CN102711944A - 用于液体处理的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于液体处理的设备，包括：过滤器模块，该过滤器模块具有过滤器、用于液体的入口、用于液体的第一出口、用于被过滤液体的第二出口，其中入口和第一出口位于过滤器的第一侧，第二出口位于过滤器的第二侧；第一UV处理模块，该第一UV处理模块具有第一UV光源，其中第一UV处理模块与过滤器模块的第一出口相连，并适于接收来自过滤器模块的液体以及将该液体暴露于来自第一UV光源的UV光；以及第二UV处理模块，该第二UV处理模块具有第二UV光源，其中第二UV处理模块与过滤器模块的第二出口相连，并适于接收来自过滤器模块的被过滤液体以及将该液体暴露于来自第二UV光源的UV光。

Description

用于液体处理的设备

本发明涉及对液体尤其是压载水和来自工业处理的（废）水进行处理和消毒的设备。

压载水由海船从海中获取以稳定船舶并确保其适航性。然而，通过在第一位置处获取压载水而在第二位置处释放压载水，常常将有机物引入外地的生态系统。为了克服这一问题，海船通常设有粗糙、机械的过滤器以对所获取的压载水进行过滤。据此，不利的是过滤器需要定期维护和净化或甚至在一定时间之后被更换，如WO 2004/002895A2中所描述的那样。

WO 2007/130029中描述了一种改进。随时间堵塞的过滤器元件被冲洗以便再次使用。然而，在这种情况下，也不能保证形成于过滤器元件内部的碎屑被完全移除。此外，冲洗所使用的大量液体以及其所包括的脱落的污染物在不经处理的情况下就被排放至海水中。

因此，现有技术已知的净化压载水的方法和装置在压载水的处理期间仅提供较低的灵活性、可靠性和/或环境安全性。此外，使用已知的压载水处理方法和设备需要相对较高的维护消耗，并且不能有效防止有机物被引入外地生态系统。

类似问题也存在于工业工艺液体的处理、尤其是工业废水的处理中。

因此，本发明的目的是提供一种用于液体处理的设备以对液体进行处理和消毒，该设备能够在低功耗和高灵活性的情况下可靠地工作并保证对所处理液体的充分净化。

该目的通过根据权利要求1所述的特征组合来解决。有利的实施方式是从属权利要求的内容。

根据本发明的用于液体处理的设备包括过滤器模块，该过滤器模块具有过滤器、用于液体的入口、用于液体的第一出口、用于被过滤液体的第二出口，其中用于液体的入口和用于液体的第一出口位于过滤器的第一侧，用于被过滤液体的第二出口位于过滤器的与第一侧相对的第二侧。换言之，用于通过入口进入的液体的第一出口位于过滤器上游（在过滤器“之前”），而用于通过入口进入的液体的第二出口位于过滤器下游（在过滤器“之后”）。因此，流过入口的液体必然穿过过滤器，以流动至过滤器模块的第二出口，使得被过滤液体流过过滤器模块的第二出口离开过滤器模块。相反地，与入口位于过滤器的相同侧的第一出口用于引导用于（反）冲洗过滤器的大量液体在无需穿过过滤器的情况下离开过滤器模块。

根据本发明的设备还包括第一UV处理模块，该第一UV处理模块具有第一UV光源，其中第一UV处理模块与过滤器模块的第一出口相连，并适于接收来自过滤器模块的液体以及将所接收的液体暴露于来自第一UV光源的UV光。为此，在过滤器的（反）冲洗过程中所使用的大量液体暴露于使用紫外线辐射的处理并由此获得消毒效果。

此外，根据本发明的设备还包括第二UV处理模块，该第二UV处理模块具有第二UV光源，其中第二UV处理模块与过滤器模块的第二出口相连，并适于接收来自过滤器模块的被过滤液体以及将所接收液体暴露于来自第二UV光源的UV光。第二UV处理模块被形成且设置为与第一UV处理模块相独立的模块。

据此，有利地，从过滤器模块流过第二出口的被过滤液体以及流过过滤器模块的第一出口并离开过滤器模块的液体在相应的各个UV处理模块中暴露于紫外线辐射以对相应的液体进行消毒。具体地，根据本发明的用于压载水处理的设备的优点在于，（反）冲洗操作中所使用的液体可在流出过滤器模块之后通过紫外光进行消毒。

优选地，该设备包括位于过滤器模块的第一出口与第一UV处理模块之间的第一排水阀以及位于过滤器模块的第二出口与第二UV处理模块之间的第二排水阀。因此，在该设备运行期间，当第一排水阀打开且第二排水阀关闭时，来自所述过滤器模块的液体将仅流动至第一UV处理模块。因此，由于存在于过滤器模块中的压力或使用主动抽吸，过滤器的反冲洗可通过使已被过滤但依然存在于过滤器模块中的液体“向后”穿过过滤器来实现，从而使过滤器的面对入口一侧的碎屑脱落并被带走。此外，还可进行冲洗过程，其中，附加的液体通过过滤器模块的入口流入过滤器模块并沿着过滤器的被碎屑污染的侧面流动，使得碎屑脱落并通过第一出口冲出过滤器模块。据此，有利的是，例如在压载水处理中，从过滤器脱落并存在于（反）冲洗所使用的液体中的碎屑可在被引导返回压载水罐或被排放至海水中之前暴露于使用紫外光的处理。

相反地，当第二排水阀打开且第一排水阀关闭时，来自过滤器模块的液体仅流至第二UV处理模块，因此来自过滤器模块的被过滤液体可随后暴露于使用紫外光的消毒处理。

优选地，该设备还包括第三UV处理模块，该第三UV处理模块具有第三UV光源，其中第三UV处理模块与第二UV处理模块以串联方式连接，并适于接收来自第二UV处理模块的液体以及将该液体暴露于来自第三UV光源的UV光。据此，由于第二UV处理模块中某些“无效流”（即因第二UV处理模块的几何结构而仅暴露于低UV强度的流）可在第三UV处理模块中被再次处理，故增加了使用紫外光处理的效力。附加的UV处理模块还能以串联方式布置于第一UV处理模块下游。

优选地，第二UV处理模块与第一UV处理模块相连并适于接收来自第一UV处理模块的液体以及适于将所接收的液体暴露于来自第二UV光源的UV光。作为第三UV处理模块的替代，已经在第一UV处理模块中通过紫外光进行处理的液体因此可在第二UV处理模块再次得到处理。类似地，第一UV处理模块可适于接收来自第二UV处理模块的液体并适于将所接收的液体暴露于来自第一UV光源的UV光。

优选地，过滤器模块的入口与第一UV处理模块相连，并且过滤器模块适于接收来自第一UV处理模块的液体。因此，已经在第一UV处理模块中通过紫外线辐射处理的液体随后可被引导回过滤器模块以用于过滤。

优选地，过滤器位于过滤器模块的内部并具有圆筒形状。优选地，圆筒形过滤器包围过滤模块的入口和第一出口并使入口/第一出口与第二出口“分离”，使得进入的流体从内向外穿过过滤器，从而作为被过滤液体通过第二出口离开过滤器。可替换地，入口、第一/第二出口和过滤器还可相对于彼此以进入的流体从外向内穿过过滤器以到达第二出口的方式布置。

特别优选地，该设备还包括用于清洁过滤器的装置，该装置适于对过滤器模块的面对流体入口的一侧（即过滤器的积累遗留物的一侧（滞留物侧））进行清洁。在这方面，过滤的这一侧不需要在物理上（完全地）面对入口。除了通过完全机械地使过滤器的滞留物侧的这种碎屑脱落的用于清洁过滤器的装置，具体还包括通过抽吸从过滤器的该侧移除碎屑的用于清洁过滤器的装置。

特别优选地，用于清洁过滤器的装置因此包括至少一个抽吸元件以对过滤器的滞留物侧进行清洁。为了能够清洁过滤器的整个表面，抽吸元件优选地联接至可枢转管，在可枢转管处的压力低于过滤器内部的压力。可使用合适的抽吸泵或排水阀来实现较低的压力，从而可在管内部与周围环境之间产生压力补偿。优选地，抽吸元件的设有抽吸开口的一端还（几乎）与过滤器的待清洁侧接触，从而通过过滤器模块内部与可枢转管内部的压力差，可产生穿过过滤器并进入抽吸元件的反冲洗流。在另一端，抽吸元件附接至管，使得反冲洗流可流入管。

特别优选地，可枢转管的一端与过滤器模块的用于未过滤液体的第一出口相联。可替换地，管本身形成过滤器模块的第一出口。因此，相应地吸出的反冲洗液体可暴露于第一UV处理模块中使用紫外线辐射的消毒。

可替换地或除了对过滤器的与未过滤液体接触的一侧的碎屑的抽吸之外，用于清洁过滤器的装置优选地包括适于使过滤器暴露于超声波的至少一个第一超声波源。

特别优选地，上述UV处理模块中的每一个中可设置单独的超声波源，其适于使相应的UV处理模块中的液体暴露于超声波。据此，能够在液体中实现额外的净化效果。

在特别优选的实施方式中，该设备被当做用于压载水处理的设备。

通过参考附图和权利要求，在下面的实施方式的描述中对本发明的其它特征和优点进行了说明。

图1示出了根据本发明的用于压载水处理的装置的示意图；以及

图2示出根据优选实施方式的用于压载水处理的装置的过滤器模块的示意性剖视图。

在图1中，示出了用于液体净化和消毒的设备100，设备100具有用于压载水处理的装置的形式，该装置具有过滤器模块10并具有中空圆筒形且由不锈钢管制成。在过滤器模块10的上端设有压载水入口12，在其下端设有第一压载水出口14。在过滤器模块10的管的罩上设有第二出口16。通过入口12进入过滤器模块10的压载水可从该设备运行的船舶的压载水罐（未示出）获取，也可以从海水中获取。

在过滤器模块10的内部存在中空圆筒形式的过滤器18。在图1所描绘的实施方式中，入口12和第一出口14位于过滤器18的相同侧，使得流过入口12的压载水能够穿过第一出口14离开过滤器模块10而不经过过滤器18。在这种冲洗过程中，穿过的压载水能够使碎屑从过滤器18的内部脱落并带走碎屑，从而对过滤器18进行清洁。

然而，入口12和第二出口16位于过滤器18的相对侧，使得如果所述液体穿过过滤器18，则流过入口12的液体仅能够到达第二出口16。

在这种意义上，第一出口14位于过滤器18的上游，而第二出口位于过滤器18的下游。然而，入口和两个出口还可位于过滤器模块10的不同位置处，假定入口和第一出口位于上游/过滤器“之前”，第二出口位于下游/过滤器“之后”。例如，入口12还可从底部而不是如图1所示的顶部进入过滤器模块10。

在过滤器模块10的内部还设有用于清洁过滤器的装置20，装置20具有杆状超声波源的形式并使过滤器18的内部暴露于超声波，以使形成在过滤器18上的碎屑脱落。以这种方式脱落的碎屑随后通过过滤器模块10的第一出口14被冲走。可替换地，超声波源还可被实现为点状（压电）辐射器或其它常见的超声波源形式。具体地，压电超声波源能够位于过滤器模块10的罩以辐射至过滤器模块10的内部。

在图1所示的实施方式中，过滤器模块10的第一出口14通过设有排水阀24的管线22与第一UV处理模块26相连。因此，来自过滤器模块10的（反）冲洗液体可被引入第一UV处理模块26内并暴露于紫外光处理。为此，第一UV处理模块26具有第一UV光源28，第一UV光源28由石英覆层包围，待处理的液流绕第一UV处理模块26循环。

为了增强净化效果，除了UV光源之外，模块26中还设有使模块26中的液体暴露于超声波的超声波源30。因此，被净化且消毒的液体随后能够被引导通过管线32返回至压载水罐（未示出）或返回海水中，或者能够被引导通过具有排水阀36的管线34返回过滤器模块10的入口12。

过滤器模块10的第二出口16通过具有排水阀39的管线38与第二UV处理模块40相连，第二UV处理模块40具有第二UV光源42和超声波源44。如图1可见，第一UV处理模块和第二UV处理模块是两个单独设计且单独布置的用于UV处理的模块。过滤后的液体从过滤器模块10穿过第二出口16，因此可在过滤过程之后暴露于紫外线辐射，并且还可暴露于超声波能量。据此，实现了额外的净化效果。因此，被净化且消毒的压载水随后能够在第三UV处理模块46中进行进一步处理，或者可被直接引导返回压载水罐或返回海中。

当第一排水阀24关闭且第二排水阀39打开时，从压载水罐或海水（未示出）获取的压载水可在过滤器模块10中进行过滤，并且随后可至少在第二UV处理模块40中具体使用紫外线辐射进行进一步处理。相反，当排水阀39关闭且排水阀24打开时，可通过冲洗或反冲洗对过滤器18进行清洁。为了进行清洗，压载水穿过入口12进入过滤器模块10，沿着过滤器18的内部行进，并在流过第一出口14离开过滤器模块10的过程中从过滤器18内冲走碎屑。为了进行反冲洗，位于过滤器18的“干净”侧的已过滤的压载水沿反方向再次穿过过滤器18（由于过滤器模块10与管线22之间的压力差），由此使碎屑从过滤器18的面对入口12的“污染”侧脱落。脱落的碎屑随后通过第一出口14被带出过滤器模块10。

为了增强穿过第一出口14离开模块10的液体的消毒和净化效果，在第一UV处理模块26中被处理的液体可通过具有排水阀50的附加管线48引导至第二UV处理模块40。

在图2中，示出了图1的过滤器模块10的可选实施方式的剖视图。

根据设备100的第二实施方式，作为具有如第一实施方式中所提供的长形超声波源形式的用于清洁过滤器的装置20的替代，图2中所描绘的用于清洁过滤器18内部的过滤器模块10包括用于清洁过滤器的装置20，该装置20具有两个抽吸元件52以对过滤器18的面对过滤器模块10的入口12的一侧进行清洁。

抽吸元件52在它们各自的一端处通过相应的桥接器54与枢转管56相连，并且在它们各自的另一端处附接至过滤器18内侧或至少与过滤器18内侧具有很小的间距。通过各抽吸元件52的面对过滤器18内部的抽吸开口（未示出），来自过滤器模块10的液体可被吸入抽吸元件52并通过桥接器54进入管56。为了在管56中产生合适的负压，管线22中设有泵58，管56在第一出口14处分叉进入管线22。可替换地，可采用合适的排水阀来替代泵，以使管56的内部设置在环境压力下。

通过这种抽吸并使抽吸开口靠近过滤器18的内部，使得基本上仅已过滤的液体穿过过滤器18，从而使可能存在的碎屑从内部脱落，并通过抽吸开口被运送至抽吸元件内并且进一步通过管56进入管线22。

图2的剖视图中所示的两个抽吸元件52均位于管56上并在圆周方向上彼此偏离180度，但在管56的轴向方向上具有小的重叠。据此，确保当使用驱动机构（未示出）使管56枢转时，这两个抽吸元件52覆盖并清洁过滤器18的整个内部。

管56位于圆筒形过滤器模块10的中心并平行于过滤器模块10的纵轴线。

在权利要求的范围内，可对上述实施方式进行修改。

Claims (11)

1.用于液体处理的设备，包括：

过滤器模块（10），所述过滤器模块（10）具有过滤器（18）、用于液体的入口（12）、用于液体的第一出口（14）、用于被过滤液体的第二出口（16），其中，所述入口（12）和所述第一出口（14）位于所述过滤器（18）的第一侧，所述第二出口（16）位于所述过滤器的第二侧；

第一UV处理模块（26），所述第一UV处理模块（26）具有第一UV光源（28），其中，所述第一UV处理模块（26）与所述过滤器模块（10）的所述第一出口（14）相连，并适于接收来自所述过滤器模块（10）的液体以及将所接收的液体暴露于来自所述第一UV光源（28）的UV光；以及

第二UV处理模块（40），所述第二UV处理模块（40）具有第二UV光源（42），其中，所述第二UV处理模块（40）与所述过滤器模块（10）的所述第二出口（16）相连，并适于接收来自所述过滤器模块（10）的被过滤液体以及将所接收的被过滤液体暴露于来自所述第二UV光源（42）的UV光。

2.根据权利要求1所述的设备，包括：

位于所述过滤器模块（10）的所述第一出口（14）与所述第一UV处理模块（26）之间的第一排水阀（24）；以及

位于所述过滤器模块（10）的第二出口（16）与所述第二UV处理模块（40）之间的第二排水阀（39），

从而在所述第一排水阀（24）打开且所述第二排水阀（39）关闭时，来自所述过滤器模块（10）的液体仅到达所述第一UV处理模块（26），而在所述第二排水阀（39）打开且所述第一排水阀（24）关闭时，来自所述过滤器模块（10）的液体仅到达所述第二UV处理模块（40）。

3.根据权利要求1或2所述的设备，还包括第三UV处理模块（46），所述第三UV处理模块（46）具有第三UV光源，其中，所述第三UV处理模块（46）与所述第二UV处理模块（40）以串联方式联接，并适于接收来自所述第二UV处理模块（40）的液体以及将所接收的液体暴露于来自所述第三UV光源的UV光。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第二UV处理模块（40）与所述第一UV处理模块（26）相连，并适于接收来自所述第一UV处理模块（26）的液体以及将所接收的液体暴露于来自所述第二UV光源（42）的UV光。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述过滤器模块（10）的所述入口（12）与所述第一UV处理模块（26）相连，所述过滤器模块（10）适于接收来自所述第一UV处理模块（26）的液体。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述过滤器（18）位于所述过滤器模块（10）的内部并具有圆筒形状。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，还包括过滤器净化装置（20），所述过滤器净化装置（20）适于对所述过滤器（18）的滞留物侧进行清洁。

8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述过滤器净化装置（20）包括用于对所述过滤器（18）的滞留物侧进行清洁的至少一个抽吸元件（52），所述抽吸元件（52）联接至可枢转管（56）。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述可枢转管的一端与所述过滤器模块（10）的用于未过滤液体的所述第一出口（14）相连。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备，其中，所述过滤器净化装置（20）包括至少一个第一超声波源，所述至少一个第一超声波源适于使所述过滤器（18）暴露于超声波。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述UV处理模块（26、40、46）中的至少之一包括第二超声波源（30、44），所述第二超声波源（30、44）适于使相应的UV处理模块（26、40、46）中的液体暴露于超声波。

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