ES2217463T3 - Aparato para mejorar la dosificacion de uv aplicado a fluidos en sistemas de desinfeccion por uv de canal abierto. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION PROPORCIONA UN MODULO PORTATIL Y SUMERGIBLE (12) PARA IRRADIAR FLUIDOS, QUE INCLUYE UNA MULTIPLICIDAD DE LAMPARAS (14) PRODUCTORAS DE RADIACION ULTRAVIOLETA Y UN PRIMER SOPORTE (18) PARA RECIBIR Y MANTENER EN POSICION LA MULTIPLICIDAD DE LAMPARAS PRODUCTORAS DE RADIACION UV (14). DICHO PRIMER SOPORTE (12) PRESENTA EXTREMOS AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO Y LADOS OPUESTOS. EXISTE ASIMISMO UN SEGUNDO SOPORTE (20) PARA RECIBIR Y MANTENER EN POSICION LA MULTIPLICIDAD DE LAMPARAS PRODUCTORAS DE RADIACION UV, EL CUAL PRESENTA TAMBIEN EXTREMOS AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO Y LADOS OPUESTOS. EL APARATO PRESENTA DESVIADORES DE FLUIDO (15), SITUADOS ENTRE EL PRIMER Y EL SEGUNDO SOPORTES (18, 20) Y LOCALIZADOS EN POSICION ADYACENTE A LOS LADOS OPUESTOS, HACIA AL MENOS ALGUNAS DE LAS LAMPARAS PRODUCTORAS DE RADIACION UV.

Description

Aparato para mejorar la dosificación de UV aplicado a fluidos en sistemas de desinfección por UV de canal abierto.

Esta invención se refiere a la desinfección de fluidos con radiación ultravioleta, en particular a un módulo de desinfección portátil y sumergible capaz de irradiar de manera eficiente tales fluidos.

La patente americana US-A 5,332,388 describe un módulo para la desinfección portátil y sumergible para irradiar fluidos y un sistema que comprende un canal y un módulo para irradiar fluidos. Este módulo conocido comprende dos cabezales soportados por delgadas patas situadas en las respectivas esquinas de las cabezas.

La patente inglesa GB L 09047 A describe otro dispositivo portátil que presenta desviadores orientados perpendicularmente con respecto al eje longitudinal de las lámparas.

La patente americana US-A 5,124,131 describe desviadores de flujo en el contexto de la irradiación de agua residual que tiene la finalidad de dirigir el tramo generalmente más rápido y periférico del flujo a las regiones próximas a las estructuras de lámparas de UV, mientras otro tramo del flujo será desviado desde las lámparas.

La desinfección, tal como se aplica en el tratamiento de agua y aguas residuales, es un proceso por el cual los microorganismos patógenos se inactivan para proporcionar una protección de la salud pública. La cloración ha sido el método dominante empleado para la desinfección durante casi 100 años. Sin embargo, automáticamente ya no se ha elegido el procedimiento de desinfección tampoco para el tratamiento de agua o aguas residuales debido a los problemas potenciales asociados con la desinfección mediante productos y asociados a la toxicidad en agua tratada. La irradiación UV es la alternativa elegida con más frecuencia para la cloración convencional. Ya que la radiación UV es un agente no químico, no produce ningún residuo desinfectante. Por lo tanto, no se aplican los asuntos asociados con los residuos desinfectantes. Además, la desinfección por UV es un proceso rápido. Se requiere un tiempo de contacto pequeño (alrededor del orden de segundos en lugar de minutos). El resultado es que el equipo de UV ocupa poco espacio cuando se compara con la cloración y ozonación.

La enorme mayoría de sistemas de desinfección con UV emplea una configuración de canal-abierto. Existen dos tipos de sistemas de desinfección por UV de canal-abierto: sistemas horizontales, en el que lámparas de producción de radiación ultravioleta, de aquí en adelante denominadas como "lámparas", están dispuestas paralelas a la dirección de flujo; y sistemas verticales, en el que las lámparas están perpendiculares a la superficie del agua. Para la mayoría de sistemas de UV verticales, las lámparas están dispuestas en una configuración escalonada para facilitar la mezcla.

Las respuestas de los microorganismos a la radiación UV son totalmente atribuibles a la dosis de radiación a la cual se exponen. La dosis de UV se define como la intensidad de radiación y el tiempo de exposición. Como resultado de las condiciones turbulentas del flujo y las variaciones en el espacio en tres dimensiones en la intensidad de UV, los sistemas UV de flujo continuo suministran una amplia distribución de dosis de UV. Los principios elementales de la teoría del reactor pueden utilizarse para demostrar que esta distribución de dosis conduce al uso inadecuado de la energía UV emitida dentro de estos sistemas. Además, el límite superior teórico sobre el comportamiento reactor de UV coincide con un sistema que lleva a cabo el suministro de una sola dosis de UV (por ejemplo, una distribución de dosis que puede representarse mediante una función delta). La distribución óptima de dosis no es posible en los sistemas de desinfección por UV utilizados actualmente.

Una dosis media no describe exactamente la eficiencia de desinfección de un sistema UV de escala llena. La intensidad de UV es una función de posición. La intensidad de la radiación UV disminuye rápidamente con la distancia de la fuente de radiación. El tiempo de exposición no es tampoco una constante. La geometría compleja de los sistemas de UV de canal-abierto dicta también el comportamiento hidrodinámico complejo, con gradientes fuertes de velocidad que son observados. Coincidentemente, la velocidad es generalmente más alta en áreas de menor intensidad. Esto crea una situación en el que algunos microorganismos se exponen a una intensidad baja de UV durante un periodo de tiempo comparativamente corto, de modo que les permite "escapar" del sistema con una dosis de UV relativamente baja. Esto representa una limitación del proceso potencialmente seria en los sistemas de UV de canal-abierto. Por ejemplo, si el 1% de los microorganismos recibían dosis inferiores al nivel letal, entonces la inactivación máxima que podría conseguirse por parte del sistema sería del 99%, no más práctica que la dosis media actuales que se suministraron.

Debido a la falta de información en lo que se refiere al comportamiento hidrodinámico en los sistemas de UV, no ha habido una propuesta aceptable por el cual la eficiencia de la desinfección de cualquier reactor de UV de canal abierto pueda ser exactamente predicha. Por lo tanto, las decisiones de diseño se han basado en observaciones empíricas y experiencias pasadas. Además, la distribución no uniforme de dosis de UV en estos sistemas indica que la radiación de UV se aplica de forma insuficiente. Mientras que la sobredosis de UV no presenta aparentemente peligro en términos de composición de agua una vez tratada, esto incrementa los costes de capital y de funcionamiento. Por lo tanto, se desea tener un sistema que incorpore los efectos del comportamiento hidrodinámico y el campo de intensidad de UV que proporcione una completa desinfección.

Un objeto de la presente invención consiste en proporcionar un aparato de desinfección por UV capaz de aplicar una distribución deseada de dosis de UV al fluido que fluye a través de un sistema de desinfección por UV.

Otro objeto de la invención consiste en proporcionar un aparato de desinfección por UV con una mayor eficacia, de manera que reduzca los costes de funcionamiento.

Un objeto importante de la invención consiste en proporcionar un aparto de desinfección portátil que contiene en una estructura la habilidad de conseguir los objetos anteriores.

Otras ventajas y objetos de la invención resultarán evidentes para aquellos expertos en la materia a partir de los dibujos, la descripción detallada de la invención y las reivindicaciones adjuntas.

Estos objetos se consiguen mediante las características de las reivindicaciones 1 a 6.

La invención proporciona un módulo portátil y sumergible para irradiar fluidos que incluye una pluralidad de lámparas de producción de radiación ultravioleta y un primer cabezal para recibir y mantener en posición la pluralidad de lámparas de producción de radiación ultravioleta, teniendo el primer cabezal extremos de curso arriba y curso abajo y lados enfrentados. También hay un segundo cabezal para recibir y mantener en posición la pluralidad de lámparas de producción de radicación ultravioleta, teniendo el segundo cabezal extremos de curso arriba y curso abajo y lados enfrentados. Los desviadores del flujo de fluido se posicionan entre el primer y segundo cabezal y se sitúan adyacentes a los lados enfrentados y están adaptados para desviar los fluidos que fluyen adyacentes a los lados enfrentados hacia al menos alguna de las lámparas de producción de radiación ultravioleta.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra una vista en perspectiva esquematizada de módulos sumergibles y portátiles de la invención situados en un tramo de un canal abierto de acuerdo con aspectos preferidos de la invención.

La figura 2 muestra una vista en alzado frontal de un módulo de acuerdo con la invención.

La figura 3 muestra una vista en planta desde arriba de un cabezal inferior, antes de la instalación de las lámparas y camisas, de acuerdo con aspectos de la invención.

La figura 4 muestra una sección en alzado frontal del cabezal inferior mostrado en la figura 3.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva esquematizada de una realización de un desviador de fluido de acuerdo con aspectos de la invención.

La figura 6 muestra una vista en perspectiva esquematizada de otra realización de un desviador de fluido de acuerdo con aspectos de la invención.

La figura 7 muestra una vista en perspectiva esquematizada, parcialmente separada, para facilitar su comprensión, de aún otra realización de un desviador de fluidos de acuerdo con aspectos de la invención.

La figura 8 muestra una vista en perspectiva esquematizada, parcialmente separada, de otra realización de un desviador de fluidos de acuerdo con aspectos de la invención.

Las figuras 9 y 9A muestran vistas en perspectiva de nervios desviadores de fluido utilizados de acuerdo con aspectos de la invención.

La figura 10 muestra una vista en planta desde arriba de un canal de tratamiento de fluidos que contiene un módulo, tomado en sección, mostrando aspectos de la invención.

La figura 11 muestra una vista en planta desde arriba de un canal de tratamiento de fluidos que contiene un módulo, tomado en sección, mostrando una realización diferente de la invención.

La figura 12 muestra una vista en planta desde arriba de un canal de tratamiento de fluidos que contiene un módulo, tomado en sección, mostrando aspectos de la invención de la figura 9B.

La figura 13 muestra un tramo de un canal de tratamiento de fluidos, tomado en sección, y que incluye una vista en alzado frontal de un elemento hermético de acuerdo con aspectos de la invención.

La figura 14 muestra un tramo de una pared lateral de un canal, tomado en sección, junto con un elemento de estanqueidad y una pata del módulo, también tomado en sección.

La figura 15 muestra otra realización de un elemento de estanqueidad tomado de la figura 14.

La figura 16 muestra aún otra realización de un elemento de estanqueidad mostrado en la figura 14.

La figura 17 muestra una vista en planta desde arriba esquematizada de un plano horizontal en el interior de un módulo de la técnica anterior situado en el interior de un canal y fluidos que fluyen a través del canal, estando el flujo de fluido representado por un campo vectorial de velocidad.

La figura 18 muestra una vista en planta desde arriba esquematizada de un plano horizontal en el interior de un módulo de la invención colocado en el interior de un canal y fluidos que fluyen a través del canal, estando el flujo de fluido representado por un campo vectorial de velocidad.

Tal como se ha descrito anteriormente, la efectividad del proceso en sistemas de desinfección por UV viene dada por la distribución de las dosis de radiación UV. La distribución de las dosis se determina por el comportamiento hidrodinámico (turbulento) y el campo de intensidad de UV (no uniforme). A su vez, estas características están determinadas por la geometría del sistema y la carga hidráulica impuesta.

La geometría del sistema juega un papel importante en los campos de la intensidad y la hidrodinámica de estos sistemas. Los sistemas de la invención incorporan canales abiertos hidráulicos. Por lo tanto, el flujo en estos sistemas es controlado solo por las fuerzas de viscosidad y gravedad. Tal como se ha descrito con anterioridad, existen fundamentalmente dos sistemas de UV de canal abierto diferentes: sistemas con lámparas orientadas horizontales y paralelas a la dirección de flujo ("sistemas horizontales") y sistemas con lámparas orientadas verticalmente y posicionadas perpendicularmente respecto a la dirección de flujo ("sistemas verticales").

En los sistemas verticales, se mesuró y observó la mezcla relativamente agresiva sobre el lateral curso abajo de todas las lámparas. En el interior de la masa de la matriz vertical, esta mezcla consigue una distribución efectiva de dosis de radiación para las partículas que entran en el sistema. Sin embargo, a lo largo de las paredes del canal de un sistema vertical, se ha descubierto que allí existen áreas relativamente grandes de baja intensidad de radiación, alta velocidad y una mezcla transversal mínima. Como en el caso de los sistemas horizontales, esta combinación de características conduce a una realización menos óptima. En el caso de sistemas de UV verticales utilizados para la desinfección, la amplia mayoría de microorganismos que mantienen la viabilidad siguiendo la irradiación se creen entrar en la zona irradiada sobre líneas de corriente que son coincidentes con las áreas cercanas a las paredes del canal.

Se ha descubierto que el comportamiento del proceso en un sistema de UV vertical es enormemente mejorado mediante la modificación de la dinámica de fluidos cerca de las paredes logrando una distribución de dosis de radiación más uniforme. Esto se ha llevado a cabo tal y como sigue:

1.

Los desviadores de fluido se colocan a lo largo de las paredes para favorecer la mezcla transversal en estas áreas. La colocación de los desviadores de fluido es tal que las partículas tienen una posibilidad severamente reducida de atravesar el sistema sobre una línea de corriente que permite una dosis baja. Las estructuras específicas se describen más abajo.

2.

Las áreas de las paredes cercanas de baja intensidad se llenan con los desviadores de fluido alternativos para evitar el flujo en las regiones de baja intensidad y alta velocidad. La forma de estos "desviadores" está determinada por la posición del campo de intensidad de radiación. Los desviadores también llevan a cabo algún nivel de mezcla transversal en las áreas cercanas a la pared. Las estructuras específicas se describen más abajo.

Volviendo ahora a los dibujos en general y en particular a la figura 1, el número 10 designa un canal abierto a través del cual el agua residual fluye para el tratamiento de desinfección. Uno o más módulos 12 de desinfección portátiles y sumergibles se localizan en el canal 10 para irradiar el agua residual con radiación ultravioleta y, de este modo, desinfectarla mientras fluye a través del canal 10. Cada módulo incluye una pluralidad de lámparas 14 en camisas altamente de transmisión (véase también la figura 2) situadas entre el cabezal superior 18 y el cabezal inferior 20 que en la realización mostrada están orientadas verticalmente en patrones predispuestos. Los módulos restan sobre el suelo 16 del canal 10 y se posicionan adyacentes a las paredes 17.

Los desviadores de fluidos 15 se colocan sobre los módulos 12 entre el cabezal superior 18 y el cabezal inferior 20 y se sitúan a lo largo de las paredes laterales 17.

El canal 10 está dimensionado de modo que el agua residual rebasa las lámparas 14 en camisas transparentes 24 y se mantiene a una profundidad determinada que permanece preferentemente en o por debajo del alzado de agua 19, que está por debajo del cabezal superior 18. La cantidad, caudal, tipo y composición del agua residual están considerados por medio de otros sistemas y aparatos conocidos en la materia y que aquí no se exponen.

Las figuras 2 a 4 muestran una realización de un módulo 12 de acuerdo con la invención. La estructura integral del módulo 12 incluye un cabezal superior 18 y un cabezal inferior 20. Unas patas 22 unen los cabezales superior e inferior 18 y 20 y preferentemente, están separadas entre sí en las respectivas esquinas del módulo 12. Una pluralidad de camisas transparentes 24 están unidas entre los cabezales superior e inferior 18 y 20 y cada camisa 24 contiene una o más lámparas. Los nervios desviadores de flujo 21 (algunas veces también denominados de aquí en adelante como "tabiques") se colocan entre los cabezales superior e inferior 18 y 20.

El cabezal superior 18 incluye paredes laterales 26 y una cubierta extraible 28. La cubierta 28 puede estar abisagrada o de otra forma unida al cabezal superior 18 y más preferentemente, esta hermetizada para la protección de fugas de agua. Una empuñadura 127 está unida a la cubierta 28 y garantiza que la cubierta 28 permanezca en una posición de cierre durante el funcionamiento del módulo. Unas argollas de elevación y descenso 30 están unidas a las paredes laterales 26 para facilitar el desplazamiento y son utilizadas para desplazar los módulos 12 dentro y fuera del canal 10.

El módulo 12 está equipado con una conexión eléctrica 32 sobre una de las paredes laterales 26 que permite que un cable multiconductor 34 establezca la conexión entre las lámparas 14 y diversos dispositivos de control y de energía. La pared lateral 26 también incluye la conexión de suministro de aire 36 para introducir aire, que es el fluido especialmente preferido, para la limpieza de camisas, en el módulo 12. La conexión de suministro de aire 36 en la pared lateral 26 conduce hacia la tubería de suministro de aire 38, que está preferentemente situada por dentro del cabezal superior 18, y en una realización a su vez conecta hacia al menos una de las patas 22, que es hueca, y canaliza el aire hacia el cabezal inferior 20. La conexión de suministro de aire 36 está dimensionada para recibir una manguera 37 de suministro de aire, que conecta a una fuente de suministro de aire.

Preferentemente, el cabezal superior 18 contiene cableado asociado a las lámparas 14, controladores de lámpara electrónicos 100, y/o estabilizadores 102, monitor de lámparas 104, captador de datos 106 y un número de dispositivos no mostrados de aquí en adelante que contribuyen al funcionamiento del sistema y el módulo. Tales dispositivos incluyen cables de conexión, dispositivos de refrigeración tales como ventiladores, sopladores y similares, además de alarmas, lectores de salida, microprocesadores, etc. La necesidad o deseo de contar con estos elementos es consecuencia de las características particulares de cada instalación de tratamiento.

Las paredes laterales 26 del cabezal superior 18 forman un rectángulo alrededor del suelo 40 del cabezal superior. Una pared lateral 26 incluye un acceso para la conexión de suministro de aire 39, que conecta con el conducto de suministro de aire 38. El suelo 40 del cabezal superior contiene una pluralidad de camisas que reciben aberturas 41, que están provistas de collares roscados (no representados) para recibir y mantener las camisas 24 en su sitio.

Las lámparas 14 están situadas dentro de las camisas 24 y tienen cables que se extienden hacia arriba en el cabezal superior 18 que conecta a dispositivos de control y suministro de energía apropiados. Las aberturas superiores de las camisas 24 no necesitan cerrarse o sellarse. El uso de un anillo tórico de caucho también proporciona una estanqueidad contra la entrada de fluidos y un almohadillado comparativamente blando para las camisas 24, que están preferentemente hechas de cristal de cuarzo, y pueden ser susceptibles de agrietarse y romperse durante el envío o colocación del módulo en el canal 10 o en el movimiento subsiguiente del módulo 12.

Las figuras 3 y 4 muestran una realización preferida del cabezal inferior 20. El cabezal inferior 20 une al cabezal superior 18 mediante las patas 22, preferentemente situadas en las respectivas esquinas. Al menos una pata 22 está hueca y hermético a los fluidos para recibir aire procedente del conducto de suministro de aire 38 situado en el cabezal superior 18. En la realización preferida, el cabezal inferior 20 consta de una bandeja superior 50, paredes laterales exteriores 52 y un suelo 54 (que puede ser omitido en ciertas aplicaciones). La bandeja superior 50 contiene una pluralidad de aberturas 56 receptoras de camisas, correspondiendo el número y posición de aberturas 56 de recepción de camisas al número y posición de aberturas en el cabezal superior 18. El soporte 57 refuerza toda la estructura.

Los nervios desviadores de fluidos 21 se posicionan y se alinean en filas que tienen una lámpara en el extremo de la fila posicionada fuera del lateral del módulo en relación con las lámparas sobre los extremos de las filas adyacentes. La bandeja superior 50 también incluye una pluralidad de orificios de salida 58 que permiten al aire fluir hacia fuera del cabezal inferior 20 a través de la bandeja superior 50 y en contacto con las camisas 24 para permitir la autolimpieza de las camisas 24.

Las figuras 5 y 6 muestran dos realizaciones de los desviadores de fluidos 15 extraídos de un módulo 12. El desviador de fluidos en la figura 5 incluye un par de nervios desviadores de fluido 21 similares a los mostrados en la figura 3. Los nervios 21 están fijados a la lámina 23. Preferentemente, la lámina 23 está unida a las patas 22 de un módulo 12 en un tramo lateral que se coloca adyacente a la pared lateral 17 del canal 10. La lámina 23 puede unirse a las patas de cualquier otro modo conocido en la técnica tales como tornillos, elementos de sujeción, adhesivos y similares. Los nervios desviadores de fluidos 21 en la figura 5 están mostrados tal como que están hechos del denominado "hierro de ángulo" que está preferentemente soldado a la lámina 23.

El desviador de fluidos 15 tal como se muestra en la figura 6 es similar al de la figura 5, excepto que contiene un nervio desviador de fluidos adicional 21. El nervio desviador de fluidos 15 es para su utilización con un módulo que tiene una fila adicional de lámparas que tienen sus lámparas de los extremos posicionadas fuera del lateral del módulo en relación con las lámparas en los extremos de las filas adyacentes. Naturalmente, está dentro del ámbito de la invención que cualquier número de nervios desviadores tales como el nervio 21 puedan utilizarse dependiendo del número y posición de filas escalonadas de lámparas.

La figura 7 muestra una realización alternativa de un desviador de fluidos 15. Al igual que los desviadores de fluidos 15 de las figuras 5 y 6, incluye una lámina 23 que está unida al módulo 12 de la misma manera que los desviadores de fluidos 15 de las figuras 5 y 6. Sin embargo, en lugar de nervios desviadores de fluidos 21, se sustituye por una lámina curvada 25. La lámina curvada 25 presenta una serie de ondulaciones 27 que, como los nervios desviadores 21, están colocados en filas que tienen las lámparas de los extremos posicionadas fuera del lado del módulo en comparación con las filas adyacentes que tienen las lámparas de los extremos colocadas cerca del lado del módulo. Las ondulaciones están soportadas mediante una serie de soportes 29. Los soportes 29 están formados para recibir cuidadosamente las ondulaciones 27 de la lámina 25. Se contempla que los soportes 29 pueden omitirse dependiendo del tipo y resistencia del material elegido para la lámina curvada 25. Cada ondulación tiene un límite superior tal como se denota mediante la línea de rayas sobre la lámina curvada 25, estando el límite superior situado en alineación con la fila de lámparas.

La figura 8 muestra otro desviador de fluidos 15 similar al mostrado en la figura 7 excepto que tiene una tercera ondulación 27 sobre la lámina 25. Los soportes 29 están unidos a la lámina 23 de cualquier manera conocida en la técnica tal como tornillos, pernos, elementos de fijación, adhesivos, soldadura y similares. De manera similar, la lámina curvada 25 está fijada a los soportes 29 de una forma similar.

Tal como se muestra en las figuras 9A y 9B, las ondulaciones 27 no necesitan redondearse tal como se representa en la 9A, pero puede construirse a partir de ángulos obtusos como se muestra en la figura 9B.

La figura 10 muestra una vista en sección de un módulo 12 situado dentro de un canal 10 entre las paredes del canal 17. Los nervios desviadores de fluidos 21 se colocan cerca pero no directamente contra las paredes 17. Existen espacios pequeños entre las paredes 17 y el módulo 12 de modo que el módulo 12 puede introducirse y extraerse del canal. En el módulo 12 mostrado en la figura 10, los nervios desviadores de fluidos 21 se extienden entre el cabezal inferior 20 y el cabezal superior 18 (no representado). A diferencia de algunas otras realizaciones de la invención, no hay una lámina 23 sobre la cual se unen o monten los nervios desviadores de fluido 21. En cambio, los nervios desviadores de fluido 21 se unen directamente entre el cabezal superior 18 y el cabezal inferior 20. Por lo tanto, el espacio pequeño que existe entre las paredes 17 y el módulo 12 no resulta en el paso de fluidos más allá del módulo sin obtener la dosis de UV conveniente.

La figura 11 muestra otra realización de un módulo 12 en posición entre las paredes 17 en un canal. Una vez de nuevo, existe un pequeño espacio entre la pared 17 y el módulo 12 de modo que el módulo puede insertarse dentro y extraerse del canal. Este módulo también presenta desviadores de fluido del mismo modo que en la realización mostrada en la figura 10. Sin embargo, los desviadores tiene una forma ligeramente diferente y también sirven como las patas de soporte entre el cabezal inferior 20 y el cabezal superior 18 (no mostrados). Por lo tanto, las patas 22 realizan la doble función de soportar y conectar los cabezales juntos y proporcionar la tarea de dispersión del fluido de los nervios desviadores de fluido 21 de la figura 10. No es necesario disponer de patas de soporte 22 adicionales en las respectivas cuatro esquinas del módulo, aunque es preferible. También, es preferido para al menos una de las patas 22 que sirve como un conducto para canalizar aire desde el cabezal superior 18 por debajo hacia y dentro el cabezal inferior 20.

La figura 12 muestra otra realización de la invención en el que un módulo 12 está situado en el interior de un canal entre las paredes 17. Los desviadores de fluidos 15 son parecidos en forma a la ondulación de desviación 27 de la figura 9B. A diferencia de los módulos mostrados en las figuras 10 y 11, las ondulaciones 27 están montadas en las láminas 25 que están unidas al lateral del módulo. Existe en pequeño espacio entre la pared 17 y el módulo 12, de modo que el módulo 12 puede colocarse dentro o extraerse del canal 10. Es importante que los fluidos no fluyan detrás de las láminas 25 de los desviadores de fluido 15 en tanto que este reduciría o eliminaría la posibilidad de tales fluidos que están sujetos a la dosis adecuada. En consecuencia, los bordes curso arriba del módulo 12 se suministran con elementos de estanqueidad 31 que se prolongan desde las patas 12 hacia y en contacto con las paredes 17. Esto evita el fluido del flujo alrededor del módulo 12 y detrás las láminas 25. Mientras los elementos de estanqueidad 31 se muestran como tiras de goma unidas a las patas 22 y en contacto estanco con la pared 17, pueden utilizarse otras formas, tamaños y tipos de materiales.

La figura 13 muestra el elemento de estanqueidad 31 que se acopla herméticamente a la pared lateral 17 de un canal. El elemento de estanqueidad 31 incluye una junta 33 que contacta directamente la superficie de la pared 17 y está fijada en un ángulo de junta 35. El ángulo de junta 35 presenta ranuras 37 a través de las cuales unos medios para fijar el ángulo de junta 35 se utilizan para fijar el elemento de estanqueidad 31 a la pata 22 (no representada) de un módulo. Tales medios pueden incluir tuercas o tornillos, medios de fijación, adhesivo o similares. El elemento de estanqueidad 31 debería prolongarse desde el suelo del canal hacia al menos la superficie superior de los fluidos en el canal.

Las figuras 14, 15 y 16 muestran vistas en sección de realizaciones alternativas de un elemento de estanqueidad 31 fijado a la pata 22 del módulo. El elemento de estanqueidad 31 mostrado en la figura 14 incluye una tira de estanqueidad 39 y una tira de soporte 41 que está fijada a la pata 22 mediante la colocación de una tuerca y un tornillo. Naturalmente, otros medios de fijar el elemento de estanqueidad 31 para soportar la pata 22 están dentro del ámbito de la invención.

La figura 15 muestra un elemento de estanqueidad 31 con una junta 43 que está herméticamente situada entre las paredes laterales 17 y el ángulo de junta 45. El ángulo de junta 45 está fijado a la pata de soporte 22 mediante la colocación de una tuerca y un tornillo.

Finalmente, la figura 16 muestra un ángulo de junta 45 herméticamente unido a la pared 17 a través de la colocación de una tuerca y un tornillo con una junta 43 interpuesta entre el ángulo de junta 45 y la pata de soporte 22 y así influir en la acción de estanqueidad.

También es posible que los desviadores de fluido 15 estén montados a las paredes laterales del canal 17 a pesar de estar fijadas a los módulos 12 mientras que el posicionamiento apropiado de los desviadores de fluido 15 en relación con las lámparas 14 se mantiene y mientras que se asegura la estanqueidad apropiada de los desviadores de fluidos 15 contra las paredes 17.

Las figuras 17 y 18 muestran diferencias entre los módulos de la técnica anterior y los sistemas de la invención durante el funcionamiento. Específicamente, la figura 17 muestra un campo vectorial de velocidad de un módulo situado en un flujo de fluido en un canal abierto. Es fácilmente visto sobre los laterales del módulo y el canal que las velocidades y sus direcciones son relativamente constantes. Esto permite que el fluido que fluye a lo largo de las paredes laterales reciba dosificaciones de UV relativamente bajas. Naturalmente, esto prevé la posibilidad altamente perjudicial de partículas bacterianas que escapen al módulo con una menor dosificación de UV que la deseada.

Esto está en el contraste de la forma en el campo vectorial de la velocidad de un módulo en un canal abierto tal como se muestra en la figura 18. En este caso, los desviadores de fluido desvían el fluido hacia las lámparas de UV en posiciones que de lo contrario pasarían relativamente lejos de las lámparas de UV más cercanas, permitiendo de esta manera una dosificación de UV menor. Los desviadores de fluidos de la invención localmente incrementan la velocidad y, simultáneamente, provocan cambios en los vectores del flujo del fluido, de manera que los fluidos se desvían cerca de los alrededores de las lámparas de UV de manera que se aplica una dosificación de UV más uniforme a todo el fluido en el sistema.

El número y configuración de módulos necesario para desinfectar un flujo dado de agua residual que fluye a través del canal 10 se calcula mediante la metodología bien conocida en la materia y no expuesto más adelante. El número adecuado de módulos y soportes son a continuación colocados en el interior del canal 10 para asegurar que una dosis efectiva de radiación ultravioleta es administrada al fluido mientras fluye. Los módulos 12 y soportes 200 pueden emplearse de forma individual, en filas a través del canal 10, en bancos de módulos curso abajo a partir de otro o en otras disposiciones conocidas en la materia. Naturalmente, en el caso de que los módulos sean utilizados en filas, es altamente aconsejable utilizar una junta entre las patas adyacentes de los módulos adyacentes para evitar el agua procedentes del paso entre los módulos sin el tratamiento completo. También, son aconsejables precauciones similares cuando los módulos se colocan en serie de modo que las patas adyacentes curso arriba y curso abajo eviten el paso de fluido no tratado.

La configuración y localización de los módulos 12 en el interior del canal provoca que el cabezal inferior 20 sea el suelo efectivo del canal 10. Esto es importante en asegurar que la irradiación completa del agua residual se consigue. Como se muestra en las figuras 1-3, la construcción del tramo inferior del módulo 12 que rodea el cabezal inferior 20 permite que el agua fluya a través del canal 10, por encima de la bandeja superior 50, de una manera relativamente no perturbada que facilita la irradiación del fluido mientras pasa por el módulo 12.

Las patas 22 están dimensionadas y situadas para eliminar virtualmente el blocaje de irradiar radiación ultravioleta y el cabezal superior 18 es preferentemente extraído totalmente del agua para eliminar la obstrucción de radiación ultravioleta cerca de la parte superior del flujo de agua. La construcción de la invención minimiza y elimina sensiblemente el agua que pasa por el módulo(s) 12 sin estar expuesta a la dosificación mínima requerida de radiación ultravioleta. Los sistemas del estado de la técnica habitualmente han contenido estructuras que provocan obstrucciones que causan una irradiación irregular o puntos ciegos mientras el agua residual pasa las lámparas. Naturalmente, esto es altamente indeseable ya que resulta una aplicación completa menor de dosificación ultravioleta.

También, una característica ventajosa de la invención es que la localización del tramo inferior de las lámparas 14 en el interior de las camisas 24 permite al tramo de más abajo de las lámparas 14 proporcionar una difusión de ultravioleta a lo largo de la bandeja superior 50, mientras que los sistemas de la técnica anterior habitualmente no proporcionan una estructura que permite la irradiación adecuada del tramo de más abajo del canal. Los electrodos de las lámparas 14 están suficientemente encajados de manera que la radiación ultravioleta que se extiende hacia fuera de las lámparas cubre por completo el fluido que fluye alrededor de las lámparas.

Aunque esta invención se ha descrito en relación con formas específicas, se apreciará que una amplia variedad de equivalentes pueden ser sustituidos por los elementos específicos descritos de aquí en adelante sin apartarse del espíritu y ámbito de esta invención tal como se describe en las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, los cabezales superior e inferior 18 y 20 no necesitan estar totalmente alineados en vertical de manera que las lámparas estén perpendiculares a los cabezales. Los cabezales superior e inferior 18 y 20 pueden estar dispuestos de manera que las lámparas estén no alineadas en vertical. Las lámparas pueden extenderse entre los cabezales en varios ángulos hasta en posición vertical.

También es posible emplear el módulo 12 sin el suelo 54 y las paredes laterales interiores 55 del cabezal inferior 20. La construcción íntegra de la bandeja superior 50 y las paredes laterales exteriores 52 permiten que el aire resida interiormente en el cabezal inferior 20 sin antes escapar para salir por los orificios de salida 58. El suelo 54 puede utilizarse en una configuración desmontable que permite el fácil acceso a los orificios de salida 58 desde ambos lados de la bandeja superior 50 mientras ayuda a evitar la recogida de sólido suspendido alrededor del cabezal inferior 20.

Los módulos 12 pueden conectarse a varios tipos de dispositivos de control o energía. El suministro de energía se encuentra habitualmente en el lateral y es preferentemente un tipo de construcción comercial estándar, aunque los módulos 12 pueden conectarse a suministros alternativos tales como generadores y similares. Más preferentemente, los módulos 12 están construidos de acero inoxidable y soldados juntos, aunque pueden ser sustituidos o añadirse otros materiales y procedimientos de montaje.

Claims (7)

1. Módulo portátil y sumergible (12) para irradiar fluidos y estando adaptado para situarse en el interior de un canal (10) entre las paredes del canal enfrentadas (17) que comprende:

una pluralidad de lámparas de producción de radiación ultravioleta (14),

un primer cabezal (18) para recibir y mantener en posición dicha pluralidad de lámparas de producción de radiación ultravioleta (14), teniendo dicho primer cabezal extremos de curso arriba y curso abajo y lados enfrentados para colocarse adyacentes a dichas paredes del canal (17);

un segundo cabezal (20) para recibir y mantener en posición dicha pluralidad de lámparas de producción de radiación ultravioleta (14); teniendo dicho segundo cabezal extremos de curso arriba y curso abajo y lados enfrentados para colocarse adyacentes a dichas paredes del canal (17), y desviadores de flujo de fluidos (15) situados entre dichos primer y segundo cabezal (18,20) y situados adyacentes a dichos laterales enfrentados y conformados para desviar sensiblemente todos los fluidos que fluyen adyacentes a dichos lados enfrentados hacia al menos alguna de dichas lámparas de producción de radiación ultravioleta (14),

una pluralidad de camisas (24) situadas entre dicho primer y segundo cabezal (18,20), y estando dispuestas en filas separadas entre sí, caracterizado por al menos un nervio desviador de flujo (21) dispuesto sobre un desviador de flujo (15), en el cual el nervio(s) desviador de flujo se situa/n en huecos formados por la disposición separada de las filas de camisas (24).

2. Módulo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de dicha pluralidad de lámparas de producción de radiación ultravioleta (14) están situadas en una serie de filas separadas, estando las lámparas de producción de radiación ultravioleta alternadas en filas adyacentes con respecto a cada una en la dirección de flujo de dichos fluidos.

3. Módulo según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dicho al menos nervio desviador (21) se alinea con una fila que tiene una lámpara de producción de radiación ultravioleta (14) en el extremo de la fila posicionada fuera del lado frontal al cual el nervio desviador se sitúa en relación con una lámpara de producción de radiación ultravioleta en el mismo extremo de una fila adyacente.

4. Módulo según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho de que dichos desviadores de flujo de fluido (15) comprenden: una lámina curvada (25) que tiene al menos una ondulación convexa (27) alineada con una fila que tiene una lámpara de producción de radiación ultravioleta (14) en el extremo de la fila situada fuera del lado frontal en el que la ondulación se sitúa en relación con una lámpara de producción de radiación ultravioleta en el mismo extremo de una fila adyacente.

5. Módulo según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de dichos nervios desviadores (21) comprenden una lámina alargada (25) de material y presentan tramos alargados situados en un ángulo obtuso con respecto a cada uno de ellos.

6. Sistema de irradiación de fluidos que comprende:

Un canal (10) a través del cual los fluidos fluyen entre las paredes del canal enfrentadas (17); al menos un módulo portátil y sumergible (12) colocado en dicho canal (10) entre las paredes del canal (17), comprendiendo dicho módulo:

Una pluralidad de lámparas de producción de radiación ultravioleta (14), un primer cabezal (18) para recibir y mantener en posición dicha pluralidad de lámparas de producción de radiación ultravioleta (14), teniendo dicho primer cabezal extremos curso arriba y curso abajo y laterales enfrentados; y un segundo cabezal (20) para recibir y mantener en posición dicha pluralidad de lámparas de producción de radiación ultravioleta (14), teniendo dicho segundo cabezal extremos curso arriba y curso abajo y laterales enfrentados; y desviadores de flujo de fluido (15) posicionados entre dicho primer y segundo cabezal (18,20) y situados adyacentes a dichos lados enfrentados y adyacentes a dichas paredes del canal (17), y teniendo una forma para desviar sensiblemente todos los fluidos que fluyen adyacentes a dichos lados enfrentados hacia al menos alguna de dichas lámparas de producción de radiación ultravioleta (14), una pluralidad de camisas (24) situadas entre dichos primer y segundo cabezal (18,20), y estando dispuestas en filas separadas unas de otras, caracterizado por al menos un nervio desviador de fluidos (21), en el que el nervio(s) desviador de fluidos se sitúa/n en espacios formados mediante la disposición separada de las filas de las camisas (24).

7. Módulo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que los desviadores (15) son sensiblemente paralelos al eje longitudinal de las lámparas (14).