FR2555567A1 - Device for the bacteriological treatment of liquids or fluids by irradiation - Google Patents

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Abstract

Device for the bacteriological treatment of liquids or fluids by irradiation. It consists of at least one rigid outer tubular enclosure 1 of elliptical internal section provided with a reflecting inner surface 2, containing a conduit for circulation of fluid 4 coaxial with one of the focal axes of an elliptical enclosure 1, the wall of this conduit 4 being transparent to the ultraviolet, as well as at least one tubular ultraviolet lamp 3 coaxial with the other focal axis of a tubular enclosure 1, the space 10 included between the outer enclosure 1 and the inner tubes 3, 4 being filled with a fluid transparent to the ultraviolet, such as air or another gas.

Description

Il est connu d'effectuer un traitement bactériologique des liquides par irradiation aux rayons ultra-violets. It is known to carry out a bacteriological treatment of liquids by irradiation with ultraviolet rays.

Le principe consiste à exposer le liquide à des rayons de longueur d'onde de 253,7 nm qui ont la propriété de tuer tout ce qui est vivant dans l'eau (bactéries, microbes, virus) et plus exactement de détruire les molécules de base d'ADN de ces organismes. The principle consists in exposing the liquid to rays with a wavelength of 253.7 nm which have the property of killing everything that is alive in the water (bacteria, microbes, viruses) and more exactly of destroying the molecules of DNA base of these organisms.

L'irradiation s'effectue généralement en continu et doit être d'une densité suffisante pour exclure la réactivation subséquente des particules vivantes. A cette fin, un bombardement d'intensité supérieure à 16.000 microwatts x sec. par cm2 est nécessaire et l'on emploie couramment des bombardements de l'ordre de 30.000 microwatts x seconde par cm2. The irradiation is generally carried out continuously and must be of sufficient density to exclude the subsequent reactivation of the living particles. To this end, a bombardment of intensity greater than 16,000 microwatts x sec. per cm2 is necessary and bombardments of the order of 30,000 microwatts x second per cm2 are commonly used.

Le dispositif utilisé est formé de tubes concentriques, le tube interne étant celui de la lampe à ultraviolets, placé à l'intérieur d'un tube de protection transparent aux ultra-violets lequel est interne à un tube externe, la circulation de liquide se faisant dans la zone annulaire entre le tube transparent et l'enveloppe externe. The device used is formed of concentric tubes, the internal tube being that of the ultraviolet lamp, placed inside a protective tube transparent to ultraviolet which is internal to an external tube, the circulation of liquid taking place in the annular zone between the transparent tube and the external envelope.

Cependant, pour que le résultat recherché soit obtenu, il faut que l'eau soit parfaitement transparente, c'est-à-dire dépourvue de particules en suspension capables de faire écran au rayonnement ultra-violet d'une part et d'autre part de matières capables d'absorber une partie de l'énergie des rayons lumineux (matières humiques et fer dissouts) ce qui impose une filtration et même une micro filtration préalable et/ou une adsorption capable de retenir des particules de l'ordre du micron. However, for the desired result to be obtained, the water must be perfectly transparent, that is to say devoid of suspended particles capable of shielding the ultraviolet radiation on the one hand and on the other hand of materials capable of absorbing part of the energy of light rays (humic matter and dissolved iron) which requires filtration and even prior micro filtration and / or adsorption capable of retaining particles of the order of a micron.

Le grave inconvénient de cette obligation est que de tels filtres sont rapidement colmatés de sorte que l'autonomie et la durée de fonctionnement d'un tel dispositif sont courtes, ce qui le rend difficilement exploitable industriellement, surtout dans les régions du globe ou il est le plus nécessaire et qui sont souvent des régions sous-développées. The serious disadvantage of this obligation is that such filters are quickly clogged so that the autonomy and the operating time of such a device are short, which makes it difficult to use industrially, especially in regions of the world where it is most necessary and which are often underdeveloped regions.

L'invention a pour objet un dispositif perfectionné qui permet d'atteindre des intensités de bombardement beaucoup plus élevées que celles actuellement existantes d'où résulte d'une part une efficacité accrue, d'autre part la possibilité soit d'élever le débit de liquide traité soit d'abaisser le niveau de filtration nécessaire à son efficacité, ce qui rend possible l'exploitation industrielle du procédé. The subject of the invention is an improved device which makes it possible to achieve bombardment intensities much higher than those currently existing, which results on the one hand in increased efficiency, on the other hand the possibility either of increasing the flow rate of treated liquid is to lower the filtration level necessary for its efficiency, which makes industrial exploitation of the process possible.

Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il se compose d'au moins une enveloppe tubulaire externe rigide de section interne elliptique munie d'une surface interne réfléchissante contenant une conduite de circulation de fluide coaxiale à l'un des axes focaux de chaque enveloppe elliptique et dont la paroi est transparente aux ultra-violets ainsi qu'au moins une lampe tubulaire à ultra-violets, coaxiale à l'autre axe focal de chaque enveloppe tubulaire, l'espace compris entre l'enveloppe externe et les tubes internes étant rempli d'un fluide transparent aux ultra-violets tel que l'air ou autre gaz. The device according to the invention is characterized in that it consists of at least one rigid external tubular envelope of elliptical internal section provided with a reflective internal surface containing a fluid circulation pipe coaxial to one of the focal axes of each elliptical envelope and whose wall is transparent to ultraviolet light as well as at least one tubular ultraviolet lamp, coaxial with the other focal axis of each tubular envelope, the space between the external envelope and the internal tubes being filled with a transparent fluid to ultraviolet such as air or other gas.

Dans le cas d'une pluralité d'enveloppes de section interne elliptique, celles-ci auront de préférence un axe focal commun sur lequel sera placé un tube de circulation fluide commun, une pluralité de lampes à ultra-violets étant disposées sur les autres axes focaux (non communs). In the case of a plurality of envelopes of elliptical internal section, these will preferably have a common focal axis on which will be placed a common fluid circulation tube, a plurality of ultraviolet lamps being arranged on the other axes focal (not common).

Dans un tel cas, la section elliptique de chaque enveloppe n'est pas complète mais s'interrompt à son intersection avec les autres sections elliptiques, l'ensemble pouvant atteindre la forme générale d'une marguerite. In such a case, the elliptical section of each envelope is not complete but is interrupted at its intersection with the other elliptical sections, the assembly possibly reaching the general shape of a daisy.

On pourra avantageusement utiliser de l'air à pression inférieure à la pression atmosphérique, l'enveloppe elliptique étant soumise à un vide plus ou moins formé en vue d'éviter l'oxydation de la surface interne réfléchissante. On pourra également utiliser un gaz neutre à l'égard de cette surface et éventuellement combiner ces deux dispositions. It is advantageous to use air at a pressure lower than atmospheric pressure, the elliptical envelope being subjected to a more or less formed vacuum in order to avoid oxidation of the internal reflecting surface. We can also use a neutral gas with respect to this surface and possibly combine these two arrangements.

Par l'expression tube transparent aux ultra-violets, il faut entendre un tube réalisé en matière transparente aux rayons de longueur d'onde germicides, tels les tubes en quartz, en silice ou en verre très purs ou même en certaines matières plastiques. By the term transparent ultraviolet tube is meant a tube made of material transparent to germicidal wavelength rays, such as quartz tubes, silica or very pure glass or even some plastics.

L'invention est illustrée par le dessin annexé sur lequel
La figure 1 est une coupe transversale de variante à une ellipse ;
La figure 2 est une perspective schématique de la variante de la figure 1 ;
La figure 3 illustre une variante à trois ellipses, en section ;
La figure 4 illustre une variante de réalisation.
The invention is illustrated by the appended drawing in which
Figure 1 is a cross section of an alternative to an ellipse;
Figure 2 is a schematic perspective of the variant of Figure 1;
FIG. 3 illustrates a variant with three ellipses, in section;
Figure 4 illustrates an alternative embodiment.

En se reportant aux figures 1 et 2, on voit que le dispositif selon l'invention est formé d'une enveloppe tubulaire externe 1 de section interne elliptique, dont la surface interne 2 est réfléchissante. Referring to Figures 1 and 2, it can be seen that the device according to the invention is formed of an external tubular casing 1 of elliptical internal section, the internal surface 2 of which is reflective.

Bien entendu, le pouvoir de réflexion de la surface interne 2 doit être celui d'un miroir afin d'éviter les pertes d'énergie. Une telle surface peut être réalisée de différentes manières, notamment par polissage, dépôt électrolytique réfléchissant, film plastique réfléchissant ou toute autre technique de réalisation de miroirs. Of course, the reflecting power of the internal surface 2 must be that of a mirror in order to avoid energy losses. Such a surface can be produced in various ways, in particular by polishing, reflective electroplating, reflective plastic film or any other technique for producing mirrors.

L'enveloppe externe devra être rigide notamment pour permettre une correcte localisation géométrique des tubes internes 3 et 4. Elle pourra être réalisée en métal, en verre, en matière plastique etc. The external envelope must be rigid in particular to allow correct geometrical location of the internal tubes 3 and 4. It can be made of metal, glass, plastic etc.

Les tubes 3 et 4, sont placés à l'intérieur de l'enveloppe 1 selon chacun de ses axes focaux F1 et
F2. Le tube 3 est une lampe à ultra-violets ; le tube 4 est une conduite de liquide 7 dont la paroi est transparente aux ultra-violets de la longueur d'onde concernée.
The tubes 3 and 4 are placed inside the envelope 1 along each of its focal axes F1 and
F2. The tube 3 is an ultraviolet lamp; the tube 4 is a liquid pipe 7 whose wall is transparent to ultraviolet light of the wavelength concerned.

A cette fin sont prévus des moyens de raccordements 5 aux arrivée et sortie de liquide 8 et 9. De son côté le tube 3 est alimenté en électricité en 6.To this end, connection means 5 are provided at the liquid inlet and outlet 8 and 9. For its part, the tube 3 is supplied with electricity at 6.

L'espace 10 entre enveloppe et tubes 3 et 4 est, par exemple, rempli d'air à pression atmosphérique, ce qui évite de prévoir des moyens d'étanchéité spéciaux. The space 10 between envelope and tubes 3 and 4 is, for example, filled with air at atmospheric pressure, which avoids providing special sealing means.

Néanmoins, l'enveloppe tubulaire 1 sera de préférence fermée à ses deux extrémités par des cloisons 11 pour éviter l'introduction de particules (poussières) susceptibles de former écran pour les ultra-violets.However, the tubular casing 1 will preferably be closed at its two ends by partitions 11 to avoid the introduction of particles (dust) capable of forming a screen for ultraviolet light.

On pourra également faire un vide plus ou moins poussé dans l'enveloppe 1, employer un gaz neutre à l'égard de la surface 2 (azote, gaz rares) et/ou combiner ces dispositions. We can also create a more or less high vacuum in the envelope 1, use a neutral gas with respect to the surface 2 (nitrogen, rare gases) and / or combine these arrangements.

Avec le dispositif de l'invention, les rayons lumineux émanant de la source 3 atteignent le tube 4 de façon convergente (et non divergente comme dans les dispositifs précédemment utilisés). De ce fait, l'intensité de bombardement du liquide 7 se trouve multipliée et l'on peut aisément passer d'une intensité de l'ordre de 20.000 microwatts x sec./cm2 à des intensités de l'ordre de 100.000 à 200.000 mi-crowatts x sec./cm2 même bien davantage sans augmenter la puissance consommée grâce à un choix convenable du diamètre du tube 4 du débit qui le traverse. With the device of the invention, the light rays emanating from the source 3 reach the tube 4 in a convergent manner (and not diverging as in the devices previously used). As a result, the bombardment intensity of the liquid 7 is multiplied and it is easy to go from an intensity of the order of 20,000 microwatts x sec./cm2 to intensities of the order of 100,000 to 200,000 mi -crowatts x sec./cm2 even much more without increasing the power consumed thanks to a suitable choice of the diameter of the tube 4 of the flow passing through it.

La figure 3 illustre une variante comprenant une pluralité d'enveloppes tubulaires 1 de sections elliptiques. Conformément a l'invention, ces enveloppes ont un axe focal commun F sur lequel se trouve placé le tube 4 transparent aux ultra-violets et servant de conduite au fluide 7. Les autres axes focaux F1, F2 , F3 ... sont occupés par les axes des lampes 31' 32' 33
De la sorte, on concentre sur le tube 4 l'irradiation de plusieurs lampes à ultra-violets, ce qui permet de multiplier encore l'intensité de bombardement.
FIG. 3 illustrates a variant comprising a plurality of tubular casings 1 of elliptical sections. According to the invention, these envelopes have a common focal axis F on which is placed the tube 4 transparent to ultraviolet and serving as a conduit for the fluid 7. The other focal axes F1, F2, F3 ... are occupied by the axes of the lamps 31 '32' 33
In this way, the irradiation of several ultraviolet lamps is concentrated on the tube 4, which makes it possible to further increase the intensity of the bombardment.

L'augmentation d'intensité de bombardement du dispositif selon l'invention permet d'assurer le traitement de liquides turbides, ayant subi une filtration limitée aux grosses particules, filtration qu'il est possible de réaliser en continu. The increase in bombardment intensity of the device according to the invention makes it possible to ensure the treatment of turbid liquids, having undergone filtration limited to large particles, filtration which it is possible to carry out continuously.

De ce fait, l'invention permet de réaliser des unités de traitement de liquides fonctionnant en continu, c'est-à-dire ayant un caractère industriel et permettant notamment de réaliser une alimentation en eau potable à partir d'eaux polluées soit pour des villages, soit pour des usines de produits alimentaires. As a result, the invention makes it possible to produce units for the treatment of liquids operating continuously, that is to say having an industrial character and making it possible in particular to produce a supply of drinking water from polluted water, either for villages, or for food factories.

A titre indicatif et non limitatif un dispositif selon l'invention pourra avoir les dimensions suivantes
Enveloppe externe elliptique, grand axe ....... 7 à 20 cm
Enveloppe externe elliptique, longueur ........ environ 1 m
Tube transparent, diamètre .................... 2 à 5 cm
Lampe à ultra-violets, diamètre .............. 1,5 à 3 cm
Puissance de la lampe ......................... environ 40 watts
Débit de liquide , 3 à 6 m3 / heure
Outre ces perspectives nouvelles, dans le cadre de traitement d'eaux ou de liquides parfaitement transparents, le dispositif selon l'invention permet une économie importante d'énergie et/ou une augmentation importante de débit.
By way of non-limiting indication, a device according to the invention may have the following dimensions
Elliptical outer envelope, long axis ....... 7 to 20 cm
Elliptical outer shell, length ........ about 1 m
Transparent tube, diameter .................... 2 to 5 cm
Ultraviolet lamp, diameter .............. 1.5 to 3 cm
Lamp power ......................... about 40 watts
Liquid flow, 3 to 6 m3 / hour
In addition to these new perspectives, in the context of the treatment of perfectly transparent water or liquids, the device according to the invention allows significant energy savings and / or a significant increase in throughput.

Le dispositif selon l'invention peut, comme exposé plus haut, être réalisé avec différents matériaux et en différentes formes ou dimensions, l'exemple représenté n'étant pas limitatif. Il sera de préférence muni de dispositifs annexes, connus en soi, pour le contrôle des effets de l'irradiation, dispositif assurant l'interruption du fonctionnement en cas de défaillance ou d'usure de la lampe à ultra-violets ou en cas d'opacification du tube de quartz par dépôt d'impuretés. The device according to the invention can, as explained above, be made with different materials and in different shapes or dimensions, the example shown is not limiting. It will preferably be provided with additional devices, known per se, for controlling the effects of irradiation, a device ensuring the interruption of operation in the event of failure or wear of the ultraviolet lamp or in the event of clouding of the quartz tube by deposition of impurities.

Il est à noter à cet égard que la conformation du dispositif permet le nettoyage facile de la surface du tube 4 qui est en contact avec le liquide à traiter. It should be noted in this regard that the configuration of the device allows easy cleaning of the surface of the tube 4 which is in contact with the liquid to be treated.

La figure 4 montre que le caractère elliptique se rapporte à la face interne 2 de l'enveloppe 1 dont la face externe 12 peut revêtir d'autres formes, par exemple lorsque l'enveloppe est réalisée en deux demi-coquilles 13, 14. FIG. 4 shows that the elliptical nature relates to the internal face 2 of the envelope 1, the external face 12 of which can take other forms, for example when the envelope is made of two half-shells 13, 14.

L'invention a été plus particulièrement décrite en rapport avec l'irradiation de l'eau, mais elle peut être utilisée pour l'irradiation de divers liquides, par exemple, de liquides alimentaires ou organiques, en vue de leur conservation (jus de fruits, sérums, lait), ou même de gaz.  The invention has been more particularly described in relation to the irradiation of water, but it can be used for the irradiation of various liquids, for example, edible or organic liquids, with a view to their conservation (fruit juices , serums, milk), or even gas.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le traitement bactériologique des liquides ou fluides par irradiation, caractérisé en ce qu'il se compose d'au moins une enveloppe tubulaire externe (1) rigide, de section interne elliptique munie d'une surface interne (2) réfléchissante, contenant une conduite de circulation de fluide (4), coaxiale à l'un des axes focaux d'une enveloppe elliptique (1)s la paroi de cette conduite (4) étant transparente aux ultraviolets, ainsi qu'au moins une lampe tubulaire à ultraviolets (3) coaxiale à l'autre axe focal d'une enveloppe tubulaire (1), l'espace (10) compris entre l'enveloppe externe (1), et les tubes internes (3, 4) étant rempli d'un fluide transparent aux ultra-violets tel que l'air ou un autre gaz. 1. Device for the bacteriological treatment of liquids or fluids by irradiation, characterized in that it consists of at least one external tubular envelope (1) rigid, of elliptical internal section provided with an internal surface (2) reflecting, containing a fluid circulation pipe (4), coaxial with one of the focal axes of an elliptical envelope (1) s the wall of this pipe (4) being transparent to ultraviolet, as well as at least one tubular lamp with ultraviolet (3) coaxial to the other focal axis of a tubular envelope (1), the space (10) between the external envelope (1), and the internal tubes (3, 4) being filled with a transparent fluid to ultraviolet such as air or another gas. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le cas d'une pluralité d'enveloppes (1) de section interne elliptique, celles-ci ont un axe focal commun sur lequel est placée une conduite tubulaire 2. Device according to claim 1, characterized in that in the case of a plurality of envelopes (1) of elliptical internal section, these have a common focal axis on which is placed a tubular pipe I (4) transparente aux ultra-violets, une pluralité de lampes à ultra-violets (4) étant placées sur les autres axes focaux des enveloppes elliptiques. I (4) transparent to ultraviolet, a plurality of ultraviolet lamps (4) being placed on the other focal axes of the elliptical envelopes. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pression régnant dans l'espace interne (10) est inférieure à la pression atmosphérique. 3. Device according to any one of the preceding claims, in which the pressure prevailing in the internal space (10) is lower than atmospheric pressure. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou les enveloppes (1) sont réalisées par assemblage de coquilles à surface interne de section elliptique, la section externe étant quelconque.  4. Device according to any one of the preceding claims, in which the envelope or envelopes (1) are produced by assembling shells with an internal surface of elliptical section, the external section being arbitrary.
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