CN102421498B - 流体处理系统 - Google Patents

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Abstract

一种流体处理系统包括：(i)流体入口；(ii)流体出口；和(iii)与流体入口和流体出口流体连通的流体处理区域。流体处理区域包括壳体，该壳体内设置有流体分离部和流体辐射部(分离部可以包括单个分离装置或者两个以上相似或者不相似的分离装置的组合)，流体分离部与流体辐射部彼此流体连通。流体分离部移除流体中的固体物质，并且流体辐射部照射流体，以灭活流体中的微生物。流体分离部和流体辐射部被构造成具有实质上通用的流体流通道，该流体流通道在允许流体分离部和流体辐射部进行其各自的功能的同时，显著地减小了整个流体处理系统所需空间或者覆盖区域，并且/或者显著地减小了整个流体处理系统中的水头损失(压降)。

Description

流体处理系统
相关申请的交互引用
本申请根据U.S.C.§119(e)要求2009年5月11日提交的临时专利申请S.N.61/213,136的优先权，该在先申请的全部内容通过引用结合在本文中。
发明领域
本发明设计一种流体处理系统。更具体地，本发明涉及一种用于处理诸如水的流体的流体处理系统。进一步具体地，本发明涉及一种用于处理诸如来自船舶工具的压舱水的流体的流体处理系统。
背景技术
在现有技术中，流体处理系统是众所周知的。更特别地，紫外线(UV)辐射流体处理系统在现有技术中同样是众所周知的。早期的处理系统包括容纳一个以上的辐射(优选紫外线)灯的完全封闭的腔室设计。这种更早的设计中存在一些特定的问题。当应用于大量市政废水的大型放流式处理系统(largeopenflowtreatmentsystems)或饮用水处理工厂时，这些问题表现地尤为明显。因而，这些类型的反应器存在以下问题：
·反应器的成本相对较高；
·不易接近淹没的反应器和/或者潮湿的设备(灯，套管清理器等)；
·难以从流体处理设备清除污物；
·相对低的流体消毒效果；和/或者
·设备需要充足的备份以用于维护潮湿的组件(套管，灯等)。
传统的封闭反应器的缺点导致所谓的“开口管道”反应器的发展。
例如，美国专利4,482,809、4,872,980和5,006,244(所有申请均以Maarschalkerweerd的名义申请并且均被转让给本申请的受让人并且在下文中称为Maarschalkerweerd#1专利)，都说明了利用紫外线(UV)辐射的重力馈送(gravityfed)式流体处理系统。
这些系统包括UV灯模块阵列(例如，框架)，该UV灯模块列包括多个UV灯，每一个这样的UV灯被安装在套管内，该套管在附接到横梁的一对腿部之间延伸并且被该对腿部支撑。这样支撑的套管(包含UV灯)被浸入到辐射要被处理的流体内，随后按照需要被辐射。露出的流体受到的辐射量由流体与灯的接近度、灯的输出瓦数和流体流经灯的流速来确定。典型地，一个以上的UV传感器可以被用于监测灯的UV输出，并且可以借助于液位门等在处理装置的下游一定程度上控制流体水平。
Maarschalkerweerd#1专利教导的流体处理系统的特征在于，提高了从潮湿或者淹没的状态取出设备的能力，而不需要完全的设备备份。这些设计将灯阵列划分为列和/或行，并且特征在于，使得反应器的顶部被打开以在“顶部开放”通道中提供流体的自由表面流。
Maarschalkerweerd#1专利教导的流体处理系统的特征在于，具有流体的自由表面流(典型地，顶部流体表面不会被有目的地控制或者限制)。因而，系统典型地会遵循明渠水力学(openchannelhydraulics)的行为。由于该系统的设计固有地包含流体的自由表面流，所以在任一个或者其他的水力邻近的阵列由于自由水位的改变而受到负面影响之后，限制每个灯或者灯阵列的最大流。由于更大的流或者流的更显著的变化，流体的非限制或者自由表面流被允许改变流体流的处理体积和横截面形状，从而致使反应器相对无效果。只要阵列中的每个灯的能量相对较小，每个灯随后的流体流也相对较小。完全明渠的流体处理系统的概念足以满足这些小灯能量，以及随后的小水压负载处理系统的要求。这里的问题是，采用小能量灯，需要相对大量的灯来处理流体流的相同体积。因而，系统的固有成本过分地大，并且/或者与自动灯套管清理(automaticlampsleevecleaning)和大流体体积的处理系统的额外特征相比，不具有竞争力。
这将引起所谓的“半封闭的”流体处理系统。
美国专利5,418,370、5,539,210和Re36，896(所有以Maarschalkerweerd的名义并转让给本发明的受让人，此后被称为Maarschalkerweerd#2专利)都说明了利用紫外线(UV)辐射的重力馈送式流体处理系统中使用的改进的辐射源模块。总地来说，改进的辐射源模块包括与支撑构件密封悬挂的辐射源组件(典型地包含辐射源和保护(例如，石英)套管)。支撑构件进一步包含在重力馈送式流体处理系统中固定辐射源模块的适当的装置。
Maarschalkerweerd#2专利的特征在于，具有限制正在反应器的处理区域中被处理的流体的封闭表面。这种封闭处理系统具有开口端，该开口端被设置在明渠中。这种淹没或者潮湿的装置(UV灯、清洁器等)能够利用允许从半封闭的反应器将装置移除到自由表面的枢轴铰链(pivotedhinge)、滑动器和各种其他的装置而被取出。
Maarschalkerweerd#2专利所述的流体处理系统的特征在于，悬挂到基本竖直的支撑臂的相对长度较短的灯(即，灯仅在一个端部上被支撑)。这样允许灯可以枢轴转动或者从半封闭的反应器被取出。这种很短且能量很大的灯固有的特征在于，将电能转化为UV能量的效率不高。物理获取并支撑这些灯的装置相关成本显著增大。
历史上，Maarschalkerweerd#1和#2专利所述的流体处理模块和系统在市政污水处理(即，对排到河流、池塘、湖泊或者另外的这些接收流的水进行处理)领域中得到广泛的应用。
在市政饮用水的领域中，已知应用所谓的“封闭”流体处理系统或者“加压”流体处理系统。
封闭的流体处理装置也已经被熟知，例如，美国专利5,504,335(Maarschalkerweerd#3)。Maarschalkerweerd#3揭示了一种包含用于接收流体流的壳体的封闭的流体处理装置。壳体包括流体入口、流体出口、设置在流体入口和流体出口之间的流体处理区域，和设置在流体处理区域中的至少一个辐射源模块。流体入口、流体出口和流体处理区域彼此共线。至少一个辐射源模块包括可密封地连接到腿部的辐射源，该腿部被可密封地安装到壳体。辐射源被设置成基本平行于流体流。
美国专利6,500,346[Taghipour等(Taghipour)]同样揭示了一种封闭的流体处理装置，特别地用于紫外线辐射处理诸如水的流体。该装置包括用于接收流体流的壳体。壳体具有流体入口、流体出口、设置在流体入口和流体出口之间的流体处理区域和具有纵轴的至少一个辐射源，该至少一个辐射源被设置在流体处理区域中并且与流体流经壳体的方向基本交叉。流体入口、流体出口和流体处理区域被设置成彼此共线。流体入口具有第一开口，该第一开口具有：(i)小于流体处理区域的横截面面积的横截面面积，和(ii)基本平行于至少一个辐射源组件的纵轴的最大直径。
Maarshalkerweerd#1专利，Maarschalkerweerd#2专利和Maarschalkerweerd#3专利所述的各种实施例涉及一种地基(land-based)流体辐射处理系统。典型地，流体辐射处理系统被用于与市政污水处理厂或者市政饮用水处理厂的其他处理系统连接。在这些安装中，各种管道系统等被用于在安装中将流体辐射处理系统连接的其他流体处理系统。
通常，在这种安装中，会在安装中划分每个处理系统，使得每个处理系统被构造成产生其自身的优化的流体流。这种方法可以满足地基流体处理系统。
在流体处理系统的应用中所产生的问题是，获得非常小的覆盖区(footprint)来进行全面的流体处理。在处理运输船中的压舱水的时候，该问题尤为严重。
水生的非固有物种的连续的导入和扩散严重威胁着海上环境。与其他类型的污染不同，一旦非固有物种创建了自身，则其就会保持在新位置上。难以计算人类的食品供应、经济、健康和全部的生物品种所受到的可能的副作用的同时，成本波动是能够取得共识的。
水生的非固有物种导入和的扩散的一个主要的罪魁祸首是由于压舱水从运输船不减弱的转移。水或者生态区域的一个本体中包含且释放到水或者生态区域内的另一个本体内的压舱水会导入所谓的水生入侵物种(AquaticInvasiveSpeciesAIS)，这种水生入侵物种可能会给接收群落的生物多样性、经济和人类健康的一个以上带来不利影响。
典型地，运输船在源头点上接收压舱水(淡水和/或盐水)，并且将压舱水保持在船的压载舱和/或者货舱中，以在运输过程中增大稳定性和可操作性。一旦运输船达到目的点，压舱水从船的压载箱和/或者货舱排出。同样，在源头点和目的点之间的运输过程中，压舱水通常被这样接收和/或被排出。据估计，每年30-50亿吨的压舱水被以这种方式转移。
期望的是，存在能够处理压舱水的船载系统，以减少从源头点到目的点(或者到其之间的点)转移的固有的AIS。这种系统需要包括主要的处理系统，并且只需要在运输船上占据很小的区域。
发明内容
本发明的目的在于，排除或者减少现有技术中的至少一个上述缺点。
本发明的另一个目的在于，提供一种新颖的流体处理系统。
因而，在一个方面中，本发明提供一种流体处理系统，该流体处理系统包括：(i)流体入口；(ii)流体出口；和(iii)与流体入口和流体出口流体连通的流体处理区域，该流体处理区域包括壳体，该壳体内设置有流体分离部(分离部可以包括单个分离装置或者两个以上相似或者不相似的分离装置的组合)和互相连通的流体辐射部。
在一个方面中，本发明提供一种流体处理系统，该流体处理系统包括：流体入口；流体出口；和与流体入口和流体出口流体连通的封闭的流体处理区域，该流体处理区域包括壳体，该壳体包含(a)第一室，该第一室与流体入口流体连通，并且在该第一室内设置有至少一个流体分离部(分离部可以包括单个分离装置或者两个以上相似或者不相似的分离装置的组合)，和(b)第二室，该第二室与流体出口和第一室流体连通，并且该第二室中设置有至少一个辐射源组件；
其中，第一室和第二室被设置成彼此基本共轴。
因而，本发明者开发了一种流体处理系统，在一般意义上，该流体处理系统包括流体分离部和流体辐射部。流体分离部移除流体中的固体物质，并且流体辐射部照射流体，以灭活流体中的微生物和/或者污染物。重要的是，流体分离部和流体辐射部被构造成具有实质上通用的流体流通道，该流体流通道在允许两个部进行其各自的功能的同时，显著地减小了整个流体处理系统中的空间或者覆盖区域，并且/或者显著地减小了整个流体处理系统中的水头损失(hydraulicheadloss)(压降)。
参考附图A和B理解以上内容。图A说明一种传统的流，其中流体分离部和流体辐射部物理上独立并且由中间管2相互连接。流体分离部和流体辐射部中的每个必须建立用于合适的操作各个部的自身的流体流。这种导致入口管1和出口管3之间的流体压力产生较大浮动。相反地，参考图B，通过结合所述流体分离部和流体辐射部，入口管1和出口管3之间的流体压力的浮动被消除或者减小。这样允许流体分离部和流体辐射部执行各自的功能，从而显著地减小了用于全面流体处理系统所需的空间或者覆盖区域。
在许多情况下，流体分离部和流体辐射部被包含单一的壳体或者围栏中，该壳体或者围栏被构造成在两个部之间产生“改进的流体流”。“改进的流体流”意思是流动流体的基本的水动力学在流体分离部中被改进，并且不需要在流体辐射部中被再次完全地改进。
优选地，流体处理系统适合用于流体的处理，更优选地是水的处理。
本流体处理系统的分离部用于移除流体中的固体物质。因而，该分离部能够广泛结合各种物理分离的部件，例如，过滤器、隔膜等。分离部件的结构设计是可改变的，例如，它们可以是圆柱形，或者非圆柱形(弯曲的或者平面的)。分离部可以包括单个分离装置或者两个以上类似的或者不类似的分离装置的组合。
附图说明
参考附图说明本发明的实施例，其中，相同的参考标号表示相同的部件：
图A说明流体处理的常规方法的示意图；
图B说明利用本发明的流体处理系统的流体处理方法的示意图；
图1-9说明本发明的流体处理系统的第一实施例的各种视图，包括流体处理系统的组件的各种视图；
图10-17说明本发明的流体处理系统的第二实施例的各种视图，包括流体处理系统的组件的各种视图；
图18-21说明本发明的流体处理系统的第三实施例的各种视图；和
图22说明图18-21所示的流体处理系统的改进例。
具体实施例
在一个方面中，本发明涉及一种流体处理系统，该流体处理系统包括：(i)流体入口；(ii)流体出口；和(iii)与流体入口和流体出口流体连通的流体处理区域，该流体处理区域包括壳体，该壳体内设置有流体分离部和与流体分离部彼此流体连通的流体辐射部。本发明的优选实施例可以包括以下任一个或者任两个以上特征的组合：
·流体分离部可以与流体入口流体连通；
·流体辐射部可以与流体出口流体连通；
·流体分离部可以与流体入口流体连通，并且流体辐射部与流体出口流体连通；
·流体处理区域可以被构造成接收流体的加压流；
·流体处理区域可以被构造成将从流体入口接收的流体的流动限制在所有侧上；
·流体分离部可以包括过滤器元件(例如，袋过滤，具有各种不同过滤材料的盒过滤，陶瓷过滤，滤网式过滤，铁丝网过滤，布过滤，楔形丝(wedgewire)过滤，塑料过滤，粒状过滤(消耗和非消耗(sacrificial和non-sacrificial))和上述任意两种以上的组合)。
·流体分离部可以包括气旋(cyclone)元件；
·流体分离部可以包括隔膜元件；
·流体分离部可以包括至少一个烛形过滤器；
·至少一个烛形过滤器可以包括细长的过滤器壳体，该过滤器壳体具有与流体入口流体连通的过滤器入口，和与流体辐射部流体连通的过滤器出口。
·过滤器壳体可以包括大致圆柱形的部分；
·细长的过滤器壳体可在过滤器入口和过滤器出口之间发生流体渗透，以允许流体从过滤器壳体的内部横向流到过滤器壳体的外部，或者从过滤器壳体的外部横向流到过滤器壳体的内部；
·过滤器壳体可以包括在过滤器壳体的内表面上的过滤器元件；
·过滤器壳体可以包括在过滤器壳体的几乎整个内表面上的过滤器元件；
·过滤器元件可以包括陶瓷材料；
·过滤器元件可以包括多孔的陶瓷材料；
·过滤器元件可以包括金属管；
·过滤器元件可以包括烧结金属管；
·过滤器元件可以包括扩展的板材；
·过滤器元件包括扩展的金属板材；
·过滤器元件可以包括网筛；
·过滤器元件可以包括编织的网筛；
·过滤器元件可以包括过滤布材料；
·过滤器元件可以包括非起伏的表面；
·过滤器元件可以包括起伏的表面；
·流体分离部可以包括多个设置在分离元件阵列中的分离元件；
·每个分离元件可以被构造成接收流体流；
·每个分离元件可以被构造成相对于邻近的分离元件接收独立的流体流；
·每个分离元件可以是细长的；
·每个分离元件可以包括纵轴，该纵轴基本平行于至少两个相邻的分离元件的纵轴；
·每个分离元件可以包括纵轴，该纵轴与三个相邻的分离元件的纵轴基本等距；
·每个分离元件可以包括纵轴，该纵轴与四个相邻的分离元件的纵轴基本等距；
·每个分离元件可以包括纵轴，该纵轴与五个相邻的分离元件的纵轴基本等距；
·流体辐射部可以包括至少一个细长的辐射源组件；
·至少一个细长的辐射源组件可以包括至少一个细长的辐射源；
·至少一个细长的辐射源可以包括紫外线辐射源；
·紫外线辐射源可以包括低压紫外线辐射灯；
·紫外线辐射源可以包括低压高输出紫外线辐射灯；
·紫外线辐射源可以包括中压紫外线辐射灯；
·紫外线辐射源可以包括电介质阻挡放电(DBD)紫外线辐射灯；
·紫外线辐射源可以包括紫外线辐射发光二极管(LED)或者紫外线辐射LED阵列；
·至少一个细长的紫外线辐射源可以被设置在保护套管中；
·保护套管可以由辐射透明材料构成；
·保护套管可以由石英构成；
·细长的辐射源组件可以包括纵轴，该纵轴被构造成与流体流经流体辐射部的方向交叉；
·细长的辐射源组件可以包括纵轴，该纵轴被构造成与流体流经流体辐射部的方向正交；
·流体处理系统可以包括多个辐射源组件；
·多个辐射源组件可以被设置在辐射源列；
·该阵列可以包括中心部分，流体分离部被设置在该中心部分中；
·流体分离部和流体辐射部可以沿着流体流经流体处理区域的方向被连续地设置；
·流体分离部和流体辐射部可以沿着流体流经流体处理区域的方向被共轴地设置；
·流体分离部和流体辐射部可以沿着流体流经流体分离区域的方向被共轴地设置。
在另一个方面中，本发明提供一种流体处理系统，该流体处理系统包括：流体入口；流体出口；和与流体入口和流体出口流体连通的封闭的流体处理区域，该流体处理区域包括壳体，该壳体包含(a)第一室，该第一室与流体入口流体连通，并且在该第一室内设置有至少一个流体分离部，和(b)第二室，该第二室与流体出口和第一室流体连通，并且该第二室中设置有至少一个辐射源组件；其中，第一室和第二室被设置成彼此基本共轴。本发明的优选实施例可以包括以下任一个或者任两个以上特征的组合：
·第一室可以相对于第二室被设置在内部；
·第一室可以相对应第二室被设置在外部；
·流体处理系统可以包括壁，以分离第一室和第二室；
·流体处理系统可以包括通用壁，以分离第一室和第二室；
·壁可以是基本圆柱形的；
·壁可以包括至少一个开口，以允许流体从第一室流到第二室；
·至少一个开口可以具有大尺寸和小于大尺寸的小尺寸；
·大尺寸可以基本与至少一个辐射源组件的纵轴对齐；
·大尺寸和至少一个辐射源组件的弧长可以是基本相同的；
·大尺寸和至少一个辐射源组件的弧长可以是不同的；
·第一室可以包括多个分离元件；
·第二室可以包括多个辐射源组件；
·第二室相对于第一室具有基本环形的构造；
·流体处理区域可以被构造成接收流体的加压流；
·流体处理区域可以被构造成将从流体入口接收的流体的流动限制在所有侧上；
·流体分离部可以包括过滤器元件(例如，袋过滤，具有各种过滤材料的盒过滤，陶瓷过滤，滤网式过滤，铁丝网过滤，布过滤，楔形丝(wedgewire)过滤，塑料过滤，粒状过滤(消耗和非消耗)和上述任意两种以上的组合)。
·流体分离部可以包括气旋元件；
·流体分离部可以包括隔膜元件；
·流体分离部可以包括至少一个烛形过滤器；
·至少一个烛形过滤器可以包括细长的过滤器壳体，该过滤器壳体具有与流体入口流体连通的过滤器入口，和与流体辐射部流体连通的过滤器出口。
·过滤器壳体可以包括大致圆柱形的部分；
·细长的过滤器壳体可以在过滤器入口和过滤器出口之间流体渗透，以允许流体从过滤器壳体的内部横向经过直到过滤器壳体的外部，或者从过滤器壳体的外部横向经过直到过滤器壳体的内部；
·过滤器壳体可以包括在过滤器壳体的内表面上的过滤器元件；
·过滤器壳体可以包括在过滤器壳体的几乎整个内表面上的过滤器元件；
·过滤器元件可以包括陶瓷材料；
·过滤器元件可以包括多孔的陶瓷材料；
·过滤器元件可以包括金属管；
·过滤器元件可以包括烧结金属管；
·过滤器元件可以包括扩展的板材；
·过滤器元件包括扩展的金属板材；
·过滤器元件可以包括网筛；
·过滤器元件可以包括编织的网筛；
·过滤器元件可以包括过滤布材料；
·过滤器元件可以包括非波动的表面；
·过滤器元件可以包括起伏的表面；
·流体分离部可以包括多个设置在分离元件阵列上的分离元件；
·每个分离元件可以被构造成接收流体流；
·每个分离元件可以被构造成相对于邻近的分离元件接收独立的流体流；
·每个分离元件可以是细长的；
·每个分离元件可以包括纵轴，该纵轴平行于至少两个相邻的分离元件的纵轴；
·每个分离元件可以包括纵轴，该纵轴不平行于至少两个相邻的分离元件的纵轴；
·每个分离元件可以包括纵轴，该纵轴与三个相邻的分离元件的纵轴基本等距；
·每个分离元件可以包括纵轴，该纵轴与四个相邻的分离元件的纵轴基本等距；
·每个分离元件可以包括纵轴，该纵轴与五个相邻的分离元件的纵轴基本等距；
·流体辐射部可以包括至少一个细长的辐射源组件；
·至少一个细长的辐射源组件可以包括至少一个细长的辐射源；
·至少一个细长的辐射源可以包括紫外线辐射源；
·紫外线辐射源可以包括低压紫外线辐射灯；
·紫外线辐射源可以包括低压高输出紫外线辐射灯；
·紫外线辐射源可以包括中压紫外线辐射灯；
·紫外线辐射源可以包括介质阻挡放电(DBD)的紫外线辐射灯；
·紫外线辐射源可以包括紫外线辐射发光二极管电极(LED)或者紫外线辐射LED阵列；
·至少一个细长的紫外线辐射源可以被设置在保护套管中；
·保护套管可以由辐射透明材料构成；
·保护套管可以由石英构成；
·细长的辐射源组件可以包括纵轴，该纵轴被构造成与流体流经流体辐射部的方向交叉；
·细长的辐射源组件可以包括纵轴，该纵轴被构造成与流体流经流体辐射部的方向正交；
·流体处理系统可以包括多个辐射源组件；
·多个辐射源组件可以被设置在辐射源阵列；并且/或者
·该阵列可以包括中心部分，流体分离部被设置在该中心部分中。
参考图1-9，说明流体处理系统100。流体处理系统100倾斜地安装在框架105上。
流体处理系统100包括流体入口110和流体出口115。流体入口110与过滤器元件120连通。过滤器元件120由一系列所谓的烛形过滤器125组成。烛形过滤器125由一对端板130、135固定，该对端板130、135通过一系列支撑元件140互相连接。
参考附图6和7，覆盖物元件(shroudelement)145包围着过滤器元件120，以限定间隔(spacing)147。覆盖物元件145包括开口150，流体可以在接触烛形过滤器125和过滤器元件120之后从间隔147经过该开口150。
流体处理系统100进一步包括一系列细长的辐射源155(图8和9)，细长的辐射源155相对于过滤器元件120设置呈环状。辐射源155被设置在腔室160中，该腔室160经由一系列开口165与流体出口115连通。
在使用中，要被处理的流体在箭头A的方向上(图3)被馈送到流体入口110，特别是在压力下。之后，流体进入过滤器元件120的烛形过滤器125内。在过滤器元件120的压力下，流体被过滤并且在箭头B的方向上(图3和9)横向地经过每个烛形过滤器125进入过滤器120和遮盖物145之间产生的间隔147内。
加压流体在箭头C的方向上离开遮盖物145中的开口150(图9)，从而在箭头D的方向上(图9)通过腔室160流向流体出口115时被暴露到辐射源155的辐射下。被处理的流体然后在箭头E的方向上离开流体出口115。
参考图10-17，将说明流体处理系统200。在图10-17中，图1-9的流体处理系统100与流体处理系统200的相似部件的标号的最后两位数字是相同的(例如，在流体处理系统100中的辐射源组件的标号为155，在流体处理系统200中的辐射源组件的标号为255；在流体处理系统中的烛形过滤器的标号为125，在流体处理系统200中的烛形过滤器的标号为225等)。
因而，在流体处理系统200中，烛形过滤器225被设置在第一壳体203中，与流体入口210流体连通，辐射源组件255被设置在第二壳体207中，与流体出口215流体连通。第一壳体203和第二壳体207经由连结元件209彼此流体连通。参考图11，第一壳体203、第二壳体207和连结元件209结合在一起，从而形成单一的壳体以容纳流体流。
优选地，连结元件209具有大尺寸，该大尺寸被构造成与第一壳体203和第二壳体207的高度相似。关键点在于，通过构建第一壳体203、第二壳体207和连结元件209之间的这种相互关系，可以建立从第一壳体203到第二壳体207的实质上有改进的流体流，其中与截面相对小的管道被用于互相连接流体分离组件和流体辐射组件的情况相比，发生水头损失(或者压力改变)的情况被减少。
参考图18-22，将说明流体处理系统300。在图18-22中，图1-9的流体处理系统100与流体处理系统300的相似部件的标号的最后两位数字是相同的(例如，在流体处理系统100中的辐射源组件的标号为155，在流体处理系统300中的辐射源组件的标号为355；在流体处理系统中的流体入口的标号为110，在流体处理系统300中的流体入口的标号为310等)。
如图所示，流体处理系统300不包含上述的流体处理系统100和200中分别包含的烛形过滤器125和225。但是，流体处理系统300使用了由腔室328分隔开的主要过滤网326和次要过滤网329。
具体参考图20，流体流在箭头A的方向上进入流体入口310。流体然后在箭头B的方向上经过主要过滤网326并且进入腔室328。接下来，流体在箭头C的方向上经过次要过滤网326，从而其在经过箭头D的方向上得到照射。被处理的液体在箭头E的方向上离开流体出口315。
参考图22，展示一种流体处理系统300的修改例，其中挡板331被插入每对辐射源组件355之间。挡板331的使用消除或者减小了在照射流体时，流体发生短路(shortcircuiting)的情况。从本领域的现有技术可知，当流体经过流体处理区域超过了预先确定的距离时，会发生“短路”，在预先确定的距离流体不能接收预定辐射。
虽然已参考说明性实施例和实例，说明了本发明，但是本发明不限于此。因而，参考这些说明，本发明的说明性实施例的各种修改，以及其他实施例对于本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，后附权利要求覆盖了任意修改例或者实施例。
对于其全部内容通过引用而具体且单独地结合在本文中的每个单独的公布、专利或者专利申请来说，所有的公布、专利和专利申请的全部内容都会通过引用而在相同范围内结合在本文中。

Claims (115)

1.一种流体处理系统，其特征在于，包括：
流体入口；
流体出口；和
与所述流体入口和所述流体出口流体连通的流体处理区域，所述流体处理区域包括单一的壳体，所述单一的壳体具有至少一个纵轴，并且所述单一的壳体内设置有：
流体分离部，所述流体分离部被构造成移除在所述流体处理系统中被处理的流体中包含的固体；
流体辐射部，所述流体分离部与所述流体辐射部彼此流体连通，以限定流经的改进的流体流；和
覆盖物，所述覆盖物设置在所述流体分离部和所述流体辐射部之间，所述覆盖物被构造成用于纵向延伸出口，所述纵向延伸出口整体地布置在所述单一的壳体内并且被构造成在与所述流体辐射部的纵轴实质上交叉的方向上从所述流体分离部向所述流体辐射部提供水；
其中，所述纵向延伸出口在所述纵轴的方向上具有大尺寸，所述大尺寸大于所述纵向延伸出口的小尺寸；并且
其中，所述流体分离部和所述流体辐射部设置成具有沿着流体流经所述流体分离部的方向实质上平行但相互偏离的纵轴。
2.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部与所述流体入口流体连通。
3.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体辐射部与所述流体出口流体连通。
4.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部与所述流体入口流体连通，并且所述流体辐射部与所述流体出口流体连通。
5.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体处理区域被构造成将从所述流体入口接收的流体的流动限制在所有侧上。
6.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部包括过滤器元件。
7.如权利要求6所述的流体处理系统，其特征在于，所述过滤器元件为：袋过滤，具有各种不同过滤材料的盒过滤，滤网式过滤，消耗和非消耗的粒状过滤，以及上述任意两种以上的组合。
8.如权利要求7所述的流体处理系统，其特征在于，所述过滤器元件为：陶瓷过滤，铁丝网过滤，布过滤，楔形丝过滤,塑料过滤，以及上述任意两种以上的组合。
9.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部包括气旋元件。
10.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部包括隔膜元件。
11.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部包括至少一个烛形过滤器。
12.如权利要求11所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述覆盖物包括细长的过滤器壳体，所述过滤器壳体具有：(i)与所述流体入口流体连通的过滤器入口；和(ii)与所述流体辐射部流体连通的过滤器出口，所述过滤器出口包括所述纵向延伸出口。
13.如权利要求12所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器壳体包括大致圆柱形的部分。
14.如权利要求12-13中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述细长的过滤器壳体可在所述过滤器入口和所述过滤器出口之间发生流体渗透，以允许(i)流体从所述过滤器壳体的内部横向流到所述过滤器壳体的外部，或者(ii)从所述过滤器壳体的外部横向流到所述过滤器壳体的内部。
15.如权利要求12所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器壳体包括在所述过滤器壳体的内表面上的过滤器元件。
16.如权利要求12所述的流体处理系统，其特征在于，所述过滤器壳体包括在所述过滤器壳体的基本整个内表面上的过滤器元件。
17.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括陶瓷材料。
18.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括多孔的陶瓷材料。
19.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括金属管。
20.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括烧结金属管。
21.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括扩展的板材。
22.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括扩展的金属板材。
23.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括网筛。
24.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括编织的网筛。
25.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括滤布材料。
26.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括非起伏的表面。
27.如权利要求15-16中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括起伏的表面。
28.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部包括多个设置在分离元件阵列中的分离元件。
29.如权利要求28所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件被构造成接收流体流。
30.如权利要求28所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件被构造成相对于邻近的分离元件接收独立的流体流。
31.如权利要求28-30中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件可以是细长的。
32.如权利要求31所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件包括纵轴，所述纵轴基本平行于至少两个相邻的分离元件的纵轴。
33.如权利要求31所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件包括纵轴，所述纵轴与三个相邻的分离元件的纵轴基本等距。
34.如权利要求31所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件包括纵轴，所述纵轴与四个相邻的分离元件的纵轴基本等距。
35.如权利要求31所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件包括纵轴，所述纵轴与五个相邻的分离元件的纵轴基本等距。
36.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体辐射部包括至少一个细长的辐射源组件。
37.如权利要求36所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述至少一个细长的辐射源组件包括至少一个细长的辐射源。
38.如权利要求37所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述至少一个细长的辐射源包括紫外线辐射源。
39.如权利要求38所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述紫外线辐射源包括低压紫外线辐射灯。
40.如权利要求38所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述紫外线辐射源包括低压高输出紫外线辐射灯。
41.如权利要求38所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述紫外线辐射源包括中压紫外线辐射灯。
42.如权利要求38所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述紫外线辐射源包括电介质阻挡放电(DBD)紫外线辐射灯。
43.如权利要求38所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述紫外线辐射源包括紫外线辐射发光二极管(LED)或者紫外线辐射LED阵列。
44.如权利要求37所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述至少一个细长的辐射源被设置在保护套管中。
45.如权利要求44所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述保护套管由辐射透明材料构成。
46.如权利要求45所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述辐射透明材料为石英。
47.如权利要求36-46中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述细长的辐射源组件包括纵轴，所述纵轴被构造成与流体流经所述流体辐射部的方向交叉。
48.如权利要求36-46中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述细长的辐射源组件包括纵轴，所述纵轴被构造成与流体流经所述流体辐射部的方向正交。
49.如权利要求36所述的流体处理系统，其特征在于，包括多个辐射源组件。
50.如权利要求49所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述多个辐射源组件被设置在辐射源阵列中。
51.如权利要求50所述的流体处理系统，其特征在于，所述阵列包括中心部分，所述流体分离部被设置在所述中心部分中。
52.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部和所述流体辐射部沿着流体流经所述流体处理区域的方向被连续地设置。
53.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部和所述流体辐射部在流体流经所述流体处理区域的方向上设置成非共轴。
54.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部和所述流体辐射部在流体流经所述流体分离部的方向上共轴设置。
55.一种流体处理系统，其特征在于，包括：
流体入口；
流体出口；
与所述流体入口和所述流体出口流体连通的封闭的流体处理区域，所述流体处理区域包括单一的壳体，所述单一的壳体包含(a)第一室，所述第一室与所述流体入口连通，并且在所述第一室内设置有至少一个流体分离部，和(b)第二室，所述第二室与所述流体出口和第一室流体连通，并且所述第二室中设置有至少一个辐射源组件；和
覆盖物，所述覆盖物设置在所述流体分离部和所述辐射源组件之间，所述覆盖物被构造成用于纵向延伸出口，所述纵向延伸出口整体地布置在所述单一的壳体内并且被构造成在与所述辐射源组件的纵轴实质上交叉的方向上从所述流体分离部向所述辐射源组件提供水；
其中，所述纵向延伸出口在所述纵轴的方向上具有大尺寸，所述大尺寸大于所述纵向延伸出口的小尺寸；并且
其中，所述第一室和所述第二室被设置成具有彼此实质上平行但相互偏离的纵轴。
56.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述第一室相对于所述第二室设置在内部。
57.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述第一室相对于所述第二室设置在外部。
58.如权利要求55-57中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，包括壁，以分离所述第一室和所述第二室。
59.如权利要求55-57中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，包括通用壁，以分离所述第一室和所述第二室。
60.如权利要求58所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述壁是基本圆柱形的。
61.如权利要求58所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述壁包括至少一个开口，以允许流体从所述第一室流到所述第二室。
62.如权利要求61所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述至少一个开口具有大尺寸和小于大尺寸的小尺寸。
63.如权利要求62所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述大尺寸基本与所述至少一个辐射源组件的纵轴对齐。
64.如权利要求62-63中任一项所述的流体处理系统，其中，所述大尺寸和所述至少一个辐射源组件的弧长是基本相同的。
65.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述第一室包括多个分离元件。
66.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述第二室包括多个辐射源组件。
67.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述第二室相对于所述第一室具有基本环形的构造。
68.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体处理区域被构造成接收流体的加压流。
69.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体处理区域被构造成将从所述流体入口接收的流体的流动限制在所有侧上。
70.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，所述流体分离部可以包括过滤器元件。
71.如权利要求70所述的流体处理系统，其特征在于，所述过滤器元件为：袋过滤，具有各种不同过滤材料的盒过滤，滤网式过滤，消耗和非消耗粒状过滤，以及上述任意两种以上的组合。
72.如权利要求71所述的流体处理系统，其特征在于，所述过滤器元件为：陶瓷过滤，铁丝网过滤，布过滤，楔形丝过滤,塑料过滤，以及上述任意两种以上的组合。
73.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部包括气旋元件。
74.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部包括隔膜元件。
75.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部包括至少一个烛形过滤器。
76.如权利要求75所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述至少一个烛形过滤器可以包括细长的过滤器壳体，所述过滤器壳体具有与所述流体入口流体连通的过滤器入口，和与所述流体辐射部流体连通的过滤器出口。
77.如权利要求76所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器壳体包括大致圆柱形的部分。
78.如权利要求76-77中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述细长的过滤器壳体可在所述过滤器入口和所述过滤器出口之间发生流体渗透，以允许流体从所述过滤器壳体的内部横向流到所述过滤器壳体的外部，或者从所述过滤器壳体的外部横向流到所述过滤器壳体的内部。
79.如权利要求76所述的流体处理系统，其特征在于，所述过滤器壳体包括在所述过滤器壳体的内表面上的过滤器元件。
80.如权利要求76所述的流体处理系统，其特征在于，所述过滤器壳体包括在所述过滤器壳体的基本整个内表面上的过滤器元件。
81.如权利要求79-80中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括陶瓷材料。
82.如权利要求79-80中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括多孔的陶瓷材料。
83.如权利要求79-80中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括金属管。
84.如权利要求79-80中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括烧结金属管。
85.如权利要求79-80中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括扩展的板材。
86.如权利要求79-80中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括扩展的金属板材。
87.如权利要求79-80中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括网筛。
88.如权利要求79-80中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括编织的网筛。
89.如权利要求79-80中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括滤布材料。
90.如权利要求79所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括非起伏的表面。
91.如权利要求79所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述过滤器元件包括起伏的表面。
92.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体分离部包括多个设置在分离元件阵列中上的分离元件。
93.如权利要求92所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件被构造成接收流体流。
94.如权利要求92所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件被构造成相对于邻近的分离元件接收独立的流体流。
95.如权利要求92-94中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件是细长的。
96.如权利要求95所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件包括纵轴，所述纵轴平行于至少两个相邻的分离元件的纵轴。
97.如权利要求95所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件包括纵轴，所述纵轴与三个相邻的分离元件的纵轴基本等距。
98.如权利要求95所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件包括纵轴，所述纵轴与四个相邻的分离元件的纵轴基本等距。
99.如权利要求95所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述每个分离元件包括纵轴，所述纵轴与五个相邻的分离元件的纵轴基本等距。
100.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述流体辐射部包括至少一个细长的辐射源组件。
101.如权利要求100所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述至少一个细长的辐射源组件包括至少一个细长的辐射源。
102.如权利要求101所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述至少一个细长的辐射源包括紫外线辐射源。
103.如权利要求102所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述紫外线辐射源包括低压紫外线辐射灯。
104.如权利要求102所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述紫外线辐射源包括低压高输出紫外线辐射灯。
105.如权利要求102所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述紫外线辐射源包括中压紫外线辐射灯。
106.如权利要求102所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述紫外线辐射源包括电介质阻挡放电(DBD)的紫外线辐射灯。
107.如权利要求102所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述紫外线辐射源包括紫外线辐射发光二极管(LED)或者紫外线辐射LED阵列。
108.如权利要求101-107中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述至少一个细长的辐射源被设置在保护套管中。
109.如权利要求108所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述保护套管由辐射透明材料构成。
110.如权利要求109所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述辐射透明材料为石英。
111.如权利要求100-107中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述细长的辐射源组件包括纵轴，所述纵轴被构造成与流体流经所述流体辐射部的方向交叉。
112.如权利要求100-107中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述细长的辐射源组件包括纵轴，所述纵轴被构造成与流体流经所述流体辐射部的方向正交。
113.如权利要求100-107中任一项所述的流体处理系统，其特征在于，包括多个辐射源组件。
114.如权利要求113所述的流体处理系统，其特征在于，其中，所述多个辐射源组件被设置在辐射源阵列中。
115.如权利要求114所述的流体处理系统，其特征在于，所述阵列包括中心部分，所述流体分离部被设置在所述中心部分中。
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