CN113493232A - 一种紫外线辐射流体处理器 - Google Patents
一种紫外线辐射流体处理器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113493232A CN113493232A CN202010259087.XA CN202010259087A CN113493232A CN 113493232 A CN113493232 A CN 113493232A CN 202010259087 A CN202010259087 A CN 202010259087A CN 113493232 A CN113493232 A CN 113493232A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fluid
- axis
- ultraviolet radiation
- treatment chamber
- outlet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 345
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 214
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 22
- 230000000712 assembly Effects 0.000 claims description 13
- 238000000429 assembly Methods 0.000 claims description 13
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000012206 bottled water Nutrition 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000645 desinfectant Substances 0.000 description 1
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000415 inactivating effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
- C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
- C02F2201/322—Lamp arrangement
- C02F2201/3227—Units with two or more lamps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/04—Disinfection
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
本发明涉及一种紫外线辐射流体处理器,由流体密封腔体,紫外线辐射源组件和位于流体密封腔体内的导流板等组成。流体密封腔体为平面四通管状结构,其中位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口,另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭,两挡板相互平行,从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直流体处理腔室。紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的细长形紫外线辐射源和保护套管。这些辐射源组件相互平行且与流体流动方向基本垂直。本发明具有结构紧凑,操作灵活和造价相对较低等优点。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种水处理设备,特别是涉及一种紫外线辐射流体处理器。
【背景技术】
紫外线辐射流体处理技术是通过紫外线辐射来灭活受到辐射的流体中的微生物,从而使流体消毒的技术。它由于具有较高的杀菌效率,对大多数致病原生动物,细菌和病毒都能高效杀灭的杀菌广谱性,不产生与有毒消毒剂残留物相关的问题和二次污染,运行安全可靠,维护简单方便,费用低和占地面积的优点而在现代饮用水及污水处理中得到了日益广泛的重视和应用。
被处理流体中微生物对紫外线辐射的反应取决于它们在流体流过流体处理系统的过程中接受的紫外线辐射剂量。紫外线辐射剂量定义为紫外线辐射强度和受辐射时间的乘积。理想的情况是紫外线辐射强度和流体流速都在流体处理区域内呈均匀分布,从而使流体中所有微生物在流体流过流体处理系统的过程中接受到相同的辐射剂量。优化设计紫外线辐射流体处理系统的目的就是要尽可能实现这种均匀的辐射剂量分布,使所有被处理流体在流过流体处理系统的过程中受到尽可能接近相等的设计紫外线辐射剂量的辐射。
目前使用的紫外线辐射流体处理系统,按流体在系统中是否具有自由表面可分为有压和无压紫外线辐射流体处理系统两类。其中,有压紫外线辐射流体处理系统具有封闭的流体处理腔室,所有内壁面均与流体接触,在流体处理腔室中没有自由表面,而无压紫外线辐射流体处理系统的流体处理腔室既可以是封闭的也可以是不封闭的,但流体在流体处理腔室中不与所有的内表面完全接触,有自由表面存在。无论哪一种类型的紫外线辐射流体处理系统,都要使流过流体处理系统的所有流体受到接近或等于灭活存在于流体中的任何微生物所要求的紫外线辐射剂量。为了实现这种理想的紫外线辐射剂量分布,现有紫外线辐射流体处理技术和装置所采用的紫外线辐射源排列方式不外乎下列三种及其组合:
1、紫外线辐射源在垂直于流动方向的平面内单行排列或在多个这样位于不同平面的单行相互交错排列(美国专利5200156)。在采用紫外线辐射源单行排列布置的流体处理区域中,流体从紫外线辐射源之间的空间流过。在采用交错排列布置紫外线辐射源的流体处理区域中,穿过第一行紫外线辐射源之间的空间流体被第二行的紫外线辐射源阻挡分割而绕第二行的紫外线辐射源流过。在这种交错排列布置方式中,由于相邻紫外线辐射源相互吸收紫外线,阻碍紫外线辐射源向上游和下游辐射,因而降低了紫外线辐射能的利用率。此外,和其它排列布置方式相比,对于相同数量的紫外线辐射源,这种排列布置产生的流动阻力损失较大。
2、紫外线辐射源沿圆周环向排列(美国专利7097764)在一些紫外线辐射流体处理系统中,紫外线辐射源沿圆心在流体处理区域轴线上的大致圆形设置以改善紫外线辐射剂量在流体处理区域内的分布。但是,即使在这些系统和使用类似排列布置的紫外线辐射流体处理系统中,也存在着流体不能接受到灭活微生物所要求的最小辐射剂量的区域。这些系统的流体处理区域的流速分布造成了其中一部分流体接受到低剂量的紫外线辐射,而另一部分流体则接受到高剂量紫外线辐射,从而导致紫外线辐射剂量在较宽的区间内变化和接受较低紫外线辐射剂量的微生物不被灭活的风险。
3、紫外线辐射源按V形依流体流动方向对称排列(美国专利7507973)有一些紫外线辐射流体处理系统,为了使紫外线辐射剂量在流体处理区域内接近分布,其位于流体处理区域的紫外线辐射源组件与流体流动方向基本垂直且关于流体流动方向对称,由位于流体流动方向同一侧的两个或多个辐射源轴线所构成的平面与由位于流体流动方向另一侧的两个或多个辐射源轴线所构成的平面相交而成关于流体流动方向对称的V形。单个辐射源布置于V的顶点即两平面的交线上。V的顶点既可位于流体处理区域的进口侧,又可置于流体处理区域的出口侧。在流体处理区域几何形状及尺寸一定的条件下,这种布置方式在紫外线辐射源数目较少的情况下能减小紫外线辐射源之间的相互吸收,便于紫外线辐射源向上游和下游辐射,但在紫外线辐射源数目较多的情况下会造成流体流过处理区域的阻力损失较按圆形分布的阻力损失大。
如上所述的紫外线辐射源布置方式的实质是使紫外线辐射源在流体处理区域中垂直于流动方向的平面上的投影均匀排列,从而使流体在通过流速均匀分布的流体处理区域的过程中受到剂量大致均匀的辐射。由于常见的流体处理区域多为轴线垂直于流动方向的圆柱体形状的三维空间,过流断面面积为一系列长度相等宽度沿程不断变化的矩形,流体在流体处理区域中沿流动方向的流速分布并不均匀,因而导致流体通过流体处理区域所受到的辐射剂量的不均匀分布和紫外线辐射流体处理系统产生的紫外线辐射能量的利用不充分。
为了使流动的流体接受到接近相等的紫外线辐射剂量,还可根据需要在流体处理区域中最靠近壁面的一对辐射源的上游设置开口边与紫外线辐射源平行的导流板。也有一些紫外线辐射流体处理系统,导流板位于紫外线辐射源之间。导流板的作用是引导流体向紫外线辐射源流动。这种方法除了增加通过反应器的流动阻力损失外,还会造成导流板背面几乎没有流动的静流区,导致局部区域的紫外线辐射剂量大幅增加。
综上所述,紫外线辐射强度随着距离辐射源的距离增加而迅速降低,而流体接受辐射的时间又与流体处理区域的流速分布有关。流体处理区域复杂的几何形状决定了其复杂的流体动力学特性,从而导致流体流动速度有可能在辐射强度最低的区域内最高。在这种情况下,其中一些微生物在相对短的时间内暴露于低紫外线辐射强度,从而导致它们仅在接受到相对低的紫外线辐射剂量后就离开了流体处理区域。这是紫外线辐射流体处理系统潜在的工艺过程限制。例如,如果有1%的微生物实际接受的紫外线辐射剂量低于灭活要求的剂量,那么无论实际的平均剂量是多少,系统可达到的最大灭活率仅为99%。由此可见,平均紫外线辐射剂量并不能准确反映紫外线辐射流体处理系统的性能。这就是现有一些紫外线辐射流体处理系统需要采用远大于灭活被处理流体中的微生物所需要的紫外线辐射剂量才能达到的流体处理标准要求的原因。虽然超过要求的紫外线辐射剂量不会对被处理流体产生不良影响,但是紫外线辐射剂量在紫外线辐射流体处理系统中的不均匀分布导致系统的紫外线辐射效率降低,增加设备投资和运行费用。因此,还有必要结合流体处理区域的流体动力学特性和紫外线辐射强度分布,进一步探索和找到一种构造简单,用料经济,结构优化的紫外线辐射流体处理系统设计。
【发明内容】
为了解决上述的技术问题,本发明提供了一种紫外线辐射流体处理器,具有结构紧凑,紫外线辐射剂量分布均匀以及运行效率高等特点。
本发明的具体技术方案如下:提供一种紫外线辐射流体处理器,由流体密封腔体和紫外线辐射源组件等组成;流体密封腔体为平面四通管状结构,其中位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口,另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭,从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直的流体处理腔室。紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的至少两个细长形紫外线辐射源和保护套管;这些辐射源组件相互平行且与流体流动方向基本垂直,其位置按根据流体处理腔室端面尺寸确定的抛物线y=ax2+b分布规律依由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面两侧对称排列,所述的抛物线方程的坐标系以流体密封腔体中心点为原点,以流体进出口轴线为y轴和以通过原点且垂直于流体流动方向为x轴。
优选地,所述流体密封腔体为四通管状结构,位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口,另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭,从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直流体处理腔室;所述紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的至少两个细长形紫外线辐射源和保护套管;这些辐射源组件相互平行且与流体流动方向基本垂直,其位置按根据流体处理腔室端面尺寸确定的以靠近流体处理腔室边壁且关于流体进出口轴线对称的两个紫外线辐射源位置为交点的两条抛物线y=ax2+b和y=d-cx2所构成的闭合曲线分布规律依由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面两侧对称排列,所述的抛物线方程的坐标系以流体密封腔体中心点为原点,以流体进出口轴线为y轴和以通过原点且垂直于流体流动方向为x轴。
优选地,所述抛物线的顶点设有一个紫外线辐射源。
优选地,在直径为D的流体处理腔室中,所述的抛物线的顶点位于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面上,它与流体处理腔室轴线的距离在D/4与7D/16之间,由此确定抛物线方程的形状系数b和d。
优选地,在所有的紫外线辐射源组件中有两个位于同一垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面的平面上且最靠近流体处理腔室内壁的紫外线辐射源;这两个辐射源之间的间距在7D/8和D/2之间,这两个辐射源与经过流体处理腔室轴线且垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面的平面之间的距离在0和D/6之间,由此确定所述抛物线方程的系数a和C。
优选地,所述紫外线辐射源包括中压紫外线灯,低压紫外线灯,脉冲紫外线灯,紫外线发光二极管及其组合。
优选地,所述流体处理腔体安装5个、6个、7个或11个紫外线辐射源。
本发明有益的技术效果是:区别于现有技术的情况,本发明提供的紫外线辐射流体处理的用于处理流体如饮用水处理的紫外线辐射反应器的设计,包括紫外线辐射源组件的排列布置和实施例。多个紫外线辐射源按这种规律排列布置可实现在流体处理区域中沿流动方向各横截面紫外线辐射剂量大致均匀,即各横截面的紫外线辐射剂量仅在较小的区间内变化,具有结构紧凑,操作灵活和造价相对较低等优点。
【附图说明】
图1为本发明紫外线辐射流体处理器一实施例的结构示意图;
图2为本发明紫外线辐射流体处理器另一实施例的结构示意图
图3为本发明紫外线辐射流体处理器的等轴视图;以及
图4为本发明紫外线辐射流体处理器在流体流动方向的视图。
【具体实施方式】
下面以紫外消毒设备为例并结合说明书附图对本发明的紫外线辐射流体处理器作进一步的详细的阐述和说明。
请参阅图1,提供一种紫外线辐射流体处理器,由流体密封腔体和紫外线辐射源组件等组成;流体密封腔体为平面四通管状结构,其中位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口,另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭,从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直的流体处理腔室。紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的至少两个细长形紫外线辐射源和保护套管;这些辐射源组件相互平行且与流体流动方向基本垂直,其位置按根据流体处理腔室端面尺寸确定的抛物线y=ax2+b分布规律依由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面两侧对称排列,所述的抛物线方程的坐标系以流体密封腔体中心点为原点,以流体进出口轴线为y轴和以通过原点且垂直于流体流动方向为x轴。
优选地,参阅图2,所述流体密封腔体为四通管状结构,位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口,另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭,从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直流体处理腔室;所述紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的至少两个细长形紫外线辐射源和保护套管;这些辐射源组件相互平行且与流体流动方向基本垂直,其位置按根据流体处理腔室端面尺寸确定的以靠近流体处理区域边壁且关于流体进出口轴线对称的两个紫外线辐射源位置为交点的两条抛物线y=ax2+b和y=d-cx2所构成的闭合曲线分布规律依由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面两侧对称排列,所述的抛物线方程的坐标系以流体密封腔体中心点为原点以流体进出口轴线为y轴和以通过原点且垂直于流体流动方向为x轴。
优选地,所述抛物线的顶点设有一个紫外线辐射源。
优选地,对于直径为D的流体处理腔室,所述的抛物线的顶点位于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面上,它与流体处理腔室轴线的距离在D/4与7D/16之间,由此确定抛物线方程的系数b和d。
优选地,在所有的紫外线辐射源组件中有两个位于同一垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面的平面上且最靠近流体处理腔室内壁的紫外线辐射源;这两个辐射源之间的间距在7D/8和D/2之间,这两个辐射源与经过流体处理腔室轴线且垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面的平面之间的距离在0和D/6之间,由此确定所述抛物线方程的系数a和C。
优选地,所述紫外线辐射源包括中压紫外线灯,低压紫外线灯,脉冲紫外线灯,紫外线发光二极管及其组合。
优选地,所述流体处理腔室安装5个、6个、7个或11个紫外线辐射源。
实施例1
按照本发明的流体处理系统如图1和图3所示。容纳流体的密闭区域包括流体入口10,流体处理腔室11和流体出口12,经过处理的流体经流体出口12流出。在流体处理腔室11中配置有包括21,22-a,22-b,26-a,26-b和28-a,28-b共7个辐射源的紫外线辐射源组件,这些紫外线辐射源彼此平行且垂直于流体流动方向,按根据流体处理腔室直径确定的抛物线y=ax2+b分布规律依由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面两侧对称排列,其位置按如下方法确定:
坐标系如图1所示,以流体密封腔体中心点为原点40,以流体进出口轴线为y轴50和以通过原点40且垂直于流体流动方向为x轴60。抛物线的顶点位于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面上,在直径为D的流体处理腔室11中,它与流体处理腔室轴线的距离在D/4与7D/16之间,由此确定紫外线辐射源21的位置和所述的抛物线方程的系数b。在紫外线辐射源组件中有两个位于同一垂直于由流体进出口轴线和与之垂直的流体处理腔室轴线所决定的平面的平面上且最靠近流体处理腔室内壁的紫外线辐射源28-a和28-b。这两个辐射源之间的间距在D/2和7D/8之间,与经过流体处理腔室轴线且垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面的平面之间的距离在0和D/6之间,由此确定所述的抛物线方程的系数a。紫外线辐射源22-a,22-b,26-a和26-b分别位于紫外线辐射源21和28-a及28-b之间的由上述方法确定的抛物线上,按所需要的在x轴方向的间距(按等间距分布)即可确定这些紫外线辐射源的位置。
实施例2
按照本发明的流体处理系统如图2、图3和图4所示。容纳流体的密闭区域包括流体入口10,流体处理腔室11和流体出口12,经过处理的流体经流体出口12流出。在流体处理腔室11中配置有包括21,22-a,22-b,26-a,26-b,28-a,28-b,32-a,32-b和36-a,36-b共11个紫外线辐射源的辐射源组件。这些紫外线辐射源彼此平行且垂直于流体流动方向,按根据流体处理腔室端面尺寸确定的在靠进流体处理腔室边壁的紫外线辐射源位置28-a和28-b处相交的两条抛物线y=ax2+b和y=d-cx2所构成的闭合曲线分布规律依由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面两侧对称排列,其位置按如下方法确定:
坐标系如图2所示,以流体密封腔体中心点为原点40,以流体进出口轴线为y轴50和以通过原点40且垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面为x轴60,在直径为D的流体处理腔室11中,抛物线的顶点位于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面上,它与流体处理腔室轴线的距离在D/4与7D/16之间,由此确定紫外线辐射源21的位置和所述的两抛物线方程的系数b和d。在紫外线辐射源组件中有两个位于同一垂直于由流体进出口轴线和与之垂直的流体处理腔室轴线所决定的平面的平面上且最靠近流体处理腔室内壁的紫外线辐射源28-a和28-b。这两个辐射源之间的间距在D/2和7D/8之间,与经过流体处理腔室轴线且垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面的平面之间的距离在0和D/6之间,由此确定所述的抛物线方程的系数a和C。紫外线辐射源21和28-a及28-b之间的由上述方法确定的抛物线y=ax2+b上,紫外线辐射源32-a,32-b,36-a和36-b分别位于抛物线y=d-cx2上,按所需要的在x轴方向的间距(按等间距分布)即可确定这些紫外线辐射源的位置。
如实施例1和实施例2所述的紫外线辐射源21,22-a,22-b,26-a,26-b,28-a,28-b,32-a,32-b和36-a,36-b既可以是中压紫外线灯,又可以是低压紫外线灯,脉冲紫外线灯,紫外线发光二极管及其组合等,通常置于石英玻璃套管内以避免与流体接触。
由于紫外线辐射强度在流体处理腔室中随着与辐射源的距离的增加而迅速下降,因而有必要在如图1和图2所示的两个实施例所述的流体处理腔室11中增设导流板19-a与19-b以避免出现因为在较低辐射强度区域中出现较高速度的流动而导致的低于要求紫外线辐射剂量的区域。导流板的作用是将来自靠近流体处理区域边壁的低辐射强度区域的流体引导到紫外线辐射源附近的高辐射强度区域。从而使紫外线辐射剂量分布均匀,即在流体处理腔室11内既不出现明显的低辐射剂量区域,也不出现明显超过要求辐射剂量的区域。导流挡板的缺点是增加了流体处理系统的流动阻力。因此,在流体处理系统设计中应通过仔细选择紫外线辐射源的数量,导流板的安装角及导流板之间的开口面积等来满足流体处理工艺过程对阻力损失特性的要求。
在如图1和图2所示的两个实施例中,导流板19-a与19-b对称设置在如实施实例1和2所述的流体处理腔室11内由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面两侧,其一边在通过流体处理腔室轴线且垂直于由流体进出口轴线和流体处理区域轴线所决定的平面的平面与流体处理区域的内壁面的交线处与流体处理区域的内壁面相连接,两端分别与安装固定紫外线辐射源组件的挡板相连,分别与由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面构成15度至90度的夹角,自流体处理腔室内壁面向流体出口侧倾斜延伸,导流板开口边之间的距离由最靠近导流板的两个紫外线辐射源之间的距离和允许的流动阻力损失确定。
结构应力分析表明如图3所示的等径四通流体处理腔体壁面在内部流体压力作用下所产生的最大应力位于通过流体处理腔室轴线且垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面的平面上四个等径管段的交点周围。导流板19-a与19-b在通过该点的平面上与流体处理腔体内壁面连接会显著增加四通流体处理腔体的结构强度,减小最大应力。因此,本发明表示的导流板设计和位置及结构除了满足在流体处理腔室内紫外线辐射剂量均匀分布所要求的流动条件之外,还具有在不增加流体处理腔室边壁厚度或材料强度的条件下显著增加流体处理四通腔室的结构强度的优点。
本发明还具有运行调节灵活的优点,通过关闭紫外线辐射源可以实现一个,两个或任何数量的紫外线辐射源运行,从而实现满足流体处理工艺过程要求的剂量分布和提高系统运行效率。例如在流体处理系统运行中,如果通过流体处理系统的流量减小或水质提高,则不需要所有的紫外线辐射源都运行,通过关闭部分紫外线辐射源就可以在满足流体处理工艺过程要求的前提下降低流体处理系统的运行费用。
本发明的实质在于根据用于安装紫外线辐射源的流体处理腔室端面尺寸确定靠近流体处理腔室内壁的紫外线辐射源之间的距离和抛物线顶点的位置,并根据允许的流动阻力损失确定位于流体处理腔室的导流板的安装角和两导流板开口边之间的距离,将通过流体处理腔室轴线且垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面的平面与流体处理腔室内壁面的交线作为导流板的起始边,按确定的安装角将导流板由起始边向流体流动方向倾斜延伸,由此确定导流板开口边的位置和靠近导流板的紫外线辐射源的位置,从而求得确定所有紫外线辐射源位置的抛物线方程。尽管在附图中仅表示了包含7个和11个紫外线辐射源的两个实施例并且用这两个实施例对本发明进行了详细说明,但是对于本领域技术人员来说显而易见的在不背离本发明的实质的情况下进行的任何改变和修改,例如使用或多或少其它数量的紫外线辐射源,或仅有少数紫外线辐射源的位置偏离所述的抛物线分布规律并不违背本发明的实质,也没有超出本发明专利的保护范围。
本发明提供的紫外线辐射流体处理的用于处理流体如饮用水处理的紫外线辐射反应器的设计,包括紫外线辐射源组件的排列布置和实施例。多个紫外线辐射源按这种规律排列布置可实现在流体处理腔室中沿流动方向各横截面紫外线辐射剂量大致均匀,即各横截面的紫外线辐射剂量仅在较小的区间内变化,具有结构紧凑,操作灵活和造价相对较低等优点。
最后,需要说明的是上述的实施例是对本发明权利要求书的解释,而非限制,本领域的技术人员根据本发明的原理和构思,再结合本发明的实施例,能够很容易联想得到其他的改进和变形的技术方案。
Claims (7)
1.一种紫外线辐射流体处理器,其特征在于,由流体密封腔体和紫外线辐射源组件等组成;流体密封腔体为平面四通管状结构,其中位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口,另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭,从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直的流体处理腔室。紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的至少两个细长形紫外线辐射源和保护套管;这些辐射源组件相互平行且与流体流动方向基本垂直,其位置按根据流体处理腔室端面尺寸确定的抛物线y=ax2+b分布规律在由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面两侧对称排列,所述的抛物线方程的坐标系以流体密封腔体中心点为原点,以流体进出口轴线为y轴和以通过原点且垂直于流体流动方向为x轴。
2.根据权利要求1所述的紫外线辐射流体处理器,其特征在于,所述流体密封腔体为四通管状结构,其中位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口,另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭,从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直流体处理腔室;所述紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的至少两个细长形紫外线辐射源和保护套管;这些辐射源组件相互平行且与流体流动方向基本垂直,其位置按根据流体处理腔室端面尺寸确定的以靠近流体处理腔室边壁且关于流体进出口轴线对称的两个紫外线辐射源位置为交点的两条抛物线y=ax2+b和y=d-cx2所构成的闭合曲线分布规律依由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面两侧对称排列,所述的抛物线方程的坐标系以流体密封腔体中心点为原点,以流体进出口轴线为y轴和以通过原点且垂直于流体流动方向为x轴。
3.如权利要求1或2所述的紫外线辐射流体处理器,其特征在于,所述抛物线的顶点设有一个紫外线辐射源。
4.如权利要求1、2或3所述的紫外线辐射流体处理器,其特征在于,所述的抛物线的顶点位于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面上,在直径为D的流体处理腔室中,它与流体处理腔体轴线的距离在D/4与7D/16之间,由此确定所述的抛物线方程的形状系数b和d。
5.如权利要求1、2或3所述的紫外线辐射流体处理器,其特征在于,在所有的紫外线辐射源组件中有两个位于同一垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面的平面上且最靠近流体处理腔室内壁的紫外线辐射源;在直径为D的流体处理腔室中,这两个辐射源之间的间距在7D/8和D/2之间,这两个辐射源与经过流体处理腔室轴线且垂直于由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面的平面之间的距离在0和D/6之间,由此确定所述抛物线方程的形状系数a和c。
6.如权利要求1、2或3所述的紫外线辐射流体处理器,其特征在于,所述紫外线辐射源包括中压紫外线灯,低压紫外线灯,脉冲紫外线灯,紫外线发光二极管及其组合。
7.如权利要求1、2和3所述的紫外线辐射流体处理器,其特征在于,所述流体处理腔室安装5个、6个或更多的紫外线辐射源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010259087.XA CN113493232A (zh) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | 一种紫外线辐射流体处理器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010259087.XA CN113493232A (zh) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | 一种紫外线辐射流体处理器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113493232A true CN113493232A (zh) | 2021-10-12 |
Family
ID=77995104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010259087.XA Pending CN113493232A (zh) | 2020-04-03 | 2020-04-03 | 一种紫外线辐射流体处理器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113493232A (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101678132A (zh) * | 2006-11-02 | 2010-03-24 | 卡尔贡碳公司 | 紫外线处理反应器 |
CN101896264A (zh) * | 2007-12-14 | 2010-11-24 | 特洛伊科技有限公司 | 辐射源组件和流体处理系统 |
CN105782975A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-20 | 英菲实业(辽宁)有限公司 | 多反射面抛物线型红外线辐射能全反射罩 |
CN105883967A (zh) * | 2014-11-06 | 2016-08-24 | 广东海川科技有限公司 | 一种紫外消毒设备 |
CN107667056A (zh) * | 2015-06-04 | 2018-02-06 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于借助于uv辐射和表面改性的船舰上的生物淤积预防的方法和设备 |
CN110002535A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-07-12 | 深圳中标南方低碳经济标准化研究院有限公司东莞分公司 | 一种具有在线自动清洗功能的紫外线辐射流体处理器 |
-
2020
- 2020-04-03 CN CN202010259087.XA patent/CN113493232A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101678132A (zh) * | 2006-11-02 | 2010-03-24 | 卡尔贡碳公司 | 紫外线处理反应器 |
RU2470669C2 (ru) * | 2006-11-02 | 2012-12-27 | Калгон Карбон Корпорейшн | Уф-реактор обработки |
CN101896264A (zh) * | 2007-12-14 | 2010-11-24 | 特洛伊科技有限公司 | 辐射源组件和流体处理系统 |
CN105883967A (zh) * | 2014-11-06 | 2016-08-24 | 广东海川科技有限公司 | 一种紫外消毒设备 |
CN107667056A (zh) * | 2015-06-04 | 2018-02-06 | 皇家飞利浦有限公司 | 用于借助于uv辐射和表面改性的船舰上的生物淤积预防的方法和设备 |
CN105782975A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-07-20 | 英菲实业(辽宁)有限公司 | 多反射面抛物线型红外线辐射能全反射罩 |
CN110002535A (zh) * | 2019-05-07 | 2019-07-12 | 深圳中标南方低碳经济标准化研究院有限公司东莞分公司 | 一种具有在线自动清洗功能的紫外线辐射流体处理器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5200156A (en) | Device for irradiating flowing liquids and/or gases with uv light | |
AU2007317385B2 (en) | UV treatment reactor | |
US8541758B1 (en) | Ultraviolet reactor | |
US7847269B2 (en) | Apparatus for and method of treating a fluid | |
EP2097352B1 (en) | Fluid treatment system | |
CA2481316C (en) | Apparatus for irradiating fluids with uv | |
EP1678085B1 (en) | Fluid treatment device | |
US7683354B2 (en) | Water treating reactor for the drinkability thereof | |
CN113493232A (zh) | 一种紫外线辐射流体处理器 | |
KR100663165B1 (ko) | 자외선 순간 살균기 | |
US20110006223A1 (en) | Radiation source assembly and fluid treatment system | |
CN215855224U (zh) | 密闭式紫外线净水消毒装置 | |
CN113493231B (zh) | 一种带前置多孔导流板的紫外线辐射流体处理系统 | |
JP7182447B2 (ja) | 流体殺菌装置及び駆動方法 | |
JPH1043753A (ja) | 液体浄化装置 | |
CN117756223A (zh) | 一种紫外线氧化反应器及其优化方法 | |
CN112312934A (zh) | 用于提高处理供应给uv反应器的流体的效率的方法和装置 | |
KR102364990B1 (ko) | 흐르는 물을 살균하는 uvc led 리액터 | |
WO2003024873A1 (en) | Ultraviolet water treatment apparatus with dome-shaped baffle | |
CN220245663U (zh) | 一种导流装置及消毒设备 | |
EP4226951A1 (en) | Uvc irradiation container | |
CN213651932U (zh) | 一种水处理工程用紫外线杀菌器 | |
CN115803066A (zh) | Uvc照射处理容器 | |
WO2021219666A1 (en) | Ultraviolet light directing element for use in the treatment of fluids | |
CN113666452A (zh) | 一种用于二次供水紫外消毒的长方体形消毒容器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20240227 |
|
AD01 | Patent right deemed abandoned |