CN104321135A - 用于具有敞开的通道的uv水处理设施的混合设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于具有敞开的通道的水处理设施的混合设备，所述混合设备具有基体(2)，所述基体板形地或带形地构成以用于固定在通道壁部上，使得设有在工作时朝向通道壁部的下侧(6)和在工作时背离通道壁部的上侧(5)，其中设有多个凸起(3)，所述凸起始于基体(2)，所述凸起指向远离下侧(6)的方向并且延伸出由上侧(5)形成的平面，并且设有多个凹部(4)，并且其中分别在两个相邻的凸起(3)之间设置有凹部(4)。

Description

用于具有敞开的通道的UV水处理设施的混合设备

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的混合设备和一种具有权利要求8的前序部分的特征的UV水处理设施。

背景技术

长久已知的是：UV辐射起杀菌作用并且太阳光中自然出现的UV辐射在强度和持续时间充足的情况下已经具有消毒作用。为了对水和废水进行消毒，在小型和大型设施中使用UV辐射。在此，能够在UV辐射器设置在关闭的通道中的设施和UV辐射器设置在上部敞开的通道、所谓的槽中的设施之间进行区分。具有敞开的槽的第二结构类型当前用在废水技术中。在此，将净化的废水通过敞开的通道引导至UV设施并且在那里加载UV辐射，以便在一定程度上减少细菌数量，使得能够将净化的废水例如导入到水域中。在此，消毒能力能够高至使得允许导入到浴场水中。

废水处理设施通常构建成，使得水仅基于重力从入口穿过不同的处理级流动至出口，而不需要泵。因此，在废水技术中的UV处理设施中也期望将流动阻力保持得尽可能小，以便在所计划的流量率下实现同样小的压力损失。这种压力损失在设施工作时将表现为入口中的水位和出口中的水位之间的高度差。期望将这种高度差保持得尽可能小。

另一方面，应当确保设施的消毒能力，其中设施的效率表现为消毒能力和所使用的电功率之间的关系。出于经济性的原因，应当优化该效率。出于该原因在通道中使用为基本上细长的气体放电灯的UV辐射器，更确切地说，优选横向于流动方向成排使用。多排依次设置进而相互错开，使得一排的辐射器居中设在设置在上游的排的辐射器之间。在第一辐射器之间流过的水随后在中央撞到随后的辐射器上，所述辐射器居中地处于空隙之后。在该布置中，在侧向限界的通道壁和不同排的辐射器之间得到不同的间距。在具有辐射器和通道壁之间的较大间距的区域中与在其余的区域中相比辐射量较小。该效果应当得到补偿，借此每个在实际中出现的流动路径获得足够的且尽可能相同的UV量。

对此，从现有技术中已知不同的解决方案。已知的解决方案基本上基于：将具有不同横截面的连续的梁形的元件设置在通道的壁部上，所述元件减小相邻的UV辐射器和通道壁部之间的间距，即缩窄在那里形成的间隙。出版物…例如示出具有带有各四个UV辐射器的四排的通道，所述四排沿流动方向依次设置并且横向于其纵轴线迎流。辐射器因此垂直地悬挂在敞开的槽中。在具有分别距壁部最大间距的辐射器旁边设置有横截面为三角形的肋，所述肋在此缩窄在壁部和辐射器之间得到的间隙的可穿流的自由横截面。出版物WO 2008055344A1示出同样借助横截面为三角形的肋工作的不同的解决方案，其中肋一方面缩窄自由横截面并且另一方面使流动偏转。

出版物EP 0893411 B1示出下述解决方案，在所述解决方案中，侧向地在通道的壁部上设置有L形的型材，更确切地说也在此在UV辐射器的排依次错开设置的情况下分别在边缘侧的UV辐射器具有距通道壁部最大间距的位置处设置。在此，L形的型材连续地在相邻的辐射器的总长度之上安置在壁部上。所述型材基本上完全地偏转该区域中的水流。其目标在此为：使水在边缘区域中的流动完全地转向到与壁部间隔设置的辐射器上。

因此，所描述的技术解决方案应当影响流过通道的水或废水的流动路径，使得所述流动路径在辐射器具有距相邻的通道壁部较大间距的位置也到达较高辐射强度的区域中。在此，实际上得出两个问题。一方面，通过借助以均匀的横截面在相邻的辐射器的总长度之上沿着通道壁部延伸的装置使流动路径完全偏转，显著地缩窄通道的自由横截面，使得在通道设施的上游侧和下游侧之间的压力损失减小。另一方面，在所述装置的区域中加速流动，使得流动路径虽然偏转到更高强度的区域中，然而在那里具有更小的停留时间。以该方式没有优化地实现所期望的增大输送给流动路径的UV量的目标。

发明内容

因此，本发明的目的是，提出一种用于影响UV水处理设施中的流动的设备，所述设备在设施具有彼此错开设置的UV辐射器排的情况下优化对边缘侧的流动路径的辐照。此外，本发明的目的是提供一种UV水处理设施，其中实现以尤其好的效率进行UV消毒并且其中同时上游侧和下游侧之间的压力损失是尽可能小的。

所述目的由具有权利要求1的特征的设备和具有权利要求8的特征的设施来实现。因为混合设备具有在工作时伸入到通道的自由横截面中的多个凸起，并且因为在凸起之间分别沿流动方向观察设有表示可穿流的自由横截面的凹部，并且因为凸起和凹部之间的沿流动方向的有效面积的面积比<＝1，所以冲击流接触围绕凸起的所有侧并且尤其也流过凹部，使得实现有效的涡流进而实现颗粒在凹部之后重新分布，而没有不利地提高流动速度并且同时通过混合设备仅引起流动阻力少量提高，所述流动阻力在工作时可忽略并且尤其不引起在设施的上游侧和下游侧之间的明显的压力损失。

因为在根据本发明的UV水处理设施中沿流动方向观察，在相对于通道壁部错开一定间距的UV辐射器之前或者直接在其旁边设有具有凸起和凹部的混合设备，其中混合设备基本上平行于UV辐射器的纵轴线延伸，所以直接在相邻的辐射器旁边产生流动路径的混合，所述混合用于分配包含在所述流动路径中的致病的细菌。由此，将在流动路径中靠近通道壁部运送的细菌更靠近UV辐射器引导。在此，重要的是，流动速度总体上基本不提高并且仅产生小的压力损失。相对于现有技术减小的流动速度引起用于处于那里的致病的细菌的更高的UV量，因为对消毒而言决定性的UV量基本上是强度和停留时间的乘积。停留时间随流动速度减小而增大。

特别地，所述目的由一种用于具有敞开的通道的水处理设施的混合设备实现，所述混合设备具有基体，所述基体板形地或带形地构成为用于固定在通道壁部上，使得设有在工作时朝向通道壁部的下侧和在工作时背离通道壁部的上侧，所述目的通过下述方式实现：设有多个凸起，所述凸起始于基体，所述凸起指向远离下侧的方向并且延伸出由上侧形成的平面，并且设有多个凹部，其中分别在两个相邻的凸起之间设置有凹部。

优选地，凸起与基体一件式地构成，例如由不锈钢板构成。

此外，有利的是，凸起和凹部在一条直线上并排地设置。该实施方案能够尤其简单地制造，例如通过冲制或弯曲。

此外，对于小的流动阻力有利的是，在要处理的水的沿流动方向的投影中，凸起的面积的总和小于或等于凹部的面积的总和。特别地，所有凸起能够相同大并且各凸起的面积能够小于或等于相邻的凹部的面积。

当凸起的厚度等于基体的厚度时，得到简单的构件。

如果凸起分别通过侧棱边和前棱边限界，其中侧棱边的长度在2mm和45mm之间、优选在20mm和30mm之间、并且尤其为25mm，得到尤其好的功能，即在流动阻力小的情况下良好地混匀。前棱边的长度在2mm和100mm之间、优选在25mm和50mm之间、并且尤其为40mm。

所述目的也由一种UV水处理设施实现，所述UV水处理设施具有上部敞开的通道和多个设置在通道中的细长的且管形的UV辐射器，其中通道具有两个侧壁和底壁，并且其中UV辐射器平行于侧壁并且不平行于底壁定向，即或者垂直地或者相对于流动方向倾斜地设置在通道中，这进一步是在将至少一个具有多个凸起的混合设备设置在平行于辐射器的侧壁上，使得这些凸起在工作时伸入到通道的自由横截面中的情况下。

优选地，分别沿流动方向观察分别在两个凸起之间设有凹部，所述凹部表示可穿流的自由横截面。

当凸起的沿流动方向的有效面积与凹部的相应的面积的面积比小于或等于1时，在压力损失小的情况下得到在边缘侧在通道中流动的水的尤其好的混合。

优选地，沿流动方向观察，至少一个混合设备在上游设置在相邻的UV辐射器之前或者直接设置在其旁边。

附图说明

下面根据附图描述本发明的实施例。附图示出：

图1示出具有矩形凸起的混合设备的立体图；

图2示出具有敞开的槽和装入其中的根据图1的混合设备的UV水处理设施；以及

图3示出图2中的水处理设备的具有模拟的流动路径的水平截面。

具体实施方式

图1示出根据本发明的混合设备的立体图。混合设备1具有细长的、板形的基体2和始于该基体的凸起3。凸起3通过位于其之间的凹部4彼此间隔开。

详细地，基体3构成为金属带。所述金属带具有上侧5和在图1中不可见的下侧6。基体2由总共六个长孔7穿过，所述长孔用于将混合设备1固定在水处理设备的通道的壁部上。凸起3一件式地连接于基体2并且相对于上侧5的平面向上弯曲。凸起3具有侧棱边8和前棱边9。侧棱边8彼此平行地伸展，而前棱边9大致与侧棱边8成直角地伸展并且将所述侧棱边彼此连接。存在基本上矩形的凸起3。

凹部4设置在凸起3之间。所述凹部由凸起3的侧棱边8限界。下棱边10朝向基体2对凹部4限界。整体上，在细长的基体2的长度之上得到凸起3和凹部4的规则的序列，其中凸起3雉堞状地伸出基体2的上侧5。

实际上，混合设备由金属带制成，所述金属带的宽度对应于基体2的宽度加上侧棱边8的长度。因此，在所述金属带中切出凹部4，以便在凹部之间形成凸起3。因此，如此产生的凸起3以在图1中可见的方式大致成直角地向上从上侧5的平面中弯曲。

在凹部4的区域中，基体2完全是平坦的，使得在两个相邻的凸起3之间没有材料向上伸出基体2的上侧5。在侧棱边8与前棱边9和下棱边10成直角地取向的实施方式中，通过前棱边9与下棱边10的长度比来进行确定。如果前棱边9和下棱边10的长度相同，那么凸起3和凹部4之间的面积比是1:1。因为根据图1的混合设备在工作时以下侧6安置到通道的壁部上并且沿流动箭头11的方向迎流，所以该比值也确定流动阻力。对于尽可能小的流动阻力有利的是，凸起3的面积小于或等于凹部4的面积，因此在矩形的凸起3和凹部4的情况下，前棱边9的长度小于或等于下棱边10的长度。

侧棱边8的长度确定凸起9伸入到水流中并且搅动所述水流的程度。现在优选的是，侧棱边8不超过45mm的长度，优选地具有20至25mm的长度。

还可以考虑混合设备的其他的结构形式，所述结构形式与图1的矩形的、接合状的造型不同。因此，凸起在没有示出的实施方式中也能够是梯形的或三角形的。那么，凸起之间的凹部得到与之互补的形状。又重要的是，凸起和凹部之间的面积比与几何造型无关地小于或等于1。

在图2中示出UV水处理设施的立体图。

设施具有带有侧壁16和底壁17的向上敞开的通道15。在工作中由废水流过的通道15中设有辐射器装置18，所述辐射器装置包括多个UV辐射器19。辐射器19的结构类型是已知的。其为所谓的UV水银低压辐射器。在图2中，从后向前沿流动箭头11的方向流过设施。

为了高的辐射强度，在设施中设有多个辐射器19。详细地，图2中的设施总共包括24个辐射器19。辐射器以各六个辐射器成一排横向于流动方向11定向。各具有六个辐射器的总共四排在流动方向11上依次设置。因此，在图2中可见四排中沿流动方向的最后一排。仅可见该最后一排的总共六个辐射器19中的五个，因为在图2中左侧最靠外的辐射器通过立体图由侧壁16遮挡。

在图2中右侧的辐射器19具有距相邻的侧壁16的相对大的间距。在所述间距中设置有如之前参考图1描述的混合设备1。

混合设备1平行于辐射器19的纵轴线固定在侧壁16的内侧上，更确切地说借助下侧6贴靠在侧壁16。上侧5指向辐射器19。同样地，凸起3垂直地远离侧壁16指向辐射器的方向。因此，凸起3伸入到通道15的内部空间中。

图2中的UV辐射器示出UV辐射器19的结构形式，其中各个辐射器相对于流动方向倾斜一定角度。混合设备1刚好以所述角度固定在侧壁16上。UV水处理设备的更准确的构造下面参考图3详细描述，所述图3示出沿着图2中的线III-III的水平纵截面。

图3示出沿着图2中的线III-III的水平纵截面的俯视图。具有侧壁16的通道15在此作为流动路径的限界示出，水在所述流动路径中沿流动方向11流过水处理设备。沿流动方向11设置有具有各六个UV辐射器的4个排。上游的排包括六个辐射器21，第二排包括六个辐射器22，沿流动方向的第三排包括六个辐射器23并且最后一排包括已经在图2中描述的辐射器19。

辐射器21不均匀地在通道15的宽度之上分布。更确切地说，该排的六个辐射器21具有彼此间均匀的间距，然而相对于流动方向11向左、在图3中即向上偏移，使得沿流动方向观察左侧的、在图3中在上方的辐射器21与沿流动方向右侧的、在图3中在下方示出的辐射器21’相比更靠近侧壁16安装。在沿流动方向右侧的辐射器21’和侧壁16之间因此得到空隙，在所述空隙中设置有混合设备1。

具有辐射器22的第二排类似地构建。辐射器22相互间具有均匀的间距。然而，辐射器沿流动方向观察向右偏移，使得在图3中在下方示出的右侧的辐射器22与沿流动方向左侧的、在图3中设置在上方的辐射器22’相比更靠近通道15的侧壁16设置。

相应地，在图3中上方的辐射器22’和通道15的侧壁16之间得到空隙，在所述空隙中又设置有混合设备1。

辐射器21一方和辐射器22另一方的排的所描述的偏移得出两个排彼此间的定向，其中分别将辐射器22居中地设置在两个置于上游的辐射器21之间得出的空隙之后。以该方式，实现尤其可靠的消毒装置。在辐射器21之间穿过的颗粒几乎居中地撞到辐射器22上。如果所述颗粒在辐射器21之间穿过时接收相对小的UV量，那么所述颗粒在经过随后的辐射器22时必然获得更高的辐射量。混合设备1通过搅动改进在辐射器和侧壁16之间的空隙中的消毒，因为在此在壁部附近不能够构成流动路径，其中颗粒仅经受小的UV强度。此外，混合设备不引起水流沿流动方向11的流动路径的显著的偏转，使得在该区域中不出现流动的干扰性的加速，所述加速可能引起减小UV的量。

辐射器23和19的设置相应于辐射器21和22的设置。辐射器23相对于流动方向向左偏移，辐射器19向右偏移。在分别得到的空隙中将两个混合设备1安装在侧壁16上，为每个辐射器排安装各一个混合设备。

Claims (11)

1.一种用于具有敞开的通道的水处理设施的混合设备，所述混合设备具有基体(2)，所述基体板形地或带形地构成以用于固定在通道壁部上，使得设有在工作时朝向所述通道壁部的下侧(6)和在工作时背离所述通道壁部的上侧(5)，其特征在于，设有多个凸起(3)，所述凸起始于所述基体(2)，所述凸起指向远离所述下侧(6)的方向并且所述凸起延伸出由所述上侧(5)形成的平面，并且设有多个凹部(4)，其中在两个相邻的凸起(3)之间分别设置有凹部(4)。

2.根据权利要求1所述的混合设备，其特征在于，所述凸起(3)是与所述基体(2)一件式构成的。

3.根据上述权利要求中的任一项所述的混合设备，其特征在于，所述凸起(3)和所述凹部(4)是在一条直线上并排设置的。

4.根据上述权利要求中的任一项所述的混合设备，其特征在于，所述凸起(3)的面积的总和小于或等于所述凹部(4)的面积的总和。

5.根据上述权利要求中的任一项所述的混合设备，其特征在于，所述凸起(3)同样大，并且各凸起(3)的面积小于或等于相邻的凹部(4)的面积。

6.根据上述权利要求中的任一项所述的混合设备，其特征在于，所述凸起(3)的厚度等于所述基体(2)的厚度。

7.根据上述权利要求中的任一项所述的混合设备，其特征在于，所述凸起(3)分别通过侧棱边(3)和前棱边(9)限界，其中所述侧棱边(8)的长度在2mm和45mm之间，并且所述前棱边(9)的长度在2mm和100mm之间。

8.一种UV水处理设施，所述UV水处理设施具有上部敞开的通道(15)和多个设置在所述通道(15)中的细长的且管形的UV辐射器(19，20，21，22)，其中所述通道具有两个侧壁(16)和底壁(17)，并且其中所述UV辐射器平行于所述侧壁(16)并且不平行于所述底壁(17)定向，其特征在于，具有多个凸起(3)的至少一个混合设备(1)设置在平行于辐射器(19，20，21，22)的侧壁上，使得所述凸起(3)在工作时伸入到所述通道的自由横截面中。

9.根据权利要求8所述的UV水处理设施，其特征在于，分别沿流动方向(11)观察，在各两个凸起(3)之间设有凹部(4)，所述凹部表示能穿流的自由横截面。

10.根据权利要求9所述的UV水处理设施，其特征在于，所述凸起(3)和所述凹部(4)之间的沿流动方向(11)的有效面积的面积比小于或等于1。

11.根据上述权利要求8至10中的任一项所述的UV水处理设施，其特征在于，沿流动方向(11)观察，至少一个所述混合设备(1)在上游设置在相邻的所述UV辐射器(19，20，21，22)之前或者直接设置在相邻的所述UV辐射器旁边。