用无汞基紫外光处理流体的系统技术方案

本发明专利技术一般涉及用于处理流体的系统，并且具体地涉及配置用于改善细菌减少的处理系统，其中该系统包括基于场发射的UV光源，其适于在紫外线C(UVC)光谱内发光，其波长范围与汞基UV光源所发射的光相比具有更高的上限范围。光源所发射的光相比具有更高的上限范围。光源所发射的光相比具有更高的上限范围。

【技术实现步骤摘要】
用无汞基紫外光处理流体的系统
[0001]本专利技术为基于申请日为“2017年6月20日”、国际申请号为“PCT/SE2017/050674”、中国申请号为“201780037792.1”、专利技术创造名称为“用无汞基紫外光处理流体的系统”的中国专利技术专利申请的分案申请，其优先权为优先权号“1650889
‑
7”、优先权日“2016年6月22日”的瑞典专利技术专利申请。


[0002]本专利技术一般涉及用于处理流体的系统，并且具体地涉及配置用于改善细菌减少的处理系统，其中该系统包括基于场发射的UV光源，其调适于在紫外线C(UVC)光谱内发光，其波长范围与汞基UV光源所发射的光相比具有更高的上限范围。

技术介绍

[0003]现在通常使用的由低压汞灯(LP
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Hg灯)产生的紫外(UV)光消毒水、空气、表面或某些设备的系统，主要发射波长约为254nm。中间和/或高压Hg灯可以替代地使用，例如在诸如用于水消毒的大型系统中，因为这些灯可以提供更高的功率输出。这些系统可以与颗粒过滤、反渗透(用于水消毒)和其他系统相结合。该系统很受欢迎，因为它们不使用任何化学品(例如氯)，这在很多方面是有利的，环境并非最不重要。
[0004]这些光源运行良好，能够提供良好的能源效率(对于较大的低压汞灯，这可能在30
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35％的范围内)，并且具有当今最佳产品的寿命，远远超过10000小时；据报道，最佳产品为16000小时。存在其他UV源(例如准分子光源)，但据报道其寿命非常短(<500小时)或能量效率非常低(例如UVC
‑
LED通常约为1％)。
[0005]LP
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Hg光源的一个严重缺点是光源使细菌失活(杀死)到一定程度，之后没有看到明显的减少。这种现象通常被称为“拖尾”。在文献中有几种(有些不同的)解释；最受欢迎的是细菌会有一个自我修复的过程。如果这种过程的速率与失活过程相同，则净结果将是稳态条件。通常，在进行的测试中，对于用于这种测试和验证的通常使用的微生物，即大肠杆菌(大肠杆菌)，Hg
‑
灯不能达到低于102‑
103菌落形成单位/毫升(CFU/ml)。
[0006]现在，在消毒之后，在所谓的滞后期之后，即在没有观察到生长的初始阶段之后，微生物将再次开始繁殖。对于大肠杆菌而言，倍增速率，即生成速率，即细菌使其数量加倍所需的时间，通常可认为是20分钟的数量级左右。该速率取决于许多其他参数，例如pH，获得营养物等。在已经消毒的水中，营养物可以例如是已经失活的微生物。不希望的结果是已经消毒的水通常在一段时间后会再次被感染。
[0007]考虑到上述情况，因此希望进一步增强用于处理流体的紫外消毒系统，特别是解决如上所述的拖尾效应。

技术实现思路

[0008]根据本专利技术的一个方面，上述问题至少部分地由处理流体的系统所减轻，所述系统包括：容器，所述容器布置为接收一定量的流体，容纳在容器内的第一UV光源，以及可操
作地与第一UV光源相关联的电源，所述电源布置为向第一UV光源提供电力，以使用第一UV光源处理腔室内接收的流体量，其中，第一UV光源为无汞基UV光源，调适于在紫外线C(UVC)光谱内发光，其波长范围与从汞基UV光源发射的光相比具有更高的上限范围。
[0009]本专利技术的专利技术人惊奇地发现，在引入UV光源的情况下可以减少拖尾效应，所述UV光源在与使用汞基UV光源可能实现的波长范围相比至少略高的波长范围内发光。例如，上述LP
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Hg灯通常发射主要是254nm附近窄峰的辐射。因此，根据本专利技术，与通常的现有技术中使用窄(波长)带状汞基UV光源情况相比，使用优选至少部分地高于254nm的更宽和更连续的光谱至少部分地发射辐射的UV光源，将提供改进的消毒效果。
[0010]在优选实施例中，第一光源配置为在240nm至至少270nm的波长范围内发射辐射，从而至少部分重叠了汞基紫外线光源提供的正常辐射。在可能的实施例中，从第一UV光源发射的光的波长范围从240nm左右到400nm左右。最好是允许第一UV光源发射波长间隔包括265nm UV辐射的光，这可能是杀菌效果的峰值。
[0011]此外，本专利技术有利地允许将流体中剩余细菌的量减少至低于100
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1000菌落形成单位(CFU)/毫升(mL)的可能性，因为处理系统不仅仅依赖于使用汞基于光源。
[0012]在本专利技术的优选实施例中，第一UV光源包括场发射光源(FEL)中的至少一种。或者，第一UV光源可以包括例如多个UVC
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LEDs和/或基于不同技术的光源组合以适合应用。UVC
‑
LEDs可另外具有几个不同的波长峰值，以便更好地覆盖特定的波长范围。
[0013]此外，诸如场发射光源(FEL)和UVC发光二极管(LEDs)的新兴技术提供大约几毫秒级别的开启时间，主要由电子驱动单元控制。相比之下，Hg
‑
LP灯通常需要在几分钟的范围内预热，然后才能达到全功率输出。UVC
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LEDs目前正在开发中，但目前表现出寿命短且能量效率极低的特点。正在使用重大努力来改进这一点，并且肯定并最终取得成功。另一方面，场发射光源可以具有大约1000
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6000小时的寿命，这取决于期望的功率密度，并且已经测量到达到约10％的效率，尽管在UVC区域中为4
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5％。
[0014]使用场发射光源作为第一UV光源的有利效果是这样的光源可以配置为在不是254nm附近的明显峰值但在上述240
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320nm的范围内发射更连续光谱的UV光。场发射UVC灯已经证明了继续消毒过程的能力并且没有表现出任何显著的拖尾效应。
[0015]为了建立既具有优异杀菌性能的水消毒系统以及具有良好能量效率和长寿命的系统，将两种技术结合起来是有益的，即使用汞基灯来灭活微生物4个数量级并使用场发射UVC源将微生物再减少2
‑
4个数量级。进一步减少可以考虑关于例如能量效率、系统寿命和杀菌效果中哪个更重要来决定。这些系统可以以若干方式实现，如下所述。
[0016]在本专利技术的优选实施例中，所述系统还包括与电源可操作地相关联的第二UV光源，其中第二UV光为汞基UV光源。第二UV光源(即汞基UV光源)通常具有比第一光源更长的寿命和更高的能量效率。然而，通过将长寿命和高效的第二UV光源的效果与第一UV光源提供的积极的杀菌效果相结合，可以实现处理系统的整体改进，与普通的仅包含汞基UV光源的现有技术系统相比，具有改善的杀菌效果。
[0017]在本专利技术的可能实施例中，电源配置为基于预定条件选择性地激活第一UV光源。例如，它可以是定期对流体内处理过的细菌水平进行取样，以确定第一UV光源需要在多大程度上参与消毒过程。
[0018]在本专利技术的另一个实施例中，还可以为系统配备用于测量容器内的UV强度水平的
传感器，其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理流体的系统，包括：
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容器，所述容器布置为接收一定量的流体；
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容纳在容器内的至少两个不同UV光源，所述至少两个不同UV光源包括第一UV光源和与第一UV光源不同的第二UV光源，所述第一UV光源是基于无汞场发射的UV光源，所述第二UV光源为汞基UV光源；以及
‑
可操作地与所述至少两个不同UV光源相关联的电源，所述电源布置为向第一UV光源和第二UV光源提供电力，以使用第一UV光源和第二UV光源处理腔室内接收的流体量，其中，调适第一UV光源以(i)在紫外线C(UVC)光谱内发光，其波长范围与汞基第二UV光源所发射的光相比具有更高的上限范围，以及(ii)发射240nm至400nm波长范围内的辐射；其中，所述第二UV光源配置为发射约254nm的辐射；其中，基于场发射的UV光源包括光转换材料，所述光转换材料布置为接收电子并发射UV光；其中，所述光转换材料选自LaPO4:Pr
3+
、LuPO3:Pr
3+
、Lu2Si2O7:Pr
3+
、YBO3:Pr
3+
或者YPO4:Bi
3+
中的至少一种，以改进选定微生物的失活曲线。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一UV光源配置为发射约265nm的辐射。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一UV光源配置为发射240nm至320nm波长范围内的辐射。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光转换材料为磷光体材料。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一UV光源包括至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳斯，
申请(专利权)人：普尔菲兹技术公司，
类型：发明
国别省市：