[发明专利]水处理设备

说明书

技术领域

本发明总体涉及水处理设备，更具体地，涉及通过电凝法处理污水的便携式设备。

本发明已经基本开发用于将水净化达到饮用水标准，并且将在下文中参照该应用进行描述。但是，本发明没有限制为该具体应用，并且例如也适于净化小体积的工业污染水以适于排放。

背景技术

存在很多天然水供给含有污染物的情况，例如含有泥土、动物排泄物、工业污染和区他污染源，这些使水似乎既不能安全饮用又味道不好。这些包括孤立地区的偏远区域和在偏远地区旅行的远足者、旅行者、露营者等。获得安全饮用水的丰富供给是昂贵的和艰巨的。

也存在很多自然或人为灾难造成损坏或破坏网状供水系统的情况，例如，虽然可获得足够量的可用水，但是通常被污水/腐败物溢流、腐烂的有机物或其他污染物污染。饮用这样的水可导致用户被霍乱或任意数量的其他水传播疾病感染。不饮用这样的水将由于脱水导致快速死亡。

有很多寻求解决上述问题的已知装置，包括：次氯酸钙(给水消毒)；去除污染物的过滤器等。氯的缺点是，即使加入水中，形成的水的难闻味道意味着其不受大众欢迎。次氯酸钙的存储也很困难，并且其在很多情况下不容易获得。很多紧急过滤器的缺点是，只能用很短的时间就阻塞。可去除大量污染物的可重复使用过滤器的缺点是其很昂贵。而且，过滤器不能去除一些类似汞、铅和砒酸盐等。而且，很多所谓的“紧急”过滤器不能去除一些更小的泥土微粒，并且过滤的水因而似乎味道不好，尽管其通常是安全的。

本发明的目的是基本克服或至少改善一个或多个上述缺点。

通过推进背景技术，凝结过程已经成功用于工业中，以获得更好的水处理结果。在该过程中，三价金属，通常为铝和/或铁，用于净化水。其离子Al⁺⁺⁺和Fe⁺⁺⁺分别以明矾(硫酸铝盐)或氯化铁的形式加入污水。金属离子与污染物结合并且辅助从水中去除污染物，使其沉到底部(沉淀池)、漂浮到顶部(溶气浮选)，或增加污染物的尺寸并使其更容易被过滤。不管去除机制，这些离子的使用在水处理行业广泛使用。水的化学处理通常是不可行的，因为其增加了水的盐度，并且化学物质非常危险。

在已知为电凝聚过程中，那些相同的离子以电解形式添加到水。在该过程中，牺牲电极放置在污水中，并且对其施加电压。这使电流在电极之间流动，其将一些阳极金属通过以下反应释放到溶液中：

Al-3e-      生成Al⁺⁺⁺    (1

和Fe-3e-    生成Fe⁺⁺⁺    (2

当电子离开阴极并且进入水中时，电流也在阴极产生反应，该反应为：

2H₂O-4e    生成2(OH)-+2H₂  (3

该反应放出氢气。

考虑到反应的复杂性和处理大量水所需的能源，该类型的已知系统连接到大型电源，并且用于处理大量的水，通常每天很多立方米。该过程需要对涉及的参数严格监控，否则该过程将失败，并且水将不能被净化。虽然适于大型应用，但是其不适于小型“第一阶段”水处理或具有非常少分配资金能力的地区。

发明内容

在第一方面中，本发明提供一种通过电凝法处理污水的便携式设备，所述设备包括：

至少两个电极；

壳体，电绝缘所述至少两个电极，所述至少两个电极彼此分离固定到其；

其中，当所述至少两个电极至少部分浸入污水中并且提供有电势时，所述至少两个电极中的一个为牺牲电极，以向污水提供离子。

所述至少两个电极中的一个优选向污水提供凝结离子。

所述至少两个电极优选具有小于约15kg的组合质量。更优选地，所述至少两个电极具有约5，2，1或0.2kg的组合质量。

所述电极优选由下面任何一个形成：

金属箔，包裹在固体构成物周围；

薄弯曲金属板；

平直金属板；和

圆柱形金属杆。

所述至少两个电极优选具有下面任何一种截面：

椭圆形；

圆形；

矩形；

环形；和

任何闭合或接近闭合的形状。

所述设备优选还包括电源，适于将所述电势提供给所述至少两个电极。所述电源可优选产生1到100伏的电压。更优选地，所述电源可产生2到40伏的电压。甚至更优选地，所述电源可产生3到15伏的电压。

所述设备优选还包括适于将所述电势提供给所述至少两个电极的电源。所述设备优选还包括电源开/关控制。