一种紫外线辐射流体处理器制造技术

本发明专利技术涉及一种紫外线辐射流体处理器，由流体密封腔体，紫外线辐射源组件和位于流体密封腔体内的导流板等组成。流体密封腔体为平面四通管状结构，其中位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口，另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭，两挡板相互平行，从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直流体处理腔室。紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的细长形紫外线辐射源和保护套管。这些辐射源组件相互平行且与流体流动方向基本垂直。本发明专利技术具有结构紧凑，操作灵活和造价相对较低等优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外线辐射流体处理器


[0001]本专利技术涉及一种水处理设备，特别是涉及一种紫外线辐射流体处理器。

技术介绍

[0002]紫外线辐射流体处理技术是通过紫外线辐射来灭活受到辐射的流体中的微生物，从而使流体消毒的技术。它由于具有较高的杀菌效率，对大多数致病原生动物，细菌和病毒都能高效杀灭的杀菌广谱性，不产生与有毒消毒剂残留物相关的问题和二次污染，运行安全可靠，维护简单方便，费用低和占地面积的优点而在现代饮用水及污水处理中得到了日益广泛的重视和应用。
[0003]被处理流体中微生物对紫外线辐射的反应取决于它们在流体流过流体处理系统的过程中接受的紫外线辐射剂量。紫外线辐射剂量定义为紫外线辐射强度和受辐射时间的乘积。理想的情况是紫外线辐射强度和流体流速都在流体处理区域内呈均匀分布，从而使流体中所有微生物在流体流过流体处理系统的过程中接受到相同的辐射剂量。优化设计紫外线辐射流体处理系统的目的就是要尽可能实现这种均匀的辐射剂量分布，使所有被处理流体在流过流体处理系统的过程中受到尽可能接近相等的设计紫外线辐射剂量的辐射。
[0004]目前使用的紫外线辐射流体处理系统，按流体在系统中是否具有自由表面可分为有压和无压紫外线辐射流体处理系统两类。其中，有压紫外线辐射流体处理系统具有封闭的流体处理腔室，所有内壁面均与流体接触，在流体处理腔室中没有自由表面，而无压紫外线辐射流体处理系统的流体处理腔室既可以是封闭的也可以是不封闭的，但流体在流体处理腔室中不与所有的内表面完全接触，有自由表面存在。无论哪一种类型的紫外线辐射流体处理系统，都要使流过流体处理系统的所有流体受到接近或等于灭活存在于流体中的任何微生物所要求的紫外线辐射剂量。为了实现这种理想的紫外线辐射剂量分布，现有紫外线辐射流体处理技术和装置所采用的紫外线辐射源排列方式不外乎下列三种及其组合：
[0005]1、紫外线辐射源在垂直于流动方向的平面内单行排列或在多个这样位于不同平面的单行相互交错排列(美国专利5200156)。在采用紫外线辐射源单行排列布置的流体处理区域中，流体从紫外线辐射源之间的空间流过。在采用交错排列布置紫外线辐射源的流体处理区域中，穿过第一行紫外线辐射源之间的空间流体被第二行的紫外线辐射源阻挡分割而绕第二行的紫外线辐射源流过。在这种交错排列布置方式中，由于相邻紫外线辐射源相互吸收紫外线，阻碍紫外线辐射源向上游和下游辐射，因而降低了紫外线辐射能的利用率。此外，和其它排列布置方式相比，对于相同数量的紫外线辐射源，这种排列布置产生的流动阻力损失较大。
[0006]2、紫外线辐射源沿圆周环向排列(美国专利7097764)在一些紫外线辐射流体处理系统中，紫外线辐射源沿圆心在流体处理区域轴线上的大致圆形设置以改善紫外线辐射剂量在流体处理区域内的分布。但是，即使在这些系统和使用类似排列布置的紫外线辐射流体处理系统中，也存在着流体不能接受到灭活微生物所要求的最小辐射剂量的区域。这些系统的流体处理区域的流速分布造成了其中一部分流体接受到低剂量的紫外线辐射，而另
一部分流体则接受到高剂量紫外线辐射，从而导致紫外线辐射剂量在较宽的区间内变化和接受较低紫外线辐射剂量的微生物不被灭活的风险。
[0007]3、紫外线辐射源按V形依流体流动方向对称排列(美国专利7507973)有一些紫外线辐射流体处理系统，为了使紫外线辐射剂量在流体处理区域内接近分布，其位于流体处理区域的紫外线辐射源组件与流体流动方向基本垂直且关于流体流动方向对称，由位于流体流动方向同一侧的两个或多个辐射源轴线所构成的平面与由位于流体流动方向另一侧的两个或多个辐射源轴线所构成的平面相交而成关于流体流动方向对称的V形。单个辐射源布置于V的顶点即两平面的交线上。V的顶点既可位于流体处理区域的进口侧，又可置于流体处理区域的出口侧。在流体处理区域几何形状及尺寸一定的条件下，这种布置方式在紫外线辐射源数目较少的情况下能减小紫外线辐射源之间的相互吸收，便于紫外线辐射源向上游和下游辐射，但在紫外线辐射源数目较多的情况下会造成流体流过处理区域的阻力损失较按圆形分布的阻力损失大。
[0008]如上所述的紫外线辐射源布置方式的实质是使紫外线辐射源在流体处理区域中垂直于流动方向的平面上的投影均匀排列，从而使流体在通过流速均匀分布的流体处理区域的过程中受到剂量大致均匀的辐射。由于常见的流体处理区域多为轴线垂直于流动方向的圆柱体形状的三维空间，过流断面面积为一系列长度相等宽度沿程不断变化的矩形，流体在流体处理区域中沿流动方向的流速分布并不均匀，因而导致流体通过流体处理区域所受到的辐射剂量的不均匀分布和紫外线辐射流体处理系统产生的紫外线辐射能量的利用不充分。
[0009]为了使流动的流体接受到接近相等的紫外线辐射剂量，还可根据需要在流体处理区域中最靠近壁面的一对辐射源的上游设置开口边与紫外线辐射源平行的导流板。也有一些紫外线辐射流体处理系统，导流板位于紫外线辐射源之间。导流板的作用是引导流体向紫外线辐射源流动。这种方法除了增加通过反应器的流动阻力损失外，还会造成导流板背面几乎没有流动的静流区，导致局部区域的紫外线辐射剂量大幅增加。
[0010]综上所述，紫外线辐射强度随着距离辐射源的距离增加而迅速降低，而流体接受辐射的时间又与流体处理区域的流速分布有关。流体处理区域复杂的几何形状决定了其复杂的流体动力学特性，从而导致流体流动速度有可能在辐射强度最低的区域内最高。在这种情况下，其中一些微生物在相对短的时间内暴露于低紫外线辐射强度，从而导致它们仅在接受到相对低的紫外线辐射剂量后就离开了流体处理区域。这是紫外线辐射流体处理系统潜在的工艺过程限制。例如，如果有1％的微生物实际接受的紫外线辐射剂量低于灭活要求的剂量，那么无论实际的平均剂量是多少，系统可达到的最大灭活率仅为99％。由此可见，平均紫外线辐射剂量并不能准确反映紫外线辐射流体处理系统的性能。这就是现有一些紫外线辐射流体处理系统需要采用远大于灭活被处理流体中的微生物所需要的紫外线辐射剂量才能达到的流体处理标准要求的原因。虽然超过要求的紫外线辐射剂量不会对被处理流体产生不良影响，但是紫外线辐射剂量在紫外线辐射流体处理系统中的不均匀分布导致系统的紫外线辐射效率降低，增加设备投资和运行费用。因此，还有必要结合流体处理区域的流体动力学特性和紫外线辐射强度分布，进一步探索和找到一种构造简单，用料经济，结构优化的紫外线辐射流体处理系统设计。

技术实现思路

[0011]为了解决上述的技术问题，本专利技术提供了一种紫外线辐射流体处理器，具有结构紧凑，紫外线辐射剂量分布均匀以及运行效率高等特点。
[0012]本专利技术的具体技术方案如下：提供一种紫外线辐射流体处理器，由流体密封腔体和紫外线辐射源组件等组成；流体密封腔体为平面四通管状结构，其中位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口，另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭，从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直的流体处理腔室。紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外线辐射流体处理器，其特征在于，由流体密封腔体和紫外线辐射源组件等组成；流体密封腔体为平面四通管状结构，其中位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口，另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭，从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直的流体处理腔室。紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的至少两个细长形紫外线辐射源和保护套管；这些辐射源组件相互平行且与流体流动方向基本垂直，其位置按根据流体处理腔室端面尺寸确定的抛物线y＝ax2+b分布规律在由流体进出口轴线和流体处理腔室轴线所决定的平面两侧对称排列，所述的抛物线方程的坐标系以流体密封腔体中心点为原点，以流体进出口轴线为y轴和以通过原点且垂直于流体流动方向为x轴。2.根据权利要求1所述的紫外线辐射流体处理器，其特征在于，所述流体密封腔体为四通管状结构，其中位于同一轴线上的两个开口分别为流体进口和流体出口，另外两个位于同一轴线上的开口则由设有紫外线辐射源组件安装孔的挡板封闭，从而构成轴线与流体的进出口端的轴线基本垂直流体处理腔室；所述紫外线辐射源组件包括设置在流体处理腔室中的至少两个细长形紫外线辐射源和保护套管；这些辐射源组件相互平行且与流体流动方向基本垂直，其位置按根据流体处理腔室端面尺寸确定的以靠近流体处理腔室边壁且关于流体进出口轴线对称的两个紫外线辐射源位置为交点的两条抛物线y＝ax2+b和y＝d-cx2所构成的闭合曲线分布规律依由...

【专利技术属性】
技术研发人员：何唯平，
申请(专利权)人：深圳市海川实业股份有限公司广东海川科技有限公司，
类型：发明
国别省市：