CZ307887B6 - Water treatment equipment - Google Patents
Water treatment equipment Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307887B6 CZ307887B6 CZ2017-744A CZ2017744A CZ307887B6 CZ 307887 B6 CZ307887 B6 CZ 307887B6 CZ 2017744 A CZ2017744 A CZ 2017744A CZ 307887 B6 CZ307887 B6 CZ 307887B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- water
- source
- radiation
- pair
- baffles
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 131
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 57
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 14
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims description 11
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 9
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 claims description 4
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 claims description 4
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 2
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 14
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 102100027340 Slit homolog 2 protein Human genes 0.000 description 5
- 101710133576 Slit homolog 2 protein Proteins 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000009303 advanced oxidation process reaction Methods 0.000 description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 2
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 2
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000006303 photolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000015843 photosynthesis, light reaction Effects 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 2
- 229910000497 Amalgam Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000258971 Brachiopoda Species 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000012858 resilient material Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
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
- C02F2201/3223—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
- C02F2201/3225—Lamps immersed in an open channel, containing the liquid to be treated
-
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S422/00—Chemical apparatus and process disinfecting, deodorizing, preserving, or sterilizing
- Y10S422/905—Miscellaneous liquid sterilization means
Abstract
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se tyká zařízení pro úpravu vody, které obsahuje vstupní prostor pro přívod upravované vody a výstupní prostor pro odvod upravené vody a zdroj UV záření, s výhodou UV výbojku.The invention relates to a water treatment device comprising an inlet space for the treatment water supply and an outlet space for the treatment water discharge and a UV radiation source, preferably a UV lamp.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Dezinfekce vody pomocí UV záření v oblasti 250 nm patří v současnosti již ke standardnímu způsobu dezinfekce vody. Na rozdíl od dezinfekce vody chlorací, nezanechává UV záření ve vodě žádné vedlejší produkty škodlivé lidskému zdraví. K dezinfekci vody se používají nízkotlaké nebo středotlaké UV výbojky. Typické uspořádání UV reaktoru na dezinfekci vody s nízkotlakou UV výbojkou je uvedeno na obr. 1A a se středotlakou výbojkou na obr. 1B. Dosud známá zařízení pro úpravu vody UV zářením mohou obsahovat nízkotlakou UV výbojku 1, která je opatřená křemenným obalem a uspořádaná v podstatě souose v reaktoru. Do reaktoru je vstupem 4 přiváděna voda k úpravě, obtéká křemenný obal UV výbojky 1 a vytéká výstupem 5_. Křemenný obal zabraňuje styku vody s výbojkou, ochraňuje výbojku proti případnému poškození například kamínky, které by se mohly nacházet v upravované vodě, a současně propouští UV záření. Díky křemennému obalu lze vyměnit nefunkční UV výbojku za novou, aniž by bylo třeba vypouštět reaktor. Křemenný obal může být nahrazen jiným UV propustným materiálem, například teflonem. UV výbojka může být také pokryta tenkou UV propustnou fólií, která zabraňuje vniknutí střepů do upravované vody v případě rozbití UV výbojky.Water disinfection with UV radiation in the 250 nm range is nowadays a standard method of water disinfection. Unlike chlorinated water disinfection, UV radiation in water leaves no by-products harmful to human health. Low-pressure or medium-pressure UV lamps are used for water disinfection. A typical arrangement of a UV water disinfection reactor with a low pressure UV lamp is shown in Fig. 1A and a medium pressure lamp in Fig. 1B. Hitherto known UV treatment devices may comprise a low pressure UV lamp 1, which is provided with a quartz shell and arranged substantially coaxial in the reactor. Water to be treated is fed into the reactor through inlet 4, bypasses the quartz shell of the UV lamp 1 and flows out through the outlet 5. The quartz sheath prevents the water from coming into contact with the lamp, protects the lamp from possible damage, for example, by stones that might be in the treated water, and at the same time transmits UV radiation. Thanks to the quartz shell, a non-functioning UV lamp can be replaced with a new one without draining the reactor. The silica coating may be replaced by another UV-permeable material, such as teflon. The UV lamp can also be covered with a thin UV-permeable film, which prevents cullet from entering the treated water in case the UV lamp is broken.
Konstrukce reaktoru je obvykle realizována tak, že mezera 2. mezi obalem výbojky a stěnou reaktoru 3_, tedy tloušťka upravované vody D, je několik cm, u pitné vody je to typicky 4 cm a více. Protože UV záření je ve vodě absorbováno, intenzita UV záření a tedy i dezinfekce vody je nejvyšší na povrchu (křemenného) obalu výbojky 1, intenzita a tedy i stupeň dezinfekce vody je nejmenší podél vnitřní stěny reaktoru 3. Dávka UV záření (dána dobou zdržení v UV reaktoru a intenzitou záření), kterou obdrží voda procházející v blízkosti UV výbojky je vyšší než dávka UV záření, kterou obdrží voda procházející u vnitřní stěny UV reaktoru. Dezinfekce vody procházející UV reaktorem tedy není rovnoměrná.The design of the reactor is usually such that the gap 2 between the lamp housing and the reactor wall 3, i.e. the thickness of the treated water D, is several cm, for drinking water it is typically 4 cm or more. Because the UV radiation is absorbed in the water, the intensity of the UV radiation and hence the disinfection of the water is highest on the surface of the (quartz) lamp housing 1, the intensity and hence the degree of water disinfection is the smallest along the inner wall of the reactor. UV reactor and radiation intensity) received by the water passing near the UV lamp is higher than the dose of UV radiation received by the water passing at the inner wall of the UV reactor. The disinfection of the water passing through the UV reactor is therefore not uniform.
Aby bylo dosaženo rovnoměrnější dezinfekce v celém objemu upravované vody, byly navrženy různé modifikace základního uspořádání UV reaktoru. Jeden ze způsobů spočívá v tom, že se zmenší tloušťka mezery mezi obalem výbojky a stěnou reaktoru, tedy tloušťka ozařované vody na hodnoty kolem 2 cm. Toto řešení má však nevýhodu v tom, že se musí rovněž snížit průtok upravované vody, aby bylo dosaženo stejného stupně dezinfekce. Další nevýhoda tohoto řešení však spočívá v tom, že velká část UV záření projde vodou k vnitřnímu povrchu reaktoru, kde se větší část záření bez užitku pohltí a malá část se odrazí zpět do upravované vody. Tím se zvýší celkové náklady na úpravu vody.In order to achieve more uniform disinfection throughout the volume of treated water, various modifications to the basic configuration of the UV reactor have been proposed. One method is to reduce the thickness of the gap between the lamp shell and the reactor wall, i.e. the thickness of the irradiated water to about 2 cm. However, this solution has the disadvantage that the flow rate of the treated water must also be reduced in order to achieve the same degree of disinfection. A further disadvantage of this solution, however, is that a large portion of the UV radiation passes through the water to the inner surface of the reactor, where a larger portion of the radiation is absorbed without benefit and a small portion is reflected back into the treated water. This will increase the overall cost of water treatment.
Další navržená modifikace spočívá v zajištění turbulence upravované vody uvnitř reaktoru. Této turbulence vody lze dosáhnout například tím, že se do reaktoru vloží různé typy statických mísičů vody nebo přepážek. Turbulencí se zvyšuje pravděpodobnost, že se všechny části vody procházející reaktorem dostanou do blízkosti obalu výbojky, resp. se zvýší rovnoměrnost ozáření vody UV zářením, ale nezajistí se stoprocentní rovnoměrnost ozáření. Další nevýhodou tohoto řešení je zvýšený tlakový spád vody při průchodu reaktorem.Another proposed modification is to ensure the turbulence of the treated water inside the reactor. This water turbulence can be achieved, for example, by introducing various types of static water mixers or baffles into the reactor. The turbulence increases the likelihood that all parts of the water passing through the reactor will come close to the lamp housing and / or the lamp housing. the uniformity of UV irradiation of the water is increased, but 100% uniformity of irradiation is not ensured. Another disadvantage of this solution is the increased pressure drop of water as it passes through the reactor.
UV záření se využívá i k dezinfekci odpadních vod, a to tak, že se voda vede systémem otevřených kanálů, ve kterých jsou rovnoběžně se směrem proudění nebo kolmo na směr proudění uspořádány UV výbojky se vzájemným rozestupem několik cm.UV radiation is also used for the disinfection of wastewater by conducting the water through a system of open channels in which UV lamps are spaced several cm apart, parallel to the flow direction or perpendicular to the flow direction.
- 1 CZ 307887 B6- 1 GB 307887 B6
V současné době nejúčinnější dezinfekční a oxidační technologií pro úpravu vod je tzv. pokročilá oxidační technologie AOP (Advanced Oxidation Process). Základem této technologie je využití OH - radikálů na úpravu vody. Jeho oxidační potenciál je vyšší než například u chlóru nebo i ozonu. Existuje několik způsobů, jak lze tyto OH-radikály ve vodě vytvořit. Jeden ze způsobů spočívá v dávkování peroxidu vodíku do vody a jeho následné osvícení standardním UV zářením (200 až 400 nm). Životnost těchto OH-radikálů je velice krátká, pouze několik milisekund. Druhý způsob spočívá v rozpuštění ozonu do vody a následném osvícení vody standardním UV zářením. Ozon se standardně generuje v generátorech ozonu využívajících koronový výboj. Ozon se může generovat ve vzduchu i pomocí UV záření kratšího než 200 nm, tzv. VUV záření (10 až 200 nm). Tento způsob generace ozonu je však méně účinný než při generaci ozonu elektrickým výbojem. Rovněž koncentrace ozonu je mnohem nižší. Čím je nižší koncentrace ozonu, tím je menší účinnost směšování ozonu s vodou. Současné systémy, které využívají ke generaci OHradikálů pouze UV záření, nejsou tedy dostatečně účinné. Navíc potřebují několik technologických částí - UV reaktor a směšovací zařízení pro směšování plynného ozonu s vodou.Currently, the most effective disinfection and oxidation technology for water treatment is the Advanced Oxidation Process (AOP). The basis of this technology is the use of OH - radicals for water treatment. Its oxidation potential is higher than, for example, chlorine or even ozone. There are several ways in which these OH radicals can be formed in water. One method is to dispense hydrogen peroxide into water and then to illuminate it with standard UV radiation (200-400 nm). The lifetime of these OH-radicals is very short, only a few milliseconds. The second method is to dissolve ozone into water and then to illuminate the water with standard UV radiation. Ozone is generated as standard in corona discharge ozone generators. Ozone can also be generated in air by UV radiation shorter than 200 nm, the so-called VUV radiation (10 to 200 nm). However, this method of generating ozone is less effective than generating ozone by electric discharge. Also the ozone concentration is much lower. The lower the ozone concentration, the less effective the mixing of ozone with water. Thus, current systems that use only UV radiation to generate OHradicals are not efficient enough. In addition, they need several technological parts - a UV reactor and a mixing device for mixing ozone gas with water.
Jeden ze způsobů generace OH-radikálů spočívá v tom, že ve vodě je dispergován fotokatalyzátor. Ozářením vody UV zářením vznikají OH-radikály. Propustnost vody závisí na množství fotokatalyzátoru nacházejícího se ve vodě. Aby bylo využito efektivně všeho fotokatalyzátoru, je třeba osvítit veškerou upravovanou vodu. Dosavadní zařízení takového cíle ale nedosahují.One way of generating OH-radicals is to disperse the photocatalyst in water. The irradiation of water with UV radiation generates OH radicals. The water permeability depends on the amount of photocatalyst present in the water. In order to use all the photocatalyst efficiently, all treated water needs to be illuminated. However, the existing devices do not achieve this goal.
Úkolem vynálezu tedy je navrhnout takové zařízení na úpravu vody, které by zajišťovalo maximálně možnou a rovnoměrnou UV dezinfekci veškeré upravované vody bez ohledu na její kvalitu (tedy bez ohledu na to, zda způsobuje malou nebo velkou absorpci UV záření) a současně umožňuje maximálně efektivně využít i krátkovlnných VUV záření k úpravě veškeré vody pomocí pokročilé oxidační technologie, a to vše v jednom zařízení. Rovněž je úkolem vynálezu navrhnout takové zařízení na úpravu vody, aby veškerá upravovaná voda byla co nej efektivněji a co nejvíce rovnoměrně upravena současně jak UV zářením, které je relativně málo absorbováno vodou, tak i UV zářením, které je velice rychle absorbováno vodou.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a water treatment device which ensures the maximum possible and uniform UV disinfection of all treated water irrespective of its quality (i.e. whether it causes low or high UV absorption) and at the same time Even shortwave VUV radiation to treat all water using advanced oxidation technology, all in one device. It is also an object of the present invention to provide a water treatment device such that all of the treated water is treated as efficiently and as uniformly as possible simultaneously by both UV radiation which is relatively poorly absorbed by water and UV radiation which is absorbed very quickly by water.
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Výše uvedený úkol je vyřešen zařízením definovaným v patentových nárocích. Zařízení pro úpravu vody podle vynálezu obsahuje:The above object is solved by a device as defined in the claims. The water treatment device according to the invention comprises:
- vstupní prostor pro přívod upravované vody a výstupní prostor pro odvod upravené vody,- inlet area for treated water inlet and outlet area for treated water outlet,
- zdroj UV záření, přičemž mezi vstupním prostorem, výstupním prostorem a vnějším povrchem zdroje UV záření nebo jeho obalu je vytvořena alespoň jedna průchozí štěrbina pro vedení upravované vody ze vstupního prostoru do výstupního prostoru kolem části povrchu zdroje UV záření nebo jeho obalu, přičemž nejužší oblasti štěrbiny nebo štěrbin procházejí souběžně s podélnou osou zdroje UV záření.a UV source, wherein at least one through slot is provided between the entrance space, the exit space and the outer surface of the UV source or its wrapper for guiding the treated water from the entrance area to the exit space around a portion of the surface of the UV source or its wrapper the slits or slits extend parallel to the longitudinal axis of the UV source.
S výhodou je štěrbina, případně jsou štěrbiny svou délkou a šířkou přizpůsobeny maximálnímu průtoku vody UV reaktorem, při kterém je rovnoměrně v celém objemu procházející vody dosaženo požadované minimální dávky UV a/nebo VUV záření pro dezinfekci a/nebo fotochemickou úpravu vody.Preferably, the slit (s) are adapted to the maximum water flow through the UV reactor, whereby the required minimum dose of UV and / or VUV radiation for disinfecting and / or photochemical treatment of water is achieved uniformly throughout the volume of passing water.
Případně jsou štěrbiny svou délkou a šířkou uzpůsobeny pro přepouštění upravované vody štěrbinou nebo štěrbinami ze vstupního prostoru do výstupního prostoru v takovém množství, které odpovídá množství upravované vody, kterou lze přivádět přívodem do vstupního prostoru a/nebo odvádět odvodem z výstupního prostoru.Optionally, the slots are of a length and width adapted to pass the treated water through the slot or slots from the inlet space to the outlet space in an amount corresponding to the amount of water to be treated by inlet to the inlet and / or discharged from the outlet.
-2CZ 307887 B6-2GB 307887 B6
Případně jsou štěrbina nebo štěrbiny svou délkou a šířkou přizpůsobeny velikosti příčného průřezu přívodu do vstupního prostoru a/nebo odvodu z výstupního prostoru, který definuje maximální průtok vody UV reaktorem, při kterém je dosaženo alespoň (minimálně a více) požadované dávky UV a/nebo VUV záření pro dezinfekci a/nebo fotochemickou úpravu vody.Optionally, the slit (s) are adapted in length and width to the cross-sectional area of the inlet and / or outlet of the inlet space, which defines the maximum flow rate of the UV reactor at which at least (at least and more) radiation for disinfecting and / or photochemical treatment of water.
Ve výhodných provedeních obsahuje zařízení alespoň dvě uvedené štěrbiny procházející podél zdroje UV záření, případně jeho obalu, a propojující vstupní a výstupní prostor.In preferred embodiments, the device comprises at least two of said slits extending along the UV radiation source and / or the package thereof and connecting the inlet and outlet spaces.
Již takovéto zařízení významně zvyšuje účinnost a rovnoměrnost úpravy vody, protože veškerá upravovaná voda je vedena štěrbinou / štěrbinami, tedy v blízkosti zdroje UV záření.Even such a device significantly increases the efficiency and uniformity of the water treatment, since all the water to be treated is guided through the slit (s), i.e. near the UV radiation source.
Ve zvlášť výhodném provedení vynálezu průchozí štěrbina nebo štěrbiny jsou uzpůsobeny pro vedení upravované vody ze vstupního prostoru do výstupního prostoru kolem části povrchu zdroje UV záření nebo jeho obalu ve vrstvě o tloušťce maximálně 5 mm, přičemž zdroj UV záření je uzpůsoben pro vyzařování UV záření také o vlnové délce, která je menší než 200 nm (VUV).In a particularly preferred embodiment of the invention, the through orifice (s) are adapted to direct the treated water from the inlet to the outlet around a portion of the surface of the UV light source or its wrapper in a maximum thickness of 5 mm. A wavelength less than 200 nm (VUV).
Přednostně je štěrbina vymezena mezi vnějším povrchem zdroje UV záření nebo jeho obalu a volnou hranou přepážky, která prochází vzhledem ke zdroji UV záření radiálně nebo tangenciálně nebo rovnoběžně s tangenciálním směrem.Preferably, the slit is defined between the outer surface of the UV radiation source or its wrapper and the free edge of the partition that extends radially or tangentially or parallel to the tangential direction with respect to the UV radiation source.
Dosavadní UV systémy na úpravu pitné vody využívají k přímé dezinfekci vody pouze vlnové délky 254 nm vyzařované nízkotlakou UV výbojkou, i když tato nízkotlaká výbojka může vyzařovat i kratší vlnovou délku 185 nm. Tato vlnová délka 185 nm je velice rychle pohlcena vodou o tloušťce několika mm, zatímco standardně používané záření 254 nm je pohlceno vodou o tloušťce několika desítek až stovek milimetrů. Geometrie současných UV reaktorů je navržena právě s ohledem na malou absorpci UV záření v oblasti 254 nm. Efektivní využití kratší vlnové délky 185 nm k úpravě vody v současných UV reaktorech tedy není možné.Existing UV drinking water treatment systems use only 254 nm wavelengths emitted by a low pressure UV lamp to directly disinfect water, although the low pressure lamp can also emit a shorter wavelength of 185 nm. This wavelength of 185 nm is absorbed very quickly by water of several mm thickness, while the standard 254 nm radiation is absorbed by water of several tens to hundreds of millimeters. The geometry of current UV reactors is designed with a view to low UV absorption in the 254 nm range. Effective use of shorter wavelengths of 185 nm for water treatment in current UV reactors is therefore not possible.
Pokud je voda ozářena UV zářením s vlnovou délkou kratší než 200 nm, tak dochází k fotolýze vody (fotochemická reakce) a ve velice tenké vrstvě vznikají OH-radikály. Vodu lze tedy upravit pomocí pokročilé oxidační technologie AOP, aniž bychom museli dodávat do vody další látky nebo mít zařízení na směšování ozonu s vodou. Využití fotolýzy je tedy nejúčinnější způsob generace OH-radikálů ve vodě pomocí UV záření.If the water is irradiated with UV radiation with a wavelength shorter than 200 nm, water photolysis occurs (photochemical reaction) and OH-radicals are formed in a very thin layer. Water can therefore be treated with advanced AOP oxidation technology without the need to supply additional substances to the water or have an ozone-water mixing facility. The use of photolysis is thus the most efficient way of generating OH-radicals in water by UV radiation.
Nový systém je navržen i s ohledem na možnost využití fotokatalyzátoru a elektrofotokatalyzátorů pro úpravu vody. Na povrchu těchto fotokatalyzátoru, po jejich ozáření UV zářením, vznikají OH-radikály, které mají vyšší oxidační potenciál, než má například chlór nebo ozón, které se standardně používají na dezinfekci vod. Lze použít různé typy fotokatalyzátoru, například TiO2 fotokatalyzátory.The new system is designed with regard to the possibility of using photocatalyst and electrophotocatalysts for water treatment. On the surface of these photocatalysts, after irradiation with UV radiation, OH radicals are formed which have a higher oxidation potential than, for example, chlorine or ozone, which are normally used for water disinfection. Various types of photocatalyst can be used, for example TiO 2 photocatalysts.
Pojmem upravovaná voda, je v tomto dokumentu míněna voda, která obsahuje znečišťující látky, například mikroorganismy, a dále může také obsahovat výše uvedené fotokatalyzátory nebo elektrofotokatalyzátory a podobně.By the term treated water is meant water which contains contaminants such as microorganisms, and further may also comprise the above photocatalysts or electrophotocatalysts and the like.
Objasnění výkresůClarification of drawings
Vynález je dále podrobněji popsán pomocí příkladných provedení schématicky znázorněných na výkresech, kde na obr. 1A je podélný řez zařízením dle dosavadního stavu techniky, na obr. 1B je příčný řez zařízením z obr. 1 A, na obr. 2 je pohled na první příkladné provedení, na obr. 3 příčný řez druhým příkladným provedením, na obr. 4 až 6 je řez třetím, čtvrtým a pátým provedením, na obr. 7 je příčný řez šestým provedením vynálezu, na obr. 8 je provedení s přepážkami s prvky pro vytváření mikroturbulence, na obr. 9A, 9B, 9C, 9D jsou znázorněny různé možnosti provedení ohebných nebo posuvných přepážek, na obr. 10A, 10B, 10C jsou příčné řezy sedmým, osmým aThe invention is further described in more detail by way of example embodiments schematically shown in the drawings, wherein Fig. 1A is a longitudinal cross-section of the prior art device; Fig. 1B is a cross-section of the device of Fig. 1A; Fig. 3 is a cross-sectional view of a second exemplary embodiment; Figs. 4 to 6 are cross-sectional views of the third, fourth and fifth embodiments; Fig. 7 is a cross-sectional view of a sixth embodiment; 9A, 9B, 9C, 9D show different design options for flexible or movable baffles, Figs. 10A, 10B, 10C are cross-sections of the seventh, eighth and
-3 CZ 307887 B6 devátým provedením vynálezu, na obr. 11 pohled shora na další provedení, na obr. 12 až 14 je svislý řez dalším provedením vynálezu.Fig. 11 is a top plan view of another embodiment; Figs. 12-14 are a vertical sectional view of another embodiment of the invention.
Příklady uskutečnění vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
První příkladné provedení zařízení pro úpravu vody podle vynálezu je znázorněno na obr. 2. Toto provedení obsahuje válcovitý reaktor 3, ve kterém je uspořádána UV výbojka 1 generující UV záření o vlnové délce 254 nm a 185 nm. UV výbojkou 1 se v tomto dokumentu a na výkresech rozumí nejen výbojka samotná, ale i její případný obal, který je s výhodou křemenný. V tomto příkladném provedení je UV výbojka 1 uspořádána souose s reaktorem 1 a prochází po celé jeho délce. V reaktoru je rovněž uspořádána dvojice přepážek 11, které vystupují od vnitřní stěny reaktoru 3. směrem k UV výbojce 1_ tak, že rozdělují vnitřní prostor reaktoru na vstupní prostor, do kterého je na jednom konci reaktoru 3. zaústěn vstup 4_ pro upravovanou vodu, a na výstupní prostor, ze kterého je na druhém konci reaktoru 3. vyústěn výstup 5_ pro upravenou vodu. Vstupní prostor a výstupní prostor jsou navzájem propojeny přes štěrbiny 2_ vytvořené podél UV výbojky £ mezi UV výbojkou 1, resp. jejím vnějším povrchem, případně vnějším povrchem jejího obalu, a přepážkami 11. Obě štěrbiny 2. mají stejnou a po celé délce konstantní šířku o velikosti 1 až 5 mm. Délka reaktoru 3. a tedy i délka UV výbojky 1 je navržena s ohledem na šířku štěrbiny 2_ a požadovaný průtok. Při používání voda přiváděná do vstupního prostoru prochází do výstupního prostoru výhradně přes štěrbiny 2, čímž je zajištěno, že veškerá voda se alespoň při průchodu štěrbinou 2_ dostane do takové blízkosti UV výbojky 1, aby byla dostatečně ošetřena UV zářením. Štěrbina 2_ mezi přepážkami 11 a povrchem obalu UV výbojky 1 z křemenného skla, kterou protéká upravovaná voda, je volena tak, aby na této štěrbině nedošlo k úplnému pohlcení UV záření, které je nejvíce absorbováno vodou a slouží ke generaci OHradikálů. Šířka této štěrbiny 2_ se pohybuje do kolem 5 mm, lépe do kolem 3 mm a optimálně kolem 1 mm.A first exemplary embodiment of a water treatment device according to the invention is shown in Fig. 2. This embodiment comprises a cylindrical reactor 3 in which a UV lamp 1 generating UV radiation at wavelengths of 254 nm and 185 nm is arranged. In this document and in the drawings, a UV lamp 1 means not only the lamp itself but also its possible packaging, which is preferably silica. In this exemplary embodiment, the UV lamp 1 is coaxial with the reactor 1 and extends over its entire length. Also provided in the reactor is a pair of baffles 11 extending from the inner wall of the reactor 3 towards the UV lamp 7 so as to divide the interior of the reactor into an inlet space into which at one end of the reactor 3 an inlet 4 for treated water is connected. to an outlet space from which at the other end of the reactor 3 an outlet 5 for treated water flows. The inlet space and the outlet space are interconnected through slits 2 formed along the UV lamp 8 between the UV lamp 1 and the lamp 1, respectively. the slots 2 have the same width over the entire length of 1 to 5 mm. The length of the reactor 3 and hence the length of the UV lamp 1 is designed with respect to the width of the slit 2 and the desired flow rate. In use, the water supplied to the inlet space passes into the outlet space exclusively through the slots 2, thereby ensuring that all water at least passes through the slit 2 so that it is close to the UV lamp 1 to be sufficiently treated with UV radiation. The slit 2 between the baffles 11 and the surface of the quartz glass UV lamp 1 through which the treated water flows is selected so as not to completely absorb the UV radiation which is most absorbed by the water and serves to generate OH radicals. The width of this slot 2 is about 5 mm, preferably about 3 mm and optimally about 1 mm.
V alternativních provedeních může mít reaktor i jiný než válcovitý tvar, například může mít oválný průřez apod.In alternative embodiments, the reactor may have a non-cylindrical shape, for example, an oval cross-section or the like.
Druhé provedení vynálezu znázorněné na obr. 3 obsahuje soustavu přepážek 11 a deskových mísičů 1Γ. První dvojice přepážek 11 vymezuje vstupní prostor, do kterého je zaústěný vstup 4_ pro upravovanou vodu, a druhá dvojice přepážek 11 vymezuje výstupní prostor, ze kterého je vyveden výstup 5. pro upravenou vodu. Přepážky 11 vystupují z vnitřní stěny reaktoru 3. a vymezují štěrbiny 2_ mezi volnou hranu přepážky 11 a UV výbojkou T Mezi první a druhou dvojicí přepážek 11 je uspořádána dvojice deskových mísičů 1Γ. Deskové mísiče 11' vystupují od UV výbojky 1_ radiálně směrem k vnitřní stěně reaktoru 3, přičemž ponechávají přepouštěcí mezeru 20 při vnitřní stěně reaktoru 3. Díky této konstrukci prochází veškerá voda ze vstupního prostoru dvakrát štěrbinou 2, tedy v těsné blízkosti UV výbojky 1, přičemž mezi prvním průchodem štěrbinou 2. a druhým průchodem se díky deskovým mísičům 11' promíchá. Díky většímu počtu přepážek 11 a 11' dojde k ještě větší účinnosti úpravy vody a větší homogenizaci úpravy vody. Přepážky 11 a/nebo deskové mísiče 11' a/nebo stěny reaktoru 3. jsou s výhodou alespoň částečně pokryty vrstvou fotokatalyzátorů.A second embodiment of the invention shown in Fig. 3 comprises a set of baffles 11 and plate mixers 1Γ. The first pair of baffles 11 define an inlet space into which the treatment water inlet 4 is connected, and a second pair of baffles 11 define an outlet space from which the treated water outlet 5 is led out. The baffles 11 extend from the inner wall of the reactor 3 and define slots 2 between the free edge of the baffle 11 and the UV lamp T A pair of plate mixers 1Γ is provided between the first and second pairs of baffles 11. The plate mixers 11 'extend from the UV lamp 7 radially towards the inner wall of the reactor 3, leaving a leakage gap 20 at the inner wall of the reactor 3. Due to this design, all water from the inlet passes twice through the slot 2. between the first passage through the slot 2 and the second passage, it is mixed by means of plate mixers 11 '. Due to the greater number of partitions 11 and 11 ', the water treatment efficiency and the homogenization of the water treatment are even greater. The baffles 11 and / or plate mixers 11 'and / or the walls of the reactor 3 are preferably at least partially covered with a layer of photocatalysts.
Ve třetím příkladném provedení znázorněném na obr. 4 je reaktor vytvořen tak, že jeho vnitřní stěny vymezují spolu s UV výbojkou 1 dvojici štěrbin 2, které mají šířku 1 až 5 mm. Vstupní prostor reaktoru 3. se směrem k UV výbojce 1 zužuje a výstupní prostor reaktoru 3. se směrem od UV výbojky 1 rozšiřuje, přičemž v oblasti uložení UV výbojky 1 jsou stěny reaktoru 3. válcovité a procházejí s konstantním odstupem od vnějších stěn UV výbojky 1 po obou jejích stranách.In the third exemplary embodiment shown in FIG. 4, the reactor is designed such that its inner walls, together with the UV lamp 1, define a pair of slits 2 having a width of 1 to 5 mm. The inlet space of the reactor 3 narrows towards the UV lamp 1 and the outlet space of the reactor 3 widens away from the UV lamp 1, wherein in the receiving region of the UV lamp 1 the walls of the reactor 3 are cylindrical and extend at a constant distance from the outer walls of the UV lamp 1. on both sides.
Čtvrté provedení znázorněné na obr. 5 se liší od třetího provedení tím, že vnitřní stěny reaktoru 1. jsou v oblasti uložení UV výbojky 1 opatřené výstupky 12, které vystupují radiálně směrem kThe fourth embodiment shown in FIG. 5 differs from the third embodiment in that the inner walls of the reactor 1 are provided with projections 12 in the receiving region of the UV lamp 1 which extend radially towards
-4CZ 307887 B6-4GB 307887 B6
UV výbojce 1 a slouží k vytvoření mikroturbulence v této oblasti a tím k dosažení homogenní úpravy vody AOP procesem, tj. OH-radikály.The UV lamp 1 a serves to create microturbulence in this region and thereby to achieve a homogeneous water treatment by the AOP process, ie OH-radicals.
Páté provedení znázorněné na obr. 6 se liší od provedení z obr. 4 tím, že vnitřní stěny reaktoru 3. nejsou v oblasti uložení UV výbojky 1 válcovité. Vstupní prostor reaktoru 3. se plynule zužuje směrem k UV výbojce 1, vnitřní stěny reaktoru 3. procházejí plynule podél UV výbojky a v místě, kde jsou k UV výbojce 1 nejblíže, vymezují štěrbinu 2, načež dále plynule procházejí a vymezují postupně se rozšiřující výstupní prostor.The fifth embodiment shown in FIG. 6 differs from that of FIG. 4 in that the inner walls of the reactor 3 are not cylindrical in the region of the housing of the UV lamp. The inlet space of the reactor 3 is continuously tapered towards the UV lamp 1, the inner walls of the reactor 3 extend continuously along the UV lamp and define a slot 2 where they are closest to the UV lamp 1, space.
Šesté provedení znázorněné na obr. 7 se liší od provedení z obr. 2 zejména tím, že přepážky 11 neprocházejí směrem k UV výbojce 1 radiálně. V podstatě celá UV výbojka je uspořádána ve vstupním prostoru, do kterého je zaústěný přívod vody k úpravě. Přepážky 11 vystupují z vnitřních stěn reaktoru 1 tak, že procházejí rovnoběžně s tečnou plochou k UV výbojce 1 a jejich volné hrany vymezují spolu s vnějším povrchem UV výbojky štěrbiny 2. o šířce 1 až 5 mm.The sixth embodiment shown in FIG. 7 differs from that of FIG. 2 in particular in that the baffles 11 do not extend radially toward the UV lamp. Essentially, the entire UV lamp is arranged in the entrance area into which the water supply for treatment is connected. The baffles 11 extend from the inner walls of the reactor 1 so that they extend parallel to the tangential surface to the UV lamp 1 and their free edges define together with the outer surface of the UV lamp a slot 2 with a width of 1 to 5 mm.
V jednom reaktoru mohou být uspořádány dvě UV výbojky 1 nebo více, a kolem nich vytvořeny štěrbiny 2, jak byly popsány výše. Případně může mít reaktor 3. jeden vstupní prostor, do kterého je zaústěný přívod upravované vody, ale dvojici UV výbojek 2 a dvojici výstupních prostorů, přičemž upravovaná voda prochází ze vstupního prostoru do jednoho nebo druhého výstupního prostoru kolem jedné nebo druhé UV výbojky 1 některou ze čtyř štěrbin 2_ vymezených přepážkami 11. Obdobně může být i výše popsané druhé provedení vynálezu upraveno tak, že obsahuje jeden vstupní prostor, ale dvojici UV výbojek 1 a dvojici výstupních prostorů.Two UV lamps 1 or more can be arranged in a single reactor and slits 2 formed around them as described above. Optionally, the reactor 3 may have one inlet space into which the treated water inlet is connected, but a pair of UV lamps 2 and a pair of outlet spaces, wherein the treated water passes from the inlet space to one or the other outlet space around one or the other UV lamp 1. Similarly, the above-described second embodiment of the invention may be adapted to include a single entrance space but a pair of UV lamps 1 and a pair of exit spaces.
Přepážky mohou být také na svých hranách opatřeny prvky 11a pro vytváření mikroturbulence, jak je to znázorněno na obr. 8. Tyto prvky mohou být například tvořeny zdvojením přepážky 11 na její volné hraně přivrácené k UV výbojce 1 nebo vytvořením mikroreliéfu na přepážce 11.The baffles may also be provided at their edges with micro-turbulence generating elements 11a as shown in FIG. 8. These elements may, for example, consist of doubling the baffle 11 on its free edge facing the UV lamp 1 or forming a micro-relief on the baffle 11.
Ve zvlášť výhodném provedení znázorněném na obr. 9A, 9C, 9D jsou přepážky 11 výše uvedených reaktorů 3. ohebné nebo přesuvné tak, že při zvýšení tlaku upravované vody dojde působením tlakových sil vody k oddálení jejich volných hran od vnějšího povrchu UV výbojky 1 a tím k rozšíření štěrbiny 2. Přepážky 1 1 mohou pro tyto účely být z pružného materiálu, nebo mohou být například na koncích svých volných hran opatřeny pružinami, které předepínají přepážky 11 do polohy vymezující nejužší přípustnou štěrbinu 2, případně do polohy, v níž se v podstatě dotýkají vnějšího povrchu UV výbojky 1, a umožňují vlivem silového působení na přepážky 11 změnu jejich tvaru tak, aby vymezovaly širší než původní štěrbinu 2. Také může být výhodné doplnit takovéto provedení o zarážku vymezující maximální přípustné oddálení volné hrany přepážky 11 od UV výbojky 1, tedy rozšíření štěrbiny 2. V alternativním provedení znázorněném na obr. 9B mohou být ohebné nebo posuvné pouze části přepážek 11, a to ty, kterými jsou přepážky 11 přivrácené k UV výbojce EIn the particularly preferred embodiment shown in FIGS. 9A, 9C, 9D, the baffles 11 of the aforementioned reactors 3 are flexible or displaceable such that when the pressure of the treated water is increased, their free edges move away from the outer surface of the UV lamp 1. For this purpose, the baffles 11 may be of a resilient material, or may, for example, be provided at the ends of their free edges with springs which bias the baffles 11 to a position defining the narrowest permissible slot 2 or to a position substantially they contact the outer surface of the UV lamp 1, and by force acting on the baffles 11, change their shape so as to define a wider than the original slit 2. It may also be advantageous to add such a stopper defining such a design. hence the extension In the alternative embodiment shown in Fig. 9B, only portions of the baffles 11, that is the baffles 11 facing the UV lamp E, may be flexible or movable.
Na obr. 10A, 10B, 10C jsou schematicky znázorněna další možná řešení vynálezu. Přepážky 11 slouží k vymezení úzké štěrbiny nebo štěrbin, kterou nebo kterými protéká upravovaná voda. Tyto přepážky jsou s výhodou vyrobeny z křemene nebo jiného UV propustného materiálu. Tímto je zajištěno, že standardně používané UV záření, např. o vlnové délce 254 nm, může dezinfikovat veškerou vodu nacházející se v reaktoru. Intenzita tohoto UV záření je tedy dostatečná i u vnitřního povrchu UV reaktoru 3. Ve štěrbině přiléhající ke křemenné trubici navíc probíhá úprava vody pomocí OH-radikálů.10A, 10B, 10C schematically illustrate further possible solutions of the invention. The baffles 11 serve to define a narrow slit or slits through or through which the treated water flows. These baffles are preferably made of quartz or other UV-permeable material. This ensures that standard UV radiation, e.g., 254 nm, can disinfect all the water present in the reactor. The intensity of this UV radiation is therefore also sufficient for the inner surface of the UV reactor 3. In addition, the water adjacent to the quartz tube is treated with OH-radicals.
V provedení z obr. 10A a 10B procházejí navíc přepážky 11 tak, že s odstupem, nejlépe s rovnoměrným odstupem, obklopují část obvodového povrch UV výbojky 1, případně jejího obalu. Přitom je výhodné, když současně procházejí s odstupem, nejlépe rovnoměrným odstupem, podél stěny reaktoru 3 a vymezují tak pro upravovanou vodu labyrintový kanál, kterým proudí upravovaná voda od vstupu 4 k výstupu 5. tak, že se všechna upravovaná voda dostane do oblasti vzdálené maximálně 5 mm od povrchu UV výbojky 1, případně jejího obalu, a rovněž je všechna upravovaná voda vedena podél přepážek 11 labyrintovým kanálem meziIn the embodiment of FIGS. 10A and 10B, the baffles 11 also extend so as to surround a portion of the peripheral surface of the UV lamp 1 or its wrapping at a distance, preferably at a uniform distance. At the same time, it is advantageous if they simultaneously run at a distance, preferably a uniform distance, along the reactor wall 3 and thus define a labyrinth channel for the treated water through which the treated water flows from the inlet 4 to the outlet 5 so that all the treated water reaches an area at most 5 mm from the surface of the UV lamp 1 or its packaging, and also all the treated water is guided along the partitions 11 through a labyrinth channel between
-5 CZ 307887 B6 přepážkami 11 a stěnou reaktoru 3. Obecně přitom není důležité, zdaje upravovaná voda vedena nejprve do té části labyrintového kanálu, která přiléhá k UV výbojce 1, a pak do oblasti mezi přepážkami 11 a stěnou reaktoru 3, nebo naopak.Generally, it is not important that the treated water is first fed to the part of the labyrinth channel adjacent to the UV lamp 1 and then to the area between the baffles 11 and the reactor wall 3, or vice versa.
V dalších provedeních vynálezu znázorněných na obr. 11 a 12 je místo reaktoru 3 použit kanál 40, kterým protéká upravovaná voda. V kanále 40 jsou se vzájemným rozestupem uspořádány UV výbojky 1_ a podél nich s odstupem přepážky 11, přičemž vnější povrch UV výbojek 1 a koncové hrany přepážek 11 vymezují štěrbiny 2. o velikosti 1 až 5 mm.In other embodiments of the invention shown in Figures 11 and 12, instead of reactor 3, a channel 40 through which the treated water flows is used. In the channel 40, UV lamps 7 are spaced from one another and spaced apart therebetween by the baffle 11, the outer surface of the UV lamps 1 and the end edges of the baffles 11 defining slits 2 of 1 to 5 mm.
UV výbojky las nimi i přepážky 11 mohou být v kanále uspořádány svisle (obr. 11), nebo vodorovně kolmo na směr proudu upravované vody (obr. 12) nebo vodorovně šikmo vzhledem ke směru proudu upravované vody (neznázoměno). V provedeních z obr. 11 a 12 tvoří přepážky 11 naváděcí stříšky pro přivádění upravované vody k UV výbojkám 1, přičemž přepážky svírají ostrý úhel se směrem proudu přiváděné vody. Ke každé UV výbojce 1 jsou přiřazeny dvě přepážky 11 uspořádané z hlediska směru proudu vody před UV výbojkou 1 a dvě přepážky 11 za UV výbojkou 1, čímž jsou vytvořeny čtyři štěrbiny 2_ u každé UV výbojky 1. Stejně jako u provedení z obr. 3 jsou rovněž použity deskové mísiče 11' pro promísení upravované vody po průchodu první štěrbinou 2 a před průchodem druhou štěrbinou 2.The UV lamps and the baffles 11 can be arranged in the channel vertically (FIG. 11), or horizontally perpendicular to the flow direction of the treated water (FIG. 12) or horizontally oblique with respect to the flow direction of the treated water (not shown). In the embodiments of Figures 11 and 12, the baffles 11 form guiding roofs for supplying the treated water to the UV lamps 1, the baffles forming an acute angle with the direction of the supply water flow. To each UV lamp 1 are assigned two baffles 11 arranged downstream of the UV lamp 1 and two baffles 11 behind the UV lamp 1, thereby forming four slots 2 for each UV lamp 1. As in the embodiment of Fig. 3, plate mixers 11 'have also been used to mix the treated water after passing through the first slot 2 and before passing through the second slot 2.
V dalších provedeních znázorněných na obr. 13 a 14 procházejí přepážky kolmo ke směru proudění přiváděné upravované vody. Přitom mohou být z hlediska směru proudění uspořádány před UV výbojkami 1, za UV výbojkami 1 nebo na stejné úrovni s UV výbojkami 1 Vždy jsou ale uspořádány tak, aby se mezi přepážkou 11 a vnějším povrchem UV výbojky 1, případně jejího obalu vytvořila kontinuální štěrbina 2. o šířce maximálně 5 mm.13 and 14, the baffles extend perpendicular to the flow direction of the feed water to be supplied. They can be arranged upstream of the UV lamps 1, downstream of the UV lamps 1 or at the same level as the UV lamps 1 in terms of flow direction. However, they are always arranged so that a continuous slit 2 forms between the partition 11 and the outer surface of the UV lamp 1. with a maximum width of 5 mm.
Pro zvýšení účinnosti může být upravovaná voda vedena přes dva nebo více výše popsaných reaktorů uspořádaných za sebou. Přitom mohou být jednotlivé typy reaktorů kombinovány.To increase efficiency, the treated water may be passed through two or more of the above-described reactors arranged in series. The individual reactor types can be combined.
Přepážky 11 mohou být vyrobeny z kovu, s výhodou z nerezu. Mohou však být vyrobeny i z jiných materiálů jako je křemenné sklo, sklo, teflon, MgF2, apod. Povrch přepážek 11 a rovněž tak i vnitřní strana UV reaktoru 3. může být pokryta fotokatalyzátorem nebo elektrofotokatalyzátorem. Na jejich povrchu po UV ozáření vznikají OH-radikály, které zvyšují účinnost úpravy vody. Např. v případě provedení podle obr. 3 může být fotokatalytická plocha mnohonásobně větší než v případě řešení podle obr. 2, což zvyšuje účinnost úpravy vody.The baffles 11 may be made of metal, preferably stainless steel. However, they can also be made of other materials such as quartz glass, glass, teflon, MgF2, and the like. OH-radicals are formed on their surface after UV irradiation, which increase the efficiency of water treatment. E.g. in the embodiment of FIG. 3, the photocatalytic area may be many times larger than in the solution of FIG. 2, which increases the efficiency of the water treatment.
Reaktor 3. může být vyroben z nerezu, ale i z jiných materiálů vhodných pro styk s vodou a odolných UV záření. Může se jednat o sklo, plasty, křemen pokrytý na vnějším povrchu UV odrážející vrstvou, například hliníkem. Vnitřní plocha reaktoru 3. může být pokryta tenkou teflonovou vrstvou, apod.The reactor 3 can be made of stainless steel, but also of other materials suitable for contact with water and resistant to UV radiation. It may be glass, plastic, quartz coated on the outer surface with a UV reflecting layer, for example aluminum. The inner surface of the reactor 3 may be covered with a thin Teflon layer or the like.
Ve výhodném provedení je reaktor 3, případně kanál, vyroben z UV propustného materiálu, například z křemenného skla. Vnější povrch reaktoru 3. je pak pokryt UV odrážející vrstvou, například hliníkem. Tímto se dosáhne, že vyšší procento UV záření, které dopadá na vnitřní stěnu reaktoru 3, je odraženo zpět do upravované vody. Jak již bylo řečeno, vnitřní stěna reaktoru 3, případně kanálu, může být pokryta fotokatalyzátorem.In a preferred embodiment, the reactor 3 or channel is made of a UV-permeable material, for example quartz glass. The outer surface of the reactor 3 is then covered with a UV reflecting layer, for example aluminum. This achieves that a higher percentage of UV radiation that strikes the inner wall of the reactor 3 is reflected back into the treated water. As already mentioned, the inner wall of the reactor 3 or channel can be coated with a photocatalyst.
Ve všech provedení je s výhodou délka štěrbiny 2_ větší než její šířka, takže zúžení v oblasti štěrbiny je kompenzováno její délkou.In all embodiments, the length of the slot 2 is preferably greater than its width so that the narrowing in the region of the slot is compensated by its length.
Pro potřeby tohoto dokumentu pod UV výbojkou rozumíme všechny zdroje UV záření vyzařující minimálně na dvou vlnových délkách nebo vyzařující kontinuální spektrum záření, přičemž jedna vlnová délka nebo jedna část vyzařovaného spektra je pohlcena v tenké vrstvě vody o tloušťce několika mm a další vlnová délka nebo další část spektra je takovouto vrstvou pohlcena jen částečně. Konkrétněji je zdrojem UV záření pro zařízení dle tohoto vynálezu s výhodou zdroj,For the purposes of this document, a UV lamp is understood to mean all UV sources emitting at least two wavelengths or emitting a continuous spectrum of radiation, one wavelength or part of the spectrum being absorbed in a thin layer of water of several mm thickness and another wavelength or other part spectrum is only partially absorbed by such a layer. More specifically, the UV radiation source for the device of the present invention is preferably a source,
-6CZ 307887 B6 který vyzařuje výhradně nebo mimo jiné záření VUV o vlnové délce pod 200 nm (např. 185 nm) a rovněž záření UV o vlnové délce nad 200 nm (např. 254 nm).-688 307887 B6 which emits exclusively or among other things VUV radiation with a wavelength below 200 nm (eg 185 nm) as well as UV radiation with a wavelength above 200 nm (eg 254 nm).
Zdrojem UV záření mohou tedy být nízkotlaké UV výbojky (rtuťové a amalgamové), středotlaké UV výbojky (mohou vyzařovat spojité spektrum od cca 160 až do 500 nm), excimemí UV zdroje, LED UV zdroje a jakékoliv další. Pod UV zdrojem lze chápat i UV zdroj složený ze dvou nebo více UV zdrojů, například může zdroj UV záření obsahovat soustavu LED UV zdrojů, přičemž tyto LED UV zdroje mohou vyzařovat na stejných nebo různých vlnových délkách. Takováto soustava LED UV zdrojů tvořících zdroj UV záření může být uspořádána ve společném obalu nebo na společné nosné konstrukci nebo mohou být jinak navzájem propojené. Rovněž se u zdroje UV záření může jednat i o kombinaci UV zdrojů, například nízkotlaká UV výbojka umístěná ve středu UV reaktoru a LED UV zdroje umístěny na obalu UV reaktoru.Thus, UV light sources can be low pressure UV lamps (mercury and amalgam), medium pressure UV lamps (they can emit a continuous spectrum from about 160 to 500 nm), excimer UV sources, LED UV sources and any other. A UV source comprising two or more UV sources, for example, a UV source may comprise a plurality of LED UV sources, wherein the LED UV sources may emit at the same or different wavelengths. Such a set of LEDs of UV sources constituting a source of UV radiation may be arranged in a common package or on a common support structure or otherwise interconnected. The UV source can also be a combination of UV sources, for example a low pressure UV lamp located in the center of the UV reactor and LED UV sources located on the UV reactor package.
Ačkoli byla popsána zvlášť výhodná příkladná provedení, je zřejmé, že odborník z dané oblasti snadno nalezne další možné alternativy k těmto provedením. Proto rozsah ochrany není omezen na tato příkladná provedení, ale spíše je dán definicí přiložených patentových nároků.Although particularly preferred exemplary embodiments have been described, it will be apparent to those skilled in the art that other possible alternatives to these embodiments will be readily appreciated by those skilled in the art. Therefore, the scope of protection is not limited to these exemplary embodiments, but rather is given by the definition of the appended claims.
PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-744A CZ2017744A3 (en) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | Water treatment equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-744A CZ2017744A3 (en) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | Water treatment equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ307887B6 true CZ307887B6 (en) | 2019-07-24 |
| CZ2017744A3 CZ2017744A3 (en) | 2019-07-24 |
Family
ID=67300383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-744A CZ2017744A3 (en) | 2017-11-17 | 2017-11-17 | Water treatment equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2017744A3 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1493566A (en) * | 1975-09-17 | 1977-11-30 | Ushio Electric Inc | Ultraviolet ray sterilizer |
| US5503800A (en) * | 1994-03-10 | 1996-04-02 | Uv Systems Technology, Inc. | Ultra-violet sterilizing system for waste water |
| US20040004044A1 (en) * | 2002-07-03 | 2004-01-08 | Anderson Jeffrey J. | Water purifier using ultraviolet radiation |
| US20050092932A1 (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-05 | Keith Bircher | Fluid treatment device |
| WO2006100534A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Purifics Environmental Technologies, Inc. | Systems and methods for in-situ cleaning of protective sleeves in uv decontamination systems |
| LV14846B (en) * | 2012-11-01 | 2015-03-20 | Sergejs TRAČUKS | Method for water desinfection by ultraviolet radiation and device therefore |
-
2017
- 2017-11-17 CZ CZ2017-744A patent/CZ2017744A3/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1493566A (en) * | 1975-09-17 | 1977-11-30 | Ushio Electric Inc | Ultraviolet ray sterilizer |
| US5503800A (en) * | 1994-03-10 | 1996-04-02 | Uv Systems Technology, Inc. | Ultra-violet sterilizing system for waste water |
| US20040004044A1 (en) * | 2002-07-03 | 2004-01-08 | Anderson Jeffrey J. | Water purifier using ultraviolet radiation |
| US20050092932A1 (en) * | 2003-10-29 | 2005-05-05 | Keith Bircher | Fluid treatment device |
| WO2006100534A1 (en) * | 2005-03-24 | 2006-09-28 | Purifics Environmental Technologies, Inc. | Systems and methods for in-situ cleaning of protective sleeves in uv decontamination systems |
| LV14846B (en) * | 2012-11-01 | 2015-03-20 | Sergejs TRAČUKS | Method for water desinfection by ultraviolet radiation and device therefore |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2017744A3 (en) | 2019-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4323810A (en) | Irradiation apparatus including a low-pressure mercury lamp with fluid medium duct means | |
| CN111093822B (en) | UV-LED photoreactors with controlled radiation and hydrodynamics and methods of making and using the same | |
| JP5345739B2 (en) | Method and apparatus for liquid disinfection using a light transmissive conduit | |
| EP1450870B1 (en) | Ultraviolet disinfecting apparatus | |
| US20150114912A1 (en) | UV-LED Collimated Radiation Photoreactor | |
| EP2346787B1 (en) | Uv irradiation apparatus and method | |
| US20110318237A1 (en) | Ultraviolet reactor baffle design for advanced oxidation process and ultraviolet disinfection | |
| JP5734976B2 (en) | Device having a source for emitting ultraviolet light | |
| JP7270371B2 (en) | Fluid sterilizer | |
| SE540413C2 (en) | A UV light liquid treatment system | |
| KR102038961B1 (en) | Shower apparatus using UV-LED | |
| WO2019049702A1 (en) | Ultraviolet irradiation device for water treatment and water treatment method using ultraviolet irradiation | |
| CZ307887B6 (en) | Water treatment equipment | |
| JP2013501612A (en) | Device having means for guiding fluid from inlet to outlet | |
| JP2011062639A (en) | Ultraviolet irradiation apparatus and the method | |
| JP3902304B2 (en) | UV irradiation equipment | |
| JP6610384B2 (en) | Water treatment equipment | |
| WO2020164646A1 (en) | Apparatus for treatment of liquids | |
| US20170144898A1 (en) | Device for the Photochemical Treatment of Polluted Water | |
| JP2018019670A (en) | Sterilization method and sterilization device of liquid | |
| JP5687744B1 (en) | UV irradiation equipment | |
| KR20200080938A (en) | Ultraviolet purifying device using ozone gas | |
| CN101462781B (en) | Ultraviolet water treatment apparatus | |
| KR102172198B1 (en) | Apparatus for Producing Sterilized Water having Diffusion Structure for Micro Wave and Ultraviolet Rays | |
| CN117177779A (en) | Sterilizing device and method for sterilizing liquids and gases |