FR2989367A1 - Disinfecting e.g. drinking water by UV lamps, comprises subjecting water to be disinfected to UV radiation emitted from UV lamps, where each lamp functions under its own power that is different from other lamps - Google Patents

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Abstract

The method comprises subjecting water to be disinfected to an UV radiation emitted from UV lamps (1.1-1.6). Each lamp functions under its own power that is different from the other lamps, and the power is given so that the lamp emits the UV radiation whose intensity corresponds to a fixed set point. The lamps comprise loops for power regulation combined with UV sensors (4.1-4.6) for adjusting a power supply of the lamps to obtain a value of set desired intensity. The lamps are fed through ballasts whose load characteristics are modified by output signals of the loops in a direction. The method comprises subjecting water to be disinfected to an UV radiation emitted from UV lamps (1.1-1.6). Each lamp functions under its own power that is different from the other lamps, and the power is given so that the lamp emits the UV radiation whose intensity corresponds to a fixed set point. The lamps comprise loops for power regulation combined with UV sensors (4.1-4.6) for adjusting a power supply of the lamps to obtain a value of set desired intensity. The lamps are fed through ballasts whose load characteristics are modified by output signals of the regulation loops in a direction that varies a power of the power supply of the lamps so that the lamps emit the UV radiations whose intensity corresponds to the set point. An independent claim is included for a device for disinfecting clear water such as drinking water by UV lamps.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA DESINFECTION PAR LAMPES UV D'EAU CLAIRE, EN PARTICULIER D'EAU POTABLE. METHOD AND DEVICE FOR DISINFECTION UV LAMPS WATER CLEAR, ESPECIALLY DRINKING WATER. L'invention est relative à un procédé de désinfection par lampes UV (ultraviolet) d'eaux claires, en particulier d'eau potable. The invention relates to a UV lamp disinfection method (ultraviolet) of clear water, in particular drinking water. Selon un tel procédé, un courant d'eau à désinfecter traverse une zone soumise au rayonnement ultraviolet de plusieurs lampes disposées généralement suivant une direction transversale à l'écoulement d'eau. According to such a method, a stream of water to be disinfected passes through a zone subjected to ultraviolet radiation several lamps disposed generally in a direction transverse to the water flow. Dans un dispositif de désinfection connu, les lampes utilisées sont des lampes présentées comme identiques par le fabricant et, en conséquence, toutes les lampes sont alimentées sous une même puissance, qui est réglable. In one known disinfection device, the lamps used are presented as identical lamps by the manufacturer and, consequently, all the lamps are powered by the same power, which is adjustable. La puissance d'alimentation des lampes est ajustée, selon le débit et les caractéristiques de l'eau à désinfecter, afin que les lampes fournissent la dose UV requise pour assurer une désinfection satisfaisante. The supply power of the lamps is adjusted, depending on the flow and the characteristics of the water to be disinfected, so that the lamps provide the UV dose required to ensure satisfactory disinfection.

Pour l'ajustement de la puissance d'alimentation des lampes, des moyens de détection sensibles à l'intensité UV des lampes et des moyens de calcul sont prévus pour fournir une valeur moyenne de l'intensité émise par l'ensemble des lampes. For the adjustment of the supply lamp power, detection means responsive to the intensity of UV lamps and calculating means are provided for supplying an average value of the intensity emitted by the lamp assembly. Cette valeur moyenne est comparée à une valeur de consigne déterminée en tenant compte des paramètres de l'eau à désinfecter. This average value is compared with a target value determined taking into account the parameters of water to disinfect.

La puissance d'alimentation, commune à chaque lampe, est ajustée en fonction du résultat de la comparaison. The power supply common to each lamp is adjusted according to the result of the comparison. Toutefois, cette façon de procéder n'est pas entièrement satisfaisante car il est apparu que, pour une même puissance d'alimentation, des lampes réputées identiques peuvent produire des émissions UV présentant des différences sensibles d'intensité. However, this approach is not entirely satisfactory because it appeared that, for the same power output, identical deemed lamps can produce UV emissions with significant differences in intensity. Dans le cas d'un ensemble de lampes utilisées pour désinfecter un courant d'eau, il peut donc arriver que l'intensité UV moyenne de l'ensemble corresponde à la valeur de consigne, mais que certaines lampes ne produisent pas une intensité lumineuse suffisante pour obtenir la désinfection souhaitée dans une zone qui leur est attribuée. In the case of a set of lamps used to disinfect a water stream, it can happen that the average UV intensity of all matches the set value, but that some lamps do not produce a sufficient luminous intensity to achieve the desired disinfection in an area assigned to them. Dans ce cas, certaines zones de l'écoulement d'eau risquent de ne pas être correctement traitées. In this case, certain areas of the water flow may not be processed correctly. On peut éventuellement prévoir un capteur d'intensité UV propre à chaque lampe et déterminer un seuil de tolérance acceptable par rapport à la valeur de consigne, par exemple 80 % de cette valeur. May optionally include a UV intensity sensor specific to each lamp and determining an acceptable tolerance with respect to the set value, for example 80% of this value. Si l'intensité émise par la lampe est inférieure à ce seuil, la lampe est alors déclarée défaillante et on procède à son remplacement. If the intensity emitted by the lamp is less than this threshold, the lamp is then declared failed and carries out replacement. Le vieillissement des lampes est également une cause de baisse de l'intensité UV émise par les lampes. The aging of the lamps is also a cause of decrease in UV intensity emitted by the lamps. Ce vieillissement diffère d'une lampe à l'autre, même pour des lampes présentées comme identiques à leur mise en service. This aging differs from one lamp to another, even for lamps presented as identical to their commissioning. On peut ainsi être conduit à retirer une lampe d'un dispositif de désinfection en raison de sa baisse d'intensité lumineuse, pour une puissance donnée, alors que la lampe serait encore capable de fournir l'intensité souhaitée, mais sous une puissance d'alimentation plus élevée. Can thus be conducted to remove a lamp of a disinfection device due to its decrease in light intensity, for a given power, while the lamp is still capable of providing the desired intensity, but at a power of higher power. L'invention a pour but, surtout, de fournir un procédé de désinfection par lampes UV qui permet de maintenir plus longtemps en fonctionnement les lampes d'un ensemble, malgré leurs différences d'émission UV, notamment par suite de leur vieillissement, tout en assurant l'efficacité souhaitée. The invention aims especially to provide a UV lamp disinfection process that keeps longer in the operation of all lamps, despite their differences UV emission, particularly because of their aging, while ensuring the desired efficiency. Le procédé doit en outre être simple et économique pour sa mise en oeuvre. The process must also be simple and economical for its implementation. Selon l'invention, un procédé de désinfection par lampes UV d'eau claire, en particulier d'eau potable, selon lequel un courant d'eau à désinfecter est soumis au rayonnement UV de plusieurs lampes, est caractérisé en ce que chaque lampe fonctionne sous une puissance qui lui est propre, généralement différente des autres lampes, cette puissance étant déterminée pour que la lampe émette un rayonnement UV dont l'intensité correspond à une valeur de consigne fixée. According to the invention, a clear UV lamps water disinfection method, in particular drinking water, wherein a stream of water to be disinfected is subjected to UV radiation of more lamps, is characterized in that each lamp is operated at a power of its own, generally different from other lamps, this power being determined so that the lamp emits a UV radiation whose intensity corresponds to a fixed setpoint value. De préférence, chaque lampe comporte sa propre boucle de 2 0 régulation de puissance combinée avec au moins un capteur UV propre à la lampe pour le réglage de la puissance d'alimentation de cette lampe afin d'obtenir la valeur de consigne d'intensité souhaitée. Preferably, each lamp has its own loop 2 0 combined power control with at least one own UV sensor to the lamp for adjusting the power of this lamp power in order to obtain the desired intensity setpoint . Selon ce procédé, les capteurs associés à chacune des lampes de l'ensemble fourniront sensiblement la même lecture d'intensité UV, tandis que 25 les puissances électriques consommées par les lampes seront différentes d'une lampe à l'autre. According to this method, the sensors associated with each of all the lamps will provide substantially the same UV intensity reading, while 25 the electric power consumed by the lamps will vary from one lamp to another. Généralement, chaque lampe est alimentée à travers un ballast asservi au signal de sortie de la boucle de régulation dans le sens que le ballast fait varier la puissance d'alimentation de la lampe pour qu'elle émette un 30 rayonnement UV dont l'intensité correspond à la valeur de consigne. Generally, each lamp is fed through a gear slaved to the output of the control loop signal in the sense that the ballast changes the lamp supply power to emit a 30 UV radiation whose intensity is the setpoint. L'invention est également relative à un dispositif à lampes UV pour la désinfection d'eau claire, en particulier d'eau potable, comportant : - plusieurs lampes UV dont le rayonnement traverse un courant d'eau à désinfecter, 35 - des moyens pour établir une valeur de consigne de l'intensité du rayonnement UV selon la nature et le débit de l'eau, - des capteurs sensibles au rayonnement des lampes donnant une valeur mesurée d'intensité de rayonnement, - et des moyens de comparaison propres à modifier la puissance d'alimentation des lampes afin d'obtenir la valeur de consigne d'intensité, caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque lampe : - au moins un capteur sensible au rayonnement UV de la lampe, - un comparateur entre la valeur mesurée de l'intensité émise par la lampe et la valeur de consigne, - et une boucle de régulation propre à ladite lampe, pour modifier la puissance d'alimentation de cette lampe afin d'obtenir la valeur de consigne d'intensité lumineuse. The invention also relates to a UV lamp device for clear water disinfection, particularly drinking water, comprising: - several UV lamps whose radiation passes through a stream of water to be disinfected, 35 - means for establish a UV radiation intensity setpoint value depending on the nature and the water flow, - sensors sensitive to radiation lamps giving a measured value of radiation intensity, - and comparison means for influencing the lamp supply power to obtain the desired intensity value, characterized in that it comprises for each lamp: - at least one sensor sensitive to UV radiation from the lamp, - a comparison between the measured value intensity emitted by the lamp and the reference value, - and a separate control loop to said lamp, to modify the input power of the lamp to obtain the light intensity reference value.

L'alimentation de chaque lampe est généralement assurée par l'intermédiaire d'un ballast et la sortie de la boucle de régulation est reliée à ce ballast pour lui envoyer un signal d'ajustement de la puissance d'alimentation de la lampe. The power supply of each lamp is generally provided by means of a ballast and the output of the control loop is connected to this ballast to send an adjustment signal to the power of the lamp power. Avantageusement, la sortie de la boucle de régulation envoie sur le ballast un signal d'ajustement de la fréquence et/ou de la tension d'alimentation de ladite lampe. Advantageously, the output of the control circuit sends the ballast means for adjusting the signal frequency and / or the supply voltage of said lamp. De préférence, les lampes émettrices de rayonnement UV sont des lampes à vapeur de mercure moyenne pression. Preferably, the emitter lamps of UV radiation are medium pressure mercury vapor lamps. La puissance de chaque lampe peut atteindre 10 kW ou plus. The power of each lamp can reach 10 kW or more.

Le dispositif peut comporter plusieurs lampes UV, par exemple six lampes, chaque lampe étant logée dans un tube de quartz et disposée en travers d'un courant d'eau à désinfecter. The device may include several UV lamps, for example, six lamps, each lamp being housed in a quartz tube and disposed across a stream of water to be disinfected. Selon l'invention, toutes les lampes vont émettre la même intensité lumineuse, en étant alimentées suivant des puissances différentes. According to the invention, all the lights will emit the same light intensity, being fed along different powers. Ainsi, non seulement la valeur globale de l'émission lumineuse de l'ensemble des lampes sera satisfaisante, mais de plus chaque lampe donnera une émission satisfaisante. So not only the overall value of the light output of all lamps will be satisfactory, but more and each lamp will give a satisfactory show. On évite le défaut qui serait provoqué par une ou plusieurs lampes qui présenteraient des écarts d'émission trop importants relativement à une moyenne globale satisfaisante. This prevents the default which would be caused by one or more lamps that would present too high emission differences in connection with a satisfactory overall average. De telles lampes produisant une émission insuffisante seraient susceptibles de créer des « trous de passage » dans le courant d'eau à traiter, c'est-à-dire des zones qui ne seraient pas soumises à un rayonnement suffisant pour assurer une désinfection. Such lamps produce insufficient emission would be likely to create "holes" in the water stream to be treated, that is to say areas which are not subjected to radiation sufficient to ensure disinfection. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci- dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins annexés, mais qui n'est nullement limitatif. The invention consists, apart from the provisions disclosed above, a number of other arrangements which will be explained in more detail below about an embodiment described with reference to the accompanying drawings, but n is in no way restrictive. Sur ces dessins : Fig. In these drawings: Fig. 1 est une vue en élévation de l'extrémité d'un dispositif de désinfection à lampes UV, et Fig. 1 is an end elevational view of a disinfection device with UV lamps, and Fig. 2 est un schéma de la régulation de l'alimentation électrique des lampes selon l'invention. 2 is a diagram of the control power of the lamps according to the invention. En se reportant à Fig. Referring to Fig. 1 des dessins, on peut voir un dispositif D pour la désinfection d'eau claire, en particulier d'eau potable, par lampes UV (ultraviolet) 1.1, 1.2, ..., 1.6. 1 of the drawings, there is shown a device D for the clear disinfecting water, in particular drinking water, UV lamps (UV) 1.1, 1.2, ..., 1.6. Les lampes sont du type à vapeur de mercure à moyenne pression et sont montées sur un corps cylindrique 2 d'axe géométrique parallèle au plan de Fig. The lamps are medium pressure mercury vapor type and are mounted on a cylindrical body 2 of geometric axis parallel to the plane of FIG. 1. Le corps 2 comporte à chaque extrémité une bride pour raccordement à une canalisation. 1. The body 2 has at each end a flange for connection to a pipeline. Les lampes 1.1... 1.6 sont disposées dans des tubes en quartz 3 d'axe orthogonal à celui du corps 2, et sont réparties sensiblement suivant une circonférence. 1.1 ... 1.6 lamps are disposed in quartz tube 3 orthogonal axis to that of the body 2, and are distributed substantially along a circumference. Le courant d'eau à désinfecter s'écoule suivant le sens de la flèche F, parallèlement à l'axe géométrique du corps 2 et orthogonalement aux lampes 1.1... 1.6. The flow of water to be disinfected flows in the direction of the arrow F, parallel to the geometrical axis of the body and orthogonally to the two lamps 1.1 ... 1.6. Pour chaque lampe, un capteur 4.1... 4.6 de l'intensité lumineuse émise par la lampe est prévu. For each lamp, a sensor 4.1 ... 4.6 of the light intensity emitted by the lamp is provided. Comme illustré sur Fig. As illustrated in Fig. 2, le signal fourni par chaque capteur est envoyé par une liaison 5.1... 5.6 sur une entrée d'un comparateur 6.1... 6.6 propre à la lampe considérée. 2, the signal supplied by each sensor is sent through a 5.1 ... 5.6 link to an input of a comparator 6.1 ... 6.6 considered suitable for lamp. La valeur de consigne de l'intensité lumineuse est déterminée par un moyen de calcul 7, notamment un ordinateur ou un automate industriel programmable, prenant en compte les caractéristiques de l'écoulement d'eau à désinfecter, notamment le débit d'eau et sa transmittance à l'égard des UV. The light intensity setpoint value is determined by a calculation means 7, including a computer or a programmable logic, taking into account the characteristics of the flow of water to be disinfected, in particular the flow of water and transmittance against UV.

La valeur de consigne fournie sur une sortie 8 est communiquée en parallèle à l'entrée de consigne de chacun des comparateurs 6.1... 6.6. The setpoint provided on an outlet 8 is provided in parallel to the setpoint input of each of the comparators 6.1 ... 6.6. Chaque comparateur fournit en sortie 9.1... 9.6 un signal d'erreur représentatif de la différence entre la valeur de consigne et la valeur mesurée. Each comparator outputs 9.1 ... 9.6 an error signal representative of the difference between the setpoint and measured value. Ce signal est envoyé à l'entrée d'un circuit de régulation 10.1... 10.6 de type PID (Proportionnel Intégral Dérivé) qui fournit sur sa sortie 11.1... 11.6 un signal envoyé sur un ballast 12.1...12.6 disposé dans le circuit d'alimentation A de la lampe correspondante 1.1... 1.6. This signal is sent to the input of a control circuit 10.1 ... 10.6 of the PID (Proportional Integral Derivative), which provides on its output 11.1 ... 11.6 a signal sent on a ballast 12.1 ... 12.6 arranged in the power circuit A of the corresponding lamp 1.1 ... 1.6. En fonction du signal de la sortie 11.1... 11.6, le ballast ajuste l'alimentation de la lampe pour qu'elle émette un rayonnement UV dont l'intensité correspond à la valeur de consigne, afin de réduire ou annuler le signal d'erreur. Depending on the output signal of 11.1 ... 11.6, ballast adjusts the lamp power to emit UV radiation whose intensity corresponds to the setpoint value, in order to reduce or cancel the signal error. Chaque lampe 1.1... 1.6 est ainsi insérée dans une boucle de régulation R1,... R6 qui comprend un capteur 4.1... 4.6, un comparateur 6.1, 6.6, un circuit de régulation 10.1, 10.6. Each lamp 1.1 ... 1.6 is thus inserted in a control loop R1 ... R6 which comprises a sensor 4.1 ... 4.6, a comparator 6.1, 6.6, a control circuit 10.1, 10.6. Selon l'invention, malgré les différences de rendement entre les lampes, notamment dues à l'âge des lampes et à leur vieillissement différent, et malgré un encrassement potentiel différent des tubes de quartz, on obtiendra effectivement pour chacune des lampes une intensité d'émission UV quasiment égale à la consigne d'intensité, avec un écart type nul. According to the invention, despite the differences in performance between the lamps, in particular due to the age of the lamps and their different aging, and despite a different potential fouling of quartz tubes, we actually get for each lamp intensity of UV emission almost equal to the reference intensity, with a standard deviation no. La tolérance de variation de l'intensité lumineuse produite par chaque lampe peut être réduite à moins de 10 %, notamment à environ 5 %. The tolerance of variation in light intensity produced by each lamp can be reduced to less than 10%, especially about 5%. La durée d'utilisation des lampes est sensiblement augmentée et les risques de « trous de passage », c'est-à-dire de zones de l'écoulement d'eau qui ne seraient pas soumises à un rayonnement UV suffisant, sont considérablement réduits. The lamp operation time is substantially increased and the risks of "holes", that is to say areas of the water flow which would not be subject to sufficient UV radiation, are significantly reduced .

Claims (8)

  1. REVENDICATIONS1. REVENDICATIONS1. Procédé de désinfection par lampes UV d'eau claire, en particulier d'eau potable, selon lequel un courant d'eau à désinfecter est soumis au rayonnement UV de plusieurs lampes, caractérisé en ce que chaque lampe (1.1,...1.6) fonctionne sous une puissance qui lui est propre, généralement différente des autres lampes, cette puissance étant déterminée pour que la lampe émette un rayonnement UV dont l'intensité correspond à une valeur de consigne fixée. A method of disinfecting water with clear UV lamps, in particular drinking water, wherein a stream of water to be disinfected is subjected to UV radiation of a plurality of lamps, characterized in that each lamp (1.1, ... 1.6) operates at a power of its own, generally different from other lamps, this power being determined so that the lamp emits a UV radiation whose intensity corresponds to a fixed setpoint value.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque lampe (1.1,...1.6) comporte sa propre boucle de régulation de puissance (R1,... R6) combinée avec au moins un capteur UV (4.1,...4.6) propre à la lampe pour le réglage de la puissance d'alimentation de cette lampe afin d'obtenir la valeur de consigne d'intensité souhaitée. 2. Method according to claim 1, characterized in that each lamp (1.1, ... 1.6) has its own power control loop (R1, ... R6) combined with at least one UV sensor (4.1, .. .4.6) specific to the lamp for adjusting the power of this lamp power in order to get the value of desired intensity setpoint.
  3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque lampe (1.1,...1.6) est alimentée à travers un ballast (12.1, ...12.6) dont les caractéristiques de charge sont modifiées par le signal de sortie (11.1... 11.6) de la boucle de régulation dans le sens qui fait varier la puissance d'alimentation de la lampe pour qu'elle émette un rayonnement UV dont l'intensité correspond à la valeur de consigne. 3. A method according to claim 2, characterized in that each lamp (1.1, ... 1.6) is fed through a ballast (12.1 ... 12.6) whose charging characteristics are modified by the output signal (11.1 ... 11.6) of the control loop in the direction which changes the lamp supply power to emit UV radiation whose intensity corresponds to the setpoint value.
  4. 4. Dispositif à lampes UV pour la désinfection d'eau claire, en particulier d'eau potable, pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant : - plusieurs lampes UV (1.1,...1.6) dont le rayonnement traverse un courant d'eau à désinfecter, - des moyens (7) pour établir une valeur de consigne de l'intensité du rayonnement UV selon la nature et le débit de l'eau, - des capteurs sensibles au rayonnement des lampes donnant une valeur mesurée d'intensité de rayonnement, - et des moyens de comparaison propres à modifier la puissance d'alimentation des lampes afin d'obtenir la valeur de consigne d'intensité, caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque lampe : - au moins un capteur (4.1,...4.6) sensible au rayonnement UV de la lampe, - un comparateur (6.1,...6.6) entre la valeur mesurée de l'intensité émise par la lampe et la valeur de consigne,- et une boucle de régulation (R1,... R6) propre à ladite lampe, pour modifie 4. Device UV lamps for disinfection of fresh water, in particular drinking water, for the implementation of a method according to any one of the preceding claims, comprising: - several UV lamps (1.1, .. .1.6) whose radiation passes through a stream of water to be disinfected, - means (7) for establishing the UV intensity setpoint value depending on the nature and the water flow, - sensitive sensors radiation lamps giving a measured value of radiation intensity, - and comparison means for influencing lamp supply power to obtain the desired intensity value, characterized in that it comprises for each lamp: - at least one sensor (4.1, ... 4.6) responsive to UV radiation of the lamp, - a comparator (6.1, ... 6.6) between the measured value of the intensity emitted by the lamp and the value of set, - and a control loop (R1 ... R6) adapted to said lamp, to modify r la puissance d'alimentation de cette lampe afin d'obtenir la valeur de consigne d'intensité lumineuse. r power of this lamp power in order to obtain the light intensity reference value.
  5. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'alimentation de chaque lampe est assurée par l'intermédiaire d'un ballast (12.1,...12.6), caractérisé en ce que la sortie de la boucle de régulation (R1,... R6) est reliée à ce ballast pour lui envoyer un signal d'ajustement de la puissance d'alimentation de la lampe. 5. Device according to claim 4, wherein the power of each lamp is provided by means of a ballast (12.1 ... 12.6), characterized in that the output of the control loop (R1 ,. .. R6) is connected to this ballast to send an adjustment signal to the power of the lamp power.
  6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la sortie de la boucle de régulation (R1,... R6) envoie sur le ballast un signal d'ajustement de la fréquence et/ou de la tension d'alimentation de ladite lampe. 6. Device according to claim 5, characterized in that the output of the control loop (R1, ... R6) sends the ballast an adjustment signal of the frequency and / or the supply voltage of said lamp.
  7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les lampes (1.1,...1.6) émettrices de rayonnement UV sont des lampes à vapeur de mercure moyenne pression. 7. Device according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the lamps (1.1, ... 1.6) emitting UV radiation are medium pressure mercury vapor lamps.
  8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte six lampes UV (1.1,...1.6), chaque lampe étant logée dans un tube de quartz et disposée en travers d'un courant d'eau à désinfecter. 8. Device according to any one of claims 4 to 7, characterized in that it comprises six UV lamps (1.1, ... 1.6), each lamp being housed in a quartz tube and disposed across a current water to disinfect.
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