專利名稱：紫外線水消毒器的制作方法
本申請接續(xù)于1995年8月9日提出的臨時申請No.60/003485。本發(fā)明是根據(jù)美國能源部和管理Lawrence Berkeley國家實驗室的加里福尼亞大學之間的合同No.DE-AC03-76SF00098在美國政府資助下完成的。美國政府對本發(fā)明具有一定權(quán)利。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及水及其它液體流的紫外線消毒。各種紫外線水消毒裝置所具有的共同問題是確保水流的完全處理和使用由石英或特氟隆包套的燈。這種包套帶來很大麻煩，例如價格高、滲漏、粘附生物體、起膜和沉積化學物。
早期紫外線消毒裝置用紫外線消毒飲用水的第一個裝置出現(xiàn)于19世紀早期。和現(xiàn)代的紫外線水消毒器一樣，這些消毒裝置通常使水沿封裝在石英套筒中的燈的四周流過。這樣做可以利用從各個方向輻射的紫外線和確保水的充分處理。
Keys說明一種重力驅(qū)動的水或牛奶消毒器和冷卻盤管，紫外燈采用石英外套。設(shè)置有水平槽的擋水板或溝道，以控制待處理的液體流(1919年7月24日提出的美國專利No.1 307 500)。
Pole提出使用供水大容量，然后使水經(jīng)一個狹窄的溝道兩次流過石英包套的紫外燈，在兩次處理之間使水混合，以便更均勻地配給水。在致力于充分處理最后產(chǎn)品的過程中形成了這些部件。采用反射器使發(fā)散的光線射向水〔1921年2月1日提出的美國專利No.1 367090〕。
Henri等提出了很多早期系統(tǒng)中的一些系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的燈由石英窗包圍，供水通過石英窗受到輻照。Henri等提出應(yīng)用裝在石英包套中的紫外燈來照射通過許多徑向通道的水，該縱向通道靠近燈。利用供水中的導(dǎo)流板或擋水板形成渦流〔1916年10月10日提出的美國專利NO.1200 940和1923年11月6日提出的美國分部專利No.1473 095〕。在Henri等的一個專利中，供水在燈的下面流過，該燈位于一個石英容器內(nèi)〔1916年8月1日提出的美國專利No.1 193 143〕。
盡管這些早期系統(tǒng)提供了最近紫外系統(tǒng)的基本模型，但這些系統(tǒng)很快地由更具吸引力和更實用的方法所取代。早期的紫外線裝置需要很高的操作成本。另外，已證明設(shè)備是不可靠的，而且需要高水平的維修。氯化處理因其更有效和可靠地消毒水而被確立。
現(xiàn)代紫外消毒裝置因為近一個世紀的研究，設(shè)法提供實用的水的紫外線消毒法，所以一般的紫外線產(chǎn)生工藝已相當成熟。紫外線產(chǎn)生工藝成本也不太高，當代很復(fù)雜的紫外消毒裝置近來已獲得普及。特別是在歐洲，盡管處理的成本仍很高，但是對標準的氯化處理消毒對健康影響的擔心已導(dǎo)致某些富裕的社會采用昂貴的紫外線消毒裝置來減小這種化學制劑對人們的影響。截至1990年，在歐洲約有2000個市政水處理廠采用紫外線消毒系統(tǒng)。
當代系統(tǒng)通常需要復(fù)雜的循環(huán)系統(tǒng)。因為浸在水下的紫外燈需要石英包套，該包套上經(jīng)常地易于沉積礦物或生物體，很多系統(tǒng)裝有可以連續(xù)清洗這些表面的機構(gòu)〔Hippen 1971年2月9日提出的美國專利No.3562 520；Ellner 1990年2月6日提出的美國專利No.4 899 056〕。已提出的流量變化時應(yīng)用的部分浸于水下的燈(Tipon于1993年5月4日提出的美國專利No.5 208 461)。Noll等已提出一種將供水包套在一個圍繞燈的螺管中(1991年5月7日提出的印度專利申請No.373/CAL/87)。
因為現(xiàn)代紫外系統(tǒng)的消毒局限性，已提出一種與其它消毒方法聯(lián)用的紫外消毒裝置，從而確保已處理水的完全安全性。Flatow提出用多個紫外燈進行紫外消毒處理與用臭氧進行再消毒的聯(lián)合方法(1980年5月27日提出的美國專利No.4 204 965)。Mortonsen提出在紫外處理前用活性炭過濾器過濾供水(1986年10月7日提出的美國專利No.4 615799)，Lin也提出了這種方法(1990年2月20日提出的美國專利No.4902 411)。
發(fā)展中國家的水處理技術(shù)在發(fā)展中國家消毒公共水源不太普遍。這些地區(qū)的居民要得到安全飲用水面臨一些特別的問題，因為提供安全水的公用投資嚴重不足、技術(shù)人員短缺、供水量無規(guī)律和居民受阻隔。例如在季風期間，水生病菌常常涌入日常用水源中，此時居民又失去醫(yī)療救助，與安全水源斷開。因此奪去了很多人的生命。
在例如印度這樣一些國家，深井是很多農(nóng)村居民的普通飲用水源。因為井的深度超過200英尺，所以水長時期封閉在不滲透的土層下，一般是無菌的。然而深井的成本高。打起來也費時間，因為打井需要特別的深贊設(shè)備。這些限制使得很多農(nóng)家得不到這種水源。
用氯漂白粉消毒是農(nóng)家使用的提供安全飲用水的另一種方法。這種方法可以殺死所有的病菌包括鞭毛蟲屬菌。另外，如果病菌再進入已氯化處理的水源，則新的細菌也會被殺死。這種方法在農(nóng)村地區(qū)的限制是，通常容易使水中的氯過劑量，因此需要當時得不到的訓(xùn)練有素人員來測試用水之前的氯含量。特別重要的是，為進行消毒需要穩(wěn)定地供給氯漂白粉。這種限制被認為是1994年在印度發(fā)生霍亂流行的主要原因，當時許多農(nóng)村地區(qū)中斷了供應(yīng)氯漂白粉的供應(yīng)線。
在炊爐上煮沸飲用水在一些發(fā)展中國家例如中國是很普通的方法，這種古老的方法對于消除水生病菌是很有效的。然而由于大面積砍伐森林，要收集柴薪很困難，因此也使獲得了生用水陷入困境。另外，吸入用生物體作燃料的傳統(tǒng)炊爐散出的煙塵也嚴重危害健康。
水的紫外線消毒器的出現(xiàn)體現(xiàn)了在這一領(lǐng)域的巨大進步，這種水的紫外消毒器的優(yōu)點是可以以低成本向發(fā)展中國家提供安全飲用水。這種裝置可以改善千百萬人的生活并可能拯救他們的生命。
發(fā)明概要本發(fā)明的紫外線消毒器體現(xiàn)了向發(fā)展中國家的人民提供安全水的重要進步。整個所需要的僅是極低能耗的紫外燈，它可以處理大量水，因為具有創(chuàng)新性的優(yōu)化的流路設(shè)計，包括層流化的擋水板和傾斜的處理槽設(shè)計。水連續(xù)流過系統(tǒng)只是通過重力提供動力。安裝的安全部件可以確保水的質(zhì)量以及確保完全不熟練人員使用的安全性。本發(fā)明的水的紫外消毒器的上乘質(zhì)量使得世界上農(nóng)村和欠發(fā)展區(qū)域的村民可以享用他們在現(xiàn)時不能得到的安全水。由于應(yīng)用基于本發(fā)明原理的消毒裝置將減小嬰兒的死亡率和疾病發(fā)生率，這對于這些居民來說是極為重要的。
采用置于處理室外側(cè)的擋水板、傾斜的處理室壁、特殊構(gòu)形的處理槽以及入口和出口便可以實現(xiàn)本發(fā)明裝置的精心設(shè)計的流速和流體流型。利用重力供給水流動力。不需要采用先有技術(shù)系統(tǒng)所需的泵。即使采用不定期供電的電力也可以保證極好的可靠性，因而確保極低的成本。
本發(fā)明的目的是提供一種水紫外消毒系統(tǒng)的創(chuàng)新性水流設(shè)計，從而可以用重力輸送流體和用低壓紫外燈進行處理，減少了能耗和對環(huán)境的影響。
本發(fā)明紫外消毒器的再一個目的是提供廉價的衛(wèi)生水，基本上不需要維護，因而使得發(fā)展中國家的人民可以得到安全水。
本發(fā)明紫外消毒器的再一個目的是提供消毒的流體，以供醫(yī)療、藥物加工、食品加工、可再用廢水處理、養(yǎng)魚、冷卻螺管承水盤以及研究動物群落之用。
由于本發(fā)明的很多的創(chuàng)新設(shè)計的部件、處理大量水所需要的只是很低能量的紫外燈，主要歸功于本發(fā)明的優(yōu)化的流路設(shè)計。利用位于處理室外側(cè)的擋水壁、傾斜的處理室壁、特殊構(gòu)形的處理槽以及入口和出口便可以實現(xiàn)精心設(shè)計的流速和流體流型。由于利用重力作水流動力，所以可以確保極好的可靠性和很低的成本，因為不再需要先有技術(shù)系統(tǒng)所需要的泵。
創(chuàng)新性的紫外消毒器具有許多創(chuàng)新特征，這些特征可以以極低的價格即以每人每年50-70美分的價格提供高質(zhì)量的飲用水，使得很多發(fā)展中國家的人民可以首次得到安全水。采用簡單而廉價的方法來消毒飲用水的有效性將拯救很多人特別是對痢疾最靈敏的兒童的生命。因為婦女主要負責向家人供水，由于減少了她們的勞動強度和減少了不再受水致疾病影響的兒童數(shù)目，因而本發(fā)明的紫外消毒系統(tǒng)大大提高了她們的生活質(zhì)量。除開紫外燈和鎮(zhèn)流器外，裝置的壽命約為40年。
本發(fā)明的裝置在各種各樣的其它方便也是特別有用的，例如魚場、輕便式公側(cè)、飼養(yǎng)動物、血清處理前的消毒、保持空調(diào)系統(tǒng)中水的純度等等方面。對于某些應(yīng)用還可以進一步簡化本發(fā)明的設(shè)計，以滿足這些應(yīng)用中的特殊要求。例如在一些應(yīng)用中主要增強流速，而應(yīng)用于動物飼養(yǎng)場時，某些故障保險措施則不是太重要。
本發(fā)明系統(tǒng)的精巧簡單結(jié)構(gòu)只需要很低的維護，而且這種維護可以由不熟練的使用人員完成。另外，裝置的簡單結(jié)構(gòu)提供了重量輕的便攜式系統(tǒng)。這樣便可以容易地運輸該單元，甚至可運到很遠的地方。例如，該單元可以打成包，裝在動物背上或動物拉的車上，或甚至可以由使用人背著走。還可以在多個水源之間共用一個單元，并可以容易地配置在不同的季節(jié)性水源處。
附圖的簡單說明

圖1是本發(fā)明紫外線消毒器的縱向截面圖；圖2是卸開的外殼和主水槽單元的三維圖；圖3是紫外消毒器在擋水壁平面的橫截面圖；圖4是紫外消毒器出口擋水板平面的橫截面圖；圖5是入口導(dǎo)管的細節(jié)圖；圖6是電子線路示意圖；圖7是粗檢供水濁度的示意圖。
發(fā)明的詳細說明本發(fā)明的組裝的水紫外消毒系統(tǒng)具有許多創(chuàng)新性的部件，這些部件可以協(xié)調(diào)地工作，從而可以容易而廉價地生產(chǎn)安全飲用水。在系統(tǒng)中裝有許多簡單的可靠的安全部件，這些部件可以確保始終如一地生產(chǎn)安全飲用水，即使在非常不利的條件下和不熟練使用人使用的情況下。
本發(fā)明裝置的基本構(gòu)件可以同時工作而向使用人提供連續(xù)的安全水流。輸入供水槽使供水流入裝置的入口。該供水進入入口導(dǎo)管，流過分配管。這些部件的創(chuàng)新設(shè)計使水在整個輸入室內(nèi)具有大體相同的壓力。該供水然后經(jīng)有孔的擋水壁進入處理室，該擋水壁使水流層流化。傾斜的側(cè)壁確保均勻的紫外曝光。紫外燈懸掛在水流的上面，用于消毒供水。純凈水從出口擋水板上面溢流到出口導(dǎo)管，然后直接進入收集容器或貯存桶，水從該桶分配給使用者。
輸入供水槽的結(jié)構(gòu)使水以穩(wěn)定的流速流到紫外消毒裝置，該流速決不會超過單元的安全消毒能力。供水的額外沖力導(dǎo)致反向壓力，從而減小流過單元的流量。如果電源斷開而使紫外燈暫時停止工作，則入口導(dǎo)管上的電磁線圈操作的安全閥將暫時關(guān)斷輸入的供水。在本發(fā)明的裝置內(nèi)還裝有其它安全部件。
在處理室前后側(cè)的擋水壁和出口擋水板可以使供水的所有部分可以得到穩(wěn)定的和可預(yù)測的處理。使處理室的槽傾斜以及配置紫外燈和反射器可以確保，即使是離燈最遠的水所接收的紫外線劑量也接近于最靠近燈的水所接收的劑量。
為確保使用者的安全，當紫外光的保護蓋打開時，紫外燈的電源便切斷，從而不會偶然地直接暴露于紫外光。盡管接上地線可防備可能的觸電，但還設(shè)置了地故障線路中斷器，該中斷器只要發(fā)生短路便切斷電源。
輸入供水槽本發(fā)明的紫外消毒器通常裝有供水進入槽，該槽與裝置頂部的入口相配合。該供水進入槽具有許多本發(fā)明的功能。除其它功能外，供水進入槽形成一個供水的水池，起著沉降桶的功能，并且保持適當水壓，以便水進入消毒裝置。
供水進入槽通常由使用人裝在處理現(xiàn)場裝配。它可以用許多標準材料制作例如用塑料盛水桶或大油桶制作。將這些容器切開，形成一個壁，該壁高出裝置入口口部的高度不超過10厘米。在用圓桶時，可以沿直徑平面切開該圓桶，形成兩個供水進入槽，這兩個槽可以焊接在一起，形成一個大的長水池。
采用平分圓筒作進入槽具有許多優(yōu)點。用其作沉降桶是特別有效的，因為它有傾斜的底部，該底部可以集聚泥沙和其它殘渣，同時可以盡量減小不流入消毒裝置的停滯的水。當固體物沉積出來后，槽底部的泥沙很容易掏出來，因而可以盡量減少混濁問題和全面也提供較高質(zhì)量的飲用水。
當用圓筒的兩半作成一組槽，使其連接部分具有適當高度的分開壁時，第一桶可用于初始沉降，水的較清亮部分從分離壁上溢流到第二桶。接收此種預(yù)先沉降的水的第二桶可以向本發(fā)明的裝置提供濁度特別低的供水。在需要處理泥沙量大或塵土臟物多的水時，這種方法是特別重要的。
由于使用平分的圓筒作供水進入槽，從而盡可能地減小了因為清洗和其它目的而引起的升舉問題。
平分的圓筒形供水進入槽一旦與裝置脫開，便可容易地向一側(cè)滾動或一直翻轉(zhuǎn)過來，以便于清洗和倒空?？紤]到便于清洗，最好在使用期間加上可除去的支承物例如石塊或本質(zhì)尖劈，以使槽直立，達到固定停放?；蛘咴诎雸A筒的供水進入槽上裝上半圓形的托架，該槽可以在該托架上繞樞軸轉(zhuǎn)動。
為達到完全干燥、消毒或使油漆干燥，該半圓筒形供水進入槽還可以容易地翻轉(zhuǎn)過來，以避免不使用時招臟物。定期將這種槽滾到一個座上使其圓筒內(nèi)表上完全滾過空氣是有益的。
采用獸力供水槽或其它平的停水裝置作供水輸入槽也是可行的。因為裸露的水表面大，所以通常將槽置于受保護的區(qū)域，或利用例如波狀金屬板復(fù)蓋其大部分。這樣便可以盡量減小進入供水的塵埃、臟物。一旦適當除去殘余化學物，可以應(yīng)用水泥拌合的槽。這種槽在清洗時可以抬高其一漏進行洗刷和沖洗，直至其低端。如果太重，采用支點和杠桿有助于這種抬高。而不需要使用人過分加力。
在供水槽的底部打開一個排水口是很有用的，雖然這種方式可能造成滲漏問題。按照設(shè)計在槽的底部將存在一定剩水，以便于沉降，所以抬高槽而不能完全排出不是一件小事。如果需將供水槽裝在一個固定安裝臺上排水口也是有效的。當排水口具有充分大的直徑時，在槽底部的水和泥沙用掃帚或其它工具進行攪和時便可以同時排出，因為在排出時泥沙保持在懸浮狀態(tài)。
當空間非常有限時，槽可以沿裝置的長度放置，裝置通常為1米長。然而使槽沿垂直方向放置或與裝置的長度成一個角度也是有利的。例如，如果裝置封裝在一個單斜的外殼或其它的保護外殼內(nèi)，則最好使槽的水的沉降區(qū)域處于開放狀態(tài)或處于較高的不太受保護的箱內(nèi)，這樣，在向裝置提供供水時可避免使用者彎腰，否則將是不方便的。
供水槽起供水池的作用。當以斷續(xù)方式供水時，例如從提桶中的靜止水取水時，或由斷續(xù)水源供水時例如用手或獸力驅(qū)動泵供水，或流量變化水源供水時，這是特別有用的。因此使用人可以貯存相當大量水以備處理，并在隨后收回已處理的水。供水進入槽還使得不必要平緩供水。例如，例如可以用吊桶傾倒水而不必緩慢供水，這樣便相當?shù)販p少了使用人背部的受力。
供水進入槽還有助限制供水的混濁度和提供水純法度的粗檢(見下面)。流入水的紫外線透過率確定紫外光是否很好地穿透和消毒供水柱。透過率隨濁度和溶解鹽的增加而減小。因此供水進入槽提供了極好的可能性來限制濁度對總體消毒質(zhì)量的影響，即限制對本發(fā)明裝置在各種不同地區(qū)使用條件下所得到的消毒質(zhì)量的影響。
供水對紫外線的透過率可定量為“消光系數(shù)”。當紫外線穿過供水時消光系數(shù)越大則紫外光強度衰減越快。紫外線消光系數(shù)大的供水在相當程度上將會保護離紫外光最遠的那部分微小生物體，可能有損于殺滅致病菌。
純凈蒸餾水的紫外消光系數(shù)為0.007厘米-1。在本設(shè)計中假定，流入水的消光系統(tǒng)為0.3厘米-1，此值和美國廢水處理廠放出水的平均消光系數(shù)相當。在實驗室的測試中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明裝置可以消毒其濁度為20NTU高嶺土產(chǎn)生的濁度的水。
因為本發(fā)明裝置可以提供其濁度相當高的安全水，所以對日常使用只需要粗檢供水濁度。最好在安裝裝置時最開始用定量法測定水的濁度。隨后，例如在維修燈期間，用濁度儀進行定期的支持性測試，以測定基線濁度并提供定期監(jiān)測結(jié)果。
供水進入槽提供一種可能性，可以每天粗檢供水濁度。可以在槽端部的水下裝一種水的目視圖案，例如一塊方塊，帶有里白條。觀測者用眼睛在槽的最遠邊緣處觀察，觀察這些條是否明晰。如果不明晰，則供水需要沉降直至這些條變得明晰，然后再繼續(xù)進行水處理。定期的粗檢不合格向使用人提出警告需要配置隔成兩個室的供水進入槽，以便進行有規(guī)律的預(yù)沉降。
作為一種可換代的濁度檢測法，可在供水進入槽的觀察端部在水下成45°裝一面小反射鏡。隨后觀察者觀測在小鏡上反射的目視圖象，因此透過水的長度看到該圖案，從而可見到黑白條。這種方法有助于確保視線可以透過足夠長的水來檢測混濁度。槽的長度必須至少在一米，以便提供足分的數(shù)據(jù)來進行有效的檢測。
入口組件本發(fā)明的入口組件包括入口和入口導(dǎo)管，該導(dǎo)管部分位于入口室內(nèi)。此管子組件通常為標準的PVC螺扣連接管，在定期清洗或除去堵塞物期間可以簡單地拆開。
供水從入口經(jīng)入口導(dǎo)管流入入口室。入口導(dǎo)管通常為倒T形，在下緣上有孔，從而在整個入口室提供均勻的流體壓力。
本發(fā)明紫外消毒器的入口位于對著出口的裝置的端部，但在出口的上游。入口通常配置在裝置的頂部。入口使供水經(jīng)入口導(dǎo)管進入入口室，然后水再流入處理室。供水由重力驅(qū)動流過入口，該重力確定流入入口室的流速和在那部分裝置中的水壓。
為保持消毒質(zhì)量，重要的是進入入口的供水應(yīng)盡可能除惰性物。如果桿、礫石、樹葉等東西進入入口，則這些東西可能損害消毒過程的有效性。為限制這種可能性，入口上通常裝有一個簡單的細網(wǎng)屏蔽箱，該網(wǎng)有助于防止漂浮物例如枝條或樹葉進入入口。這也有助于防止小動物例如昆蟲和小的嚙齒類動物進入入口，如果網(wǎng)箱堵塞則網(wǎng)箱容易清洗，或取下來沖洗，去掉堵塞物。
在用進入槽時，配置入口的槽端部可以配一個簡單的蓋例如木板或金屬板的連接件。這樣便可以保護入口而不能直接進入無生命的東西例如如飛石或桿。這種蓋還可以防止因為直接傾倒在入口上或未經(jīng)許可地將一個加壓泵連接于上部進入部分上而迫使水以不適合的流速流入入口。
特別是在不用擋渣網(wǎng)箱或槽的端蓋時，重要的是應(yīng)在出口上配置一個小凸出部分，該凸出部分約在3cm高。特別是在用平底進入槽時，該凸出部分可以避免沉積在槽底的泥沙直接沖入入口。還可以避免在四濺時發(fā)生的渦流和激流問題。因為泥沙沉積在槽底上，所以減小了濁度、減輕了擋水板堵塞問題以及盡可能減小了消毒設(shè)備內(nèi)部的沉積物。
根據(jù)以下設(shè)計要求確定入口的直徑，即進入槽或其它進入槽中的水柱的最大高度(在蓋的上水平面上面約10厘米)應(yīng)產(chǎn)生15升/分的流量流入入口。對于不同高度的入口槽壁(例如較高高度)可以設(shè)置不同的入口直徑(例如較小的直徑)。需要計算這些直徑值以便產(chǎn)生本發(fā)明所用的必需的流速。對于熟悉計算流體在流過管子和孔眼時的壓差的普通技術(shù)人員可以明顯看出構(gòu)成這些替代設(shè)計的參數(shù)。
因為為使供水在處理室中得到正確處理，水壓是必需的，所以在入口上面的水位很重要。由于只用重力驅(qū)動，所以水流速依賴于此高度和其相應(yīng)壓力。通過提供一種供水進入槽，使其容量不超過入口上方10厘米(或如上所述的其它高度)，便可以形成一種限制由入口進入入口室水壓的天然裝置。
由于提供具有適當壁高度的供水槽，所以如果使用人以極快的方式將水注入槽中，則水便簡單地溢出。這有助于保證在入口導(dǎo)管內(nèi)的正確壓力。設(shè)置供水進入槽也可以限制性急的入趨向于迫使水以不正確的速度流入入口，因為槽形成一個容器，人們在正要處理水時很可能有其它活動。
對于擁有管道供應(yīng)的加壓的不安全水源的村民可以通過簡單的浮動閥將水輸送到槽中，從而可以確保將已消毒的水連續(xù)送入另一個桶(貯存桶)，然后再從該桶輸送到每戶村民。
使用連接于入口的供水槽還有助于避免裝置中的不正確壓力。在很多使設(shè)備連續(xù)運轉(zhuǎn)的社區(qū)中，供水可由直接使用人貯存在供水槽內(nèi)以備最后處理，但是可以即刻從社區(qū)的已消毒水貯存池中取得同樣量的已消毒水。因此提供合用尺寸的已處理水貯存池可防止誘使用戶使流速不適當?shù)乃M入裝置，而同時又提供“即時”處理。
在本發(fā)明消毒裝置的某些應(yīng)用中，供水用手動泵從下面引入到入口室。該裝置可以直接形成泵的連接管接合部分。此時水從下面進入裝置，其流速可由手動泵裝置及施加的泵浦力決定。在本發(fā)明的實施例中，入口導(dǎo)管可以大得多而不會產(chǎn)生不利的操作性能。然而它不能顯著小于上部進入裝置，因為較小的入口導(dǎo)管將產(chǎn)生更大的回壓，在流體流過之前這種回壓是必須克服的。
可以在入口下面的入口導(dǎo)管內(nèi)設(shè)置安全裝置，該安全裝置只要在燈的電流中斷時便使供水停止流入本發(fā)明裝置。當電路發(fā)生短路或電池耗盡時便會發(fā)生這種電力中斷。如果電源屬于不規(guī)則供電的電源，例如太陽電池陣列、小水電電源或典型的發(fā)展中國家的農(nóng)村電網(wǎng)，則也可能發(fā)生這種情況。在本發(fā)明的一個實施例中，在入口管上裝一個電磁線圈，當電池中斷時，該線圈便使一個圓片急速回位或關(guān)閉一個蝶閥。
入口室供水從連接的入口經(jīng)部分裝在入口室中的倒T形入口導(dǎo)管流入入口室。在處理供水期間通過水柱的高柱和在分配管上配置通孔可以保持在整個入口室內(nèi)的恒定流體壓力。這些因素控制作用力和水進入處理室的流量。這種恒定的壓力是必須的，使得下述的擋水壁可以有效地使通過處理室的供水水流層流化。
水經(jīng)入口導(dǎo)管遠端部的分配管部分流入入口室，該導(dǎo)管平行于擋水壁。該分配管從入口導(dǎo)管的垂直入口管部分供水，并從該管的兩側(cè)水平延伸，形成倒T形結(jié)構(gòu)。分配管通常浸沒在入口室底部附近并具有出射孔。這些孔指向入口室的后側(cè)或指向擋水壁而不會產(chǎn)生有害的作用。在一個實施例中，分配管固定在擋水壁上。盡管在這種結(jié)構(gòu)中會發(fā)生某些層流蔭影部分，但仍可以有效地處理供水，并盡可能減小在出口室中的渦流和壓力變化。
當提供寬大的消毒裝置時，例如在要求較大的容量時，分配管上的孔具有較大半徑，該孔遠離垂直入口管，靠近進口室的兩側(cè)。這種結(jié)構(gòu)在入口室的壁到壁之間形成始終如一的水壓，并可以確保層流化的供水流流過處理室。對于任何特殊的結(jié)構(gòu)，普通技術(shù)人員根據(jù)標準的液壓流量和液壓壓力可以確定這些孔的具體尺寸，以便在整個入口室內(nèi)形成要求水平的相同壓力。
擋水壁擋水壁將入口室和出口室分開。本發(fā)明的此種部件與下述出口擋水板配合形成獨特的流體動力學上優(yōu)化的系統(tǒng)，用于輸送將由紫外線處理的供水。它還起附加反射器的作用，將紫外線反射到供水上，從而對供水提供較高的凈劑量。
本發(fā)明的擋水壁帶有切口，該切口使水流層流化，從入口室輸送到處理室，并限制水流量，以便在處理室中保持最佳的水流量。擋水壁的這些功能提供了最佳的流速和處理加工的質(zhì)量。
在先有技術(shù)工藝中，使用擋水板通常引起安全問題，因為在處理期間擋水板產(chǎn)生遮擋紫外線作用。這種現(xiàn)象使供水的某些部分不能安全消毒，引起產(chǎn)品的安全問題。本發(fā)明已經(jīng)消除這種設(shè)計問題，因為將擋水壁置于處理室的外邊，所以遮擋問題完全消除。
因為擋水壁產(chǎn)生始終如一的層流水，所以可以限制或整個消除渦流的產(chǎn)生或供水流的其它不規(guī)則流動。擋水壁的這種功能對于提供低成本處理以及盡可能極大地減小獲得安全飲用水所必需的紫外光發(fā)射強度是很重要的。在其它方面，在先有技術(shù)中，在處理室中的多個擋水壁將產(chǎn)生渦流，這造成不需要的寬的紫外線劑量分布于正處理的水上。
入口擋水壁上的孔的間距和直徑被設(shè)計成可再使從入口和導(dǎo)管流入主處理槽的水流層流化。如果孔的總面顯著改變，則孔影響正確處理供水所必需的水流流型。擋水壁上孔表面與實體部分之比可在10％-30％之間。更好的范圍在12％-20％。最好為15％。
在設(shè)計適用擋水壁結(jié)構(gòu)時，除擋水壁上唯一的出口孔面積之外還可以考慮其它因素。如果在擋水壁上有數(shù)目較少的相對較大的孔，則可能出現(xiàn)從入口室流出的水流中包含太多的渦流能而不能形成適當?shù)膶恿鬟@一危險。相反，如果有較大數(shù)目的過分小的孔，則可能出現(xiàn)由可能進入入口的小殘渣堵塞該孔的這一危險。這種堵塞會損害形成的層流并危及處理水的有效性。在設(shè)計本發(fā)明的不同實施例時，普通技術(shù)人員將有能力權(quán)衡這些因素。
反射壁裝在擋水壁的正下游。該反射壁從處理室的頂部延伸到擋水壁頂部的緊下面，該反射壁通常是一塊平板，直接與彎曲的頂部反射器的端部相接。該反射壁的作用是防止進入處理室的供水流的表面擾動以及撇去可能進入入口的漂浮渣。
處理室該處理室在紫外處理燈的下面提供調(diào)節(jié)的供水流，以便生產(chǎn)沒有生物污染的水。處理室具有若干部件可以保證達到這種重要的水流狀態(tài)。擋水壁與在整個入口室內(nèi)保持的恒定水壓相結(jié)合便可以獲得始終如一的層流，該層流流入處理室并流過該室。該反射壁防止了表面擾動和形成渦流。傾斜的處理室壁使水在物理上被定位，使得水可以接收一種窄的紫外線劑量分布。
紫外線燈懸掛在供水流的上面，位于處理室底板上面準確規(guī)定的高度，該燈對水進行穩(wěn)定的直接處理。本發(fā)明的設(shè)計避免了先有技術(shù)中石英套筒上沉積的大量沉積物、礦物沉積物和其它阻擋紫外線物質(zhì)的問題。該紫外燈裝有曲面反射器。該反射器用作處理室的天花板。該反射器可以重新捕獲射到對著燈表面的天花板上的紫外光，使其反回到供水流上。一般最好使這種次級的紫外光射到靠近處理室壁的供水流上。本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)可以向一部分水流提供額外的曝光，這部分水流原本比位于更中心的水流得到的紫外劑量小。
擋水板與進入導(dǎo)管相配合可以使流水在穩(wěn)的狀態(tài)和壓力下以平行的一維層流流入處理室。盡管這些孔中的任何一個孔所造成的水流的減緩或阻塞均可能在某種程度上改變水流的動力學特性，但由于相鄰層流水流的重新取向作用，本系統(tǒng)允許存在一定百分數(shù)的受損層流而不會影響水的質(zhì)量。定期維護和清潔本發(fā)明的紫外消毒器可以確保消毒質(zhì)量。使用率和供水質(zhì)量將確定兩次維修之間的時間。在生物臟物特別嚴重的少見情況下，在兩次標準維修之間可以進行用戶試驗，通常采用食用色素層折法進行簡單的試驗，以觀測孔的阻塞狀態(tài)，如“觀測窗”一節(jié)所述。通過輕輕拍打正好在正確處理水位上面的消毒器可以增加流速，這樣作可以清除堵塞物。
可用處理室的傾斜壁來大體集中和引導(dǎo)層流。另外，通過有效地將所有水配置在與燈相隔特定距離的位置上可以確保由規(guī)定劑量的紫外光對所有水進行可預(yù)料的處理，從而不會造成對部分供水處理不充分，這種處理不充分原本是由于供水的幾何尺寸因素和消光系統(tǒng)不合適致使紫外光強度降低而造成的。本發(fā)明的特殊部件使得可以用廉價的低壓紫外燈處理大量的供水。
為使水在所有時間與紫外燈相距某個最小距離，可以計算本發(fā)明傾斜壁的斜率。此種輻射計量上的優(yōu)化設(shè)計還造成使壁的角度與燈的反射器板相協(xié)調(diào)便可以優(yōu)化供水的各個部分對紫外光的曝光。本發(fā)明的設(shè)計實際上可以使處理室最遠壁處的水的曝光很接近于靠近紫外燈的水所受到的曝光。本發(fā)明的這些部件主要是指供低價的可以充分消毒的系統(tǒng)。
在處理室中水的滯留時間和水的深度也必須精確控制，以使供水以最小可能成本達到幾乎均勻曝光，最靠近燈的水的深是是最大的，在離燈的距離較大處的水的深度逐漸減少到較淺的深度。這樣便可以確保整個水體的紫外曝光分布很窄和很有效，因為在淺水中紫外光的吸光顯著地比較小。
另外，靠近裝置壁和其底表面的水因為摩擦作用而流得較慢。這種現(xiàn)象使得這部分水在處理室中的滯留時間延長，這部分水離紫外燈最遠并受到其它部分水的遮擋作用最大。這樣，本發(fā)明的創(chuàng)新設(shè)計校正了在處理室不同部分中的水對紫外線曝光的差別，從而形成窄的和有效的用紫外光消毒水的系統(tǒng)。
紫外光消毒系統(tǒng)的一個潛在的問題是，供水可能由于某種原因而被迫使以大于可以得到有效處理的流速流過系統(tǒng)。與其它系統(tǒng)相比，在本發(fā)明中這是不太大的問題，因為依靠實實在在的重力來提供合適的流量。然而，不適當?shù)乃秸{(diào)節(jié)。不適當?shù)剡B接泵，造成加力流動，以及用深容器取代入口槽均可能使消毒裝置過載。作為第一種防止不適當水壓的裝置，入口具有可控的尺寸，使得如果供水流量太大，則流水將承受一個反壓。
入口室槽壁的特別設(shè)計部件可以避免處理室中水的不適當高度。除處理不完全外還必須控制處理室中的水位，以避免燈損壞、電路短路以及保證使用人不觸電。處理室被設(shè)計成開放的結(jié)構(gòu)，其壁具有規(guī)定的高度。構(gòu)成曝光室的外殼還具有底部槽口，使得可以引導(dǎo)在受到不正確加力時溢出壁外的溢流流出裝置并盡快排走，以避免水造成損害。
本發(fā)明的一個實施例可以處理的最大水量為15升/分。如果迫使較大的流量進入入口，則過量的水逸出處理室的槽壁或通過槽壁上的排放切口排出。然后此過量水從裝置的底部槽口排出裝置。特別設(shè)置這些槽口，使得該過量水不會淹沒裝置的內(nèi)部工作件，不會從流出口流未來經(jīng)處理的水或不會造成短路。
紫外燈和電源本發(fā)明的創(chuàng)新設(shè)計使得可以采用標準的低價紫外燈。該燈配置在流水的上面，位于處理槽底板上面特定的高度。這種創(chuàng)新性的配置可以不再需要昂貴的石英外套和特氟隆外套以及清洗它們的裝置，這些在現(xiàn)在都是紫外消毒裝置需要的。在處理槽底板上面的規(guī)定高度對于供水獲得合適輻射計量的劑量是很重要的。
因為其簡單性和若干創(chuàng)新性的安全部件，本發(fā)明實際上可以用任何電源供電。例如在弧立的區(qū)域可以只用小的太陽能電池板來運轉(zhuǎn)本發(fā)明的裝置。小水電源或風力渦輪發(fā)電機也可以提供充分的電力來運轉(zhuǎn)本發(fā)明設(shè)備。當裝置用不定期的農(nóng)村電源網(wǎng)供電時，需要一個切斷繼電器，以便在電力中斷時間切斷從入口進入的水。這種安全切斷閥已在上面入口“一節(jié)中”說明。
本發(fā)明裝置還可以用車用電池供電，這種電池采用點滴式充電，從而避免對用戶的安全問題和使用不定期電源帶來的不方便。因本發(fā)明的簡單而有效的設(shè)計，導(dǎo)致對電源的要求很低，簡單的12伏車用電池便達到必需的電源要求。這種電源在村鎮(zhèn)例如在使用斷續(xù)電源的鄉(xiāng)村是特別有用的。電池在電源來電時可以重新充電。如果電池被用作一種貯存單元，貯存太陽能電池陣列、不定期的水輪電源以及其它常停電的電源產(chǎn)生的電力，則這種方式允許在夜間進行水處理。
在本發(fā)明中最好采用防水噴濺的開/斷開關(guān)。很多公司例如Mulberry公司制造這種襯有密封襯片的開關(guān)。已有30480 Mulberry開關(guān)，它有開關(guān)、密封襯片以及防噴濺的外殼。
在有水流的情況下使用電力使用人有可能會觸電。為避免這種危險，本發(fā)明的電路上裝有接地故障線路切斷裝置(Ground Fault CrcuitInterrupt)。這種裝置裝在單元的電源上，在用120V或230V交流電源時，這種裝置是特別重要的。只要系統(tǒng)短路便立即切斷電源，在開/斷開關(guān)和鎮(zhèn)流器之間還設(shè)置2A保險絲。
簡單的接地線可防止可能的觸電。任何漏到本發(fā)明裝置主體上的電將流入地，不會因觸模裝置而使人員觸電。應(yīng)保護電源線，使其在進入基架時不會受到進入孔金屬邊緣的損傷。在電源線引入孔上加上橡皮墊是防止此問題的一種方法。在電源線上打個結(jié)，或者使該節(jié)與入口夾具內(nèi)的電源線的三股線相連接。這種節(jié)可以防止在外側(cè)機械拉動電線的拉力傳送到其裝置內(nèi)側(cè)的電接點上。
在靠近電線入口處設(shè)有用本地區(qū)語言標出的安全標志，該標志如下注意，機內(nèi)有強外線；注意，不斷電不能打開機器。
使用任何一個紫外燈的安全考慮是，凈紫外光對于使用人是有潛在危險的，例如用裸眼觀看它等等。本發(fā)明的配置使得如果包圍燈的保護蓋或其外殼被卸開，則燈電源立即斷開。處理室的連鎖系統(tǒng)消除了系統(tǒng)操作者偶然曝露于紫光下的危險。
在本發(fā)明裝置中，紫外燈是一種壽命最短的部件。在本發(fā)明一個實施例中的紫外燈可以燃8000小時。當燈熄滅時，或有干擾燈工作的任何誤操作時，用戶可以通過下面要說明觀測窗立即觀察到這種狀態(tài)。根據(jù)每天使用的小時數(shù)，如果一天平均用20小時，則通常一年變換一次燈，如果一天平均用10小時則可以每二年更換一次燈。選擇部件是一個線路，該線路在水流入入口時便使殺菌紫外燈通電，并在水不再流入入口之后的三分鐘內(nèi)關(guān)掉該紫外燈(水在裝置中的滯留時間約12秒)。這樣可以節(jié)電，同時還顯著延長了電子器件及紫外燈的壽命。
應(yīng)當每6個月進行一次例常清潔和檢查，以保證全年的穩(wěn)定工作。燈通常在間歇期間或在進行例行的清潔和檢查期間進行更換。當維修工人按日程在鄉(xiāng)村巡檢時便會想到這一點。在同時，用食用色素層化法測試層流化狀態(tài)和收集混濁樣品。
電子鎮(zhèn)流器是本發(fā)明另一個壽命有限的元件。它的壽命通常約在20000小時。可供本發(fā)明使用的典型的商品鎮(zhèn)流器是12伏交流電源的Motorala Electronic鎮(zhèn)流器No.MI-RN-T12-ILL-120。
觀測窗安全觀測窗允許直接觀測紫外光以確定其操作。該窗配置在下述底座的前板上，用不透紫外光的材料制作，從而允許用裸眼直接觀察光的狀態(tài)而不會對觀察者造成危險。在本發(fā)明的一個實施例中，該窗用4mm厚的聚碳酸酯制作，滿足允許觀察紫外光的標準，這種材料基本上不透紫外光，不對觀測者產(chǎn)生壞作用。它用四個螺釘固定在外殼的內(nèi)表面上。在觀測窗附近應(yīng)標有寫有本地區(qū)語言的標志注意機器工作時可透過此窗看到藍色輝光。在一些使用人為文盲時還可以貼上國際符號標志。
本發(fā)明的觀測窗部件提供了一種快速檢查法，可以直接觀察紫外燈是否在工作，或紫外燈是否因某些原因例如在其表面形成大量沉積物而受到損害。重要的是應(yīng)在水從設(shè)備中流出時檢查紫外光，以確定燈沒有燒壞。然而在處理期間不一定要連續(xù)地觀測紫外光，即使在使用間斷性電源的情況下。這是因為在電磁線圈線路上配有故障保險的管閂，如上所述，該管閂無論電源在什么時候斷開便可以制止水流入裝置。用車用蓄電池作電源提供了一種額外的提高利用率的措施，因為裝置的使用時間不以任何方式與利用電網(wǎng)電來充電蓄電池的時間發(fā)生連系。
觀測窗還提供一種定期檢測供水從入口室流到處理室中的層流狀況。將少量食用色素作為可觀察的部分加入到入口，觀察者然后觀測新的著色層流，注意在穿過處理室時是否保持層流狀態(tài)?？梢灾苯涌闯鰮跛谏闲〉亩氯绻l(fā)現(xiàn)層流狀態(tài)破壞，則應(yīng)作正常維修，恢復(fù)層流。
輸出擋水板和出口輸出擋水板形為低堰，位于處理室的下游端部。已處理水升到必需的高，然后越過此障凝物瀑布式流入出口槽，圖1所示的本發(fā)明實施例中，該擋水板的高度為5厘米，而主槽的整個高度為10厘米。已處理水然后從出口槽經(jīng)一根管子流到出口，在出口處使用人可以直接用水，或使其流入一個安全貯水桶內(nèi)。出口位于槽底上面2.5厘米，以便既提供結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，又能在分配處理水之前提供一個最后的沉降區(qū)域，可以設(shè)置一個排水插塞，以便在不拆卸裝置的情況下清潔這一區(qū)域。
處理水可以通過套筒輸送用戶，或如下所述可以貯水桶接上出水道。因為系統(tǒng)的消毒速度為30升/分，所以裝置可以提供最合適的水流量。比較起來，這一流量超過典型的美國浴缸排出的水流量或普通澆花軟管排出的流量。
安全水貯存桶如上所述，設(shè)置體積足夠大的貯存桶和一個大的供水槽可以使用戶進行“即時”處理。如果設(shè)置一個公用的貯存桶，在開始引入供水之后，每個新的用戶便可以從貯存桶中取用它引入的供水量，而允許其供水在另一時間進行處理。這種貯存桶必然要加入保護，避免進入臟物。安全水貯存桶最好是一個帶有排出口的密封桶，以便保證水質(zhì)。
通常采用細頸容器盛本發(fā)明的安全水產(chǎn)品，然后拿到家中供家用。細頸容器最好帶塞子，這種容器有助于確保不會因手臟或浸入取水的壺臟而弄臟安全水。細頸容器還有助于防止在運輸期間因潑酒而損失水。聚乙烯的這種扁平容器價廉、結(jié)實、重量極輕，可以裝大量水。要將水運到家時，最好用獨輪車運送該容器，以盡量減小使用人特別是病人或老年人所用的力氣。
外殼本發(fā)明的外殼不僅重量輕，易于搬動，而且堅固，因而裝置壽命長。它可以用不銹鋼制作，不僅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提高，而且還耐腐蝕。相反，不與水接觸的面向處理室內(nèi)部的裝置部分最好是拋光的或磨光的鋁，因為鋁的反射特性增加了水對紫外線的曝光。
對于大多數(shù)裝置采用彎折的金屬板，以盡量減小焊接部分，保證少出滲漏問題。當焊接部分與水流接觸時，該部分通常用硅環(huán)氧樹脂封閉劑封閉。暴露于紫外光的焊接部分可以另外地用不銹鋼條封閉，以避免由于照射紫外光而可能破壞硅環(huán)氧樹脂。
在塵埃沾污成為問題時，外殼最好裝有簡單的空氣過濾器。這樣便允許空氣在紫外燈的四周進行規(guī)律的循環(huán)，以避免燈起霧或生物體沉積而又不存在塵埃沾污的危險。然而燈的工作溫度避免了這種復(fù)雜問題。盡量減小空氣流過裝置可以盡量減少引入致病牙孢或引入造成混濁的一般灰塵或臟物的問題。
外殼由蓋單元組成，蓋子裝在底座上時完全包圍心部組件。底座架由鋁質(zhì)角梁制作，固定在底座的內(nèi)表面上。底座架形成將蓋子和心部組件組裝在底座上的框架，并提高心部組件和裝置作為一個整體的穩(wěn)定性。
在重要區(qū)域有焊接部分時，裝置應(yīng)當密封。這種密封構(gòu)成進入水和處理水的連續(xù)水道，而且還可以盡量減少水和空氣的污染。商品化的硅酮金屬凝膠封閉劑，例如由GE Silicone公司生產(chǎn)的“Silicane II MetalGlue d Seal”或由Scotch Seal公司生產(chǎn)的“2084 Metal Sealant是這種適用封閉劑的例子。
安裝和正確地調(diào)直本發(fā)明一般是牢固和耐用的。而且本發(fā)明的裝置很可能用在不時遇到的惡劣的條件下，例如在高熱高濕度、多雨或很低溫等條件下應(yīng)用。為延長裝置的壽命，達到其最佳功能，必須特別注意安裝和保養(yǎng)。
在惡劣的氣候條件下，簡單的機房例如單坡屋將有助于延長裝置的壽命，并可以限制顆粒的或其它東西(包括致病菌和昆蟲)進入供水或純水制品。這也限制了保持裝置內(nèi)部無沉積物所需要的維修量。如上所述，裝置可以與供水進入槽以及純水貯存桶分開安放。
在不需要機房和機房不實用時，最好使本發(fā)明的裝置靠近某些保護物以防備惡劣天氣，例如可以放在樹下、靠近峭壁或放在房子蔭影下，等等?？梢杂貌y鋁板或其它蓋頂來保護裝置。如果裝置靠近井，很可能有一個先有的風雨棚，這種棚既可以保護井又可以保護裝置。在更富裕的村鎮(zhèn)中，各別的裝置可以直接放在家中。這對裝置提供了更好的保護，并限制了可能的后處理引入臟物。
裝置一般最好離地有一定高度。這種位置可以避免經(jīng)常緊靠地面的由空氣承載的高濃度的灰塵和碎屑。這種位置還限制了昆蟲和其它動物侵入裝置。當裝置放在較高位置例如放在一個臺架上時要更仔細地進行維修和安全檢查。在本發(fā)明的一個實施中，裝置裝有短腿，離地有一定空隙。
在一些發(fā)生周期性泛濫的鄉(xiāng)鎮(zhèn)例如在印度和其它鄰國的季風地區(qū)，將本發(fā)明的裝置裝在高處是特別重要的。在此時，大雨將來處理的臟物或其它東西從地面沖到井水和地面水中。因為在這種情況下，霍亂和其水生疾病直接威脅著村民的健康，所以本發(fā)明裝置的安全作用變得極為重要。將裝置放置在高處可以限制或消除水生致病菌對這一安全水源的污染。
裝置在處理水期間必須保持水平，以便可以適當?shù)靥幚砉┧Ｑb置通常裝在水泥板上或巖石面上?？梢杂脡|片進行外加的調(diào)水平。這種布置限制了處理期間發(fā)生振動的可能性，這種振很可能損及層流。在本發(fā)明的一個實施例中，在外殼上裝有調(diào)水平的腿，利用調(diào)平螺栓可將裝置調(diào)到水平位置。
為確保水平，裝有兩個氣泡水平儀，它們牢固地固定在外殼的外部。其中一個沿縱向配置，而另一個處于橫向線內(nèi)。當如此配置裝置使得各個水平儀中的氣泡落在水平線內(nèi)時，該裝置便位于達到最佳功能的位置。必須定期檢查這種水平狀態(tài)，以確保沉降、抖動或其它活動不會使裝置失去水平狀態(tài)。
在定期清洗期間，可以使裝置傾斜，使入口端抬得稍高一些，即故意使裝置不水平，這樣便可以增加水的流速。由于超過處理流速。所以渦流、回流以及增加的供水流將攪動沉積在裝置內(nèi)的沉積物。然后這些沉積物被沖洗出系統(tǒng)，隨后使系恢復(fù)運轉(zhuǎn)。所以在相反方向傾斜裝置，以便除去擋水壁孔中的包藏的生物體。
由于本發(fā)明的輕便性而可以得到許多優(yōu)點。裝置可以用簡單的方法送到邊遠地區(qū)，例如用獸力駝載，甚至可以用人背送。裝置是牢固的，足可以承受牛拉車或吉普車在不平路上的劇烈振動。
裝置的輕便性還使得可以在局部區(qū)域的若干水點提供純水。一種活動架有助于這種在本地區(qū)的重新配置，例如具有伸縮輪的或滑架的拖車，該滑架帶有把手。這樣，裝置可以為整個村子服務(wù)。設(shè)計還允許順序地配置在不同水源處，以避免用體力將其原來水源的水送到處理地，然后再將水逆回到使用地這樣的繁重勞動。
其它應(yīng)用在附圖和例1中所示的本發(fā)明的實施例旨在向農(nóng)村地區(qū)和發(fā)展中國家的人民提供高質(zhì)量的飲用水。然而本發(fā)明的簡單而精巧的消毒設(shè)備還可以有效地而且經(jīng)常是無雙地用在很多不同的方面。
本發(fā)明在醫(yī)學上有重要的應(yīng)用。在發(fā)展中國家通常在市場上沒有用于臨床和藥物的可靠的消毒水供應(yīng)源。然而很需要有作此用途的安全水，例如用來沖洗臨床醫(yī)生的手，沖洗和清潔傷口以及混合藥物制劑等。在例如沖洗傷口和配制藥劑的這些應(yīng)用中，可以增加滯時間或使水經(jīng)多次處理，以確保水的幾乎完全消毒。最好用細頸瓶貯水和送水。
在場內(nèi)公廁排出的水必須進行處理才能放回自然界，以免大腸桿菌或其它細菌沾污地表面或地表水。這種水相當于廢水處理廠產(chǎn)生的“灰水”。在這些小的場內(nèi)公廁中排出水每天達到500加侖，在經(jīng)處理，匹配消光系數(shù)后，采用本發(fā)明裝置可以容易處理這種流出水，以便使其安全地返回自然界。
因為過度捕撈減少了天然魚資源，密集的養(yǎng)魚業(yè)正發(fā)展成農(nóng)業(yè)的很重要部分。在養(yǎng)例如鮭魚時，需要連續(xù)水流流過魚群，使魚可以連續(xù)游著。然而這種包含食物和排泄物的連續(xù)水流可以很快地發(fā)展成包含大量細菌臟物的水。
這種養(yǎng)魚系統(tǒng)的連續(xù)水流可以與本發(fā)明極好地相匹配。本發(fā)明裝置可以放在一個小的分水流上，該分水流可以連續(xù)地與較大的養(yǎng)魚水流動。因為目的是始終如一地降低而不是消除細菌的繁殖，所以設(shè)備的流速可以顯著地加大。即最快的流速也可能構(gòu)成最佳的處理方法，該最快的流速可減少供水中細菌量的80％。目的是在最短的時間內(nèi)也殺死大體同樣數(shù)目的細菌，因為“純”水將直接流回原來的養(yǎng)魚水中。
采用本發(fā)明裝置還可以有效地執(zhí)行生物有害液體的消毒。例如很難消毒用于生產(chǎn)危險致病菌疫苗的大容積血清。這些廢品中的許多廢品含有可能極端致命的病毒臟物。本發(fā)明裝置可以很有效地抑制這種危險。
大冷卻設(shè)備例如冷卻塔或大型空調(diào)系統(tǒng)的泄水槽很容易生長致病菌并發(fā)生大規(guī)模傳布。軍團病問題便是所論之的情況，其時，這種致命的疾病通過旅館中空調(diào)系統(tǒng)傳播。在重工業(yè)上所用的冷卻塔設(shè)備上也存在滋生生物體的問題。本發(fā)明裝置的緊實主體和高的產(chǎn)率使得可以理想地解決此種問題。
本發(fā)明的另一個很適合的應(yīng)用是提供研究動物群體的消毒水，該群體一直保持在消毒的狀態(tài)下。例如供水可以取自市政自來水。因為處理是連續(xù)的，所以動物可以不斷地獲得新鮮消毒水。這對于使用昂貴蒸餾水的現(xiàn)代方法是一種巨大改進。
圖1是本發(fā)明紫外消毒器1的縱向圖。在Ⅵ型消毒器1的頂上擱置通常長1米的入口槽3。供水5的高度由入口槽壁7限制在10cm，該壁7從入口槽底板9算起不超過該高度。因為入口槽3通常即使復(fù)蓋也只是部分復(fù)蓋，因此入口槽壁7可以有效限制供水5的高度。此部件形成紫外消毒器1上面的水柱重量的上限，從而確保重力驅(qū)動供水5的流速絕不會超過適合于進行紫外處理的正確流速。
入口11(直徑約1.5厘米)通常經(jīng)入口槽底板9伸出入口槽3。入口唇部13伸到入口槽底板9的上面，一般伸出2-3cm。當供水與夾帶不溶顆粒時，這些東西的一部分將自然沉積在入口槽底板9上，形成入口槽沉積物15。當供水5沖入入口槽3時，這種入口槽沉積物可能會再與供水5混合，有損于供水5的紫外處理，并且一些部分沉積在紫外消毒器1內(nèi)，這部分沉積物影響內(nèi)表面的反射率。設(shè)置入口唇部13減輕了這種可能性。在兩個處理期間之間可從底板9上清除或掃描入口槽沉積物15。該入口槽底板9可選擇地配置入口槽排出口，在處理期間該排出口被塞上，而且可以打開，以便使沉積的入口槽沉積物15沖洗物通過排出口加速入口槽3的清洗。入口11還裝有入口屏蔽網(wǎng)，該網(wǎng)為箱形，可以阻止較大的顆粒物例如小桿、石塊或漂浮的樹葉，使其不能進入入口11和危及紫外消毒器1的效能。該入口蔽屏網(wǎng)對性急的使用人還起著一種阻礙作用，性急的人往往想將壓力水泵接在入口11上，迫使水以不合適的流速流入裝置。
供水5通過重力經(jīng)入口11進入紫外消毒器1。入口槽壁7的高度和入口11的直徑選擇為可形成約4加侖/分的供水5的進入流速。入口11進入入口導(dǎo)管21，該導(dǎo)管由垂直的供水入口管23(約16厘米長)組成，該入口管23連接于水平入口分配管25(長約21厘米)。因此入口導(dǎo)管形成倒T形。供水入口管23從上面經(jīng)孔橫穿外殼蓋27進入紫外消毒器1。電磁線圈截止閥29裝在供水入口管23上，該閥在紫外消毒器1停電時便切斷流入紫外消毒器1的供水5。
大部分入口導(dǎo)管21位于入口室31內(nèi)。主槽入口壁33(約30厘米×8厘米)、主槽底板35和擋水壁37(約20厘米×8厘米)構(gòu)成入口室31。主槽入口壁和擋水板37之間分開約7厘米。供水入口管23通?？恐鴵跛?7。
入口分配管25通常直接擱在主槽底板35的傾斜側(cè)板上，形成很穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。另外，入口分配管25通常用環(huán)形固定件39固定在擋水壁37上。分配管25上有分配管孔41,該孔使供水5流入入口室31。分配管孔41的尺寸和位置使得入口室31中供水5的壓力相當恒定。
由于限制入口槽壁7的高度而使入口槽3內(nèi)具有特定高度的水柱以及限制入口11的直徑而限制入口供水量，這樣便穩(wěn)定了進入紫外消毒器1的水壓。如果這些安全部件由于某種原因受到限制。則主槽入口壁33以及連接主槽入口壁33和擋水壁37的在此圖中看不見的側(cè)壁形成有限的高度，使得供水5可以溢流出這些壁，主要溢流出側(cè)壁。此過量的供水5落到外殼底部43，在該處它經(jīng)外殼頂部27和外殼底部43的結(jié)合處形成的普通間隙流出。
作為次級溢流區(qū)域，過量供水5可從引流的主槽入口壁33上溢出，過量的供水5聚集在主槽壁33和入口防濺壁45(約16×30厘米)形成的空間中，在該空間中聚集的水經(jīng)外殼頂部27和外殼底部43的結(jié)合處形成的普通問隙流出，和過量的水從連接主槽入口壁33和擋水壁37的側(cè)壁上溢流出去時一樣。當發(fā)生這種情況時，入口防濺壁45保護裝在其后面的電氣連接件。
入口防濺壁45配置成平行于外殼入口端部46，在外殼底部43于紫外消毒器1的入口端部向上延伸時便形成該端部46。外殼入口端部46上裝有保險絲42和開關(guān)44。
處理室47由擋水壁37、主槽底板35、出口擋水板49(約30厘米×4厘米)和曲面的頂部反射器51(圓弧段42厘米，直徑30厘米，長42厘米)形成，后兩個縱向間隔開4厘米。曲面頂部反射器51罩住固定在插座54上的紫外燈53。該插座又用插座固定螺栓52固定在曲面的頂部反射器51上，因此曲面的頂部反射器51支承紫外燈52，將其懸掛在處理室47的上面。另外，端部反射器55裝有紫外燈支承箍56，該箍在最靠近入口室31的端部支承紫外燈53。紫外燈53的中心軸線位于主槽底板35上面8cm，在曲面頂部反射器51下面7厘米。
電源和切斷繼電器57經(jīng)燈線59和未示于圖中的鎮(zhèn)流器向紫外燈53供電。電源和切斷繼電器57還經(jīng)電磁線圈導(dǎo)線62連接于電磁線圈切斷閥29。
在裝置的入口，尺寸為約30厘米×13厘米的端部反射器55對接曲面的頂部反射器51。端部反射器55經(jīng)頂部平行于擋水壁37向下延伸，其下邊緣通常停止在流過處理室47的供水5的表面的下面。在端部反射器55和擋水壁37之間有約2.5厘米的間隙。
主槽底板35直接擱在外殼底座43上。主槽底板35是傾斜的，以便引導(dǎo)由擋水壁37產(chǎn)生的供水5的層流63，在下面的圖中示出和說明這種傾斜。由于除主槽的端部(此圖中未示出)外所有部分均由一塊金屬板制作，所以可以獲得極好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和最小的焊接部分。
曲面頂部反射器51的曲率可以重新捕獲從紫外燈53頂部射出的原本會散失的紫外光，將其反射回到層流63。供水5橫穿處理室47，然后從出口擋水板49上溢出。這些處理室47的不同部件協(xié)調(diào)地操作，從而使形成層流63的供水5不管在處理室47的什么位置一般均可以接收到同等劑量的紫外線。
出口箱65接收從出口擋水板49上面溢流的已處理水67，該擋水板距出口箱65的后壁約5.5厘米。出口箱65的底座塞入在主槽底板35的下面約7厘米，位于外殼座43的上面。出口箱65裝有出口69(直徑約2.5厘米)，已處理水67經(jīng)該出口流出紫外消毒器1。
鄰接出口箱65的外殼蓋27的端壁上裝有觀測窗71，該窗直徑約5.5厘米。該窗用一種可以保持觀測紫外燈53開關(guān)狀態(tài)的使用人的眼睛不受損害的材料制作。該窗用四個螺釘固定在外殼蓋上。
圖2從上到下是帶有酒精水平儀84的外殼蓋27(約20×35×69厘米)、主槽單元73(約18×30×61厘米)和外殼底座43(約18×34×66厘米)的三維圖。圖2的圖示出在生產(chǎn)、清洗和維修時如何組裝和拆開紫外消毒器1。即組裝完后，主槽單元73設(shè)置在外殼底座43內(nèi)，出口69穿過外殼底座43上此圖中未示出的孔。主槽單元73的下表面即主槽底板的下表面直接擱在外殼底座43上。
在此三維圖中，可以明顯看到本發(fā)明紫外消毒器1的很多部件。主槽傾斜壁(約11×61厘米)從主槽底板35(約10厘米×61厘米)伸到主槽垂直壁77(約4厘米×61厘米)。曲面頂部反射器51伸過和復(fù)蓋主槽垂直壁77外表面2.5厘米，并在該處用螺栓固定就位，使主槽單元73形成相當穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)還使得曲面頂部反射器51和外殼蓋27之間產(chǎn)生的任何凝水可以排出處理室47，避免受到任何污染的問題，如果問題嚴重，還向使用人提供了一種指示，使用人可以觀察從底座43經(jīng)排出口85流出的顯示此問題程度的流出水。排出口85上裝有網(wǎng)以防蟲鳥等進入。
紫外燈53由紫外燈支承箍56(此圖中見不到)和插座54懸掛在曲面頂部反射器51內(nèi)，該支承箍的一端固定在端部反射器55，該插座用插座固定螺栓52固定在曲面頂部反射器51上。在本發(fā)明中可以去掉先有技術(shù)用的紫外燈石英保護器，因為燈已經(jīng)精心地懸掛在供水流5的上面，還因為紫外燈53具有足夠高的溫度，因而在其表面絕不會出現(xiàn)凝水。不對水氣提出要求以及強烈的紫外輻射避免了困擾先有技術(shù)結(jié)構(gòu)的生物體沉積問題。
紫外燈53由電鎮(zhèn)流器79供電，該電源由插線板81適當?shù)匕才啪€路。通常，在使用紫外消毒器1期間，因在含有流體的封閉區(qū)域內(nèi)溫度高而自然產(chǎn)生高濕度，所以在外殼蓋27和曲面頂部反射器51的頂表面之間會產(chǎn)生凝水。這種凝水可能威脅電鎮(zhèn)流器79、插線板81以及它們的連接導(dǎo)線。因此這種電氣設(shè)備通常在它們和曲面頂部反射器51之間復(fù)蓋防水條，以使流下的凝水移離電器，沿曲面頂部反射器51的斜面向下流入外殼底座43，在該處過量的凝水排出紫外消毒器1。
擋水壁37從主槽底板35沿主槽傾斜壁75向上延伸到主槽垂直壁77的頂邊緣。擋水壁用于使供水5定位，從而形成一個窄的紫外劑量分布。然而擋水壁不限制供水5的高度。供水的高度當其流過紫外消毒器1時絕對地被限制在主槽垂直壁75的高度，該高度在整個水流處理中，是一致的。
在紫外消毒器1處理期間供水5的水位的最后調(diào)節(jié)器是出口擋水板75和主槽垂直壁77。由于不正確地使用安全部件或用力氣使其失效很可能出現(xiàn)不正確的供水高度，利用主槽垂直壁77和主槽入口壁37的整個有限高度以及出口箱65的高度可以被動地防止這種不正確的供水高度。主槽單元73作得比外殼底座43和外殼蓋27小一英寸，使得形成相當?shù)囊缌骺臻g，以便流出主槽單元73。外殼底座43裝有放置唇部，以便使外殼蓋27固定就位，但留有足夠空隙，以使過量水流出單元。在高濕度氣候下或期望有穩(wěn)定溢流的情況下，由絲網(wǎng)保護的選擇性排出口85可以配置在外殼底座43上。酒精水平儀84靠近觀測窗71配置。
圖3是紫外消毒器1在擋水壁37的平面的橫截面圖，示出擋水壁與外殼蓋27和外殼底座43的關(guān)系。如圖所示，主槽底板35直接擱在外殼底座43上。主槽傾斜壁75是自由站立的，在主槽垂直壁77和外殼殼27之問的有一英寸間隙。擋水壁37上均勻地分布直徑約為0.6厘米的擋水壁孔64，該孔均勻地間隔開，分開約2.0厘米。這些孔用于使供水5層流化進入處理室47，如圖1和2所示。
圖3還示出入口導(dǎo)管21如何固定在擋水壁37上。這樣便在供水5流過擋水壁37之后使供水5的層流受到影響，但不足以損害處理室47中的層流，因為流動很強烈，足以使受影響區(qū)域的供水5重新取向。
圖4是紫外消毒器1在出口擋水板49的平面處的截面圖。從該圖可清楚看出，出口擋水板49只達到主槽傾斜壁75的上部水平面，并正好結(jié)束于主槽垂直壁77的下端。
圖5是入口導(dǎo)管21的細節(jié)圖，該導(dǎo)管包括入口供水管23和入口分配管25。在此圖中可以清楚看到分配管的孔41。這些孔通常使供水5流向主槽入口壁33，如圖1所示。
圖6是接線板81的示意圖，該接線板控制通向電鎮(zhèn)流器79和經(jīng)插座54通到燈53的電流。還示出連接于電源的保險絲42和防水開關(guān)44。
圖7示出快速粗檢入口槽3中供水5的濁度的一種方法。圖中，使用人從入口槽壁7的上面看觀測鏡87。該觀測鏡87提供經(jīng)下面的供水5沿入口槽的長度的觀測圖象。目視靶89裝在最遠的入口槽壁7上。當圖變模糊時，需要較長的沉積時間或配置多個供水5的通過槽，以確保供水受到充分處理。
例一水在本發(fā)明紫外消毒器中的滯留時間分布提供了一種度量設(shè)計有效程度的方法。因為滯留時間最小的那部分水必須接受足夠的紫外曝光，以達到消毒。較寬分布的滯留時間暗示，裝置對大部分流過它的水給與過劑量照射，而對滯留時間最長的那部分水可能給與不足劑量的照射。
將一些弱酸作為示蹤劑注入入口，并在出口用pH計監(jiān)測其流出。因為pH計提供示蹤酸濃度的對數(shù)響應(yīng)，所以容易檢出很低濃度的酸。基于此種方法可以確定本發(fā)明一個實施例的最小滯留時間約為10秒，與設(shè)計計算一致。
本發(fā)明紫外消毒器的輻射計量設(shè)計假定入口水中的紫外光消光系數(shù)為0.3厘米-1，此值相當于美國市政廢水處理了排出水的平均值。可通過輻射計量計算改變槽的尺寸和燈的位置，以優(yōu)化紫外曝光。
通過測量殺死植入入口水中的標記細菌的效率可以測試本發(fā)明紫外消毒器的總的殺菌性能。對于這些試驗，在入口水中加入大腸桿菌，達到100000CFU(菌落形成單位)/100毫升水的濃度。對于各個試驗，測量在入口水和出口水中大腸桿菌的濃度。至少在兩個不同入口水樣品中測定入口的CFU濃度，而至少在三個不同的出口水樣中測定出口的CFU濃度。對于這些測量，采用標準的膜過濾器測試，如果需要可稀釋樣品。在這些試驗中，用一個膜過濾標準體積的水樣。然后用瓊脂培養(yǎng)并孵化24小時。計數(shù)膜上可見菌落便可以計算水樣中CFU的濃度。
本裝置的消毒能力用大腸桿菌的存活率表示。存活率定義為出口水中的CFU濃度與入口水中的CFU濃度之比。用植入大腸桿菌的去離子水進行存活率的初次測定。隨后用植入大腸桿菌的混濁水進行測試。通過加入計算量的標準高嶺土到去離子水中而在入口水中形成不同的濁度(用濁度測量單位或NTU表示)。用伯克利市加里佛里亞大學環(huán)境工程系的校正好的濁度儀測量水的NTU值。表1示出存活率作為入口濁度函數(shù)的曲線。加入大腸桿菌濃度為105CFU/100毫升的去離子水看起來像普通自來水那樣清亮。而濃度為105CFU/100毫升和濁度為5NTU的水裝在透明飲水杯中在普通室內(nèi)光線下則顯得明顯混濁。
另外的本發(fā)明消毒裝置已在孟買制作，并用世界衛(wèi)生組織(WHO)的協(xié)議由商業(yè)病理學實驗室進行測試。將加入大腸桿菌的其濃度為100000CFU的蒸餾水引入裝置的入口，并應(yīng)用培養(yǎng)的膜過濾法測試出口水中的活的大腸桿菌計數(shù)。重復(fù)測試顯示，出口水中大腸桿菌的濃度為0/100毫升或1CFU/100毫升，與世界衛(wèi)生組織的標準一致。
已在印度孟買的Haffline研究院即一個病理學和傳染病國家實驗室測試了另一個本發(fā)明裝置的水消毒性能。在Haffkine研究院的測試中，各種致病菌分開浮懸在200升已中和氫的自來水中。在水通過裝置之前和之后測量水中的細菌濃度。由于調(diào)節(jié)水流方法的技術(shù)困難，測試是在22升/分的流速下進行的，而不是在額定的30升/分的設(shè)計流速下進行的。在流速22升/分時，測試證明，已在出口水流中完全殺死致病菌，如表2所示。測試可以得到如下結(jié)論從細菌學的觀點看，設(shè)備的出口水是適于飲用的。
采用本發(fā)明的消毒器，紫外消毒迅速(小于15秒)而且成本低(2美分/噸)。另外，設(shè)備容易安裝和運輸。雖然它不提供殘渣防護裝置，但是當入水中每1000毫升中具有100 000糞便大腸桿菌時，紫外消毒可以除去出口水中的大腸桿菌(在1000毫升水中小于1個糞便大腸桿菌)。為便于參考，表3提供了由Colwell博士根據(jù)現(xiàn)代數(shù)據(jù)匯編的腸內(nèi)致病菌的傳染劑量(在1995年華盛頓的NAS會議上由Colwell博士提出)。該表告誡人們，取決于受作用的個體的免疫狀態(tài)和總的健康水平傳染劑量會產(chǎn)生某些變化。
如果用本發(fā)明的紫外消毒器在實驗室中測量的大腸桿菌的存活率為10，則從表的數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的紫外消毒器可以提供充分的保護，而不會受到廣彎腸內(nèi)致病菌的感染。
表1紫外供水系2.0對混濁水的效果(出口與入口的大腸桿菌濃度之比)
權(quán)利要求
1．一種廉價的維護少的紫外消毒器，該消毒器形成供水滯留時間和紫外劑量的窄分布，包括a)重力驅(qū)動供水的輸水系統(tǒng)；b)使水流層流化的有孔的擋水壁，位于供水輸送系統(tǒng)的下游；c)懸掛在空氣中的裸露紫外燈；d)傾斜的處理室，位于紫外燈下面和擋水板的下游；e)在傾斜處理室端部的出口擋水板。
2．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，上述入口具有使入口水流限制在正確流速的特定尺寸。
3．如權(quán)利要求2所述的紫外消毒器，其特征在于，在入口水流速約為15升/分時該入口直徑約為1.5厘米。
4．如權(quán)利要求2所述的紫外消毒器，其特征在于，在入口水流速約為60升/分時該入口直徑約為3厘米。
5．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，使水流層流化的擋水壁上的孔約為擋水壁總面積的10％-30％。
6．如權(quán)利要求5所述的紫外消毒器，其特征在于，該孔約為擋水壁總面積的12％-20％。
7．如權(quán)利要求6所述的紫外消毒器，其特征在于，該孔約為擋水壁總面積的15％。
8．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，該孔的直徑在約0.4和2.0厘米之間。
9．如權(quán)利要求8所述的紫外消毒器，其特征在于，該孔的中心間隔開的距離在0.9和4.2厘米之間。
10．如權(quán)利要求8所述的紫外消毒器，其特征在于，該孔的直徑為0厘米和1.0厘米。
11．如權(quán)利要求10所述的紫外消毒器，其特征在于，該孔的中心距在約1.1-2.2厘米之間。
12．如權(quán)利要求10所述的紫外消毒器，其特征在于，該孔的直徑約為0.6厘米。
13．如權(quán)利要求12所述的紫外消毒器，其特征在于，該孔的中心距約為1.4厘米。
14．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，紫外燈選自一組燈，該組燈包括低壓汞燈、中壓汞燈、高壓汞燈和氙弧燈。
15．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，紫外燈可以為雙聯(lián)燈或四聯(lián)燈。
16．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，紫外燈可以為多聯(lián)燈。
17．如權(quán)利要求16所述的紫外消毒器，其特征在于，配置兩個紫外燈，供水流速調(diào)到8加侖/分。
18．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，在處理期間可以直接觀察紫外燈的關(guān)/開狀態(tài)。
19．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，形成壁傾斜的傾斜處理室，從而達到窄的滯留時間和窄的對供水的紫外曝光。
20．如權(quán)利要求19所述的紫外消毒器，其特征在于，傾斜處理室具有直棱角的傾斜面。
21．如權(quán)利要求19所述的紫外消毒器，其特征在于，傾斜處理室具有半圓形的傾斜面。
22．如權(quán)利要求19所述的紫外消毒器，其特征在于，傾斜處理室具有大體倒置的高斯分布曲線形狀。
23．如權(quán)利要求19所述的紫外消毒器，其特征在于，設(shè)置傾斜的平行槽，各個槽配有自己的紫外燈。
24．如權(quán)利要求19所述的紫外消毒器，其特征在于，限制傾斜處理室壁的高度，使得過量的廢水會溢出紫外裝置。
25．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，出口檔水板約為擋水壁高度的一半。
26．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，其尺寸在約5米×2米×2米以內(nèi)。
27．如權(quán)利要求26所述的紫外消毒器，其特征在于，其尺寸約在120厘米×25厘米×25厘米以內(nèi)。
28．如權(quán)利要求27所述的紫外消毒器，其尺寸在約30厘米×15厘米×15厘米以內(nèi)。
29．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，其特征在于，供水以4加侖/分的速度處理，99％檢測部分的滯留時間分布為2-5秒寬。
30．如權(quán)利要求29所述的紫外消毒器，其特征在于，滯留時間的分布約為34.5秒寬。
31．如權(quán)利要求30所述的紫外消毒器，其特征在于，滯留時間的分布約為4秒寬。
32．如權(quán)利要求1所述的水紫外消毒器，該消毒器消毒在大氣壓下以2-6加侖/分的流速供給的水。
33．如權(quán)利要求32所述的紫外消毒器，其特征在于，該流速在35加侖/分之間。
34．如權(quán)利要求33所述的紫外消毒器，其特征在于，該流速約4加侖/分。
35．在消毒血清時使用權(quán)利要求1所述的水的紫外消毒器，其特征在于，流出水接收約110～150微互一秒/厘米2的紫外光能量劑量。
36．在生產(chǎn)可飲用水時使用權(quán)利要求1所述的水的紫外消毒器，其特征在于，流出水接收至少約40微互一秒/厘米2的紫外光能量劑量。
37．在處理排放水或養(yǎng)魚用的水時應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的水的紫外消毒器，其特征在于，流出水已接收受至少約20微互一秒/厘米2的紫外光能量劑量。
38．如權(quán)利要求1所述的紫外消毒器，該消毒器減少供水中的活的致病菌量含有大腸桿菌為1.2×10/100毫升、傷寒沙門菌屬為1.3×10/100毫升、霍亂弧菌屬為1.7×10/100毫升、糞便鏈球菌為1.3×10/100毫升、C1.Welcnii為5.6×10/100毫升。志賀痢疾桿菌為1.7×10/100毫升。普通變形桿菌為1.4×10/100毫升、克霉伯產(chǎn)氣桿菌屬為2.1×10/100毫升、Ent.Eloaceae為1.9×10/100毫升、或緣膿假單胞菌為2.5×10/100毫升的供水可減少到每100毫升供水含有小于1個活的致病菌。
全文摘要
一種紫外線消毒器(1),具有重力驅(qū)動供水的輸送系統(tǒng)(21)和懸于空氣中的裸露紫外燈(53)。該消毒器(1)通過層流化的有孔擋水壁(37)、傾斜的處理室(47)和出口擋水板(69)而在流體動力學上被優(yōu)化。
文檔編號A61L2/10GK1231615SQ97198181
公開日1999年10月13日 申請日期1997年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月6日
發(fā)明者A·加德吉爾, V·加魯?shù)?申請人:加州大學評議會