專利名稱：低成本的水消毒方法和儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及水消毒，以供人類消費。更具體地說，本發(fā)明涉及低成本的水過濾和消毒，以便在資源有限的情況下提供飲用水。
目前可以獲得多種水消毒系統(tǒng)。然而，一般的系統(tǒng)不適合在發(fā)展中國家對飲用水進行消毒。例如，許多系統(tǒng)是設(shè)計用于處理工業(yè)用水或大量(如城市)供水的。這些系統(tǒng)往往貴得不切實際，并且在小規(guī)模使用時比較復(fù)雜，例如12人以下使用時。其它的系統(tǒng)是開發(fā)用于工業(yè)國家的家庭使用或發(fā)展中國家中具有加壓自來水供水的人群。在這種情況下，這些系統(tǒng)往往在城市供水的壓力下工作，因此不適合在沒有自來水的地方使用。而且，這些系統(tǒng)不會處理經(jīng)常在發(fā)展中國家，尤其是亞熱帶和熱帶氣候下發(fā)現(xiàn)的一些病原體。
因此，存在對于小規(guī)模系統(tǒng)和安全、有效地提供飲用水的方法的需求。期望這樣的系統(tǒng)和方法能便于攜帶，并且價格要便宜到足以在偏僻地區(qū)，尤其是發(fā)展中國家使用。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個方面是提供了一種水消毒器。這種消毒器包括一個由重力驅(qū)動的給用水傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)限定了一個從上游入口到下游出口的水流路徑。在水流路徑中放置了一個陶瓷過濾器，而且放置一個紫外光源來輻射陶瓷過濾器的下游水流。
本發(fā)明的另一個方面是提供了一種用于水消毒的方法。該方法包括將水流入一個水傳送系統(tǒng)。水由重力驅(qū)動通過陶瓷過濾器而生產(chǎn)出濾過水。然后在水傳送系統(tǒng)中，陶瓷過濾器的下游，將濾過水暴露于紫外光中。
在圖解實施方案中，陶瓷過濾器是一個圓柱形“燭狀”過濾器，其上有一個孔部分地延伸到該過濾器中。該過濾器被放置于容器的出口上，并且使給用水不斷地流入容器中。然后給用水通過過濾器得到過濾，并且從此處沿著水流路徑通過出口被傳送到存儲容器中。在幾個實施方案中，沿著水流路徑用紫外線照射對濾過水進行消毒。成批地照射存儲在存儲容器中的水也可以對濾過水消毒。
本發(fā)明是一個在給發(fā)展中國家的人們提供安全用水上的進步。用一個功率非常低的UV燈和低成本的陶瓷過濾器就可以只用消耗很少的電能從實際上任何新鮮水源、甚至不確定或生物學質(zhì)量受損的水源提供飲用水。由重力驅(qū)動的操作在保持低成本的同時有助于延長水在UV中的暴露時間，從而有助于完全消毒。所述水消毒器的這些獨一無二的品質(zhì)允許世界上的農(nóng)村和不發(fā)達地區(qū)的人們以低成本享用安全用水的好處。相應(yīng)地，可以降低這些社區(qū)的嬰幼兒死亡以及常見疾病。
圖2是水消毒器的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第二個實施方案繪制的，包括一個淹沒在水中的紫外光源和杯子；圖3是水消毒器的部分剖面的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第三個實施方案繪制的，包括一個放置于中空過濾元件中的紫外光源；圖4是沿著圖3中的線4-4的截面圖；圖5是水消毒器的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第四個實施方案繪制的，包括一個懸掛的杯子和紫外光源；圖6是水消毒器的部分剖面的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第五個實施方案繪制的，使用了多個平行的過濾元件；圖7是水消毒器的部分剖面的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第六個實施方案繪制的，包括一個懸掛在上邊的儲水池中的紫外燈；圖8是水消毒器示意性的部分剖面圖，是根據(jù)本發(fā)明的第七個實施方案繪制的，包括一個支撐懸掛紫外燈的環(huán)行物；圖9是水消毒器的剖面示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第八個實施方案繪制的，包括頭埋式陶瓷燭式過濾器；和

圖10是水消毒器的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第九個實施方案繪制的，包括一個有自動閥裝置的中間存儲儲水池。
優(yōu)選實施方案的詳細描述正如上面背景部分指出的，傳統(tǒng)的水消毒系統(tǒng)不適合用于偏僻地區(qū)，尤其是資源缺乏的發(fā)展中國家。許多系統(tǒng)用于過濾已經(jīng)適合飲用的水系，如發(fā)達地區(qū)的城市供水，其目的是為了提高口味、降低礦物質(zhì)含量或者作為已經(jīng)處理過的水中的生物污染物的另外屏障。由于困難的操作條件及可用水系中潛在的高病原體負荷，專門為發(fā)展中國家設(shè)計用于未凈化的水消毒的其它系統(tǒng)使用起來往往很復(fù)雜、難于維修，運轉(zhuǎn)起來很昂貴。
Gadgil等的美國專利5,780,860提供了一種在偏僻地區(qū)對廉價水消毒的需求的解決方案。這個圖解性設(shè)備使用了一個簡單的裝置來引導(dǎo)水通過懸掛在空中的紫外(UV)燈下的淺盤。在重力的作用下，水在UV燈下以可控速率流動。仔細地設(shè)定水流路徑以便提供恒定的流動速率，甚至將正在流動的水暴露在UV燈的消毒能量下。盡管缺少抽水工具且只使用功率為40W的UV燈，該’860專利的商用實施方案可以安全地以每分鐘高達15L的吞吐量對水進行消毒。
盡管該’860專利所描述的設(shè)備比傳統(tǒng)的水消毒系統(tǒng)簡單、便宜，但該設(shè)備的創(chuàng)辦成本和運作成本仍然比較高。機架和盤限定了一個仔細布置的水流路徑以確保當水流經(jīng)該設(shè)備時靠重力流入的水暴露于UV消毒燈下，因此必須特別細心地進行生產(chǎn)。另外，僅公告的燈就消耗相當多的功率(如大約40W)，對此而言，相當于需要與一盞白熾桌燈等量的電功率。在沒有電力服務(wù)或電力服務(wù)不一致的地方，這些系統(tǒng)需要特殊的設(shè)備。目前設(shè)計用于家庭或小社區(qū)(有幾百人的社區(qū))的設(shè)備價值好幾百美圓。
圖1A說明了一種簡單且很便宜的水消毒設(shè)備1，該圖是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方案繪制的。如圖所示，消毒設(shè)備1包括一個上邊的容器或儲水池5和一個下邊的容器或儲水池10。上邊的儲水池5和下邊的儲水池10可以是任意合適的尺寸或形狀。在圖解的實施方案中，上邊的儲水池5和下邊的儲水池10每一個都由通常在發(fā)展中國家可以獲得的塑料或金屬桶組成。代表性的儲水池5和10的高度大約是1.5英尺，直徑大約是1.0英尺。盡管圖解中是隔開的，但在實踐中優(yōu)選的是將儲水池5和10直接堆放在一起(參考圖3的實施方案)。
上邊的儲水池5包括一個蓋子330，用入口18可以通過此蓋子注入給用水。另外，可以將蓋子330臨時移動，用給用水來裝滿儲水池。例如，可以將在水源(如湖泊、河流、井水)裝滿的桶注入儲水池5。在其它的配置中，儲水池5可以是露天的，且可以沒有蓋子，這樣便于注水。當然，可以理解到，在可以獲得抽水裝置的地方可以將水抽入儲水池5。然而，期望所描述的儲水池5本身不被加壓。更確切的說，水是在重力的作用下流經(jīng)消毒設(shè)備1。上邊的儲水池5也包括一個出口19，優(yōu)選地位于上邊的儲水池5的下端。在圖解的實施方案中，出口19位于下邊的儲水池5底部的中央位置。
離出口19最近的是一個過濾元件，優(yōu)選的是一個深度過濾元件。更優(yōu)選的，該過濾元件包括一個無釉陶瓷構(gòu)件，而且是以圓柱體來說明的，其中包括一個從圓柱體的一端延伸出來并在相反的一端封閉的中央孔22。由于形狀的緣故，這樣的圓柱形陶瓷構(gòu)件一般指陶瓷“燭式過濾器”，并且在非洲和印度次大陸的發(fā)展中國家中，它們被長期用來簡單地過濾污水和滿是泥沙的水。因此，可以在大部分地區(qū)很容易地獲得這種用于水消毒設(shè)備1的燭式過濾器20。如圖所示，燭式過濾器20優(yōu)選地蓋在出口19上，并且中央孔22與出口19在一條直線上且開口朝向出口19，這樣水就流經(jīng)該過濾器以便到達下邊的儲水池10。
對于圖1B，優(yōu)選地將燭式過濾器20密封在上邊的儲水池10的底板上。在圖解的實施方案中，用防水的防漏墊圈24夾在燭式過濾器20和塑料底座23之間，這樣就可以將燭式過濾器20安裝在塑料底座23上。壓縮墊片26位于塑料底座23和上邊的儲水池5的底部之間。期望澆鑄為塑料底座23的組成部分的塑料中空螺栓27從儲水池出口19中延伸出來。中空螺栓27上的翼狀螺帽27’變緊后用力壓緊壓縮墊片26，從而將底座23密封在儲水池的底板上。
正如本領(lǐng)域所熟知的，可以使用多種孔徑的陶瓷。優(yōu)選的，燭式過濾器20的標稱額定值(即允許通過的最大微粒大小)在大約0.5～10微米之間；在優(yōu)選的實施方案中，燭式過濾器20的額定值小于大約2微米。
陶瓷燭式過濾器20優(yōu)選的高度在大約3英寸(7.5厘米)到24英寸(60厘米)之間(以8英寸或20厘米來說明)，并且外徑在大約1英寸(2.5厘米)到8英寸(20厘米)之間(以4英寸或10厘米來說明)。對燭式過濾器20的直徑、高度、壁厚及過濾額定值進行選擇，以便用期望的水流速度平衡期望的過濾水平，并且進一步考慮為了合適的使用期限，定期地對過濾器20的外部表面進行擦拭清潔。優(yōu)選的，對于常用孔隙率的陶瓷燭式過濾器20，其壁厚在大約0.25英寸(6.4毫米)到3.0英寸(76.2毫米)之間，更優(yōu)選的在大約0.5英寸(12.7毫米)到1.5英寸(38.1毫米)之間。在圖解的實施方案中，中央孔22從開口處延伸出大約7英寸的長度，并且其直徑大約是3英寸。這樣的配置使得側(cè)壁和頂壁的厚度都是大約0.5英寸(12.7毫米)。
在圖1A的實施方案中，出口19與通向下邊的儲水池10的導(dǎo)管25相連。下邊的儲水池10包括一個最靠近下邊的儲水池10中水流路徑的紫外(UV)光源28。UV光源28發(fā)出包括具有殺菌力的紫外光在內(nèi)的光，在圖1A中僅示意性地說明了其位置。發(fā)出的光優(yōu)選的是具有最高能量或強度，波長在大約220～300納米之間，更優(yōu)選的在大約250～270納米之間，在圖解的實施方案中是大約254納米(低壓水銀等離子體發(fā)出的主要波長)。
在圖解的實施方案中，根據(jù)可獲得性，紫外光源28優(yōu)選的包括多種類型中的任何一種UV燈，如低、中或高壓水銀燈或氙弧燈、或固態(tài)UV光源(如發(fā)光二級管)。優(yōu)選的，UV燈28消耗的功率低于大約40W，更優(yōu)選的低于大約15W，并且圖解的UV燈只消耗大約4W?？梢垣@得合適的4W UV燈，例如從位于加拿大Pacoima的JKLComponents Corp.公司。這樣的低功率燈可以用很小的再充電式電池來提供動力，但也可以用交流電電源來提供動力。正如下邊針對圖3的進一步討論中，在其它的配置中，發(fā)光二極管在UV范圍內(nèi)發(fā)光只消耗非常低的功率(如在毫瓦范圍之內(nèi))。
下邊的儲水池10也優(yōu)選的包括一個出口，以便下邊的儲水池10不需要傾斜就可以倒出消毒水。在圖解的實施方案中，該出口包括一個有活塞的水龍頭30，這樣有助于控制濾過水和消毒水的排放，期望其位于下邊的儲水池10的底部或靠近底部的位置。
正如技術(shù)人員可以理解的，中央孔22、出口19、導(dǎo)管25、下邊的儲水池10和水龍頭30限定了被燭式過濾器20已經(jīng)過濾過的水的水流路徑。雖然不需要彼此固定在一起，但上邊和下邊的儲水池5、10代表著一個完整的系統(tǒng)，在這個意義上他們一起限制了水流路徑。用UV燈28來沿著該路徑對水進行輻射。在圖解的實施方案中所述的UV燈28優(yōu)選放置于下邊的儲水池10的下部(如下半?yún)^(qū))，更優(yōu)選的位于下邊的儲水池10的底板上，這樣在操作中就可以將其淹沒在水中。因此，優(yōu)選的以技術(shù)人員都熟知的方式將UV燈28密封在石英套筒中。
優(yōu)選的，UV燈28被放置在最靠近水流路徑中的瓶頸位置，如導(dǎo)管25的下端(如圖1所描述的)或水龍頭30附近。更優(yōu)選的，UV燈28被放置在導(dǎo)管25里邊靠近其底部的位置。圖解的UV燈28被有利地安裝在環(huán)繞(或幾乎環(huán)繞)導(dǎo)管25下端的倒置的杯子29里邊，并且優(yōu)選的懸掛在導(dǎo)管25上。正如技術(shù)人員可以理解的，倒置的杯子29充分地圍繞導(dǎo)管25的下端和燈28，以確保即使在水龍頭30開著的情況下也能給水充分的UV劑量。它也可以部分地保護儲水池10的材料免遭UV的破壞。在杯子29的上端穿孔可以使受輻射的水慢慢地擴散到下邊的儲水池10。因此，下邊的儲水池10中的水通?？梢园踩赜糜谙M，并且也可以避免使用限制水龍頭30的用途的安全方法。對于圖解的瓦特燈28，燈28優(yōu)選地被放置在距離水流路徑中的瓶頸位置大約15厘米范圍之內(nèi)，更優(yōu)選的是大約10厘米之內(nèi)，最優(yōu)選的是大約4厘米之內(nèi)。如果可以獲得大小適當?shù)臒簦瑹?8最優(yōu)選地被放置在下降式導(dǎo)管25里邊。
電源電路31用于電源(如電池)和燈28之間的電力傳輸。電路31包括安全特性如接地故障電路斷路線路、燈的保險絲和鎮(zhèn)流器。這些電路在美國專利5,780,860的第13和14欄做了進一步描述，將這些電路的公布文獻引述于此作為參考。當然，優(yōu)選的，燈28的電路和電力線路也是密封防水的。
在操作中，通過上邊的入口18將給用水注入上邊的儲水池5。在重力的作用下，上邊的儲水池5中的水柱提供壓力促使上邊的儲水池5中的給用水通過燭式過濾器20的孔慢慢地滲漏進中央孔22，優(yōu)選的以低于大約4L/小時的速率。圖解的燭式過濾器20的水流速率是大約0.5L/小時。
該過程可以除去非常細的微粒物質(zhì)。因此瓦礫、淤泥、小微粒和大細菌都可以從燭式過濾器20被過濾掉。陶瓷過濾器20的孔使得它成為一個用于從流入物或給用水中除去微粒物質(zhì)和細沉淀物的有效過濾器。
燭式過濾器20通過表面過濾、深度過濾和吸附來過濾給用水。許多微粒被表面過濾除去，表面過濾是一種發(fā)生在燭式過濾器20的頂部表面或主要表面上的俘獲污染物的過濾過程。這些較大的微粒包括葉子、嫩枝、昆蟲和其它相對比較大的瓦礫。隨后，經(jīng)過陶瓷過濾器20表面層的較小微粒被深度過濾除去。用深度過濾，當較小的微粒包括大細菌、一些大的原生動物包囊、石棉絨和類似大小的污染物在通過陶瓷壁層時被吸附。另外，一些非常小的微粒和溶解的分子被燭式過濾器20的陶瓷材料吸收和保留。
當過濾器20從飲用水中除去微粒時，陶瓷燭式過濾器20最外面的孔將最終被保留下來的微粒塞滿。而這樣的微粒物質(zhì)將很快地堵住紙型過濾器，優(yōu)選的陶瓷過濾器20可以被很快且很容易地清洗干凈，這是因為它有更長的更換壽命，從而降低總的運作成本。簡單地從上邊的儲水池5上除去及刷洗燭式過濾器20可以將表面的瓦礫清洗干凈，并且腐蝕過濾器的外部表面使其暴露出新鮮的、沒有被阻塞的孔。通常定期的清洗可以使發(fā)展中國家可以獲得的用于水過濾的低成本的陶瓷過濾器(如目前用的大約2美元的陶瓷過濾器)使用大約3個月。
有利地，可以用穿過壁厚的記號來方便地制備燭式過濾器20，在重復(fù)的清洗表面的磨損之后可以用作剩余厚度的標識。例如，可以將FeSO4或FeCl3繪在過濾芯上然后將其焙干。該顏色滲入大約2毫米。當陶瓷層被磨損光時，外部表面上可見的顏色就會改變，這樣當需要更換時用戶就可以意識到。
重力給水操作，而不是高壓，降低了溝流風險。當過濾器的孔被阻塞而且高水壓迫使裂縫或裂紋裂開時，溝流就會出現(xiàn)，它可以使水不經(jīng)過濾而流過燭式過濾器20。沒有抽水機或高壓的作用，燭式過濾器20往往是簡單的阻塞，而不是溝流。然后操作員就可以確定出上邊的儲水池5的水位沒有下降，這意味著水流路徑被阻塞而且需要清洗陶瓷表面。
僅在重力的作用下，對于單個過濾器來說，流經(jīng)陶瓷過濾器的水流速率一般低于50L/小時，更一般的低于大約4L/小時。圖解的燭式過濾器20的孔隙在大約3～4微米的范圍內(nèi)，用上面指出的表面區(qū)域和厚度，每小時僅處理大約0.5L。給用水通過陶瓷壁的最厚處慢慢的過濾出，在孔22的內(nèi)部蔓延出一層薄膜，薄膜沿著導(dǎo)管25進入下邊的儲水池10。
通過增加過濾器的表面區(qū)域可以提高流經(jīng)陶瓷燭式過濾器的水流速率。例如，可以通過在其內(nèi)部和外部表面挖出一些螺旋狀或星狀凹槽來增加陶瓷燭式過濾器的表面區(qū)域。其它增加水流速率的方法結(jié)合下面的圖6和9的實施方案中做了描述。
病毒和許多細菌從過濾過程中逃走，并且與濾過水一起被傳送到燭式過濾器20和下游元件的中央孔22限定的水流路徑中。因此UV燈28，在燭式過濾器20的下游位置，用來對被過濾后的水進行消毒。
濾過水接受到的UV劑量優(yōu)選的至少是大約16mW-秒/厘米2，更優(yōu)選的至少是大約40mW-秒/厘米2，在圖解的實施方案中在大約10,000～80,000mW-秒/厘米2之間。這樣的劑量可以滿足或超過UV水消毒設(shè)備的NSF國際標準，但是僅是商業(yè)上可以買到的設(shè)備的成本的一部分，并且只使用該功率的一部分(在圖解的實施方案中是4W)。通過將流動、滴下或擴散水在低功率UV燈28下的緩慢暴露可以提供在大約254納米的最大波長下的高劑量的紫外光能量。
圖2是水消毒器1的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第二個優(yōu)選的實施方案繪制的，其中與前面所描述的實施方案的部件類似的部件用類似的數(shù)字來指代。正如圖1的實施方案，上邊的儲水池5包括一個位于出口19上的陶瓷燭式過濾器20。
與前面所描述的實施方案相反，UV光源或燈32被放置在位于下邊的儲水池10下部(如下半?yún)^(qū))的中間存儲容器或杯子35里邊，并且放在圖解的實施方案中下邊的儲水池10的底板上。當然，可以理解到，杯子35可以采用任何合適的開口容器形狀。連接導(dǎo)管25與存儲杯子35連接，優(yōu)選地將其深入存儲杯子35的下部(如下半?yún)^(qū))，以便提供足夠的從導(dǎo)管25出口到杯子35邊緣的路徑長度。流經(jīng)該路徑長度的水被暴露在UV光源32下。
在操作中，水沿著連接導(dǎo)管25從燭式過濾器20滴下，進入存儲杯子35的下半?yún)^(qū)并受到UV燈32的輻射。一旦存儲杯子35充滿了水，它就開始溢出杯子35，流經(jīng)燈32并且進入下邊的儲水池10的主體。因此這個杯子有助于水在遠離燈32的安全距離內(nèi)滯留更長的時間。優(yōu)選的，對于圖解的燭式過濾器20的水流速率，濾過水在杯子里的平均滯留時間優(yōu)選的大于大約15秒，更優(yōu)選的大于大約180秒。相反，較長的滯留時間可以使給定的UV光劑量使用較小的功率的燈32，或相反地提高功率限定的燈的UV光劑量。當然，滯留時間依賴于系統(tǒng)的水流速率。例如，單一的燭式過濾器20可以在懸掛的杯子48(圖5)內(nèi)部產(chǎn)生大約2000秒的滯留時間。然而，當使用4個燭式過濾器時(參考圖6和9及所附文字描述)，水在UV杯子35中的平均滯留時間是大約500秒。在從杯子中溢出到能容納容量的普通的下邊的儲水池10中時，水就被消毒而且可以使用了。
參考圖3和4，水消毒器1是根據(jù)本發(fā)明的第三個實施方案繪制的，其中與前面所描述的實施方案的部件類似的部件用類似的數(shù)字來指代。放置了一個UV光源38，這樣它可以給流經(jīng)系統(tǒng)的濾過水提供至少大約16mW-秒/厘米2的UV能量，更優(yōu)選的至少是大約40mW-秒/厘米2。在圖解的實施方案中，該光源給水提供了大于大約400mW-秒/厘米2的輻射劑量。在圖解的實施方案中，在燭式過濾器20的中央孔22中放置了一個4W的UV光源38，并且優(yōu)選的位于孔22的中央，這樣沿著孔22內(nèi)部流動或滴下的濾過水在優(yōu)選的不大于大約15厘米的位置流經(jīng)UV光源38，更優(yōu)選的是不大于大約10厘米，最優(yōu)選的是在大約4厘米以內(nèi)。也可以使用低功率的UV LED，但它們的功率輸出值和UV光的多角分配目前還未知。
注意，在圖3和4的實施方案中濾過水和消毒水可以簡單地從出口19滴入下邊的儲水池10，消毒水在儲水池10中被收集并儲存起來。圖中沒有連接管。當然，可以理解到在圖3的實施方案中也可以使用連接管。消毒后的水可以用水龍頭30分配。
有利地，通過燭式過濾器20壁的緩慢的過濾率允許給光源38使用非常低的功率，從而確保濾過水在光源38下較長的暴露。盡管可以使用傳統(tǒng)的水銀燈或氙弧燈，但這些傳統(tǒng)的設(shè)備所消耗的功率比充分消毒所需的功率要大的多。因此，圖解的UV光源38優(yōu)選地包括一個固態(tài)發(fā)光二級管(LED)，其在有殺菌能力的UV光范圍內(nèi)發(fā)出包括有顯著強度的光。優(yōu)選的，光源38在小于大約1W的功率下工作，更優(yōu)選的小于大約0.5W。作為具有代表性的設(shè)備，在可以接受的波長范圍(260納米)，氮化鋁的波段區(qū)間優(yōu)選地可以提供功率在0.5～2mV之間的UV光。
圖5是水消毒器1的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第四個優(yōu)選的實施方案繪制的，其中與前面所描述的實施方案的部件類似的部件用類似的數(shù)字來指代。在這個實施方案中，在濾過水的水流路徑中，UV光源包括一個固定在下邊的儲水池10中的懸掛的中間存儲容器或杯子48中的傳統(tǒng)的UV燈45。在圖解的實施方案中，燈45和杯子48都是用從上邊的出口19連通濾過水的連接管50懸掛的。燈45和杯子48被懸掛在下邊的儲水池10的上部(如上半?yún)^(qū))，這樣在正常的操作條件下它們就不會浸沒在水中。
在其它的配置中，將理解到還可以將杯子和燈懸掛在出口的下邊(如下邊的儲水池的側(cè)壁或上邊的儲水池的底部)，并且允許水從出口滴到杯子中。另外，可以將燈懸掛在杯子的上邊，濾過水就可以沿著燈的路線流動，這樣燈就不會受水的限制(如參考圖7的懸掛的燈的配置)。然而，正如圖中所示的，優(yōu)選的濾過水被傳送到杯子48的底部。
在操作中，濾過水從連接管50滴下時就進入存儲杯子48，靠近杯子48底部。在溢出之前，水從存儲杯子48的底部，即導(dǎo)管50倒空進杯子48的位置，移動到杯子48的邊緣。在水從杯子的底部流動到或擴散到邊緣時的時間內(nèi)，水被暴露于UV燈45的有殺菌能力的能量下。用圖2的淹沒在水中的杯子35，濾過水在懸掛的杯子48里邊的滯留時間相對比較長，優(yōu)選的大于大約15秒，更優(yōu)選的大于大約180秒。在這個實施方案中，如果只有過濾器20的話，那么在杯子48中的平均滯留時間是大約2000秒。一旦水從存儲杯子48的邊緣流出到較大的下邊的儲水池10中，就可以通過水龍頭40來進行消費了。
圖6是水消毒器1的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第五個優(yōu)選的實施方案繪制的，其中與前面所描述的實施方案的部件類似的部件用類似的數(shù)字來指代。圖解的上邊的儲水池5包括多個陶瓷過濾器58、60、62，每個過濾器都有獨立的中央孔59、61、63。多個陶瓷過濾器58、60、62提高了濾過水從上邊的儲水池5到下邊的儲水池10的總流量。每一個中央孔59、61、63用連接管65、66、67通過上邊的儲水池5中的出口19a、19b、19c相通。在圖解的實施方案中，反過來，連接管65、66、67將濾過水連通到公共的連接管68。從而，濾過水沿著公共的水流路徑通過連接管68進入下邊的或存儲儲水池10，最終從水龍頭30流出。
期望將UV光源放置在連接管68中或下游的公共水流路徑中。例如，如圖5中那樣可以將燈放在一個豎立的杯子中，或如圖1A中那樣放在一個顛倒的杯子中。在圖解的實施方案中，UV燈69位于連接管68的內(nèi)部，用于將流經(jīng)連接管68的濾過水全部暴露在有殺菌能力的能量下。流經(jīng)連接管68和經(jīng)過UV燈69的水流入下邊的儲水池10，水將被儲存在這里直到可以通過水龍頭30使用。由于燈69潛在的受直接與流經(jīng)導(dǎo)管的水接觸的影響，所以期望燈69與濕度絕緣，優(yōu)選的放在石英套筒中。當然，將理解到在其它的配置中，可以與杯子一起使用多個燭式過濾器，在這個杯子中在濾過水溢出到下邊的儲水池10的總?cè)莘e中之前被暴露在有殺菌能力的UV燈下。參考圖2和5。
圖7是水消毒器1的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第六個優(yōu)選的實施方案繪制的，其中與前面所描述的實施方案的部件類似的部件用類似的數(shù)字來指代。正如用前邊所描述的實施方案，上邊的儲水池5在出口10上有一個過濾器元件，并且該過濾器優(yōu)選的包括一個陶瓷燭式過濾器20。第六個實施方案中的消毒器1具有允許用有殺菌能力的UV光分批輻射的特性。由于流經(jīng)優(yōu)選的陶瓷過濾器20(如大約1L/小時)的水流速率較慢，將濾過水暴露在UV光的周期性劑量下，而不是當水流經(jīng)時，將是高能效的。
在上邊的儲水池5中，配備的塞子70來選擇性地封鎖出口19。塞子17控制濾過水從上邊的儲水池5流入下邊的儲水池10，優(yōu)選的用電子裝置。
在下邊的儲水池10中，優(yōu)選的是傳統(tǒng)的UV燈75被懸掛在水位之上?？梢钥刂葡逻叺膬λ?0中的水位以保持在UV燈75的下邊，例如，用下邊的儲水池10側(cè)壁上的溢出出口(沒有標出)。從下面的公開可以理解到，依據(jù)所選擇的將要被照射的水深和分批輻射的定時裝置，優(yōu)選地將UV燈75的功率水平定在大約4～60W之間，更優(yōu)選的是大約10～40W之間。
期望用燈罩77來保護UV燈75不受滴落的水的影響。優(yōu)選地燈罩77的內(nèi)側(cè)是用反射表面，以便使朝上照射的光反射到下邊的濾過水上。燈75和塞子77都被懸掛在下邊的儲水池10中，如用圖中所示的繩子80。下邊的儲水池10也有一個攪拌裝置82，只有在圖7中示意性的標了出來。正如技術(shù)人員將意識到的，攪拌裝置82可以包括一個打泡器、旋轉(zhuǎn)推進器或促使下邊的儲水池10中的濾過水混合的其它設(shè)備。
圖解的消毒器1進一步包括一個給塞子70、燈75和攪拌裝置82進行電力傳輸?shù)碾娐钒?0。期望電路包括一個定時裝置，并且在有起始信號時，在一段固定的時間內(nèi)同時操作塞子70、燈75和攪拌裝置82。更優(yōu)選的，電路也被連接到分配水龍頭30上，這樣如果下邊的儲水池10中的水還沒有被照射時就打不開水龍頭30。
在操作中，水通過入口18流入上邊的儲水池5，并且通過燭式過濾器20過濾。濾過水被收集在下邊的儲水池10中直到有消毒起始信號產(chǎn)生?？梢栽谟盟堫^30分配水之前用人工的按鈕產(chǎn)生起始信號。另外，促使起始信號自動產(chǎn)生的傳感器(沒有標出)可以決定下邊的儲水池10中是否已經(jīng)達到合適的水位。
在任何一種情況中，期望起始過程促使電路90產(chǎn)生能關(guān)閉塞子70的信號以阻止更多的水進入下邊的儲水池10。電路90也產(chǎn)生打開UV燈75和攪拌裝置82的信號。通過有效地降低光必需穿透的厚度，將水攪拌的操作降低安全消毒給定體積水所需的UV劑量?？紤]到目前的所公開的文獻，在給出攪拌速率、電燈功率和欲消毒的水體積時，技術(shù)人員可以很容易地確定適當?shù)拈L短暴露時間以確保徹底消毒。既然陶瓷過濾保證了濾過水中的UV透明度是在確定水平，那么可以假定在圖解設(shè)備中水的渾濁度(和由此引起的UV光吸收系數(shù))為常量圖解。
在計算的照射時間段過去之后，期望電路板90關(guān)閉燈75，并且允許操作水龍頭30，直到塞子70被打開以允許更多的濾過水(但沒有照射)流入下邊的儲水池10的那一刻?？梢栽O(shè)計電路允許手工打開塞子70，或者阻止塞子70打開直到儲水池10中的消毒水水位已經(jīng)降低到從水龍頭30排出的預(yù)先確定的水位。
圖8是水消毒器1的示意圖，是根據(jù)本發(fā)明的第七個優(yōu)選的實施方案繪制的，其中與前面所描述的實施方案的部件類似的部件用類似的數(shù)字來指代。正如用前邊所描述的實施方案，上邊的儲水池5在出口10上有一個過濾器元件，并且該過濾器優(yōu)選的包括一個陶瓷燭式過濾器20。在圖解的實施方案中，出口導(dǎo)管95從出口19向下到下邊的儲水池10。在相當于圖7中塞子的位置，消毒器在出口導(dǎo)管95內(nèi)部有一個可控閥門(沒有標出)。像圖7一樣，圖8的消毒器1被設(shè)計為分批輻照。
中間的支撐環(huán)100位于上邊的儲水池5和下邊的儲水池10之間。環(huán)100包括用來將上邊的儲水池5的底部和下邊的儲水池10的頂部緊密結(jié)合在一起的側(cè)壁102。期望具有反射內(nèi)壁的保護性燈罩104從環(huán)100的側(cè)壁102上懸掛下來。如圖所示，UV光源或燈106可以從燈罩104上懸掛下來，或單獨從側(cè)壁102上懸掛下來。正如在圖7的實施方案中，燈罩104用來保護燈106免受從燭式過濾器20過濾出的水的影響。
圖解的消毒器也包括一個攪拌裝置，圖解為含有一個迫使空氣出來進入水中的導(dǎo)管的打泡器108。打泡器108可以是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如通常在玻璃缸中可以使用的那種結(jié)構(gòu)。盡管給出的是從燈罩104懸掛下來的，但打泡器108也可以被直接安裝在中間的環(huán)100的側(cè)壁102上。
可以用與上邊所描述的圖7分批設(shè)備同樣的方式操作圖8的實施方案。可以很方便很容易地用中間的環(huán)100來裝配圖8的實施方案。既然在計劃使用的大部分地區(qū)可以容易地獲得儲水池5、10以及燭式過濾器20，那么只需要單獨提供附著在環(huán)上的組件。因此，可以將運輸成本將到最小。
與圖6一樣，圖9的實施方案也包括多個陶瓷燭式過濾器305、310、315。這些過濾器被埋頭式裝進上邊的儲水池300，以便增加通過上邊的儲水池300的水的流速?？梢允褂萌我鈧€數(shù)的陶瓷燭式過濾器?？梢詫⑻沾蛇^濾器305、310、315中每一個如上所述密封。通過使用多個埋頭式陶瓷過濾器，陶瓷過濾器305、310、315周圍的水壓被完全統(tǒng)一且提高，直到上邊的儲水池300中的水幾乎被抽完。因此在整個過濾過程中都會增加水流。
參考圖10，所示的水消毒器1是根據(jù)本發(fā)明的第九個優(yōu)選的實施方案繪制的，其中與前面所描述的實施方案的部件類似的部件用類似的數(shù)字來指代。正如前邊所描述的實施方案，上邊的儲水池5在出口10上有一個過濾器元件，并且該過濾器優(yōu)選的包括一個陶瓷燭式過濾器20。另外，中間的存儲儲水池210被放置在上邊的儲水池和下邊的儲水池之間的水流路徑中。盡管示意性的將中間的存儲儲水池標在兩個儲水池之間，但可以將其懸掛在下邊的儲水池10靠上部分。虹吸管205將下邊的儲水池10的儲水部分連接到中間的存儲儲水池210上。
在操作中，虹吸管205用作廉價、機械、自動的閥門。將中間的存儲儲水池210中的水定時通過虹吸管205全部排入下邊的儲水池10中。在水通過陶瓷過濾器20之后，來自上邊的儲水池5填充中間的存儲儲水池210。虹吸管205阻止水在達到預(yù)定的水位之前流入下邊的儲水池10。當水填充中間的存儲儲水池210時，UV燈220對水進行輻射。當達到預(yù)定的水位時，虹吸管205允許發(fā)生虹吸動作，從而使全部消毒水從存儲儲水池210全部流入下邊的儲水池10中。一旦全部消毒水全部流入下邊的儲水池10中，虹吸管205的虹吸動作就會結(jié)束，并且中間的儲水池開始再次充水。
在圖10的實施方案中，下邊的儲水池10中的全部水一直是消毒后的且可以飲用的。因此，與圖7中的分批系統(tǒng)不同，例如，不需要安全裝置來阻止使用已經(jīng)過濾但沒有被消毒的水。
在上邊所描述的配制中，濾過水被收集在一個不斷被輻射的中間的存儲儲水池210中。輻射后的(消毒后的)水被定期排入下邊的儲水池10中。
在另一種配置中，當中間的存儲儲水池210中的水位達到虹吸管水位下的期望高度時，UV輻射就可以開始。當虹吸管開始或預(yù)先確定的時間區(qū)間之后UV輻射就會停止，而不管哪種情況先發(fā)生。如例證中，虹吸管的倒置U形結(jié)構(gòu)的頂部位于中間的存儲儲水池210中燈220的下邊，如在容器210高度的中間位置之上的某一點。當中間的存儲容器210中的濾過水達到虹吸管高度的五分之四(80％)時，傳感器就會觸發(fā)開關(guān)打開燈220。當更多的水慢慢地持續(xù)通過燭式過濾器20過濾時，燈220一直亮著。當燈被打開時，也可以打開中間的存儲容器210中的攪拌裝置(沒有標出)。當中間的存儲儲水池210中的水位達到一半或虹吸管205的頂部水平時，全部水從中間的儲水池容器210完全排入下邊的儲水池10中。同時，傳感器觸發(fā)開關(guān)并關(guān)掉燈220，直到濾過水再次上升到觸發(fā)燈220的水位。不論上邊的儲水池5的蓋子是開著或關(guān)著，傳感器就會開始并且在整個預(yù)定時間區(qū)間都會工作。后邊的操作是針對這一情況的，即當下邊的儲水池5空了而且中間的儲水池容器210中有水時。
仍然在另一個配置中，虹吸管205的啟動會觸發(fā)打開下邊的儲水池10中UV燈的機械開關(guān)(如在虹吸管205里邊)，同時觸發(fā)固定時間期間的攪拌裝置。當輻射正在進行時的短期間內(nèi)水是不能用的，但在輻射劑量之間的長期間內(nèi)是可用的。
中間的存儲儲水池210的容積優(yōu)選的在大約0.25～2加侖之間，更優(yōu)選的是大約0.25～0.5加侖之間。優(yōu)選的虹吸管水位是在儲水池210高度的大約一半位置，而觸發(fā)高度在該水位稍微靠下的位置(如在儲水池210高度45％的位置)。當蓋子開著時，優(yōu)選的UV輻射預(yù)定時間區(qū)間是在大約60～120秒之間。
在圖解的配置中，水從過濾器過濾芯20滴入小盤230的一端，然后溢出到存儲儲水池210中。當燈220亮著時，小盤230和存儲儲水池210都同時暴露在UV下。設(shè)計盤230，以便新鮮滴入到盤230中水的滯留時間比用虹吸管207將存儲儲水池210倒空所需的時間長很多。即使在虹吸過程中，這也會保證只有完全輻射的水流入下邊的儲水池10。在虹吸管中的離開過濾器的任何水都會保留在盤230中，直到虹吸動作停止。
上邊所描述的這些實施方案給出了一種能提供達到飲用純化度的飲用水的便宜但仍然有效的消毒方法。當UV燈隨著濾過水的流動而工作時，盡管由重力驅(qū)動的過濾的慢速率可以被看作是水消毒的一個障礙，陶瓷過濾器的這樣的慢速率有利地保證了濾過水的徹底暴露。因此可以用較低的功率實現(xiàn)安全的UV消毒。同時，一般情況給用水將通過陶瓷過濾器20被充分地過濾，以提供具有始終如一的高UV消光系數(shù)的干凈的水。因此不管是分批消毒還是當濾過水流經(jīng)光源時消毒，都可以因此減低渾濁度，以便可以將功率設(shè)定在能確保安全UV消毒的最小水平。另外，在UV光源被暴露在水中的實施方案中，由于是暴露在比較干凈的水中，所以預(yù)先過濾可以降低對燈的污染或?qū)糁車氖⑻坠艿奈廴?。反過來，降低污染可以延長套管的使用壽命，并且降低定期清洗的需求。
盡管已經(jīng)根據(jù)一些優(yōu)選的實施方案對前述發(fā)明做了描述，但考慮到此處公布的文獻，其它的實施方案對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員也是顯而易見的。因此，本發(fā)明不受對優(yōu)選實施方案的描述限制，相反僅僅受到所附的權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種水消毒器，包括一種由重力驅(qū)動的給用水傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)限定了從上游入口到下游出口的水流路徑；一個位于水流路徑中的陶瓷過濾器；和一個放置的用來輻射陶瓷過濾器下游的水的紫外光源。
2.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中紫外光源包括氙弧燈。
3.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中陶瓷過濾器包括一個在其中部分延伸的孔。
4.如權(quán)利要求3所述的水消毒器，其中陶瓷過濾器包括一個圓柱體。
5.如權(quán)利要求3所述的水消毒器，其中紫外光源被放置在孔中。
6.如權(quán)利要求5所述的水消毒器，其中紫外光源包括一個發(fā)光二極管。
7.如權(quán)利要求6所述的水消毒器，其中紫外光源包括氮化鋁。
8.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中流經(jīng)陶瓷過濾器的水流速率小于大約4L/小時。
9.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中所有從陶瓷過濾器過濾的水在距離紫外光源大約15厘米之內(nèi)流動。
10.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中陶瓷過濾器包括多個單一的陶瓷過濾器。
11.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中陶瓷過濾器凹進一個未凈化的水的存儲儲水池的底板中。
12.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中水流路徑被一個在出口上具有陶瓷過濾器的上邊的容器和一個用來從上邊的容器接收和臨時保存濾過水的存儲容器所限定。
13.如權(quán)利要求12所述的水消毒器，進一步包括一個下邊的容器，其中存儲容器和下邊的容器由一個虹吸管相連。
14.如權(quán)利要求13所述的水消毒器，其中紫外光源被放置在上邊的容器和下邊的容器之間來輻射水流路徑。
15.如權(quán)利要求13所述的水消毒器，其中紫外光源被放置在下邊的容器中。
16.如權(quán)利要求15所述的水消毒器，其中紫外光源被放置在存儲容器中，并且存儲容器被放置在下邊的容器中。
17.如權(quán)利要求15所述的水消毒器，其中紫外光源被懸掛在存儲容器的上半部分。
18.如權(quán)利要求17所述的水消毒器，其中紫外光源被一個燈罩蓋住。
19.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中紫外光源是用在其上通電的電路來操作的。
20.如權(quán)利要求19所述的水消毒器，其中電路進一步包括一個定時器。
21.如權(quán)利要求19所述的水消毒器，進一步包括一個阻止水流的塞子裝置，其中塞子裝置是在紫外光源的操作一旦發(fā)生時進行電驅(qū)動的。
22.如權(quán)利要求12所述的水消毒器，進一步包括一個放置在存儲容器中的混合裝置。
23.如權(quán)利要求22所述的水消毒器，其中混合裝置包括一個打泡器。
24.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中陶瓷過濾器包括不止一個陶瓷過濾器。
25.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中陶瓷過濾器是用一種標記磨損的物質(zhì)涂敷的。
26.如權(quán)利要求25所述的水消毒器，其中標記磨損的物質(zhì)是FeSO4。
27.如權(quán)利要求25所述的水消毒器，其中標記磨損的物質(zhì)是FeCl3。
28.如權(quán)利要求1所述的水消毒器，其中陶瓷過濾器含有增強凹槽的表面區(qū)域。
29.一種水消毒系統(tǒng)，包括第一個容器，在其靠下部分有第一個出口；一個具有上游表面和下游表面的陶瓷過濾器，過濾器被放置在第一個出口上；第二個容器，靠重力放置在第一個容器的出口并且與其以液體相通，第二個容器包括第二個出口；和一個紫外光源，用于沿水流路徑從陶瓷過濾器的下游表面到第二個容器的第二個出口對水進行輻射。
30.如權(quán)利要求29所述的水消毒系統(tǒng)，其中下游表面包括限定孔部分地在陶瓷過濾器中延伸的內(nèi)部表面。
31.如權(quán)利要求30所述的水消毒系統(tǒng)，其中紫外光源被放置在孔中。
32.如權(quán)利要求29所述的水消毒系統(tǒng)，其中流經(jīng)陶瓷過濾器的水流速率小于大約4L/小時。
33.如權(quán)利要求29所述的水消毒系統(tǒng)，進一步包括一個在第二個容器中的中間的容器和一個從第一個出口延伸到中間容器的導(dǎo)管。
34.如權(quán)利要求33所述的水消毒系統(tǒng)，其中導(dǎo)管延伸到中間容器的底部。
35.如權(quán)利要求33所述的水消毒系統(tǒng)，進一步包括一個定期將水從中間的容器全部倒入下邊的容器的自動裝置。
36.如權(quán)利要求33所述的水消毒系統(tǒng)，其中水在中間容器中的平均滯留時間大于大約180秒。
37.如權(quán)利要求33所述的水消毒系統(tǒng)，其中中間的容器被懸掛在第二個容器的靠上部分中。
38.如權(quán)利要求33所述的水消毒系統(tǒng)，其中中間的容器被固定在第二個容器的底部部分中。
39.如權(quán)利要求29所述的水消毒系統(tǒng)，其中第一個容器被直接堆放在第二個容器上。
40.如權(quán)利要求29所述的水消毒系統(tǒng)，進一步包括一個插在第一個和第二個容器之間的環(huán)，及一個懸掛在環(huán)上的紫外光源。
41.如權(quán)利要求40所述的水消毒系統(tǒng)，進一步包括一個懸在紫外光源上的燈罩。
42.如權(quán)利要求41所述的水消毒系統(tǒng)，進一步包括一個位于第二個容器內(nèi)的攪拌裝置。
43.一種水消毒方法，其包括將水流入一個水傳送系統(tǒng)；用重力驅(qū)動水通過水傳送系統(tǒng)內(nèi)的陶瓷過濾器以產(chǎn)生出濾過水；和將濾過水暴露在水傳送系統(tǒng)內(nèi)，陶瓷過濾器下游的紫外光源下。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中暴光包括對保存在陶瓷過濾器下游的濾過水進行定時的輻射。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中暴光進一步包括在定時輻射過程中停止流經(jīng)陶瓷過濾器的水流。
46.如權(quán)利要求43所述的方法，進一步包括將濾過水臨時存儲在存儲儲水池，并當濾過水達到存儲儲水池中的預(yù)定水位時自動釋放濾過水。
47.如權(quán)利要求46所述的方法，其中暴光是在存儲儲水池中進行的。
48.如權(quán)利要求46所述的方法，其中暴光是在下邊的儲水池，中間的存儲儲水池的下游進行的。
49.如權(quán)利要求43所述的方法，其中暴光包括在水傳送系統(tǒng)中以小于大約4L/小時的速率使濾過水流經(jīng)紫外光源。
50.如權(quán)利要求43所述的方法，其中暴光包括在水傳送系統(tǒng)中，使濾過水在距離紫外光源小于大約4英寸的范圍內(nèi)流過。
51.一種用于產(chǎn)生飲用水的集成的過濾和消毒系統(tǒng)，其包括第一個容器，其在下端有一個出口；一個陶瓷過濾器，其有一個從一端的開口延伸出來的孔，該過濾器以來用與第一個儲水池的出口保持開放式連通；和第二個容器，與所述第一個儲水池保持液體相通，并且并堆放在所述第一個儲水池的下邊，所述第二個儲水池包括一個紫外光源。
52.如權(quán)利要求51所述的系統(tǒng)，其中包括多個陶瓷過濾器，并且被裝備在第一個容器中的相應(yīng)多個出口上。
53.如權(quán)利要求52所述的系統(tǒng)，其中多個導(dǎo)管從多個出口通到第二個容器中。
54.如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其中多個導(dǎo)管中的每個都與第二個容器中的一個收集導(dǎo)管相通，并且所述收集導(dǎo)管中含有紫外光源。
55.一種水消毒器，其包括第一個容器，其下端有一個出口；一個陶瓷過濾器，其與第一個儲水池的出口相通；一個中間儲水池，其包括一個紫外光源，在其下端有一個出口，并且在出口有一個閥，中間儲水池與所述第一個容器液體相通并且堆放在所述第一個容器下邊；第二個容器，其與中間儲水池液體相通并且被堆放在中間儲水池下邊。
56.如權(quán)利要求55所述的水消毒器，其中閥是一個虹吸管。
57.如權(quán)利要求55所述的水消毒器，其中紫外光源被連接到一個設(shè)定在流動中進行定期操作的自動開關(guān)上。
58.如權(quán)利要求57所述的水消毒器，其中光源的開關(guān)分別與閥的開和關(guān)活動同時發(fā)生。
59.一種消毒水的方法，其包括將水流入第一個容器；只用重力驅(qū)動水通過第一個容器中的陶瓷過濾器以產(chǎn)生出濾過水；只用重力驅(qū)動濾過水通過中間容器中的紫外光源以產(chǎn)生出消毒水；用閥將消毒水存儲在中間的容器中；和打開中間容器的閥，由重力操作使消毒水流到第二個容器中。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，其中閥是一個虹吸管。
61.如權(quán)利要求59所述的方法，進一步包括根據(jù)中間容器中的水位自動打開紫外光源。
62.如權(quán)利要求59所述的方法，其中紫外光源分別隨著閥的關(guān)閉和打開而打開和關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于提供飲用水的低成本的系統(tǒng)(1)，包括一個給用水容器(5)，該容器有一個簡單的陶瓷過濾器(20)覆蓋在給用水容器(5)的出口(19)上。優(yōu)選的過濾器(20)通常是具有一個部分延伸到其中的孔(19)的圓柱形結(jié)構(gòu)，在發(fā)展中國家一般指“陶瓷燭式”過濾器。在重力的作用下，給用水從陶瓷過濾器(20)過濾到下邊的存儲容器(10)中。當濾過水流動或被收集在存儲容器(10)中后，用紫外(UV)能量對其進行輻射。在一個實施方案中，將濾過水臨時收集在中間的存儲儲水池(210)中，在這個儲水池中分批恒定的對濾過水進行輻射并且定期將其釋放到下邊的容器(10)中。通過陶瓷過濾為更有效的UV消毒提供了具有低UV消光系數(shù)的干凈水。另外，重力驅(qū)動的通過陶瓷過濾器(20)的過濾提供了低水流速率，從而在給定UV強度下提供了高UV劑量。
文檔編號B01D39/20GK1406211SQ01805594
公開日2003年3月26日 申請日期2001年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月25日
發(fā)明者A·加伊爾, A·德雷舍爾 申請人:水健康國際公司