Un sistema de tratamiento de fluido (10, 100, 200, 300, 400, 500,

600) que comprende:

una entrada;

una salida;

una zona de tratamiento de fluido dispuesta entre la entrada y la salida, la zona de tratamiento de fluido: (i) comprendiendo una primera superficie de pared y una segunda superficie de pared opuesta a la primera superficie de pared, y (ii) habiendo dispuesta en la misma al menos una disposición de filas de conjuntos de fuentes de radiación ultravioleta (30, 130, 230, 330, 430, 530, 630);

teniendo cada conjunto de fuente de radiación ultravioleta un eje longitudinal transversal a una dirección de flujo de fluido a través de la zona de tratamiento de fluido; caracterizado por lo siguiente:

comprendiendo cada una de la primera superficie de pared y la segunda superficie de pared un primer elemento deflector de fluido (222) y un segundo elemento deflector de fluido (223), prolongándose el primer elemento deflector de fluido (222) en la zona de tratamiento de fluido en mayor grado que el segundo elemento deflector de fluido (223) definiendo el sistema de tratamiento de fluido un canal abierto (115, 215, 315, 415, 515) a través del cual el fluido puede fluir entre una pareja adyacente de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta; estando todas las filas en la disposición dispuestas al tresbolillo una con respecto a la otra en una dirección ortogonal a la dirección de flujo de fluido a través de la zona de tratamiento de fluido tal que el canal entre una pareja adyacente de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta en una fila corriente arriba de los conjuntos de fuente de radiación ultravioleta está parcial o totalmente obstruido en la dirección de flujo de fluido por al menos dos filas de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta corriente abajo dispuestas en serie.

Sistema de tratamiento de fluidos.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de tratamiento de agua por radiación ultravioleta.

Descripción de la técnica anterior

Se conocen de forma general en la técnica sistemas de tratamiento de fluidos. Más en particular, se conocen de forma general sistemas de tratamiento de fluidos por radiación ultravioleta (UV) . Los sistemas de tratamiento sencillos comprenden un diseño de cámara completamente cerrada que contiene una o más lámparas de radiación (preferentemente UV) . Existen ciertos problemas con estos primeros diseños. Estos problemas se manifestaron en particular cuando se aplicó a grandes sistemas de tratamiento de flujo abierto que son típicos de plantas de tratamiento de aguas residuales o de tratamiento de agua potable a gran escala. Así, estos tipos de reactores tienen asociados a los mismos los siguientes problemas:

• coste del reactor relativamente alto;

• difícil accesibilidad a reactores sumergidos y/o equipo húmedo (lámparas, limpiadores de manguitos, etc.) ;

• dificultades asociadas con la eliminación de materiales incrustados del equipo de tratamiento del fluido;

• eficacia de desinfección del fluido relativamente baja, y/o

• se requería una total redundancia del equipo para el mantenimiento de componentes húmedos (manguitos, lámparas y similares) .

Los inconvenientes en reactores cerrados convencionales condujeron al desarrollo de los denominados reactores de “canal abierto”.

Por ejemplo, las patentes de Estados Unidos 4, 482, 809, 4, 872, 980 y 5, 006, 244 (todas a nombre de Maarschalkerweerd y todas cedidas al cesionario de la presente invención y a las que se hace referencia en lo sucesivo como patentes nº 1 de Maarschalkerweerd) describen todas sistemas de tratamiento de fluidos alimentados por gravedad que emplean radiación ultravioleta (UV) .

Tales sistemas incluyen una disposición de módulos de lámparas UV (por ejemplo, bastidores) que incluyen varias lámparas UV, cada una de las cuales está montada en manguitos que se extienden entre, y están soportados por, una pareja de ramas que están unidas a una cruceta. Los manguitos así soportados (que contienen las lámparas UV) están sumergidos en un fluido a tratar que se irradia entonces según se requiere. La cantidad de radiación a la que se expone el fluido se determina por la proximidad del fluido a las lámparas, el vataje de salida de las lámparas y el caudal del fluido que pasa por las lámparas. De forma típica, se pueden emplear uno o más sensores UV para controlar la salida de UV de las lámparas y el nivel de fluido se controla típicamente, en cierto grado, corriente abajo del dispositivo de tratamiento por medio de compuertas de nivel o similares.

Las patentes nº 1 de Maarschalkerweerd dan a conocer sistemas de tratamiento de fluidos que se caracterizaban por una capacidad mejorada para extraer el equipo de un estado húmedo o sumergido sin necesidad de una total redundancia de equipo. Estos diseños compartimentaban las disposiciones de lámparas en filas y/o columnas y estaban caracterizados por disponer de la parte superior del reactor abierta para proporcionar un flujo de fluido con

superficie libre en un canal “abierto superior”.

El sistema de tratamiento de fluidos dado a conocer en las patentes nº 1 de Maarschalkerweerd se caracteriza por disponer de un flujo de fluido con superficie libre (de forma típica la superficie superior del fluido no estaba controlada o restringida con ningún propósito) . Así, los sistemas seguirían de forma típica el comportamiento de la hidráulica en canal abierto) . Puesto que el diseño de tubo del sistema comprendía intrínsecamente un flujo de fluido con superficie libre, había limitaciones en el máximo flujo que cada lámpara o disposición de lámparas podía manejar antes de que cualquiera de ellas u otras disposiciones hidráulicamente adyacentes se vieran afectadas de forma adversa por cambios en el nivel de agua. A mayor flujo o cambios significativos en el flujo, el flujo de fluido con superficie libre o no limitado permitiría cambiar el volumen de tratamiento y la forma en sección transversal del flujo de fluido, haciendo de este modo al reactor relativamente ineficaz. Puesto que la potencia a cada lámpara en la disposición era relativamente baja, el flujo de fluido subsiguiente por lámpara sería relativamente bajo. El concepto de un sistema de tratamiento de fluido en canal totalmente abierto bastaría en estos sistemas de tratamiento de menor potencia de lámpara y por consiguiente en sistemas de tratamiento de menor carga hidráulica. El problema aquí era que, con lámparas menos potentes, se requería un número relativamente elevado de lámparas para tratar el mismo volumen de flujo de fluido. Así, el coste intrínseco del sistema sería innecesariamente grande y/o no competitivo con las características adicionales de sistemas de limpieza con manguitos de lámparas y de tratamiento de grandes volúmenes de fluido.

Esto conduce a los denominados sistemas de tratamiento de fluido “semicerrados”.

Las patentes de Estados Unidos 5, 418, 370, 5, 539, 210 y Re36, 896 (todas a nombre de Maarschalkerweerd y todas cedidas al cesionario de la presente invención y a las que se hace referencia en lo sucesivo como patentes nº 2 de Maarschalkerweerd) describen todas un modulo de fuente de radiación mejorado para uso en sistemas de tratamiento de fluidos alimentados por gravedad que emplean radiación UV. Por lo general, el modulo de fuente de radiación mejorado comprende un conjunto de fuente de radiación (de forma típica que comprende una fuente de radiación y un manguito protector (por ejemplo cuarzo) ) mantenido herméticamente sellado en voladizo desde un miembro de soporte. El miembro de soporte puede comprender adicionalmente medios apropiados para asegurar el módulo de fuente de radiación en el sistema de tratamiento de fluido alimentado por gravedad.

Así, con el fin de solucionar el problema de tener un gran número de lámparas y el elevado alto coste de limpieza asociado con cada una de las lámparas, se aplicaron lámparas de mayor potencia de salida para el tratamiento de fluidos con UV. El resultado fue que el número de lámparas y la consiguiente longitud de cada lámpara se redujeron de forma considerable. Esto condujo a la posibilidad de poder abordar comercialmente el equipo de limpieza de lámparas con manguitos automático, reducir los requerimientos de espacio para el sistema de tratamiento y otros beneficios. Con el fin de usar lámparas más potentes (por ejemplo, lámparas UV de media presión) , la carga hidráulica por lámpara durante el uso del sistema aumentaría hasta un grado tal que el volumen/área transversal del fluido en el reactor cambiaría de forma significativa si la superficie del reactor no estaba confinada en todas las superficies, y por ello dicho sistema sería relativamente ineficaz. Así, las patentes nº 2 de Maarschalkerweerd están caracterizadas por tener una superficie cerrada que confina el fluido que se va a tratar en el área de tratamiento del reactor. Este sistema de tratamiento cerrado tiene extremos abiertos que, en efecto, estaban dispuestos en un canal abierto. El equipo sumergido o húmedo (lámparas UV, limpiadores y similares) se podía extraer usando bisagras basculantes, guías de deslizamiento y otros diversos dispositivos que permitan la extracción del equipo del reactor semicerrado hasta las superficies abiertas.

El sistema de tratamiento de fluidos descrito en las patentes nº 2 de Maarschalkerweerd estaba caracterizado de forma típica por lámparas de longitud relativamente corta que estaban en voladizo con un brazo de soporte sustancialmente vertical (es decir, las lámparas estaban soportadas únicamente en un extremo) . Esto permitía bascular o extraer de otro modo la lámpara del reactor semicerrado. Estas lámparas relativamente más cortas y más potentes están caracterizadas intrínsecamente por ser menos eficientes a la hora de convertir energía eléctrica en energía UV. El coste asociado con el equipo necesario para acceder físicamente y soportar estas lámparas era significativo.

Históricamente, los módulos de tratamiento de fluidos descritos en las patentes nº 1 y nº 2 de Maarschalkerweerd han encontrado amplia aplicación en el campo del tratamiento... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de tratamiento de fluido (10, 100, 200, 300, 400, 500, 600) que comprende:

una entrada;

una salida;

una zona de tratamiento de fluido dispuesta entre la entrada y la salida, la zona de tratamiento de fluido: (i) comprendiendo una primera superficie de pared y una segunda superficie de pared opuesta a la primera superficie de pared, y (ii) habiendo dispuesta en la misma al menos una disposición de filas de conjuntos de fuentes de radiación ultravioleta (30, 130, 230, 330, 430, 530, 630) ;

teniendo cada conjunto de fuente de radiación ultravioleta un eje longitudinal transversal a una dirección de flujo de fluido a través de la zona de tratamiento de fluido; caracterizado por lo siguiente:

comprendiendo cada una de la primera superficie de pared y la segunda superficie de pared un primer elemento deflector de fluido (222) y un segundo elemento deflector de fluido (223) , prolongándose el primer elemento deflector de fluido (222) en la zona de tratamiento de fluido en mayor grado que el segundo elemento deflector de fluido (223)

definiendo el sistema de tratamiento de fluido un canal abierto (115, 215, 315, 415, 515) a través del cual el fluido puede fluir entre una pareja adyacente de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta; estando todas las filas en la disposición dispuestas al tresbolillo una con respecto a la otra en una dirección ortogonal a la dirección de flujo de fluido a través de la zona de tratamiento de fluido tal que el canal entre una pareja adyacente de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta en una fila corriente arriba de los conjuntos de fuente de radiación ultravioleta está parcial o totalmente obstruido en la dirección de flujo de fluido por al menos dos filas de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta corriente abajo dispuestas en serie.

2. El sistema de tratamiento de fluido definido en la reivindicación 1, en el que el primer elemento deflector de fluido

(222) y el segundo elemento deflector de fluido (223) están una relación espaciada a lo largo de la primera superficie de pared y de la segunda superficie de pared.

3. El sistema de tratamiento de fluido definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que cada fila comprende una pluralidad de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta en relación espaciada en una dirección transversal a la dirección de flujo de fluido a través de la zona de tratamiento de fluido.

4. El sistema de tratamiento de fluido definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que la disposición de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta comprende:

una primera fila de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta, (30, 130, 230, 330, 430, 530, 630) , una segunda fila de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta corriente abajo de la primera fila de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta, una tercera fila de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta corriente abajo de la segunda fila de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta y una cuarta fila de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta corriente abajo de la tercera fila de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta;

una pareja adyacente de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta en la primera fila que define un primer espacio a través del cual puede fluir fluido, un conjunto de fuente de radiación desde la segunda fila que obstruye parcialmente el primer espacio para dividir el primer espacio en un segundo espacio y un tercer espacio, un conjunto de fuente de radiación desde la tercera fila que obstruye al menos parcialmente el segundo espacio y un conjunto de fuente de radiación desde la cuarta fila que obstruye al menos parcialmente el tercer espacio.

5. El sistema de tratamiento de fluido definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la zona de tratamiento de fluido está dispuesta en un canal abierto configurado para recibir un flujo de fluido.

6. El sistema de tratamiento de fluido definido en la reivindicación 5, en el que la al menos una disposición de conjuntos de fuente de radiación ultravioleta está dispuesta de forma sustancialmente vertical en el canal abierto.

TÉCNICA ANTERIOR

Fig. 4