SE0850107A1 - Method and apparatus for treating liquids - Google Patents

Method and apparatus for treating liquids

Info

Publication number
SE0850107A1
SE0850107A1 SE0850107A SE0850107A SE0850107A1 SE 0850107 A1 SE0850107 A1 SE 0850107A1 SE 0850107 A SE0850107 A SE 0850107A SE 0850107 A SE0850107 A SE 0850107A SE 0850107 A1 SE0850107 A1 SE 0850107A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
plates
power source
catalysts
stack
range
Prior art date
Application number
SE0850107A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE533527C2 (en
Inventor
David Stenman
Haidong Liao
Original Assignee
Wallenius Water Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wallenius Water Ab filed Critical Wallenius Water Ab
Priority to SE0850107A priority Critical patent/SE533527C2/en
Priority to EP09829412.7A priority patent/EP2356078A4/en
Priority to KR1020117014947A priority patent/KR20110105786A/en
Priority to CN2009801556267A priority patent/CN102300816A/en
Priority to PCT/SE2009/051345 priority patent/WO2010062253A1/en
Publication of SE0850107A1 publication Critical patent/SE0850107A1/en
Publication of SE533527C2 publication Critical patent/SE533527C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • C02F1/325Irradiation devices or lamp constructions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/30Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
    • C02F1/32Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/467Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
    • C02F1/4672Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/725Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • C02F1/78Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/008Originating from marine vessels, ships and boats, e.g. bilge water or ballast water
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/32Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/322Lamp arrangement
    • C02F2201/3228Units having reflectors, e.g. coatings, baffles, plates, mirrors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/32Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/328Having flow diverters (baffles)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4616Power supply
    • C02F2201/4617DC only
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/04Disinfection
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/02Specific form of oxidant
    • C02F2305/023Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2305/00Use of specific compounds during water treatment
    • C02F2305/10Photocatalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

15 20 25 30 desinficering och sterilisering av artiklar. Med dess oxiderande effekt verkar ozon snabbt på vissa oorganiska och organiska substanser. Disinfection and sterilization of articles. With its oxidizing effect, ozone acts quickly on certain inorganic and organic substances.

En annan metod är att bestråla det skapade ozonet med UV-ljus med vissa våglängder för att bryta ned ozonet och skapa radikaler, vilka är aggressivare än ozon. En sådan metod beskrivs i EP 0 800 407, i vilken mediet som skall behandlas införs i någon form av inneslutning. I inneslutningen exponeras mediet for UV-strålning med en spektral fördelning inom området 130 - 400 nm. våglängderna under 200 i synnerhet, konverterar syret i mediet till ozonmolekyler (03). Ozonmolekylerna som format bryts samtidigt ner av strålning inom det ovanstående våglängdsområdet, i synnerhet våglängder - 400 nm. Samtidigt, det 03 som formas bryts ner for att forma atomärt syre.Another method is to irradiate the created ozone with UV light with certain wavelengths to break down the ozone and create radicals, which are more aggressive than ozone. Such a method is described in EP 0 800 407, in which the medium to be treated is introduced into some form of inclusion. In the enclosure, the medium is exposed to UV radiation with a spectral distribution in the range 130 - 400 nm. wavelengths below 200 in particular, the oxygen in the medium converts to ozone molecules (03). The ozone molecules that are formed are simultaneously decomposed by radiation within the above wavelength range, in particular wavelengths - 400 nm. At the same time, the 03 that is formed is broken down to form atomic oxygen.

För att öka effektiviteten under alstringen av fria radikaler, i synnerhet HO' radikaler, utnyttjas katalysatorer, anordnade i zonen där ozonet bryts ner till fria radikaler.To increase the efficiency during the generation of free radicals, in particular HO 'radicals, catalysts are used, arranged in the zone where the ozone is broken down into free radicals.

En utveckling av den ovan nämnda metoden som utnyttjar radikaler beskrivs i dokumentet PCT/SE2007/050676, av samma sökande som för föreliggande ansökan. Det beskriver en vätskebehandlingsinneslutning eller - reaktor som har ett inlopp och ett utlopp. lnuti reaktorn är ett antal långsträckta UV- genererande organ anordnade huvudsakligen vinkelrätt mot vätskeflödet genom reaktorn. Ett antal katalytiska plattor är också anordnade i staplar inuti reaktorn och huvudsakligen parallellt med vätskeflödet. De långsträckta UV-genererande organen löper genom staplarna med katalysatorer. Placeringen av katalysatorerna och de UV-genererande organen ger en mycket genomgående mixning av vätskan och en mycket god exponering av organismer i vätskan till radikalerna som formas nära katalysatorerna. Totalt erhålles en mycket genomgående och komplett behandling av hela vätskevolymen som passerar genom reaktorn. 10 15 20 25 30 Den ovan beskrivna designen med travar med plattor kan erbjuda ytterligare behandlingsegenskaper som utgör särdrag hos föreliggande uppfinning.A development of the above-mentioned method which utilizes radicals is described in the document PCT / SE2007 / 050676, by the same applicant as for the present application. It describes a liquid treatment enclosure or reactor having an inlet and an outlet. Inside the reactor, a number of elongate UV generating means are arranged substantially perpendicular to the liquid flow through the reactor. A number of catalytic plates are also arranged in stacks inside the reactor and substantially parallel to the liquid flow. The elongate UV generating means run through the stacks of catalysts. The placement of the catalysts and the UV-generating means provides a very consistent mixing of the liquid and a very good exposure of organisms in the liquid to the radicals formed near the catalysts. In total, a very thorough and complete treatment of the entire volume of liquid passing through the reactor is obtained. The above-described design with stacks of tiles can offer additional treatment properties which are features of the present invention.

KORT BESKRIVNING AV UPPFlNNlNGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att ytterligare förbättra behandlingsmöjligheterna och - egenskaperna hos fotokatalytisk rening.BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION The object of the present invention is to further improve the treatment possibilities and properties of photocatalytic purification.

Detta ändamål uppnås med särdragen hos de oberoende patentkraven.This object is achieved with the features of the independent claims.

Föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning återfinns i underkraven.Preferred embodiments of the present invention are found in the subclaims.

Enligt en huvudaspekt av uppfinningen kännetecknas denna av en anordning för behandling av vatten innefattande en inneslutning som har UV-strålande organ och katalysatorer innefattande ett antal plattor anordnade i staplar med ett visst avstånd mellan dem och huvudsakligen parallella med varandra, kännetecknad av att den vidare innefattar en elektrisk likströmskälla anslutningsbar till nämnda katalysatorer så att varannan platta i stapeln är kopplad till plussidan hos kraftkällan och att varannan platta i stapeln är ansluten till minussidan hos kraftkällan.According to a main aspect of the invention, it is characterized by a device for treating water comprising an enclosure having UV-radiating means and catalysts comprising a number of plates arranged in stacks with a certain distance between them and substantially parallel to each other, characterized in that it further comprises an electric direct current source connectable to said catalysts so that every second plate in the stack is connected to the plus side of the power source and that every other plate in the stack is connected to the minus side of the power source.

Enligt en ytterligare aspekt av uppfinningen är likströmskällan istånd att avge en spänning i området -5 - +5.According to a further aspect of the invention, the direct current source is capable of emitting a voltage in the range -5 - +5.

Enligt ännu en aspekt av uppfinningen är likströmskällan istånd att avge en ström l området 1 mA - 1A.According to another aspect of the invention, the direct current source is capable of emitting a current in the range 1 mA - 1A.

Enligt ytterligare en aspekt av uppfinningen innefattar katalysatorerna metall, metalloxider eller bägge såsom ädelmetaller, aluminiumoxid, titanoxid, kiseloxid och blandningar av dessa.According to a further aspect of the invention, the catalysts comprise metal, metal oxides or both such as noble metals, alumina, titanium oxide, silica and mixtures thereof.

Enligt en vidare aspekt av uppfinningen innefattar nämnda UV-genererande organ UV-lampor, att nämnda UV-lampor är anordnade i långsträckta UV- 10 15 20 25 30 genomsläppliga rör och att nämnda rör är anordnade huvudsakligen vinkelrätt mot vätskans flödesriktning.According to a further aspect of the invention, said UV-generating means comprises UV lamps, that said UV lamps are arranged in elongate UV-permeable tubes and that said tubes are arranged substantially perpendicular to the flow direction of the liquid.

Föreliggande uppfinning har ett antal fördelarjämfört med de kända anordningarna i detta tekniska område.The present invention has a number of advantages over the known devices in this technical field.

Genom att pålägga en spänning mellan två angränsande katalytiska plattor förväntas ett antal positiva effekter: ökning av genereringen av radikaler i behandlingsprocessen; ökning av den fotokatalytiska förmågan hos katalysatorerna i det att det spektrala intervallet hos ljus som kan ge fotokatalys ökas; att möjliggöra att negativt eller positivt ytladdade organismer stannar under längre perioder angränsande till de laddade katalytiska ytorna för att förbättra processen; att ändra ytladdningen (z-potentialen) hos fotokatalysatorerna för att ändra kemin hos ytorna; ändra halvledaregenskaperna i olika riktningar hos fotokatalysatorerna. Även egenskaperna hos processen förbättras in situ för: aktiveringen av ozon till reaktiva radikaler, konvertering av den ozonida anjonen (Og ) till ozon, konvertering av ozon till den ozonida anjonen (03- ), - konvertering av superoxid (02- ) till syre (02 ), - konvertering av syre (02) till superoxid (Og ), - konvertering av superoxid (Og ) till hydroperoxid (Of (+2H+ -> H2O2)), - konvertering av H20; till hydroxylradikaler, - konvertering av H2O2 to superoxid, - nedbrytning av hydroperoxider (ROOH), - nedbrytning av organiska peroxider (R1OOR2).By applying a voltage between two adjacent catalytic plates, a number of positive effects are expected: increasing the generation of radicals in the treatment process; increasing the photocatalytic capacity of the catalysts by increasing the spectral range of light capable of giving photocatalysis; enabling negatively or positively surface charged organisms to remain adjacent to the charged catalytic surfaces for extended periods of time to improve the process; changing the surface charge (z-potential) of the photocatalysts to change the chemistry of the surfaces; change the semiconductor properties in different directions of the photocatalysts. The properties of the process are also improved in situ for: the activation of ozone to reactive radicals, conversion of the ozonide anion (Og) to ozone, conversion of ozone to the ozonide anion (03-), - conversion of superoxide (02-) to oxygen ( 02), - conversion of oxygen (02) to superoxide (Og), - conversion of superoxide (Og) to hydroperoxide (Of (+ 2H + -> H2O2)), - conversion of H2O; to hydroxyl radicals, - conversion of H2O2 to superoxide, - decomposition of hydroperoxides (ROOH), - decomposition of organic peroxides (R1OOR2).

Vidare, eftersom åtminstone delar av de inre ytorna är anordnade med reflektionsökande organ används UV-strålningen som avges från de UV- stràlningsgenererande organen till en mycket högre grad än om en del av UV- 10 15 20 25 30 strålningen absorberas, vilket således leder till en effektivare behandlingsprocess. Dessutom minskas den energi som krävs. lnnerytorna kan vara täckta av lämpliga material som har reflektionshöjande egenskaper. Företrädesvis har materialen även egenskaper att motstå de tuffa förhållandena inuti behandlingsenheten och de aggressiva effekterna från vätskan som skall behandlas. Materialen skall även vara effektiva mot beläggning, vilket annars skulle reducera reflektionseffekten under användning.Furthermore, since at least parts of the inner surfaces are provided with reflection enhancing means, the UV radiation emitted from the UV radiation generating means is used to a much greater extent than if some of the UV radiation is absorbed, which thus leads to a more efficient treatment process. In addition, the energy required is reduced. The inner surfaces may be covered with suitable materials which have reflection-enhancing properties. Preferably, the materials also have properties to withstand the harsh conditions inside the treatment unit and the aggressive effects of the liquid to be treated. The materials must also be effective against coating, which would otherwise reduce the reflection effect during use.

Dessa och andra aspekter på samt fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen och de tillhörande ritningsfigurerna.These and other aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawing figures.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGSFIGURERNA I den detaljerade beskrivningen kommer hänvisning att göras till de tillhörande ritningsfigurerna, varvid Fig. 1 som utnyttjar föreliggande uppfinning, schematiskt visar en tänkbar utföringsform av en behandlingsenhet Fig. 2 plattor som innefattas i föreliggande uppfinning, visar ett exempel på en utformning av en stapel av katalytiska Fig. 3 visar ett annat exempel på en utformning av katalytiska plattor, och Fig. 4 visar ännu ett exempel på en stapel med katalytiska plattor med en viss form.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING FIGURES In the detailed description reference will be made to the accompanying drawing figures, in which Fig. 1 utilizing the present invention schematically shows a possible embodiment of a treatment unit. Fig. 2 plates included in the present invention show an example of a design of a stack of catalytic Figs. 3 shows another example of a design of catalytic plates, and Fig. 4 shows yet another example of a stack of catalytic plates of a certain shape.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Enligt en utföringsform som visas i Fig. 1 innefattar en renare som kan använda föreliggande uppfinning ett hölje 20, i den visade utföringsformen som en huvudsakligen långsträckt inneslutning med ett rektangulärt tvärsnitt och med 10 15 20 25 30 in- och utlopp 22, 24 vid vardera änden av inneslutningen. När vatten flödar i inneslutningen kommer det att flöda i den långsträckta inneslutningens riktning mellan inloppet och utloppet. I inneslutningen är ett antal UV-strålande ljuskällor 26 anordnade i långsträckta rör av kvartsglas 28, vilka sträcker sig mellan de motstående väggarna hos inneslutningen. Ljuskällorna är anslutna till lämplig kraftkälla. De UV-strålande ljuskällorna väljs så att de avger våglängder i området 130 - 400 nm för att konvertera syre i mediet till ozonmolekyler (03) och för att nedbryta ozonmolekylerna.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION According to an embodiment shown in Fig. 1, a cleaner which can use the present invention comprises a housing 20, in the embodiment shown as a substantially elongate enclosure with a rectangular cross-section and with inlet and outlet 22 , 24 at each end of the enclosure. When water flows in the enclosure, it will flow in the direction of the elongate enclosure between the inlet and the outlet. In the enclosure, a number of UV-emitting light sources 26 are arranged in elongate tubes of quartz glass 28, which extend between the opposite walls of the enclosure. The light sources are connected to a suitable power source. The UV-emitting light sources are selected so that they emit wavelengths in the range 130 - 400 nm to convert oxygen in the medium to ozone molecules (03) and to degrade the ozone molecules.

Vidare är ett antal plattor 30, åtminstone två, anordnade i inneslutningen, vilkas utsträckning huvudsakligen sammanfaller med flödesriktningen och således vinkelrätt mot lampornas utsträckning. Plattorna är anordnade i staplar med ett visst avstånd mellan dem. Plattorna verkar som katalysatorer för behandlingsprocessen, vilket således kraftigt ökar mängden framställda radikaler. Plattorna är således gjorda av ett material med katalytiska egenskaper för att öka antalet radikaler som produceras i de reaktiva zonerna.Furthermore, a number of plates 30, at least two, are arranged in the enclosure, the extent of which substantially coincides with the direction of flow and thus perpendicular to the extent of the lamps. The plates are arranged in stacks with a certain distance between them. The plates act as catalysts for the treatment process, thus greatly increasing the amount of radicals produced. The plates are thus made of a material with catalytic properties to increase the number of radicals produced in the reactive zones.

Materialet kan inkludera metall och/eller metalloxider såsom ädelmetaller, aluminiumoxid, titanoxid, kiseloxid och blandningar av dessa.The material may include metal and / or metal oxides such as precious metals, alumina, titanium oxide, silica and mixtures thereof.

Enligt föreliggande uppfinning är plattorna i staplarna anslutna till en likspänningskälla 36 så att varannan platta i en stapel är ansluten till den positiva anslutningen hos kraftkällan och att varannan platta är ansluten till den negativa anslutningen hos kraftkällan, Fig. 2. En lämplig spänning pålägges, vilken kan vara i området -5 - +5 V och med en stabil ström, som kan vara i området 1 mA - 1A.According to the present invention, the plates in the stacks are connected to a direct voltage source 36 so that every second plate in a stack is connected to the positive connection of the power source and that every other plate is connected to the negative connection of the power source, Fig. 2. A suitable voltage is applied, which can be in the range -5 - +5 V and with a stable current, which can be in the range 1 mA - 1A.

Med detta arrangemang erhålles ett antal positiva effekter. Påförandet av spänningen på plattorna ändrar responsen för ljus hos katalysatorplattornas ytor och därigenom effektiviteten hos plattorna för att skapa radikaler eller andra kemiska komponenter genom fotokatalys. Således breddas det spektrala intervallet hos ljuset som kan ge fotokatalys och effektiviteten i omformningen av ljusenergi till kemisk energi. Andra positiva effekter är masstransporten som 10 15 20 25 30 ger förbättrad selektivitet, att ha negativt eller positivt laddade organismer att stanna under längre perioder vid de laddade katalytiska ytorna för att förbättra processen och öka ytladdningen (z-potentialen) hos fotokatalysatorn för att ändra kemin i skiktet närmast det katalytiska ytorna.With this arrangement a number of positive effects are obtained. The application of the voltage to the plates alters the response of light to the surfaces of the catalyst plates and thereby the efficiency of the plates to create radicals or other chemical components by photocatalysis. Thus, the spectral range of the light that can provide photocatalysis and the efficiency in the conversion of light energy into chemical energy is broadened. Other positive effects are the mass transport which gives improved selectivity, to have negatively or positively charged organisms to stay for longer periods at the charged catalytic surfaces to improve the process and increase the surface charge (z-potential) of the photocatalyst to change the chemistry in the layer closest to the catalytic surfaces.

Antalet plattor och avståndet mellan dem väljs så att en optimering erhålls angående exempelvis transport av ljus från lamporna till de aktiva ytorna hos plattorna; transport av organismer i närheten av ytorna; och transport av fria radikaler från ytorna in i vätskevolymen.The number of plates and the distance between them are selected so that an optimization is obtained regarding, for example, the transport of light from the lamps to the active surfaces of the plates; transport of organisms in the vicinity of the surfaces; and transport of free radicals from the surfaces into the liquid volume.

Glasrören är anordnade huvudsakligen vinkelrätt mot flödesriktningen. I utföringsformen som visas i Fig. 2 är lamporna anordnade i två rader, men det kan även vara endast en rad eller fler än två rader beroende på energikraven.The glass tubes are arranged substantially perpendicular to the flow direction. In the embodiment shown in Fig. 2, the lamps are arranged in two rows, but it can also be only one row or more than two rows depending on the energy requirements.

De katalytiska plattorna är företrädesvis utformade att öka och/eller gynna turbulensen i de reaktiva zonerna samt utformade att öka ytområdet. Det finns ett antal olika utformningar, konfigureringar och kombinationer av dessa som kan användas. Enligt Fig. 4 är de katalytiska plattorna gjorda av sträckmetall vilket således skapar ett antal perforeringar eller hål 34 genom plattorna. En fördel med sträckmetall är att kanterna på hålen är skarpa, vilket således ökar turbulensen. Andra typer av utformningar kan vara stämpling, strukturpressning, korrugeringar och liknande. Det är också tänkbart att använda nät, vävda eller non-woventyger stängselnät och liknande. Dessa kan vidare vara av ett ljusgenomsläppligt material såsom kvartsglas, glasfiber eller andra material som har rätt egenskaper. Utformningen av ytorna hos plattorna och/eller strukturen hos plattorna tillförsäkrar att gränsskiktet blir mycket tunt, vilket annars skulle förhindra vätskeutbyte angränsande till de fotokatalytiska plattornas ytor, vilket skulle skapa döda zoner nära ytan där radikalerna är mest potenta. Andra sätt att minska gränsskiktet kan vara att öka råheten hos ytorna på katalysatorerna genom att exempelvis påföra kvartssand på ytorna. 10 15 20 25 30 Det finns ytterligare åtgärder som kan göras för att öka turbulensen och mixningen. Fig. 5 visar en utföringsform där, i motsats till Fig. 2, plattorna inte sträcker sig hela vägen genom inneslutningen utan är ”avbrutna”, vilket ger oavbrutna utrymmen 36 mellan staplarna med katalytiska plattor. Detta skapar turbulens i vätskan när den lämnar en stapel och ytterligare turbulens när den träffar nästföljande stapel så att en process, -> fotokatalys -> mixning -> fotokatalys -> mixning erhålles.The catalytic plates are preferably designed to increase and / or promote the turbulence in the reactive zones and are designed to increase the surface area. There are a number of different designs, configurations and combinations of these that can be used. According to Fig. 4, the catalytic plates are made of expanded metal, thus creating a number of perforations or holes 34 through the plates. An advantage of expanded metal is that the edges of the holes are sharp, which thus increases the turbulence. Other types of designs can be stamping, structural pressing, corrugations and the like. It is also conceivable to use nets, woven or non-woven fabrics, fencing nets and the like. These can furthermore be of a light-transmitting material such as quartz glass, glass fiber or other materials that have the right properties. The design of the surfaces of the plates and / or the structure of the plates ensures that the boundary layer becomes very thin, which would otherwise prevent liquid exchange adjacent to the surfaces of the photocatalytic plates, which would create dead zones near the surface where the radicals are most potent. Other ways of reducing the boundary layer can be to increase the roughness of the surfaces of the catalysts by, for example, applying quartz sand to the surfaces. 10 15 20 25 30 There are additional measures that can be taken to increase turbulence and mixing. Fig. 5 shows an embodiment where, in contrast to Fig. 2, the plates do not extend all the way through the enclosure but are "interrupted", which gives uninterrupted spaces 36 between the stacks of catalytic plates. This creates turbulence in the liquid when it leaves a stack and further turbulence when it hits the next stack so that a process, -> photocatalysis -> mixing -> photocatalysis -> mixing is obtained.

För att ytterligare öka turbulensen när en stapel lämnas kan plattorna ha en tvärsnittsutformning där framkanten hos varje platta, dvs. som vetter mot flödet, är skarp och där bakkanten är trubbig, Fig. 6.To further increase the turbulence when leaving a stack, the plates can have a cross-sectional design where the leading edge of each plate, i.e. facing the flow, is sharp and where the trailing edge is blunt, Fig. 6.

De inre ytorna av inneslutningen kan vara anordnade med reflektionshöjande organ. Antingen år valda delar av de inre ytorna anordnade med reflektionshöjande organ eller alla inre ytor. Det reflektionshöjande organet kan ge en ”återanvändning” av UV-ljuset som avges från lamporna. Detta ger effekten att det är en mycket bättre effekt i det att ljus som träffar det inre av behandlingsenheten reflekteras och fortsätter att behandla vätskan. Det är således inte någon absorption av ljus, varvid energin som krävs för UV- lamporna minskas.The inner surfaces of the enclosure may be provided with reflection enhancing means. Either selected parts of the inner surfaces are provided with reflection-enhancing means or all inner surfaces. The reflection enhancing means can provide a "reuse" of the UV light emitted from the lamps. This gives the effect that it is a much better effect in that light hitting the interior of the treatment unit is reflected and continues to process the liquid. There is thus no absorption of light, whereby the energy required for the UV lamps is reduced.

Det finns ett antal material som kan vara lämpliga som reflektionshöjande organ.There are a number of materials that may be suitable as reflection enhancing means.

En viktig faktor är att materialet måste kunna motstå de ganska aggressiva förhållanden inuti enheten, såsom rostmotstående egenskaper och liknande.An important factor is that the material must be able to withstand the rather aggressive conditions inside the unit, such as rust-resistant properties and the like.

Material som har visat sig framgångsrika är en del polymeriska material, och i synnerhet fluorplaster såsom polytetrafluoretylen (PTFE). PTFE har mycket höga reflektionsegenskaper och är således lämplig som ett reflektionshöjande material. Dessutom uppvisar PTFE mycket låga friktionskoefficienter och är även motståndskraftig mot aggressiva vätskor såsom havsvatten. Detta kommer att reducera eller till och med eliminera filmbildning och kommer även att reducera den hydrauliska friktionen genom behandlingsenheten. I detta 10 avseende skall det förstås att andra polymermaterial som uppvisar liknande egenskaper kan användas istället för PTFE. Polymermaterial är också mycket billigare än stål och andra metaller. Vidare kan polymermaterialet prepareras med katalytiskt material i exempelvis pulverform inblandat i polymeren, såsom exempelvis metaller och/eller metailloxider, såsom ädelmetaller, aluminiumoxid, titanoxid, kiseloxid och blandningar av dessa.Materials that have proven successful are some polymeric materials, and in particular fluoroplastics such as polytetrafluoroethylene (PTFE). PTFE has very high reflection properties and is thus suitable as a reflection-enhancing material. In addition, PTFE exhibits very low coefficients of friction and is also resistant to aggressive liquids such as seawater. This will reduce or even eliminate film formation and will also reduce the hydraulic friction through the treatment unit. In this regard, it is to be understood that other polymeric materials having similar properties may be used in place of PTFE. Polymer materials are also much cheaper than steel and other metals. Furthermore, the polymeric material can be prepared with catalytic material in, for example, powder form mixed into the polymer, such as, for example, metals and / or metal oxides, such as noble metals, alumina, titanium oxide, silica and mixtures thereof.

Det skall förstås att utföringsformerna hos uppfinningen beskriven ovan och visad i ritningsfigurerna skall betraktas endas som icke-begränsande exempel på uppfinningen och att denna kan modifieras på många sätt inom ramen för patentkraven.It is to be understood that the embodiments of the invention described above and shown in the drawing figures are to be considered only as non-limiting examples of the invention and that this may be modified in many ways within the scope of the claims.

Claims (19)

1. 0 15 20 25 30 101. 0 15 20 25 30 10 2. PATENTKRAV 1.2. CLAIMS 1. 3. Anordning för behandling av vatten, innefattande en inneslutning som har UV-strålande organ och katalysatorer som innefattar ett antal plattor anordnade i staplar med ett visst avstånd mellan dem och huvudsakligen parallella med varandra, kännetecknad att den vidare innefattar en elektrisk likströmskraftkälla anslutningsbar till nämnda katalysatorer så att varannan platta i stapeln är ansluten till plussidan hos kraftkällan och att varannan platta hos stapeln är ansluten till minussidan hos kraftkällan.Water treatment device, comprising an enclosure having UV-radiating means and catalysts comprising a number of plates arranged in stacks at a certain distance between them and substantially parallel to each other, characterized in that it further comprises a direct current electric power source connectable to said catalysts so that every other plate in the stack is connected to the plus side of the power source and that every other plate of the stack is connected to the minus side of the power source. 4. Anordning enligt krav 1, varvid likströmskraftkällan är istånd att avge en spänning i området -5 - +5.Device according to claim 1, wherein the direct current power source is capable of emitting a voltage in the range -5 - +5. 5. Anordning enligt krav 2, varvid likströmskällan är istånd att avge en ström i området 1 mA - 1 A.Device according to claim 2, wherein the direct current source is capable of emitting a current in the range 1 mA - 1 A. 6. Anordning enligt något av de föregående kraven, varvid den vidare är anordnad med turbulens- och blandningsgenererande organ.Device according to any one of the preceding claims, wherein it is further provided with turbulence and mixture generating means. 7. Anordning enligt krav 4, varvid katalysatorerna har turbulens- och blandningsgenererande organ valda från ett eller flera organ från gruppen bestående av perforeringar, hål, stansningar, strukturerade pressningar, korrugeringar och spår.The apparatus of claim 4, wherein the catalysts have turbulence and mixture generating means selected from one or more members of the group consisting of perforations, holes, punches, structured presses, corrugations and grooves. 8. Anordning enligt krav 1, varvid katalysatorplattorna är anordnade så at de UV-genererande organen går igenom katalysatorplattorna. _ Anordning enligt krav 1, varvid de UV-genererande organen utsänder ljus inom området 130 till ungefär 400 nm.The device of claim 1, wherein the catalyst plates are arranged so that the UV-generating means pass through the catalyst plates. The device of claim 1, wherein the UV generating means emits light in the range of 130 to about 400 nm. 9. Anordning enligt krav 7, varvid de UV-genererande organen utsänder ljus i åtminstone området 187 nm och 254 nm.The device of claim 7, wherein the UV generating means emits light in the range of at least 187 nm and 254 nm. 10. * 15 20 25 30 11 9. Anordning enligt något av de föregående kraven, varvid katalysatorerna innefattar metall, metalloxider eller bägge såsom ädelmetaller, aluminiumoxid, titanoxid, kiseloxid och blandningar av dessa. 10. Anordning enligt något av de tidigare kraven, varvid anordningen även innefattar UV-ljusreflekterande organ.A device according to any one of the preceding claims, wherein the catalysts comprise metal, metal oxides or both such as noble metals, alumina, titanium oxide, silica and mixtures thereof. Device according to any one of the preceding claims, wherein the device also comprises UV light-reflecting means. 11.Anordning enligt krav 10, varvid det UV-ljusreflekterande organet är gjort av PTFE.The device of claim 10, wherein the UV light reflecting means is made of PTFE. 12.Anordning enligt krav 10 eller 11, varvid det UV-ljusreflekterande organet vidare innefattar katalytiskt material.The device of claim 10 or 11, wherein the UV light reflecting means further comprises catalytic material. 13.Anordning enligt krav 1, varvid nämnda UV-genererande organ innefattar UV-lampor, att nämnda UV-lampor är anordnade i långsträckta UV- genomsläppliga rör och att nämnda rör är anordnade huvudsakligen vinkelrätt mot vätskans flödesriktning.Device according to claim 1, wherein said UV-generating means comprises UV lamps, that said UV lamps are arranged in elongate UV-permeable tubes and that said tubes are arranged substantially perpendicular to the flow direction of the liquid. 14.Anordning enligt krav 1, varvid lampor är anordnade genom nämnda staplar och varvid utsträckningen av nämnda plattor huvudsakligen sammanfaller med flödesriktningen.The device of claim 1, wherein lamps are provided through said bars and wherein the extent of said plates substantially coincides with the direction of flow. 15.Anordning enligt något av de föregående kraven, varvid det är ett antal lampor anordnade i nämnda inneslutning, att varje lampa är anordnad genom en stapel plattor och att det är ett avstånd mellan varje stapel, vilket möjliggör turbulens och blandning av vätskan när den kommer in i och lämnar nämnda staplar.Device according to any one of the preceding claims, wherein there are a number of lamps arranged in said enclosure, that each lamp is arranged through a stack of plates and that there is a distance between each stack, which enables turbulence and mixing of the liquid when it comes into and leaving said bars. 16.Anordning enligt krav 15, varvid nämnda plattor har en tvärsnittsutformning sådan att framkanterna är skarpa och bakkanterna är trubbiga. 12Device according to claim 15, wherein said plates have a cross-sectional design such that the leading edges are sharp and the trailing edges are blunt. 12 17. Metod för behandling av vatten, innefattande bestrålning av ballastvatten med ultraviolett ljus i närvaro av syre och katalysatorer för framställning av ozon och fria radikaler i reaktiva zoner, varvid katalysatorerna innefattar ett antal plattor anordnade i staplar med ett visst avstånd 5 mellan dem och huvudsakligen parallella med varandra, kännetecknad att den vidare innefattar en elektrisk likströmskraftkälla anslutningsbar till nämnda katalysatorer så att varannan platta i stapeln är ansluten till plussidan hos kraftkällan och att varannan platta hos stapeln är ansluten till minussidan hos kraftkällan. 10A method of treating water, comprising irradiating ballast water with ultraviolet light in the presence of oxygen and catalysts to produce ozone and free radicals in reactive zones, the catalysts comprising a number of plates arranged in stacks with a certain distance between them and substantially parallel to each other, characterized in that it further comprises an electric direct current power source connectable to said catalysts so that every second plate in the stack is connected to the plus side of the power source and that every other plate of the stack is connected to the minus side of the power source. 10 18. Metod enligt krav 17, varvid likströmskraftkällan är istånd att avge en spänning i området -5 - +5.The method of claim 17, wherein the DC power source is capable of emitting a voltage in the range -5 - +5. 19. Metod enligt krav 17 eller 18, varvid likströmskällan är istånd att avge en 15 ström i området 1 mA - 1A.A method according to claim 17 or 18, wherein the direct current source is capable of emitting a current in the range 1 mA - 1A.
SE0850107A 2008-11-28 2008-11-28 Method and apparatus for treating liquids SE533527C2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0850107A SE533527C2 (en) 2008-11-28 2008-11-28 Method and apparatus for treating liquids
EP09829412.7A EP2356078A4 (en) 2008-11-28 2009-11-27 Method and device for treating water by uv radiation
KR1020117014947A KR20110105786A (en) 2008-11-28 2009-11-27 Method and device for treating water by uv radiation
CN2009801556267A CN102300816A (en) 2008-11-28 2009-11-27 Method and device for treating water by uv radiation
PCT/SE2009/051345 WO2010062253A1 (en) 2008-11-28 2009-11-27 Method and device for treating water by uv radiation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0850107A SE533527C2 (en) 2008-11-28 2008-11-28 Method and apparatus for treating liquids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE0850107A1 true SE0850107A1 (en) 2010-05-29
SE533527C2 SE533527C2 (en) 2010-10-19

Family

ID=42225926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0850107A SE533527C2 (en) 2008-11-28 2008-11-28 Method and apparatus for treating liquids

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2356078A4 (en)
KR (1) KR20110105786A (en)
CN (1) CN102300816A (en)
SE (1) SE533527C2 (en)
WO (1) WO2010062253A1 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5395522A (en) * 1993-02-23 1995-03-07 Anatel Corporation Apparatus for removal of organic material from water
HK1069716A2 (en) * 2004-03-31 2005-05-27 Acumen Environmental Engineeri Enhanced photocatalytic system.
KR100465183B1 (en) * 2004-09-17 2005-01-13 (주)에코베이스 Purification apparatus using photo-catalyst and minute electric current for waste water
SE532898C2 (en) * 2006-09-25 2010-05-04 Alfawall Aktiebolag Method and apparatus for treating liquids
CN201148361Y (en) * 2007-12-25 2008-11-12 濮阳市东昊机械电子有限公司 Highly effective nano-sterilizing apparatus
JP2009219958A (en) * 2008-03-13 2009-10-01 Central Res Inst Of Electric Power Ind Oxidative decomposition method using photocatalyst and water purification apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010062253A1 (en) 2010-06-03
EP2356078A1 (en) 2011-08-17
CN102300816A (en) 2011-12-28
EP2356078A4 (en) 2013-10-16
KR20110105786A (en) 2011-09-27
SE533527C2 (en) 2010-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ghatak Advanced oxidation processes for the treatment of biorecalcitrant organics in wastewater
SE532898C2 (en) Method and apparatus for treating liquids
JP4758399B2 (en) Ultraviolet oxidation apparatus and ultraviolet oxidation method
CN101456605A (en) Organic wastewater advanced treatment apparatus by LED nano photocatalysis
WO2020082816A1 (en) Photo-catalytic oxidation device for organic waste gas
WO2006080216A1 (en) Surface emitting device
JP2007216188A (en) Photocatalytic reactor
Hayashi et al. Development of dispersed-type sonophotocatalytic process using piezoelectric effect caused by ultrasonic resonance
JP5074212B2 (en) Photoreactor
SE0850107A1 (en) Method and apparatus for treating liquids
KR100773300B1 (en) Exchange stimulator for water purifier
KR20060124864A (en) Underwater plasma discharging apparatus and discharging method using it
KR100833814B1 (en) Water purification device
KR101416067B1 (en) Apparatus for treating water using pulse UV and reactor that have UV reflector
JP2003103142A (en) Gas cleaning device
Leblebici et al. Photocatalytic reactors in environmental applications
CN206315679U (en) Photocatalyst reaction component
KR100465183B1 (en) Purification apparatus using photo-catalyst and minute electric current for waste water
JP2004154270A (en) Fluid cleaning device and method
US20130313105A1 (en) Method and Device for Treating Opaque Fluids with UV Radiation
KR20230171375A (en) Photocatalysts Based upon Stainless Steel Nanopore Mesh, and Method for Treating Contaminated Water Using the Same
CN106731808B (en) Photocatalyst reaction assembly and application method thereof
JP2016209819A (en) Purification device
Beltrán et al. UVA Photocatalytic Ozonation of Water Contaminants
JP2000271486A (en) Photocatalytic unit and device using the same