原水；以及紫外传感器(3)，配置为测量从所述紫外灯(8a、8b、8c、8d)发射的紫外线的量。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当来自所述紫外辐照设备(11a、11b、11c)的所述紫外灯(8a、8b、8c、8d)的紫外输出降低至预定值以下时，所述控制器(4)依次切换所述紫外辐照设备(11a、11b、11c)。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当来自所述紫外辐照设备(11a、11b、11c)的所述紫外灯(8a、8b、8c、8d)的紫外输出降低至预定值以下或当至所述原水的紫外传输降低时，所述控制器(4)使用所有的所述紫外辐照设备(11a、11b、11c)或增加待使用的所述紫外辐照设备(11a、11b、11c)的数量。
4.一种对诸如自来水或地下水的原水进行杀菌、消毒和去活的紫外辐照系统，其特征在于，包括：
多个紫外辐照设备(11a、11b)；
多个开关阀(12a、12b、12c、12d)，其容许使用所述紫外辐照设备(11a、11b)中的一个紫外辐照设备或容许串联或并联连接并使用所述多个紫外辐照设备(11a、11b)；以及
控制器(4)，配置为控制所述开关阀(12a、12b、12c、12d)的开启和关闭，
其中，所述紫外辐照设备(11a、11b)包括水处理容器(6)和紫外传感器(3)，所述水处理容器(6)包括：供水端口(1a)，所述原水流入所述供水端口；紫外灯(8a、8b、8c、8d)，配置为用紫外线辐照流入所述水处理容器(6)中的所述原水；以及排水端口(1b)，用所述紫外线辐照过的所述原水从所述排水端口排出，所述紫外传感器(3)配置为测量从所述紫外灯(8a、8b、8c、8d)发射的紫外线的量。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，当所述原水的量超过一个紫外辐照设备(11a、11b)的处理能力的范围时，所述控制器(4)并联连接所述多个紫外辐照设备(11a、11b)来使用所述设备(11a、11b)。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，当来自所述紫外辐照设备(11a、11b)的所述紫外灯(8a、8b、8c、8d)的紫外输出降低至预定值以下或当至所述原水的紫外传输降低时，所述控制器(4)串联连接所述多个紫外辐照设备(11a、11b)来使用所述设备(11a、11b)。
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