CN116474132A - 用无汞基紫外光处理流体的系统 - Google Patents

用无汞基紫外光处理流体的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116474132A
CN116474132A CN202211677363.XA CN202211677363A CN116474132A CN 116474132 A CN116474132 A CN 116474132A CN 202211677363 A CN202211677363 A CN 202211677363A CN 116474132 A CN116474132 A CN 116474132A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light source
light
fluid
light sources
container
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
Application number
CN202211677363.XA
Other languages
English (en)
Inventor
乔纳斯·迪伦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pulfiz Technology Co
Original Assignee
Pulfiz Technology Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pulfiz Technology Co filed Critical Pulfiz Technology Co
Publication of CN116474132A publication Critical patent/CN116474132A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A61L9/20—Ultraviolet radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08—Radiation
    • A61L2/10—Ultraviolet radiation
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/26—Accessories or devices or components used for biocidal treatment
    • 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
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7709—Phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/7777—Phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/77—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals
    • C09K11/7766—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing rare earth metals containing two or more rare earth metals
    • C09K11/778—Borates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
    • H01J61/18—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent
    • H01J61/20—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having a metallic vapour as the principal constituent mercury vapour
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/38—Devices for influencing the colour or wavelength of the light
    • H01J61/42—Devices for influencing the colour or wavelength of the light by transforming the wavelength of the light by luminescence
    • H01J61/44—Devices characterised by the luminescent material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10—Apparatus features
    • A61L2202/11—Apparatus for generating biocidal substances, e.g. vaporisers, UV lamps
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10—Apparatus features
    • A61L2202/12—Apparatus for isolating biocidal substances from the environment
    • A61L2202/122—Chambers for sterilisation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2202/00—Aspects relating to methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects
    • A61L2202/10—Apparatus features
    • A61L2202/14—Means for controlling sterilisation processes, data processing, presentation and storage means, e.g. sensors, controllers, programs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2209/00—Aspects relating to disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L2209/10—Apparatus features
    • A61L2209/11—Apparatus for controlling air treatment
    • A61L2209/111—Sensor means, e.g. motion, brightness, scent, contaminant sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2209/00—Aspects relating to disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L2209/10—Apparatus features
    • A61L2209/12—Lighting means
    • 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
    • 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
    • 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
    • C02F2201/3222—Units using UV-light emitting diodes [LED]
    • 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
    • C02F2201/3223—Single elongated lamp located on the central axis of a turbular reactor
    • 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
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/326—Lamp control systems
    • 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
    • C02F2201/328—Having flow diverters (baffles)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/40—Liquid flow rate
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

本发明一般涉及用于处理流体的系统，并且具体地涉及配置用于改善细菌减少的处理系统，其中该系统包括基于场发射的UV光源，其适于在紫外线C(UVC)光谱内发光，其波长范围与汞基UV光源所发射的光相比具有更高的上限范围。

Description

用无汞基紫外光处理流体的系统
本发明为基于申请日为“2017年6月20日”、国际申请号为“PCT/SE2017/050674”、中国申请号为“201780037792.1”、发明创造名称为“用无汞基紫外光处理流体的系统”的中国发明专利申请的分案申请，其优先权为优先权号“1650889-7”、优先权日“2016年6月22日”的瑞典发明专利申请。
技术领域
本发明一般涉及用于处理流体的系统，并且具体地涉及配置用于改善细菌减少的处理系统，其中该系统包括基于场发射的UV光源，其调适于在紫外线C(UVC)光谱内发光，其波长范围与汞基UV光源所发射的光相比具有更高的上限范围。
背景技术
现在通常使用的由低压汞灯(LP-Hg灯)产生的紫外(UV)光消毒水、空气、表面或某些设备的系统，主要发射波长约为254nm。中间和/或高压Hg灯可以替代地使用，例如在诸如用于水消毒的大型系统中，因为这些灯可以提供更高的功率输出。这些系统可以与颗粒过滤、反渗透(用于水消毒)和其他系统相结合。该系统很受欢迎，因为它们不使用任何化学品(例如氯)，这在很多方面是有利的，环境并非最不重要。
这些光源运行良好，能够提供良好的能源效率(对于较大的低压汞灯，这可能在30-35％的范围内)，并且具有当今最佳产品的寿命，远远超过10000小时；据报道，最佳产品为16000小时。存在其他UV源(例如准分子光源)，但据报道其寿命非常短(<500小时)或能量效率非常低(例如UVC-LED通常约为1％)。
LP-Hg光源的一个严重缺点是光源使细菌失活(杀死)到一定程度，之后没有看到明显的减少。这种现象通常被称为“拖尾”。在文献中有几种(有些不同的)解释；最受欢迎的是细菌会有一个自我修复的过程。如果这种过程的速率与失活过程相同，则净结果将是稳态条件。通常，在进行的测试中，对于用于这种测试和验证的通常使用的微生物，即大肠杆菌(大肠杆菌)，Hg-灯不能达到低于102-103菌落形成单位/毫升(CFU/ml)。
现在，在消毒之后，在所谓的滞后期之后，即在没有观察到生长的初始阶段之后，微生物将再次开始繁殖。对于大肠杆菌而言，倍增速率，即生成速率，即细菌使其数量加倍所需的时间，通常可认为是20分钟的数量级左右。该速率取决于许多其他参数，例如pH，获得营养物等。在已经消毒的水中，营养物可以例如是已经失活的微生物。不希望的结果是已经消毒的水通常在一段时间后会再次被感染。
考虑到上述情况，因此希望进一步增强用于处理流体的紫外消毒系统，特别是解决如上所述的拖尾效应。
发明内容
根据本发明的一个方面，上述问题至少部分地由处理流体的系统所减轻，所述系统包括：容器，所述容器布置为接收一定量的流体，容纳在容器内的第一UV光源，以及可操作地与第一UV光源相关联的电源，所述电源布置为向第一UV光源提供电力，以使用第一UV光源处理腔室内接收的流体量，其中，第一UV光源为无汞基UV光源，调适于在紫外线C(UVC)光谱内发光，其波长范围与从汞基UV光源发射的光相比具有更高的上限范围。
本发明的发明人惊奇地发现，在引入UV光源的情况下可以减少拖尾效应，所述UV光源在与使用汞基UV光源可能实现的波长范围相比至少略高的波长范围内发光。例如，上述LP-Hg灯通常发射主要是254nm附近窄峰的辐射。因此，根据本发明，与通常的现有技术中使用窄(波长)带状汞基UV光源情况相比，使用优选至少部分地高于254nm的更宽和更连续的光谱至少部分地发射辐射的UV光源，将提供改进的消毒效果。
在优选实施例中，第一光源配置为在240nm至至少270nm的波长范围内发射辐射，从而至少部分重叠了汞基紫外线光源提供的正常辐射。在可能的实施例中，从第一UV光源发射的光的波长范围从240nm左右到400nm左右。最好是允许第一UV光源发射波长间隔包括265nm UV辐射的光，这可能是杀菌效果的峰值。
此外，本发明有利地允许将流体中剩余细菌的量减少至低于100-1000菌落形成单位(CFU)/毫升(mL)的可能性，因为处理系统不仅仅依赖于使用汞基于光源。
在本发明的优选实施例中，第一UV光源包括场发射光源(FEL)中的至少一种。或者，第一UV光源可以包括例如多个UVC-LEDs和/或基于不同技术的光源组合以适合应用。UVC-LEDs可另外具有几个不同的波长峰值，以便更好地覆盖特定的波长范围。
此外，诸如场发射光源(FEL)和UVC发光二极管(LEDs)的新兴技术提供大约几毫秒级别的开启时间，主要由电子驱动单元控制。相比之下，Hg-LP灯通常需要在几分钟的范围内预热，然后才能达到全功率输出。UVC-LEDs目前正在开发中，但目前表现出寿命短且能量效率极低的特点。正在使用重大努力来改进这一点，并且肯定并最终取得成功。另一方面，场发射光源可以具有大约1000-6000小时的寿命，这取决于期望的功率密度，并且已经测量到达到约10％的效率，尽管在UVC区域中为4-5％。
使用场发射光源作为第一UV光源的有利效果是这样的光源可以配置为在不是254nm附近的明显峰值但在上述240-320nm的范围内发射更连续光谱的UV光。场发射UVC灯已经证明了继续消毒过程的能力并且没有表现出任何显著的拖尾效应。
为了建立既具有优异杀菌性能的水消毒系统以及具有良好能量效率和长寿命的系统，将两种技术结合起来是有益的，即使用汞基灯来灭活微生物4个数量级并使用场发射UVC源将微生物再减少2-4个数量级。进一步减少可以考虑关于例如能量效率、系统寿命和杀菌效果中哪个更重要来决定。这些系统可以以若干方式实现，如下所述。
在本发明的优选实施例中，所述系统还包括与电源可操作地相关联的第二UV光源，其中第二UV光为汞基UV光源。第二UV光源(即汞基UV光源)通常具有比第一光源更长的寿命和更高的能量效率。然而，通过将长寿命和高效的第二UV光源的效果与第一UV光源提供的积极的杀菌效果相结合，可以实现处理系统的整体改进，与普通的仅包含汞基UV光源的现有技术系统相比，具有改善的杀菌效果。
在本发明的可能实施例中，电源配置为基于预定条件选择性地激活第一UV光源。例如，它可以是定期对流体内处理过的细菌水平进行取样，以确定第一UV光源需要在多大程度上参与消毒过程。
在本发明的另一个实施例中，还可以为系统配备用于测量容器内的UV强度水平的传感器，其中用于测量UV强度水平的传感器布置成与包括在处理系统中的控制单元通信。控制单元可以布置成根据UV强度水平选择性地激活第一和第二UV光源，例如在不同的波长间隔内并且可能依赖于对流体处理的不同需求。
优选地，第一和第二UV光源中的至少一个至少部分地延伸至由容器所接收的流体量中。容器可以例如分成第一和第二部分，第一部分保持第一UV光源，第二部分保持第二UV光源。因此，流体可以布置成首先接收来自多个UV光源之一的光，然后接收来自UV光源中的另一个的光。在本发明的一个实施例中，流体首先接收从第二UV光源辐射的UV光。
当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以组合本发明的不同特征以创建除了下面描述的实施例之外的实施例。
附图说明
从以下详细描述和附图中将容易理解本发明的各个方面，包括其特定特征和优点，其中：
图1示出了现有技术的流体处理系统的一个例子，
图2提供用于处理流体的本发明系统的示例性实施例，
图3图示用于处理流体的本发明系统的替代实施例，
图4a-b图示来自Hg光源的发射光谱及其相应的杀菌失活曲线，以及
图5a-f图示由不同磷光体材料所产生的不同发射光谱及其相应的杀菌失活曲线。
具体实施方式
现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明，附图中示出了本发明的当前优选实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于这里阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且向发明人员充分传达了本发明的范围。相同的参考字符始终表示相同的元件。
诸如空气消毒、表面消毒等的其他应用同样是可能的，并且所描述的系统实施方式通常同样有效。对于本领域技术人员来说显而易见的是，缩放和所描述的实施方式的不同组合是直截了当的。作为示例，出于实际原因，附图示出了具有相似尺寸和形状的光源，但是它们实际上可以具有完全不同的尺寸以及不同的形状因子(外形)。此外，在这种系统中可能存在额外的光源。
现在参考附图，特别是图1，示出了现有技术的典型的简单流体紫外线消毒系统100的横截面视图。应该注意的是，整个系统通常可能包含不同种类的过滤器以及其他组件。这里仅描述了紫外线消毒部分。
诸如水的流体通过入口102进入消毒管进入容器，该容器布置成接收一定量的流体。光源104(最常见的是低压汞(Hg)基UV光源)由电子驱动单元(镇流器)106打开并通电。光源104通常另外受到UV透射套管的保护(未示出，适用于所有实施例)，以防止汞在Hg光源破裂时进入水中。在一些实施例中，消毒管可包括各种结构或装置以提供湍流，以进一步确保所有生物体都受到尽可能大量的UV辐射，这种结构和装置也未示出。电子驱动单元106顺次连接到电源108，例如墙壁电源插座或类似物。电子电源还可以与消毒管或光源集成在一起。水通过光源104流动并通过出口110离开。UV强度可以由连接到电子驱动单元106的UV传感器112监测，UV传感器112保护系统以获得足够的UV强度以确保充分的消毒。例如，由于流体的不同透射率和/或由于光源的强度变化，(UV)强度可能改变。电子驱动单元106还可以控制可变阀(未示出)，从而通过使用UV强度来控制流速以确定流量的最大值，从而确保消毒性能。其他传感器可包括温度和压力(这里未示出)。
在图2和下面的讨论中概念化了本发明的第一优选实施例。在这种情况下，两个光源104和204集成到单个消毒管/装置200中。具体地，水通过入口102进入水处理装置200，这里由(可选的)入口阀206控制。电子驱动单元106可以使用遥控装置208(有线或无线)打开Hg光源104和另外的UV光源204，一旦输入阀206打开，该UV光源204就不显示出明显的拖尾效应，附加的光源204是无汞基UV光源。电子驱动单元106还将打开输出阀210，确保流体流动通过两个光源104，204，现在离开消毒管通过出口212。确保例如打开输出阀和输入阀之间的短暂延迟可能是有利的。同样，UV传感器112可用于监测水处理装置200的内壁处的UV强度。
现在转到图3，示出了处理系统300的第二优选实施例。该实施例包括两个串联连接的类似系统，一个具有Hg光源，另一个具有不显示拖尾效应的光源。与图3中所示的相比，两者的顺序可以不同。应该注意的是，水消毒的第一阶段类似于上面图2中概述的阶段，因此不再进一步讨论。待处理的水进入入口102，经过Hg光源104，并通过出口110离开第一容器。导管304将出口110连接到包括非Hg光源204的第二容器的入口302。处理过的水通过第二光源204并通过出口312离开第二容器。
另外，在图3所示的实施例中，包括第一光源104的第一容器设置有第二出口314，即水仅经过第一光源104，例如适用于当水未达到最高消毒水平时也可以使用水的情况。相比之下，离开出口312的水将经过第一光源104和第二光源204两者，经过两次UVC处理并因此被高度消毒并且可以例如更适合作为饮用水。
Hg光源104和没有显著拖尾效应的附加UV光源204由电子驱动单元106供电，电子驱动单元106可以集成或者可以不集成以包含两个光源的驱动单元(如图所示)或分开(未显示)。电子驱动单元106还可以以多种方式分割，包括部分或完全与例如光源104、204集成。用于分割电子驱动单元106的其他可能性很多，并且在本发明的范围内。附加UV光源204的强度可以由附加的UV传感器310监测。强度被反馈到电子驱动器106单元，其可以包括用于控制附加UV光源204的强度的功能。在所有的实施例中，应该注意的是，还可以允许用户决定是否应该进一步消毒水，这样节省了总功耗和灯寿命。通过引入例如开关(未示出)，可以容易地实现该实施方式。优选地，可以使用不同颜色的发光二级管、显示器或者其他装置来指示系统处于何种状态。
现在转到图4a-b以及5a-f。请注意，所有测量的失活曲线显示相对减少作为UV剂量的函数以便比较，因此垂直轴显示大肠杆菌的剩余浓度(每毫升菌落形成单位，CFU/ml)，表示为N和照射前的初始浓度，表示为N0，之间的比率的对数，因此表示为log(N/N0)。
从图4a中可以看出，LP-Hg灯基本上在254nm附近发出强烈的相对尖锐的峰值。图4b显示了自来水中大肠杆菌(E.coli)的相应失活。可以看出，达到一定水平的大肠杆菌，之后没有看到进一步的减少，即曲线在设定水平随时间变平。
在图5a-f中，示出了本发明系统的大肠杆菌的有利失活。
在图5a中，提供了来自UVC场发射光源的发射光谱，UVC场发射光源设有用于UV光发射的第一磷光体材料(光粉)。在图5a中，磷光体材料已被选择为LuPO3:Pr3+磷光体材料(或等同物)。在图5b中，示出了相应的失活曲线，用于水的消毒，其中没有明显的拖尾可见。
在图5c中，使用Lu2Si2O7:Pr3+磷光体材料形式的第二磷光体材料，图5d示出相应的失活曲线。可以看出，在图5d中，已经实现了几乎8个数量级的失活，即99.999999％的细菌已经失活。
最后转向图5e和5f，其中使用了LaPO4:Pr3+磷光体材料形式的第三磷光体材料，并分别示出了相应的失活曲线。
此外，已经评估了具有类似结果的其他磷光体材料，例如：YBO3:Pr3+和YPO4:Bi3+。
总之，本发明涉及一种用于处理流体的系统，包括容器，该容器布置成接收一定量的流体，容纳在容器内的第一UV光源，以及可操作地与第一UV光源相关联的电源，电源设置成向第一UV光源提供电能并用于使用第一UV光源处理在腔室内所接收的流体量，其中第一UV光源是无汞基UV光源，其适于在紫外C(UVC)光谱内发光，紫外C(UVC)光谱的波长范围与汞基UV光源所发射出的光相比具有更高的上限范围。
通过本发明，可以通过包括具有与现有技术中处理系统相比更宽的光谱的UV光源进一步改进例如流体的消毒，现有技术的处理系统中，UV辐射仅被设置为主要在254nm附近。具体而言，从图5a-5f中提供的图示中可以明显看出，使用无汞基UV光源消毒例如水中的细菌的益处很明显。用设置有例如：LaPO4:Pr3+、LuPO3:Pr3+、Lu2Si2O7:Pr3+、YBO3:Pr3+或者YPO4:Bi3+磷光体材料(光粉)的UVC场发射光源所实现的更宽的光谱可进一步减少/失活细菌，从而可以提供更安全的环境(其中，干净水很难获得)。同样可以使用具有略微不同峰值波长的多个UVC-LED以实现类似的效果。
尽管附图可以示出方法步骤的特定顺序，但是步骤的顺序可以与所描绘的顺序不同。还可以同时或部分同时执行两个或更多个步骤。这种变化将取决于所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。同样地，软件实现可以利用标准编程技术来完成，该技术具有基于规则的逻辑和其他逻辑，以完成各种连接步骤，处理步骤，比较步骤和决策步骤。另外，即使已经参考本发明的具体示例性实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言，许多不同的改变，修改等将变得显而易见。
通过研究附图，公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现对所公开实施例的变型。此外，在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。

Claims (17)

1.一种处理流体的系统，包括：
-容器，所述容器布置为接收一定量的流体；
-容纳在容器内的至少两个不同UV光源，所述至少两个不同UV光源包括第一UV光源和与第一UV光源不同的第二UV光源，所述第一UV光源是基于无汞场发射的UV光源，所述第二UV光源为汞基UV光源；以及
-可操作地与所述至少两个不同UV光源相关联的电源，所述电源布置为向第一UV光源和第二UV光源提供电力，以使用第一UV光源和第二UV光源处理腔室内接收的流体量，
其中，调适第一UV光源以(i)在紫外线C(UVC)光谱内发光，其波长范围与汞基第二UV光源所发射的光相比具有更高的上限范围，以及(ii)发射240nm至400nm波长范围内的辐射；
其中，所述第二UV光源配置为发射约254nm的辐射；
其中，基于场发射的UV光源包括光转换材料，所述光转换材料布置为接收电子并发射UV光；
其中，所述光转换材料选自LaPO4:Pr3+、LuPO3:Pr3+、Lu2Si2O7:Pr3+、YBO3:Pr3+或者YPO4:Bi3+中的至少一种，以改进选定微生物的失活曲线。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一UV光源配置为发射约265nm的辐射。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一UV光源配置为发射240nm至320nm波长范围内的辐射。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光转换材料为磷光体材料。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一UV光源包括至少一种UVC发光二极管(LED)。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二UV光源包括低压HG-灯。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源配置为基于预定条件选择性地激活第一UV光源。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一和第二UV光源基本上同时被激活。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预定条件为由系统所处理的流体的预定消毒需求。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于测量容器内UV强度水平的传感器。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一和第二UV光源中的至少一个至少部分地延伸至由容器所接收的流体量中。
12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述容器分成第一和第二部分，所述第一部分持有第一UV光源，所述第二部分持有第二UV光源。
13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元与传感器通信并配置为控制第一和第二UV光源的选择性激活。
14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源被配置为基于预定条件选择性地激活所述第一和第二UV光源，其中所述预定条件是所述流体的采样细菌水平。
15.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括传感器，用于测量所述容器内的UV强度水平，其中，所述电源被配置为基于预定条件选择性地激活所述第一和第二UV光源，其中所述预定条件是由所述传感器测量的UV强度。
16.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述预定条件是所述流体的采样细菌水平。
17.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，进一步包括传感器，用于测量所述容器内的UV强度水平，其中，所述预定条件是由所述传感器测量的UV强度。
CN202211677363.XA 2016-06-22 2017-06-20 用无汞基紫外光处理流体的系统 Pending CN116474132A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1650889A SE539934C2 (en) 2016-06-22 2016-06-22 System for treating a fluid with non-mercury-based UV light
SE1650889-7 2016-06-22
CN201780037792.1A CN109476514A (zh) 2016-06-22 2017-06-20 用无汞基紫外光处理流体的系统
PCT/SE2017/050674 WO2017222459A1 (en) 2016-06-22 2017-06-20 System for treating a fluid with non-mercury-based uv light

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780037792.1A Division CN109476514A (zh) 2016-06-22 2017-06-20 用无汞基紫外光处理流体的系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116474132A true CN116474132A (zh) 2023-07-25

Family

ID=60784101

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780037792.1A Pending CN109476514A (zh) 2016-06-22 2017-06-20 用无汞基紫外光处理流体的系统
CN202211677363.XA Pending CN116474132A (zh) 2016-06-22 2017-06-20 用无汞基紫外光处理流体的系统

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780037792.1A Pending CN109476514A (zh) 2016-06-22 2017-06-20 用无汞基紫外光处理流体的系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11045573B2 (zh)
EP (1) EP3475229B1 (zh)
CN (2) CN109476514A (zh)
SE (1) SE539934C2 (zh)
WO (1) WO2017222459A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE540283C2 (en) 2016-12-08 2018-05-22 Lightlab Sweden Ab A field emission light source adapted to emit UV light
SE544362C2 (en) * 2019-11-18 2022-04-19 Lightlab Sweden Ab A system for treating a surface comprising a uv lighting arrangement
WO2021257684A1 (en) * 2020-06-16 2021-12-23 Bernstein Eric F Sterilizing material or device and method of using the same
CN112973293A (zh) * 2021-02-07 2021-06-18 重庆京渝激光生物研究所有限公司 一种紫外光灭菌滤芯

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336223A (en) * 1980-04-18 1982-06-22 Leon Hillman Ultraviolet method for disinfection and sterilization of fluids
SE510412C2 (sv) 1997-06-13 1999-05-25 Lightlab Ab En ljuskälla innefattande en fältemissionskatod och en fältemissionskatod för användning i en ljuskälla
US6389970B1 (en) 1999-05-31 2002-05-21 Fuji Photo Film Co., Ltd. Direct drawing type lithographic printing plate precursor and method for producing lithographic printing plate using the same
US6447721B1 (en) * 2000-07-31 2002-09-10 Remotelight, Inc. Drinking water UV disinfection system and method
US7276853B2 (en) * 2002-04-11 2007-10-02 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Low-pressure mercury vapor discharge lamp
JP4266706B2 (ja) 2003-05-29 2009-05-20 Ｎｅｃライティング株式会社 ナローバンドｕｖ−ｂ光線治療器
KR101256387B1 (ko) * 2005-04-14 2013-04-25 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. Ｕｖｃ 방사선을 발생시키는 장치
US7336023B2 (en) * 2006-02-08 2008-02-26 Youh Meng-Jey Cold cathode field emission devices having selective wavelength radiation
US20070248487A1 (en) * 2006-03-27 2007-10-25 Kay Robert E Systems and processes for disinfecting liquids
WO2008156813A1 (en) * 2007-06-20 2008-12-24 Uvcleaning Systems, Inc. Ultraviolet photoreactor for the purification of fluids
JP4555899B2 (ja) * 2007-09-03 2010-10-06 国立大学法人神戸大学 深紫外半導体光デバイス
WO2009139908A1 (en) 2008-05-15 2009-11-19 Rutgers, The State University Fluorescent excimer lamps
US8324595B2 (en) * 2008-11-21 2012-12-04 The University Of Tokushima Outdoor water treatment apparatus to kill bacteria with ultraviolet light
US9045358B2 (en) * 2009-03-26 2015-06-02 Koninklijke Philips N.V. UV disinfecting device
JP5188480B2 (ja) 2009-09-07 2013-04-24 国立大学法人 名古屋工業大学 殺菌用光源
US9168320B1 (en) 2010-01-08 2015-10-27 Imaging Systems Technology, Inc. Ultraviolet plasma-shells
DE102010005893A1 (de) 2010-01-27 2011-07-28 Thermo Electron LED GmbH, 63505 Anlage zur Herstellung von Reinstwasser
CN102398957A (zh) * 2010-09-07 2012-04-04 上海广茂达光艺科技股份有限公司 紫外水体消毒装置
EP2472553B1 (en) 2010-12-28 2018-06-27 LightLab Sweden AB Field emission lighting arrangement
TWI434912B (zh) 2010-12-29 2014-04-21 Ind Tech Res Inst 螢光粉改質之方法、螢光粉組成物及其製造方法與螢光粉溶液
JP5952902B2 (ja) 2011-06-29 2016-07-13 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． コーティングを含むルミネッセンス物質粒子及び当該ルミネッセンス物質を含む照明ユニット
US8841146B2 (en) * 2011-09-12 2014-09-23 SemiLEDs Optoelectronics Co., Ltd. Method and system for fabricating light emitting diode (LED) dice with wavelength conversion layers having controlled color characteristics
CN105209570B (zh) * 2013-05-13 2018-03-09 飞利浦照明控股有限公司 Uv辐射装置
ES2623902T3 (es) * 2013-05-22 2017-07-12 Merck Patent Gmbh Aparato para la desinfección de fluidos mediante radiación ultravioleta
WO2015013999A1 (zh) * 2013-07-30 2015-02-05 Zhang Jiebo 光催化紫外线消毒装置
CN204588755U (zh) * 2015-03-27 2015-08-26 华南理工大学 一种基于自动控制的二次供水紫外消毒系统
SE1550920A1 (sv) * 2015-06-30 2016-11-29 A system for UV light treatment of a fluid

Also Published As

Publication number Publication date
EP3475229B1 (en) 2023-11-08
EP3475229A1 (en) 2019-05-01
US11045573B2 (en) 2021-06-29
WO2017222459A1 (en) 2017-12-28
SE539934C2 (en) 2018-01-23
US20190298879A1 (en) 2019-10-03
EP3475229A4 (en) 2020-02-19
CN109476514A (zh) 2019-03-15
SE1650889A1 (en) 2017-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116474132A (zh) 用无汞基紫外光处理流体的系统
US9745209B2 (en) Systems and methods for fluid treatment with homogeneous distribution of ultraviolet light
EP3317228B1 (en) A system for uv light treatment of a fluid
CN115003340B (zh) 包括紫外线照明装置的处理表面的系统
JP3616982B2 (ja) 水処理装置
CN108640216A (zh) 一种智能紫外消毒柜
US20180334400A1 (en) Uv apparatus
KR102434945B1 (ko) 자외선 물 살균 방법 및 이를 이용한 물 살균 장치
KR101324983B1 (ko) 가정용 물저장부의 자외선 발광다이오드 살균장치 및 그 방법
US20200172412A1 (en) Water treatment apparatus
CN210367061U (zh) 一种脉冲紫外流体消毒器及具有其的即开即用流体系统
US20120093684A1 (en) UV sterilization system
WO2007078294A1 (en) Drinking water pitcher incorporating ultraviolet (uv) disinfection feature
WO2022219506A1 (en) Method and apparatus for flash lamp treatment of liquid streams
BV Ultraviolet purification application information
KR20220030763A (ko) 램프 장치와 그의 작동방법
WO2022161884A1 (en) A system for uv-treatment in a containment
CN107555505A (zh) 基于紫外光自动消毒的净水器及其制造方法
Wright Is ozone the disinfectant of the future?: water
LUCA et al. CONSIDERATIONS OF WATER DISINFECTING PROCESSES
Slabbert Sterile water under the spotlight

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