NO147471B

NO147471B - Fremgangsmaate og innretning for rensning, spesielt sterilisering og desinfeksjon av stroembare medier

Info

Publication number: NO147471B
Application number: NO782669A
Authority: NO
Inventors: Guenther O Schenck
Original assignee: Guenther O Schenck
Priority date: 1977-08-06
Filing date: 1978-08-04
Publication date: 1983-01-10
Also published as: DK149323C; EP0000773A1; EP0000773B1; CA1113221A; DE2735550A1; NO147471C; ATA457578A; US4255383A; AT377961B; IT1097691B; DK315678A; JPS5436092A; AU3775878A; ES471983A1; PT68390A; DE2860373D1; IT7826476A0; NO782669L; AU523883B2; DK149323B

Description

Oppfinnelsen angår en framgangsmåte for rensing, især sterilisering

og desinfeksjon, av strømbare medier, hvor en på forhånd bestemt minstedose med ultrafiolette stråler opprettholdes, idet mediet transporteres med en bestemt stxømningshastighet gjennom en gjermcmstrømningsreaktor som med minst én skillevegg er oppdelt i minst to strålingskamre anordnet vinkel-

rett stående og etter hverandre i forhold til strålingsretningen fra strålingskilden, og hvor de ultrafiolette stråler kan trenge gjennom skilleveggen, idet mediet absorberer en bestemt andel av den ultrafiolette strå-

ling i alle strålingskamre og i strålingskammeret umiddelbart nær strålingskilden absorberer en del av den ultrafiolette stråling som trenger inn i g jemcnistxømningsreaktoren.

Oppfinnelsen angår også en innretning for utførelse av en slik fremgangsmåte, omfattende en strålingskilde med minst én strålingsinnret-

ning som emitterer ultrafiolette stråler med bølgelende i området fra 240

til 320 nm, en gjemcnKtrømningsreaktor som er oppdelt i minst to strålingskamre ved hjelp av minst en for ultrafiolett stråling gjennomtrengelig skillevegg og med en tilførselsledning og en avløpsledning for det medium sem skal bestråles idet strålingskamrene er anordnet etter hverandre i forhold til den av strålingskildens bestemte gjenncmstrålingsinnretning, og en gjenncmstrøimingsstyreinnretning for innstilling av en bestemt gjennomstrøm-ning for å opprettholde en på forhånd bestemt minstedose av den ultrafio-

lette stråling.

Fremgangsmåter og innretninger for rensing, spesielt for steriliser-

ing og desinfeksjon ved hjelp av ultrafiolette stråler, blir med fordel anvendt i stedet for kjemiske midler for å fjeme patogene, giftige og på

annen måte forstyrrende og mot ultrafiolette stråler ømfindtlige bestand-

deler fra vann. Det kan derved dreie seg om mikro-organismer som bakterier, sporer, gjær eller sopp, alger etc, men også om vira eller bakteriofager.

Det kan også dreie seg om sådanne miljøbelastende forurensninger som can-cerogene aromater, forskjellige halogen-, fremfor alt klor-forbindelser,

f.eks. også florfenoler etc. Bestrålingen kan settes inn under drikke-vannstilberedning og er spesielt nyttig i forbindelse med ionebytter-

eller omvendt osmose-anlegg. De kan også desinfisere vann fra svømmebassenger til hygienisk drikkevannskvalitet. Ultrafio-lettbestrålings-fremgangsmåten kan imidlertid også anvendes for sirkulasjonsvann, f.eks. i klima-anlegg i sykehus, og kan føre til en vesentlig høyere sterilieringsgrad enn den som forlanges for drikkevann, hvilket er en forutsetning for anvendelse

i ofthalmologiske preparater, eller ved anvendelse som vaske-middel i operasjonssaler. Andre anvendelsesområder finnes f.eks. innen bryggeri- og drikkevareindustrien, i næringsmiddel-farmako- og kosmetikk-industrien, ved rensning av avløpsvann eller fremstilling av meget rent havvann for biotekniske formål.

Fotokjemiske steriliserings- hhv. desinfeksjons- og avgiftningsreaksjoner følger de kjente grunnprinsipper for fotokjemiske reaksjoner•hvis gyldighet der må tas hensyn til under den praktiske gjennomføring. Vanligvis er konsentrasjonen av patogenene og andre forurensninger som skal fjernes ved hjelp av ultraviolett bestråling meget lav. I praksis blir derfor absorpsjonen bestemt av det medium som skal bestråles og av andre inneholdte stoffer hvis absorpsjon konkurrerer med mikro-organismenes etc. absorpsjon. Derved tilstrebes en størst mulig utnyttelse av den tilgjengelige fotonstrøm. Herved er det vanligvis tilstrekkelig med sådanne skikttykkelser hvor 90%

av de innstrålte fotoner absorberes, da bare ytterligere 9%

av de innstrålte fotoner kan absorberes i tillegg ved en for-dobling av denne skikttykkelse. I ultraviolett-steriliserings-teknikken betegnes derfor den av 90% absorpsjon karakteriserte skikttykkelse som den "virksomme inntrengningsdybde". For spesielt rent vann kan denne ved en bølgelengde på 254 nm ofte være 10 cm. For melk kan den imidlertid bare være brøkdeler av millimetre.

Dersom ultraviolett-bestråling utføres til en omsetning (inaktivering) på 90 - 99% av de innledningsvis tilstedeværende mikro-organismer hhv. forurensninger, så oppnås tilnærmet et eksponensielt forløp som for kinetisk analoge fotokjemiske reaksjoner. Den ovennevnte omsetning på 9 0 - 99% skjer derved i løpet av en brøkdel av den tid som vanligvis er nødvendig for steriliserings- hhv. avgiftningsreaksjoner. Her er da ikke lenger den absolutte størrelse av den oppnådde omsetning av interesse, hvilken omsetning asymptotisk nærmer seg begynnelsestallet (antall kimer/volum). Av interesse er nå bare mengden av renset medium med en krevet renhetsgrad (f.eks.

10 — 6). Her viser det seg at skikttykkelser som tilsvarer 90% absorpsjon, dvs. den såkalte "virksomme intrengningsdybde" som, basert på fotokjemiske betraktninger, er nærliggende, ikke gir noe optimalt resultat. Ifølge den eksponensielle Lambertsche absorpsjonslov tilveiebringes der i det gjennomstrålte skikt en inhomogen rensningshastighetsfordeling. På grunn av de nå anvendte, effektive strålingskilder i .gjennomstrømningsreaktorer med hovedsakelig laminær strømningskarakteristikk for det gjennomstrålte medium tilveiebringes der i dette en logaritmisk rensningsgradsfordeling, idet den vesentlig dårligere rensning i større avstand fra strålingskilden er overveiende.

For avlivning (inaktivering) av mikro-organismer som eksempel på en rensning i de for vannsterilisering nødvendige doseområder, gjelder det enkle dosevirkningsprinsipp, etter hvilket mikro-organismene-begynnelseskonsentrasjonen (begynnelses-tall pr. ml) Nq ved hjelp av en dose E • t (E = bestrålingsstyrke; t = bestrålingstid) i overensstemmelse med en for hver art karakteristisk ømfindtlighetskonstant k reduseres til mikro-organisme-konsentrasjonen Nfc ved tidspunktet t: Ved parallelt rettet innstråling avtar bestrålingsstyrken E selv, ifølge den Lambertsche absorpsjonslov, eksponensielt med skikttykkelsen av det gjennomstrålte medium. Samlet oppnås derfor den følgende sammenheng for reduksjonen av kimetallet N etter bestrålingstiden t

I denne ligning angir den logaritmiske absorpsjons-grad for det gjennomstrålte medium, og d dettes skikttykkelse i cm.

Når innstrålingen ikke er rettet parallelt, inntrer en tilleggsforandring av bestrålingsstyrken i overensstemmelse med gjennomstrømningsreaktorens geometri, og som med en tilsvarende geometri-faktor G er tatt hensyn til i den ovenstående ligning.

Det er kjent en fotoreaktor med tilnærmet parallelt rettet innstråling, hvor strålingskilden er anordnet i en reflektor over overflaten av det medium som skal bestråles (M. Luckiesh, Applications of germicidal, erythemal and infrared energy, Van Nostrand, New York, 1946, s. 257 - 265, firma-skrift "Germicidal lamps and applications", LS-179, General Electric Company). Fotoreaktorer av denne type kan imidlertid bare anvendes i forbindelse med frittflytende medier, men ikke i forbindelse med trykksystemer, hvor det medium som skal bestråles transporteres gjennom fotoreaktoren idet det står under trykk. For sådanne innretninger er det foreslått å utforme fotoreaktoren ringformet, og å anbringe strålingskilden 1 ringens innerrom. Herved er det anvendt en kvikksølv-høy-trykkslampe som strålingskilde (W. Buch, Wasserentkeimungsgerat "Uster", AEG-Mitteilungen 1936, nr. 5, s. 178 - 181), men også en kvikksølv-lavtrykkslampe (K. Wuhrmann, "Desinfektion von Wasser mittels Ultraviolett-Bestrahlung", Gas/Wasser/Warme 1960,

bind 14, s. 100 - 102) hhv. en gruppe av kvikkoøiv-iavtrykks-lamper (P. Uberall, "Die chemikalienfreie Trink- und Brauch-wasserentkeimung mit ultravioletten Strahlen", Die Starke 1969, bind 21, s. 321 - 327. For utligning av den av den Lambertsche absorpsjonslov og fotoreaktorens geometri betingede, sterke reduksjon av bestrålingsstyrken for en ringformet fotoreaktor er det foreslått å oppbygge strålingskilden av flere lamper,

som er anordnet i enkeltstående reflektorer, som konsentrisk på utsiden omgir en ringformet gjennomstrømningsreaktor (DT-OS 2 119 961), hvorved eventuelt ytterligere lamper kan være anordnet i innerrommet (DT-OS 2 205 598). Til fotoreaktorer med strålingskilde med radial utstråling hører også sådanne som er forsynt med én eller flere strålingsinnretninger i form av en dykkelampe, og som er anbragt i en egnet, gjennomstrømmet beholder (L. Grun, M. Pitz, "UV-Strahlen in Dusenkammern und Luftkanålen von Klimaanlagen in Krankenhausern", Zbl. flir Hygiene, I. Abteilung Orig. 1974, bind B 159, s. 50 - 60).

Selv om de effektive inntrengningsdybder for 90% absorpsjon er kjent for mange medier, har de kjente fotoreaktorer vanligvis slike skikttykkelser som bare utgjør brøkdeler av den effektive inntrengningsdybde. For sterilisering av drikkevann på skip eksisterer sogar den forskrift at skikttykkelsen av det medium som skal bestråles ikke må overskride 7,62 cm (Department of Health, Education, and Welfare Public Health Service; Division of Environmental Engineering and Food Protection; Policy Statement on Use of the Ultraviolett Process for Disinfection of Water',' 1. april 1966). Denne av sikkerhets-grunner foretatte begrensning av reaktordiameteren fører til at muligheten for økonomisk sterilisering ikke benyttes i de mange tilfeller med høye transmisjonsfaktorer, fordi en vesentlig del av den i mediet innstrålte fotonenergi da forlater mediet uut-nyttet og tilintetgjøres på veggen. Det har vært forsøkt å avhjelpe dette ved hjelp av speilvegger, men disse har imidlertid vist seg ikke å være effektive.

Dersom bestråling (ved parallell innstråling) foretas

i et skikt med 90% absorpsjon og med en så høy dose at det oppnås en sterilisasjon på i det minste 10 i det første skikt med 10% absorpsjon, oppnås etter den ovenstående ligning en inhomogenitet av sterilisasjonsgraden som varierer fra

-9 -1

10 i det første skikt til 10 i det siste skikt. Som midlere resultat oppnås da en sterilisasjonsgrad av størrelses--2

orden 10 , hvilket er lite tilfredsstillende når det tas i betraktning at den teoretisk oppnåelige sterilisasjonsgrad har en størrelsesorden på 10 -4 under antagelse av en ikke logaritmisk avtagende, men midlere bestrålingsstyrke.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning for utførelse av denne ,som tillater optimal utnyttelse av de av strålingskilden utsendte ultra-violette stråler ved størst mulig ytelse.

Ifølge fremgangsmåten oppnås denne hensikt ved at mediet transporteres gjennom adskilte bestrålingskamre av en vinkelrett på den generelle bestrålingsretning inndelt gjennom-strømningsreaktor, og at en del av de i mediet i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer inntrengende stråler i det minste faller inn i det umiddelbart på-følgende bestrålingskammer.

Oppfinnelsen basert på den erkjennelse at skikttykkelsen for bestrålingskamrene, ved en inndeling av fotoreaktoren, kan velges således at variasjonen av bestrålingsstyrken som en funksjon av skikttykkelsen ikke har altfor ugunstig innvirkning på bestrålingsøkonomien. Det oppnås derved i hvert bestrålingskammer en mindre inhomogen fordeling av sterilisasjonsgraden. For en skikttykkelse<f9r> 90% absorpsjon kan en fire- til fem-dobbelt inndeling føre til at forholdet mellom høyeste og laveste sterilisasjonsgrad i hvert bestrålingskammer blir

-3

mindre enn 10 , mens dette forhold i en ikke inndelt fotoreaktor er på mer enn 10 — 8. Prinsippet er altså basert på at den med tiltagende skikttykkelse, gjennom et optimum for-

løpende og deretter igjen sterkt avtagende effektivitet av fotoreaktoren innstilles, således at det arbeides med et skikt med bare delvis absorpsjon, og at de fotoner som forlater dette skikt deretter utnyttes i følgende skikt med lignende eller lik, bare delvis absorpsjon. Den ved hjelp av inndelingen oppnådde, gunstige virkning er i stor grad uavhengig av fotoreaktorens bestrålingsgeometri. Den oppnås for fotoreaktorer hvor strålingskilden er utformet av dykkelamper, såvel som for ringformede fotoreaktorer hvor strålingskilden er anbragt i innerrommet og/eller utenfor. Den oppnås likeledes for fotoreaktorer hvor strålingskilden er anbragt over overflaten av mediet.

Nærmere analyse har vist at bestrålingsøkonomien påvirkes sterkt negativt ved inhomogenitet av sterilisasjonsgraden i de skikt av det bestrålte medium som er utsatt for den største bestrålingsstyrke. For på den ene side å utnytte så meget som mulig av den for sterilisasjonen spesielt gunstige høye bestrålingsstyrke i umiddelbar nærhet av strålingskilden og på den annen side å tape minst mulig av denne gunstige virkning gjennom inhomogenitet av sterilisasjonsgradsfordelingen, bør det i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer ikke absorberes mer enn 60% av de innfallende stråler.

Fortrinnsvis faller i det minste 50% av de i mediet

i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer inntrengende stråler inn i mediet i det umiddelbart på-følgende bestrålingskammer, og i mediet i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer blir ikke mer enn 50% av de inntrengende stråler absorbert, og av mediet i en gjennomstrømningsreaktor med inntil fem bestrålingskamre blir ikke mer enn (1- 0,5<n>) multiplisert med 100% av den totale inntrengende stråling absorbert, hvor n angir bestrålingskamrenes antall. Derved er det ikke nødvendig at den innfallende stråling i hvert bestrålingskammer svekkes like meget. Som

allerede forklart ovenfor blir effektiviteten av rensningen hhv. steriliseringen bestemt av gradienten av bestrålingsstyrken mellom innløpet og utløpet av det aktuelle bestrålingskammer. For flerkammer-fotoreaktorer gjelder dette for hvert enkelt bestrålingskammer, hvorfor f.eks. den samlede absorpsjon av den innfallende stråling for to bestrålingskamre eksempel-

vis ikke bør overskride 75% for å holde denne gradient tilstrekkelig liten for hvert bestrålingskammer og å holde den samlede virkningsgrad så høy som mulig.

For de kjente ettkammer-fotoreaktorer er det allerede forsøkt å redusere de skadelige påvirkninger som bevirkes av bestrålingsstyrke-gradienten i bestrålingskammeret ved at mediet under hviletiden i ettkammer-fotoreaktoren blandes mest mulig intensivt (FR-PS 1 560 780, DT-OS 1 937 126). Heller ikke ved høyeste turbulens er imidlertid en ideell blanding, hvorved alle mediets partikler blir utsatt for samme midlere bestrålingsstyrke, oppnåelig. Selv en ideell blanding kan imidlertid ikke oppheve påvirkningen av gradienten av bestrålingsstyrken i mediet, fordi den midlere bestrålingsstyrke avtar med tiltagende skikttykkelse. Som en detaljert beregning viser, resulterer gradienten ved skikttykkelser hvor ikke mer enn 60%, fortrinnsvis ikke mer enn 50% av den innfallende stråling absorberes, bare i at denne innflytelse kan tolereres for praktiske formål. Derfor blir effektiviteten av rensningen hhv. steriliseringen allerede for en tokammer-fotoreaktor betraktelig høyere enn for en ettkammer-fotoreaktor med samme samlede skikttykkelse. En ytterligere fordel med flerkammer-fotoreaktorer er at strømningskarakteristikken av mediet i bestrålingskamrene under sådanne omstendigheter taper sin innflytelse på rensningen hhv. desinfeksjonen. For en flerkammer-fotoreaktor er det derfor ikke nødvendig å benytte spesielle midler for å tilveiebringe turbulent strømning i bestrålingskamrene .

For å høyne steriliseringsgraden kan det være fordelaktig å tilføre mediet et oksydasjonsmiddel før eller under bestrålingen. Oksydasjonsmiddelet kan f.eks. være oxygen, ozon, halogen eller en hypohalogenitt. Herved begunstiges ikke bare den oksydative nedbrytning av i mediet inneholdte forurensninger, men også sterilisasjonen påvirkes i gunstig retning ved

ytterligere sekundære baktericide virkninger.

Mikro-organismenes ømfindtlighet overfor ultraviolett stråling er meget forskjellig. F.eks. er soppers eller algers ømfindtlighet mer enn to størrelsesordner mindre enn bakteriers ømfindtlighet. Det oppnås derved, ved anvendelse av gjennomstrømningsreaktorer, et videre doseområde for sterilisasjon, som i hele sitt omfang ikke enkelt kan fattes ved forhøyning av strålingskildens strålingsstrøm og/eller reduksjon av strømmen av det medium som skal bestråles. Ifølge oppfinnelsen er det derfor mulig å tilbakeføre i det minste en delstrøm av det bestrålte medium etter gjennomstrømning i gjennomstrømningsreaktoren. På denne måte blir det medium som skal bestråles ført gjennom reaktoren flere ganger, og således bestrålt med det tilsvarende mangedobbelte av den dose mediet bestråles med ved gjennomløp én enkelt gang. Denne fremgangsmåte anbefales også for sådanne tilfeller hvor det sterili-

serte medium tas fra et ultraviolett-sterilisasjonsanlegg i vekslende mengde.

I overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir mediet utsatt for ultraviolette stråler med bølgelengder på fra 240 - 32 0 nm. Ultraviolett stråling med dette bølgelengdeområde er spesielt effektiv for fotosterilisasjon, fordi mikro-organismer i dette område har maksimal ømfindtlighet (L.J. Buttolph, "Practical application and sources of ultraviolet energy", Radiation Biology, McGraw Hill, New York, 1955, bind 2, s. 41 - 93). Gjennom denne bestråling

i dette bølgelengdeområde unngås imidlertid også den fotokjemiske dannelse av bunnfall av jern- hhv. manganholdige medier, hvilket skjer ved bestråling med kvikksølv-lavtrykkslamper og stråler med bølgelengde på 254 nm. En ytterligere, spesiell fordel ved bestråling med bølger med bølgelengde på fra 240 til 320 nm er at absorpsjonen av jern- hhv. manganholdige forurensninger i dette bølgelengdeområde avtar sterkt, og at disse derfor i meget mindre grad enn i bølgelengdeområdet for de stråler som emitteres fra kvikksølv-lavtrykkslamper virker som strålingsfilter som nedsetter virkningen av strålene for fotosterilisasjon.

I overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir mediet fortløpende transportert gjennom gjennom-strømningsreaktorens bestrålingskamre. Derved blir, som allerede nevnt ovenfor, effektiviteten av rensningen hhv. sterilisasjonen øket betraktelig. Gjennomstrømningsreaktoren kan da drives med større gjennomstrømningsmengde, således at strømningshastighetene i bestrålingskamrene for en flerkammer-fotoreaktor økes i forhold til gjennomstrømningshastigheten for en ettkammer-fotoreaktor. Gjennom en sådan forhøyning av strømningshastighetene og reduksjon av bestrålingskamrenes tverrsnitt unngås strømningskortslutninger som kan opptre i forbindelse med ettkammer-fotoreaktorer ved høye skikttykkelser og lave strømningshastigheter. Disse strømningskortslutninger kan føre til at det i strålingsfeltet for ettkammer-fotoreaktorer dannes høyst forskjellige strømningshastigheter, som gjør seg sterkt gjeldende ved senkning av gjennornstrømningsmengden og kan gjøre resultatet av bestrålingen tvilsomt. For en flerkammer-reaktor anbefales i tillegg å arbeide med en strømnings-hastighet som ligger over turbulensgrensen for det gjennom-strømmende medium. På denne måte blir ikke bare dannelsen av bunnfall fra det bestrålte medium i flerkammer-fotoreaktoren virksomt undertrykket, men i tillegg oppnås det i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende kammer av flerkammer-fotoreaktoren spesielt god varmeovergang fra strålingskilden til det gjennomstrømmende medium, således at overopphetning unngås.

Den nevnte betraktelige økning av gjennomstrømnings-reaktorens effektivitet ved hjelp av inndelingen er ikke bundet til at mediet fortløpende fraktes gjennom gjennomstrømnings-reaktorens bestrålingskamre. Dette er en karakteristisk egenskap for flerkammer-fotoreaktorer. Ledes nemlig mediet parallelt gjennom bestrålingskamrene, kan gjennornstrømnings-mengden gjennom hvert enkelt bestrålingskammer innstilles, således at det i hvert bestrålingskammer avleveres den samme minste dose og således den samme sterilisasjonsgrad oppnås,

og de med forskjellige strømningshastigheter strømmende andeler av mediet igjen kan forenes etter å ha forlatt bestrålingskamrene. Den parallelle væskeføring er riktignok mer kostbar

på grunn av den nødvendige utrustning, men kan være fordel-

aktig for samtidig bestråling av forskjellige medier.

Innretningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved

at gjennomstrømningsreaktoren er inndelt i separate bestrålingskamre ved hjelp av vinkelrett på den generelle bestrålingsretning forløpende skillevegger fremstilt av for de ultra-violette stråler gjennomtrengelig materiale, at de stråler som faller inn i mediet i i det minste det bestrålingskammer som er anordnet direkte etter det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer er en del av de stråler som trenger inn i det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer, og at innretningen for overholdelse av en på forhånd bestemt minste dose av stråling består av gjennom-strømnings-styreinnretninger for mediet, som er tilsluttet tilførselsledningen eller avløpsledningen for gjennomstrømnings-innretningen. Derved kan den andel av de stråler som faller inn i det bestrålingskammer som er anordnet direkte etter det til strålingskilden umiddelbart tilstøtende bestrålingskammer være minst 50% av de i det sistnevnte bestrålingskammer inntrengende stråler, og absorpsjonen i dette strålingskammer kan være mindre enn 50%, og den samlede absorpsjon i en gjennom-strømningsreaktor med inntil fem bestrålingskamre kan være inntil (1 - 0,5<n>) multiplisert med 100% av den samlede innfallende stråling, hvor n betegner antall bestrålingskamre.

I det enkleste tilfelle, f.eks. ved fotosterilisasjon

av sjøvann, består en sådan gjennomstrømningsreaktor av et traulignende fat som er inndelt i et nedre og et øvre bestrålingskammer ved hjelp av en av kvartsglasskiver fremstilt skillevegg. Strålingskilden befinner seg ovenfor det traulignende fat i et reaktorsystem, som retter de fr a strålingskilden utsendte stråler parallelt inn i det traulignende fat. Sjøvannet strømmer inn i det ene av de to kamre, og strømmer inn i det andre kammer etter gjennomstrømning gjennom det første kammer. Det av kvartsglasskiver i bestrålingskamre inndelte kar

kan ved en sådan anordning også selv være fremstilt av kvartsglass, hvorved strålingskilden dannes av parvis, på overfor hverandre liggende sider av fatet, i et system av enkelt-reflektorer anbragte strålerinnretninger.

Fra hospitalhygieneområdet er det kjent sterilisasjonsanlegg med én strålingskilde fremstilt av én eller flere, i hvert sitt omgivende rør, som en dykkelampe i en beholder inn-satte strålingsinnretninger, f.eks. vaskeinnretninger for luftkondisjoneringsanlegg. Sådanne anordninger har ugunstige strømningsforhold som fører til at en del av det vann som befinner seg i beholderen får betraktelig større bestrålingsdoser enn nødvendig, mens en stor del av beholdervannet utsettes for for små doser. Det er derfor fare for at det fra dette vann avgis kimer til den av luftkondisjoneringsanlegget sirkulerte luft. Ifølge oppfinnelsen er derfor hvert omgivende rør omgitt av i det minste ett kvartsglassrør under utformning av i det minste ett indre bestrålingskammer, og de indre bestrålingskamre sammen, enten på innløpssiden forbundet med tilførselsledningen, eller på utløpssiden forbundet med av-løpsledningen for gjennomstrømningsreaktoren. I motsetning til den kjente anordning, sikres det med innretningen ifølge oppfinnelsen at bestrålingen skjer med den ønskede minste dose og uavhengig av strø::mingsretningen i de indre bestrålingskamre. Dersom de indre bestrålingskamre derved på innløpssiden tilsluttes tilførselsledningen, lettes på denne måte bestrålingen i nærvær av oxygen eller andre gasser. Dersom de indre bestrålingskamre på utløpssiden tilsluttes til utløps-ledningen for gjennomstrømningsreaktoren, oppnås optimalt sterilisert vann ved sprøytedysen for vaskeinnretningen i klima-anlegget.

Ifølge oppfinnelsen er en innretning hvor strålingskilden og gjennomstrømningsreaktoren er anordnet ringformet

r

i forhold til hverandre bygget opp på en slik måte at gjennom-strømningsinnretningen består av to med tilslutningsinnretninger forsynte lukkedeler som avgrenser forsiden av bestrålingskamrene, og av mellom lukkedelene og på disse anbragte rør-stykker med forskjellige diametre, som er anordnet koaksialt inne i hverandre,og som avgrenser bestrålingskamrene i lengde-retningen. Derved kan lukkedelene for hvert bestrålingskammer ha en tilkoblingsstuss som via i det minste én indre kanal står i forbindelse med det tilhørende bestrålingskammer. På denne måte oppnås en av koaksiale, mellom de på endene

anordnede lukkedeler fastholdte kvartsglassrør bestående ringformet flerkammer-fotoreaktor med enkel oppbygning, for hvilken bestrålingskamrene, avhengig av de oppsatte krav, kan parallell-kobles eller sammenkobles på rekke.

I seriekoblingen står tilstøtende bestrålingskamre i innbyrdes forbindelse ved overfor hverandre liggende ender.

De spesielle fordeler ved en sådan seriekobling er at det som følge av de endrede strømningsveier og -hastigheter oppnås gunstigere fordeling av den innstrålte energi på det gjennom-strømmende medium og herved en vesentlig forbedring av effektiviteten av de tilstrebede rensnings- hhv. sterilisasjons-prosesser. Ved samme gjennomstrømning er nemlig den midlere strømningshastighet i en m-kammer-fotoreaktor tilnærmet det m-dobbelte av den midlere strømningshastighet i en ettkammer-fotoreaktor. I en flerkammer-fotoreaktor gjennomløper en volumdel av mediet fortløpende samtlige bestrålingskamre fra den høyeste til den laveste midlere bestrålingsstyrke eller vice versa, hvorved det oppnås en vesentlig jevnere fordeling av den tilførte energi på det gjennomstrømmende medium. Derved unngås en for sterk bestråling i området nær strålingskilden og likeledes en for svak bestråling i i forhold til denne fjerntliggende områder, og derved økes effektiviteten av den anvendte strålingsdose betraktelig.

Inndelingen av fotoreaktoren i flere bestrålingskamre tillater således bestråling ved lavere gradienter av bestrålingsstyrken, og ved hjelp av bestrålingskamrenes seriekobling en addisjon av de i mediet anvendte, enkelte energidoser. Tilsammen er således den fotokjemiske effektivitet av rensningen hhv. sterilisasjonen i flerkammer-fotoreaktoren øket betraktelig og dermed er det oppnådd en øket effektiv doseytelse i mediet. Derved kan gjennomstrømningen økes i forhold til en ettkammer-fotoreaktor med en strålingskilde med samme ytelse av det ultraviolette stråler. De herved, i forhold til ettkammer-fotoreaktorer vesentlig økede, midlere strømningshastigheter medfører videre den ytterligere fordel at de ovennevnte strøm-ningskortslutninger unngås og at avleiringer fra mediet ikke så lett inntreffer.

Fortrinnsvis er rørstykkenes ender støttet vekselvis tettende fastholdt og styrt, og tilstøtende bestrålingskamre står i forbindelse med hverandre ved rørstykkenes styrte ender. Derved oppnås en forenklet oppbygning av en flerkammer-fotoreaktor med seriekoblede bestrålingskamre, da forbindelsen mellom bestrålingskamrene befinner seg på innsiden av gjennom-strømningsreaktoren og det i tilkoblingsdelene bare behøver å være anordnet innvendige kanaler til tilkoblingsstussene, som tjener som innløps- og utløpstilkobling. Flerkammer-fotoreaktorer av ovennevnte type med et ytre kvartsglassrørstykke kan på kjent måte (DT-OS 2 119 961) konsentrisk være omgitt av flere strålerinnretninger som hver har en parabolsk reflektor, hvorved det er mulig å oppnå optimal innstrålingseffekt. Full-kommen funksjon av en ettkammer-fotoreaktor av denne type er bare garantert når de ved gjennomstrømning opptredende kortslutningsfenomener, som skal omtales senere, sikkert unngås.

Med tiltagende tverrsnitt og avtagende strømningshastighet

for det medium som skal bestråles øker imidlertid sannsynligheten for at sådanne kortslutningsfenomener skal opptre, således at fotoreaktorer av denne type vanligvis kan benyttes bare for snevre anvendelsesområder. Ved hjelp av inndeling, idet det dannes en flerkammer-fotoreaktor, oppnås at også medier med liten transmisjon strømmer gjennom gjennomstrømningsreaktoren med en slik hastighet at det er sikret bestråling med den krevede minste dose, og at der inntreffer kortslutningsfenomener ved gjennomstrømning er utelukket.

Det indre rørstykke kan, ved en innretning ifølge oppfinnelsen,vedbegge ender være ført gjennom tilsvarende gjennom-brytninger i lukkedelene og fastholdes tettende i gjennom-brytningene. Derved muliggjøres anbringelse av en strålingskilde i det indre av flerkammer-fotoreaktoren, hvilken strålingskilde kan være anordnet i tillegg til de strålingsinnretninger som omgir flerkammer-fotoreaktoren utvendig. Derved blir det strålingstap som opptrer ved gjennomstråling av fotoreaktoren kompensert i betraktelig grad, og ved tilsvarende innbyrdes tilpasning av skikttykkelsen og medienes transmisjonsfaktorer oppnås en brukbar tilnærming til lik bestrålingsstyrke i alle volumelementer av fotoreaktoren.

Videre kan det ytre rørstykke være ugjennomtrengelig

for ståler, være forsynt med en inspeksjonsåpning og være tettende festet til lukkedelene ved hjelp av en flensforbindelse. Dette muliggjør en mer stabil og ytterligere forenklet oppbygning av fotoreaktoren, i hvis indre strålingskilden er anbragt. For å øke bestrålingsstyrken i det ytre kammer kan det ytre rørstykke være speilbelagt, fortrinnsvis således at det gjennom-strømmende medium ikke kan påvirke speilbelegget.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen

kan rørstykkene være tettende avstøttet mot en lukkedel, det indre rørstykke,og fortløpende utad hvert annet rørstykke være lukket i den fra lukkedelen vendende ende, hvert av de andre, utad fortløpende, lukkede rørstykker, nær den som disses holdeinnretning tjenende lukkedel, være forsynt med gjennom-strømningsåpninger, og lukkedelen ha en innvendig kanal hvis ene ende munner ut i det indre bestrålingskammer, og hvis annen ende munner ut i en tilkoblingsstuss. Den på én side anordnede fastholdelse av rørstykkene kan lette sammenbygningen og demon-teringen av flerkammer-fotoreaktoren.

I forbindelse med flerkammer-fotoreaktorer er det fordelaktig at ett av de fra strålingskilden vendende bestrålingskamre har en skikttykkelse som i det minste er dobbelt så stor som skikttykkelsen av det til strålingskilden umiddelbart til-støtende bestrålingskammer. En sådan fotoreaktor er egnet for alle medier med transmisjonsfaktorer i området fra T (1 cm) = 0,6 til T (lem) nær 1. For sterilisasjon av drikkevann med liten transmisjonsfaktor er da hovedsakelig de to bestrålingskamre med liten skikttykkelse virksomme, mens også det fra strålingskilden vendende bestrålingskammer med større skikttykkelse kan anvendes med god virkning for drikkevann med høy transmisjonsfaktor. En sådan flerkammer-fotoreaktor kan således anvendes for drikkevannsterilisasjon i hele det forekommende område av transmisjonsfaktorer, uten at ytterligere forholdsregler er nødvendig hva dens oppbygning angår. Når også bestrålingskammeret med stor skikttykkelse benyttes under anvendelse av drikkevann med høy transmisjonsfaktor, oppnås en høy ytelse som ikke kan oppnås med fotoreaktorer med liten skikttykkelse hhv. med en ettkammer-fotoreaktor med større samlet skikttykkelse.

For drikkevannsterilisasjon på skip anbefales en samlet

tykkelse på 7,62 cm (Department of Health, Education, and Welfare Public Health Service; Division of Environmental Engineering and Food Protection; "Policy Statement on Use of

the Ultraviolet Process for Desinfection of Water", 1. april 1966) .

Hensiktsmessig er det ved en flerkammer-fotoreaktor ifølge oppfinnelsen anordnet en trykkutligningsinnretning.

Denne kan ha et med trykktette gjennomføringsisolatorer forsynt, trykktett med lukkedelen som støtter rørstykkene, forbundet og til en barostat tilsluttet deksel, idet den ønskéde verdi for den barostatiske trykkregulering er bestemt av trykket av mediet i gjennomstrømningsreaktorens innløp. Ved hjelp av en sådan innretning blir det under drift av flerkammer-fotoreaktoren,

på de av kvartsglass fremstilte rørstykker virkende trykk utlignet. Derved unngås at det opptrer mekaniske spenninger i de spenningsømfindtlige kvartsglassrør, hvilket kunne føre til brudd.

For flerkammer-fotoreaktorer ifølge oppfinnelsen er

i det minste ett bestrålingskammer forsynt med et over strømnings-tverrsnittet virksomt utligningsorgan for strømningsprofilet. Anordningen av sådanne utligningselementer for strømnings-profilet er spesielt hensiktsmessig for et bestrålingskammer med meget høy bestrålingsstyrke. De krevede betingelser for bestrålingen av det gjennomstrømmende medium kan overholdes sikkert når strømningsprofilet av det gjennom bestrålingskammeret strømmende medium er jevnt. Spesielt må det være utelukket at deler av mediet beveger seg med større hastighet gjennom bestrålingskammeret.

En ifølge oppfinnelsen tilveiebragt innretning, ved hvilken en delstrøm av det bestrålte medium tilbakeføres til gjennomstrømningsreaktoren etter gjennomstrømning, er kjennetegnet ved at gjennomstrømningsreaktoren på utløpssiden er forsynt med en strømdeler hvis ene utløp er forbundet med en tappeledning, og hvis annet utløp er forbundet med gjennom-strømningsreaktorens innløp via en retur-matepumpe og en tilbakeslagsventil. Returmatepumpen kan ha innstillbar pumpeytelse for å tilveiebringe forandring av returforholdet, men returledningen kan også ha en innstillbar strømnings-strupe-innretning. Ved hjelp av en sådan innretning kan det oppnås spesielt høye sterilisasjons- hhv. rensningsgrader, og den er egnet for sådanne anvendelsestilfeller hvor det ikke skjer kontinuerlig uttapping.

Ved en innretning ifølge oppfinnelsen utgjøres strålingskilden av i det minste én antimontilsatt (antimon-dotiert) xenon-høytrykkslampe innrettet til sterk emisjon av stråler med bølgelengder i området 260 - 280 nm. En sådan lampe har en baktericid dosisytelse pr. cm emisjonslengde som i det minste er én størrelsesorden større enn den tilsvarende strålingsytelse av vanlige kvikksølv-lavtrykks-kvartslamper.

De bestrålingsstyrker som kan oppnås med disse strålingsinnretninger er altså meget høyere enn de bestrålingsstyrker som kan oppnås med kvikksølv-lavtrykkslamper av vanlig type, idet denne fordel ytterligere aksentueres på grunn av de ovennevnte gunstige virkninger av stråler med bølgelengder i området 260 - 280 nm. Ved samme strømningshastighet er det derfor mulig å øke doseområdet med mer enn én størrelsesorden. For de nåværende behov for drikkevannssterilisasjon oppnås det således med en strålingskilde som består av antimontilsatte xenon-høytrykkslamper meget høyere rom-tid-utbytte enn det tidligere var mulig å oppnå. I tillegg til denne vesentlige forbedring av ytelsesevnen, beror en ytterligere fordel ved anvendelsen av antimontilsatte xenon-høytrykkslamper på at muligheten for farlig miljøtilsmussing ved brudd på lampen er vesentlig mindre enn for de ellers vanlige kvikksølvdamp-lamper på grunn av den minimale flyktighet og giftighet av antimon.

For anvendelsestilfeller hvor et bredest mulig område av det virksomme bølgelengdeområde av ultraviolette stråler skal benyttes for rensning, sterilisasjon og/eller desinfeksjon, kan det være nyttig at strålingskilden i tillegg til den antimontilsatte xenon-høytrykkslampe i det minste har én kvikksølvdamp-lampe.

For økning av den fra strømningskilden utgående strålings-strøm pr. lengde-enhet av gjennomstrømningsreaktoren kan det være hensiktsmessig at strålingskilden inneholder i det minste

én spiralformet strålerinnretning.

Ved ringformet gjennomstrømningsreaktor kan strålingskilden være anordnet i det indre av gjennomstrømningsreaktoren, nær dennes akse. En sådan anordning av strålingskilden bevirker den beste strålingsfordeling i radial retning. Strålingskilden kan derved fastholdes uavhengig av gjennomstrømnings-reaktoren. I andre utførelser, f.eks. ved en trykkgjennom-strømningsreaktor, er strålingskilden derimot fastholdt i gjennomstrømningsreaktoren. Anordning av strålingskilden i gjennomstrømningsreaktorens indre er å foretrekke for gjennom-strømningsreaktorer med lite volum.

Ved en ringformet gjennomstrømningsreaktor ifølge oppfinnelsen kan strålingskilden ha minst fire stråleinnretninger som er akseparallelle og symmetrisk anordnet mellom gjennomstrømnings-reaktoren og et reflektorsystem som omgir denne anordnede strålerinnretninger. Derved befinner hver stålerinnretning seg hensiktsmessig i en separat, fortrinnsvis parabolsk reflektor av reflektorsystemet for å garantere optimal optisk virkning av innstrålingen i gjennomstrømningsreaktoren. Ved en sådan anordning av strålingskilden blir det oppnådd en jevnere fordeling av stålingen over reaktorens samlede volum enn ved en anordning av strålingskilden i det indre av den ringformede reaktor, og den er ypperlig egnet for gjennomstrømningsreaktorer med stort volum.

En ytterligere forbedring av strålingsfordelingen kan oppnås for gjennomstrømningsreaktoren ifølge oppfinnelsen ved at en andel av de strålerinnretninger som utgjør strålingskilden er anordnet i det indre av gjennomstrømningsreaktoren, og at en annen andel av strålerinnretningene, i det minste fire, er anordnet akseparallelt og symmetrisk mellom gjennomstrømnings-reaktoren og et reflektorsystem som omgir denne, idet strålerinnretningene som beskrevet ovenfor befinner seg i separate reflektorer.

Ved innretninger av den ovennevnte type kan det være hensiktsmessig å anordne en antimontilsatt xenon-høytrykkslampe i det minste i det indre av gjennomstrømningsreaktoren. Derved unngås de for reflektorer uunngåelige refleksjonstap og de fra den høyvirksomme antimontilsatte xenon-høytrykkslampe utgående stråler blir bedre utnyttet. Samtidig er spesiell vannkjøling for disse strålerinnretninger overflødig. De ovennevnte innretninger for rensning, sterilisasjon eller desinfeksjon av strømmende, strømbare medier ved hjelp av ultraviolett bestråling krever gjennomstrømnings-styreinn-retninger for overholdelse av en på forhånd bestemt minste dose av den ultraviolette bestråling, ved hjelp av hvilke gjennomstrømnings-styreinnretninger det sikres at det gjennom bestrålingskamrene strømmende medium i hvert tilfelle bestråles med den krevede minste-dose. Gjennomstrømnings-styreinnret-nirigene kan i det enkleste tilfelle være forsynt med en strømnings-strupeinnretning, fortrinnsvis en innstillbar strømnings-strupeinnretning. Ved konstant trykk ved innløpet eller utløpet av gjennomstrømningsreaktoren kan gjennomstrømningen innstilles på den til enhver tid krevede verdi. Strømnings-strupeinnretningen kan i det enkleste tilfelle bestå av et innsnevret parti i innløpsledningen eller utløpsledningen av gjennomstrømningsreaktoren, men den kan også være dannet av en egnet, nøyaktig innstillbar og i sin innstilling, i tid uforanderlig ventil.

Gjennomstrømnings-styreinnretningen

kan imidlertid også ha en av innløpstrykket uavhengig gjennom-strømnings-begrensningsinnretning. Sådanne gjennomstrømnings-begrensningsinnretninger er kjent og anvendelsen av slike i forbindelse med de her beskrevne gjennomstrømningsreaktorer er spesielt fordelaktig fordi de i ethvert tilfelle forhindrer at en på forhånd bestemt gjennomstrømning overskrides. En slik overskridelse av den på forhånd bestemte gjennomstrømning må unngås, spesielt for gjennomstrømningsreaktorer for fotosterilisasjon, da økning av gjennomstrømningsmengden nødvendig-vis må føre til underskridelse av den på forhånd bestemte minste dose.

Gjennomstrømningsstyreinnretningene kan imidlertid videre ha en pumpe med innstillbar pumpeytelse. En slik pumpe tillater en høy grad av tilpasning av gjennomstrømnings-mengden til de til enhver tid ønskede bestrålingsdoser.

En styreinnretning for pumpen med innstillbar pumpeytelse kan være påvirket av et styresignal fra overvåkningsinnretningen med innstilling på ønsket verdi. Styreinnretningen kan ha en ytelsesforsterker og en av pumpemotoren drevet tachogenerator, og tachogeneratorsignalet kan være motkoblet styresignalet fra overvåkningsinnretningen ved ytelsesforsterkerens inngang.

Kjente c^ervåkningsinnretninger for gjennomstrømningsreaktorer

for fotosterilisasjonen inneholder en strålingsdetektor, som er anordnet på gjennomstrømningsreaktoren, og som reagerer på strålingen gjennom denne. Ved underskridelse av en på forhånd innstilt, ønsket verdi, avgir detektoren et signal som styrer en ventil ved hjelp av hvilken det medium som skal bestråles ledes til en annen gjennomstrømningsreaktor, ved hjelp av hvilket signal det utløses et alarmsignal og ved hjelp av hvilket signal det kan betjenes en rensningsinnretning for den første fotoreaktor (US-PS 3 182 193). Det,er videre kjent en overvåkningsinnretning (US-PS 3 462 597) som ved bortfall av lampen, lampetransformatoren eller ved en uttillatelig stor senkning av nettspenningen lukker en magnetventil i tilførsels-ledningen for det medium som skal bestråles. Disse kjente overvåkningsinnretninger er imidlertid bare egnet og benyttet til straks og under avgivelse av et nødsignal å avbryte driften av gjennomstrømningsreaktoren, hhv. å omkoble til en annen reaktor. Innretningen kan imidlertid forbinde pumpen med innstillbar pumpeytelse med en styreinnretning hvis utgangs-signal er avhengig av den til enhver tid av overvåkningsinnretningen målte strålingsintensitet. På denne måte muliggjøres innbyrdes tilpasning av gjennomstrømningsmengden og bestrålingsstyrken. Dette betyr at gjennomstrømningsytelsen avtar proporsjonalt med avtagende bestrålingsytelse, således at det sikres at rensnings- hhv. sterilisasjonskvaliteten (f.eks. rensnings-, hhv. sterilisasjonsgraden) bibeholdes. Ved hjelp av en slik styreinnretning kan det på enkel måte tas hensyn til innflytelsen av aldringen på utstrålingen fra strålingskilden. Den beskrevne styring av gjennomstrømningen ved avtagende bestrålingsstyrke for overholdelse av den innstilte dose tillater en spesielt økonomisk bestrålingsdrift ved parvis forbindelse av flerkammer-fotoreaktorer. Herved blir den ene

fotoreaktor tatt i bruk med et nytt lampesett, mens driften av den annen fortsetter under halve levetiden av sine lamper. Derved blir begge reaktorer drevet optimalt i overensstemmelse

med lampenes ytelser, og verdien av den samlede ytelsesvariasjon som følge av aldring bare halvdelen av den tidligere verdi. Samtidig sikres imidlertid også en bedre lampe- og strømutnyttelse, og det oppnås bedre apparatutnyttelse.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, som viser utførelseseksempler på

en innretning ifølge oppfinnelsen, og hvor fig. 1 er et perspektivriss av et første utførelseseksempel på en flerkammer-fotoreaktor ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom en delmontasje av et annet utførelseseksempel på en flerkammer-fotoreaktor ifølge oppfinnelsen, fig. 2A viser et tilsvarende snitt gjennom en modifisert utførelsesform av den på fig. 2 viste delmontasje, fig. 3 er et perspektivriss av en detalj av den på fig. 2 viste delmontasje, fig. 4 viser et lengdesnitt gjennom en ytterligere utførelsesform av delmontasjen, fig. 4A viser et tilsvarende snitt gjennom en modifisert utførelses-form av den på fig. 4 viste delmontasje, fig. 5 er et riss av en detalj av den på fig. 4 viste delmontasje, fig. 6 er perspektivriss av et annet utførelseseksempel på en flerkammer-fotoreaktor ifølge oppfinnelsen, fig. 7 er et grunnriss av en ytterligere utførelse av den på fig. 6 viste flerkammer-fotoreaktor, fig. 8 viser et snitt gjennom en deltaj av den på fig. 7 viste flerkammer-fotoreaktor, fig. 9 viser et lengdesnitt gjennom et tredje utførelseseksempel på en flerkammer-fotoreaktor ifølge oppfinnelsen, fig. 10 viser et lengdesnitt gjennom en detalj av den på fig. 9 viste flerkammer-fotoreaktor, med trykkutligningsinnretning, fig. 11 viser et lengdesnitt gjennom et fjerde ut-førelseseksempel på en flerkammer-fotoreaktor ifølge oppfinnelsen, fig. 12 viser et lengdesnitt gjennom et femte utførelses-eksempel på en flerkammer-fotoreaktor ifølge oppfinnelsen, fig. 13 er et funksjonsdiagram for tilbakeløpsdriften av en flerkammer-fotoreaktor ifølge oppfinnelsen, fig. 13A er et funksjonsdiagram for en modifisert tilbakeløpsdrift, tilsvarende fig. 13, fig. 14 er et riss av en detalj av en komponent av det på fig. 13 viste funksjonsdiagram, fig. 15 er et blokk-koblingsskjerna for en detalj av den elektriske overvåkningsinnretning for

driften av en gjennomstrømningsreaktor ifølge oppfinnelsen,

fig. 16 viser et lengdesnitt gjennom et for parallell gjennom-strømning modifisert, fjerde utførelseseksempel ifølge fig. 11, og fig. 17 er et lengdesnitt gjennom et for parallell gjennom-strømning modifisert, femte utførelseseksempel ifølge fig. 12.

Fig. 1 viser en to-kammer-fotoreaktor 1 av en gjennom-strømningsreaktor i form av et traulignende kar 2 med et deksel 3, som er svingbart forbundet med det traulignende kar 2 ved hjelp av hengsler 4, og som blir holdt i lukket stilling ved hjelp av en sneppertlås. Karet 2 er fremstilt av metall,

f.eks. rustfritt stål, men kan også være fremstilt av ethvert annet materiale (stentøy, emaljert blikk etc.) som er motstandsdyktig mot ultraviolette stråler, og som tilfredsstiller andre krav, f.eks. lovbestemmelser vedrørende næringsmidler. Dekselet 3 bærer på sin innside en rekke innbyrdes parallelle, parabolske reflektorer hvis overflate spesielt godt reflekterer ultra-violette stråler. På innsiden av reflektorene er det anordnet strålerinnretninger 6 for ultraviolette stråler, som står vinkelrett på gjennomstrømningsretningen, således at strømnings-tverrsnittet av det traulignende kar 2, medregnet randområdene, bestråles jevnt. For sterilisasjonsformål blir vannkjølte, antimontilsatte xenon-høytrykkslamper anvendt. Alternativt er også kvikksølv-lavtrykks-kvartslamper av kjent type egnet for dette formål. For rensning under tilstedeværelse eller fravær av oxydasjonsmidler kan det også benyttes kvikksølv-høytrykks-lamper eller andre strålerinnretninger med egnede emisjonsområder. Sneppertlåsen er forbundet med en sikkerhetskobling, ved hjelp

av hvilken strålerinnretningen 6 automatisk frakobles ved åpning av sneppertlåsen. Det traulignende kar 2 er i strømningsret-ningen inndelt i to bestrålingskamre 8 og 9 ved hjelp av kvartsglasskiver 7. Det nedre bestrålingskammers skikttykkelse er ved hjelp av kvartsglasskivene 7 begrenset til 2 cm, mens skikttykkelsen av mediet i bestrålingskammeret 8 kan varieres ved hjelp av den nedenfor beskrevne nivåregulator 17. Kvartsglass-skivene 7 er opplagret på en uttagbar støtteramme 10 fremstilt av rustfritt stål. Kvartsglasskivene 7 er tettende festet til støtterammen 10 og denne er tettende festet til det traulignende kars 2 innervegger ved hjelp av et mot ultraviolette stråler

motstandsdyktig kitt. I stedet for kitt kan også mot ultra-violette stråler motstandsdyktige pakninger anvendes for av-tetning. Bestrålingskamrene 8, 9 kommuniserer innbyrdes i den fra inn- og utløpet av det traulignende kar 2 vendende ende. Det øvre bestrålingskammer 8 er tilsluttet en gjennom-strømningsbegrensningsinnretning 12 via en tilførselsledning 11. Gjennomstrømningsbegrensningsinnretningen tjener til å begrense gjennomstrømningen også ved økning av inngangstrykket til den tillatte maksimalverdi. Sådanne gjennomstrømningsbegrensnings-innretninger blir f.eks. markedsført av firmaet Eaton Corp., Controls Division, 191 East North Ave., Carol Stream, Illinois 60187, USA. Tilførselsledningen 11 munner ut i bestrålingskammeret 8 via en hullplate 13 som danner et utligningsorgan for strømningsprofilet, og som strekker seg over bestrålings-kammerets 8 fulle bredde. Bestrålingskammeret 9 munner ut i en avløpsledning 16 via en lignende hullplate 15, som likeledes virker som utligningsorgan for strømningsprofilet, hvilken utløpsledning 16 har en nivåregulator 17 med en luftgjennomtrengelig avdekning 18, f.eks. fremstilt av vatt, for beskyttelse mot forurensninger .

Hullplatene 13, 15 er fremstilt av et materiale som

er motstandsdyktig mot ultraviolette stråler og mot det gjennom-strømmende medium, og som selv ikke avgir forstyrrende forurensninger til det gjennomstrømmende medium (f.eks. rustfritt stål, belagte metaller, kunststoff, keramikk, kvarts, glass). Hullenes diameter er så stor at strømningen ikke hindret vesentlig, men som allikevel tilveiebringer et over gjennomstrømnings-

flaten jevnt strømningsprofil. For samme formål kan hullene også erstattes med åpninger med annen form, som f.eks. spalter. Hullplatene 13, 15 er på egnet måte tettende forbundet, f.eks.

ved hjelp av kitt, med på den ene side det traulignende kar 2, og på den annen side med overgangsstykket av tilførsels-ledningen 11 hhv. utløpsledningen 16.

Nivåregulatoren 17 har et innvendig rør 19 som er avtettet og vertikalt forskyvbart styrt i et overløpskar 20,

og som danner det traulignende kars 2 utløp. Ved vertikal forskyvning av det indre rør 19 i nivåregulatoren 17 kan forskjellige skikttykkelser i det øvre bestrålingskammer 8 inn-

stilles under tilpasning til den optiske tetthet av det gjennom tilførselsledningen 11 i gjennomstrømningsreaktoren innstrøm-

mende medium.

To-kammer-fotoreaktoren 1 har tyve vinkelrett på gjennomstrømningsretningen stående kvikksølv-lavtrykks-kvarts-lamper (15 W, NN 15/44 Original Hanau Quarzlampen GmbH. Hanau),

som er anordnet med like mellomrom over bestrålingskamrene 8, 9

med en lengde på 80 cm, idet hver strålerinnretning er anordnet i en tilhørende reflektor og lampe-reflektorkombinasjonene er anordnet med minst mulig mellomrom. Den samlede, på overflaten av mediet ankommende strålingsstrøm av ultraviolette stråler er (under hensyntagen til refleksjonstap på høyst 45% såvel som randtap) ca. 60 W med en midlere bestrålingsstyrke E = 25 mW/cm 2. Den påfølgende tabell 1 viser en sammenligning mellom to-kammer-fotoreaktoren 1 og en ettkammer-fotoreaktor med samme samlede skikttykkelse. I tabell 1 er angitt verdier for gjennom-

3 2 strømningsmengden Q-40 (m /h) for en minste dose på 40 mWs/cm for forskjellige transmisjonfaktorer T (1 cm) og forskjellige skikttykkelser av det øvre bestrålingskammer 8. 60 W UV-254 nm 30 - 80 = 2400 cm innstrålingsflate, midlere bestrå° lingsstyrke E = 25 mW/cm 2. Innflytelse av transmisjonsfaktoren T (1 cm) og skikttykkelsen d i bestrålingskamrene.

Ifølge den ovenstående tabell 1 egner to-kammer-fotoreaktoren seg for et transmisjonsområde T (1 cm) på fra 0,95 - 0,5. Ved T (1 cm) 0,9 bør skikttykkelsen av den øvre skikt være 4 cm eller mer, og ved T (1 cm) 0,6 ca. 1 cm.

I området for lavere transmisjonsfaktorer blir skikttykkelsene også for det nedre bestrålingskammer 9 valgt lavere, f.eks. 1 cm ved T (1 cm) = 0,4. Man oppnår da ved T (1 cm) = 0,4 under derøvrige betigelser i den ovenstående tabell, for hver 1 cm nedre og øvre skikt tilsammen Q-40 = 3,02 m 3/h og økningsfaktoren er da 1,75. For en skikttykkelse av det nedre bestrålingskammer 9 på 1 cm kan to-kammer-fotoreaktoren 1 optimalt til-

passes de ved sterilisasjon av avløpsvann forekommende transmi-sjonsområder. De ved anvendelse av reflektorer betingede tap av virksomme ultraviolette stråler blir derved mer enn utlignet ved hjelp av inndelingen av fotoreaktoren, hvorved et i sammenligning med ettkammer-fotoreaktoren energimessig gunstigere resultat oppnås for sterilisasjonen. Tokammer-fotoreaktorer av denne type blir også anvendt for sterilisasjon av sjøvann. Fig. 2 og 3 viser utførelsen av en flerkammer-fotoreaktor, hvor strålingskilden er utformet som en nedsenknings- eller dykkelampe.

Fig. 2 viser et lengdesnitt av en første utførelses-

form av en delmontasje av en flerkammer-fotoreaktor med en strålerinnretning 24 anordnet i et omgivende beskyttelsesrør 25 fremstilt av kvartsglass, som er innsatt i et likeledes av kvartsglass fremstilt skillerør 35. Strålerinnretningen 24

er for sterilisasjonsformål en antomontilsatt xenon-høytrykkslampe. Alternativt egner også kvikksølv-lavtrykks-kvartslamper av kjent type seg for dette formål. For rensning under tilstedeværelse eller fravær av oxydasjonsmidler kan det også anvendes kvikksølv-høytrykks lamper eller andre strålerinnretninger med egnede emisjonsområder. Strålerinnretningen 24 hviler på en opplagring 27 i beskyttelsesrørets 25 nedre ende, hvilken opplagring f.eks. kan bestå av glassvatt. I den øvre ende er beskyttelsesrøret

25 og skillerøret 35 innbyrdes forbundet via slipte partier 26,

36, som ved hjelp av egnede festeinnretninger (Firma Schott &

Gen., Mainz) holdes i tett innbyrdes inngrep. Nær sin øvre ende bærer skillerøret 26 to diametralt overfor hverandre anordnede tilkoblinger 37. I delmontasjens nedre ende er det anordnet en avstandsholdeinnretning, ved hjelp av hvilken beskyttelses-røret 25 og skillerøret 35 fastholdes med samme innbyrdes avstand over hele sin lengde. Avstandsholdeinnretningen består av to innbyrdes konsentrisk anordnede fjærringer 29 som er forbundet med hverandre ved hjelp av tre, av et fjærende materiale fremstilte steg 30 som er innbyrdes vinkelforskjøvet en vinkel på 120° (se fig. 3). Fjærringene 29 er fastholdt mellom små fremspring 28, 38 som er anordnet på utsiden av beskyttelses-røret 25 hhv. på innsiden av skillerøret 35, med innbyrdes vinkelavstand på ca. 120° og med til en i forhold til den tilsvarende dimensjon av fjærringen 29 tilpasset innbyrdes aksial avstand. Denne avstandsholdeinnretning kan i tillegg forsynes med en hullplate for innstilling av et over gjennomstrømnings-flaten jevnt strømningsprofil, hvilket skal forklares nærmere i forbindelse med fig. 5.

Fig. 4 viser en modifisert delanordning i likhet med fig. 2. I et beskyttelsesrør 45, fremstilt av kvartsglass/befinner det seg en strålerinnretning 24 av den ovennevnte type. Det er omgitt av et kvartsglass-skillerør 55 som i sin øvre

ende har en innsnevring som er litt videre enn beskyttelses-rørets 45, og nær sin øvre ende bærer to diametralt overfor hverandre anordnede tilkoblinger 57. Beskyttelsesrøret 45 og skillerøret 55 er innbyrdes konsentrisk anordnet og tettende forbundet med hverandre ved den øvre ende via en overgripende tetningsmansjett 46 fremstilt av et elastisk kunststoff som er motstandsdyktig mot ultraviolette stråler og det gjennomstrøm-mende medium. Tetningsmansjetten 46 er sikret ved hjelp av ligaturer 48, som er utformet som slangeklemmer. I den nedre ende av delmontasjen er det anordnet en avstandsholdeinnretning 67, ved hjelp av hvilken beskyttelsesrøret 45 og skillerøret 55 holdes med innbyrdes lik avstand over hele lengden. Avstandsholdeinnretningen 67 (fig. 5) er i overensstemmelse med fig. 2 anordnet mellom fremspringene 28 på beskyttelsesrøret 45 og fremspringene 68 på skillerøret 55, og består først og fremst av en dobbelt fjærring 29 med fjærende steg 30. Den ytre fjærring 29 er forsynt med aksiale, fra sin omkrets oppragende bærere 69 hvis ender 70 er ombøyet innover og derved holder en med gjennomstrømningsåpninger 72 forsynt plate 71 i anlegg mot fjærringen 29. Gjennomstrømningsåpningene 72 i platen 71 er tilordnet det av beskyttelsesrøret 45 og skillerøret 55 dannede bestrålingskammer 49 og jevnt fordelt over gjennomstrømnings-flaten. Platen 71 består av mot ultraviolette stråler og det gjennomstrømmende medium motstandsdyktig materiale, som ikke avgir forurensninger til det gjennomstrømmende medium (rustfritt stål, belagt metall, kunststoff, keramikk, glass, kvarts).-Bredden av gjennomstrømningsåpningene 72, som kan ha sirkulært eller et annerledes utformet tverrsnitt, er så stor at de ikke hindrer strømningen i vesentlig grad, men allikevel tilveiebringer et over gjennomstrømningsflaten jevnt strømningsprofil. Hele anordningen er konstruert således at bærerne 69 befinner seg mellom fremspringene 68 på skillerørets 55 innervegg.

For de ovenfor beskrevne utførelsesformer finnes det

en rekke mulige modifikasjoner. I den på fig. 2A viste ut-førelsesform er den åpne ende av skillerøret 35A sammensmeltet med beskyttelsesrøret 25A idet det derved er utformet en sammen-hengende delmontasje, som det imidlertid er dyrt å fremstille,

og som er ømfindtlig å håndtere. I en enklere utførelse kan avstandsholdeinnretningen være utformet bare av den med gjennom-strømningsåpninger 72 forsynte plate 71. Derved bortfaller den øvre krans av fremspringene 28 og 68, og platen 71 fastholdes ved hjelp av en spreng- eller pressring idet den ligger an mot den nedre krans av fremspringene 28 og 68.

I en modifisert utførelse av den på fig. 4 viste delmontasje er det koaksialt i forhold til kvartsglassrørene 45

og 55 anordnet et ytterligere kvartsglassrør 52 (se fig. 4A). Kvartglassrøret 52 er lukket ved sin nedre ende, og den øvre

ende er tilspisset og tettende forbundet med kvartsglassrøret 55, i likhet .med kvartsglassrørene 45 og 55, ved hjelp av en med ligaturer 50 sikret, overlappende mansjett 51. Den til-spissede ende er festet tett under tilkoblingene 57 på skillerøret 55. I det minste to gjennomstrømningsåpninger 53 i kvartsglassrørets 52 vegg, nær dettes tilspissede ende, er jevnt fordelt over dettes omkrets. Skillerøret 55 strekker seg til en på innsiden av kvartsglassrørets 52 bunn liggende holde-

innretning utformet som en ring 59, fra hvilken det rager opp et antall bladfjærer 60 som opptar og holder skillerørets 55

ende. Mellom skillerørets 55 kant og ringen 59, og mellom bladfjærene 60 er det tilstrekkelig klaring for uhindret gjennom-strømning av mediet mellom de av skillerøret 55 adskilte bestrålingskamre. Kanten av skillerøret 55 kan også være forsynt med utsnitt for forbindelse mellom bestrålingskamrene,

og da ligge direkte på ringen 59. Ringen 59 og bladfjærene 60

er fremstilt av et materiale som er motstandsdyktig mot ultraviolett stråling og mot det gjennomstrømmende medium, og selv ikke avgir forstyrrende forurensninger til det gjennomstrømmende medium (rustfritt stål, belagt metall, fortrinnsvis med fluorerte hyrocarbonpolymere, kunststoffer, keramikk, kvarts, glass) .

De på fig. 2, 2A, 4 og 4A viste delmontasjer for strålerinnretningen 24 danner sammen med en tank 21 gjennom-strømningsreaktoren 41 av to-kammer-fotoreaktoren 20. Ifølge fig. 6 bærer tanken 21 på sine langvegger bærere 22, på hver av hvilke der er festet en delmontasje ifølge fig. 2-, Tanken 21 og bærerne 22 er fremstilt av rustfritt stål og sveiset til hverandre. Tanken 21 og bærerne 22 kan imidlertid også være fremstilt av forskjellige materialer og på egnet måte være festet til hverandre, idet tanken 21 er fremstilt av et materiale som er motstandsdyktig mot ultraviolette stråler, og som tilfredsstiller alle andre krav, f.eks. lovbestemmelser vedrørende næringsmidler. Avløpet (ikke vist) fra en kilde for det medium som skal bestråles munner ut i den oppad åpne tank 21. Tanken 21 kan imidlertid også, via en tilkoblingsstuss og en forbindelsesledning, være tilkoblet kilden for det medium som skal bestråles .

I kombinasjonen av delmontasjen ifølge fig. 4A og

tanken 21 består avløpet hensiktsmessig av et fra tankens 21

bunn utgående overløpsrør som strekker seg til høyden for gjen-nomstrømningsåpningene 53. Derved blir den ønskede konstante fyllingshøyde av tanken 21 sikret.

Delmontasjen ifølge en av figurene 2-4 fastholdes

til bæreren 22 ved hjelp av egnede innretninger. For dette formål er det anordnet en muffe 31 med en festeskrue 32, som

bærer en eventuelt med et beskyttelsesbelegg belagt kjede 33 som omgir delmontasjen og er innhengt på muffen 31 i overensstemmelse med dens omkrets. Slike holdeinnretningsr er kjent i forbindelse med bestrålingsapparater og tilgjengelige i handelen, således at de ikke skal beskrives i detalj her. Delmontasjen er bare skjematisk vist på fig. 6. På bunnen av tanken 21 er det anordnet opplagringer 34 på hvilke delmontasjen hviler, hvorved fastholdelsen sikres ytterligere.

For driften av gjennomstrømningsreaktoren 41 blir tilkoblingene 37 hhv. 57 av de på bærerne 22 fastholdte delmontasjer innbyrdes forbundet til et felles (ikke vist) avløp. Det innstrømmende medium strømmer først gjennom tanken 21 som danner det første bestrålingskammer, og deretter gjennom de av beskyttelsesrøret 25 hhv. 45 og skillerøret 35 hhv. 55 dannede indre bestrålingskamre 39 hhv. 49 og gjennom dettes tilkobling 37 hhv. 57 til utløpsledningen (ikke vist).

Fig. 7 og 8 viser en ytterligeré utførelsesform av gjennomstrømningsreaktoren 41 for en to-kammer-fotoreaktor 40 ifølge fig. 6, hvor tanken 21, som bærer en tilkoblingsstuss 91, er lukket ved hjelp av et deksel 80 som er forsynt med gjennom-gående åpninger 81 og holdeinnretninger 82, til hvilke den på fig. 2 viste delmontasje er tettende festet. Hver av holde-innretningene 82 består av/opp fra dekselet 80 ragende krave 83 i hvilken det ytre kvartsglassrør 35 er ført. Kvartsglass-røret 35 bærer en O-ring 84 som ligger an mot et avfaset parti 85 av den øvre innerkant av kraven 83, og som er sikret ved hjelp av en pressring 88 som fastholdes ved hjelp av skruer 86 som er skrudd inn i gjengede boringer 87 på oversiden av kraven 83. Tilkoblingene 37 av delmontasjene ifølge fig. 2 blir via forbindelsesledninger 89 koblet til en felles avløpsledning 90. Likeledes kan delmontasjene ifølge fig. 4, eller de øvrige ovennevnte delmontasjer, festes tettende til dekselet 80.

Den åpne anordning av flerkammer-fotoreaktoren 20 anvendes med fordel f.eks. for vaskeinnretninger for luftkon-dis joneringsanlegg , hvis utløp befinner seg umiddelbart over tanken 21. Den lukkede anordning av flerkammer-fotoreaktoren 40 muliggjør andre anvendelser hvor mediet skal bestråles uten overtrykk i en sirkulasjonsprosess. For sikkert å unngå en underskridelse av den krevede minste-dose, blir det også her i innløpsledningen hensiktsmessig innbygget en gjehnomstrømnings-begrensningsinnretning av den ovennevnte type. For flerkammer-fotoreaktorer 20, 40 blir ulempen med inhomogenitet av bestrålings-styrkefordelingen i det av tanken 21 dannede, første bestrålingskammer 23 kompensert ved at mediet føres gjennom det indre bestrålingskammer 39 hhv. 49, i hvilket det under bestemte betingelser utsettes for en høy minste bestrålingsstyrke med en mindre bestrålingsstyrke-gradient. Avhengig av de krav som stilles kan det derved anvendes et lavere eller et høyere antall delmontasjer ifølge fig. 2 hhv. 4 i flerkammer-fotoreaktoren 20, 40. For funksjonen av flerkammer-fotoreaktoren 20, 40 er ikke gjennomstrømningsretningen avgjørende. Dersom man med sikkerhet vil oppnå høye sterilisasjonsgrader, kan det være hensiktsmessig til slutt å føre mediet gjennom det indre bestrålingskammer 39 hhv. 49. Dersom det imidlertid ønskes å tilføre mediet en gass, f.eks. oxygen, under bestrålingen, er den ommvendte gjennomstrømningsretning å anbefale.

For rensning, spesielt sterilisasjon eller desinfeksjon av medier som med høy ytelse skal transporteres gjennom en gjennomstrømningsreaktor med en hovedsakelig i området mellom 240 og 320 nm emitterende kilde for ultraviolette stråler,

egner spesielt sådanne innretninger seg hvor gjennomstrømnings-reaktoren og strålingskilden er anordnet ringformet i forhold til hverandre. Herved kan en ringformet gjennomstrømnings-reaktor omgi en i dennes indre anordnet strålingskilde, men det kan også være anordnet en ytre strålingskilde i form av en rekke strålerinnretninger i til hver av disse tilordnede reflektorer som kransformet omgir gjennomstrømningsreaktoren, eller det kan være anordnet begge typer strålingskilder. Gjennom-strømningsreaktoren kan også være rørformet og er da kombinert med en ytre strålingskilde. Den følgende tabell 2 viser reduksjonen av den indre bestrålingsstyrke E ved radial gjennomstråling av et medium med en transmisjonsfaktor T (1 cm) = 0,6

for en ringformet gjennomstrømningsreaktor med en indre diameter D1 - = 4 cm og en ytre diameter D a= 6 - 14 cm. Dersom det i

det indre av denne gjennomstrømningsreaktor i aksial posisjon

befinner seg en kvikksølv-lavtrykks-kvartslampe på 1 m effektiv lengde, stråler dennes radiale utstråling på denne lengde 15 W UV-254 nm på den gjennorns trålte innerflate av gjennom-strømningsreaktoren, inn i mediet.

For en effektiv innstrålingsflate på

il ' D • 100 cm = 1256,6 cm er den midlere bestrålingsstyrke ved stråling inn i denne flate E.^ = 11,94 mW/cm . Spaltene i tabell 2 viser diametrene D og skikttykkelsene d, geometri-faktorene G og transmisjonsfaktorene T såvel som produktet av disse G • T = Ergl, dvs. den relative bestrålingsstyrke i skiktene. Den med E^ betegnede spalte viser den indre bestrålingsstyrke i skiktene, og den med V, betegnede spalte viser de til-hørende ringkammervolumer. Den siste spalte av tabell 2 viser de tilhørende gjennomstrømningsmengder Q-40 angitt i m /h under stråo ling med en minste bestrålingsdose på 40 mWs/cm 2, beregnet for jevn strømning.

15 W UV-254 nm på 1 m lengde i aksial posisjon

Beskyttelsesrør D^ = 4 cm

Av tabell 2 fremgår det at den indre bestrålingsstyrke E^ avtar sterkt med tiltagende skikttykkelse d, mens derimot ringkammervolumet Vd tiltar betraktelig. Ved en transmisjonsfaktor for det medium som skal bestråles på T (1 cm) = 0,6 er Q-40 = 0,73 m<3>/h funnet som maksimum ved en skikttykkelse på

d = 2 cm (se tabell 2). Ved større skikttykkelser d avtar

Q-40 fordi innflytelsen av de store ringkammervolumer, som

bare utsettes for en forholdsvis liten indre bestrålingsstyrke E^, overveier. For medier med andre transmisjonsfaktorer ligger de oppnåelige maksimalverdier for gjennomstrømmet volum pr. tidsenhet Q-40 ved andre skikttykkelser d: Ved T (1 cm) = 0,7 er Q-40 (maks.) = 1,3 2 m<3>/h ved 2 cm skikttykkelse, ved T (1 cm) = 0,8 når Q-40 en maksimal verdi på 1,95 m 3/h ved d = 4 cm, ved T (1 cm) = 0,9 blir Q-40 = 3,42 m<3>/h ved en skikttykkelse på 5 cm. Ved konstant skikttykkelse D = 5 cm for ettkammer-fotoreaktoren oppnås ved T (1 cm) = 0,9, 0,8 og 0,7 gjennom-strømmede volumer pr. tidsenhet Q-40 på hhv. 2,56, 1,42 og 0,73 m<3>/h.

Den følgende tabell 3 viser forholdene for et medium hvor transmisjonsfaktoren T (1 cm) likeledes er 0,6, hvilken tabell imidlertid angår en flerkammer-fotoreaktor med samme dimensjoner, som er inndelt i bestrålingskamre ved hjelp av skillevegger (med negslijerbare dimensjoner) som er gjennom-trengelige for ultraviolette stråler, idet hvert bestrålingskammer har en skikttykkelse på 1 cm. De første seks spalter av tabell 3 inneholder de samme angivelser som tabell 2. Volumene av de enkelte bestrålingskamre er innført i spalte V^ og i spalte Q-40(k) er angitt de gjennomstrømmede volumer pr. tidsenhet, for hvilke hvert enkelt bestrålingskammer påvirkes av den minste bestrålingsdose på 40 mWs/cm . De tre siste spalter av tabell 3 viser de bestrålingsdoser E • t)k) angitt i mWs/cm 2, som det fortløpende gjennom alle bestrålingskamre strømmende medium får i hvert enkelt bestrålingskammer ved et gjennomstrømmet volum pr. tidsenhet på 1,61 m 3/h.

15 W UV-254 nm på 1 m lengde i aksial posisjon

Beskyttelsesrør D, = 4 cm.

Av nest siste spalte i tabell 3 fremgår at det ved gjennomstrømning gjennom bestrålingskamrene på den måte at den minste bestrålingsdose på 40 mWs/cm 2opprettholdes i hvert skikt/ er mulig å oppnå et samlet gjennomstrømmet volum pr. tidsenhet på Q-40 (samlet) = 1,61 m 3/h. Tilsvarende fremgår det av siste spalte av tabell 3 at mediet er bestrålet med en samlet dose på ca. 40 mWs/cm 2 når bestrålingskamrene er sammen-koblet bak hverandre og ved et gjennomstrømmet volum pr. tidsenhet på o 1,61 m 3/h. For et medium med en transmisjonsfaktor T (1 cm) = 0,7 er Q-40 (samlet) = 2,28 m<3>/h, for T (1 cm) =0,8 er den tilsvarende verdi Q-40 (samlet) = 3,15 m 3/h og for T (1 cm) = 0,9 er Q-40 (samlet) = 4,37 m<3>/h.

Sett under ett viser den foregående diskusjon i forbindelse med tabell 2 og 3 at oppdelingen av fotoreaktoren med-fører betraktelig ytelsesøkning. Dette resultat er sammen-fattet i tabell 4. Linjene i tabell 4 angir for transmisjonsfaktorene T (1 cm) = 0,6 - 0,9 de gjennomstrømmede volumer pr. tidsenhet Q-40 (maks.) for de optimale skikttykkelser, de gjennomstrømmede volumer Q-40 for ett-kammer-fotoreaktoren i-følge tabell 2 for en skikttykkelse på d = 5 cm og de gjennom-strømmede volumer pr. tidsenhet Q-40 (samlet) for en flerkammer-f otoreaktor med fem bestrålingskamre, som hvert har en skikttykkelse på 1 cm (samlet skikttykkelse d = 5 cm) såvel som økningsfaktorene F av de gjennomstrømmede volumer pr. tidsenhet Q-40 for flerkammer-fotoreaktoren i forhold til ettkammer-fotoreaktoren.

Av tabell 4 fremgår umiddelbart fordelene ved flerkammer-fotoreaktorer sammenlignet med de kjente ettkammer-fotoreaktorer. Bare ved hjelp av oppdelingen av ettkammer-fotoreaktorens bestrålingskammer, hvorved det tilveiebringes

en flerkammer-fotoreaktor, oppnås uten ytterligere strålingskilder eller andre forholdsregler ytelsesøkninger på over 100%. Det betyr at det gjennomstrømmede volum pr. tidsenhet ved

samme bestrålingsdose, hhv. den anvendte bestrålingsdose ved samme gjennomstrømmede volum pr. tidsenhet kan fordobles. Slike virkninger kan ikke oppnås ved noen kombinasjoner av ettkammer-fotoreaktorer. De oppnådde ytelsesøkninger er i eksemplene de samme såvel for parallellkoblede bestrålingskamre som for seriekoblede bestrålingskamre. I praksis medfører imidlertid seriekoblingen betraktelige tilleggsfordeler. Således gir seriekobling av bestrålingskamrene en vesentlig høyere sikkerhet med hensyn til strømningskortslutninger og i tillegg i det samlede strålingsfelt en vesentlig forbedret blanding av det medium som skal bestråles. Ved seriekobling av bestrålingskamrene blir nemlig det strømmende medium vekselvis ført i forskjellige retninger gjennom bestrålingssonen, hvorved væske-partiklene rettes inn i nye retninger ved hjelp av den tvungne reversering av de strømmende skikt på veien gjennom bestrålings-

kamrene. Da det ved seriekoblingen i tillegg opptrer høyere strømningshastigheter, spesielt i de indre bestrålingskamre,

er strømningsforhold med vesentlig høyere Reynolds-tall mulig sammenlignet med ettkammer-fotoreaktoren. Dette har i tillegg til bedre blanding en gunstig effekt ved undertrykkelse av av-lei r ingsdanne Iser .

Tabell 4 viser spesielt også at økningsfaktorene tiltar sterkt ved avtagende transmisjonsfaktorer, men konstant-skikttykkelse. Dette skyldes at ettkammer-fotoreaktoren har optimal skikttykkelse for hver transmisjonsfaktor, dvs. sådanne fotoreaktorer har bare liten tilpasningsevne til medier med foranderlige hhv. forskjellige transmisjonsfaktorer. Derimot

har en flerkammer-fotoreaktor den store fordel at den har gunstige ytelser også for medier med sterkt foranderlige hhv. forskjellige transmisjonsfaktorer. Bestrålingsresultater i flerkammer-fotoreaktorer blir altså ikke forringet for medier med lave trans-mis jonsfaktorer ved at betraktelige andeler av det samlede skikt får bare minimale bestrålingsdoser, og ved høy transmistjons-faktor av mediet tillater flerkammer-fotoreaktoren utnyttelse av den strålingsstrøm som forefinnes på grunn av den høye samlede skikttykkelse av alle bestrålingskamre.

Flerkammer-fotoreaktorer med ringformet anordning av strålingskilde og gjennomstrømningsreaktor er oppbygget av flere av kvartsglass fremstilte rørstykker som er anordnet inne i hverandre, og hvis diameter er valgt således at det dannes koaksiale bestrålingskamre med den ønskede skikttykkelse. Slike kvartsglass-rør kan fremstilles med den ønskede dimensjons-nøyaktighet og er tilgjengelige i handelen med egnede diametre og veggtykkelser. Kvartsglassrørene blir innbyrdes sentrert på kjent måte og fastholdt mellom lukkedeler (se nedenfor) som lukker gjennomstrømningsreaktorens ender. Lukkedelene har f.eks. ved hjelp av pakkbokspakninger avtettede festespor for kvarts-glassrørene, og er forsynt med innvendige kanaler og tilkoblingsstusser ved hjelp av hvilke det tilveiebringes tilførsel og avløp for mediet ved parallellkobling og innbyrdes forbindelse av bestrålingskamrene ved seriekobling. På fig. 9 - 12 er vist utførelseseksempler på ringformede flerkammer-fotoreaktorer med innvendig bestråling, med en trykkutligningsinnretning og med

utvendig bestråling.

Fig. 9 viser et halvt lengdesnitt av en for innvendig bestråling innrettet tre-kammer-fotoreaktor 100. Den inneholder en strålerinnretning 24 av den ovennevnte type, som for å øke bestrålingsstyrken i fotoreaktoren 100 kan være enkelt eller flerdobbelt spiralformet. Strålerinnretningen 24 er anordnet nær aksen i det indre av en gjennomstrømningsreaktor 101 som er dannet av en yttermantel 102, som er ugjennomtrengelig for stråler, en første lukkedel 10 3 og en annen lukkedel 10 4 og av et for stråler gjennomtrengelig, indre beskyttelsesrør 105 som fastholdes i den første lukkedel 10 3. Det indre beskyttelsesrør er et ved sin ene ende lukket kvartsglassrør, på hvilken lukkede ende strålerinnretningen 24 hviler på en glassvattpakning 27. Gjennomstrømningsreaktoren 101 er ved hjelp av et kvartsglass-rør 106 og et ved den ene ende lukket kvartsglassrør 107, som er forsynt med gjennomstrømningsåpninger 108 i veggen, ved sin åpne ende, og hvilke rør likeledes er fastholdt i den første lukkedel 103, inndelt i tre bestrålingskamre 109, 110, 111.

Yttermantelen 10 2 er i begge ender forsynt med ringflenser 112 for forbindelse med lukkedelene 103, 104, hvilke flenser er forsynt med langs omkretsen fordelte boringer 113.

På utsiden av ringflensene 112 er der utformet utsparinger 114 for opptagelse av tettende O-ringer 115. Lukkedelene 103 og 104 bærer flenser 116 med langs omkretsen fordelte boringer 117, hvis antall og diameter tilsvarer boringene 113 i yttermantelens 102 ringflenser 112. Yttermantelen 102 og lukkedelene 103, 104 blir sammen med ringflensene 112 og flensene 116 anordnet slik at boringene 113 og 117 flukter innbyrdes, således at disse deler kan forbindes fast med hverandre ved hjelp av gjengede bolter 118 som strekker seg gjennom boringene 113 og 117, og muttere 119.

For betraktnings- eller kontrollformål er yttermantelen 102 i området for strålerinnretningenes 24 strålingsfelt forsynt med en åpning 120, i hvilken der er innpasset en tubus 121 med en ytre ringflens 122. Når tubusen 121 ikke benyttes er den lukket med et deksel 123 som er fast og tett, f.eks. ved sammenskruing, forbundet med ringflensen 122. Under bruk er tubusen via et kvartsvindu forbundet med en overvåkningsinn-retnings fotodetektor for de gjennom gjennomstrømningsreaktoren 101 passerende stråler. Yttermantelen 102 kan for utnyttelse av den ved høy transmisjonsfaktor av mediet, på yttermantelen 102 strålte UV-ytelse være forsynt med et materiale som reflekterer de i mediet innstrålte ultraviolette stråler. Ved anvendelse av en yttermantel fremstilt av kvarts kan den reflek-terende overflate også anordnes på utsiden, hvorved påvirkninger av mediet på refleksjonsevnen unngås.

Yttermantelen 102 og lukkedelene 103, 104 er fremstilt av metall, f.eks. rustfritt stål, av metaller med et beskyttelsesbelegg av glass, emalje eller kunststoff, av galvanisert jernblikk eller keramikk. Der kan anvendes ethvert materiale med egnet mekanisk fasthet, hvilket er motstandsdyktig mot ultra-violette stråler og ikke avgir fremmede eller skadelige stoffer til det gjennomstrømmende medium. For å øke den mekaniske fasthet og for å lette forarbeidelsen og håndteringen, kan beskyttelsesrøret 105 og kvartsglassrørene 106, 107 i de områder som strekker seg utenfor strålerinn-retningens 24 strålingsfelt være sammensmeltet med forlengelses-stykker, f.eks. fremstilt av sinterkvarts.

Lukkedelen 10 3 er generelt utformet ringformet og

har en innvendig diameter som er tett tilpasset til beskyt-telsesrørets 105 ytre diameter. Den ringformede lukkedel 10 3 bærer to aksialt forløpende partier 124, 125 som strekker seg til begge sider av flensen 116 på dennes innerside, og som tjener til fastholdelse av beskyttelsesrøret 105 hhv. kvarts-glassrørene 106 og 107. Den første aksialdel 124 er på sin ytterende forsynt med en motboring 126 i hvilken det er innsatt en pakkbokspakning 127. Pakkbokspakningen 127 består av to ved hjelp av en styrering 129 adskilte 0-ringer 128, 130, som ved hjelp av en pressring 131 med en ringflens 132, som er festet til ytterflaten av det første, aksialt forløpende parti 124 ved hjelp av skruer, blir presset mot enden av den av motboringen 126 utformede skulder 134. Derved blir beskyt-telsesrøret 105 fastholdt tettende mot det første aksialt for-løpende parti 124. Det annet aksialt forløpende parti 125 er innenfra forsynt med tre konsentriske ringspor 135, 136 og 137

hvis dybde avtar inn«nfra-og utover, og som danner ringformede steg 138, ,139, 140 og 141. Stegene 138 og 139 har små og forskjellige aksiale dybder og avgrenser det indre, dypeste ringspor 135. Det midtre ringspor 136 blir avgrenset av steget 139 og det lengre steg 140, mens det ytre, grunneste ringspor 137 er omgitt av to like dype steg 140, 141. Det midtre ringspor 136 tjener til opptagelse av kvartsglassrøret 106 hvis ende ligger an mot ringsporets 136 bunn via en O-ring 142. En hylse 143 omslutter 0-ringen 142 og den øvre ende av kvarts-glassrøret 106. Kvartsglassrøret 106 blir ved hjelp av en pakkbokspakning 127, som ved hjelp av skruer 133 er festet til stegets 140 ytterflate, tettende fastholdt i det midtre ringspor 136. Det ytre ringspor 137 tjener til opptagelse av det i det ene ende lukkede kvartsglassrør 107, hvis åpne ende ligger an mot ringsporets 137 bunn via en O-ring 144. En hylse 145 omslutter O-ringen 144 og den åpne ende av det i den ene ende lukkede kvartsglassrør 107. Kvartsglassrøret 107 blir ved hjelp av en pakkbokspakning 127, som er festet til stegets 141 ytterflate ved hjelp av skruer 133, fastholdt tettende over gjennom-strømningsåpningene 108 i det ytre ringspor 137.

Lukkedelen 103 er forsynt med to diametralt overfor hverandre liggende, i omkretsflaten av flensen 116 utmunnende, radialt forløpende kanaler 146, som er avsluttet i tilkoblingsstusser 147. I den indre ende er de radialt forløpende kanaler 146 forbundet med en i rett vinkel avgrenet aksialt forløpende kanal 148, som munner ut i ringsporets 135 bunn. Derved tilveiebringes en forbindelse mellom tilkoblingsstussene 147 og det indre av bestrålingskammeret 109. Flensen 116 har i tillegg en aksialt forløpende ventilasjonskanal 149 som forbinder det ytre bestrålingskammer 111 med en ventilasjonsventil 150 på flensens 116 ytterside.

Lukkedelen 104 består av en plate 151 med en sentral tilkoblingsstuss 152. Den indre overflate av platen 151 ligger på en ring 153 hvis ytre overflate ligger an mot yttermantelens 102 innervegg.

Gjennomstrømningen gjennom trekammer-fotoreaktoren 100 finner sted mellom tilkoblingsstussene 147 og 152, gjennom bestrålingskamrene 109, 110 og 111, hvorved bestrålingskamrene 110 og 111 kommuniserer innbyrdes via gjennomstrømningsåpningene 108 i veggen av det i den ene ende lukkede kvartsglassrør 107. For tilveiebringelse av et jevnt strømningsprofil er det anordnet ringformede hullplater 154, 155. Hullplaten 154. er festet til det andre aksialt forløpende partis 125 steg 139 av den første lukkedel 103, og påvirker strømmen gjennom det indre bestrålingskammer 109. Hullplaten 155 ligger an mot ringen 153 som hviler på den innvendige overflate av platen 151 av den annen lukkedel 104, og påvirker strømmen gjennom det ytre bestrålingskammer 111. Kvartsglassrøret 107 ligger an mot hullplatens innerkant, hvilket rørs lukkede ende derved også

er styrt. Hullplatene 154, 155 er fremstilt av et materiale som er motstandsdyktig mot ultraviolette stråler og mot det gjennomstrømmende medium, og som selv ikke avgir noen fremmede eller skadelige stoffer til mediet (rustfritt stål, belagte metaller, kunststoff, keramikk, kvarts, glass). Hullenes bredde er så stor at strømningen ikke i vesentlig grad hindres, men at det tilveiebringes et over gjennomstrømnings-flaten jevnt profil. Dertil kan hullene også erstattes med åpninger med annen form, som f.eks. spalter.

For vedvarende drift av trekammer-fotoreaktoren 100

er gjennomstrømningsretningen av liten betydning. Vesentlige forskjeller kan imidlertid oppstå ved igangsetning av driften. Ved gjentatte avbrytelser under drift kan det være ønskelig å oppnå et medium av krevet renhets- hhv. sterilisasjonsgrad allerede etter kortest mulig igangsetningstid. Da er det hensiktsmessig å la mediet strømme via tilkoblingsstussen 152 fra det ytre bestrålingskammer 111, gjennom det indre bestrålingskammer 109 til tilkoblingsstussen 147 Med denne 'gjennom-strømningsretning kan det i tilfeller hvor det dannes avleiringer oppnås at den forstyrrende virkning først begrenser seg til de ytre bestrålingskamre og ikke altfor raskt gjør det tvilsomt om det ferdige produkt kan benyttes. På grunn av lampekjølingen og likeledes i tilfeller med gasstilførsel foretrekkes imidlertid vanligvis en strømningsretning innenfra og utover.

Den på fig. 9 viste trekammer-fotoreaktor 100 har et indre bestrålingskammer 109 med en skikttykkelse på 0,8 cm, et midtre bestrålingskammer 110 med en skikttykkelse på 1 cm og et ytre bestrålingskammer 111 med en skikttykkelse på 3,4 cm. Ytterdiameteren av beskyttelsesrøret 105 er 4 cm, kvartsglass-rørenes ip6 og 107 veggtykkelse er 0,4 cm og transmisjonen av kvartsglasset ved 254 nm er ved denne tykkelse T (0,4 cm) = 0,9 2. I beskyttelsesrøret 105 befinner der seg en kvikksølv-lavtrykks-kvartslampe (G 36 T 6, General Electric) med 75 cm effektiv buelengde, hvis strålingsstrøm på denne lengde avgir en ytelse på 11 W UV-254 nm til mediet på den gjennomstrålte innerflate av beskyttelsesrøret 105. For sammenligningsformål er de i den følgende tabell 5 angitte verdier normert til en strålings-strøm på 15 W UV-254 nm over en effektiv lengde av innstrålingsflaten på 1 m for bestrålingskammeret 109. Den følgende tabell viser i overensstemmelse med den foregående tabell 4 de gjennom-strømmede volumer pr. tidsenhet Q-40 (m 3/h) for trekammer-fotoreaktoren 100 ved en samlet skikttykkelse på 5,2 cm og for ettkammer-fotoreaktorer med en skikttykkelse d = 1 cm hhv.

d = 5,2 cm for medier med transmisjonsfaktorer på T (1 cm) =0,9 - 0,1, såvel som økningsfaktorene F for de gjennomstrmmede volumer pr. tidsenhet Q-40 for trekammer-fotoreaktoren 100 sammenlignet med de ovennevnte ettkammer-fotoreaktorer.

Av tabell 5 fremgår det at ytelsen for ettkammer-fotoreaktoren med en skikttykkelse d = 5,2 for T (1 cm) = 0,7 oppviser et gjennomstrømmét volum pr. tidsenhet Q-40 = 0,78 m /h. Ved anvendelse av en utvendig diameter, likeledes på 4 cm for beskyttelsesrøret og ved samme transmisjonsfaktor når ytelsen for ettkammer-fotoreaktoren maksimalt en verdi på Q-40 (maks)

lik 1 m"Vh ved en skikttykkelse d = 2 cm. Den tredobbelte inndeling av den på fig. 9 viste trekammer-fotoreaktor 100 bevirker derimot et gjennomstrømmet volum pr. tidsenhet Q-40

lik 1,75 m 3/h, således at økningsfaktoren fremdeles er 1,75

selv ved optimal ytelse av ettkammer-fotoreaktoren. Dette resultat oppnås selv om en andel av de av strålingskilden utsendte ultraviolette stråler absorberes av det kvartsglass kvartsrørene 106 og 107 består av (medregnet i beregningene).

Den på fig. 9 viste trekammer-fotoreaktor 100 blir fortrinnsvis anvendt i alle slike tilfeller hvor høye sterili-sas jonsgrader skal oppnås ved forholdsvis lave transmisjonsfaktorer, og er derfor ikke begrenset til sterilisasjon av drikkevann e.1.

Som tabell 5 viser, har ettkammer-fotoreaktoren bare tilpasningsevne i området for lave skikttykkelser, som ved d = 1 cm for transmisjonsfaktorområdet T (1 cm) = 0,9 - 0,3,

men denne tilpasning skjer på bekostning av ytelsen. Ettkammer-fotoreaktoren oppviser ved skikttykkelser på ca. 5 cm allerede ved T (1 cm) = 0,7 en så betraktelig ytelsesreduksjon at medier med enda lavere transmisjonsfaktorer ikke kan steriliseres økonomisk. Derimot viser den på fig. 9 beskrevne trekammer-fotoreaktor 100, se linje 1 i tabell 5, i transmisjonsfaktorområdet T (1 cm) = 0,9 - 0,1 overlegen ytelse og tilpasningsevne. Trekammer-fotoreaktoren 100 på fig. 9 egner seg for hele området for drikkevannssterilisasjon, og også for en del av området for på forhånd biologisk renset avløpsvann med transmisjonsfaktorer T { I cm) mellom 0,6 og 0,25, og dermed også for sukker-oppløsninger, farveløs eddik og lette viner. Trekammer-fotoreaktoren 100 ifølge fig. 9 er også godt egnet for spesialfor-mål, f.eks. vannrensning med vesentlig økede strålingsdoser.

Fig. 10 viser en modifikasjon av trekammer-fotoreaktoren 100 med en trykkutligningsinnretning. Bare de deler som er endret i forhold til trekammer-fotoreaktoren 100 på

fig. 9 er vist og forsynt med spesielle henvisningstall.

Den på fig. 10 viste gjennomstrømningsreaktor 171 består av en yttermantel eller et ytterrør 172, en første lukkedel 173 og en annen lukkedel 174. Den ikke viste strålings-innretning 24 og de heller ikke viste kvartsglassrør 105, 106, 10 7 er utformet og anordnet som for gjennomstrømningsreaktoren 101.

Yttermantelen 172 er for forbindelse med lukkedelene 173, 174 ved begge ender forsynt med ringflenser 182, som er forsynt med langs den indre omkrets forløpende forsterkninger 181 og langs den ytre omkrets fordelte boringer 183. På ring-flensenes ytterside befinner der seg forhøyninger 184 som sam-virker med tetninger 185 i utsparinger 190 på motflensene 186. Motflensene 186 av lukkedelene 173, 174 er forsynt med langs

den indre omkrets forløpende forsterkninger 181 og langs den ytre omkrets fordelte boringer 187 hvis antall og diameter tilsvarer boringene 183 i ringflensene 182 av yttermantelen 172. Yttermantelen 172 og lukkedelene 173, 174 er således anordnet

at boringene 183 og 187 flukter, således at de ved hjelp av gjengede bolter 188,som strekker seg gjennom boringene 183 og 187,og muttere 189, er fast og trykktett forbundet med hverandre. Lukkedelen 173 er på motflensen 186, i likhet med lukkedelen 103, forsynt med aksialt forløpende partier, hvorav bare det aksialt forløpende parti 124 er antydet. Disse aksialt for-løpende partier er identiske med de aksialt forløpende partier 124, 125 av gjennomstrømningsreaktoren 101, og tjener i likhet med disse til fastholdelse av kvartsglassrørene 105, 106, 107. Disse deler er derfor ikke vist i detalj på fig. 10. I likhet med flensen 116, har også motflensen 186 to i sin omkretsflate munnende, diametralt overfor hverandre liggende, radialt for-løpende kanaler 146 som er avsluttet i tilkoblingsstusser 147.

På den fra ytterrøret 172 vendende side bærer motflensen 186 en med denne fast forbundet eller i ett stykke med denne utformet ansats 191, med hvilken det via en ringflens 182 er trykktett flensforbundet et avrundet deksel 192 med en motflens 186 på den ovenstående, allerede beskrevne måte. Dekselet 19 2 har en sentral, trykktett høyspennings- og overslagssikker gjennomføringsisolator 193 for tilkobling av den (ikke viste) strålerinnretning 24. En tilkoblingsstuss 194 er anordnet for tilkobling av en barostat som er utformet på vanlig måte og derfor ikke skal beskrives i detalj her.

Lukkedelen 174 består av et avrundet deksel 195 med

en sentral tilkoblingsstuss 196 og med en motflens 186 for forbindelse med den annen ringflens 182 av ytterrøret 172, på den ovenfor allerede beskrevne måte. Innenfor dekselet 195 er det avstøttet en her ikke vist ring 153, på hvilken det ligger en hullplate 155, som for gjennomstrømningsreaktoren 101.

Under drift blir det av barostaten via tilkoblingsstussen 194 tilført en trykkgass til gjennomstrømningsreaktoren 171, fortrinnsvis en inert gass, som nitrogen, argon eller carbondioxyd. Ved hjelp av barostaten blir det tilveiebragt og opprettholdt et trykk som er lik trykket i det indre av gjennom-strømningsreaktoren 171. Derved unngås at det opptrer trykk-diffeaanser over kvartsglassrørene 105, 106, 107, som kan føre til mekaniske spenninger og brudd på kvartsglassrørene.

Fig. 11 viser en ytterligere utformning av en flerkammer-fotoreaktor, som hovedsakelig adskiller seg fra tre-kammer-f otoreaktoren 100 på grunn av antall bestrålingskamre og utformningen av beskyttelsesrøret. På fig. 11 er det på samme måte som for trekammer-fotoreaktoren 100 på fig. 9 vist en tokammer-fotoreaktor 200.

En gjennomstrømningsreaktor 201 er dannet av en for stråler ugjennomtrengelig yttermantel 202, en første lukkedel 203 og en annen lukkedel 204, og av et for stråler gjennomtrengelig indre beskyttelsesrør 2.05 som fastholdes av de to lukkedeler 203 og 204. Det indre beskyttelsesrør 205 er et ved begge ender åpent kvartsglassrør. Gjennomstrømningsreak-toren 201 er inndelt i to bestrålingskamre 209, 211 ved hjelp av et kvartsglassrør 207, hvis ender er støttet mot eller fastholdt av lukkedelene 203 hhv. 204.

Yttermantelen 202 er for forbindelse med lukkedelene 203, 204 ved begge ender forsynt med ringflenser 212 som har langs omkretsen fordelte boringer 213. På utsiden av ringflensene 212 er det utformet utsparinger 214 for opptagelse av tettende O-ringer 215. Lukkedelene 203, 204 bærer flenser med langs omkretsen fordelte boringer 217. Yttermantelen 202 og lukkedelene 203, 204 blir innbyrdes fast og tettende forbundet med hverandre ved hjelp av gjengede bolter 218 som strekker seg gjennom boringene 213 og 217 og er sikret med muttere 219.

Yttermantelen 202 er, i likhet med yttermantelen 102 av trekammer-fotoreaktoren 100 på fig. 9, for betraktnings-eller kontrollformål forsynt med en åpning 220 og en tubus 221 med ringflens 222 og deksel 223. Videre bærer yttermantelen 202 nær den til lukkedelen 203 tilstøtende ende en på siden anordnet tilkoblingsstuss 224. Yttermantelen 202, lukkedelene 203, 204 og kvartsglassrørene 205, 207 består av samme materiale som de tilsvarende deler av trekammer-fotoreaktoren 100.

Lukkedelene 203, 204 er vanligvis ringformede og disses innvendige diameter og beskyttelsesrørets 205 utvendige diameter har sådanne verdier at lukkedelene er trangt tilpasset til beskyttelsesrøret. Lukkedelen 203 har et aksialt forløpende parti 225 som strekker seg fra flensens 216 innside, inn i det indre av gjennomstrømningsreaktoren 201, og som tjener til fastholdelse av beskyttelsesrøret 205 hhv. kvartsglassrøret 207 ved én ende av gjennomstrømningsreaktoren 201. Ved sin ytre ende er lukkedelen 203 forsynt med en motboring 226 i hvilken det er innsatt en pakkbokspakning 127 som er festet med skruer 133 til ytterflaten av lukkedelen 203, og som tettende fastholder be-skyttelsesrøret 205 i denne ende av gjennomstrømningsreaktoren 201. Ved den indre ende er det aksialt forløpende parti 225 forsynt med. en ringformet utsparing 235 som utad er avgrenset av et ringformet steg 237. Den utvendige diameter av det aksialt forløpende parti 2 25 og den innvendige diameter av kvarts-glassrøret 207 har sådanne verdier at det aksialt forløpende parti 225 og kvartsglassrøret 207 er trangt tilpasset hverandre, således at kvartsglassrørets 207 ene ende er skjøvet på det aksialt forløpende parti 225. En tetningsmansjett 240, som eventuelt er sikret ved hjelp av ligaturer i form av slange-

klemmer, omgir den frie del av det aksialt forløpende parti 225 og den på den øvrige del påskjøvne ende av kvartsglass-

røret 207. Derved blir denne ende av kvartsglassrøret 207 tettende fastholdt på lukkedelen 203.

Lukkedelen 203 har en i sin ytterflate munnende kanal

246 som er avsluttet i en tilkoblingsstuss 247. Kanalen 246 er VSd sin indre ende forbundet med en aksialt forløpende kanal

248 som strekker seg gjennom det aksialt forløpende parti 225

og munner ut i bunnen av den ringformede utsparing 235. Der-

ved blir der tilveiebragt en forbindelse mellom tilkoblingsstussen 247 og det indre bestrålingskammer 209.

Lukkedelen 204 har et aksialt forløpende parti 265,

som fra flensens 216 innside strekker seg bort fra gjennom-strømningsreaktoren 201 og tjener til fastholdelse av beskyt-telsesrøret 205 i gjennomstrømningsreaktorens 201 annen ende.

Ved sin ytre ende er lukkedelen 204 forsynt med en motboring

266 i hvilken det er innsatt en pakkbokspakning 127 som ved hjelp av skruer 133 er festet til lukkedelens 204 ytterflate,

og som tettende fastholder beskyttelsesrøret 205 i denne ende av gjennomstrømningsreaktoren 201. På sin innerflate er lukkedelen 204 ved hjelp av skruer 267 festet til en ring 268 fra hvilken det kranslignende rager ut utad buede bladfjærer 269, mellom hvilke det er ført en beskyttelsesmansjett 270 som om-

gir den annen ende av kvartsglassrøret 207. Lukkedelen 204

har en aksialt forløpende tømmekanal 249 som forbinder det ytre bestrålingskammer 211 med en tømmeventil 250, anordnet på utsiden av flensen 216.

Strømningen gjennom tokammer-fotoreaktoren 200 finner sted mellom tilkoblingssussene 224 og 247, gjennom bestrålingskamrene 209, 211 som kommuniserer innbyrdes via de (ikke viste) mellomrom mellom de fra lukkedelens 204 innerflate, inn i gjennom-strømningsreaktoren 201 ragende bladfjærer 269. For tilveiebringelse av et jevnt strømningsprofil er det anordnet hullplater 254, 255 som er utformet i likhet med hullplatene for trekammer-fotoreaktoren 100. Hullplaten 254 er festet til det fra den ringformede utsparing 235 utragende steg 237 av det aksialt for-løpende parti 225 av lukkedelen 203 og påvirker strømningen gjennom det indre bestrålingskammer 209. Hullplaten 255 ligger an mot en til innerflaten av yttermantelen 202, nær stussen 224 festet ring 251, som også kan være utformet i ett stykke med denne. På innsiden ligger hullplaten mot enden av tetnings-mans jetten 240. Hullplaten 255 er sikret mot forskyvning ved hjelp av sikringsringer 256 og påvirker strømningen gjennom det ytre bestrålingskammer 211.

Den på fig. 11 viste tokammer-fotoreaktor 200 har et indre bestrålingskammer 209 med en skikttykkelse på d = 2,4 cm og et ytre bestrålingskammer 211 med en skikttykkelse d = 4,6

cm. Den ytre diameter av beskyttelsesrøret 205 er 7,2 cm, kvarts-glassrørenes 205 og 207 veggtykkelse er 0,4 cm og transmisjonen av kvartsglasset ved 254 nm er ved denne tykkelse T (0,4 cm)= 0,92. Beskyttelsesrøret 205 befinner seg i en antimontilsatt xenon-høy trykks lampe (Original Hanau Quarzlampen GmbH, Hanau), hvis stråling i området fra 260 - 280 nm ved en effektiv lengde på

80 cm av innstrålingsflaten ved bestrålingskammeret 209 avgir en ytelse på 100 W til mediet på den gjennomstrålte innerflate av beskyttelsesrøret 205. Tilsvarende tabell 5 viser den følgende tabell 6 de gjennomstrømmede volumer pr. tidsenhet Q-40 for tokammer-fotoreaktoren 200 med en samlet skikttykkelse d = 7 cm og for en ettkammer-fotoreaktor med samme skikttykkelse for medier med transmisjonsfaktorer på T (1 cm) = 0,95 - 0,6, såvel som økningsfaktorene F for de gjennomstrømmede volumer pr. tidsenhet Q-40 for tokammer-fotoreaktoren 200 i forhold til den ovennevnte ettkammer-fotoreaktor.

De i tabellen oppgitte data er angitt for kvarts-glassets transmisjonsfaktorer for stråler med bølgelengde på 254 nm, for å lette sammenligning med gjennomstrømmede volumer pr. tidsenhet for de samme fotoreaktorer under anvendelse av kvikksølvlavtrykks-kvartslamper. Transmisjonsfaktorene for kvartsglasset er imidlertid høyere i området mellom 260 og 280 nm, hvorfor der fås en økning av de i tabellen angitte Q-40-verdier.

Tokammer-fotoreaktoren 200 er ved en skikttykkelse

for det indre bestrålingskammer 209 på d = 2,4 cm og for det ytre bestrålingskammer 211 på d = 4,6 cm tilsvarende en samlet skikttykkelse på d = 7 cm anordnet for høye gjennomstrømnings-volumer pr. tidsenhet Q-40 i det for drikkevannssterilisasjon vesentlige område av transmisjonsfaktorene T (1 cm) =0,7.

Den i tabell 6 viste ytelsessammenligning viser at det allerede ved anvendelse av to bestrålingskamre i området mellom T (1 cm)

= 0,85 - 0,7 oppnås økningsfaktorer på 1,55. På grunn av de tilstrebede gjennomstrømningsvolumer pr. tidsenhet Q-40 avstås det her fra flere bestrålingskamre. Av samme grunn bør beskyt-telsesrørets 205 utvendige diameter ikke velges for liten. To-kammer-f otoreaktoren 200 er spesielt egnet for vannsterilisasjons-formål innen drikkevareindustrien såvel som for UV-desinfeksjon innen drikkevannsforsyningen.

For lengre tids drift av tokammer-fotoreaktoren 200

er gjennomstrømningsretningen av liten betydning. På grunn av lampekjølingen og i de tilfeller det tilføres gass, foretrekkes vanligvis en strømningsretning fra det indre bestrålingskammer 209 gjennom det ytre bestrålingskammer 211. På grunn av de høye gjennomstrømningsvolumer opptrer der ved avbrytelser under drift av tokammer-fotoreaktoren 200 praktisk talt ingen opp-startingsforstyrrelser. Bare når der er fare for at det skal oppstå avleiringer vil eventuelt den omvendte gjennomstrømnings-retning bli valgt.

En ytterligere utførelsesform av en tokammer-fotoreaktor er vist på fig. 12. Tokammer-fotoreaktoren 300 er for bestråling utenfra forsynt med en (ikke vist) strålingskilde omfattende fjorten strålerinnretninger (kvikksølvlavtrykks-kvartslamper

NN 30/89 Original Hanau Quarzlampen GmbH, Hanau). Strålerinnretningene befinner seg i et i forhold til en gjennomstrøm-ningsreaktor 301 konsentrisk anordnet ref-iektorsystem som om-

fatter parabolske reflektorer, som hver er tilordnet en strålerinnretning. Hele anordningen er omgitt av et av stråler ugjennomtrengelig hus, som også opptar forkoblings- og betjeningsorganer, såvel som overvåkningsinnretningen for driften av tokammer-fotoreaktoren 300. Sådanne hus og strålingskilder er kjent og tilgjengelige i handelen (WEDECO, Gesellschaft fur Entkeimungsanlagen, Dusseldorf,- Herford) og vil derfor ikke bli beskrevet i detalj. Utførelsen på fig 12 tilsvarer forøvrig den på fig. 9 viste utførelse av trekammer-fotoreaktoren 100.

Gjennomstrømningsreaktoren 301 er dannet av et for

stråler gjennomtrengelig ytterrør 302, fremstilt av kvartsglass,

en festeanordning 303, en lukkedel 304 og et av kvartsglass fremstilt innerrør 305. Innerrøret 305 deler gjennomstrømnings-reaktoren 301 i to bestrålingskamre 309, 311.

Ytterrøret 302 er via nær sine ender anordnede ring-flensstykker 312 med langs omkretsen fordelte boringer 313

forbundet med festeinnretningen 303 hhv. lukkedelen 304. Festeinnretningen 303 hhv. lukkedelen 304 bærer ringflenser 316 med langs omkretsen fordelte boringer 317, hvis antall og diameter tilsvarer antallet og diameteren av boringene 313 i ringflensstykkene 312. Ringflensstykkene 312 og festeinnretningen 303

hhv. lukkedelen 304 er anordnet slik at boringene 313 flukter med boringene 317 og at delene er innbyrdes forbundet ved hjelp av gjengede bolter 318 som er sikret ved muttere 319. Den innvendige diameter av ringflensstykkene 312 og ringflensene 316

og den utvendige diameter av det ytre rør 302 har sådanne verdier at flensdelene er tilpasset det ytre rør med liten klaring. På innsiden er ringflensstykkene 312 og ringflensene 316 forsynt med mot hverandre vendende, ringformede utsparinger 320, mot hvis bunn det trykkes O-ringer 321 ved hjelp av en førings-

hylse 322. På denne måte blir det ytre rør 302 tettende fastholdt.

Festeinnretningen 303, lukkedelen 304 og det indre rør

305 er fremstilt av samme materiale som de tilsvarende deler av tokammer-fotoreaktoren 200.

Festeinnretningen 303 har form av en ring med i aksial retning trinnvis redusert diameter, hvilken ring i sitt første trinn 32 3 er trangt tilpasset den utvendige diameter av ytter-røret 302 og med en skulder 358 er trangt tilpasset innerdiameteren av ytterrøret 302, og forsynt med en tilkoblingsstuss 324. Innerdiameteren av et annet trinn 325 er trangt tilpasset ytterdiameteren av innerrøret 305 og bærer en motboring 326, i hvilken det er innsatt en pakkbokspakning 127, som ved hjelp av skruer 133 er festet til ytterflaten av festeinnretningen 30 3, og som tettende fastholder innerrøret 30 5 i festeinnretningen 303. Over festeinnretningen 303 befinner det seg et ytterligere ringflensstykke 312 med hvilket det fast og tettende er forbundet et med en ringflens 316 forsynt overgangsstykke 328, likeledes ved hjelp av med muttere 319 sikrede gjengede bolter 318, idet det er innlagt O-ringer 321. Overgangsstykket 328 har en trangt til innerdiameteren av innerrøret 305 tilpasset lysvidde, og det strekker seg et stykke forbi den ene ende av innerrøret 305 og smalner av til en tilkoblingsstuss 329 .

Lukkedelen 304 består av en aksialt forløpende ring

340 som bærer flensen 316, hvilken ring er fast forbundet med eller er fremstilt i ett stykke med en plate 341 som lukker gjennomstrømningsreaktoren 301. Platen 341 bærer på sin innerside en påsatt ring 342 som er fast forbundet med platen 341 eller er fremstilt i ett stykke med denne, og som er avsluttet i en oppragende dobbeltring 343 med U-formet tverrsnitt. Ringen 342 strekker seg under innerrøret 305 og er anordnet konsentrisk med dette. Dobbeltringen 343 er tilpasset innerrørets 305 dimensjoner, således at den annen ende av innerrøret 305

er styrt i dobbeltringen 343 (idet det er innlagt en elastisk beskyttelsesinnretning 344). Ringen 342 har langs sin omkrets fordelte gjennomstrømningsåpninger 345 via hvilke bestrålingskamrene 309, 311 kommuniserer. Platen 341 er forsynt med en aksialt forløpende tømmekanal 349, som forbinder det ytre bestrålingskammer 311 med en tømmeventil 350 anordnet på utsiden av platen 341.

Strømmen gjennom tokammer-fotoreaktoren 300 finner sted mellom tilkoblingsstussene 324 og 329 gjennom bestrålingskamrene 309 og 311. For tilveiebringelse av et jevnt strømningsprofil er det anordnet hullplater 354, 355 som er utformet i likhet med hullplatene for trekammer-fotoreaktoren 100. Hullplaten 354 er anordnet innenfor overgangsstykket 328, som er for-

bundet med festeinnretningen 30 3, og ligger på den smeltede kant av innerrøret 305 og er sikret ved hjelp av en spreng-

eller pressring 356. Mellom tilkoblingsstussen 329 av overgangsstykket 328 og hullplaten 354, som påvirker strømmen gjennom det indre bestrålingskammer 309, er det utformet et oppstuvningsrom 357. Hullplaten 355 fastholdes mellom smelte-kanten i den ene ende av ytterrøret 302 og skulderen 358, som er utformet i det første trinn 323 av festeinnretningen 303,

og påvirker strømningen gjennom det ytre bestrålingskammer 311.

Den på fig. 12 viste tokammer-fotoreaktor 300 har et

ytre bestrålingskammer 311 med en skikttykkelse d = 2,5 cm og et indre bestrålingskammer 309 med en innvendig diameter på

9,2 cm. Den utvendige diameter av ytterrøret 302 er D a=15,8 cm, kvartsglassrørenes 302 og 305 veggtykkelse er 0,4 cm og trans-mis jonsf aktoren for kvartsglasset for stråler med bølgelengde på 254 nm er ved denne tykkelse T (0,4 cm) = 0,92. Fjorten i parabolske reflektorer anordnede kvikksølvlavtrykks-kvarts-lamper (NN 30/89 Origianl Hanau Quarzlampen GmbH, Hanau) omgir konsentrisk gjennomstrømningsreaktoren 301 og gir fordelt i mediet, over ytterrørets 302 omkrets en midlere innstrålingsytelse på 85 W UV-254 nm over en effektiv lengde på 79 cm av bestrålingskammeret 311. I den følgende tabell 7 er det oppgitt de gjennomstrømmede volumer pr. tidsenhet Q-40 for tokammer-fotoreaktoren 300 og en ettkammer-fotoreaktor med analog utvendig bestråling med seks kvikksølvlavtrykks-kvartslamper av samme type og med en innvendig diameter på D = 7 cm, såvel som de til en ytelse av 15 W UV-254 nm normerte verdier av de gjennomstrømmede volumer pr. tidsenhet Q-40 ved transmisjonsfaktorer T (1 cm) på 0,9 - 0,6. Tabellen viser likeledes økningsfaktorene F som er utregnet ved hjelp av de normerte gjennomstrømningsvolumer pr. tidsenhet Q-40.

Kvikksølvlavtrykks-kvartslamper 11 W UV-254 nm anordnet kransformet.

Tokammer-fotoreaktor 300: 14 strålerinnretninger, D cl= 15,8 cm Ettkammer-fotoreaktor: 6 " D = 7 cm

Ytelsen av tokammer-fotoreaktoren 300 er sammenlignet med en velprøvet sylindrisk ettkammer-fotoreaktor med utvendig bestråling, da sådanne ettkammer-fotoreaktorer ikke bygges med større diameter på grunn av faren for strømningskortslutninger. Den utvendige bestråling gir som alternativ til ytelsesøkning for aksiale strålingskilder muligheten til å oppnå betraktelig øket rom-tid-utbytte, dvs. større gjennornstrømningsvolumer pr. tidsenhet Q-40 ved samme apparatvolum. Selv om sådanne fotoreaktorer med utvendig bestråling i vesentlig mindre grad er beheftet med ulempene i forbindelse med sterke bestrålings-styrkegradienter i reaktortverrsnittet som følge av den gunstige bestrålingsgeometri, gir også her flerkammer-fotoreaktorprin-sippet betydelige ytelsesøkninger.

Under praktisk drift av tokammer-fotoreaktoren 300 er gjennomstrømningsretningen uten vesentlig betydning.

Anvendelsen av tokammer-fotorealtoren 300 for rensnings-formål vil i det følgende bli beskrevet ved hjelp av forsøks-eksempler.

1. Fjernelse av rest- o~ zon fra vann

Ozonisert vann med et rest-ozoninnhold på 0,3 g/m<3 >(0,3 ppm) blir med et gjennomstrømningsvolum pr. tidsenhet på

Q = 40 m 3/h ført gjennom tokammer-fotoreaktoren 300. Det i det indre bestrålingskammer 309 innstrømmende vann er etter utstrømning fra det ytre bestrålingskammer 311 praktisk talt

ozonfritt (<0,02 ppm). Dette kan påvises ved hjelp av palinsk y reagens hhv. kolorimetrisk analyse (diethyl-p-fenylendiamin og kaliumjodid).

2 . Fjernelse av aromatiske hydrocarbonstof f er fra vann

En emulsjon av ca. 10 g av en aromatisk tjæreolje i

70 m<3> vann, hvilket tilsvarer vanninnholdet i et svømmebasseng,

inneholder ca.0,13 mg/l aromater som påvises ved hjelp av deres karakteristiske UV-absorpsjon. Vannet blir sirkulert gjennom et

sand-filteranlegg med en matning på 25 m 3/h. Derved forblir

aromatinnholdet (UV-absorpsjon) uendret. Dersom det etter sandfilteranlegget etterkobles en tokammer-fotoreaktor 300, kan det ikke lenger påvises noen aromatiske forurensninger ved fotoreaktorens utløp (UV-absorpsjon, 5 cm-Kuvette).

Ytterligere ytelsesøkning for tokammer-fotoreaktoren 300 kan oppnås dersom det samtidig anordnes innvendig bestråling. En fotoreaktor av denne type tilveiebringes på enkel måte ved kombinasjon av tilsvarende, på fig. 11 og 12 viste elementer, således at oppbygningen av en sådan fotoreaktor ikke skal beskrives i detlaj her. Som indre strålingskilde tjener derved en antimontilsatt xenon-høytrykkslampe, som for økning av bestrålingsstyrken også kan være enkelt eller flerdobbelt spiralformet. Som ytre strålingskilder tjener kvikksølvdamp-lamper med egnet emisjonsområde. Sådanne strålerinnretninger er tilgjengelige i handelen og skal derfor ikke beskrives i detalj.

Ytterligere modifikasjoner av oppbygningen av gjennom-strømningsreaktorene 2, 21, 41, 101, 201, 301 kan oppnås idet en rekke kjente, delvis annerledes utformede holde- og førings-elementer for skilleveggene som inndeler reaktorrommet står til rådighet for fagfolk. Disse kan anvendes i stedet for de på fig. 1-12 viste innretninger. I mange tilfeller er det tilstrekkelig med en utførelse med bare én på siden anordnet tilkoblingsstuss 147, 224 eller 324.

Et oroblem består i at i alle de tilfeller hvor tappingen av det bestrålte medium er underkastet svingninger og til og med forbigående avbrytes, men hvor en konstant, høy minsteytelse av rensnings- hhv. sterilisasjonsgraden allikevel forlanges.

I slike tilfeller drives en flerkammer-fotoreaktor av den på

fig. 9 - ±2 viste type under sirkulasjon av mediet. Fig. 13

viser skjematisk et funksjonsdiagram for en trekammer-fotoreaktor 100 for bestrålingsdrift med sirkulasjon. I stedet for en slik tre-rkammer-fotoreaktor 200 kan det også anvendes en flerkammer-fotoreaktor 20, 100 eller 300. Uten videre kan det også an-

vendes en for et bestrålingskretsløp beregnet tokammer-fotoreaktor som med denne funksjonsmåte har vunnet innpass ved vaskeanlegg for luftkondisjoneringsanlegg, men som for gjennom-løpsdesinfeksjon med delvis sirkulasjon imidlertid er mindre egnet enn de andre, ovennevnte flerkammer-fotoreaktorer. Funk-sjonsdiagrammet inneholder trekammer-fotoreaktoren 200 hvis tilkoblingsstusser 224 via en tilførselsledning 401 og en tilfør-selsventil 402 er tilsluttet forsyningsledningen for det medium som skal bestråles. Tilkoblingsstussen 247 er via en strøm-

deler 403 med ventilasjonsventil 424 og forbindelsesledninger 404, 405, som hver bærer en gjennomstrømningsindiaktor 406, forbundet med et tilbakeløp 407 hhv. en avtappingsventil 408.

Etter tilførselsventilen 402 er det etterkoblet en gjennomstrømningsbegrenser 12. Tilbakeløpet 407 består av en tilbakeløpsmatepumpe i form av en enveis-matepumpe 409 med konstant pumpeytelse, en etterkoblet tilbakeslagsventil 410

og en forbindelsesledning 411 med gjennomstrømningsindikator 406, som på nedstrømssiden av ventilen 402 munner ut i til-førselsledningen. Tilbakeløpsanordningen 407 kan i stedet for enveis-matepumpen 409 også være forsynt med en tilbakeløps-matepumpe med innstillbar pumpeytelse. Eventuelt kan tilbake-løpsanordningen 407 også være forsynt med en innstillbar strømnings-strupeinnretning. Det samlede volum av tilbakeløpet 40 7 er lite--

i forhold til volumet av den aktuelle flerkammer-fotoreaktor.

Den på fig. 14 viste strømdeler er oppbygget som en trykkoverløpsregulator. Det på fig. 14 viste snittbilde viser et kar 420 som øverst er forsynt med en ventilasjonsventil 424 og hvis innløpsstuss 421 er innrettet for tilkobling til tre-kammer-f otoreaktoren 100. Innløpsstussen 421 rager over karets 420 bunn og inn i dettes indre. Fra karets 420 bunn strekker det seg et første utløp 422 som fører til tilbakeløpsanordningen 407 for tilkobling til forbindelsesledningen 404.

Et ytterligere utløp 423 er anordnet på karet 420 over munningen av innløpsstussen 421 og tjener tiltilkobling til forbindelsesledningen 405 til avtappingsventilen 408. Den på fig. 13 og 14 viste anordnings arbeidsmåte vil i det følgende bli beskrevet nærmere, idet anlegget mates med mediet og ventileres, og idet ventilene 402 og 408 innledningsvis er lukket.

Ved lukket avtappingsventil 408 og løpende enveis-matepumpe 409 oppnås et i seg selv lukket kretsløp for mediet, som via forbindelsesledninger 411, 401 og tilkoblingsstussen 152 for trekammer-fotoreaktoren 100 strømmer inn i bestrålingskammeret 111, og som via tilkoblingsstussen 147 igjen forlater dette etter gjennomstrømning av det midtre bestrålingskammer 110 og deretter etter gjennomstrømning gjennom det indre bestrålingskammer 109. Herfra ankommer mediet via innløps-stussen 421 til det indre av karet 420 av strømdeleren 403, som det forlater via det første utløp 422 som via forbindelsesledningen 40 4 er forbundet med innløpssiden av enveis-matepumpen 409 .

Avtappingsventilens 408 åpning skjer synkront med åpningen av tilførselsventilen 402, gjennom hvilken trekammer-fotoreaktoren 100 via tilførselsledningen 401 får tilført det medium som skal bestråles. Koblingen skjer herved ved hjelp av kjente mekaniske,elektriske, hydrauliske eller pneumatiske innretninger, e.l. I overensstemmelse med det tilførte volum av medium som skal bestråles, blir nå bestrålt medium fortrengt ut av bestrålingskretsløpsysternet gjennom den åpnede avtappingsventil 408. Da det tilførte medium allerede før innstrømning i trekammer-fotoreaktoren 100 fortynnes på grunn av det i tilbakeløpet strømmende, allerede steriliserte medium, passerer nå et medium med lavere inngangskimeantall fotoreaktoren, hvilket resulterer i et lavere sluttkimeantall. Derved må

det tas i betraktning at det ved tilbakeføringen foretas fornyet bestråling av allerede høyrenset materiale, idet dette er blandet med tidligere ubestrålt materiale, hvilket samlet fører til en endring av virkningsgraden. Ved denne funks jons - måte må det derfor innstilles et lavere gjennomstrømningsvolum pr. tidsenhet enn ved drift uten tilbakeløp, og denne reduksjon retter seg også etter tilbakeløpsforholdet.

For å drive tilbakeløpsbestråling med større virkning blir imidlertid det medium som skal steriliseres mer hensiktsmessig matet og ført igjennom innretningen diskontinuerlig og i mindre mengde. Dette skjer ved chargevis fortrengning av en stor del av reaktorinnholdet under samtidig stillstand av tilbakeløpsdriften, etterfulgt av en periode med bestråling i kretsløp, som, avhengig av de ønskede doser, kan omfatte flerdobbelt sirkulasjon av reaktorvolumet. For dette formål er det i tilbakeløpet 407 anordnet en ytterligere, styrt ventil 412

(se fig. 13A) som ved hjelp av en av de ovennevnte innretninger er koblet synkront i motfase med avtappingsventilen 40 8 hhv.

tilførselsventilen 402. De to sistnevnte, sammenkoblede ventiler forblir åpne inntil den bestemte mengde av det ubestrålte medium har fylt fotoreaktoren og det bestrålte medium har forlatt denne. Etter lukning av ventilene blir ventilen 412 i tilbakeløpet 407 åpnet og bestrålingen i kretsløp inntil neste matningsperiode foretatt. Kontinuerlig avtapping av det steriliserte medium kan oppnås ved at avtappingsventilen 408 er tilsluttet en mellombeholder med nivåregulering og et med en gjennomstrømnings-begrensningsinnretning forsynt avtappingssted.

Aller enklest kan den diskontinuerlige tilførsel av mediet gjennomføres ved hjelp av en styrt doseringspumpe, hvis doseringsporsjoner må være litt mindre enn reaktorvolumet. Den ytterligere, styrte ventil 412 i tilbakeløpet 407 er derved ved hjelp av en av de ovennevnte innretninger tilkoblet doserings-pumpen synkront i motfase, således at tilførselen av medium bare skjer ved lukket tilbakeløpsanordning 40 7. Avtappingsventilen 408 og tilførselsventilen 402 kan da bortfalle. Nivå-reguleringen for den ovennevnte, kontinuerlige avtappings-innretning med mellombeholder kan også ved endret behov innenfor apparaturens ytelsesgrenser benyttes til å variere doseringsperioden og dermed gjennomsnittet av det gjennomstrømmede volum pr. tidsenhet. På denne måte er det mulig å oppnå ønskede doseøkninger under fullstendig bibehold av funksjonen av en bestemt fotoreaktor.

Under rensning og desinfeksjon ved hjelp av bestråling med ultraviolette stråler ifølge den beskrevne fremgangsmåte for sirkulasjonsbestråling anbefales det å drive flerkammer-fotoreaktoren således at mediet sist gjennomstrømmer det bestrålingskammer som har det minste tverrsnitt og den høyeste bestrålingsstyrke.

Flerkammer-fotoreaktorer med den enkle type tilbake-løpsdrif t egner seg spesielt for vannsterilisasjon på skip. Fremgangsmåten med porsjonsvis tilbakeløpsbestråling er spesielt egnet for anvendelse av høye doser og dermed oppnåelse av de høyeste rensnings- og sterilisasjonsgrader.

Den nødvendige sikkerhet under oppnåelse av det ønskede bestrålingsresultat oppnås ved hjelp av gjennomstrømnings-styreinnretninger som sørger for at en bestemt, maksimalt tillatt gjennomstrømningshastighet for mediet i flerkammer-fotoreaktorene ifølge fig. 1-12 ikke kan overskrides. I det enkleste tilfelle er det som sikkerhetsorgan tilstrekkelig med en strømnings-strupeinnretning i tilførselsledningen til den aktuelle gjennomstrømningsreaktor. Ved vekslende inngangs-

trykk er det imidlertid å anbefale en innstillbar strømnings-strupeinnretning, f.eks. i form av en ventil, men fortrinnsvis anvendes her den sikrere gjennomstrømningsbegrensningsinnretning 12. Montasje av en sådan blir av sikkerhetsmessige grunner også foretatt når der anvendes en pumpe med innstillbar pumpeytelse, hvor pumpeytelsen kan innstilles umiddelbart og også overvåkes.

Den ovenfor beskrevne flerkammer-fotoreaktorer er forsynt med vanlige, kjente overvåkningsinnretninger av den innledningsvis nevnte type. Derved sikres at det ved reduksjon av bestrålingsstyrken under en på forhånd bestemt, ønsket verdi utløses en alarm og at hele bestrålingsanlegget kobles ut.

Strålerinnretningenes strålingsstrøm avtar med tiden.

På grunn av den innledningsvis nevnte, eksponensielle avhengig-het av bestrålingsresultatet og dermed også av flerkammer-fotoreaktorens ytelse av bestrålingsstyrken, er det for optimal utnyttelse av den av strålingskilden emitterte stråling nød-vendig med en stadig tilpasning av gjennomstrømningshastig-

heten til den øyeblikkelige bestrålingsstyrke. For dette formål er en matepumpe 450 med innstillbar pumpeytelse på innløps-siden tilsluttet til en gjennomstrømningsreaktor 101, 201 eller 301, og dens pumpeytelse blir innstilt ved hjelp av en styreanordning, av hvilken det på fig. 15 er vist et blokkoblings-diagram, i overensstemmelse med den til enhver tid herskende bestrålingsstyrke. Styreanordningen består av en med pumpemotoren 451 forbundet tachogenerator 452 og en strålings-ømfindtlig detektor 453, som via en avledningsmotstand 4 56 er forbundet med jord og er anbragt på en gjennomstrømningsreaktors 101 hhv. 202 tubus 121, 221 eller på gjennomstrømningsreaktorens 301 (med en egnet gjennomføring) innerrør 302, og hvis utgangs-signal tilføres en forsterker 454. Utgangssignalene fra tacho-generatoren 452 og forsterkeren 454 er innbyrdes motkoblet på inngangen av en effektforsterker 455, og den på utgangen fra effektforsterkeren 455 herskende, forsterkede differanse-spenning tjener til strømforsyning av pumpemotoren 451. På

denne måte blir pumpeytelsen for pumpen 450 tilpasset den til enhver tid herskende bestrålingsstyrke ved hjelp av en av i handelen tilgjengelig byggedeler oppbygget styreanordning.

I de ovenfor beskrevne flerkammer-fotoreaktorer 100, 200, 300 er bestrålingskamrene koblet etter hverandre med hensyn på gjennomstrømningsretningen. Denne kobling har sine spesielle fordeler på grunn av bedre blanding og gjennomstrøm-ning av mediet gjennom samtlige bestrålingskamre av fotoreaktoren. I spesielle tilfeller kan imidlertid en parallellkobling av bestrålingskamrene være fordelaktig, f.eks.-når medier med høye transmisjonsfaktorer skal behandles.

Gjennomstrømningsreaktorer av den type som er vist på fig. 11 og 12 kan lett modifiseres slik at bestrålingskamtene^ 209 og 211 hhv. 309 og 311 som på fig. 16 hhv. 17 er egnet for parallell gjennomstrømning. Den modifiserte utførelse av tokammer-fotoreaktoren 200 består av en gjennomstrømnings-reaktor 501 som omgir en strålingskilde 24 for ultraviolette stråler og i det vesentlige inneholder to bestrålingskamre

509 og 511, som hvert er forsynt med innløps- og utløpstil-koblinger. Fig. 16 viser et lengdesnitt gjennom en halvdel av gjennomstrømningsreaktoren 501, hvis annen halvdel er meget lik og speilvendt i forhold til den første.

Gjennomstrømningsreaktoren 501 består av en yttermantel 202A, som skiller seg fra yttermantelen 202 for gjennomstrøm-ningsreaktoren 201 ved at der er anordnet et ytterligere par overfor hverandre liggende tilkoblingsstusser 224 nær den annen, på fig. 16 ikke viste ringflens 212. Det er imidlertid bare anordnet én inspeksjonsåpning 220 i hvilken det er innsatt en tubus 221 med en ringflens 222 og et deksel 223.

Ved begge ender er gjennomstrømningsreaktoren 501 lukket ved hjelp av identisk utformede lukkedeler 50 3 med en mellomflensdel 504, til hvilken lukkedelene 503 er festet f.eks. ved hjelp av skruebolter 506 som strekker seg gjennom lukkedelenes 503 flenser 516. Mellomflensdelene 504 har med Loringer 217 forsynte flenser 21.6, hvilke boringer neer omkretsen er .fordelt over flensen 216. Yttermantelen 202 og mellomflensdelene 504 er innbyrdes tettende fast forbundet ved hjelp av bolter 218, som strekker seg gjennom boringene 213, 217 og er sikret ved hjelp av muttere 219, idet det i ringformede utsparinger 214 er anordnet tetningsringer 215.

Lukkedelene 503 er vanligvis oppbygget ringformet og strekker seg aksialt fra en ytre ende, som er trangt tilpasset den utvendige diameter av beskyttelsesrøret 205, til en indre ende, som er trangt tilpasset den utvendige diameter av kvarts-glassrøret 207. I den ytre ende befinner der seg en motboring 526, i hvilken det er innsatt, en pakkbokspakning 127, som ved hjelp av bolter 533 er festet til flenslignende partier og tjener til tettende å fastholde beskyttelsesrøret 205. I et mellomparti mellom de aksiale ender er lukkedelenes 503 aksialt forløpende partier utvidet for å oppta kvartsglassrøret 207.

To diametralt overfor hverandre liggende tilkoblingsstusser

524 er anordnet i det utvidede aksialt forløpende parti for å

føre det medium som skal bestråles inn i det indre av bestrålingskammeret 509. Nær tilkoblingsstussen 524 er det på innerveggen av det utvidede aksiale parti utformet en skulder 552, mot hvilken der ligger an en hullplate 554 som er sikret ved hjelp av en sikringsring 553. Den aksialt forløpende indre ende av lukkedelen 503 strekker seg forbi flensen 516 og dens formål skal forklares senere.

Hver mellomflensdel 504 er likeledes vanligvis ringformet og består av en flensdel og en aksialt forløpende del 537 hvis innvendige diameter er trangt tilpasset den utvendige diameter av kvartsglassrøret 207. Den aksialt forløpende del 537 er forsynt med en motboring 536 som strekker seg over en så stor lengde at den aksialt forløpende indre ende av lukkedelen 503 og en pakkbokspakning bestående av to tetningsringer 538, 540 og en føringshylse 539 kan opptas i denne. Denne anordning tjener sammen med flensen 516 av lukkedelen 503, som ved hjelp av skruebolter 506 er festet til mellomflensdelens 504 flens, til tettende fastholdelse av kvartsglassrøret 20 7 i likhet med den måte beskyttelsesrøret 205 fastholdes på ved hjelp av pakkbokspakningen 127. Enden av den aksialt forløpende del 537 er innad avfaset for å lette sentrert innføring av kvartsglassrøret 20 7 under sammenbygning av gjennomstrømningsreaktoren 501. De avfasede ender av de aksialt forløpende deler 537. av mellomflensdelene 504 strekker seg ikke til inn i området for tilkoblingsstussene 224 for å sikre at mediumstrømmen gjennom det ytre bestrålingskammer 511 ikke forhindres. Nær den annen side av tilkoblingsstussene 224 er det på yttermantelens 202A innervegg utformet en ringskulder 251, mot hvilken det ligger an en hullplate 254 som er fastholdt ved hjelp av en sikringsring 253.

Gjennomstrømningsreaktorens 501 deler er fremstilt av samme materiale som de tilsvarende deler av gjennomstrømnings-reaktoren 201.

Fig. 17 viser et lengdesnitt gjennom en halvdel av en gjennomstrømningsreaktor 301A, som anvendes i forbindelse med en ytre strålingskilde. De to halvdeler av gjennomstrømnings-reaktoren 301A er i det vesentlige innbyrdes speilvendte og i sin oppbygning identiske med den del av gjennomstrømnings-reaktoren 301 som på fig. 12 er vist over bruddlinjen. En nærmere beskrivelse er derfor unødvendig, bortsett fra at det kan nevnes at der er anordnet to diametralt overfor hverandre liggende par av tilkoblingsstusser 324, som danner tilkoblinger for innløpet og utløpet av bestrålingskammeret 311, mens den midtre tilkoblingsstuss 329 danner innløpet og utløpet av bestrålingskammeret 309.

Sådanne gjennomstrømningsreaktorer anvendes i forbindelse med anlegg for omvendt osmose, som benyttes innen tallrike områder for fremstilling av rent vann, f.eks. for drikkvannsfremstilling fra havvann, for spesielformål ved klinikker, elektronikklaboratorier og farmasøytiske bedrifter, såvel som innen næringsmiddelindustrien. For den omvendte osmose er det vanlig å anvende forskjellige typer membraner, ofte fremstilt på basis av organiske materialer, som har tendens til å bli begrodd med mikro-organismer, hvorved den driftsmessige stand av anleggene og den hygieniske kvalitet av det fremstilte vann risikerer å bli forringet. Av sikkerhetsmessige grunner blir en UV-sterilisasjonsinnretning etterkoblet omvendt osmose-anlegget. Hensiktsmessig blir imidlertid allerede det i omvendt osmose-anlegget innførte medium underkastet en UV-sterilisasjon for således allerede på forhånd å minimalisere mikro-organisme-angrepet på membranene. Her utgjør tokammer-fotoreaktoren med parallelt koblede bestrålingskamre en spesielt gunstig teknisk løsning, for ved hjelp av en gjennomstrømningsreaktor og en strålingskilde å sterilisere såvel utgangsmediet som produkt-vannet.

For å øke den fotokjemiske virkningsgrad av rensningen hhv. steriliseringen er det å anbefale å utforme i det minste ett av de parallellkoblede bestrålingssystemer som en flerkammer-fotoreaktor med seriekobling.

Claims

1. Fremgangsmåte for rensing, især sterilisering og desinfeksjon, av strømbare medier, hvor en på forhånd bestemt minstedose med ultrafiolette stråler opprettholdes, idet mediet transporteres med en bestemt strømningshastighet gjennom en gjennomstrømningsreaktor som med minst én skillevegg er oppdelt i minst to strålingskamre anordnet vinkelrett stående og etter hverandre i forhold til strålingsretningen fra strålingskilden, og hvor de ultrafiolette stråler kan trenge gjennom skilleveggen, idet mediet absorberer en bestemt andel av den ultrafiolette stråling i alle strålingskamre og i strålingskammeret umiddelbart nær strålingskilden absorberer en del av den ultrafiolette stråling som trenger inn i gjen-nomstrømningsreaktoren, karakterisert ved fortløpende å transportere mediet gjennom gjennomstrømnings-reaktorens (2, 41, 101, 171, 201, 301, 501) strålingskamre (8, 9, 23, 39, 49, 109, 110, 111, 209, 211, 309, 311, 509,

511) på en slik måte at mediet i alle kamre (8,...511) til sammen ikke absorberer mer enn (l-0,5<n>) • 100%, av den stråling som trenger inn i gjennomstrømningsreaktoren (2, ...501), eventuelt ved tilførsel av et oksydasjonsmiddel, hvor n er antall kamre.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mediet tilføres oksydasjonsmidlet før bestråling.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1-2, karakterisert ved at mediet tilføres oksydasjonsmidlet under bestrålingen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at en delstrøm av det bestrålte medium til-bakeføres etter gjennomstrømning i gjennomstrømningsrekatoren (41, 101, 201, 301) .

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at mediet transporteres parallelt gjennom gjennomstrømningsreaktorens (2,...301) strålingskamre (8,...

311) .

6. Innretning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-5, omfattende en strålingskilde med minst en strålings-innretning som emitterer ultrafiolette stråler i bølgelengde-området 240 til 320 nm, en gjennomstrømningsreaktor som er oppdelt i minst to strålingskamre ved hjelp av minst en for ultrafiolett stråling gjennomtrengelig skillevegg og med en tilførselsledning og en avløpsledning for det medium som skal bestråles idet strålingskamrene er anordnet etter hverandre i forhold til den av strålingskildens bestemte gjennom-strålingsretning, og en gjennomstrømningsstyreinnretning for innstilling av en bestemt gjennomstrømning for å opprettholde en på forhånd bestemt minstedose av den ultrafiolette stråling, karakterisert ved at gjennomstrøm-ningsreaktorens (2,...501) totale lagtykkelse er slik dimen-sjonert på grunnlag av antall strålingskamre (8,...511) og gjennomtrengeligheten for ultrafiolett stråling gjennom mediet, at mediets totale absorpsjon maksimalt ligger i området (1-0,5<n>) • 100%, av den stråling som trenger inn i gjennom-strømningsreaktoren, hvor n er antall kamre.

7. Innregning ifølge krav 6, karakterisert ved at lagtykkelsen i strålingskamrene (8, 39, 49, 109, 209, 311, 509) nærmest strålingskilden utføres slik at absorpsjonen av den ultrafiolette stråling ikke utgjør mer enn 50% av den stråling som trenger inn i gjennomstrømnings-reaktoren (2,...501).

8. Innretning ifølge krav 6-7, med en strålingskilde med flere strålingsinnretninger og en gjennomstrømningsreak-tor med flere strålingskamre, hver tilordnet en strålings-innretning, karakterisert ved at hver strå-lingsinnretning (24) lik en neddykkbar lampe innlukket i et omgivende rør (24, 45), er omgitt av minst et kvartsglassrør (35, 52, 55) og at strålingsinnretningene (24) er innsatt i en felles beholder (21), at det omgivende rør (25, 45) og kvartsglassrøret (35, 55) begrenser minst ett indre strålingskammer (39, 49) og at de indre strålingskamre (39, 49) hver kommuniserer med beholderens indre og sammen inten er tilkoblet gjennomstrømningsreaktoren (41), tilførselsledningens (91) inntak eller avløpsledningens (37, 57, 90) uttak.

9. Innretning ifølge krav 6-8, hvor strålingskilden og gjennomstrømningsreaktoren er anordnet ringformet i forhold til hverandre, karakterisert ved at gjen-nomstrømningsreaktoren (101, 201, 301) består av to med tilslutningsinnretninger forsynte lukkedeler (103, 104, 173, 174, 203, 204, 303, 304, 303A, 503), som avgrenser forsiden av strålingskamrene (109, 110, 111, 209, 211, 309, 311) og av mellom lukkedelen (103, 104, 173, 203, 204, 303, 304, 303A,

503) og på disse anbragte rørstykker (102, 105, 106, 107,

172, 202, 204, 207, 302, 205) med forskjellig diameter, som er anordnet koaksialt i hverandre og som avgrenser strålingskamrene (109, 110, 111, 209, 211, 309, 311, 509, 511) i lengde-retningen.

10. Innretning ifølge krav 9, karakterisert ved at et fra strålingskilden (24) vendende strålingskammer (111, 211, 309, 509) har en sjikttykkelse som er minst dobbelt så stor som sjikttykkelsen i det til strålingskilden (24) umiddelbart tilstøtende strålingskammer (109, 209, 311, 511).

11. Innretning ifølge krav 8-10, karakterisert ved at gjennomstrømningsreaktoren (41, 101,

201, 301) på utløpssiden har en strømdeler (403, 420), hvis ene utløp (423) er forbundet med en tappeledning (405) og hvis andre utløp (422) er forbundet med gjennomstrømningsreak-torens (41, 101, 201, 301) innløp (91) via en returmatepumpe (409) og en tilbakeslagsventil (410) .

12. Innretning ifølge krav 6-12, karakterisert ved at strålingskilden (6, 24) utgjøres av minst en antimontilsatt xenon høytrykkslampe innrettet til sterk emisjon av stråler med bølgelengde i området 260 til 280 nm.

13. Innretning ifølge krav 12, karakterisert ved at strålingskilden har minst én kvikksølv-damp-lampe.