NO146160B - Anordning ved uv-bestraaling, av slam, vaesker og gasser - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved UV-bestråling av slam, væsker og gasser, ved hvilken mediet som skal utsettes for reaksjonen samtidig strømmer gjennom flere parallelt anordnede reaksjonsrom, hvilke i det minste er delvis gjennomtrengelige for UV-stråler og bestråles med en eller flere akseparallelle lysrør, idet noen eller alle UV-lys-

rørene minst bestråler to reaksjonsrom direkte.

Slike innretninger anvendes hovedsakelig til avkimning såvel

som til fotokjemisk reaksjon av transporterbare medier. I forstnevnte tilfelle skal som eksempel nevnes avkimning av badevann i svømmebasseng, som finner storre utbredelse jo mindre mengder av kjemiske stoffer som skal tilsettes bade-vannet. Sistnevnte anvendelse skyldes oksydasjon av medier på fotokjemisk måte.

Det er kjent i slike innretninger å anvende et kvartsror som reaksjonsrom, som bestråles av et eller flere UV-lysror an-

brakt omkring kvartsroret, hvor strålingen ved anvendelse av reflektorer rettet mot reaksjonsrommet kan forokes. Videre er det kjent til forokelse av gjennomgangsmengden pr.

tidsenhet av mediet, som skal underkastes en reaksjon, å er-statte det opprinnelige sirkelformede tverrsnitt av reaksjonsrommet med et kretsformet tverrsnitt, hvor reaksjonsrommet har en radius, som ca. tilsvarer diameteren av det tidligere sirkelformede tverrsnitt. Innenfor sirkelringen anbringes så UV-lysrorene.

Man har dog erkjent at en forokelse av gjennomgangsmengden pr.tidsenhet har visse grensar, når man vil følge denne tanken videre.

For det forste på grunn av målene på de tidligere anvendte kvartsror til reaksjonsrom, for det annet på grunn av den vanskeligheten at selvom den innerste diameter av sirkelringen teoretisk kan forokes ubegrenset, så er dette dog ikke tilfelle for den radiale utstrekning av reaksjonsrommet, som er betinget av det faktum at strålingen mister sin energi etter en eksponen-tialfunksjon på grunn av aborpsjon under gjennomtrengningen av mediet, hvorfor tykkelsen av mediet, som skal gjennomtrenges, ikke fritt kan forokes, men må innrettes etter strålingens begynnelsesintensitet, etter den fordrede minimale intensitet og etter mediets absorpsjonsfaktor.

Fra tysk off. skrift 22 13 658 er det kjent et vannavkimings-anlegg ved hvilket vannet som skal avkimes flyter samtidig gjennom flere kanaler som er anordnet ved siden av hverandre. Inne i disse kanaler befinner det seg flere UV-lysrør som er anordnet etter hverandre, og disse omspyles derved av vannet som skal avkimes. Ved dette anlegget må det anses som en ulempe at UV-lysrørene som stikker ned i vann meget lett kan tilsmusses, og at utstrålingen fra lysrørene reduseres på grunn av smussjiktet som danner seg på lysrørene. Følgelig er det nødvendig å utkople lysrørene med bestemte mellomrom og rense dem grundig.

Også ved et apparat som er kjent fra tysk off. skrift

20 03 989 stikker UV-lysrørene for avkiming av flytende vann ned i vannet slik at det også her foreligger et problem med rensning av lysrørene. For å muliggjøre denne rensningen,

er det anordnet et spesielt renselegeme ved det kjente apparat som er forskyvbart utenfra for å fjerne smussjiktet på lysrørene.

Videre er det fra sveitsisk patent 560 165 også kjent en anordning for avkiming av væsker og gasser, ved hvilken UV-lysrørene befinner seg utenfor det egentlige reaksjonsrommet, slik at det foran beskrevne problem med rensing bortfaller. Likevel må også denne kjente anordning anses som uheldig fordi det der anvendes lysrør i form av runde rør (såkalte rundstrålere), ved hvilke det opptrer en radial hhv. polar utstråling til alle sider. Derfor kan ikke alle strålene komme i reaksjonsrommet. For å oppnå en effektiv avkiming,

er imidlertid en helt bestemt minimumsstrålingsintensitet nødvendig i reaksjonsrommet, hvilken er vanskelig å oppnå med den kjente anordning på grunn av den radiale utstråling.

Til slutt er det fra sveitisk patent 501 559 kjent en anordning for sterilisering av væsker, ved hvilken det like-ledes anvendes rundstrålere som lysrør, hvilke er anordnet utenfor reaksjonsrommet. Reaksjonsrommet dannes av et rundt rør, slik at det på grunn av den polare utstråling fra rundstrålere bare kommer en relativt liten del av strålingen direkte i reaksjonsrommet. For å oppnå en tilstrekkelig avkiming, foreligger derfor det krav ved den kjente anordning at tverrsnittet til det runde reaksjonsrom holdes lite,for at en minimal strålingsintensitet garanteres på ethvert sted i reaksjonsrommet. Det har imidlertid vist seg at til tross for det lille tverrsnittet er strålingsintensiteten i reaksjonsrommet ikke alltid tilstrekkelig. Derfor er det ved den kjente anordning i tillegg nødvendig å bøye røret som tjener som reaksjonsrom i mange vindinger for å utsette mediet som skal avkimes langs en lang strekning for virkning-en av strålene. Anvendelsen av et tynt rør for reaksjonsrommet står i konflikt med det ønske å avkime en størst mulig mengde av en væske i et bestemt tidsrom.

Det er også oppfinnelsens formål å angi en innretning til UV-bestråling av medier, ved hvilken strålingsintensiteten på intet sted underskrider det til reaksjonens nødvendige nivå, som er forholdsvis lett å fremstille, og som kan be-handle store gjennomgangsmengder pr. tidsenhet. Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at reaksjonsrommene dannes av rør med flerkantede tverrsnitt, som er anordnet parallelt og med liten avstand fra hverandre, slik at UV-lysrør utformet som flate rør finner plass mellom dem, og at UV-lysrør utført som runde rør med reflektorer er anordnet

på utsidene av reaksjonsrommene.

Herved er det mulig å oppnå en oppbygning, som på den snevreste plass muliggjor meget hoy ytelse med god virkningsgrad og stor gjennomgangsmengde pr. tidsenhet. Når tidligere enkelt-rorsinnretninger ble koblet parallelt, ble det dannet uungåelige meget omfangsrike og med hensyn til virkninggsgrad dårlige anlegg, da den mot reakjsonsrommene rettede stråling fra UV-lysrorene kun var brukelig under anvendelse av reflektorer, hvilket alltid er forbundet med tap. Arrangementet av lysror og reaksjonsrom ifolge oppfinnelsen benytter i vidtgående grad den direkte utnyttelse av strålingen, og ut fra dette forminskes rombehovet.

Utforelseseksempler ifolge oppfinnelsen er vist på tegningen, hvorpå

fig. 1 er et bilde ovenfra av en foretrukket innretning ifolge oppfinnelsen med rektangulære reaksjonsromstverrsnitt,

fig. 2 er en innretning ifolge fig. 1 dog med trapesformede reaksjonsromstverrsnitt,

fig. 3 et tverrsnitt gjennom et UV-lysror som anvendes mellom to reaksjonsrom vist i fig. 1 og 2, og

fig. 4 er et perspektivisk bilde av bygge-elementer til en innretning ifolge fig. 1.

I fig. 1 sees en foretrukket utforelsesform ifolge oppfinnelsen bestående av en sammenpakning 21 av reaksjonsrom 22 med til-hørende UV-lysror 23 henholdsvis 28. Lysrorene er anbrakt på yttersidene av hvert tverrsnittsrektangel over hele reaksjons-rommets lengde. I forhold til lysrorenes innbygningssted består de enten av runde lysror 28 med tilhorende reflektorer eller av lysror 23 i flatutfdreise.

På yttersidene av sammenpakningen 21 er det anbrakt utelukkende runde lysror 28 med i og for seg kjente parabolske reflektorer 24, mens lysrorene mellom reaksjonsrommene 22 er forsynt med reflektorer 25, som vist i fig. 3. Reflektortverrsnittet er sammensatt av to speilvendte parabelavsnitt med felles brenn-punkt, hvor de delene av parabelavsnittene, som avskjæres av hverandre er utelatt som vist 'med stiplede linjer i fig. 3. Anbringes UV-lysroret 28 i brennpunktet for disse reflektorer, oppnås en optimal bestråling av de ved siden av beliggende reaksjonsrom 22. Anvendelsen av slike reflektorer medforer en strålingsgevinst på ca. 25% i forhold til et enkelt UV-rundt lysror.

Naturligvis kan det i stedet for de neyopp beskrevene reflektorer 25 med lysror 28 også anvendes to kanal- eller tvilling lysror 23, en såkalt flatbrenner, som leverer en meget ensartet strålings-fordeling og ikke behover reflektorer.

Tykkelsen b av reaksjonsrommet 22 skal hensiktsmessig tilpasses strålingsintensiteten av lysrorene 23 og av mediet som skal behandles. Målgivende er derfor den minimalt opptredende strålingsintensitet i det indre av reaksjonsrommene, som frem-kaller den laveste grense for den onskede reaksjon. Bredden a av reaksjonsrommene 22 kan ved tilbakeholdelse av tykkelsen b og dermed strålingintensiteten endres i forhold til den onskede gjennomstromningsmengde pr. tidsenhet. Den ikke viste lengde av reaksjonsrommene er avhengig av stromningshastigheten av mediet og dermed av den nodvendige reaksjonstid under bestrålinger Videre kan flere sammenpakninger 21 anbringes med smalsidene 29 liggende mot hverandre, eller smalsidene 29 kan forsynes med lysrør 28 og reflektorer 24.

Det i fig. 1 skjematisk fremstilte arrangement av reaksjonsrom

og UV-lysror er nærmere konkretisert i fig. 4. Under den forut-setning at forskjellige gjennomstromningsmengder ikke krever

forskjellige anlegg vises her et modulus system, som er særlig egnet for tilpasning av innretningen til de av markedets, bestemte krav til gjennomstromningsmengden pr. tidsenhet og dermed fremstillingsteknisk er særlig gunstig.

I en repeterende rammedel 31 er det anbrakt et for-trinnsvis av kvarts fremstilt reaksjonsrom 32. Den symmetriske oppbygning av rammen 31 har i over- og underdelen en gjennom-brytning 33, som tjener til henholdsvis tilgangs- og avgangs-kanal,hvilke er forbundet med reaksjonsrommet 32 ved hjelp av boringer 34. Ved den spesielle utforming av rammen 31 oppstår på den ene side en utsparing 35, i hvilken kan innskytes en UV-.lysrorssammenpakning 36 bestående av flere enkelte UV-lysror og som strekker seg over hele hoyden og bredden av delreaksjonsrommet 32. Av slike sammenfoyde elementer kan nu sammensettes en innretning ifolge oppfinnelsen ved å koble det nodvendige antall elementer i rekke etter hverandre. Gjennom huller 37 stikkes ikke viste dragfester som forankres

i ikke viste endeplater. Disse endeplater har foruten til-slutninger for til- og avgang også en lysrdrssammenpakning for gavlene.

Den i fig. 2 viste innretning 21' består av reaksjonsrom 22' med trapesformet tverrsnitt og sammensatt til en ring.

Denne innretning svarer forovrig til innretningen ifolge fig. 1, dvs. det er mellom de enkelte reaksjonsrom 22', altså langs med de ikke parallelle sider av trapesen, anbrakt flatbrennere 23, eller runde lysror 28 med reflektorer 25, og på de ytterst-liggende sider 27, dvs. parallelsidene i trapesen, er anbrakt ikke viste runde lysror 28 med reflektorer 24. Virkningsmessig adskiller innretningene seg ifolge fig. 1 og 2 ikke fra hverandre.

Arrangementet av reaksjonsrommene etter skjemaet ifolge fig. 1

og 2 må ikke forveksles med parallelkoblingen av simple innretninger, f.eks. slike som består av et enkelt rorformet reaksjonsrom med der omkring anbrakte UV-lysror. Nærmere bestemt ligger forskjellen hovedsakelig i den virkningsgrad,

som teoretisk kan utledes. Ved ikke å anvende eventuelle reflektorer avgir UV-lysrørene ved nevnte enkle anlegg maksimalt 50% av sin energi direkte til reaksjonsrommet, mens de andre 50% må ansees som tap, som forst igjen ved hjelp av reflektorer kan .reduseres. Ved en utforelse ifolge oppfinnelsen bestråler dog hoyst de på yttersiden anbrakte UV-.lysror med den samme tapsfaktor på ca. 50% av strålingspotentialet i retning motsatt reaktorrommene. Når tapene også her kan forminskes ved hjelp av reflektorer utnyttes strålings-balansen med den fordel, at strålingspotentialet utnyttes 100% av de ror, som befinner seg i det indre av innretningen.

Ved totalbalansen ved innretningen ifolge oppfinnelsen oppnås dermed en betydelig energimessig fordel over for parallelkoblingen av enkle anlegg av newnte art, og hertil kommer fordelen ved den mindre byggestarrelse.

Claims (3)

1. Anordning ved UV-bestråling av slam, væsker og gasser, ved hvilken mediet som skal utsettes for reaksjonen samtidig strømmer gjennom flere parallelt anordnede reaksjonsrom (22,22',32), hvilke i det minste er delvis gjennomtrengelige for UV-stråler og bestråles med en eller flere akseparallelle lysrør (23), idet noen eller alle UV-lysrør (231 minst bestråler to reaksjonsrom (22,22',32) direkte, karakterisert ved at reaksjonsrommene (22,22',32) dannes av rør med flerkantede tverrsnitt, som er anordnet parallelt og med liten avstand fra hverandre slik at UV-lysrør (23). utformet som flate rør finner plass mellom dem, og at UV-lysrør (28) utført som runde rør med reflektorer (24) er anordnet på utsidene av reaksjonsrommene.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at reaksjonsrommene (22, 32) har et rektangulært tverrsnitt og er oppstilt slik parallelt ved siden av hverandre at bredsidene deres vender mot hverandre med en liten innbyrdes avstand.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert v e d at reaksjonsrommene (22') har et trapésformet tverrsnitt og med sire ikke-parallelle sider er anordnet med en liten innbyrdes avstand under dannelse av en sirkel.