ITMI951130A1 - Dispositivi a raggi ultravioletti per la sterilizzazione e impianto per il trattamento dell'acqua provvisto di un tale dispositivo - Google Patents
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Abstract
Nella scatola (1, 2) del dispositivo a raggi ultravioletti è disposto un contenitore allungato (10) di vetro di quarzo. Nel contenitore (10) si trova una lampada (11) a raggi ultravioletti e a fianco un tubo (4) per la corrente d'aria di vetro di quarzo. Tra la lampada (11) a raggi ultravioletti e il tubo (4) per la corrente d'aria da una parte e la parete del contenitore (10) dall'altra, vi è un'intercapedine che funge da canale per la corrente d'aria. Tra il contenitore (10) e la parete della scatola (1, 2) si trova un tubo (2) di entrata dell'acqua. Tra il contenitore (10) e la parete della scatola (1, 2) vi è un'ulteriore intercapedine che funge da canale per la corrente d'acqua. Il canale per la corrente d'aria è in collegamento da un'estremità con un collegamento (18) d'ammissione per l'aria, e dall'altra estremità con il tubo (4) per la corrente d'aria, che è a sua volta in collegamento con uno scarico (15) di miscela ozono-aria. Il canale per la corrente d'acqua è in collegamento da un'estremità con un collegamento (10) d'uscita per l'acqua, e dall'altra estremità con il tubo (2) di entrata dell'acqua, che è a sua volta in collegamento con un collegamento (19) d'entrata dell'acqua. In questo modo l'ossigeno dell'aria viene trasformato, nel dispositivo a raggi ultravioletti, in ozono che uccide i germi e contemporaneamente viene sterilizzata l'acqua. La miscela ozono-aria può essere portata alle stazioni di trattamento disposte prima del dispositivo a raggi ultravioletti, per agire lì in modo da uccidere i germi ed evitare che nelle stazioni di trattamento si formino, moltiplicati, germi, per la cui uccisione l'energia ultravioletta del dispositivo a raggi ultravioletti non sarebbe sufficiente. Inoltre, l'ozono disciolto nell'acqua viene, nel dispositivo a raggi ultravioletti, trasformato in radicali di ossigeno, oppure in ossigeni in statu nascendi, che uccidono i germi in modo ancora più efficace rispetto ai raggi ultravioletti da soli.
Description
"DISPOSITIVO A RAGGI ULTRAVIOLETTI PER LA STERILIZZAZIONE E IMPIANTO PER IL TRATTAMENTO DELL’ACQUA PROVVISTO DI UN TALE DISPOSITIVO
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un dispositivo a raggi ultravioletti per la sterilizzazione di acqua da trattare, il quale dispositivo presenta almeno una lampada a raggi ultravioletti. L'invenzione riguarda inoltre un impianto per il trattamento dell'acqua con almeno una prima e una seconda stazione di trattamento, la quale seconda stazione di trattamento presenta un tale dispositivo a raggi ultravioletti, e la quale prima stazione di trattamento è in collegamento con una tubazione di adduzione d'acqua fresca e, tramite una tubazione di trasferimento, con il dispositivo a raggi ultravioletti, il quale è a sua volta in collegamento, dal lato d'uscita, con una tubazione d'uscita per il collegamento ad un'utenza finale.
L'acqua utilizzata in un laboratorio, per l'uso domestico, in ospedali, in stabilimenti farmaceutici ecc., deve essere trattata per soddisfare le diverse esigenze dell'utenza finale. Un tale trattamento dell'acqua può, di regola, essere costituito dagli stadi di addolcimento, filtrazione, demineralizzazione, adsorbimento, osmosi e sterilizzazione. Inoltre vengono inseriti, in maniera nota, filtri di particelle, filtri a carbone attivo, ecc.
Sulle superfici delle parti d'impianto di tali impianti possono ora formarsi e moltiplicarsi dei batteri, può formarsi una pellicola biologica. In questo modo, germi possono giungere moltiplicati, dagli stessi singoli stadi di trattamento dell'acqua, nel successivo dispositivo a raggi ultravioletti, e questo in quantità talmente elevata, che l'energia ultravioletta non basta ad uccidere questi germi. Filtri di particelle e addolcitori sono generalmente provvisti di cartucce intercambiabili, quindi articoli non riutilizzabili, e sono raramente formati come dispositivi rigenerabili o che si puliscono in modo automatico. Conformemente, sulle superfici di queste cartucce si formeranno dei germi o delle pellicole biologiche. Con la formazione di germi diminuisce la vita delle cartucce sostituibili. A parte il fatto che una frequente sostituzione delle cartucce genera costi di esercizio elevati, vi è di nuovo il pericolo che germi giungano, moltiplicati, da tali stadi di trattamento dell'acqua nel dispositivo a raggi ultravioletti.
Così, per il gestore di tali impianti di trattamento dell'acqua, vi è il pericolo costante che all'uscita dell’impianto per il trattamento dell'acqua vi siano più germi che nell'acqua non potabile, nell'acqua di adduzione, all'ingresso dell'impianto. In questo modo tali impianti di trattamento dell'acqua perdono il loro significato e generano costi di esercizio elevati, per esempio a causa di una sostituzione frequente di elementi intercambiabili, per esempio delle cartucce.
Compito dell'invenzione è realizzare un dispositivo a raggi ultravioletti per la sterilizzazione di acqua da trattare, tramite il quale possa essere evitata la formazione di germi nei diversi stadi di un impianto per il trattamento dell'acqua. Un ulteriore compito dell'invenzione è realizzare un impianto per il trattamento dell'acqua con almeno una prima e una seconda stazione di trattamento, la quale seconda stazione di trattamento presenti un dispositivo a raggi ultravioletti, nel quale impianto per il trattamento dell'acqua venga evitata una formazione di germi sulle parti d'impianto del primo stadio.
Il dispositivo a raggi ultravioletti secondo l'invenzione è caratterizzato da una scatola allungata con; un collegamento d'entrata per l'acqua, un collegamento d'uscita per l'acqua, un collegamento d'ammissione per l'aria e un collegamento di scarico per miscela d'aria,’ nella quale scatola è disposto un contenitore allungato, aperto ad un'estremità e chiuso all'estremità opposta, fatto di un materiale permeabile ai raggi ultravioletti, mentre fra la superficie esterna della lampada a raggi ultravioletti e la parete del contenitore è formato un canale per la corrente d'aria, e fra la parete del contenitore e la parete della scatola è formato un canale per la corrente d'acqua.
L'impianto per il trattamento dell'acqua con almeno una prima e una seconda stazione di trattamento, la quale seconda stazione di trattamento presenta un dispositivo a raggi ultravioletti secondo l'invenzione, è caratterizzato dal fatto che il collegamento di scarico per miscela d'aria del dispositivo a raggi ultravioletti è collegato a una tubazióne di trasferimento di miscela d'aria, la quale viene trasportata alla tubazione di adduzione d'acqua fresca prima della prima stazione di trattamento, per addurre ozono all'acqua fresca prima dell'ingresso nella prima stazione di trattamento, detto ozono essendo stato prodotto nel dispositivo a raggi ultravioletti tramite trasformazione dell'ossigeno dell'aria in ozono.
L'oggetto dell'invenzione viene descritto in seguito con maggior dettaglio tramite un esempio, con riferimento ai disegni. Questi mostrano:
in figura 1 una sezione longitudinale attraverso un dispositivo a raggi ultravioletti,
in figura 2 una sezione lungo la linea A-A di figura 1,
in figura 3 una sezione lungo la linea B-B di figura 1,
in figura 4 un diagramma di flusso di una prima realizzazione di un impianto per il trattamento dell'acqua, e
in figura 5 un diagramma di flusso di una seconda realizzazione di un impianto per il trattamento dell'acqua.
Il dispositivo a raggi ultravioletti, rappresentato in sezione in figura 1, presenta una scatola 1, 2, che si compone di un corpo 2 di scatola e di una testa 1 di scatola, la quale testa 1 di scatola è avvitata al corpo 2 di scatola con interposizione di una guarnizione ad anello 9.
Nella scatola 1, 2 è disposta una lampada allungata 11 a raggi ultravioletti. Questa lampada 1 1 a raggi ultravioletti si trova alfintemo di un contenitore 10 conformato a mo' di vetro di quarzo o di provetta, il quale presenta un'estremità chiusa 22, a destra in figura 1, e un'estremità aperta 23, a sinistra. Questo contenitore 10 è contenuto in modo stagno nella testa 1 di scatola, per cui in figura 1 sono rappresentati una ghiera 6, uno spessore 7 e una guarnizione ad anello 8.
Nella testa 1 di scatola sono disposti un collegamento 19 d'entrata per l'acqua e un collegamento 20 d'uscita per l'acqua. Inoltre è presente un collegamento 18 d'ammissione per l'aria. Questo può essere un semplice collegamento a vite oppure, per esempio, un filtro d'aria di un materiale sinterizzato. Il numero di riferimento 15 indica un collegamento di scarico per miscela aria-ozono, mentre la miscela aria-ozono fuoriuscente verrà descritta più approfonditamente in seguito.
La testa 1 di scatola contiene inoltre un interruttore 13 di accensione/spegnimento, un LED 14 per l'indicazione del funzionamento della lampada a raggi ultravioletti, un contatore 5, l'elettronica 16 per il funzionamento. Dal coperchio 12 di scatola parte infine il cavo elettrico 17 per la fornitura di energia elettrica.
In un contenitore 10 conformato a mo' di vetro di quarzo o di provetta è disposta la lampada 11 a raggi ultravioletti di costruzione generalmente nota. Sotto alla lampada I l a raggi ultravioletti si trova, all'interno del contenitore 11 (N.d.T.
10), un tubo 4 per la corrente di miscela d'aria, che è aperto nella zona dell'estremità chiusa 22 del contenitore 10 ed è collegato, all'estremità opposta, con il collegamento 15 di scarico della miscela d'aria in modo sicuro e stagno.
Sotto al contenitore allungato 10, all'interno del corpo 2 di scatola, è disposto un tubo 3 di entrata dell'acqua, che è anch'esso aperto nella zona dell'estremità chiusa 22 del contenitore 10 ed è collegato, all'estremità opposta, con il collegamento 19 di entrata dell'acqua. Questo tubo 3 di entrata dell'acqua è costituito preferibilmente anch'esso di un vetro di quarzo.
Con riferimento alla fìg. 1 e alla fig. 3, per l'interno del corpo 2 di scatola risultano la seguente progettazione e il seguente funzionamento:
Nel contenitore 10 costituito di vetro di quarzo si trovano la lampada 11 a raggi ultravioletti e il tubo 4 di quarzo, così che tra i lati esterni di queste ultime due parti e la parete del contenitore 10 si forma uno spazio, che è un canale 23 per la corrente d’aria (vedi figura 3). Così l'aria da trattare fluisce dal collegamento 18 di ammissione delfaria attraverso l'interno della testa 1 di scatola (vedi freccia C) e all'estremità aperta 21 del contenitore 10 nel canale 23 per la corrente d'aria. In questo modo l'ossigeno presente nell'aria viene trasformato in ozono tramite i raggi ultravioletti nella gamma d'onde di 180-200 nm. La miscela ozono-aria fluisce all'estremità chiusa del contenitore 10 nel tubo 4 di quarzo e attraverso questo al collegamento 15 di scarico della miscela d'aria, così che risulta disponibile una miscela ozono-aria che uccide i germi.
Dato che il contenitore 10 è distanziato dalla parete del corpo 2 di scatola, si forma un ulteriore canale 24 per la corrente d'acqua. L'acqua da trattare fluisce attraverso il collegamento 19 di entrata dell'acqua e attraverso il tubo 3 di entrata dell'acqua, per uscire lì, nella zona dell'estremità chiusa 22 del contenitore 10, e fluire nel canale 24 per la corrente d'acqua. In questo canale 24 per la corrente d'acqua, l'acqua viene sterilizzata dall'azione dei raggi ultravioletti con lunghezza d'onda di 250-280 nm e fluisce infine attraverso il collegamento 20 di uscita dell'acqua fuori dal dispositivo a raggi ultravioletti.
Tramite la portata in base ai tubo 3 di entrata dell'acqua si ottiene un tempo di irradiazione ottimale, e così si aumenta l'effetto sterilizzante ad una data intensità di raggi ultravioletti della lampada a raggi ultravioletti, tramite il tempo di permanenza dell'acqua nel canale per la corrente dell’acqua.
In base alle figure A e 5 verranno ora descritte due realizzazioni di un impianto per il trattamento dell'acqua, che è provvisto di un dispositivo a raggi ultravioletti come sopra descritto. All'inizio è stato descritto che un impianto per il trattamento dell'acqua può comprendere diversi stadi di trattamento dell'acqua.
Per semplicità verrà; fatta distinzione tra una prima stazione di trattamento 25 e una seconda stazione di trattamento 26. La prima stazione di trattamento 25 può contenere ora qualsiasi stadio tra quelli nominati all'inizio. La realizzazione disegnata contiene come esempio nella prima stazione di trattamento 25 un ultrafiltro filtro a carbone attivo 33, seguito da un nanotìltro 34.
La seconda stazione di trattamento 26 contiene il descritto dispositivo a raggi ultravioletti con i diversi collegamenti 15, 18, 19, 20.
L'acqua fresca da trattare fluisce attraverso la tubazione 27 di adduzione d'acqua fresca all impianto per il trattamento dell'acqua. Nei filtri 33 e 34 viene rispettivamente depurata l'acqua che fluisce poi attraverso la tubazione 28 di trasferimento al collegamento 19 di entrata dell'acqua del dispositivo 26 a raggi ultravioletti. Nel dispositivo a raggi ultravioletti l'acqua viene sterilizzata ed esce dal collegamento 20 di uscita dell'acqua per essere portata tramite la tubazione 29 d'uscita all'utenza finale.
L'aria ambiente viene alimentata, tramite una pompa 31, secondo l'esempio di figura 4 una pompa a membrana, al collegamento per l'ammissione dell'aria del dispositivo a raggi ultravioletti. Nel dispositivo a raggi ultravioletti, come sopra descritto, l'ossigeno nell'aria viene trasformato in ozono che uccide i germi. La miscela ozono-aria esce, presso il collegamento 15 di ammissione dell'aria, dal dispositivo a raggi ultravioletti e fluisce attraverso una tubazione 30 di trasferimento di miscela d'aria che è provvista di una valvola di chiusura 35 e di una valvola di non ritornò 36. Questa tubazione 30 di trasferimento di miscela d'aria conduce alla tubazione 27 di adduzione d'acqua fresca. L'ozono (N.d.T. Photoozon) fornito ora . alla tubazione 27 d'acqua fresca impedisce la moltiplicazione dei germi, in tutti gli stadi della prima stazione di trattamento e agisce poi, nel secondo ! stadio 26 del dispositivo a raggi ultravioletti, in combinazione con la luce ultravioletta con lunghezza d’onda di 250-260 nm, in modo da uccidere i germi' con enorme efficacia. In questo modo nascono specie attive di ossigeno che uccidono ulteriormente i germi e trasformano inoltre l'ozono in radicali di ossigeno.
La variante secondo figura 5 corrisponde in tutte le sue parti alla variante secondo figura 4, con la .sola differenza che per l'alimentazione dell’aria, oppure della miscela ozono-aria, al posto della pompa 31 a membrana, prima del dispositivo a raggi ultravioletti nella tubazione 27 di adduzione d'acqua fresca, è disposta una pompa 32 a getto d’acqua, il cui fluido di funzionamento è l’acqua fresca e la quale aspira la miscela ozono-aria attraverso la tubazione 30 di trasferimento di miscela d'aria.
In virtù del fatto che all'acqua fresca viene fornito dell'ozono, che uccide i germi, prima della stazione 25 di trattamento, si agisce contro una moltiplicazione dei germi nei diversi stadi, in modo che l'acqua trattata possa essere sicuramente sterilizzata nella seconda stazione a raggi ultravioletti e l'utenza finale possa essere rifornita di acqua sicuramente sterilizzata. In particolare, l'ozono disciolto nell'acqua fresca viene trasformato, nel dispositivo a raggi ultravioletti, in radicali di ossigeno, oppure in ossigeni in statu nascendi, i quali uccidono i germi in modo ancora più efficace rispetto ai raggi ultravioletti da soli.
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo a raggi ultravioletti per la sterilizzazione di acqua da trattare, il quale dispositivo presenta almeno una lampada (11) a raggi ultravioletti, caratterizzato da una scatola allungata (1, 2) con un collegamento (19) per l’entrata dell'acqua, un collegamento (20) per l'uscita dell'acqua, un collegamento (18) per l'ammissione deH'aria e un collegamento (15) per lo scarico di miscela d'aria, nella quale scatola (1, 2) è disposto un contenitore allungato (10), aperto ad un'estremità (21) e chiuso aH'estremità (22) opposta, di un materiale permeabile ai raggi ultravioletti, mentre tra la superficie esterna della lampada (1 1) a raggi ultravioletti e la parete del contenitore (10) è formato un canale (23) per corrente d'aria, e fra la parete del contenitore (10) e la parete della scatola (I, 2) è formato un canale (24) per corrente d'acqua.
- 2. Dispositivo a raggi ultravioletti secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nel contenitore (10) vicino alla lampada (11) a raggi ultravioletti è disposto, in modo da correre parallelo a questi ultimi, un tubo (4) per corrente d'aria, e dal fatto che nell'intercapedine tra il contenitore (10) e la parete della scatola (1, 2) è disposto un tubo (3) di entrata dell'acqua che corre parallelo al contenitore (10).
- 3. Dispositivo a raggi ultravioletti secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il canale (23) per corrente d'aria è, nella zona dell'estremità aperta (21) del contenitore (10), in collegamento con il collegamento (18) di ammissione d'aria, dal fatto che il tubo (4) per corrente d’aria termina, ad un'estremità, vicino all'estremità chiusa (22) del contenitore (10), in modo da essere in collegamento con il canale (23) per corrente d'aria, ed è collegato, all'altra estremità, vicino alla zona dell'estremità aperta (21) del contenitore (10), al collegamento (15) per lo scarico di miscela d'aria, e dal fatto che il canale (24) per corrente d'acqua è in collegamento, nella zona dell'estremità aperta (21) del contenitore, con il collegamento (20) di uscita dell'acqua e che il tubo (3) di entrata dell'acqua termina, ad un’estremità, nella zona dell'estremità chiusa (22) del contenitore (10), per essere in collegamento con il canale (24) per la corrente d'acqua, ed è collegato, all'altra estremità, vicino alla zona dell'estremità aperta (21) del contenitore (10), al collegamento (19) per l'entrata dell'acqua.
- 4. Dispositivo à raggi ultravioletti secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il contenitore allungato (10) è formato come vetro di quarzo o provetta e dal fatto che il tubo (4) per la corrente d'aria è formato come vetro di quarzo.
- 5. Impianto per il trattamento dell'acqua con almeno una prima (25) e una seconda (26) stazione di trattamento, la quale seconda stazione di trattamento (26) presenta un dispositivo a raggi ultravioletti secondo una delle rivendicazioni precedenti, e la quale prima stazione di trattamento (25) è in collegamento, con una tubazione (27) di adduzione d'acqua fresca e tramite una tubazione (28) di trasferimento, con il dispositivo a raggi ultravioletti, che è a sua volta in collegamento, dalla parte dell'uscita, con una tubazione d’uscita (29) per il collegamento ad un'utenza finale, caratterizzato dal fatto che il collegamento (15) per lo scarico di miscèla d'aria del dispositivo a raggi ultravioletti è in collegamento con una tubazione (30) di trasferimento di miscela d'aria, la quale viene portata, prima della prima stazione di trattamento (25), alla tubazione (27) di adduzione d'acqua fresca, per apportare ozono all'acqua fresca, prima dell'ingresso nella prima stazione di trattamento (25), detto ozono essendo stato prodotto nel dispositivo a raggi ultravioletti tramite trasformazione dell'ossigeno dell'aria in ozono.
- 6. Impianto per il trattamento dell'acqua secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che il dispositivo a raggi ultravioletti è collegato, dalla parte dell'ingresso dell'aria, a un dispositivo (31) di alimentazione dell'aria.
- 7. Impianto per il trattamento dell'acqua secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che nella tubazione (27) per acqua fresca è disposto un dispositivo effusore (32), che è in collegamento, dalla parte dell'aspirazione, con la tubazione (30) di trasferimento d'aria e la cui acqua industriale è, tramite la tubazione (27) di adduzione d'acqua fresca, l'addotta acqua da trattare.
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Legal Events
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| 0001 | Granted |