[发明专利]用于净化水的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于净化污水和公用工程用水(utility water)的方法且涉及水净化系统。

发明背景

在世界各地，水是越来越重要的物质。尽管清洁水的资源减少了，但水的使用却在增加且天然的水越来越多地受到污染。因此，越来越需要开发用于净化污水和原水的新的有效且经济的方法。还存在在净化家庭用水和污水中减少氯及其衍生物的使用的需要，原因是它们形成致癌的化合物。

目前的水处理化学品和方法包含几个问题。

氯和氯化合物可以形成毒性化合物、异臭味化合物，且造成生物腐蚀。而且，氯和氯化合物还可以形成致癌的卤代有机化合物。

臭氧是昂贵且有毒的气体，其参与由腐殖质形成毒性物质，且臭氧的生产是能量密集的。

基于硫酸盐的沉淀化学品增加硫负荷，且通过微生物活性在无氧空间中的作用，形成有毒的硫化氢。基于聚合物的沉淀化学品分解缓慢，可以转移重金属，具有差的效果且不影响微生物学或气味。

用于沉淀铁和锰的高锰酸钾是有毒的、昂贵的且着色的。

紫外线是一种能量密集型净化方式。此外，微生物因紫外线处理而恢复，紫外线不提供用于调节的许多可能性；其是打开的或关闭的。紫外线灯泡包含危害大自然的水银。

对于沙滤，问题是过滤器的堵塞和成本。此外，沙滤不能消除所有的微生物。

对于石灰的应用，问题是管道的堵塞和对生物膜的保护。

如果不能定期维护，活性炭被堵塞。活性炭的再生通常是昂贵的。

需氧的曝气池产生二氧化碳且是能量密集的且产生大量的生物污泥。

厌氧方法是昂贵的且需要稠密的起始产品。厌氧方法产生不卫生的污泥和有臭味的废水。

脱氮减少肥料值且需要载体化学品并产生膨胀的污泥。

通过硝酸盐除臭带来营养物，且在后面的阶段，臭味可能增加。

通过硫酸盐除臭使水着色且将硫带至可以在后面的阶段中形成硫化氢的过程中。

生物膜是昂贵的且逐渐被堵塞，且它们通常需要连接增压泵，这增加了成本和能量消耗(例如，在反渗透、纳米过滤、微米过滤和超过滤中)。

过乙酸的使用包含了定量供应过多或定量供应不足的风险。通过使用过多的化学品，成本和碳足迹增加。高浓度的过乙酸是有毒的，而定量供应不足导致卫生风险。尽管几个出版物论述了过乙酸的净化效果，但过乙酸的使用没有被推广，因为过乙酸的定量供应是困难的且其相对昂贵。

通常使用的方法中没有一种恰当地除去激素、除藻剂、残余的抗生素、重金属和其它环境毒素。

例如，从公布WO 2009/130397中已知过乙酸在净化公用工程用水中的应用。公布US 2004/0154965公开了过乙酸用于给洪水消毒的应用。

发明目的

本发明的目的是公开一种用于连续净化污水和公用工程用水的新的有效方法。本发明的一个特定目的是解决上文所提到的问题。

本发明的目的是公开用于将过乙酸定量供应到待净化的污水和/或原水中的新的且有成本效益的方法，以用少量的过乙酸获得最佳的消毒结果。

换言之，本发明的目的是公开一种过乙酸可以被有成本效益地用于给水消毒，使得水中的过乙酸残余量能够最少和/或能够符合规格的方法。然而以通过过乙酸的消毒是充分有效的方式来实现此目的。本发明的一个目的是公开一种能够减少公用工程用水中卤素比如氯的添加量且能够有效地减少由氯形成的致癌物的形成的方法。

发明概述

根据本发明的用于净化污水的方法的特征在于由权利要求1所陈述的内容。

根据本发明的用于净化公用工程用水的方法的特征在于由权利要求7所陈述的内容。

根据本发明的用于净化水的系统的特征在于由权利要求13所陈述的内容。

本发明基于为改善水的连续净化而进行的研究工作。在这一点上，意外地发现，氧化还原电位非常适合于分析与水的净化相关的过乙酸的定量供应。

在本申请中，污水是指包含微生物和/或有机物质的废水或其它这样的水。在本文中，公用工程用水是指意在被人和/或家畜使用或用作灌溉水的自来水或其它这样的水。原水是指通过水摄取装置被用来产生公用工程用水的水。原水可以从地下水、表面水或其它水源中得到。

根据本发明的连续的污水净化方法包括：测量水的流量、水中残余的过乙酸和水的氧化还原电位，且基于此来调节待定量供应的过乙酸的量，以便用少量的过乙酸来获得最佳的消毒效果。