[发明专利]用无汞基紫外光处理流体的系统

说明书

本发明一般涉及用于处理流体的系统，并且具体地涉及配置用于改善细菌减少的处理系统，其中该系统包括基于场发射的UV光源，其适于在紫外线C（UVC）光谱内发光，其波长范围与汞基UV光源所发射的光相比具有更高的上限范围。

技术领域

本发明一般涉及用于处理流体的系统，并且具体地涉及配置用于改善细菌减少的处理系统，其中该系统包括基于场发射的UV光源，其调适于在紫外线C（UVC）光谱内发光，其波长范围与汞基UV光源所发射的光相比具有更高的上限范围。

背景技术

现在通常使用的由低压汞灯（LP-Hg灯）产生的紫外（UV）光消毒水、空气、表面或某些设备的系统，主要发射波长约为254 nm。中间和/或高压Hg灯可以替代地使用，例如在诸如用于水消毒的大型系统中，因为这些灯可以提供更高的功率输出。这些系统可以与颗粒过滤、反渗透（用于水消毒）和其他系统相结合。该系统很受欢迎，因为它们不使用任何化学品（例如氯），这在很多方面是有利的，环境并非最不重要。

这些光源运行良好，能够提供良好的能源效率（对于较大的低压汞灯，这可能在30-35％的范围内），并且具有当今最佳产品的寿命，远远超过10000小时；据报道，最佳产品为16000小时。存在其他UV源（例如准分子光源），但据报道其寿命非常短（<500小时）或能量效率非常低（例如UVC-LED通常约为1％）。

LP-Hg光源的一个严重缺点是光源使细菌失活（杀死）到一定程度，之后没有看到明显的减少。这种现象通常被称为“拖尾”。在文献中有几种（有些不同的）解释；最受欢迎的是细菌会有一个自我修复的过程。如果这种过程的速率与失活过程相同，则净结果将是稳态条件。通常，在进行的测试中，对于用于这种测试和验证的通常使用的微生物，即大肠杆菌（大肠杆菌），Hg-灯不能达到低于10²-10³菌落形成单位/毫升（CFU/ml）。

现在，在消毒之后，在所谓的滞后期之后，即在没有观察到生长的初始阶段之后，微生物将再次开始繁殖。对于大肠杆菌而言，倍增速率，即生成速率，即细菌使其数量加倍所需的时间，通常可认为是20分钟的数量级左右。该速率取决于许多其他参数，例如pH，获得营养物等。在已经消毒的水中，营养物可以例如是已经失活的微生物。不希望的结果是已经消毒的水通常在一段时间后会再次被感染。

考虑到上述情况，因此希望进一步增强用于处理流体的紫外消毒系统，特别是解决如上所述的拖尾效应。

发明内容

根据本发明的一个方面，上述问题至少部分地由处理流体的系统所减轻，所述系统包括：容器，所述容器布置为接收一定量的流体，容纳在容器内的第一UV光源，以及可操作地与第一UV光源相关联的电源，所述电源布置为向第一UV光源提供电力，以使用第一UV光源处理腔室内接收的流体量，其中，第一UV光源为无汞基UV光源，调适于在紫外线C（UVC）光谱内发光，其波长范围与从汞基UV光源发射的光相比具有更高的上限范围。

本发明的发明人惊奇地发现，在引入UV光源的情况下可以减少拖尾效应，所述UV光源在与使用汞基UV光源可能实现的波长范围相比至少略高的波长范围内发光。例如，上述LP-Hg灯通常发射主要是254 nm附近窄峰的辐射。因此，根据本发明，与通常的现有技术中使用窄（波长）带状汞基UV光源情况相比，使用优选至少部分地高于254 nm的更宽和更连续的光谱至少部分地发射辐射的UV光源，将提供改进的消毒效果。

在优选实施例中，第一光源配置为在240 nm至至少270 nm的波长范围内发射辐射，从而至少部分重叠了汞基紫外线光源提供的正常辐射。在可能的实施例中，从第一UV光源发射的光的波长范围从240 nm左右到400 nm左右。最好是允许第一UV光源发射波长间隔包括265 nm UV辐射的光，这可能是杀菌效果的峰值。

此外，本发明有利地允许将流体中剩余细菌的量减少至低于100-1000菌落形成单位（CFU）/毫升（mL）的可能性，因为处理系统不仅仅依赖于使用汞基于光源。