SE536086C2 - Metod och anordning för rening av opaka vätskor med ljus - Google Patents

Description

25 30 536 086 som växer i vätskan. Ett sådant försök beskrivs i patentdokumentet US 6,344,176, där skärvätskan bestràlas med UV. För att kunna hantera problemen med opacitet, formas skärvätskan som en vätskefilm på en bärtrumma och där UV-strålningsdon placeras angränsande till bärtrumman. På detta sätt är UV-strålningsdonen i stånd att bestråla genom filmens tjocklek. En stor nackdel med anordningen enligt US 6,344,176 är den begränsade behandlingskapaciteten eftersom endast tunna filmer kan behandlas, dvs. mycket små volymer av skärvätskor under en tidsperiod.

Dessutom kräver anordningen enligt US 6,344,176 ytterligare golvytor i verkstaden vilken yta annars kunde användas för tillverkningsändamàl.

Ett annat försök beskrivs i patentdokumentet WO 9962104 där energitillförseln ökas för att hantera den dåliga transmlttansen hos vissa vätskor. Här utnyttjas en excimerlampa som har en speciell utformning genom vilken vätskan som skall behandlas flödar för att hantera energitillförseln är excimerlampan anordnad med kylorgan Även om den ökade energitillförseln förbättrar transmissionsdjupet i vätskan som skall behandlas, vilket därigenom förbättrar behandlingsgraden, kräver den fortfarande en speciell utformning av lampan och dess omgivande höljesdesign, och de faktiska volymerna som kan behandlas med denna speciella utformning är fortfarande ganska begränsade, varvid behandlingsprocessen hos en hel volym av exempelvis skärvätska är ganska tidskrävande.

Således föreligger fortfarande utrymme inom omrâdet behandling av vätskor.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att avhjälpa nackdelarna hos de kända metoderna och anordningarna för behandling av opaka vätskor, och i synnerhet vätskor som innehåller en mängd biologiskt material såsom bakterier och andra mikro-organismer. 10 15 20 25 30 536 D85 Detta ändamål uppnås enligt föreliggande uppfinning med en metod som innefattar särdragen i det oberoende patentkravet. Företrädesvisa utföringsformer av föreliggande uppfinning utgör Innehållet i underkraven.

Enligt en huvudaspekt med föreliggande uppfinning kännetecknas den av en metod för behandling av opaka vätskor, innefattande stegen att placera en behandlingsenhet inuti en volym av vätskor som skall behandlas, vilken behandlingsenhet innefattar ett UV-stràlningsdon i stånd att avge UV-strålning, att bestràla nämnda volym av vätska med UV-stràlning, varvid nämnda UV-stràlning är i stànd att skapa radikaler i nämnda vätska, vilka radikaler reagerar med materia i vätskan, varvid denna behandlas, kännetecknad av att nämnda UV-stràlningsdon äri stànd att avge våglängder genom det mycket rena kvartsglaset så att foto- jonisationseffekter skapas i vätskan.

Enligt en annan aspekt av uppfinningen är nämnda UV-strålning i stånd att skapa foto-jonisationseffekter i vätskan.

Enligt ännu en aspekt av uppfinningen, innefattar behandlingsenheten vidare ett kvartsglas av hög renhet placerat mellan nämnda UV-stràlningsdon och nämnda vätska som skall behandlas.

Enligt en ytterligare aspekt av uppfinningen innefattar nämnda behandlingsenhet vidare fotokatalytiskt material placerat i UV-strålningen för att skapa fotokatalytiska effekter.

Enligt ännu en aspekt pà uppfinningen är det fotokatalytiska materialet anordnat på en vätskeogenomsläpplig bärare.

Alternativt är det fotokatalytiska materialet anordnat pà en vätskegenomsläpplig bärare.

Enligt en ytterligare aspekt av uppfinningen innefattar den vidare steget att skapa ett flöde i nämnda volym av vätska som skall behandlas. 10 15 20 25 30 536 086 Det finns ett antal fördelar med föreliggande uppfinning. Genom att placera en behandlingsenhet inuti en volym av vätska som ska behandlas krävs inga transport- eller förflyttningsmekanismer för behandlingsprocessen. Genom att skapa radikaler erhålls en mycket kraftfull behandlingsmekanism för hantering av vätskan i volymen.

En fördel är att behandlingsenheten är i stånd att skapa fotojonisationseffekter som används i behandlingsprocessen. Dessutom, eller istället, används foto-katalytiska effekter i behandlingsprocessen. I varje fall är behandlingsenheten anordnad med lämpliga organ för att skapa de önskade behandlingskomponenterna. Även UV- stràlningsdonen är anordnade så att de avger lämpliga våglängder för att skapa och gynna de önskade behandlingskomponenterna. För ytterligare öka effekten skapas flöden i volymen av vätska så att den totala volymen exponeras för metoden och därigenom behandlas.

Dessa och andra aspekter på samt fördelar med föreliggande uppfinning kommer att framgå av den följande detaljerade beskrivningen och frân de tillhörande ritningsfigurerna.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGSFIGURERNA I den följande detaljerade beskrivningen av uppfinningen kommer hänvisning att göras till de bifogade ritningsfigurerna, varvid Fig. 1 är en schematisk sidovy av en behandlingsenhet som används i föreliggande uppfinning, Fig. 2 är en schematisk vy över placeringen av en behandlingsenhet enligt Fig. 1, iförhàllande till en bearbetningsmaskin som använder skärvätskor, och Fig. 3 visar schematiskt placeringen av en behandlingsenhet i en tank för skärvätska.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Föreliggande uppfinning avser en metod för behandling av vätskor och i synnerhet vätskor som är opaka. 10 15 20 25 30 536 086 Enligt uppfinningen som visas i ritningsfiguren är en behandlingsenhet 10 anordnad.

Behandlingsenheten 10 innefattar åtminstone en strålningsenhet 16 i stånd att skapa strålningsenergi i vätskan. Strâlningskällan är företrädesvis i stånd att skapa strålning i UV-området, på grund av de positiva effekter som UV-strålning uppvisar.

För att skapa en bra behandlingsmiljö och för att maximera behandlingseffektiviteten hos UV-strålningen är ett antal åtgärder gjorda. En sådan åtgärd för behandlingsenheten 10 är att placera ett transparent glashölje 18 eller -vägg mellan UV-strålningskällan 16 och vätskan 14 som skall behandlas. För att skapa en önskad foto-joniserlngseffekt, vilken är mycket effektiv för behandling av vätskan, är glashöljet 18 gjort av mycket rent kvartsglas. Föredragna våglängder är i området 100 nm till 220 nm, med företrädesvisa toppar mellan 170 - 190 nm. Dessa mycket energirika våglängder absorberas av vattenmolekyler, vilket orsakar homolys hos vattenmolekylerna med formandet av väteatomer och hydroxylradikaler. Processen kommer att skapa radikaler som har mycket höga oxideringseffekter, vilka används för att bryta ner och sönderdela organiskt eller biologiskt material i vätskan.

Enligt en aspekt av uppfinningen är en behandlingsenhet, eller företrädesvis fleras behandlingsenheter 10, placerade i en inneslutning eller reaktor 20, som har ett inlopp 22 och ett utlopp 24 för vätskan som skall behandlas att flöda genom inneslutningen. Behandlingsenheter 20 är sedan placerade så i inneslutningen att företrädesvis hela volymen av vätska exponeras till UV-strålning så att foto- jonisationen sker genom hela volymen. Enligt Fig. 2, kan behandlingsreaktorn 20 placeras i en normal slinga för vätskan mellan en lagringstank 12 och en bearbetningsmaskin 30 såsom en svarv, en fräs och liknande antingen före 20 eller efter 20' bearbetningsmaskinen. Det är även tänkbart att endast ha en separat slinga med reaktom 20” ansluten till tanken 12 där vätskan cirkuleras och behandlas i reaktorn.

Som ett alternativ kan en eller flera behandlingsenheter placeras direkt i tanken 12 som innehåller vätskan som skall behandlas, Fig. 3. Volymen 12 kan exempelvis 10 15 20 536 085 vara ett utrymme som är vanligt i en bearbetningsmaskin, där skärvätska används under bearbetning för kylning och smörjning av bearbetningsprocessen.

Som en extra egenskap är även skapandet av radikaler med hjälp av fotokatalys- processer mycket effektiva för behandling av vätskor. Härvid är det katalytlska materialet placerat i närheten av UV-strålningskällorna så att materialet bestrålas, Fig. 3. Närvaron av fotokatalytiskt material ökar eller skapar nedbrytande radikaler. Det fotokatalytiska materialet kan vara placerat på lämpliga bärare 32 såsom metallplattor, nät eller till och med fastsatt på ytan hos det omgivande glaset.

Lämpliga fotokatalytiska material innefattar ädla metaller, TiO2, SiO2, för att nämna några.

När ett antal sådana enheter har placerats i volymen av vätska som skall behandlas, erhålles en grundlig behandlingseffekt genom hela volymen, vilket rengör vätskan och avlägsnar allt organiskt material. Ytterligare funktioner kan inkludera omrörare 34 och/eller bafflar som skapar och kontrollerar flödet i vätskan som skall behandlas, antingen i reaktorn eller i tanken som innehåller vätskan.

Det skall förstås att utföringsformerna som beskrivits ovan och som visas i ritningsfigurerna endast skall betraktas som icke-begränsande exempel pà uppfinningen och att den kan modifieras på många sätt inom patentkravens skyddsomfàng.

Claims (1)

536 086 PATENTKRAV

1. Metod för behandling av opaka vätskor, innefattande stegen 10 15 20 25 30 -att placera en behandlingsenhet inuti en volym av vätskor som skall behandlas, vilken behandlingsenhet innefattar ett UV-strålningsdon i stånd att avge UV-strålning, varvid nämnda behandlingsenhet innefattar ett kvartsglas av hög renhet placerat mellan nämnda UV-strålningsdon och nämnda vätska som skall behandlas, - att bestråla nämnda volym av vätska med UV-strålning, varvid nämnda UV- stràlning är i stånd att skapa radikaleri nämnda vätska, vilka radikaler reagerar med materia i vätskan, varvid denna behandlas, kännetecknad av att nämnda UV-strälningsdon är i stånd att avge våglängder genom det mycket rena kvartsglaset sä att foto-jonisationseffekter skapas i vätskan. . Metod enligt krav 1, varvid nämnda behandlingsenhet vidare innefattar fotokatalytiskt material placerat i UV-strålningen och att nämnda UV- strålningsdon är i stånd att avge våglängder genom det mycket rena kvartsglaset så att fotokatalytiska effekter skapas i vätskan. . Metod enligt krav 4, varvid det fotokatalytiska materialet är anordnat på en vätskeogenomsläpplig bärare. . Metod enligt krav 4, varvid det fotokatalytiska materialet är anordnat på en vätskegenomsläpplig bärare. . Metod enligt något av de föregående kraven, varvid nämnda behandlingsenhet vidare innefattar steget att skapa ett flöde i nämnda volym av vätska som skall behandlas. . Anordning för behandling av opaka vätskor, innefattande en behandlingsenhet anordnad att placeras inuti en volym av vätskor som skall behandlas, vilken behandlingsenhet innefattar - ett UV-strålningsdon i stånd att avge UV-strålning för bestrålning av nämnda volym av vätska med UV-strålning, varvid nämnda UV-stràlning är i stånd att 536 086 skapa radikaler i nämnda vätska, vilka radikaler reagerar med materia i vätskan, varvid denna behandlas, - ett kvartsglas av hög renhet placerat mellan nämnda UV-stràlningsdon och nämnda vätska som skall behandlas, kännetecknad av att nämnda UV-strålningsdon är i stånd att avge våglängder genom det mycket rena kvartsglaset så att foto-jonisationseffekter skapas i vätskan.