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1、(10)申请公布号 CN 102596077 A (43)申请公布日 2012.07.18 CN 102596077 A *CN102596077A* (21)申请号 201080031649.X (22)申请日 2010.07.01 12/497,472 2009.07.02 US A61B 18/02(2006.01) A61B 18/06(2006.01) (71)申请人 阿维维德水技术有限公司 地址 美国科罗拉多 (72)发明人 JE舒马赫三世 ( 已故 ) LE伍德 WR洛斯图特 (74)专利代理机构 永新专利商标代理有限公司 72002 代理人 蔡胜利 (54) 发明名称 涡轮发电。
2、机的混凝设备 (57) 摘要 本发明描述了用于通过电凝从水中去除污染 物的设备和方法。 交替接地的、 转动的平面圆形电 极和固定平面电极当与被污染的水接触时用作特 斯拉流体泵， 使水在转动和固定电极之间流动。 引 入水中的不能溶解的研磨材料用于当水被泵吸经 过时从电极上去除水垢。直流电被致使在每对转 动和固定电极之间流动， 从而产生在它们之间流 动的水中的污染物的电凝。通过过滤或通过允许 被处理的水放置选定的时间段， 被电凝的物质可 以从被处理的水中分离出来。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.01.12 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2010/040。
3、827 2010.07.01 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/003026 EN 2011.01.06 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 6 页 附图 8 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 6 页 附图 8 页 1/3 页 2 1. 一种用于从水中去除污染物的设备， 包括下述元件的组合 ： 盛水的容器 ； 至少一个平面电极， 其能够被绕轴线转动 ； 主轴， 其具有与所述至少一个可转动电极中每一个的轴线共线的轴线， 所述至少一个 可转动电极被附接至所述主轴 ； 至少一个平面固定电极， 在其上具有第一开口， 用。
4、于允许所述主轴从中穿过， 所述至少 一个平面固定电极被设置于所述至少一个可转动电极附近并且平行于所述至少一个可转 动电极的平面， 并且用于在它们之间形成容积， 所述至少一个可转动电极和所述至少一个 固定电极被置于所述水中 ； 电流源， 其与所述至少一个固定电极和所述至少一个可转动电极电接触， 用于有效地 致使所述水中的污染物电凝 ； 以及 用于使所述主轴以所选角速度围绕其轴线转动的装置， 以便致使所述被污染的水通过 所述容积。 2. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 所述可转动电极包括具有转动轴线的圆形电极。 3. 根据权利要求 1 所述的设备， 还包括用于从被处理的水中分离电凝的污染物。
5、的装 置。 4. 根据权利要求 3 所述的设备， 其中， 用于分离电凝的污染物的装置包括至少一个澄 清器罐， 用于允许所述水中的电凝的污染物沉淀。 5. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 所述至少一个可转动电极和所述至少一个固定 电极被浸在所述水中。 6. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 所述容器包括入水口 ； 出水口 ； 用于将所述被污 染的水引入到所述入水口中的装置， 以便所述被污染的水在所述容器的所述入水口和所述 出水口上方形成水面。 7. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 所述被污染的水在所述容器中具有所选择的停 留时间。 8. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中。
6、， 所述至少一个固定电极具有用于允许水从中经 过的至少一个第二开口。 9. 根据权利要求 7 所述的设备， 其中， 所述至少一个第二开口是与所述第一开口连续 的。 10. 根据权利要求 1 所述的设备， 还包括设置于所述罐中的平面不导电挡板， 包含所述 挡板的平面还包含所述轴线。 11. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 具有所选尺寸的不能溶解于水的研磨颗粒被添 加到所述罐中， 用于减少所述至少一个可转动电极和所述至少一个固定电极上的沉积。 12. 根据权利要求 11 所述的设备， 其中， 所述不溶解的研磨材料被从沙， 玻璃珠， 磨砂 玻璃， 石榴石以及它们的混合物中选择。 13. 根据。
7、权利要求 1 所述的设备， 其中， 所述直流源包括恒定电流源。 14. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 在所述被污染的水中添加盐， 以降低所述直流 源产生直流电所需的电压。 15. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 所述至少一个可转动电极包括化学活性金属。 权 利 要 求 书 CN 102596077 A 2 2/3 页 3 16. 根据权利要求 15 所述的设备， 其中， 所述化学活性金属被从铝， 铁， 钙和镁中选择。 17. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 所述至少一个固定电极包括化学惰性导电材 料。 18. 根据权利要求 17 所述的设备， 其中， 所述化学惰性导电。
8、材料被从不锈钢， 钛， 铂及 石墨中选择。 19. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 所述至少一个可转动电极包括化学惰性导电材 料。 20. 根据权利要求 19 所述的设备， 其中， 所述化学惰性导电材料被从不锈钢， 钛， 铂及 石墨中选择。 21. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 所述至少一个固定电极包括化学活性金属。 22. 根据权利要求 21 所述的设备， 其中， 所述化学活性金属被从铝， 铁， 钙和镁中选择。 23. 根据权利要求 1 所述的设备， 还包括过滤器， 用于在将所述包含污染物的水引入到 所述容器内之前预过滤所述包含污染物的水。 24. 根据权利要求 1 所述的。
9、设备， 其中， 用于使所述主轴围绕其轴线转动的装置包括电 机。 25. 根据权利要求 24 所述的设备， 其中， 所述电机通过从电池、 线路电压和太阳能电池 中选择的电源供电。 26. 根据权利要求 1 所述的设备， 其中， 所述主轴具有空心的纵向内部、 与所述空心内 部连通的开放端， 以及至少一个径向孔， 其连接所述空心内部与所述主轴外面 ； 并且， 所述 至少一个固定电极在其外围附近具有至少一个缺口， 以当所述主轴围绕其轴线转动时所述 水进入所述主轴的开放端， 通过所述至少一个孔离开， 并且经过所述至少一个固定电极上 的缺口。 27. 一种从水中去除污染物的方法， 包括下述步骤 ： 提供至。
10、少一个平面电极， 其能够通过与其轴线共线的主轴绕其轴线转动， 以及至少一 个平面固定电极， 其被设置于所述至少一个可转动电极附近并且平行于所述至少一个可转 动电极的平面， 并且在它们之间形成容积， 所述主轴穿过所述至少一个固定电极上的第一 开口 ； 使所述至少一个可转动电极和所述至少一个平面电极与被污染的水接触 ； 以所选角速度转动主轴， 以致使被污染的水经过所述容积 ； 以及 在所述至少一个固定电极和所述至少一个可转动电极之间施加直流电， 用于有效地致 使水中的污染物电凝。 28. 根据权利要求 27 所述的方法， 其中， 所述至少一个可转动电极包括圆形电极。 29. 根据权利要求 27 所。
11、述的方法， 还包括从水中分离电凝的污染物的步骤。 30. 根据权利要求 29 所述的方法， 其中， 所述分离电凝的污染物的步骤包括允许电凝 的污染物沉淀。 31. 根据权利要求 27 所述的方法， 还包括使水以所选速度在所述可转动电极和所述固 定电极附近流动的步骤。 32. 根据权利要求 27 所述的方法， 其中， 所述至少一个固定电极具有用于允许水从中 经过的至少一个第二开口。 权 利 要 求 书 CN 102596077 A 3 3/3 页 4 33. 根据权利要求 32 所述的方法， 其中， 所述至少一个第二开口是与所述第一开口连 续的。 34. 根据权利要求 27 所述的方法， 还包括。
12、在水中添加具有所选尺寸的不能溶解于水的 研磨颗粒的步骤， 以减少所述至少一个圆形电极和至少一个固定电极上的沉积。 35. 根据权利要求 34 所述的方法， 其中， 所述不能溶解的研磨颗粒被从沙， 玻璃珠， 磨 砂玻璃， 石榴石及它们的混合物中选择。 36. 根据权利要求 27 所述的方法， 其中， 所述施加直流电的步骤包括施加恒定的电流。 37. 根据权利要求 27 所述的方法， 还包括在被污染的水中添加盐的步骤， 以降低在所 述施加直流电的步骤中所需的电压。 38. 根据权利要求 27 所述的方法， 其中， 所述至少一个可转动电极包括化学活性金属。 39. 根据权利要求 38 所述的方法， 。
13、其中， 所述化学活性金属被从铝， 铁， 钙和镁中选择。 40. 根据权利要求 27 所述的方法， 其中， 所述至少一个固定电极包括化学惰性导电材 料。 41. 根据权利要求 40 所述的方法， 其中， 所述化学惰性导电材料被从不锈钢， 钛， 铂及 石墨中选择。 42. 根据权利要求 27 所述的方法， 其中， 所述至少一个固定电极包括化学惰性导电材 料。 43. 根据权利要求 42 所述的方法， 其中， 所述化学惰性导电材料被从不锈钢， 钛， 铂及 石墨中选择。 44. 根据权利要求 27 所述的方法， 其中， 所述至少一个可转动电极包括化学惰性导电 材料。 45. 根据权利要求 44 所述的。
14、方法， 其中， 所述化学惰性导电材料被从不锈钢， 钛， 铂及 石墨中选择。 46. 根据权利要求 27 所述的方法， 还包括在使所述至少一个可转动电极和所述至少一 个平面电极与被污染的水接触的步骤之前过滤包含污染物的水的步骤。 47. 根据权利要求 27 所述的方法， 其中， 所述主轴具有空心的纵向内部、 与所述空心内 部连通的开放端， 以及至少一个径向孔， 其连接所述空心内部与所述主轴外面 ； 并且， 所述 至少一个固定电极在其外围附近具有至少一个缺口， 以当所述主轴围绕其轴线转动时所述 水进入所述主轴的开放端， 通过所述至少一个孔离开， 并且经过所述至少一个固定电极上 的缺口。 权 利 要。
15、 求 书 CN 102596077 A 4 1/6 页 5 涡轮发电机的混凝设备 技术领域 0001 本发明大致涉及水净化， 并更具体地涉及使用电凝法的水净化。 背景技术 0002 在发展中国家中， 被用作洁净水源的江河、 运河、 河湾及其它水体已经被任意排放 的工业和动物废物以及被自然过程， 例如将包含砷的危险元素引进地下水内的地球化学过 程， 所污染。由日益增长的人口、 工业及其它源产生的废水在发达国家中同样已经成为问 题。 0003 混凝 (Coagulation) 是用于水处理的重要反应。作为一个示例， 来自重金属和胶 体中的离子由于它们的电荷会大致保留在溶液里。通过加入具有相反电荷的。
16、离子到胶体 中， 可以使离子和胶体变得不稳定， 并且可以通过化学或电的方法实现混凝。 在化学混凝情 况下， 作为示例， 可以采用混凝剂， 例如， 明矾 Al2(SO4)3 18H2O 或氯化铁。但是， 化学混凝 趋于产生大量结合水含量的沉淀物。 0004 电凝过程中， 活性离子可以由有效阳极材料的氧化在原地产生， 或者， 活性金属氢 氧化物可以在流出物 (effluent) 内产生， 并且， 为金属盐、 聚合物或聚合电解质的添加提 供了可供替代的选择。采用电凝法的废水处理已经被实行了大约 100 年， 并且目前被用在 很多行业中。 通过凝聚或混凝以及生成物与液相的分离， 金属、 胶质固体和悬浮。
17、颗粒及油珠 可以从废水中去除。电凝的絮物 (floc) 趋于包含更少的水， 并且更易于过滤。 0005 基本上， 电凝反应器包括平行导电金属板的对， 已知为消耗电极， 它们可以为相同 或不同材料。当被连接到外部电源时， 阳极材料将会电化学地腐蚀， 而阴极将会受到钝化。 如上文中所阐述的， 金属例如铝和铁通常用来产生水中的离子， 这通过化学反应和沉淀， 或 者通过引起胶体物质聚结使得这些种类更不容易溶解， 而去除污染物。 0006 众所周知， 电凝反应器中的电极经常随着时间的过去会生水垢或发生金属覆盖过 程， 这降低了它们作为电极的有效性， 因此必须使用易拆除的且可重复进行表面处理的结 构。 0。
18、007 特斯拉泵包括多个平行的、 扁平刚性盘， 它们具有适当的直径并被键连接到由电 机驱动的轴上， 以使盘可以随着轴被转动而一起转动。 当盘被转动时， 流体被致使在轴的附 近进入泵， 并且液体的附着力和粘性将流体朝向外围引导， 从而， 当流体离开设备时， 将能 量传递出去。 发明内容 0008 因此， 本发明的目的是提供一种电凝设备， 其中， 在其使用期间， 电极表面没有水 垢和其它沉淀物。 0009 本发明的另外的非限制性目的、 优势及新颖特征将在以下的说明中部分地进行阐 述， 且在试验了下述之后对于本领域内的技术人员来说部分将是很显然的， 或者可以通过 实施本发明进行学习。 本发明的目的和。
19、优势可以借助于附属附述权利要求中特别指出的手 说 明 书 CN 102596077 A 5 2/6 页 6 段和组合而实现和达到。 0010 为了实现如这里具体化并且广泛描述的前述的和其它的目的， 并根据本发明的目 的， 用于从水中去除污染物的设备包括下述元件的组合 ： 盛水的容器 ； 具有轴线的至少一 个可转动的平面电极 ； 主轴， 其具有与所述至少一个可转动电极中每一个的轴线共线的轴 线， 所述至少一个可转动电极被附接至所述主轴 ； 至少一个平面固定电极， 在其上具有开 口， 用于有效地允许所述主轴从中穿过， 所述至少一个平面固定电极被设置于所述至少一 个可转动电极附近并且平行于所述至少一。
20、个可转动电极的平面， 并且在它们之间形成容 积， 所述至少一个可转动电极和所述至少一个固定电极被置于水中 ； 电流源， 其与所述至少 一个固定电极和所述至少一个可转动电极电接触， 用于有效地致使水中的污染物电凝 ； 以 及用于使所述主轴以所选角速度围绕其轴线转动的装置， 以便致使被污染的水通过所述容 积。 0011 在本发明的另一方面中， 并根据其目标和目的， 用于从水中去除污染物的方法包 括下述步骤 ： 提供至少一个平面可转动电极， 其能够通过与其轴线共线的主轴绕其轴线转 动， 以及至少一个平面固定电极， 其被设置于所述至少一个可转动电极附近并且平行于所 述至少一个可转动电极的平面， 并且在。
21、它们之间形成容积， 所述主轴穿过所述至少一个固 定电极上的第一开口 ； 使所述至少一个可转动电极和所述至少一个固定电极与被污染的 水接触 ； 以所选角速度转动主轴， 以致使被污染的水经过所述容积 ； 以及在所述至少一个 固定电极和所述至少一个转动的圆形电极之间施加电流， 用于有效地致使水中的污染物电 凝。 0012 本发明的好处和优势包括， 但不仅限于， 提供电凝反应器， 其中， 当本设备从水中 去除不需要的污染物时， 电极被清洁。 该转动板设备的另一个好处是， 由于水多次重复地暴 露于转动电极上， 因此， 较小体积的设备在作为较大的固定板设备用于处理同样体积的水 方面是有效的。 附图说明 0。
22、013 附图被并入说明书中并形成说明书的一部分， 示意了本发明的实施例， 并连同说 明书一起用于解释本发明的原理。在图中 ： 0014 图 1 为本电凝设备实施例的分解示意图， 图 1B 显示了它的俯视示意图， 及图 1C 示 意了本设备的组装的透视示意图 ； 0015 图 2A 为电凝设备另一个实施例的透视示意图， 示意了水垂直于其电极结构进入 和离开设备 ； 图 2B 为顶盖内部的示意图， 显示了固定电极， 并且示意了当可转动电极被置 于运动中时由于设备的泵吸作用而产生的通过和环绕电极的预期水流 ； 图 2C 为图 2A 所示 的电凝设备的实施例的俯视示意图， 再次示意了由于设备的泵吸作用。
23、产生的通过和环绕电 极的期望水流 ； 0016 图 3A 为用于转动圆形电极的垂直、 中空轴实施例的侧视示意图， 示意出作为本设 备的抽吸作用的一部分的水穿过轴的运输， 而图3B为图3A所示设备的透视示意图， 进一步 示意出用于允许水流经电极的固定电极上的外围槽 ； 0017 图 4 为本电凝设备的示意图， 作为示例， 该设备适于处理来自可用源例如湖、 井、 矿井或船舶舱底的水 ； 说 明 书 CN 102596077 A 6 3/6 页 7 具体实施方式 0018 简要地， 本发明包括通过电凝法从水中移除污染物种类的设备和方法。水通过至 少一个扁平刚性盘和至少一个扁平、 刚性固定板再循环， 。
24、所述刚性盘具有适当的直径并且 被键连接到电机驱动轴上， 从而当轴转动时盘可以转动， 所述至少一个扁平、 刚性固定板被 与所述盘间隔开并与其平行， 它们一起用作流体泵。流体被使得通过轴附近的固定板内的 至少一个开口进入， 当盘转动时， 液体的附着力和粘性将流体朝向盘 / 板组件的外围引导， 从而， 当流体离开转动盘的外围时将能量传递出去。然后， 流体再循环返回到靠近轴的开 口， 在这里它再次进入固定板和转动盘之间的空间， 从而其被转动盘再次加速返回到外围。 另外的扁平刚性盘被键连接到电机驱动轴上， 以当轴转动时它们一起转动， 并且， 另外的固 定板可以被添加， 它们被以交替的方式设置， 作为一个。
25、示例， 例如以板/盘/板的排列设置。 本设备可以被置于反应罐或反应器中， 并且水进出反应器的流速和盘的转速确定水通过泵 的重复次数。 0019 电流被使得在每对转动和固定电极之间流动， 从而在流动于它们之间的水中产生 污染物的电凝。泵吸作用连续不断地使水重新暴露于电凝过程中， 这使对于给定容积的被 处理水能够配置较小的反应器。 从而， 当水被泵吸经过时， 被引入到水中的不溶解的研磨材 料从电极上移除水垢。 0020 通过过滤或通过允许被处理的水放置一定选择的时段， 被电凝的材料可以从被处 理的水中分离出来。 0021 现在详细参考本发明的实施例， 其示例在附图中示意了。 在图中， 相似结构使用。
26、相 同的参考标记表示。参考图 1A， 显示了本电凝设备 10 的实施例的分解视图的示意图。具有 内部容积13的容器12有入口14和出口16， 分别用于引入被污染的水到容器12内和允许被 处理的水离开容器12。 平面的、 间隔的、 圆形的导电电极18a-18d彼此平行设置并由导电轴 或主轴20连接， 能够绕纵向轴线22转动， 固定平面的、 间隔的、 导电电极24a， 24b、 24c， 24d、 26a， 26b及26c， 26d彼此平行设置， 并且被显示为成对设置， 适于接纳圆形电极18a-18d。 应 当指出， 尽管图中显示的电极 18 为圆形， 但是， 具有转动轴线的其它形状可以被考虑。电。
27、极 18可以使用活性金属进行构造， 作为示例， 例如， 铝、 铁、 钙及镁， 而电极24和26可以由惰性 导电材料构造， 例如， 不锈钢、 钛、 铂及石墨， 作为示例。 可替代地， 固定电极可以使用活性金 属进行构造， 而转动电极可以使用惰性导电材料进行制造。从示例 2 可以观察到， 由不同活 性金属制造的电极可以使用于同一轴上。 作为示例， 分别显示在固定电极24a和24b与26a 和 26b 上的开口 28 和 30 允许主轴 20 无需与其接触而穿过其中。很明显， 电极对 24c、 24d、 26c 及 26d 具有相似的开口 ( 图 1A 未显示 ) 以允许主轴 20 穿过其中。分别位。
28、于板 24a， 24b 和26a， 26b中的另外的开口32a， 32b和36a， 36b， 以及分别位于板24c， 24d和26c， 26d中的 另外的开口 34a， 34b 和 38a， 38b， 分别与开口 28a， 28b， 30a， 30b 相连， 这些开口未显示在图 1A 中， 并且允许水更加自由地流进圆形电极 18a-18d 和固定电极 24a-26d 之间所形成的空 间。作为示例， 固定电极 24 和 26 可以具有弯曲的或成角度的基部 40 和 42， 以更好地适应 容器 12 的底部 44 的内部形状 ( 图 1A 未显示 )。在这个具体例子中， 这个特征， 与挡板 46 。
29、的使用一起， 减少了经过容器 12 的流体入口 14 和出口 16 之间而不经过圆形电极和固定电 极之间所形成的容积的水量， 所述挡板 46 适合安装在容器 12 内的凹槽 48a 和 48b 内并具 说 明 书 CN 102596077 A 7 4/6 页 8 有缺口 50， 以使挡板能够更近地安装在固定电极 24 和 26 的周围。作为示例， 盖子 52 防止 材料由于起泡而离开容器 12。 0022 导电连接器 54 和 56 允许来自直流源 58 的电压分别施加到固定电极 24 和 26 上。 导电驱动轴部件 60 和 62 当被连接到主轴 20 上时能使圆形电极 18 转动。组装的驱。
30、动轴部 件， 与刷子外壳 64， 刷子 66 或另一导电滑环机构和端盖 68 协作， 允许电极之间的电流经过 容积 13 中的水。电流源 58 可以是恒定的电流源或对于促进凝固有效的其它电流波形。端 盖 68 可以被接地， 或以其它方式提供至源 58 的电流返回。 0023 由电源 72 供电的电机 70 使用附接于带 74 上的第一带轮 76 驱动带 74， 它们的组 合驱动附接于驱动轴部件 60 上的第二带轮 78， 继而通过主轴 20 转动电极 18。附带的刷子 和轴密封件提供驱动轴的平滑转动并且防止水从容器 12 泄漏。电源 72 可以包括电池、 太 阳能电池， 以及适当的线路电压 (。
31、line voltage)。盖 80 保护用户不受带 74 伤害。预期其 它设备可以被用于转动轴部件 60， 例如步进电机用于直接转动轴 60， 作为示例。 0024 图 1B 示出了图 1A 所示的电凝设备的实施例的俯视图。另外示出了水泵 82， 用于 使水以所选择的速度流经容积 13， 因此产生使水处于电凝环境中所选择的停留时间 ( 停留 时间 )， 以及转动的圆形电极 18a 分别与固定电极 24a 和 24b 之间的容积 84 和 86， 作为示 例， 转动电极通过其迫使水被处理。 0025 图 1C 示意出图 1A 所示的设备的组装透视图， 对于电机 70， 对于容器 12 的弯曲的。
32、 下内部 88， 以及对于盖板 68 的电连接 90 示出了稍稍不同的结构。 0026 在使用过程中， 电凝设备 10 被将要处理的水充填， 以使电极与水接触。一般地， 电极被浸入水中， 但不需要完全浸入。对于保持电极没有水垢和其它涂层来说有效的不溶 解的研磨材料可以被引入到容器 12 内， 如果将要处理的原始水样品包含的悬浮在其中的 研磨材料 (abrasive material) 不够。研磨材料可以从沙、 玻璃珠、 磨砂玻璃， 或石榴石 (garnet) 及它们的混合物中选择， 虽然任何研磨材料可能是有效的。主轴的转速被选择 成使研磨材料被有效地循环用于电极的去钝化， 并且使得设备循环所选。
33、量的水。预期 100 和 1000RPM 之间的转速是有效的。经过具有上述部件的设备的水的典型流速在约 1 加仑 / 分钟和约 5 加仑 / 分钟之间， 取决于液体的污染水平。研磨材料的量和颗粒大小被选择成 使被泵吸的水的流速保持有效量的颗粒悬浮并且在板之间循环。通过允许这些材料沉淀 (settle)， 作为示例， 或者通过使用过滤过程， 研磨材料可以被从输出流中去除。 随后， 所收 集的材料可以被返回到容器 12 内用于重复使用， 如图 4 中的参考标记 117 所示意的。 0027 已经发现， 电凝的效率与水的传导率有关。在电凝过程中， 对于恒定的电流密度， 所施加的电压可以从6V变化到高。
34、至70V。 已经注意到添加少量的精制食盐加快电凝过程的 速度并且降低功率要求。 还已经注意到通过金属的电离而引起的电极消耗是电流密度的直 接函数(direct function)。 因为水的传导率不容易控制并且可能随着时间变化， 所以已经 配置恒定电流发生器， 其改变跨过电极的电压以将电流保持为恒定值。 0028 对于本发明的电凝过程， 预期具有约 2 英寸和约 120 英寸之间的直径， 厚度在约 1/32 英寸和约 1 英寸之间以及间距在约 1/8 英寸和约 0.5 英寸之间的电极是有效的。设备 的尺寸、 板的数目以及所需的电流由每分钟将被处理的水的体积确定。预期本发明的设备 的实施例对于每。
35、分钟处理的水体积在几夸脱和数千加仑之间是有效的。 0029 图 2A 是电凝设备的另一个实施例的透视图， 示意出水垂直于其电极结构分别通 说 明 书 CN 102596077 A 8 5/6 页 9 过管 14 和 16 进入和离开本设备， 电极结构被示意为两个固定电极 24a 和 24b， 以及转动电 极 18a。电极 24a 和 24b 分别被示意为具有两个部分， 当盖 52 在位时这两个部分被连接在 一起， 但可以被制造为单一的电极。为了简化图 2A， 用于表面 92a 和 92b 的水密封垫圈以 及用于在转动轴 20 与容器 12 以及顶部 52 之间提供水密封的轴密封件 94a 和 。
36、94b 没有被 示出， 也没有至电极的电连接。固定电极 24a 和 24b 上的孔 28a 和 28b 的尺寸被设置成允 许水很容易流进固定电极和转动电极 18a 之间以及电极与容器 12 和盖 52 的内表面之间的 区域内， 这是当轴 20 转动电极 18a 时的泵吸作用的结果， 而图 2B 是盖 52 内部的示意图， 示 出了固定电极， 并且示意出由于电极的泵吸作用产生的经过和环绕电极的预期的水流方向 96。图 2C 是图 2A 所示的电凝设备的实施例的俯视图， 再次示意了由于转动电极的泵吸作 用产生的通过和环绕电极的期望的水流。 0030 图 3A 为电凝设备 10 的侧视图， 其中轴 。
37、20 被竖直定向并且具有中空部分 98， 以及 当电极 18a-18b 被置于转动运动中时用于允许水 96 进入轴的开放端 100 以及用于允许水 离开轴的出口孔102a-102e。 图3B是图3A所示的设备的透视图， 进一步示意了用于允许水 96 流经电极的固定电极 24a 中的外围槽 104， 以及转动轴线的竖直定向。 0031 图4是本电凝设备的示意图， 作为示例， 本电凝设备适于处理来自可用源112例如 湖、 井、 矿井或船舶舱底 (ship bilge) 的水。来自源的水可以使用过滤器 114 过滤， 并且使 用泵 82 被引入到电凝器 10 内， 泵 82 由于控制水的流速并且因此。
38、控制在电凝器内的停留时 间。水可以被使用粗糙的前置过滤器 116 进行进一步过滤。离开电凝器 10 的研磨剂与被 处理的水一起可以通过分离器 117 去除， 并且返回到凝结器 10 内。离开凝结器 10 的被处 理的水可以被引导通过分批阀 (batch valve)118， 至一个或多个澄清器罐 120， 122， 在这 里， 电凝的污染物被通过重力从水中分离并且被引导分别通过阀 124 和 126 至沉物处理位 置 128。被净化的水可以使用阀 130 引导出罐 120 和 122， 并且可以使用后置过滤器 132 进 行进一步过滤， 并存储到罐 134 内。泵 136 可以被用于将水从罐 。
39、134 通过臭氧发生器 138， 如果需要额外的净化， 并且使用阀 140 进行分配。然而， 图 4 示意出通过批处理分离被电凝 的污染物， 使用连续沉积过程或连续过滤过程是同等有效的。 0032 已经概括描述了本发明， 下面的示例提供另外的细节 ： 0033 实施例 1 0034 200ml 煤尘和 3.7L 水的混合物被添加到 1 加仑的容器内， 该容器具有如图 3A 和 3B 中所示意的相同的配置， 除了使用一个铝转动电极和两个铝固定电极之外。在固定和转 动电极之间施加 12V 的电压 5 分钟， 转动电极具有 3的直径， 1/16 英寸的厚度， 与固定电 极间隔开 1/4 英寸， 并且。
40、转速 600rpm。固定电极厚度为 1/16 英寸。约 5A 的电流在电极之 间流动。不在水中添加研磨剂或盐。凝固后， 被处理的水被允许放置 5 分钟。并且利用商 业上可得到的浊度计观察到浊度从高变低。 0035 实施例 2 0036 具有大于 200ppb 的以 As3+存在的砷的代用 (surrogate) 水样品以约 20L/h 的速 度流到 1.25 加仑的电凝室内， 所述电凝室类似于在图 3A 和 3B 中示意出的， 具有 3 英寸直 径的铁和铝电极被间隔开 0.250 英寸， 在同一主轴上以约 900rpm 转动， 并且被铝固定电极 等距隔开。运动场用沙 (playground s。
41、and) 被用作研磨剂， 转动和固定电极之间的电压约 12V并且它们之间的电流约5A。 处理后， 离开容器的水被允许放置30分钟， 并且不进行额外 说 明 书 CN 102596077 A 9 6/6 页 10 的过滤即轻轻倒出。发现砷的浓度低于所使用的检测设备的可检测极限， 估计小于 10ppb。 絮凝物分析 (Analysis ofthe floc) 显示砷的浓度大于 300ppb。本发明人相信作为 Fe+ 的铁与砷发生了反应并且铝对于去除铁和反应的砷是有效的。 0037 本发明的前述描述已经被呈现为用于示意和描述目的， 并且不意于是详尽的， 并 且不意于将本发明限制于所公开的精确形式， 。
42、很显然地， 根据上述的公开， 许多修改和变异 也是可能的。实施例被选择并且描述用于最好地解释本发明的原理， 并且因此其实际应用 使得本领域内的技术人员能够以适合于所设想的特殊用途的各种实施方式和各种修改最 佳地利用本发明。本发明的范围通过下面附属的权利要求所限定。 说 明 书 CN 102596077 A 10 1/8 页 11 图 1A 说 明 书 附 图 CN 102596077 A 11 2/8 页 12 图 1B 说 明 书 附 图 CN 102596077 A 12 3/8 页 13 图 1C 说 明 书 附 图 CN 102596077 A 13 4/8 页 14 图 2A 图 2B 说 明 书 附 图 CN 102596077 A 14 5/8 页 15 图 2C 说 明 书 附 图 CN 102596077 A 15 6/8 页 16 图 3A 说 明 书 附 图 CN 102596077 A 16 7/8 页 17 图 3B 说 明 书 附 图 CN 102596077 A 17 8/8 页 18 图 4 说 明 书 附 图 CN 102596077 A 18 。