DE4134711A1

DE4134711A1 - Appts. for water germ elimination esp. in sewage purificn. - has open ends of quartz shrouding(s) round UV tubes above the water level to keep connections out of the liquid

Info

Publication number: DE4134711A1
Application number: DE19914134711
Authority: DE
Inventors: Peter Ueberall
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-10-21
Filing date: 1991-10-21
Publication date: 1993-04-22

Abstract

The appts. has the fluid flow axially over the quartz shrouding round the UV tubes and along them. The quartz shrouding tubes have their open ends projecting upwards over the free liq. surface under atmospheric pressure. The water pref. flows through the UV tube assembly in a trough, where the horizontal liq. flow is deflected upwards and downwards to move upwards where the UV radiators are located for the liq. to flow downwards round them and/or flow round the tubes while the liq. flow moves vertically upwards. The UV tubes can be located in rows, independently of the liq. flow paths, to increase the radiation dosage. USE/ADVANTAGE - Used to eliminate germs in fluids, such as in sewage purificn. or fish breeding and the like, using UV radiation. The UV tubes give the required radiation effect, without having their electrical connections below the water level.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Ultraviolett(UV)-Entkeimungsgerät für Flüssigkeiten, vorzugsweise für geklärtes Abwasser, wie es beispielsweise in Kläranlagen oder in Recyclingsystemen in Fischzuchtbetrieben vorkommt.The invention relates to an ultraviolet (UV) disinfection device for liquids, preferably for treated wastewater, such as it for example in sewage treatment plants or in recycling systems in Fish farms occur.

Zumeist handelt es sich in den oben beispielhaft genannten Anlagen um die Behandlung größerer Durchflußmengen, die bis zu 1000 m³/d oder noch mehr betragen können.Mostly it is in the systems mentioned above as an example to treat larger flow rates up to 1000 m³ / d or more.

Wasser entkeimt man mittels ultravioletter Strahlen vorzugsweise entweder in Entkeimungskammern, d. h. in geschlossenen Druckbehältern oder in Entkeimungsgerinnen. Letztere sind anwendbar, wenn das so behandelte Wasser frei durch die Schwerkraft, also nicht unter technischem Überdruck fließt und auf seinem Weg allseitig dem atmosphärischen Luftdruck ausgesetzt sein kann.Water is preferably disinfected using ultraviolet rays either in sterilization chambers, d. H. in closed pressure vessels or in sterilization channels. The latter are applicable if the water treated in this way is free by gravity, so not flows under technical pressure and on all sides on its way may be exposed to atmospheric pressure.

Die Fig. 1 zeigt die bevorzugte zylindrische UV-Entkeimungskammer mit dem bekannten Mangel, daß in ihr nicht vermeidbare Strömungskurzschlüsse oder bevorzugte Strömungen wie auch Wirbelzonen entstehen, welche das nutzbare Bestrahlungsvolumen in unbestimmbarer Weise verkleinern. Hinzu kommt, daß die Strömungsbilder bei verschiedenen Durchflußmengen nicht konform sind. Eine wirksame Abhilfe könnte nur darin bestehen, daß solche Kammern lang im Verhältnis zu ihrem Durchmesser sind und axial durch wirbelfreie Diffusoren beschickt werden, was aus Wirtschaftlichkeits- und Platzgründen so normalerweise nicht ausgeführt wird. Einbauten, wie Leitbleche und Lochwände, verbessern zwar das Strömungsbild, helfen aber nicht grundsätzlich ab. Die Hilflosigkeit ist daran zu erkennen, daß man eine Mindest-UV-Dosis von 25 mJ/cm² einführte (FIGAWA, Bundesvereinigung der Firmen im Gas- und Wasserfach e.V., 5000 Köln 51, Technische Mitteilungen Nr. 11, Teil 1), obwohl zur verläßlichen Trinkwasserentkeimung nach DIN 2000 16 mJ/cm² ausreichen. Dadurch sollen die hydraulischen Unsicherheiten berücksichtigt werden, dahingehend, daß die UV-Dosis auch dann noch ausreichend ist, wenn der Konstrukteur nicht in der Lage war, im UV-Strahlergitter eine "Pfropfenströmung" herzustellen, worunter eine gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung über den ganzen Querschnitt zu verstehen ist. Fig. 1 shows the preferred cylindrical UV sterilization chamber with the known defect that unavoidable flow short circuits or preferred flows as well as vortex zones arise in it, which reduce the usable radiation volume in an undetermined manner. In addition, the flow patterns are not compliant at different flow rates. An effective remedy could only be that such chambers are long in relation to their diameter and are fed axially by vortex-free diffusers, which is normally not carried out for reasons of economy and space. Installations such as baffles and perforated walls improve the flow pattern, but do not fundamentally help. The helplessness can be recognized from the fact that a minimum UV dose of 25 mJ / cm² was introduced (FIGAWA, Federal Association of Companies in the Gas and Water Industry eV, 5000 Cologne 51, Technical Information No. 11, Part 1), although for reliable drinking water disinfection according to DIN 2000 16 mJ / cm² is sufficient. This should take into account the hydraulic uncertainties, in that the UV dose is still sufficient even if the designer was not able to produce a "plug flow" in the UV lamp grating, which means an even speed distribution over the entire cross-section is.

Fig. 1 zeigt die Entkeimungskammer 1 mit einem Zulauf 2 und einem Ablauf 3, das räumliche UV-Bestrahlungsgitter 4, bestehend aus einer Konfiguration von UV-Strahlern, die möglichen Wirbel- bzw. Totraumzonen 5 und einen Stromfaden 6, der den kürzesten Weg zwischen Zulauf und Ablauf durchlaufen soll und damit beispielhaft einen "Strömungskurzschluß" darstellt. Insofern herrscht hinsichtlich dem tatsächlichen Strömungsbild Unsicherheit, was die Aufenthaltszeit "t" der einzelnen Wasserteilchen in der Entkeimungskammer betrifft und damit auch hinsichtlich der tatsächlich wirksamen "Bestrahlungsdosis", die ja mit E×"t"/F (mWs/cm²) definiert ist und die ohne echte Aufenthaltszeit in der Bestrahlungszone nicht exakt bestimmt werden kann, es sei denn, es handelt sich um eine "Pfropfenströmung". Fig. 1 shows the disinfection chamber 1 with an inlet 2 and an outlet 3 , the spatial UV radiation grating 4 , consisting of a configuration of UV lamps, the possible vortex or dead space zones 5 and a current filament 6 , the shortest path between Inlet and outlet should run through and thus exemplifies a "flow short circuit". In this respect, there is uncertainty with regard to the actual flow pattern with regard to the residence time "t" of the individual water particles in the sterilization chamber and thus also with regard to the actually effective "radiation dose", which is defined with E × "t" / F (mWs / cm²) and which cannot be exactly determined without a real residence time in the radiation zone, unless it is a "plug flow".

Anders liegen die Unzulänglichkeiten bei den UV-Bestrahlungsgerinnen. Diese Konstruktionen werden bei der UV-Behandlung von geklärten Abwässern bevorzugt, weil dort das Wasser in der Regel keinen technischen Druck braucht, um hinter der Nachklärung in die Vorflut zu gelangen. Zunächst baute man Gerinne, in die senkrecht von oben die Quarzhüllrohre für die UV-Strahler eintauchen, so daß sich ein quer angeströmtes räumliches UV-Strahlergitter in einem rechteckigen Strömungsquerschnitt konfiguriert. Diese Bauart ist vorteilhaft, weil die Beschickungsöffnungen der Quarzhüllrohre nicht unter Wasser liegen und nicht druckwasserdicht sein müssen. Allerdings hat man herausgefunden, daß die Konfiguration des UV-Strahlergitters entlang der Strömungsrichtung unter Einhaltung bestimmter Reynouldscher Zahlen anderen Anordnungen, speziell den quer angeströmten UV-Strahlern gegenüber, überlegen ist. Bei den quer angeströmten Quarzhüllrohren entstehen nämlich luvseitige Stauzonen und leeseitige Wirbel hinter den Quarzhüllrohren, welche den Wirkungsgrad verschlechtern und zur Berechnung keine statistische Durchschnittsbestrahlungsstärke E/cm² (Nominal Average Intensity Estimates) für alle durchfließenden Wasserteilchen gleichermaßen zulassen. Die damit verbundenen und unten beschriebenen Nachteile dieser Anordnung nimmt man bislang in Kauf, um die UV-Brenner besser zu nutzen und über die Durchschnittsbestrahlungsstärke zu einem statistischen Berechnungsparameter und zu besserer Vergleichbarkeit unter verschieden bemessenen Anlagen zu gelangen (EPA Design Manuals, Point-Source-Summation-Method). Dieses Gerinne ist in Fig. 2 skizziert. Ein räumliches UV-Bestrahlungsgitter 1 ist in einem Gerinne 2 von rechteckigem Querschnitte derart installiert, daß die Strömung entlang der UV-Strahler führt. Die Hüllrohre der UV-Strahler müssen auch bei stark schwankenden oder geringen Durchflußmengen stets und mit gleichbleibender Überdeckung unter dem Wasserspiegel 6 liegen, wozu ein automatisch geregeltes Wehr 3, in Fig. 2 ein unterströmtes, selbsttätig arbeitendes Klappwehr, notwendig ist. Der Nachteil einer solchen Konstruktion besteht u. a. darin, daß sich die Hüllrohrabdichtungen 4 der UV-Strahlerkabel 5 zwangsläufig unter dem Wasserspiegel befinden. Bei Ausfall eines UV-Strahlers muß praktisch ein ganzer Teil des Gitters herausgehoben werden, da man unter Wasser weder die Strahlerhüllrohrabdichtung öffnen noch den UV-Strahler herausziehen und austauschen kann.The inadequacies of UV radiation channels are different. These constructions are preferred for the UV treatment of clarified wastewater, because there the water generally does not need any technical pressure to get into the receiving water after the clarification. First, channels were built into which the quartz cladding tubes for the UV lamps are inserted vertically from above, so that a cross-flow spatial UV lamp grid is configured in a rectangular flow cross section. This design is advantageous because the loading openings of the quartz cladding tubes are not under water and do not have to be watertight. However, it has been found that the configuration of the UV emitter grating along the direction of flow, while observing certain Reynould numbers, is superior to other arrangements, especially compared to the UV emitters which flow across. In the case of the cross-flow quartz cladding, there are wind-up stagnation zones and leeward-side vortices behind the quartz cladding, which reduce the efficiency and, for calculation purposes, do not allow a statistical average irradiance E / cm² (nominal average intensity estimates) for all water particles flowing through. The associated disadvantages of this arrangement, described below, have so far been accepted in order to make better use of the UV burners and to achieve a statistical calculation parameter and better comparability among differently dimensioned systems via the average irradiance (EPA Design Manuals, Point-Source- Summation method). This channel is sketched in Fig. 2. A spatial UV radiation grating 1 is installed in a channel 2 of rectangular cross-sections in such a way that the flow leads along the UV lamps. The cladding tubes of the UV lamps must always be below the water level 6 with a constant coverage, even with strongly fluctuating or low flow rates, for which purpose an automatically controlled weir 3 , in FIG. 2 an underflow, automatically operating folding weir, is necessary. The disadvantage of such a construction is, inter alia, that the cladding tube seals 4 of the UV lamp cable 5 are inevitably below the water level. In the event of a UV lamp failure, practically a whole part of the grille must be lifted out, since it is neither possible to open the lamp tube seal under water nor to pull out and replace the UV lamp.

Der erfinderische Gedanke geht von der Entkeimungskammer nach Fig. 1 aus. Im Gegensatz zu Fig. 1 fließt in Fig. 3 nunmehr das Wasser durch den ganzen unveränderten Kammerquerschnitt 7 ab, was die vorgenannten hydraulischen Schwierigkeiten auf der Ablaufseite behebt. Der Zulauf 2 ist durch eine größere Entfernung vom UV-Brennergitter gekennzeichnet, was die Einlaufwirbelzone 5 vorverlegt und deren Einfluß weitgehend ausschließt. Damit ist die Kammer hydraulisch weitgehend in Ordnung, und man könnte mit der Mindestdosis von 16 mJ/cm² oder einem etwas darüber, aber noch weit unter dem von 25 mJ/cm² liegenden Wert rechnen. Es wird allerdings keiner bereit sein, am Kammerabfluß eine derart übertriebene Rohrnennweite anzuwenden, während eine Verlängerung der Kammer akzeptiert würde, soweit sich dies in den Kosten vereinbaren läßt. Da sich aber ein druckloser Ablauf des UV-behandelten Wassers sowohl mit der Anwendung in Klärwerken als auch im Fischfarmrecycling vereinbaren läßt, kann man das Prinzip nach Fig. 3 dort anwenden.The inventive idea is based on the sterilization chamber according to FIG. 1. In contrast to FIG. 1, the water in FIG. 3 now flows through the entire unchanged chamber cross section 7 , which eliminates the aforementioned hydraulic difficulties on the discharge side. The inlet 2 is characterized by a greater distance from the UV burner grille, which advances the inlet vortex zone 5 and largely excludes its influence. This means that the chamber is largely in good hydraulic order, and one could count on the minimum dose of 16 mJ / cm² or a little more, but still far below the value of 25 mJ / cm². However, no one will be willing to use such an exaggerated nominal pipe size at the chamber drain, while an extension of the chamber would be accepted, as far as this can be agreed in the costs. However, since a pressure-free discharge of the UV-treated water can be reconciled both with the use in sewage treatment plants and in fish farm recycling, the principle according to FIG. 3 can be applied there.

Dies zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 für den Fall eines drucklosen Klärwerksablaufes in eine Vorflut 11. Nach dem Stand der Technik bevorzugt man heute für die Behandlung von geklärtem Abwasser überwiegend UV-Entkeimungsgerinne in der Anordnung nach Fig. 2, d. h. mit den genannten Nachteilen wie die Notwendigkeit eines selbstregulierenden Wehres und unter dem Wasserspiegel liegender Quarzhüllrohrabdichtungen. Die Hüllrohre können dabei nur in Gruppen mit ihren Halterungen oder Teilen derselben herausgenommen werden. Die UV-Strahler sind weder einzeln noch direkt zugängig. Nach der Lehre des erfinderischen Gedankens kann man, wie auf Fig. 4 dargestellt, in Gerinnen durchaus längs, das heißt in axialer Richtung umströmte UV-Brennergitter erhalten, ohne die genannten Nachteile hinnehmen zu müssen. Danach wird unter Gerinne ein Konduktor mit freien Wasseroberflächen verstanden, die unter dem ihn umgebenden atmosphärischen Druck stehen und den das Wasser von selbst unter dem Einfluß der Schwerkraft durchfließt. In Fig. 4 ist 1 ein im Gerinne vertikal angeordnetes räumliches UV-Strahlergitter, 2 der Gerinneeinlauf für Durchfluß von oben nach unten durch das UV-Strahlergitter mit einer ausreichenden Umlenk- und Beruhigungszone vor dem UV-Strahlergitter und 3 ein Umlenkablaufkanal, etwa vom Querschnitt des UV-Strahlergitters. Das Gerinne wird demnach auf einer kurzen Strecke als eine Art Düker ausgebildet, in dessen Querschnitt ein vertikales UV-Strahlergitter konfiguriert werden kann. Auf diese Weise läßt sich im UV-Strahlergitter "Pfropfenströmung", d. h. ungefähr gleiche Fließgeschwindigkeit über den ganzen Querschnitt erreichen. Da der Zulauf 2 und die Vorflut 11 kommunizieren und sich stets nur ein kleiner Wasserstandsunterschied 6 einstellt, entstanden aus dem Zulaufwasserstand 4 und dem Vorflutwasserstand 5, welcher dem Durchflußwiderstand der Vorrichtung entspricht, der bei richtiger Dimensionierung maximal bis ca. 0,2 Meter WS betragen kann, erübrigt sich ein Wehr zur Einstellung des Wasserstandes 4. Die Quarzhüllrohre 7, in welchen sich die UV-Strahler 8 befinden, sind mit ihrer ganzen UV-Emissionslänge stets in das daran entlangströmende und zu entkeimende Wasser eingetaucht. Die Hüllrohre 7 ragen ferner mit einem Sicherheitsabstand aus dem Wasserspiegel 4 heraus, und jedes einzelne kann für sich "gezogen" werden. Ein einfacher spritzwasserdichter Aufsteckverschluß 9, der über das offene Ende gestülpt und mit einer Kabelverschraubung für das UV-Strahlerkabel 10 versehen ist, genügt zum Abschluß. Die UV-Strahlerkabel 10 können in geordneten Bündeln nach oben geführt und durch einen Kunststoffkabelkanal unter der Decke zur Elektroverteilung geführt werden, wo sich die Vorschaltgeräte für die UV-Brenner befinden. Entkeimungsvorrichtungen nach Fig. 4 können mit einer großen UV-Brennerzahl und damit auch für große Leistungen gebaut werden. Die Montage der Quarzhüllrohre 7 kann frei hängend in Führungsrohren 12 erfolgen, in welche die Quarzhüllrohre von oben eingesteckt werden, bis sie an Stellringen 13 hängen bleiben, die an den Quarzhüllrohren angebracht sind. Die Führungsrohre 12 können ihrerseits an einer Bodenabdeckung, einem Deckel oder Einsatz 17, der auch herausnehmbar sein kann, befestigt sein. So bilden die aus ihren Führungsrohren frei herausragenden konfigurierten Quarzhüllrohre mit den darin enthaltenen UV-Strahlern ein UV-Bestrahlungsgitter, das gänzlich von störenden und schattenbildenden Ein- oder Umbauten befreit ist, was noch zu den anderen Vorzügen dieser Bauart hinzukommt.This is shown by the exemplary embodiment according to FIG. 4 for the case of an unpressurized wastewater treatment plant drain in a receiving water 11 . According to the prior art, UV treatment channels are predominantly preferred for the treatment of treated waste water in the arrangement according to FIG. 2, ie with the disadvantages mentioned, such as the need for a self-regulating weir and quartz cladding tube seals lying below the water level. The cladding tubes can only be removed in groups with their holders or parts thereof. The UV lamps are neither individually nor directly accessible. According to the teaching of the inventive concept, as shown in FIG. 4, UV burner grids can be obtained longitudinally in channels, that is to say in the axial direction, without having to accept the disadvantages mentioned. Thereafter, a channel is understood to mean a conductor with free water surfaces which are under the atmospheric pressure surrounding it and through which the water flows by itself under the influence of gravity. In Fig. 4, 1 is a vertical UV lamp grid arranged vertically in the channel, 2 the channel inlet for flow from top to bottom through the UV lamp grid with a sufficient deflection and calming zone in front of the UV lamp grid, and 3 a deflection drainage channel, approximately of cross-section of the UV lamp grating. The channel is therefore formed over a short distance as a type of culvert, in the cross section of which a vertical UV lamp grating can be configured. In this way, "plug flow", ie approximately the same flow rate over the entire cross section, can be achieved in the UV lamp grating. Since the inlet 2 and the receiving water 11 communicate and there is always only a small difference in water level 6 , the incoming water level 4 and the incoming water level 5 result , which corresponds to the flow resistance of the device, which, if correctly dimensioned, is a maximum of up to approx. 0.2 meters WS can, a weir is unnecessary to adjust the water level 4 . The quartz cladding tubes 7 , in which the UV lamps 8 are located, are always immersed with their entire UV emission length in the water flowing along and to be sterilized. The cladding tubes 7 also protrude from the water level 4 with a safety distance, and each one can be “pulled” on its own. A simple splash-proof plug-in closure 9 , which is slipped over the open end and provided with a cable screw connection for the UV lamp cable 10 , is sufficient to conclude. The UV lamp cables 10 can be led upwards in ordered bundles and led through a plastic cable duct under the ceiling to the electrical distribution system, where the ballasts for the UV burners are located. Entkeimungsvorrichtungen of FIG. 4 can with a large UV burner speed and thus also built for high performance. The quartz cladding tubes 7 can be freely suspended in guide tubes 12 , into which the quartz cladding tubes are inserted from above until they hang on adjusting rings 13 which are attached to the quartz cladding tubes. The guide tubes 12 can in turn be fastened to a base cover, a cover or insert 17 , which can also be removable. The configured quartz cladding tubes, which protrude freely from their guide tubes, form a UV radiation grille with the UV emitters contained therein, which is completely free of disturbing and shadow-forming fittings or conversions, which is in addition to the other advantages of this type.

Die UV-Entkeimungsvorrichtung nach Fig. 4 kann auch in umgekehrter Richtung wie vorbeschrieben durchströmt werden entsprechend der gestrichelt eingezeichneten Strömungspfeile 14. Kehrt man nämlich die Strömungsrichtung um, so werden beim Eintritt des Wassers in das räumliche Bestrahlungsgitter 1 nur die frei der Strömung entgegenstehenden geschlossenen und vorne abgerundeten Enden der Quarzhüllrohre angeströmt und keine zusätzlichen wirbelbildenden Einbauten oder Haltevorrichtungen wie im Falle der beschriebenen waagerecht in den Gerinnen liegenden UV-Bestrahlungsgittern nach Fig. 2. Eine Kanalbegrenzung, entsprechend der gestrichelten Linie 15, ist dabei denkbar. Es ist beispielsweise ebenso möglich, daß ein oder mehrere UV-Bestrahlungsgitter in eigenen Gerinnen unabhängig voneinander und mit Absperrschützen abschaltbar nebeneinander an eine größere Zulaufkammer 11 ohne einengende Wände, wie bei 15 angedeutet, angeschlossen sind. Die Linie 16 deutet die Umrisse einer solchen größeren Zulaufkammer an. Von hier aus würde ein vollkommen störfreier Einlauf mit den erwünschten Reynoldzahlen in das UV-Strahlergitter 1 erfolgen, was in den UV-Bestrahlungsgittern Pfropfenströmung zur Folge hätte und eine genaue Berechnung der durchschnittlichen UV-Dosis, beispielsweise nach dem EPA-Design Manual, erlaubt. Es wäre 2 dann die Abflußumlenkzone, die mit ihren schwachen Umlenkwirbeln kaum mehr rückwärts in das UV-Brennergitter hineinwirkt. Ein weiterer Vorteil bei Betrieb mit dieser Durchflußrichtung liegt im Rückhalt von Sedimenten am Boden des Beckens 16 vor der Entkeimungsvorrichtung. Im Falle der erstgenannten Durchlaufrichtung von oben nach unten durch das UV-Bestrahlungsgitter 1 ist das Becken 11 ebenso als ein Sammelbecken mit Überlauf in die Vorflut vorstellbar, aus dem man beispielsweise Brauchwasser für die Reinigung der Kläranlage entnehmen kann. Bisher hat man solche Brauchwässer mit Chlorverbindungen entkeimt, was unter Umständen die Biologie beeinträchtigen kann. Heute verlangt man zum Teil schon UV-entkeimtes Brauchwasser, das biologisch geklärtes Abwasser sein kann, das nach der Richtlinie des Rates der Europäischen Gemeinschaften vom 8. Dez. 1975 mittels einer UV-Entkeimungsanlage nach der vorbeschriebenen Lehre auf Badewasserqualität gebracht wird. Auch die nicht ungefährliche Lagerung sowie das Handling mit Chlor oder Chlorverbindungen will man heute im Sinne des Umweltschutzes schon vermeiden, wo es geht. Dies ist ein wichtiges Anwendungsgebiet für die hier beschriebenen Anlagen.The dashed lines flow arrows 14, the UV disinfecting apparatus of FIG. 4 may be as described above in the reverse direction flows through it. If one reverses the direction of flow, when the water enters the spatial radiation grating 1, only the ends of the quartz cladding tubes, which are freely opposed to the flow and rounded at the front, are flown against, and no additional vortex-forming internals or holding devices as in the case of the UV lying horizontally as described 2. Irradiation grids according to FIG. 2. A channel limitation, corresponding to the dashed line 15 , is conceivable. It is also possible, for example, that one or more UV radiation grids are connected in their own channels independently of one another and can be switched off with shut-off guards next to one another to a larger inlet chamber 11 without constricting walls, as indicated at 15 . Line 16 indicates the outline of such a larger inlet chamber. From here, there would be a completely trouble-free entry with the desired Reynold numbers into the UV emitter grating 1 , which would result in plug flow in the UV irradiation grids and allow an exact calculation of the average UV dose, for example according to the EPA design manual. It would be 2 then the Abflußumlenkzone, with their weak Umlenkwirbeln more hardly reverse feeds into the UV burner grid. Another advantage in operation with this flow direction lies in the retention of sediments at the bottom of the basin 16 in front of the sterilization device. In the case of the first-mentioned flow direction from top to bottom through the UV radiation grating 1 , the basin 11 is also conceivable as a collecting basin with an overflow into the receiving water, from which, for example, process water can be removed for cleaning the sewage treatment plant. So far, such process water has been sterilized with chlorine compounds, which can have an adverse effect on biology. Today, UV-sterilized industrial water is sometimes required, which can be biologically clarified wastewater, which, according to the directive of the Council of the European Communities of December 8, 1975, is brought to bathing water quality by means of a UV sterilization system according to the teaching described above. In terms of environmental protection, one also wants to avoid dangerous storage and handling with chlorine or chlorine compounds wherever possible. This is an important area of application for the systems described here.

Schließlich sei nach Fig. 5 noch die Möglichkeit beschrieben, sowohl in den vertikal abwärts als auch in den folgenden vertikal aufwärts durchströmten Gerinnequerschnitt jeweils ein räumliches Bestrahlungsgitter 1 und 1a zu installieren, welche dann hintereinander durchströmt werden. Dies erhöht die Bestrahlungsdosis ganz erheblich, weil beispielsweise im Falle der Abwasserkeimreduzierung in Klärwerken das Abwasser in die Kammer 1a bereits mit reduzierter Keimzahl eintritt und die beiden hintereinander geschalteten Bestrahlungsgitter 1 und 1a wirksamer sind als beispielsweise zwei parallelgeschaltete Bestrahlungsgitter gleicher Größe und Leistung. Zwei parallel angeordnete Bestrahlungsgitter haben natürlich den Vorteil, daß man auch mit Halblast fahren kann, wenn man ein Gitter absperrt, während das Beispiel nach Fig. 5 den Vorteil hat, beide Gitter 1 und 1a, d. h. die Gesamtleistung, auf verhältnismäßig engem Raum unterzubringen.Finally, according to FIG. 5, the possibility is described of installing a spatial radiation grating 1 and 1 a in both the vertically downward and the following vertically upward flow channel cross-sections, which are then flowed through in succession. This increases the radiation dose considerably because, for example, in the case of wastewater germ reduction in sewage treatment plants, the wastewater enters chamber 1 a with a reduced bacterial count and the two radiation grids 1 and 1 a connected in series are more effective than, for example, two radiation grids of the same size and power connected in parallel. Two radiation grids arranged in parallel have the advantage, of course, that one can also drive at half load if one blocks a grid, while the example according to FIG. 5 has the advantage of accommodating both grids 1 and 1 a, ie the total power, in a relatively narrow space .

Die UV-Entkeimungsvorrichtung mit axial umströmten Quarzhüllrohren mit jeweils einem offenen über die Wasseroberfläche herausgeführten Beschickungsende und Flüssigkeitsoberflächen, die unter dem atmosphärischen Umgebungsluftdruck stehen, eignet sich neben der Entkeimung von Abwässern in Kläranlagen auch besonders für den Einsatz in Fischzuchtbetrieben, speziell für Recycling-Fischzuchtbecken, wo im Kreislauf die den Becken laufend entzogenen "Abwässer" gereinigt und über eine UV-Entkeimungsanlage wieder zugeführt werden.The UV sterilization device with axially flowed quartz tubes each with an open led out over the water surface Feed end and liquid surfaces under the atmospheric ambient air pressure is also suitable the disinfection of waste water in sewage treatment plants, especially for use in fish farms, especially for recycling fish farms, where in the circuit the pelvis is constantly withdrawn "Wastewater" cleaned and again using a UV disinfection system are fed.

Fig. 6 zeigt ein Anwendungsbeispiel für den Fall, daß ein einzelnes Fischzuchtbecken beschickt werden soll. Nach Fig. 6 ist 18 ein Fallrohr von rundem oder rechteckigem Querschnitt, das derart am Rand 19 eines Fischzuchtbeckens 20 befestigt ist, so daß sich am unteren Ende 21 des PVC-Fallrohres 18 über dem Beckenboden noch eine zylindrische radiale Auslaßöffnung 22 von mindestens dem Querschnitt des Fallrohres 18 ergibt, damit das Wasser ohne wesentlichen Aufstau 23 aus dem Fallrohr 18 "abzieht". Auch ein einseitiger Abzug 25 in eine tangentiale Richtung entlang des Beckenrandes 24 kann zur Erzeugung einer Kreisströmung im Becken 20 von Nutzen sein. Je nach Wasserführung im Becken kann es durchaus sinnvoll sein, in bestimmten Fällen das Rohr 1 mittig im Becken anzuordnen oder an anderer Stelle oder mehrere Vorrichtungen nach Fig. 5 von kleinerer Leistung im Becken anzuordnen. Das Wasser, welches vorher demselben Becken entzogen wurde und außerhalb des Beckens die notwendigen Reinigungsstufen durchlaufen hat, wird oben durch den seitlichen Zulauf 2 zugeführt. Das Fallrohr 18 ragt so weit über den Wasserspiegel 4 im Becken hinaus, daß es auch bei der größtmöglichen Durchflußmenge nicht überlaufen kann. Der maximale Wasserstand 4 liegt so viel über dem Wasserspiegel 5 im Becken, wie der Durchflußwiderstand im Fallrohr 18 ausmacht. Dieser wird bei den üblichen UV-Strahlerkonfigurationen zur Erzeugung der notwendigen UV-Dosis kaum über ca. 0,1 Meter WS liegen. Am oberen Ende ist das Rohr 18, das als drucklose "UV-Entkeimungskammer" dient, mit einem Deckel 17 abgeschlossen. Wie aus Fig. 5a ersichtlich, sind entsprechend der UV-Strahlerkonfiguration in dem Deckel (17) Hüllrohr-Führungsrohre 12 eingearbeitet, welche nur so weit in das Fallrohr 18 hineinragen, daß die Emissionslänge 27 der UV-Strahler insgesamt herausschaut, also frei und unbehindert in das Wasser abstrahlen kann. Nach oben sind die Führungsrohre 12 nach Fig. 5a beispielhaft etwas weitergeführt. Die Quarzhüllrohre 7, in denen jeweils die UV-Strahler 8 eingesetzt sind, erhalten einen Stellring 13, der beispielsweise angeklebt werden kann. Man braucht also nur alle Quarzhüllrohre 7 in die konfigurierten Führungsrohre 12 einstecken, bis sie mit dem Stellring 13 an der Oberkante der Führungsrohre 12 anliegen. Nur dies ist nötig, um ein genau konfiguriertes UV-Bestrahlungsgitter herzustellen. Die Führungsrohre 12 werden anschließend mit den UV-Strahlern 8 beladen, deren Zuführungskabel 10 oben aus den Hüllrohrren 7 herausgeführt werden können. Eine Aufsteckkappe 9 mit einer Kabelverschraubung 26 sorgt für ausreichenden und spritzwasserdichten Abschluß. Sowohl die UV-Strahler 8 als auch deren Hüllrohre 7 können jederzeit schnell und auf einfachste Weise aus dem Bestrahlungsgitter 1 herausgezogen werden. Reinigung und Austausch sind dadurch jederzeit möglich. Bei einem größeren Bestrahlungsgitter mit vielen UV-Strahlern kann eine Einzelkontrolle von Quarzhüllrohr und UV-Brenner turnusmäßig sogar im laufenden Betrieb vorgenommen werden, wenn man vorher die UV-Dosis so anlegt, daß der Ausfall von ein oder zwei UV-Strahlern dieselbe nur in einem zulässigen Maße vermindert. Eine Wasserstandselektrode 16 kann zudem noch dafür sorgen, daß die UV-Strahler erst dann eingeschaltet werden, wenn dieselben wenigstens auf Emissionslänge eingetaucht sind. Dies ist besonders dann wichtig, wenn beispielsweise bei höheren Wassertemperaturen dotierte UV-Strahler eingesetzt werden, welche zwar eine wesentlich höhere spezifische Strahlenstärke, aber auch eine entsprechend höhere UV-Strahlerrohrtemperatur aufweisen. Hier wäre im Falle des Herausragens aus dem Wasser die Gefahr des Festbrennens von Verunreinigungen aus dem Wasser besonders groß. Die Wasserstandselektrode kann beispielsweise zusätzlich mit einer Alarmgabe "Trockenlauf" versehen sein. Das Fallrohr 18, das man auch als Gehäuse des räumlichen UV-Bestrahlungsgitters 1 bezeichnen könnte, kann dünnwandig und beispielsweise aus PVC hergestellt sein, da in ihm kein technischer Überdruck herrscht. Fig. 6 shows an application example for the case that a single fish farming pool is to be loaded. According to FIG. 6 is 18, a drop tube of round or rectangular cross-section, which is fixed a fish farming tank 20 in such a way on the edge 19 so that at the lower end 21 of the PVC drop tube 18 over the pelvic floor even a cylindrical radial outlet port 22 of at least the cross-section of the downpipe 18 results so that the water "withdraws" from the downpipe 18 without a significant build-up 23 . A one-sided trigger 25 in a tangential direction along the pool edge 24 can also be useful for generating a circular flow in the pool 20 . Depending on the water flow in the basin, it may be sensible in certain cases to arrange the pipe 1 in the center of the basin or to arrange another or several devices according to FIG. 5 of lower power in the basin. The water that was previously withdrawn from the same basin and has passed the necessary cleaning stages outside the basin is fed in through the side inlet 2 at the top. The downpipe 18 protrudes so far beyond the water level 4 in the basin that it cannot overflow even with the greatest possible flow rate. The maximum water level 4 is as much above the water level 5 in the basin as the flow resistance in the downpipe 18 . With the usual UV lamp configurations for generating the necessary UV dose, this will hardly be above approx. 0.1 meter WS. At the upper end, the tube 18 , which serves as an unpressurized "UV sterilization chamber", is closed off with a cover 17 . As can be seen from Fig. 5a, cladding tube guide tubes 12 are incorporated in the cover ( 17 ) in accordance with the UV lamp configuration, which protrude only so far into the down tube 18 that the emission length 27 of the UV lamp looks out as a whole, that is to say freely and without hindrance can radiate into the water. The guide tubes 12 according to FIG. 5a are continued somewhat upward by way of example. The quartz cladding tubes 7 , in each of which the UV lamps 8 are inserted, are provided with an adjusting ring 13 , which can be glued on, for example. It is therefore only necessary to insert all quartz cladding tubes 7 into the configured guide tubes 12 until they rest with the adjusting ring 13 on the upper edge of the guide tubes 12 . Only this is necessary to produce a precisely configured UV radiation grid. The guide tubes 12 are then loaded with the UV lamps 8 , the supply cables 10 of which can be led out of the cladding tubes 7 at the top. A push-on cap 9 with a screwed cable gland 26 ensures adequate and splash-proof closure. Both the UV lamps 8 and their cladding tubes 7 can be pulled out of the radiation grating 1 at any time quickly and in the simplest way. Cleaning and replacement are possible at any time. In the case of a larger radiation grating with many UV lamps, an individual check of the quartz envelope tube and UV burner can be carried out on a regular basis even during operation if the UV dose is applied beforehand in such a way that the failure of one or two UV lamps only occurs in one permissible dimensions reduced. A water level electrode 16 can also ensure that the UV lamps are only switched on when they are immersed at least along the emission length. This is particularly important if, for example, doped UV lamps are used at higher water temperatures, which have a significantly higher specific radiation intensity, but also a correspondingly higher UV lamp tube temperature. In this case, if the water protrudes out of the water, there is a particularly high risk of contaminants burning onto the surface. The water level electrode can, for example, additionally be provided with an alarm signal "dry running". The downpipe 18 , which could also be called the housing of the spatial UV radiation grating 1 , can be thin-walled and made, for example, of PVC, since there is no technical overpressure in it.

Fig. 7 und 7a. Vielfach werden in Fischfarmen mehrere Becken von einer gemeinsamen Reinigungsanlage versorgt, wobei das Wasser für mehrere Becken kurz vor dem Rücklauf in dieselben ein ebenso gemeinsames UV-Entkeimungsgerät durchläuft. Hierfür zeigt Fig. 7 beispielhaft eine Anordnung der UV-Entkeimungsvorrichtung nach Lehre der Erfindung. 28, 29, 30 und 31 sind vier gemeinsam zu versorgende Fischzuchtbecken mit je einem Ablauf 33, die insgesamt über eine einzige UV-Entkeimungsvorrichtung 27 versorgt werden sollen. Hierzu kann man beispielsweise zentral ein unten geschlossenes UV-Entkeimungsgefäß 34 nach Fig. 7 und 7a, Schnitt A-B in Fig. 7, anordnen, von dem unmittelbar über dessen Boden kurze Ableitungen 32 von ausreichender Nennweite iin die vier zu versorgenden Becken abgehen. Die vier Becken kommunizieren mit dem Wasserstand 4 im Gefäß 34. Hier wirkt bei den üblichen Recycling-Fischzuchtbecken nur der statische Wasserdruck von max. ca. 2,5 m WS (0,25 bar) auf die Innenwand des Gefäßes 34, weshalb ein verhältnismäßig dünnwandiges PVC-Gefäß genügt. FIGS. 7 and 7a. Often, several pools in fish farms are supplied by a common cleaning system, with the water for several pools passing through an equally common UV disinfection device shortly before they return to the same. For this purpose, FIG. 7 shows an example of an arrangement of the ultraviolet sterilizing device according to the teaching of the invention. 28, 29, 30 and 31 are four fish farming tanks to be supplied together, each with an outlet 33 , which are to be supplied as a whole via a single UV disinfection device 27 . For this purpose, for example, a UV sterilization vessel 34 according to FIGS. 7 and 7a, section AB in FIG. 7, which is closed at the bottom, can be arranged centrally, from which short leads 32 of sufficient nominal width lead directly into the four basins to be supplied. The four pools communicate with the water level 4 in the vessel 34 . Only the static water pressure of max. approx. 2.5 m water pressure (0.25 bar) onto the inner wall of the vessel 34 , which is why a relatively thin-walled PVC vessel is sufficient.

In Fig. 7 und 7a ist 2 der Zulauf, der unterhalb der freien Wasseroberfläche 4 liegt, aber noch hoch genug über dem Einlauf 36 des UV-Bestrahlungsgitters 1. Die freie Wasseroberfläche 4 steht wiederum nur geringfügig, und zwar um die Druckhöhe des Durchflußwiderstandes der Vorrichtung, über dem kommunizierenden Wasserstand 5 in den Becken 28, 29, 30 und 31. 1 ist ein räumlich konfiguriertes UV-Bestrahlungsgitter wie unter Fig. 4 und 6 beschrieben, mit Quarzhüllrohren, die mit ihrem offenen Ende über die Wasseroberfläche herausragen und in denen die UV-Strahler 8 eingebaut sind. Stellvertretend ist ein solches Quarzfüllrohr 7 eingezeichnet. Auch hier bildet ein Deckel 17, in dem die Führungsrohre 12 wie bei Fig. 4 und 6 beschrieben eingesteckt sind, den oberen Abschluß. Um die Bauhöhe niedrig zu halten, ist am Boden des Behälters 34 ein mittig spitz nach oben zulaufender Strömungsleitkörper 35 angeordnet, der das senkrecht nach unten aus dem UV-Bestrahlungsgitter 1 herausströmende Wasser mit radial zunehmendem Querschnitt hydraulisch günstig nach außen abführen soll, damit nicht schon vor dem Auslauf aus dem UV-Bestrahlungsgitter 1 durch Umlenkung nach außen die Pfropfenströmung ungünstig verändert wird.In Figs. 7 and 7a 2 of the inlet, which is located below the free water surface 4, but still high enough above the inlet 36 of the UV irradiation grid 1. The free water surface 4 is again only slightly, namely by the pressure level of the flow resistance of the device, above the communicating water level 5 in the pools 28, 29, 30 and 31st 1 is a spatially configured UV radiation grating as described under FIGS. 4 and 6, with quartz cladding tubes which protrude with their open ends above the water surface and in which the UV lamps 8 are installed. Such a quartz filler tube 7 is shown as a representative. Here too, a cover 17 , in which the guide tubes 12 are inserted as described in FIGS. 4 and 6, forms the upper end. In order to keep the overall height low, a flow guide body 35 tapering upwards in the middle is arranged on the bottom of the container 34 and is intended to discharge the water flowing vertically downwards out of the UV radiation grating 1 with a radially increasing cross-section to the outside in a hydraulically favorable manner, so not already before the outlet from the UV radiation grating 1, the plug flow is changed unfavorably by deflection to the outside.

Fig. 8. Es ist zweckmäßig, in den unteren Enden der Führungsrohre Zentrier- und Reinigungsbürsten anzubringen, welche die Quarzhüllrohre umfassen und bruchsicher in den Führungsrohren zentrieren. Beim Herausziehen oder mittels Auf- und Abbewegung kann man die Quarzhüllrohre auf der vom Wasser benetzten Oberfläche so abbürsten und reinigen. In Anlehnung an Fig. 6 zeigt die Fig. 8 das untere Ende eines Führungsrohres 12, in das beispielhaft in einer Erweiterung 37 eine solche Zentrier- und Reinigungsbürste 38 für die Quarzhüllrohroberfläche 39 eingepaßt sein soll. Die Reinigung eines einzelnen Quarzhüllrohres 7 kann durchaus bei brennendem UV-Strahler geschehen, da man bei der Reinigung die Auf- und Abbewegung auf die Emissionslänge, wie in Fig. 6 unter 27 dargestellt, beschränken kann und hierzu das Quarzhüllrohr nicht ganz herausziehen muß; die von der Decke herabhängenden Strahlerkabel haben stets die dafür notwendige Beweglichkeit nach oben. Fig. 8. It is expedient to attach centering and cleaning brushes in the lower ends of the guide tubes, which comprise the quartz cladding tubes and center unbreakably in the guide tubes. When pulling out or by moving up and down, you can brush and clean the quartz tubes on the surface wetted by the water. Based on FIG. 6, FIG. 8 shows the lower end of a guide tube 12 into which such a centering and cleaning brush 38 for the quartz envelope tube surface 39 is to be fitted, for example in an extension 37 . The cleaning of a single quartz cladding tube 7 can certainly be done with a burning UV lamp, since during the cleaning the up and down movement can be limited to the emission length, as shown in FIG. 6 under 27 , and for this purpose the quartz cladding tube does not have to be pulled out completely; the spotlight cables hanging from the ceiling always have the necessary mobility upwards.

In bezug auf Fig. 4 soll noch erwähnt sein, daß es sich um eine schematische Zeichnung zur Erläuterung des erfinderischen Gedankens handelt und nicht um die komplette Darstellung derjenigen Umlenkungsmaßnahmen, mit denen eine horizontale Gerinneströmung in eine vorübergehende vertikale Fallströmung hinreichender Gleichmäßigkeit umwandelt. Zweckmäßigerweise wird man das Gerinne so flach wie möglich ankommen lassen, um die Verlängerung der Quarzhülllrohre 7 über den freien Wasserspiegel hinaus so kurz wie möglich zu halten. Dies gelingt weitgehend durch Verbreiterung des Gerinnes in der Umgebung der Fallöffnung, durch Abrundungen und entsprechender Wasserführung und auch deswegen, weil solche räumlichen Bestrahlungsgitter verhältnismäßig langsam durchströmt werden. Es muß dafür gesorgt werden, daß die freie Wasseroberfläche über der Fallöffnung kaum "einfällt" und möglichst horizontal bleibt.With reference to FIG. 4, it should also be mentioned that it is a schematic drawing to explain the inventive concept and not the complete representation of those deflection measures with which a horizontal channel flow converts into a temporary vertical falling flow with sufficient uniformity. The channel will expediently be allowed to arrive as flat as possible in order to keep the extension of the quartz cladding tubes 7 as short as possible beyond the free water level. This is largely achieved by widening the channel in the vicinity of the drop opening, by rounding and corresponding water flow and also because such spatial radiation grids flow through relatively slowly. It must be ensured that the free water surface above the drop opening hardly "falls in" and remains as horizontal as possible.

Claims

1. Device for the disinfection of liquids by radiation, preferably for wastewater in sewage treatment plants or fish farms and radiation by means of ultraviolet rays, characterized in that the flow around the quartz tubes in which the UV lamps are used in the axial direction, that is, along the quartz tube along and the quartz tubes protrude with an open loading end from a free water surface exposed to atmospheric pressure.

2. Device for the disinfection of liquids by radiation according to claim 1, characterized in that the irradiation of the Liquid takes place in a channel in which the horizontal Flow course of the liquid one or more times in a vertical Downward and subsequent upward flow is deflected, wherein spatially configured in the area of the vertical downward flow Radiation sources, for example UV emitters, so that they are axial, i.e. H. vertically downwards in the longitudinal direction are surrounded by the liquid.

3. Device for the disinfection of liquids by radiation according to claim 1, characterized in that the irradiation of the Liquid takes place in a channel in which the horizontal Flow course of the liquid one or more times in a vertical Downward and subsequent upward flow is deflected, wherein spatially configured in the area of vertical upward movement Radiation sources, for example UV radiators, so that they are axial, i.e. lengthways vertically upwards flow around.

4. Device for the disinfection of liquids by radiation according to claims 1, 2 and 3, characterized in that both vertically downwards and vertically upwards Channel area according to claim 2 and 3 spatially configured Radiation sources, for example UV lamps, are located regardless of the direction of flow in the channel in a row are flowed through, which increases the radiation dose.

5. Device for the disinfection of liquids by radiation according to claim 1, preferably of supply, circulation or return water in fish farms, characterized in that the liquid through a downpipe into a container holding a Fish farming basin can be, runs in, spatially in the downpipe configured radiation sources, for example UV lamps, are used on which the liquid entering the container flows axially past the bottom of the container Downpipe leaves.

6. Device for the disinfection of liquids by radiation according to claims 1 and 5, preferably of Zu-, Um- or Return water in fish farms, characterized, that the liquid is not through a downpipe according to claim 5, which is arranged inside a container, in this runs in, but through a flow from top to bottom and separate downpipe-like ones located outside Container in which a UV radiation grating is configured and of the nominal size above ground level tubes with the filling container or with several containers to be filled communicating.