NL2005472C2 - Inrichting en werkwijze voor het zuiveren van een fluïdum. - Google Patents

Description

Inrichting en werkwijze voor het zuiveren van een fluïdum 5 De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het zuiveren van een fluïdum, meer in het bijzonder op het zuiveren van een waterige vloeistofstroom.

Uit de praktijk zijn diverse typen van zuivering, in het bijzonder waterzuivering, bekend. Veel van deze 10 methoden maken gebruik van een membraan voor het filteren van een vloeistof. Dit is een relatief kostbaar product. Tevens is een membraan relatief gevoelig voor vervuiling, waardoor vanwege benodigde reinigingsacties de procestijd, waarin de zuivering functioneel gebruikt kan worden, 15 gereduceerd wordt.

Een doel van de uitvinding is bovenstaande problemen tegen te gaan en een effectieve en efficiënte zuivering van een fluïdum te verschaffen.

Dit doel wordt bereikt met de inrichting voor het 20 zuiveren van een fluïdum volgens de uitvinding, de inrichting omvattende: - een houder voor het fluïdum; - in de houder geplaatste elektroden werkzaam verbonden met een wisselspanningsbron; en 25 - een in de houder geplaatste ultrasone golfgenerator.

Door het voorzien van elektroden die werkzaam zijn verbonden met een wisselspanningbron kan een wisselspanningsveld (AC-veld) in de vloeistof die in de houder is gebracht, worden aangelegd. Hiermee wordt een 30 eerste zuiverend effect bewerkstelligd. In de houder wordt ten minste één ultrasone golfgenerator geplaatst zodanig dat het daarmee mogelijk is een ultrasoon veld in de houder aan te leggen. Hiermee wordt een tweede zuiverend effect 2 bewerkstelligd. Verrassenderwijs is gebleken dat een combinatie van het eerste spanningsveld en het tweede ultrasoon veld resulteert in een grote mate van zuivering van de vloeistof. Deze vloeistof betreft bij voorkeur water 5 waarin ongewenste componenten aanwezig zijn die hieruit gezuiverd dienen te worden.

De effecten van het AC-veld en ultrasoon veld versterken elkaar. Dit wordt waarschijnlijk veroorzaakt door de beschadiging ten gevolge van het aangelegde ultrasone 10 veld van de celwanden, waarmee het effect van het AC-veld op de kern wordt versterkt. Bij voorkeur worden de velden dan ook ten minste gedeeltelijk overlappend voorzien. Bij voorkeur omvat de houder een inlaat en een uitlaat voor het in gebruik op continue wijze doorstromen van de houder met 15 het fluïdum. Op deze wijze wordt een continu proces verkregen en kan de zuivering op effectieve wijze worden geïmplementeerd. Dit wordt bewerkstelligd door de effectieve zuivering die wordt gerealiseerd door het combineren van een AC-veld en een ultrasoon veld. Hiermee is een soort 20 doorstroomreactor volgens de vinding te realiseren.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding omvat de spanningsbron de frequentie in het bereik van 1 kHz - 1 GHz, bij voorkeur 10 kHz - 1 MHz, en met de meeste voorkeur 100 kHz - 500 kHz.

25 Het is gebleken dat de wisselspanning in de genoemde bereiken, en bij voorkeur in het meest specifieke bereik, tot een effectief eerste zuiveringseffect leidt. De specifieke frequentie hangt onder meer af van het fluïdum en eventuele verontreinigingen die daarin aanwezig zijn.

30 Hierbij is gebleken dat voor het zuiveren van een waterige vloeistofstroom een frequentie van zo'n 120 kHz resulteert in een effectieve zuivering.

3

In een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding ligt de frequentie van het door de geluidsbron geproduceerde ultrasone geluid in een gebied van 15 kHz-100 MHz en bij voorkeur van 15 kHz-25 kHz, 25 kHz - 100 kHz, 100 KHz - 1MHz 5 en/of 1MHz - 100 MHz.

Het is gebleken dat in het frequentiegebied van 15 kHz - 40 kHz de celwanden van micro-organismes permeabel worden en dat bij hogere frequenties een efficiënte en effectieve afdoding wordt bereikt. Bovendien is het mogelijk bij deze 10 frequenties cavitatiebellen in het fluïdum te genereren.

Onder ultrasoon geluid zal in de context van de uitvinding worden verstaan geluid met een frequentie groter dan 1 kHz, in het bijzonder groter dan 10 kHz en meer in het bijzonder groter dan 18 kHz. Het overgangsgebied van 15 "hoorbaar ultrasoon geluid", dat per persoon verschilt, is in het begrip ultrasoon inbegrepen. In het algemeen wordt een bovengrens van de frequentie van ultrasoon geluid gedefinieerd bij 800 MHz. Geluid met een frequentie boven 800 MHz wordt hypersoon geluid genoemd. In deze tekst wordt 20 met ultrasoon zowel ultrasoon tot 800 MHz als hypersoon geluid boven 800 MHz bedoeld.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding omvat de inrichting een gelijkspanningsbron voor het aanleggen van een 25 gelijkspanning over de elektroden.

Door het aanleggen van een gelijkspanningsveld in het fluïdum zal in de waterige vloeistofstroom, zoals een afvalwaterstroom, chloor worden gevormd wat een effectief effect heeft op het doden van bijvoorbeeld micro-organismen. 30 Dit effect wordt versterkt door het gebruik van ultrasone veld waarmee de celwand wordt beschadigd zodat het chloor aanzienlijk effectiever wordt.

4

In een voordelige uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding omvat de inrichting een in de houder geplaatste UV-bron.

Door het voorzien van een UV-bron kan UV-straling in 5 het fluïdum worden gebracht. Dergelijke UV-straling heeft een rechtstreeks effect op eventuele verontreinigingen in het te zuiveren fluïdum. Zo kan deze straling rechtstreeks schade toebrengen aan DNA-structuren.

Bij voorkeur wordt de inrichting volgens de uitvinding 10 voorzien van een röntgenstralingsbron. Röntgenstraling heeft een dodend effect op met name de micro-organismen. Evenals voor UV-straling wordt het effect van de röntgenstraling versterkt door toepassing in het ultrasone veld volgens de vinding.

15 Het combineren van een AC-veld en een ultrasoon veld bewerkstelligd een versterkend effect. Het optioneel combineren van deze velden met één of meer van DC, UV en Röntgen resulteert in een soort hordenaanpak ("hurdle-approach") waarmee verontreinigingen zoals micro-organismen 20 en algen, tegen verschillende barrières oplopen, de som waarvan vele verontreinigen teveel is. Hiermee wordt het zuiverend effect verder versterkt.

In een verdere voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding omvat de inrichting 25 recirculatiemiddelen voor het recirculeren van ten minste een deel van het fluïdum.

Door het voorzien van recirculatiemiddelen kan het fluïdum geheel of gedeeltelijk worden gerecirculeerd.

Hiermee wordt een continu proces behouden en kan bijkomend 30 de mate van zuivering worden beïnvloed door de mate van recirculatie aan te sturen. Hiermee wordt een effectief zuiveringsproces verkregen. De mate van recirculatie kan 5 afhankelijk worden gemaakt van een zuiveringsgraad van het fluïdum, bijvoorbeeld door de hoeveelheid hiervan te meten.

In een voordelige voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding omvat de inrichting in de houder 5 aangebrachte actieve kooldeeltjes.

Door het voorzien van actieve kooldeeltjes wordt met name het effect van het AC-veld versterkt en wordt de zuivering die hiermee wordt veroorzaakt verbeterd.

In een verdere voordelige voorkeursuitvoeringsvorm 10 volgens de onderhavige uitvinding is de ultrasone golfgenerator voorzien als een binnenbuis geplaatst in de houder.

Door de ultrasone golfgenerator te voorzien als een soort binnenbuis, wordt deze in het fluïdum geplaatst om 15 daarmee op een efficiënte en effectieve wijze een ultrasoon golfveld in het fluïdum te bewerkstelligen. De binnenbuis kan zelf als transducer functioneren. Ook is het mogelijk om transducers te voorzien over het oppervlak van de binnenbuis.

20 Bij voorkeur wordt deze binnenbuis die de ultrasone golfgenerator vormt, tevens benut als één van de beide elektroden. Hiermee kan het AC-veld worden gelegd over de binnenbuis en de buitenbuis die de houder of reactor vormt. Op deze wijze is het ultrasone veld op effectieve wijze te 25 combineren met het AC-veld.

De uitvinding heeft voorts betrekking op een werkwijze voor het zuiveren van een fluïdum, omvattende de stappen: - het voorzien van een bovenbeschreven inrichting/ - het in de houder aanleggen van een 30 wisselspanningsveld; en - het in de houder aanleggen van een ultrasoon golfsignaal.

Een dergelijke werkwijze biedt gelijke effecten en 6 voordelen als die genoemd zijn bij de inrichting.

Verdere voordelen, kenmerken en details van de uitvinding worden toegelicht aan de hand van voorkeursuitvoeringsvormen daarvan, waarbij wordt verwezen 5 naar de bijgevoegde tekeningen, waarin tonen: - Figuur 1 een aanzicht van een houder met een AC-veld; en - Figuur 2A en 2B een aanzicht van een reactor volgens de uitvinding.

10 Een systeem 2 (figuur 1) omvat een houder of reactor 4 waarin een vloeistof 6 is gebracht. In de vloeistof 6 is een eerste elektrode 8 en een tweede elektrode 10 aangebracht die met behulp van een circuit 12 zijn verbonden met een AC-spanningsbron 14. Voorts is in reactor 4 een hoeveelheid 15 actieve kooldeeltjes 16 voorzien. In systeem 2 wordt hiermee een zuiverend effect voor vloeistof 6 bewerkstelligd. Dit effect wordt versterkt door het gebruik van transducers die zijn voorzien aan de wand van reactor 4.

In een alternatief systeem 18 (figuur 2A en 2B) 20 wordt een doorstroomreactor 20 gebruikt met een reactorwand 22. Vloeistof stroomt via inlaat 24 in een richting aangeduid met pijl A in reactor 20. In reactor 20 is voorts een binnenbuis 26 aangebracht met een buiswand 28. In de getoonde uitvoeringsvorm is aan een buiswand 28 een aantal 25 transducers 30 voorzien voor het realiseren van een ultrasoon veld. De elektroden worden gevormd door buiswand 28 en reactorwand 22 die met circuit 32 zijn verbonden met een AC-spanningsbron 34. Hiermee ontstaat in de ruimte B tussen reactorwand 22 en buiswand 28 een AC-veld. Optioneel 30 wordt dit veld gecombineerd met een gelijkspanningsveld.

Een vloeistofstroom wordt bij voorkeur op continue wijze blootgesteld aan een AC-veld en een ultrasoon veld. Deze combinatie van velden versterken de effecten voor de 7 zuivering van de binnenkomende vloeistof. Optioneel worden deze velden gecombineerd met gelijkspanning en/of UV-straling en/of röntgenstraling om dit zuiverende effect verder te versterken. Desgewenst kan het continue systeem 5 worden gecombineerd met recirculatie van een deel van de vloeistofstroom om de zuivering verder te verbeteren.

De onderhavige uitvinding is geenszins beperkt tot de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvormen daarvan. De gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende 10 conclusies binnen de strekking waarvan velerlei modificaties denkbaar zijn. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk een ander fluïdum dan water te behandelen volgens de onderhavige uitvinding, zoals een suikeroplossing, bier, bloed of urine. Voorts behoort het volgens de uitvinding tot de 15 mogelijkheden om combinaties van beschreven maatregelen te maken.

Claims (12)

1. Inrichting voor het zuiveren van een fluïdum, omvattende: 5. een houder voor het fluïdum; - in de houder geplaatste elektroden werkzaam verbonden met een wisselspanningsbron; en - een in de houder geplaatste ultrasone golfgenerator.

2. Inrichting volgens conclusie 1, waarin de houder een inlaat en een uitlaat omvat voor het in gebruik op een continue wijze doorstromen van de houder met het fluïdum.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, waarin de 15 spanningsbron een frequentie omvat in het bereik van 1 kHz -1GHz, bij voorkeur 10 kHz - 1MHz, en met de meeste voorkeur 100 kHz - 1000 kH2.

4. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, waarin de 20 ultrasone golfgenerator een frequentie omvat in het bereik van 15 kH2 - 100 MH2 eb bij voorkeur in het bereik van 15 kHz - 25 kHz, 100 kHz -1MHz en/of 1MHz - 100 MHz.

5. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1- 25 4, verder omvattende een gelijkspanningsbron voor het aanleggen van een gelijkspanning over de elektroden.

6. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1- 5, verder omvattende een in de houder geplaatste UV-bron. 30

7. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1- 6, verder omvattende een in de behuizing geplaatste röntgenstralingsbron.

8. Inrichting volgens één van de conclusies 1-7, verder omvattende recirculatiemidddelen voor het recirculeren van ten minste een deel van het fluïdum.

9. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 1- 8, verder omvattende in de houder aangebrachte actieve kooldeeltj es.

10. Inrichting volgens één of meer van de conclusies Ι-ΙΟ 9, waarin de golfgenerator als een binnenbuis in de houder is voorzien.

11. Inrichting volgens één of meer van de conclusies Ι-ΙΟ, waarin de ultrasone golfgenerator een elektrode vormt. 15

12. Werkwijze voor het zuiveren van een fluïdum, omvattende de volgende stappen: - het voorzien van een inrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies; 20. het in de houder aanleggen van een wisselspanningsveld; en - het in de houder aanleggen van een ultrasoon golfsignaal.