[发明专利]水处理设备和系统

说明书

技术领域

本公开内容总体上涉及水处理设备和系统。

背景

水供给和来自化工业、发电厂和农业来源的废水的排放中有害杂质和污染物的存在是主要的全球关注的问题。因此，在开发成本有效的水处理方法上存在兴趣。

例如，在传统的水处理技术中，作为防止作为氯消毒副产物的三卤甲烷(THM)产生的备选方法，广泛地使用了作为强氧化剂并且在水味、提高的沉淀，以及增加的生物活性方面具有数种益处的臭氧。然而，臭氧反应需要相当尺寸的反应器以及相应的足够反应时间的保证。因此，传统的基于臭氧的先进氧化处理方法具有在过度的成本和其他操作问题方面上的缺点。此外，臭氧在其与有机化合物的反应性上极其具有选择性，其中它与大部分的有机污染物，如二甲萘烷醇、2-甲基异冰片以及饱和烃如THM、农药等缓慢地反应，或者完全不与它们反应。此外，臭氧的氧化能力对于多种操作条件，如pH、温度和盐度非常敏感。

在典型的半导体制造过程中，产生显著量的废水，因为在将污染物从晶片表面移除的过程中消耗了大量的水。半导体废水含有多种有害的环境污染物，如有机溶剂、酸、碱、盐、重金属，以及其他有机和无机化合物，其非常难以处理。换言之，标准物理/化学废水处理技术关于它们处理有机溶剂的能力上具有限制，并且同样在处理生物污染物上效率低下。在以上污染物中，通常使用高浓度的过氧化氢(H₂O₂)清洁半导体，然而没有处理由这些过程产生的残留过氧化氢的有效方式。残留过氧化氢是强氧化剂并且其在废水排放中的存在可以对环境具有负面影响。

概述

本文公开了用于水处理的设备和系统和用于处理水的方法的实施方案。根据一个方面，用于水处理的设备包括一个或多个反应器，所述一个或多个反应器配置用于水处理；一个或多个光源，所述一个或多个光源配置为在一个或多个反应器内提供紫外(UV)光；光催化剂，所述光催化剂安置在一个或多个反应器的每一个中并且配置为从一个或多个光源接收UV光；以及纯氧源，所述纯氧连接至一个或多个反应器并且配置为将纯氧提供至水。

根据另一方面，用于水处理的系统包括一个或多个上述用于水处理的设备和分析器单元，所述分析器单元连接至一个或多个设备并且配置为分析来自所述设备的水。

根据再另一方面，用于处理水的方法包括使用上述设备或系统。

以上概述仅为了举例说明并且不意图以任何方式限制。除了上面描述的示例性方面、实施方案和特征之外，通过参考附图和以下的详述，其他方面、实施方案和特征将是显见的。

附图简述

图1A-B是显示用于水处理的设备的示例实施方案的纵切面图和沿图1A的A-A′线所取的横截面图的示意图。

图2A-B分别是显示用于水处理的设备的一部分的示例实施方案的纵切面图和沿图2A的B-B′线所取的横截面图的示意图。

图3A-B分别是显示用于水处理的设备的一部分的另一个示例实施方案的纵切面图和沿图3A的C-C′线所取的横截面图的示意图。

图4是显示用于水处理的设备的一部分的另一个示例实施方案的纵切面图的示意图。

图5是显示用于水处理的系统的示例实施方案的示意图。

图6是示例使用用于水处理的系统处理水的方法的实施方案的流程图。

详述

在以下详述中，参考形成其一部分的附图。在附图中，除非上下文另外指出，相似的符号典型地表示相似的组件。详述、附图和权利要求中描述的示例实施方案不意味着限定。可以采用其他实施方案，并且可以进行其他变化，而不脱离这里给出的主体的精神或范围。将容易地明白的是，可以将如本文通常描述的，以及附图中示例的本公开内容的各方面排列、代替、组合、分离，并且设计在宽范围的多种不同的构造中，其全部被明确地在本文预期。

图1A-B是显示用于水处理的设备的示例实施方案的示意图。如本文所使用的，“水”可以包括从任意自然来源收集的水，如但是不限于河流、湖泊、海洋等，或来自任意人工水供给，以及来自私人用途、工业(例如化工、纺织等)、发电厂、农业来源等的含有多种污染品和污染物的废水。“水处理”是指用于使水用于所需最终用途更加可接受的那些处理，所述最终用途如但是不限于饮用水、工业、医疗、农业和多种其他用途。如所述，在一些实施方案中，用于水处理的设备100可以包括，但不限于，一个或多个反应器101、一个或多个光源102、光催化剂103和纯氧源104。