EP2086889A1 - Vorrichtung und verfahren zur verbesserung der durchmischung bei der uv-desinfektion von flüssigkeiten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur verbesserung der durchmischung bei der uv-desinfektion von flüssigkeiten

Info

Publication number
EP2086889A1
EP2086889A1 EP07786030A EP07786030A EP2086889A1 EP 2086889 A1 EP2086889 A1 EP 2086889A1 EP 07786030 A EP07786030 A EP 07786030A EP 07786030 A EP07786030 A EP 07786030A EP 2086889 A1 EP2086889 A1 EP 2086889A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
channel
mixing device
flow direction
flow
main flow
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.)
Withdrawn
Application number
EP07786030A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolf-Dietrich Meese
Geoff Jones-Prichard
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.)
Xylem IP Holdings LLC
Original Assignee
Wedeco AG
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 Wedeco AG filed Critical Wedeco AG
Publication of EP2086889A1 publication Critical patent/EP2086889A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

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
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • 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
    • C02F2201/328—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
    • C02F2301/00—General aspects of water treatment
    • C02F2301/02—Fluid flow conditions
    • C02F2301/024—Turbulent
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a device having the features of the preamble of claim 1 and a method for UV disinfection of liquids.
  • Fluid stream receives a certain minimum dose of UV radiation.
  • energy consumption of UV disinfection systems is an important criterion for the special economy, not excessively high radiation power should be used. It is therefore essential that the liquid flow is mixed so well that each volume element receives the same radiation dose and no flow paths are formed in which the radiation dose is too low.
  • Various solutions are known from the prior art for this purpose.
  • baffle plates are used in the free cross section of the device, which are arranged in front of the radiators or on the radiators. These baffles induce a turbulent flow which deflects volume elements from the center of the free flow cross-section and brings them close to the surface of the radiators.
  • radiators are arranged with their longitudinal axis transversely to the flow direction.
  • the radiators themselves induce a turbulent flow.
  • the individual volume elements of the liquid to be treated are forced through the gap formed between two adjacent radiators and flow behind them into a larger free cross section, up to the next row of UV radiators. This change in cross section already causes a thorough mixing.
  • an electric motor driven mixing device is arranged between the inflow and the at least one UV emitter, which is adapted to generate a transverse flow with at least one velocity component transverse to the main flow direction, the mixing of the liquid immediately before the UV disinfection is improved.
  • the mixing device has a propeller with an axis of rotation which is oriented at an angle (a) of 90 ° to the main flow direction, mixing can be achieved substantially without influencing the hydrodynamic resistance in the channel. Liquid is also sucked out of the wall area of the channel and mixed when the mixing device has a suction side and a pressure side and the distance between the suction side and a wall of the channel is lower is the distance between the pressure side and a wall of the channel.
  • a particularly good efficiency results when the mixing device has a propeller and a nozzle ring surrounding the propeller. This is further improved if the mixing device is connected on the suction side to a separated by means of a partition wall part flow, because a short-circuit flow between the suction and pressure side is prevented.
  • a particularly uniform mixing in the channel is achieved when two mixing devices are arranged on opposite sides of the channel.
  • the at least one mixing device can be oriented at an angle other than 90 ° to the main flow direction.
  • a temporary operation of the mixing device without disturbing the flow through the channel is possible when the mixing device is arranged in a side channel branching off from the channel for generating a partial flow, wherein the side channel upstream of the UV emitter re-opens into the channel and the partial flow in a Angle to the main flow direction is passed into the channel.
  • the side channel can be disconnected by gate valves or valves when the mixing device is out of operation.
  • the mixing device is arranged outside the free cross section of the channel.
  • a method for disinfecting liquids comprising the steps of a) introducing a volume flow of the liquid into a channel with a main flow direction, b) generating a velocity component transverse to the main flow direction by means of an electric motor-driven mixing device, and c) irradiation of the volume flow with a UV radiation, a high degree of disinfection is achieved in relation to the radiation power used. If the mixing device is arranged in a separate partial flow and that the velocity component takes place by introducing the partial flow at an angle into the remaining flow, the mixing device can be switched on and off as required.
  • Fig. 1 An open channel of a UV disinfection system in a plan view
  • Fig. 2 The channel of Figure 1 in a cross section from the side;
  • Fig. 3 The channel according to Figure 1 and Figure 2 in a cross section along the line III. from FIG. 1, -
  • Fig. 4 A channel according to Figure 1 with two mixing devices
  • Fig. 5 a flume according to Figure 1 with a mixing device with an inclined axis;
  • Fig. 6 A channel according to Figure 1 with a mixing device in a side channel; such as
  • Fig. 7 A device with a separated by a partition partial flow.
  • FIG. 1 shows a UV disinfection system for the drainage of a wastewater treatment plant in a plan view.
  • the Disinfection plant is of the type with an open channel 1, in which a number of UV lamps 2 are used.
  • the UV emitters 2 are designed as low-pressure UV emitters and oriented with their longitudinal axis parallel to the flow direction.
  • a first weir 3 and second weir 4 regulate the water level in the channel 1.
  • a sensor 5 monitors the water level.
  • a mixing device 6 is arranged, which generates a flow in the direction of the flow arrows 8 according to the design of an impeller via an electromotive driven propeller 7. This flow is oriented transversely to the flow illustrated with the flow arrows 9.
  • the flow arrows 9 indicate the flow through the channel 1 solely due to the existing in the sewage system slope. The flow in the direction of the arrows 9 is almost laminar.
  • FIG. 2 shows the channel according to FIG. 1 in a cross section in the main flow direction 9. Identical components are provided with the same reference numerals.
  • the mixing device 6 has, in addition to the propeller 7, a nozzle ring 11 surrounding the propeller concentrically. This Düsering 11 promotes the formation of the cross flow 8 during operation. It also causes the water is sucked out of the immediate vicinity of the left side wall of the channel 1 in the direction of flow and also sets there is no steady flow.
  • FIG. 3 shows the arrangement according to FIG. 1 and FIG. 2 in a cross section along the line III-III. from FIG. 1
  • the UV emitters 2 are seen in the flow direction, ie in the illustration according to FIG. 3, round and elongate in cross-section.
  • a number of UV lamps (here: 32) are so arranged so that they fill the free cross-section of the channel 1 evenly to the intended maximum water level.
  • the mixing device 6 which is arranged in the flow direction in front of the UV emitters 2 and induces a transverse flow 8, causes turbulences during operation, which prevent individual microorganisms from traveling the entire path through the UV emitters 2 along such a laminar flow path.
  • the mixing by the cross flow 8 therefore causes a better exposure of the microorganisms with UV radiation. In this way, the UV dose delivered into each individual volume element of the wastewater stream becomes almost the same. The irradiation of the individual volume elements is thus more uniform.
  • the radiation power can be reduced, so that the energy consumption is reduced.
  • the reduction of the radiation power is greater than the driving power for the mixing device 6, so that there is an economic advantage. With unchanged radiation power, an improved disinfection effect of up to 25% has been observed through the use of the mixing device 6.
  • FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.
  • a total of 2 mixing devices 12 and 13 are provided, which are arranged at 2 in the flow direction of the main flow 9 consecutive positions.
  • the mixing device 12 causes a transverse flow 8, which is directed to the right as in Figure 1.
  • the mixing device 13 causes a cross flow in the opposite direction, which is marked 8-.
  • the electrical power that is used to generate the cross flows 8 and 8- is distributed to the two drive motors of the mixing devices 12 and 13.
  • both mixing devices can each have approximately half the electrical power of the mixing device 6. This configuration is advantageous in some applications.
  • FIG. 5 shows an arrangement according to FIG. 1.
  • a mixing device 14 is arranged in an angle oriented at 90 ° to the main flow direction 9. Accordingly, an obliquely directed against the longitudinal axis flow 15 is formed.
  • the oblique transverse flow 15 can as in Figure 5 a
  • the mixing device 14 can also be aligned in the other direction, so that a velocity component is formed opposite to the main flow direction 9.
  • the flow through the channel 1 is then slowed down a bit. It forms a dynamic resistance. However, it is expected that the mixing will be more intense.
  • two mixing devices can also be arranged on opposite sides of the channel 1 with an angle of inclination ⁇ differing from 90 °. The mixing of the wastewater to be treated is thereby further improved.
  • FIG. 6 shows an embodiment in which a partial stream 16 is branched off from the wastewater stream to be treated and conducted in a side channel 17.
  • a propeller 18 which works here as a mixing device and which accelerates the partial flow 16 at an oblique angle in the main stream of the channel 1 initiates.
  • the free cross-section in the main flow direction 9 from the first weir 3 to the UV lamps 2 is not affected by internals in this embodiment.
  • the propeller 12 with open or closed side channel remain out of service, without the functionality of the UV disinfection system would otherwise be affected by aerodynamically obstructing internals in the channel 1.
  • This embodiment makes it possible to operate the propeller 18 only for special requirements, for example, if a particular turbidity or a particularly high bacterial load is detected.
  • FIG. 7 shows an embodiment with a dividing wall 20 within the channel 1, which also branches off a partial flow and supplies it to a mixing device 21.
  • a hydraulic short circuit between the suction side and the pressure side of the mixing device 21 is excluded. This embodiment is particularly energy-saving.

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

Es wird eine Vorrichtung zur UV-Desinfektion von Flüssigkeiten in einem offenen oder geschlossenen Gerinne (1), mit einem Zufluss für die zu desinfizierende Flüssigkeit, wenigstens einem in einer Haupt Strömungsrichtung (9) stromabwärts von dem Zufluss angeordneten UV-Strahler (2) sowie mit einem stromabwärts von dem UV-Strahler (2) angeordneten Abfluss vorgeschlagen, bei der zwischen dem Zufluss und dem wenigstens einen UV-Strahler (2) eine elektromotorisch angetriebene Mischvorrichtung (6, 12, 13, 14, 18, 21) angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, eine Querströmung (8, 8') mit wenigstens einer Geschwindigkeitskomponente quer zu der Hauptströmungsrichtung (9) zu erzeugen, um die Durchmischung der Flüssigkeit zu verbessern.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Verbesserung der Durchmischung bei der UV-Desinfektion von Flüssigkeiten
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur UV-Desinfektion von Flüssigkeiten.
Die Desinfektion von Flüssigkeiten, insbesondere von Trinkwasser oder Abwasser mit UV-Strahlung ist seit langem bekannt. Zu diesem Zweck wird die zu desinfizierende Flüssigkeit in einem offenen oder geschlossenen Kanal an UV- Strahlern vorbei geleitet. Für eine wirksame Desinfektion ist es erforderlich, dass jedes Volumenelement des
Flüssigkeitsstroms eine bestimmte Mindestdosis an UV-Strahlung erhält . Da andererseits der Energieverbrauch von UV- Desinfektionsanlagen ein wichtiges Kriterium für die besondere Wirtschaftlichkeit ist, soll nicht übermäßig hohe Strahlungsleistung aufgewendet werden. Es ist deshalb wesentlich, dass der Flüssigkeitsstrom so gut durchmischt wird, dass jedes Volumenelement die gleiche Strahlungsdosis erhält und sich keine Strömungspfade ausbilden, in denen die Strahlungsdosis zu gering ist. Aus dem Stand der Technik sind hierfür verschiedene Lösungen bekannt. Zum einen gibt es Desinfektionsanlagen, bei denen lang gestreckte UV-Strahler in dem Kanal längst in Strömungsrichtung angeordnet sind, sodass die Flüssigkeit parallel zur Längsachse der Strahler strömt. Bei dieser Konfiguration ist auf eine gleichmäßige Verteilung der Strahler über den Querschnitt zu achten. Außerdem werden in den freien Querschnitt der Vorrichtung Stauscheiben eingesetzt, die vor den Strahlern oder auf den Strahlern angeordnet werden. Diese Stauscheiben induzieren eine turbulente Strömung, die Volumenelemente aus der Mitte des freien Strömungsquerschnitts ablenkt und in die Nähe der Oberfläche der Strahler bringt.
Weiter sind Desinfektionsanlagen bekannt, bei denen die Strahler mit ihrer Längsachse quer zur Strömungsrichtung angeordnet sind. Bei diesen Anlagen induzieren die Strahler selbst eine turbulente Strömung. Die einzelnen Volumenelemente der zu behandelnden Flüssigkeit werden durch den zwischen zwei benachbarten Strahlern entstehenden Spalt gedrängt und strömen dahinter in einen größeren freien Querschnitt, bis zu der nächsten Reihe von UV-Strahlern. Dieser Querschnittswechsel bewirkt bereits eine Durchmischung.
Schließlich ist es bekannt, vor den Desinfektionseinrichtungen ein Wehr oder eine Staustufe anzubringen, über die das zu behandelnde Wasser strömen muss. Auch hierbei wird eine große Turbulenz eingeleitet, die eine gute Durchmischung der zu behandelnden Flüssigkeit garantieren soll.
Sämtliche Vorrichtungen der oben genannten Art sind passiv, sie nutzen also die genetische Energie der strömenden Flüssigkeit, um die Turbulenzen zu erzeugen. Dies führt unweigerlich zu einer Erhöhung des dynamischen Widerstands oder des Staudrucks, der sich vor der Desinfektionsanlage aufbaut. Dies ist insbesondere dort nachteilig, wo die zu behandelnde Flüssigkeit allein aufgrund des Gefälles in einer bestehenden Umgebung strömt . Dies ist insbesondere bei Kläranlagen regelmäßig der Fall, in dem nur ein begrenztes Gefälle zwischen einem Zulauf und einem Ablauf zur Verfügung steht. Reicht dieses Gefälle nicht aus, so wird es erforderlich, das zu behandelnde Abwasser durch Pumpen zu fördern. Dies ist aufwendig.
Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur besseren Durchmischung von Flüssigkeiten zur UV-Desinfektion zu schaffen, bei denen gegenüber einem Kanal ohne zusätzliche Einrichtungen zur Erzeugung von Turbulenzen ein nur unwesentlich oder gar nicht erhöhter Staudruck auftritt.
Diese Aufgabe wird von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und von einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Weil zwischen dem Zufluss und dem wenigstens einen UV-Strahler eine elektromotorisch angetriebene Mischvorrichtung angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, eine Querströmung mit wenigstens einer Geschwindigkeitskomponente quer zu der Hauptströmungsrichtung zu erzeugen, wird die Durchmischung der Flüssigkeit unmittelbar vor der UV-Desinfektion verbessert.
Wenn die Mischvorrichtung einen Propeller mit einer Drehachse aufweist, die in einem Winkel (a) von 90° zu der Hauptströmungsrichtung ausgerichtet ist, kann eine Durchmischung im wesentlichen ohne Beeinflussung des hydrodynamischen Widerstandes im Gerinne erzielt werden. Flüssigkeit wird auch aus dem Wandungsbereich des Gerinnes abgesaugt und durchmischt, wenn die Mischvorrichtung eine Saugseite und eine Druckseite aufweist und der Abstand zwischen der Saugseite und einer Wandung des Gerinnes geringer ist als der Abstand zwischen der Druckseite und einer Wandung des Gerinnes .
Ein besonders guter Wirkungsgrad ergibt sich, wenn die Mischvorrichtung einen Propeller und einen den Propeller umgebenden Düsenring aufweist. Dieser wird weiter verbessert, wenn die Mischvorrichtung saugseitig mit einem mittels einer Trennwand separierten Teilstrom verbunden ist, weil eine Kurzschlussströmung zwischen Saug- und Druckseite verhindert wird.
Eine besonders gleichmäßige Durchmischung im Gerinne wird erreicht, wenn zwei Mischvorrichtungen an sich gegenüber liegenden Seiten des Gerinnes angeordnet sind. Zur Beeinflussung des hydrodynamischen Widerstands des Gerinnes kann die wenigstens eine Mischvorrichtung in einem von 90° abweichenden Winkel zu der Hauptströmungsrichtung ausgerichtet sein.
Ein nur zeitweiser Betrieb der Mischvorrichtung ohne Störung der Durchströmung des Gerinnes wird möglich, wenn die Mischvorrichtung in einem von dem Gerinne abzweigenden Seitenkanal zur Erzeugung eines Teilstroms angeordnet ist, wobei der Seitenkanal stromaufwärts des UV-Strahlers wieder in das Gerinne mündet und der Teilstrom in einem Winkel zu der Hauptströmungsrichtung in das Gerinne geleitet wird. Der Seitenkanal kann durch Schieber oder Ventile abgetrennt werden, wenn die Mischvorrichtung außer Betrieb ist. Insbesondere ist vorteilhaft, wenn die Mischvorrichtung außerhalb des freien Querschnitts des Gerinnes angeordnet ist .
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Desinfektion von Flüssigkeiten, mit den Schritten a) Einleiten eines Volumenstroms der Flüssigkeit in ein Gerinne mit einer Hauptströmungsrichtung, b) Erzeugen einer Geschwindigkeitskomponente quer zu der Hauptströmungsrichtung mittels einer elektromotorisch angetriebenen Mischvorrichtung, und c) Bestrahlen des Volumenstroms mit einer UV-Strahlung wird ein hoher Desinfektionsgrad im Verhältnis zur eingesetzten Strahlungsleistung erzielt. Wenn die Mischvorrichtung in einem separierten Teilstrom angeordnet ist und dass die Geschwindigkeitskomponente durch das Einleiten des Teilstroms unter einem Winkel in den restlichen Strom erfolgt, kann die Mischvorrichtung nach Bedarf ein- und ausgeschaltet werden.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1: Ein offenes Gerinne einer UV-Desinfektionsanlage in einer Draufsicht;
Fig. 2: Das Gerinne aus Figur 1 in einem Querschnitt von der Seite;
Fig. 3: Das Gerinne gemäß Figur 1 und Figur 2 in einem Querschnitt entlang der Linie III. aus Figur 1,-
Fig. 4: Ein Gerinne entsprechend Figur 1 mit zwei Mischvorrichtungen;
Fig. 5: Ein Gerinne entsprechend Figur 1 mit einer Mischvorrichtung mit geneigter Achse;
Fig. 6: Ein Gerinne entsprechend Figur 1 mit einer Mischvorrichtung in einem Seitenkanal; sowie
Fig. 7: Eine Vorrichtung mit einem durch eine Trennwand abgetrennten Teilstrom.
Die Figur 1 zeigt eine UV-Desinfektionsanlage für den Ablauf einer Abwasserkläranlage in einer Draufsicht. Die Desinfektionsanlage ist von der Bauart mit einem offenen Gerinne 1, in dem eine Anzahl von UV-Strahlern 2 eingesetzt sind. Die UV-Strahler 2 sind bei dieser Ausführungsform als Niederdruck UV-Strahler ausgeführt und mit ihrer Längsachse parallel zur Strömungsrichtung orientiert. Ein erstes Wehr 3 und zweites Wehr 4 regeln den Wasserstand in dem Gerinne 1. Ein Sensor 5 überwacht den Wasserstand.
In dem Bereich zwischen dem ersten Wehr 3 und dem UV-Strahler 2 ist eine Mischvorrichtung 6 angeordnet, die nach der Bauart eines Impellers über einen elektromotorischen angetriebenen Propeller 7 eine Strömung in Richtung der Strömungspfeile 8 erzeugt. Diese Strömung ist in Querrichtung zu der mit den Strömungspfeilen 9 veranschaulichten Strömung ausgerichtet. Die Strömungspfeile 9 zeigen die Durchströmung des Gerinnes 1 allein aufgrund des in der Abwasseranlage vorhandenen Gefälles an. Die Strömung in Richtung der Pfeile 9 ist nahezu laminar.
Die Figur 2 zeigt das Gerinne gemäß Figur 1 in einem Querschnitt in der Hauptströmungsrichtung 9. Gleiche Bauelemente sind mit gleichen Bezugsziffern versehen.
Die Mischvorrichtung 6 weist neben dem Propeller 7 einen den Propeller konzentrisch umgebenden Düsenring 11 auf. Dieser Düsering 11 fördert die Ausbildung der Querströmung 8 im Betrieb. Er bewirkt auch, das Wasser aus der unmittelbaren Umgebung der in Strömungsrichtung linken Seitenwand des Gerinnes 1 abgesaugt wird und sich auch dort keine stationäre Strömung einstellt .
Die Figur 3 zeigt die Anordnung gemäß Figur 1 und Figur 2 in einem Querschnitt entlang der Linie III-III. aus Figur 1.
Die UV-Strahler 2 sind in der Strömungsrichtung gesehen, also in der Darstellung gemäß Figur 3, im Querschnitt rund und langgestreckt. Eine Anzahl von UV-Strahlern (hier: 32) sind so angeordnet, dass sie den freien Querschnitt des Gerinnes 1 bis zum vorgesehenen maximalen Wasserstand gleichmäßig ausfüllen. Durch diese Anordnung wird eine gleichmäßige Verteilung der UV-Strahlung über den Querschnitt gefördert. Allerdings können sich gerade zwischen den Strahlern und in den Eckbereichen des Gerinnes laminare Strömungspfade ausbilden, in denen die UV- Dosis ein Minimum aufweist. Die Mischvorrichtung 6, die in Strömungsrichtung vor den UV-Strahlern 2 angeordnet ist und eine Querströmung 8 induziert, bewirkt im Betrieb Turbulenzen, die verhindern, dass einzelne Mikroorganismen den gesamten Weg durch die UV-Strahler 2 entlag eines solchen laminaren Strömungspfades zurücklegen können. Die Durchmischung durch die Querströmung 8 bewirkt deshalb eine bessere Beaufschlagung der Mikroorganismen mit UV-Strahlung. Auf diese Weise wird die in jedes einzelne Volumenelement des Abwasserstroms abgegebene UV-Dosis nahezu gleich groß. Die Bestrahlung der einzelnen Volumenelemente wird also gleichmäßiger.
Gegenüber der ursprünglichen Konfiguration, bei der durch eine Anhebung der tatsächlich abgegebenen Strahlungsleistung auch die Desinfektion der Eckbereiche und der ungestörten Strömungspfade mit der vorgesehenen minimalen Dosis sichergestellt wird, kann die Strahlungsleistung gesenkt werden, sodass sich der Energieverbrauch verringert. In der Praxis ist die Absenkung der Strahlungsleistung größer als die Antriebsleistung für die Mischvorrichtung 6, sodass sich ein wirtschaftlicher Vorteil ergibt. Bei unveränderter Strahlungsleistung ist eine bis zu 25 % verbesserte Desinfektionswirkung durch den Einsatz der Mischvorrichtung 6 beobachtet worden.
Die Figur 4 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind insgesamt 2 Mischvorrichtungen 12 und 13 vorgesehen, die an 2 in Strömungsrichtung der Hauptströmung 9 aufeinander folgenden Positionen angeordnet sind. Die Mischvorrichtung 12 bewirkt eine Querströmung 8, die wie in Figur 1 nach rechts gerichtet ist. Die Mischvorrichtung 13 bewirkt eine Querströmung in der entgegengesetzten Richtung, die mit 8- gekennzeichnet ist. Die elektrische Leistung, die zur Erzeugung der Querströmungen 8 und 8- aufgewendet wird, wird auf die beiden Antriebsmotoren der Mischvorrichtungen 12 und 13 verteilt. Gegenüber der Ausführung in Figur 1 können beide Mischvorrichtungen jeweils etwa die Hälfte der elektrischen Leistung der Mischvorrichtung 6 aufweisen. Diese Konfiguration ist in manchen Anwendungsfällen vorteilhaft.
Die Figur 5 zeigt eine Anordnung entsprechend Figur 1. Bei dieser Anordnung ist eine Mischvorrichtung 14 in einem von 90° zu der Hauptströmungsrichtung 9 orientierten Winkel angeordnet. Entsprechend bildet sich eine schräg gegen die Längsachse gerichtete Strömung 15 aus. Die schräge Querströmung 15 kann wie in Figur 5 eine
Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Hauptströmung 9 aufweisen. Die Durchströmung des Gerinnes 1 wird dadurch beschleunigt . Alternativ kann die Mischvorrichtung 14 auch in die andere Richtung ausgerichtet werden, sodass sich eine Geschwindigkeitskomponente entgegen der Hauptströmungsrichtung 9 ausbildet. Die Durchströmung des Gerinnes 1 wird dann etwas verlangsamt. Es bildet sich ein dynamischer Widerstand aus. Es wird jedoch erwartet, dass die Durchmischung dadurch intensiver wird.
Entsprechend der Ausführungsform der Figur 4 können auch zwei Mischvorrichtungen auf gegenüberliegenden Seiten des Gerinnes 1 mit einem Neigungswinkel Alpha abweichend von 90 ° angeordnet werden. Die Durchmischung des zu behandelnden Abwassers wird dadurch weiter verbessert.
Die Figur 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Teilstrom 16 aus dem zu behandelnden Abwasserstrom abgezweigt und in einem Seitenkanal 17 geleitet wird. In dem Seitenkanal 17 sitzt ein Propeller 18, der hier als Mischvorrichtung arbeitet und der den Teilstrom 16 beschleunigt in einem schrägen Winkel in den Hauptstrom des Gerinnes 1 einleitet. Der freie Querschnitt in der Hauptströmungsrichtung 9 von dem ersten Wehr 3 zu den UV-Strahlern 2 ist bei dieser Ausführungsform nicht durch Einbauten beeinträchtigt. Bei dieser Ausführungsform kann der Propeller 12 bei offenem oder geschlossenem Seitenkanal außer Betrieb bleiben, ohne das die Funktionsfähigkeit der UV-Desinfektionsanlage ansonsten durch strömungstechnisch behindernde Einbauten in dem Gerinne 1 beeinträchtigt würde. Diese Ausführungsform ermöglicht es, den Propeller 18 nur bei besonderen Anforderungen in Betrieb zu nehmen, beispielsweise wenn eine besondere Trübung oder eine besonders hohe Keimbelastung festgestellt wird.
Die Figur 7 zeigt schließlich eine Ausführungsform mit einer Trennwand 20 innerhalb des Gerinnes 1, die ebenfalls einen Teilstrom abzweigt und einer Mischvorrichtung 21 zuführt. Bei dieser Ausführungsform wird ein hydraulischer Kurzschluss zwischen der Saugseite und der Druckseite der Mischvorrichtung 21 ausgeschlossen. Diese Ausführungsform ist besonders Energie sparend.
Bezugszeichen
1. Gerinne
2. UV-Strahler
3. Wehr
4. Wehr
5. Sensor
6. Mischvorrichtung
7. Propeller
8. + 8 'Querströmung
9. Hauptströmungsrichtung
10. frei
11. Düsenring
12. Mischvorrichtung
13. Mischvorrichtung
14. Mischvorrichtung
15. schräge Strömung
16. Teilström
17. Seitenkanal
18. Propeller
19. frei
20. Trennwand
21. Propeller

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur UV-Desinfektion von Flüssigkeiten in einem offenen oder geschlossenen Gerinne (1) , mit einem Zufluss für die zu desinfizierende Flüssigkeit, wenigstens einem in einer Hauptströmungsrichtung (9) stromabwärts von dem Zufluss angeordneten UV-Strahler (2) sowie mit einem stromabwärts von dem UV-Strahler (2) angeordneten Abfluss, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Zufluss und dem wenigstens einen UV-Strahler (2) eine elektromotorisch angetriebene Mischvorrichtung (6, 12, 13, 14, 18, 21) angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, eine Querströmung (8, 8') mit wenigstens einer Geschwindigkeitskomponente quer zu der Hauptströmungsrichtung (9) zu erzeugen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (3) einen Propeller (7) mit einer Drehachse aufweist, die in einem Winkel (a) von 90° zu der Hauptströmungsrichtung (9) ausgerichtet ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (3) eine Saugseite und eine Druckseite aufweist, und dass der Abstand zwischen der Saugseite und einer Wandung des Gerinnes (1) geringer ist als der Abstand zwischen der Druckseite und einer Wandung des Gerinnes (1) .
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung (3) einen Propeller (7) und einen den Propeller (7) umgebenden Düsenring (11) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Mischvorrichtungen (12, 13) an sich gegenüber liegenden Seiten des Gerinnes (1) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Mischvorrichtung (12, 13, 14, 18, 21) in einem von 90° abweichenden Winkel () zu der HauptStrömungsrichtung (9) ausgerichtet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung saugseitig mit einem mittels einer Trennwand (20) separierten Teilstrom verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung in einem von dem Gerinne abzweigenden Seitenkanal (17) zur Erzeugung eines Teilstroms (16) angeordnet ist, wobei der Seitenkanal stromaufwärts des UV-Strahlers (2) wieder in das Gerinne mündet und der Teilstrom (16) in einem Winkel zu der Hauptströmungsrichtung (9) in das Gerinne geleitet wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung außerhalb des freien Querschnitts des Gerinnes (1) angeordnet ist.
10. Verfahren zur Desinfektion von Flüssigkeiten, mit den Schritten
- Einleiten eines Volumenstroms der Flüssigkeit in ein Gerinne (1) mit einer Hauptströmungsrichtung (9) ,
- Erzeugen einer Geschwindigkeitskomponente quer zu der Hauptströmungsrichtung (9) mittels einer elektromotorisch angetriebenen Mischvorrichtung (3, 12, 13, 14, 18, 21), Bestrahlen des Volumenstroms mit einer UV-Strahlung.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischvorrichtung in einem separierten Teilstrom angeordnet ist und dass die Geschwindigkeitskomponente durch das Einleiten des Teilstroms unter einem Winkel in den restlichen Strom erfolgt.
EP07786030A 2006-11-08 2007-07-12 Vorrichtung und verfahren zur verbesserung der durchmischung bei der uv-desinfektion von flüssigkeiten Withdrawn EP2086889A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006052922A DE102006052922B4 (de) 2006-11-08 2006-11-08 Vorrichtung und Verfahren zur Verbesserung der Durchmischung bei der UV-Desinfektion von Flüssigkeiten
PCT/EP2007/006198 WO2008055552A1 (de) 2006-11-08 2007-07-12 Vorrichtung und verfahren zur verbesserung der durchmischung bei der uv-desinfektion von flüssigkeiten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2086889A1 true EP2086889A1 (de) 2009-08-12

Family

ID=38662721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07786030A Withdrawn EP2086889A1 (de) 2006-11-08 2007-07-12 Vorrichtung und verfahren zur verbesserung der durchmischung bei der uv-desinfektion von flüssigkeiten

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8696898B2 (de)
EP (1) EP2086889A1 (de)
JP (1) JP2010509042A (de)
KR (1) KR20090089374A (de)
CN (1) CN101553433B (de)
AU (1) AU2007317014B2 (de)
CA (1) CA2668964C (de)
DE (1) DE102006052922B4 (de)
NZ (1) NZ577468A (de)
WO (1) WO2008055552A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0711746D0 (en) * 2007-06-19 2007-07-25 Snowball Malcolm R Fluid disinfection apparatus and method
WO2009111883A1 (en) * 2008-03-12 2009-09-17 Stratebrand Product Development Inc. Apparatus and method for water purification using heat, photocatalyst and ultraviolet radiation
CN104549097B (zh) 2008-11-26 2017-04-12 卡尔冈碳素公司 在污水/循环水紫外消毒系统中混合部件的使用方法和装置
CN102241426B (zh) * 2010-05-14 2015-08-26 福建新大陆环保科技有限公司 一种紫外线流体辐射系统
US9409170B2 (en) * 2013-06-24 2016-08-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microfluidic mixing device
US10913039B2 (en) 2016-07-06 2021-02-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Microfluidic mixer
DE102018124666A1 (de) 2018-10-05 2020-04-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Stimulieren des Wachstums von in einer Flüssigkeit enthaltenen Biomasse innerhalb eines Bioreaktors

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE909292C (de) * 1950-11-28 1954-04-15 Siemens Ag Einrichtung zur Ultraviolett-Bestrahlung von Fluessigkeiten in Durchflussrohren, insbesondere von fluessigen Lebensmitteln aller Art
DE2307877C3 (de) * 1973-02-17 1982-01-14 Reiner Dipl.-Ing. 7312 Kirchheim Wiest Vorrichtung zum Sterilisieren von Flüssigkeiten
JPS6146292A (ja) * 1984-08-09 1986-03-06 Iwasaki Electric Co Ltd 水処理装置
DE3740005A1 (de) * 1987-11-25 1989-06-08 Katadyn Produkte Ag Vorrichtung zur desinfektion von abwasser
JPH01299693A (ja) * 1988-05-27 1989-12-04 Fumio Denpo 水処理装置
US5292088A (en) * 1989-10-10 1994-03-08 Lemont Harold E Propulsive thrust ring system
JPH04190887A (ja) * 1990-11-26 1992-07-09 Mitsubishi Petrochem Co Ltd 紫外線殺菌装置およびその浄化方法
US5997812A (en) * 1996-06-20 1999-12-07 Coolant Treatment Systems, L.L.C. Methods and apparatus for the application of combined fields to disinfect fluids
EP1007477A1 (de) * 1997-07-03 2000-06-14 August Schmid-Stiftung Zürich Entkeimungsgerät für ein medium, vorzugsweise für wasser
US6015229A (en) * 1997-09-19 2000-01-18 Calgon Carbon Corporation Method and apparatus for improved mixing in fluids
JPH11137578A (ja) * 1997-11-06 1999-05-25 Osada Res Inst Ltd 貯水タンク
US20020023866A1 (en) * 2000-12-31 2002-02-28 Barnes Ronald L. Assembly for purifying water
JP3902304B2 (ja) * 1997-12-24 2007-04-04 昇 阪野 紫外線照射装置
US6419821B1 (en) * 2000-02-25 2002-07-16 Waterhealth International, Inc. Apparatus for low cost water disinfection
US6403030B1 (en) * 2000-07-31 2002-06-11 Horton, Iii Isaac B. Ultraviolet wastewater disinfection system and method
KR20030016875A (ko) * 2001-08-22 2003-03-03 최영규 측류 오존수에 의한 수처리 장치
US6657205B1 (en) * 2002-07-17 2003-12-02 Vast Light Ltd. Turbine-boosted ultraviolet-radiation sterilizing fluid processor
FI120234B (fi) * 2004-01-27 2009-08-14 Waterix Oy Laite ja menetelmä veden ilmastamiseksi/sekoittamiseksi
US7517459B2 (en) * 2004-07-15 2009-04-14 Usa Pelican Inc. Vessel with oxygenation system and decontamination method
US20060049116A1 (en) * 2004-09-03 2006-03-09 Subramanian Krupakar M Method and apparatus for bubble glow discharge plasma treatment of fluids
CN201254494Y (zh) 2005-03-30 2009-06-10 孙树林 激活式溶氧曝气机

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2008055552A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
CA2668964A1 (en) 2008-05-15
DE102006052922B4 (de) 2012-02-23
CN101553433B (zh) 2013-08-21
US8696898B2 (en) 2014-04-15
NZ577468A (en) 2011-09-30
WO2008055552A1 (de) 2008-05-15
JP2010509042A (ja) 2010-03-25
US20100089839A1 (en) 2010-04-15
AU2007317014B2 (en) 2013-07-18
AU2007317014A1 (en) 2008-05-15
CA2668964C (en) 2015-02-03
KR20090089374A (ko) 2009-08-21
DE102006052922A1 (de) 2008-05-29
CN101553433A (zh) 2009-10-07
HK1134479A1 (en) 2010-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2086889A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur verbesserung der durchmischung bei der uv-desinfektion von flüssigkeiten
DE10324228B4 (de) Kühlvorrichtung für eine Offshore-Windenergieanlage
DE69310016T2 (de) Verfahren und Vorrichtung für die Reinigung von Wasser
EP0298199A2 (de) Anordnung zur Wasserversorgung an Bord eines Flugzeuges
DE1927726A1 (de) Turbine fuer ein kompressibles Treibmittel
EP2569028A1 (de) System zur herstellung von reinstwasser in der dialyse
EP2559479B1 (de) Wasserbehandlungsgerät zur Abtötung von Organismen und Verfahren zur Behandlung von Meerwasser
DE3428535C2 (de)
DE3900731C2 (de) Vorrichtung zur Reinigung von Abwasser
WO2007128484A1 (de) Filtervorrichtung
DE1792234A1 (de) Dialysator
EP1717208B1 (de) Vorrichtung zur Fluidbehandlung, insbesondere Abwasserbehandlung, mit einem Scheibenstapel
EP0636787A1 (de) Unidirektionale Pumpturbine
EP4328444B1 (de) Wasserkraftanlage sowie verfahren zum betreiben einer wasserkraftanlage
DE102015104972B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Aufbereitung einer Flüssigkeit, insbesondere durch Umkehrosmose
CH661920A5 (de) Vorrichtung zur beseitigung von kesselstein bzw. zum verhueten der bildung von kesselstein.
DE10001181B4 (de) Verfahren und Anlage zur Sedimentation und Denitrifikation von Abwasser nach dem Belebtschlammverfahren
DE4414382B4 (de) Wasserumlaufkanal
DE102012103462A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Schutz der Permeatseite von Membranfiltern gegen eine Reverkeimung
DE69425324T2 (de) Festflüssigtrennungsvorrichtung
DE102014112424B4 (de) Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Rohwasser aus einem Badebecken
DE2608705A1 (de) Abwasserkreiselpumpe mit teilstrombelueftung
DE3218706C2 (de) Entwässerungspumpwerk für mittlere und große Förderströme
EP2756186B1 (de) Hydraulische maschine mit oben liegendem saugkrümmer
DE202020107423U1 (de) Vorrichtung zur Reinigung von Luft

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20090420

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL PL PT RO SE SI SK TR

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: MEESE, WOLF-DIETRICH

Inventor name: JONES-PRICHARD, GEOFF

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: JONES-PRICHARD, GEOFF

Inventor name: MEESE, WOLF-DIETRICH

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20100205

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ITT MANUFACTURING ENTERPRISES, INC.

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: XYLEM IP HOLDINGS LLC

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160202