SE533527C2 - Method and apparatus for treating liquids - Google Patents
Method and apparatus for treating liquidsInfo
- Publication number
- SE533527C2 SE533527C2 SE0850107A SE0850107A SE533527C2 SE 533527 C2 SE533527 C2 SE 533527C2 SE 0850107 A SE0850107 A SE 0850107A SE 0850107 A SE0850107 A SE 0850107A SE 533527 C2 SE533527 C2 SE 533527C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- plates
- power source
- catalysts
- stack
- range
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 14
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- -1 ozonide anion Chemical class 0.000 description 5
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002432 hydroperoxides Chemical group 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 150000001451 organic peroxides Chemical group 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000003389 potentiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000037390 scarring Effects 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
- C02F1/325—Irradiation devices or lamp constructions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
- C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
- C02F1/467—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction
- C02F1/4672—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electrochemical disinfection; by electrooxydation or by electroreduction by electrooxydation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/725—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation by catalytic oxidation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/72—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
- C02F1/78—Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation with ozone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/008—Originating from marine vessels, ships and boats, e.g. bilge water or ballast water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
- C02F2201/322—Lamp arrangement
- C02F2201/3228—Units having reflectors, e.g. coatings, baffles, plates, mirrors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/32—Details relating to UV-irradiation devices
- C02F2201/328—Having flow diverters (baffles)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
- C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
- C02F2201/461—Electrolysis apparatus
- C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
- C02F2201/4616—Power supply
- C02F2201/4617—DC only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2303/00—Specific treatment goals
- C02F2303/04—Disinfection
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/02—Specific form of oxidant
- C02F2305/023—Reactive oxygen species, singlet oxygen, OH radical
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
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
25 30 533 527 desinficering och sterilisering av artiklar. Med dess oxiderande effekt verkar ozon snabbt pà vissa oorganiska och organiska substanser. 25 30 533 527 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. l inneslutningen exponeras mediet for UV-stràlning med en spektral fördelning inom området 130 - 400 nm. våglängderna under 200 nm, Ai 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 forrna 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 nm, Ai in particular. converts the oxygen in the medium to ozone molecules (03). The formed ozone molecules 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 reaktom. 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 katalysatorema. Totalt erhålles en mycket genomgående och komplett behandling av hela vätskevolymen som passerar genom reaktorn. 10 15 20 25 30 533 527 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. 10 15 20 25 30 533 527 The above-described design with stacks of tiles can offer additional treatment properties which constitute features of the present invention.
KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN 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 other plate in the stack is connected to the positive side of the power source and that every other plate in the stack is connected to the negative 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 i 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 làngsträckta UV- 10 15 20 25 30 533 527 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 direction of destiny of the liquid.
Föreliggande uppfinning har ett antal fördelar jämfört 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 egenskapema 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 (Og ), - konvertering av superoxid (O; ) till syre (02 ), - konvertering av syre (02) till superoxid (0; ), - konvertering av superoxid (Og ) till hydroperoxid (Of (+2H+ -> H2O2)), - konvertering av H20: till hydroxylradikaler, - konvertering av H20; 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 (Og), - conversion of superoxide (O;) to oxygen (02 ), - conversion of oxygen (O 2) to superoxide (0;), - conversion of superoxide (Og) to hydroperoxide (Of (+ 2H + -> H 2 O 2)), - conversion of H 2 O: to hydroxyl radicals, - conversion of H 2 O; 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 30 533 527 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 reaction enhancing means, the UV radiation emitted from the UV radiation generating means is used to a much greater degree 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 that have reaction-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 reaction effect during use.
Dessa och andra aspekter pá samt fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen och de tillhörande ritningsfigurema.These and other aspects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
KORT BESKRIVNING AV RlTNlNGSFlGURERNA l den detaljerade beskrivningen kommer hänvisning att göras till de tillhörande ritningsfigurema, varvid Fig. 1 som utnyttjar föreliggande uppfinning, schematiskt visar en tänkbar utföringsforrn 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 DRAWINGS In the detailed description, reference will be made to the accompanying drawings, in which Fig. 1 utilizing the present invention schematically shows a possible embodiment of a treatment unit. Fig. 2 shows plates included in the present invention. 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 BESKRlVNlNG AV UPPFINNINGEN Enligt en utföringsform som visas i Fig. 1 innefattar en renare som kan använda föreliggande uppfinning ett hölje 20, iden visade utföringsformen som en huvudsakligen långsträckt inneslutning med ett rektangulärt tvärsnitt och med 10 15 20 25 30 533 527 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. l inneslutningen är ett antal UV-strâlande 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 ljuskälloma 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 capable of using the present invention comprises a housing 20, shown in the embodiment as a substantially elongate enclosure with a rectangular cross-section and with 10 15 20 533 527 22, 24 at each end of the enclosure. When water fl drips in the enclosure, it will fl drip in the direction of the elongated 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. Plattoma 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 fate 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, which thus greatly increases 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 noble 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. Pàförandet av spänningen på plattorna ändrar responsen för ljus hos katalysatorplattomas 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 iomformningen av ljusenergi till kemisk energi. Andra positiva effekter är masstransporten som 10 15 20 25 30 533 527 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 of 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 of 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 frän ytoma in i vätskevolymen.The number of plates and the distance between them are chosen 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 tvâ rader, men det kan även vara endast en rad eller fler än två rader beroende på energikraven.The glass tubes are arranged mainly perpendicular to the direction of fate. 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 ljusgenomslåppligt 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 ràheten hos ytorna på katalysatorerna genom att exempelvis påföra kvartssand på ytorna. 10 15 20 25 30 533 527 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 also be made of a light-transmitting material such as quartz glass, glass 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 30 533 527 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", giving 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 bar 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 fl fate, is sharp and where the trailing edge is blunt, Fig. 6.
De inre ytorna av inneslutningen kan vara anordnade med reflektionshöjande organ. Antingen är 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- lampoma minskas.The inner surfaces of the enclosure may be provided with re-enhancing means. Either selected parts of the inner surfaces are provided with re-enhancing means or all inner surfaces. The reaction-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 that hits the interior of the treatment unit is reflected and continues to process the liquid. There is thus no absorption of light, thereby reducing the energy required for the UV lamps.
Det finns ett antal material som kan vara lämpliga som reflektionshöjande organ.There are a number of materials that may be suitable as reaction enhancers.
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. l detta 10 533 527 avseende skall det förstås att andra polymerrnaterial som uppvisar liknande egenskaper kan användas istället för PTFE. Polymermaterial är också mycket billigare än stàl och andra metaller. Vidare kan polymermaterialet prepareras med katalytiskt material i exempelvis pulverform inblandat i polymeren, såsom exempelvis metaller och/eller metailloxider, såsom ådelmetaller, 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 reaction properties and is thus suitable as a reaction 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 scarring and will also reduce the hydraulic friction through the treatment center. In this regard, it should 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 base 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 drawings are to be considered as non-limiting examples of the invention only and that it may be modified in many ways within the scope of the claims.
Claims (17)
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 SE0850107A1 (en) | 2010-05-29 |
SE533527C2 true 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)
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 |
-
2008
- 2008-11-28 SE SE0850107A patent/SE533527C2/en unknown
-
2009
- 2009-11-27 EP EP09829412.7A patent/EP2356078A4/en not_active Withdrawn
- 2009-11-27 CN CN2009801556267A patent/CN102300816A/en active Pending
- 2009-11-27 KR KR1020117014947A patent/KR20110105786A/en not_active Application Discontinuation
- 2009-11-27 WO PCT/SE2009/051345 patent/WO2010062253A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010062253A1 (en) | 2010-06-03 |
EP2356078A1 (en) | 2011-08-17 |
CN102300816A (en) | 2011-12-28 |
SE0850107A1 (en) | 2010-05-29 |
EP2356078A4 (en) | 2013-10-16 |
KR20110105786A (en) | 2011-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ghatak | Advanced oxidation processes for the treatment of biorecalcitrant organics in wastewater | |
JP4758399B2 (en) | Ultraviolet oxidation apparatus and ultraviolet oxidation method | |
SE532898C2 (en) | Method and apparatus for treating liquids | |
US20150114912A1 (en) | UV-LED Collimated Radiation Photoreactor | |
DK2547438T3 (en) | Photocatacytic reactor and methods of use | |
WO2006080216A1 (en) | Surface emitting device | |
CN101456605A (en) | Organic wastewater advanced treatment apparatus by LED nano photocatalysis | |
WO2020082816A1 (en) | Photo-catalytic oxidation device for organic waste gas | |
JP2011152497A (en) | Photocatalyst element and ultraviolet air cleaner using the same | |
JP2007216188A (en) | Photocatalytic reactor | |
WO2005099778A1 (en) | Method for decomposing harmful substance and apparatus for decomposing harmful substance | |
Hayashi et al. | Development of dispersed-type sonophotocatalytic process using piezoelectric effect caused by ultrasonic resonance | |
JP2002263176A (en) | Photocatalyst device | |
JP5074212B2 (en) | Photoreactor | |
SE533527C2 (en) | Method and apparatus for treating liquids | |
KR20060124864A (en) | Underwater plasma discharging apparatus and discharging method using it | |
KR100833814B1 (en) | Water purification device | |
CN113181768A (en) | Air purification device and air purifier | |
JP2003103142A (en) | Gas cleaning device | |
KR100437095B1 (en) | A Waste Water Treatment System with Photocatalyst and Non-thermal Plasma | |
KR101416067B1 (en) | Apparatus for treating water using pulse UV and reactor that have UV reflector | |
Leblebici et al. | Photocatalytic reactors in environmental applications | |
KR100465183B1 (en) | Purification apparatus using photo-catalyst and minute electric current for waste water | |
CN216024122U (en) | Air purification device and air purifier | |
JP2004154270A (en) | Fluid cleaning device and method |