專利名稱：渦輪發(fā)電機(jī)的混凝設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及水凈化，并更具體地涉及使用電凝法的水凈化。
背景技術(shù)：
在發(fā)展中國家中，被用作潔凈水源的江河、運(yùn)河、河灣及其它水體已經(jīng)被任意排放的工業(yè)和動(dòng)物廢物以及被自然過程，例如將包含砷的危險(xiǎn)元素引進(jìn)地下水內(nèi)的地球化學(xué)過程，所污染。由日益增長的人口、工業(yè)及其它源產(chǎn)生的廢水在發(fā)達(dá)國家中同樣已經(jīng)成為問題?；炷?Coagulation)是用于水處理的重要反應(yīng)。作為一個(gè)示例，來自重金屬和膠體中的離子由于它們的電荷會(huì)大致保留在溶液里。通過加入具有相反電荷的離子到膠體中，可以使離子和膠體變得不穩(wěn)定，并且可以通過化學(xué)或電的方法實(shí)現(xiàn)混凝。在化學(xué)混凝情況下，作為示例，可以采用混凝劑，例如，明礬[Al2 (SO4)3·ISH2O]或氯化鐵。但是，化學(xué)混凝趨于產(chǎn)生大量結(jié)合水含量的沉淀物。電凝過程中，活性離子可以由有效陽極材料的氧化在原地產(chǎn)生，或者，活性金屬氫氧化物可以在流出物(effluent)內(nèi)產(chǎn)生，并且，為金屬鹽、聚合物或聚合電解質(zhì)的添加提供了可供替代的選擇。采用電凝法的廢水處理已經(jīng)被實(shí)行了大約100年，并且目前被用在很多行業(yè)中。通過凝聚或混凝以及生成物與液相的分離，金屬、膠質(zhì)固體和懸浮顆粒及油珠可以從廢水中去除。電凝的絮物(floe)趨于包含更少的水，并且更易于過濾?；旧?，電凝反應(yīng)器包括平行導(dǎo)電金屬板的對(duì)，已知為消耗電極，它們可以為相同或不同材料。當(dāng)被連接到外部電源時(shí)，陽極材料將會(huì)電化學(xué)地腐蝕，而陰極將會(huì)受到鈍化。 如上文中所闡述的，金屬例如鋁和鐵通常用來產(chǎn)生水中的離子，這通過化學(xué)反應(yīng)和沉淀，或者通過引起膠體物質(zhì)聚結(jié)使得這些種類更不容易溶解，而去除污染物。眾所周知，電凝反應(yīng)器中的電極經(jīng)常隨著時(shí)間的過去會(huì)生水垢或發(fā)生金屬覆蓋過程，這降低了它們作為電極的有效性，因此必須使用易拆除的且可重復(fù)進(jìn)行表面處理的結(jié)構(gòu)。特斯拉泵包括多個(gè)平行的、扁平剛性盤，它們具有適當(dāng)?shù)闹睆讲⒈绘I連接到由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的軸上，以使盤可以隨著軸被轉(zhuǎn)動(dòng)而一起轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)盤被轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，流體被致使在軸的附近進(jìn)入泵，并且液體的附著力和粘性將流體朝向外圍引導(dǎo)，從而，當(dāng)流體離開設(shè)備時(shí)，將能量傳遞出去。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種電凝設(shè)備，其中，在其使用期間，電極表面沒有水垢和其它沉淀物。本發(fā)明的另外的非限制性目的、優(yōu)勢及新穎特征將在以下的說明中部分地進(jìn)行闡述，且在試驗(yàn)了下述之后對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說部分將是很顯然的，或者可以通過實(shí)施本發(fā)明進(jìn)行學(xué)習(xí)。本發(fā)明的目的和優(yōu)勢可以借助于附屬附述權(quán)利要求中特別指出的手段和組合而實(shí)現(xiàn)和達(dá)到。為了實(shí)現(xiàn)如這里具體化并且廣泛描述的前述的和其它的目的，并根據(jù)本發(fā)明的目的，用于從水中去除污染物的設(shè)備包括下述元件的組合盛水的容器；具有軸線的至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的平面電極；主軸，其具有與所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極中每一個(gè)的軸線共線的軸線，所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極被附接至所述主軸；至少一個(gè)平面固定電極，在其上具有開口，用于有效地允許所述主軸從中穿過，所述至少一個(gè)平面固定電極被設(shè)置于所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極附近并且平行于所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極的平面，并且在它們之間形成容積，所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極和所述至少一個(gè)固定電極被置于水中；電流源，其與所述至少一個(gè)固定電極和所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極電接觸，用于有效地致使水中的污染物電凝；以及用于使所述主軸以所選角速度圍繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，以便致使被污染的水通過所述容積。在本發(fā)明的另一方面中，并根據(jù)其目標(biāo)和目的，用于從水中去除污染物的方法包括下述步驟提供至少一個(gè)平面可轉(zhuǎn)動(dòng)電極，其能夠通過與其軸線共線的主軸繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以及至少一個(gè)平面固定電極，其被設(shè)置于所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極附近并且平行于所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極的平面，并且在它們之間形成容積，所述主軸穿過所述至少一個(gè)固定電極上的第一開口 ；使所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極和所述至少一個(gè)固定電極與被污染的水接觸；以所選角速度轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，以致使被污染的水經(jīng)過所述容積；以及在所述至少一個(gè)固定電極和所述至少一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形電極之間施加電流，用于有效地致使水中的污染物電凝。本發(fā)明的好處和優(yōu)勢包括，但不僅限于，提供電凝反應(yīng)器，其中，當(dāng)本設(shè)備從水中去除不需要的污染物時(shí)，電極被清潔。該轉(zhuǎn)動(dòng)板設(shè)備的另一個(gè)好處是，由于水多次重復(fù)地暴露于轉(zhuǎn)動(dòng)電極上，因此，較小體積的設(shè)備在作為較大的固定板設(shè)備用于處理同樣體積的水方面是有效的。


附圖被并入說明書中并形成說明書的一部分，示意了本發(fā)明的實(shí)施例，并連同說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在圖中圖1為本電凝設(shè)備實(shí)施例的分解示意圖，圖IB顯示了它的俯視示意圖，及圖IC示意了本設(shè)備的組裝的透視示意圖；圖2A為電凝設(shè)備另一個(gè)實(shí)施例的透視示意圖，示意了水垂直于其電極結(jié)構(gòu)進(jìn)入和離開設(shè)備；圖2B為頂蓋內(nèi)部的示意圖，顯示了固定電極，并且示意了當(dāng)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極被置于運(yùn)動(dòng)中時(shí)由于設(shè)備的泵吸作用而產(chǎn)生的通過和環(huán)繞電極的預(yù)期水流；圖2C為圖2A所示的電凝設(shè)備的實(shí)施例的俯視示意圖，再次示意了由于設(shè)備的泵吸作用產(chǎn)生的通過和環(huán)繞電極的期望水流；圖3A為用于轉(zhuǎn)動(dòng)圓形電極的垂直、中空軸實(shí)施例的側(cè)視示意圖，示意出作為本設(shè)備的抽吸作用的一部分的水穿過軸的運(yùn)輸，而圖3B為圖3A所示設(shè)備的透視示意圖，進(jìn)一步示意出用于允許水流經(jīng)電極的固定電極上的外圍槽；圖4為本電凝設(shè)備的示意圖，作為示例，該設(shè)備適于處理來自可用源例如湖、井、 礦井或船舶艙底的水；
具體實(shí)施例方式簡要地，本發(fā)明包括通過電凝法從水中移除污染物種類的設(shè)備和方法。水通過至少一個(gè)扁平剛性盤和至少一個(gè)扁平、剛性固定板再循環(huán)，所述剛性盤具有適當(dāng)?shù)闹睆讲⑶冶绘I連接到電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸上，從而當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)盤可以轉(zhuǎn)動(dòng)，所述至少一個(gè)扁平、剛性固定板被與所述盤間隔開并與其平行，它們一起用作流體泵。流體被使得通過軸附近的固定板內(nèi)的至少一個(gè)開口進(jìn)入，當(dāng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，液體的附著力和粘性將流體朝向盤/板組件的外圍引導(dǎo)， 從而，當(dāng)流體離開轉(zhuǎn)動(dòng)盤的外圍時(shí)將能量傳遞出去。然后，流體再循環(huán)返回到靠近軸的開口，在這里它再次進(jìn)入固定板和轉(zhuǎn)動(dòng)盤之間的空間，從而其被轉(zhuǎn)動(dòng)盤再次加速返回到外圍。 另外的扁平剛性盤被鍵連接到電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸上，以當(dāng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)它們一起轉(zhuǎn)動(dòng)，并且，另外的固定板可以被添加，它們被以交替的方式設(shè)置，作為一個(gè)示例，例如以板/盤/板的排列設(shè)置。 本設(shè)備可以被置于反應(yīng)罐或反應(yīng)器中，并且水進(jìn)出反應(yīng)器的流速和盤的轉(zhuǎn)速確定水通過泵的重復(fù)次數(shù)。電流被使得在每對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和固定電極之間流動(dòng)，從而在流動(dòng)于它們之間的水中產(chǎn)生污染物的電凝。泵吸作用連續(xù)不斷地使水重新暴露于電凝過程中，這使對(duì)于給定容積的被處理水能夠配置較小的反應(yīng)器。從而，當(dāng)水被泵吸經(jīng)過時(shí)，被引入到水中的不溶解的研磨材料從電極上移除水垢。通過過濾或通過允許被處理的水放置一定選擇的時(shí)段，被電凝的材料可以從被處理的水中分離出來?，F(xiàn)在詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例，其示例在附圖中示意了。在圖中，相似結(jié)構(gòu)使用相同的參考標(biāo)記表示。參考圖1A，顯示了本電凝設(shè)備10的實(shí)施例的分解視圖的示意圖。具有內(nèi)部容積13的容器12有入口 14和出口 16，分別用于引入被污染的水到容器12內(nèi)和允許被處理的水離開容器12。平面的、間隔的、圓形的導(dǎo)電電極18a-18d彼此平行設(shè)置并由導(dǎo)電軸或主軸20連接，能夠繞縱向軸線22轉(zhuǎn)動(dòng)，固定平面的、間隔的、導(dǎo)電電極Ma，24b、24c，24d, ^a，26b及^c，^d彼此平行設(shè)置，并且被顯示為成對(duì)設(shè)置，適于接納圓形電極18a_18d。應(yīng)當(dāng)指出，盡管圖中顯示的電極18為圓形，但是，具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的其它形狀可以被考慮。電極 18可以使用活性金屬進(jìn)行構(gòu)造，作為示例，例如，鋁、鐵、鈣及鎂，而電極對(duì)和沈可以由惰性導(dǎo)電材料構(gòu)造，例如，不銹鋼、鈦、鉬及石墨，作為示例?？商娲兀潭姌O可以使用活性金屬進(jìn)行構(gòu)造，而轉(zhuǎn)動(dòng)電極可以使用惰性導(dǎo)電材料進(jìn)行制造。從示例2可以觀察到，由不同活性金屬制造的電極可以使用于同一軸上。作為示例，分別顯示在固定電極Ma和24b與^a 和26b上的開口 28和30允許主軸20無需與其接觸而穿過其中。很明顯，電極對(duì)Mc、Md、 26c及^d具有相似的開口(圖IA未顯示)以允許主軸20穿過其中。分別位于板Ma，Mb 和26a, 26b中的另外的開口 32a, 32b和36a, 36b,以及分別位于板24c, 24d和26c, 26d中的另外的開口 34a, 34b和38a，38b，分別與開口 28a，28b，30a，30b相連，這些開口未顯示在圖 IA中，并且允許水更加自由地流進(jìn)圓形電極18a-18d和固定電極Ma_26d之間所形成的空間。作為示例，固定電極M和26可以具有彎曲的或成角度的基部40和42，以更好地適應(yīng)容器12的底部44的內(nèi)部形狀(圖IA未顯示)。在這個(gè)具體例子中，這個(gè)特征，與擋板46 的使用一起，減少了經(jīng)過容器12的流體入口 14和出口 16之間而不經(jīng)過圓形電極和固定電極之間所形成的容積的水量，所述擋板46適合安裝在容器12內(nèi)的凹槽48a和48b內(nèi)并具有缺口 50，以使擋板能夠更近地安裝在固定電極M和沈的周圍。作為示例，蓋子52防止材料由于起泡而離開容器12。導(dǎo)電連接器M和56允許來自直流源58的電壓分別施加到固定電極M和沈上。 導(dǎo)電驅(qū)動(dòng)軸部件60和62當(dāng)被連接到主軸20上時(shí)能使圓形電極18轉(zhuǎn)動(dòng)。組裝的驅(qū)動(dòng)軸部件，與刷子外殼64，刷子66或另一導(dǎo)電滑環(huán)機(jī)構(gòu)和端蓋68協(xié)作，允許電極之間的電流經(jīng)過容積13中的水。電流源58可以是恒定的電流源或?qū)τ诖龠M(jìn)凝固有效的其它電流波形。端蓋68可以被接地，或以其它方式提供至源58的電流返回。由電源72供電的電機(jī)70使用附接于帶74上的第一帶輪76驅(qū)動(dòng)帶74，它們的組合驅(qū)動(dòng)附接于驅(qū)動(dòng)軸部件60上的第二帶輪78，繼而通過主軸20轉(zhuǎn)動(dòng)電極18。附帶的刷子和軸密封件提供驅(qū)動(dòng)軸的平滑轉(zhuǎn)動(dòng)并且防止水從容器12泄漏。電源72可以包括電池、太陽能電池，以及適當(dāng)?shù)木€路電壓(line voltage) 0蓋80保護(hù)用戶不受帶74傷害。預(yù)期其它設(shè)備可以被用于轉(zhuǎn)動(dòng)軸部件60，例如步進(jìn)電機(jī)用于直接轉(zhuǎn)動(dòng)軸60，作為示例。圖IB示出了圖IA所示的電凝設(shè)備的實(shí)施例的俯視圖。另外示出了水泵82，用于使水以所選擇的速度流經(jīng)容積13，因此產(chǎn)生使水處于電凝環(huán)境中所選擇的停留時(shí)間(停留時(shí)間)，以及轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形電極18a分別與固定電極2 和24b之間的容積84和86，作為示例，轉(zhuǎn)動(dòng)電極通過其迫使水被處理。圖IC示意出圖IA所示的設(shè)備的組裝透視圖，對(duì)于電機(jī)70，對(duì)于容器12的彎曲的下內(nèi)部88，以及對(duì)于蓋板68的電連接90示出了稍稍不同的結(jié)構(gòu)。在使用過程中，電凝設(shè)備10被將要處理的水充填，以使電極與水接觸。一般地， 電極被浸入水中，但不需要完全浸入。對(duì)于保持電極沒有水垢和其它涂層來說有效的不溶解的研磨材料可以被引入到容器12內(nèi)，如果將要處理的原始水樣品包含的懸浮在其中的研磨材料(abrasive material)不夠。研磨材料可以從沙、玻璃珠、磨砂玻璃，或石榴石 (garnet)及它們的混合物中選擇，雖然任何研磨材料可能是有效的。主軸的轉(zhuǎn)速被選擇成使研磨材料被有效地循環(huán)用于電極的去鈍化，并且使得設(shè)備循環(huán)所選量的水。預(yù)期100 和1000RPM之間的轉(zhuǎn)速是有效的。經(jīng)過具有上述部件的設(shè)備的水的典型流速在約1加侖/ 分鐘和約5加侖/分鐘之間，取決于液體的污染水平。研磨材料的量和顆粒大小被選擇成使被泵吸的水的流速保持有效量的顆粒懸浮并且在板之間循環(huán)。通過允許這些材料沉淀 (settle)，作為示例，或者通過使用過濾過程，研磨材料可以被從輸出流中去除。隨后，所收集的材料可以被返回到容器12內(nèi)用于重復(fù)使用，如圖4中的參考標(biāo)記117所示意的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，電凝的效率與水的傳導(dǎo)率有關(guān)。在電凝過程中，對(duì)于恒定的電流密度， 所施加的電壓可以從6V變化到高至70V。已經(jīng)注意到添加少量的精制食鹽加快電凝過程的速度并且降低功率要求。還已經(jīng)注意到通過金屬的電離而引起的電極消耗是電流密度的直接函數(shù)(direct function)。因?yàn)樗膫鲗?dǎo)率不容易控制并且可能隨著時(shí)間變化，所以已經(jīng)配置恒定電流發(fā)生器，其改變跨過電極的電壓以將電流保持為恒定值。對(duì)于本發(fā)明的電凝過程，預(yù)期具有約2英寸和約120英寸之間的直徑，厚度在約 1/32英寸和約1英寸之間以及間距在約1/8英寸和約0. 5英寸之間的電極是有效的。設(shè)備的尺寸、板的數(shù)目以及所需的電流由每分鐘將被處理的水的體積確定。預(yù)期本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例對(duì)于每分鐘處理的水體積在幾夸脫和數(shù)千加侖之間是有效的。圖2A是電凝設(shè)備的另一個(gè)實(shí)施例的透視圖，示意出水垂直于其電極結(jié)構(gòu)分別通過管14和16進(jìn)入和離開本設(shè)備，電極結(jié)構(gòu)被示意為兩個(gè)固定電極2 和Mb，以及轉(zhuǎn)動(dòng)電極18a。電極2 和24b分別被示意為具有兩個(gè)部分，當(dāng)蓋52在位時(shí)這兩個(gè)部分被連接在一起，但可以被制造為單一的電極。為了簡化圖2A，用于表面9 和92b的水密封墊圈以及用于在轉(zhuǎn)動(dòng)軸20與容器12以及頂部52之間提供水密封的軸密封件9 和94b沒有被示出，也沒有至電極的電連接。固定電極2 和24b上的孔28a和^b的尺寸被設(shè)置成允許水很容易流進(jìn)固定電極和轉(zhuǎn)動(dòng)電極18a之間以及電極與容器12和蓋52的內(nèi)表面之間的區(qū)域內(nèi)，這是當(dāng)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)電極18a時(shí)的泵吸作用的結(jié)果，而圖2B是蓋52內(nèi)部的示意圖，示出了固定電極，并且示意出由于電極的泵吸作用產(chǎn)生的經(jīng)過和環(huán)繞電極的預(yù)期的水流方向 96。圖2C是圖2A所示的電凝設(shè)備的實(shí)施例的俯視圖，再次示意了由于轉(zhuǎn)動(dòng)電極的泵吸作用產(chǎn)生的通過和環(huán)繞電極的期望的水流。圖3A為電凝設(shè)備10的側(cè)視圖，其中軸20被豎直定向并且具有中空部分98，以及當(dāng)電極18a-18b被置于轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)中時(shí)用于允許水96進(jìn)入軸的開放端100以及用于允許水離開軸的出口孔l(^a-102e。圖是圖3A所示的設(shè)備的透視圖，進(jìn)一步示意了用于允許水 96流經(jīng)電極的固定電極Ma中的外圍槽104，以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的豎直定向。圖4是本電凝設(shè)備的示意圖，作為示例，本電凝設(shè)備適于處理來自可用源112例如湖、井、礦井或船舶艙底(ship bilge)的水。來自源的水可以使用過濾器114過濾，并且使用泵82被引入到電凝器10內(nèi)，泵82由于控制水的流速并且因此控制在電凝器內(nèi)的停留時(shí)間。水可以被使用粗糙的前置過濾器116進(jìn)行進(jìn)一步過濾。離開電凝器10的研磨劑與被處理的水一起可以通過分離器117去除，并且返回到凝結(jié)器10內(nèi)。離開凝結(jié)器10的被處理的水可以被引導(dǎo)通過分批閥(batch valve) 118，至一個(gè)或多個(gè)澄清器罐120，122，在這里，電凝的污染物被通過重力從水中分離并且被引導(dǎo)分別通過閥1 和1 至沉物處理位置128。被凈化的水可以使用閥130引導(dǎo)出罐120和122，并且可以使用后置過濾器132進(jìn)行進(jìn)一步過濾，并存儲(chǔ)到罐134內(nèi)。泵136可以被用于將水從罐134通過臭氧發(fā)生器138， 如果需要額外的凈化，并且使用閥140進(jìn)行分配。然而，圖4示意出通過批處理分離被電凝的污染物，使用連續(xù)沉積過程或連續(xù)過濾過程是同等有效的。已經(jīng)概括描述了本發(fā)明，下面的示例提供另外的細(xì)節(jié)實(shí)施例1200ml煤塵和3. 7L水的混合物被添加到1加侖的容器內(nèi)，該容器具有如圖3A和 3B中所示意的相同的配置，除了使用一個(gè)鋁轉(zhuǎn)動(dòng)電極和兩個(gè)鋁固定電極之外。在固定和轉(zhuǎn)動(dòng)電極之間施加12V的電壓5分鐘，轉(zhuǎn)動(dòng)電極具有3"的直徑，1/16英寸的厚度，與固定電極間隔開1/4英寸，并且轉(zhuǎn)速600rpm。固定電極厚度為1/16英寸。約5A的電流在電極之間流動(dòng)。不在水中添加研磨劑或鹽。凝固后，被處理的水被允許放置5分鐘。并且利用商業(yè)上可得到的濁度計(jì)觀察到濁度從高變低。實(shí)施例2具有大于200ppb的以As3+存在的砷的代用(surrogate)水樣品以約20L/h的速度流到1. 25加侖的電凝室內(nèi)，所述電凝室類似于在圖3A和;3B中示意出的，具有3英寸直徑的鐵和鋁電極被間隔開0. 250英寸，在同一主軸上以約900rpm轉(zhuǎn)動(dòng)，并且被鋁固定電極等距隔開。運(yùn)動(dòng)場用沙(playground sand)被用作研磨劑，轉(zhuǎn)動(dòng)和固定電極之間的電壓約 12V并且它們之間的電流約5A。處理后，離開容器的水被允許放置30分鐘，并且不進(jìn)行額外的過濾即輕輕倒出。發(fā)現(xiàn)砷的濃度低于所使用的檢測設(shè)備的可檢測極限，估計(jì)小于lOppb。 絮凝物分析(Analysis ofthe floe)顯示砷的濃度大于300ppb。本發(fā)明人相信作為狗+++ 的鐵與砷發(fā)生了反應(yīng)并且鋁對(duì)于去除鐵和反應(yīng)的砷是有效的。 本發(fā)明的前述描述已經(jīng)被呈現(xiàn)為用于示意和描述目的，并且不意于是詳盡的，并且不意于將本發(fā)明限制于所公開的精確形式，很顯然地，根據(jù)上述的公開，許多修改和變異也是可能的。實(shí)施例被選擇并且描述用于最好地解釋本發(fā)明的原理，并且因此其實(shí)際應(yīng)用使得本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠以適合于所設(shè)想的特殊用途的各種實(shí)施方式和各種修改最佳地利用本發(fā)明。本發(fā)明的范圍通過下面附屬的權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于從水中去除污染物的設(shè)備，包括下述元件的組合 盛水的容器；至少一個(gè)平面電極，其能夠被繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；主軸，其具有與所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極中每一個(gè)的軸線共線的軸線，所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極被附接至所述主軸；至少一個(gè)平面固定電極，在其上具有第一開口，用于允許所述主軸從中穿過，所述至少一個(gè)平面固定電極被設(shè)置于所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極附近并且平行于所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極的平面，并且用于在它們之間形成容積，所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極和所述至少一個(gè)固定電極被置于所述水中；電流源，其與所述至少一個(gè)固定電極和所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極電接觸，用于有效地致使所述水中的污染物電凝；以及用于使所述主軸以所選角速度圍繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，以便致使所述被污染的水通過所述容積。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)電極包括具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的圓形電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括用于從被處理的水中分離電凝的污染物的裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中，用于分離電凝的污染物的裝置包括至少一個(gè)澄清器罐，用于允許所述水中的電凝的污染物沉淀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極和所述至少一個(gè)固定電極被浸在所述水中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述容器包括入水口；出水口 ；用于將所述被污染的水引入到所述入水口中的裝置，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.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述被污染的水在所述容器中具有所選擇的停留時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)固定電極具有用于允許水從中經(jīng)過的至少一個(gè)第二開口。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)第二開口是與所述第一開口連續(xù)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括設(shè)置于所述罐中的平面不導(dǎo)電擋板，包含所述擋板的平面還包含所述軸線。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，具有所選尺寸的不能溶解于水的研磨顆粒被添加到所述罐中，用于減少所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極和所述至少一個(gè)固定電極上的沉積。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，所述不溶解的研磨材料被從沙，玻璃珠，磨砂玻璃，石榴石以及它們的混合物中選擇。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述直流源包括恒定電流源。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，在所述被污染的水中添加鹽，以降低所述直流源產(chǎn)生直流電所需的電壓。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極包括化學(xué)活性金屬。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述化學(xué)活性金屬被從鋁，鐵，鈣和鎂中選擇。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)固定電極包括化學(xué)惰性導(dǎo)電材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，所述化學(xué)惰性導(dǎo)電材料被從不銹鋼，鈦，鉬及石墨中選擇。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極包括化學(xué)惰性導(dǎo)電材料。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中，所述化學(xué)惰性導(dǎo)電材料被從不銹鋼，鈦，鉬及石墨中選擇。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述至少一個(gè)固定電極包括化學(xué)活性金屬。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，所述化學(xué)活性金屬被從鋁，鐵，鈣和鎂中選擇。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包括過濾器，用于在將所述包含污染物的水引入到所述容器內(nèi)之前預(yù)過濾所述包含污染物的水。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，用于使所述主軸圍繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置包括電機(jī)。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的設(shè)備，其中，所述電機(jī)通過從電池、線路電壓和太陽能電池中選擇的電源供電。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述主軸具有空心的縱向內(nèi)部、與所述空心內(nèi)部連通的開放端，以及至少一個(gè)徑向孔，其連接所述空心內(nèi)部與所述主軸外面；并且，所述至少一個(gè)固定電極在其外圍附近具有至少一個(gè)缺口，以當(dāng)所述主軸圍繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所述水進(jìn)入所述主軸的開放端，通過所述至少一個(gè)孔離開，并且經(jīng)過所述至少一個(gè)固定電極上的缺口。
27.一種從水中去除污染物的方法，包括下述步驟提供至少一個(gè)平面電極，其能夠通過與其軸線共線的主軸繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以及至少一個(gè)平面固定電極，其被設(shè)置于所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極附近并且平行于所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極的平面，并且在它們之間形成容積，所述主軸穿過所述至少一個(gè)固定電極上的第一開口 ；使所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極和所述至少一個(gè)平面電極與被污染的水接觸； 以所選角速度轉(zhuǎn)動(dòng)主軸，以致使被污染的水經(jīng)過所述容積；以及在所述至少一個(gè)固定電極和所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極之間施加直流電，用于有效地致使水中的污染物電凝。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極包括圓形電極。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括從水中分離電凝的污染物的步驟。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的方法，其中，所述分離電凝的污染物的步驟包括允許電凝的污染物沉淀。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括使水以所選速度在所述可轉(zhuǎn)動(dòng)電極和所述固定電極附近流動(dòng)的步驟。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述至少一個(gè)固定電極具有用于允許水從中經(jīng)過的至少一個(gè)第二開口。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述至少一個(gè)第二開口是與所述第一開口連續(xù)的。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括在水中添加具有所選尺寸的不能溶解于水的研磨顆粒的步驟，以減少所述至少一個(gè)圓形電極和至少一個(gè)固定電極上的沉積。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述不能溶解的研磨顆粒被從沙，玻璃珠，磨砂玻璃，石榴石及它們的混合物中選擇。
36.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述施加直流電的步驟包括施加恒定的電流。
37.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括在被污染的水中添加鹽的步驟，以降低在所述施加直流電的步驟中所需的電壓。
38.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極包括化學(xué)活性金屬。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中，所述化學(xué)活性金屬被從鋁，鐵，鈣和鎂中選擇。
40.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述至少一個(gè)固定電極包括化學(xué)惰性導(dǎo)電材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中，所述化學(xué)惰性導(dǎo)電材料被從不銹鋼，鈦，鉬及石墨中選擇。
42.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述至少一個(gè)固定電極包括化學(xué)惰性導(dǎo)電材料。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，所述化學(xué)惰性導(dǎo)電材料被從不銹鋼，鈦，鉬及石墨中選擇。
44.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極包括化學(xué)惰性導(dǎo)電材料。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中，所述化學(xué)惰性導(dǎo)電材料被從不銹鋼，鈦，鉬及石墨中選擇。
46.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，還包括在使所述至少一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)電極和所述至少一個(gè)平面電極與被污染的水接觸的步驟之前過濾包含污染物的水的步驟。
47.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述主軸具有空心的縱向內(nèi)部、與所述空心內(nèi)部連通的開放端，以及至少一個(gè)徑向孔，其連接所述空心內(nèi)部與所述主軸外面；并且，所述至少一個(gè)固定電極在其外圍附近具有至少一個(gè)缺口，以當(dāng)所述主軸圍繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所述水進(jìn)入所述主軸的開放端，通過所述至少一個(gè)孔離開，并且經(jīng)過所述至少一個(gè)固定電極上的缺口。
全文摘要
本發(fā)明描述了用于通過電凝從水中去除污染物的設(shè)備和方法。交替接地的、轉(zhuǎn)動(dòng)的平面圓形電極和固定平面電極當(dāng)與被污染的水接觸時(shí)用作特斯拉流體泵，使水在轉(zhuǎn)動(dòng)和固定電極之間流動(dòng)。引入水中的不能溶解的研磨材料用于當(dāng)水被泵吸經(jīng)過時(shí)從電極上去除水垢。直流電被致使在每對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)和固定電極之間流動(dòng)，從而產(chǎn)生在它們之間流動(dòng)的水中的污染物的電凝。通過過濾或通過允許被處理的水放置選定的時(shí)間段，被電凝的物質(zhì)可以從被處理的水中分離出來。
文檔編號(hào)A61B18/02GK102596077SQ201080031649
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月2日
發(fā)明者J·E·舒馬赫三世(已故), L·E·伍德, W·R·洛斯圖特 申請(qǐng)人:阿維維德水技術(shù)有限公司