專利名稱：通過提供質(zhì)子來處理水的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理水的一種方法與設(shè)備，可用它來凈化淡水(包括一般的生活廢水、污水、農(nóng)業(yè)廢水、工業(yè)廢水、工程廢水、河水、池水、湖水與沼澤水、自來水、地下水、泉水、雨水與泥漿水等)，海水(包括海灣海水、港口海水與內(nèi)海海水等)以及混合海水(包括鹽湖水、河口水、海水湖水等)之類的各式各樣的水;軟化硬水;以及分離或回收痕量的油、蛋白質(zhì)或其它物質(zhì)。更確切地說，本發(fā)明所涉及的用于處理水之方法與設(shè)備具有如下特征給擬處理的水提供質(zhì)子或質(zhì)子與磁場(chǎng)，同時(shí)控制釋放出的質(zhì)子量或釋放出的質(zhì)子量與磁場(chǎng)強(qiáng)度，以之為控制指標(biāo)，從而通過使含于此種水中的物質(zhì)絮凝化、把它們吸附到絮凝物上、使之成為膠體或飄浮水面而后分離等手段進(jìn)行處理，由此來凈化擬處理的水、軟化硬水、或者分離或回收痕量的油、蛋白質(zhì)等。
磷和富營養(yǎng)物質(zhì)對(duì)湖泊、沼澤與內(nèi)海等封閉水域的污染，當(dāng)前不僅在日本而且在全世界已成為一個(gè)重大問題。眾所周知，這類污染的發(fā)展導(dǎo)源于農(nóng)業(yè)污水與生活廢水等之中所含的富營養(yǎng)物質(zhì)，它們流進(jìn)湖泊、沼澤、內(nèi)海、以及因海岸的開發(fā)而降低了水位的水域中。
為此，已實(shí)施了一些方法來限制富營養(yǎng)物質(zhì)流入封閉水域，例如，對(duì)城市生活型家庭廢水，農(nóng)業(yè)居民區(qū)廢水、以及由農(nóng)業(yè)污水與雨水產(chǎn)生的表土洗脫物質(zhì)作濃縮處理;同時(shí)采用了各種方法來保持和提高自凈能力，例如采用了除去沉積的污泥與藻類的方法以及在水中加入石灰一類化合物和吹入氧氣或空氣的方法。
至于軟化硬水的方法，已知有把硬水貯放一段時(shí)期，使堿土金屬(例如CaO)沉淀，用蒸餾或用離子交換樹脂來將其除去的方法，以及通過煮沸來沉淀這類金屬而使用上層清液的方法。
但是，上述這些先有技術(shù)涉及到下述一些問題在采用吸附劑、絮凝劑、中和劑、氧化劑與還原劑等的情形，以及在實(shí)行生物處理的情形，由于有次生污染物混入處理水中，同時(shí)產(chǎn)生出大量的污泥，就必須消除它們;而在采用其它方法的情形，即使投資了大量的設(shè)備與運(yùn)行費(fèi)用，迄今尚來能產(chǎn)生出滿意的效果。
還有，要分離出作為乳狀液而含在待處理之水中的油或以痕量溶解于水中的油，即令采用離心方法也是很困難的。
在先有技術(shù)中的將硬水貯存一段時(shí)間來軟化它的方法中，要是溶解在此種水中的堿土金屬濃度很高，則在絕大多數(shù)情形下水的pH變?yōu)槿鯄A性。這樣，便可讓水靜止一段長(zhǎng)時(shí)間后來產(chǎn)生和沉淀出氫氧化鈣或類似物質(zhì)，然而這種作用并非穩(wěn)定的，而且隨著濃度的減小，產(chǎn)生的沉積物量也變得較少。另一方面，在用離子交換樹脂、蒸餾、或煮沸來軟化水的情形，則會(huì)使成本提高，以致難以處理大量的水。
因此，本發(fā)明的首要目的是提供一種處理水的方法與設(shè)備，它們能夠去掉，減少，消除，反增生或回收陽離子、部分陰離子、富營養(yǎng)物質(zhì)、葉綠素、藻類、細(xì)菌、蛋白質(zhì)以及痕量的油或類似物質(zhì)。
本發(fā)明之另一目的則是提供一種處理水的方法，它能防止次生污染物混合到水中，而這種現(xiàn)象在先有技術(shù)中則是不可避免的，同時(shí)還只產(chǎn)生少量的污泥。
為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的第一個(gè)方面中給出了一種處理水的方法，其特征在于為擬處理的水提供質(zhì)子或質(zhì)子與磁場(chǎng)，同時(shí)控制釋放出的質(zhì)子量或釋放出的質(zhì)子量與磁場(chǎng)的強(qiáng)度，通過使之絮凝、吸附到絮凝物上、膠體化或漂浮到水面予以分離去掉、減少、消除、反增生或回收此水中所含的陽離子、部分陰離子、富營養(yǎng)物質(zhì)、葉綠素、藻類、細(xì)菌、痕量的油或類似物質(zhì)。
本發(fā)明的第二個(gè)方面是給出一種處理水的方法，其中，上述質(zhì)子的給予是通過提供含結(jié)晶水的釋放質(zhì)子之結(jié)晶礦物來完成的。
本發(fā)明的第三個(gè)方面是給出一種處理水的方法，它能通過用待處理之水稀釋用上述水處理方法所得的處理過的水，使后者擴(kuò)散入前者，從而去掉、減少、消除、反增生或回丈鮮鱸又省 本發(fā)明的第四個(gè)方面是給出一種處理水的方法，當(dāng)為產(chǎn)生出有助于沉淀物的形成與生長(zhǎng)之沉淀核而必須的陽離子量并不充分時(shí)，可以加入極少量的這類陽離子。
本發(fā)明的第五個(gè)方面是給出一種處理水的設(shè)備，此設(shè)備包括一水流槽或水管，其中盛有含結(jié)晶水的釋放質(zhì)子之結(jié)晶礦物;在此水流槽或水管外部裝有勵(lì)磁線圈，或在此流水槽或水管內(nèi)設(shè)置有一種磁性材料或磁性存儲(chǔ)件;在上述水流槽或水管內(nèi)設(shè)有清洗用噴嘴，借助噴出的空氣和/或水來洗凈釋放質(zhì)子之物質(zhì)與附著在上述磁性材料或磁性存儲(chǔ)件上的絮凝物。
本發(fā)明的第六個(gè)方面是給出一種處理水的設(shè)備，其中，在上述設(shè)備內(nèi)用來保持含結(jié)晶水的釋放質(zhì)子之結(jié)晶礦物的是一種擋住釋放質(zhì)子之物質(zhì)的圓筒，它可以適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)動(dòng)且其本體呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
附圖的圖面說明如下

圖1至4示明本發(fā)明的一種設(shè)備的實(shí)施例，其中圖1A為一處理槽的垂直剖面圖，截取自平行于包括一水管之直徑在內(nèi)的平面;
圖1B為圖1A中所示之水管的縱向垂直剖面圖;
圖2A為采用了圓盤狀磁鐵的一種水流槽結(jié)構(gòu)的平面圖;
圖2B為圖2A中所示結(jié)構(gòu)之垂直剖面圖;
圖2C為圖2A中所示圓盤形磁鐵的透視圖;
圖3為采用了片狀磁鐵的一種水流槽結(jié)構(gòu)的透視圖;
圖4A是裝有保持方石英之圓筒8的水流槽之側(cè)向垂直剖面圖;
圖4B是圖4A中所示之水流槽的縱向垂直剖面圖;
圖5示意性地表明采用一種稀釋法來處理水的方法;
圖6示意性地表明采用上述稀釋法的一種實(shí)驗(yàn)性設(shè)備;
圖7至14為曲線圖，表明以例4中擬處理的各種水稀釋的各種處理用水內(nèi)的離子行為。
在圖9至14中，以記號(hào)○標(biāo)明未處理過之水(在稀釋前)的特征值，其中的第一個(gè)指示初始值，而第二個(gè)指示處理后的值。同樣以記號(hào)●標(biāo)明稀釋后之水的特征值，其中的第一個(gè)指示初始值，而第二個(gè)指示處理后的值。
圖15為曲線圖，表明在例5中各種情形下磷(P)與氮(N)的行為隨稀釋程度和老化時(shí)間的變化;
圖16與17為曲線圖，表明在例6中按分批稀釋處理時(shí)，魚池中水的磷(P)與氮(N)的行為以及透光率;
圖18為曲線圖，表明在例7中按連續(xù)流動(dòng)稀釋處理時(shí)水中的磷(P)與氮(N)的行為以及透光率。
本發(fā)明將參考以下例子加以更詳細(xì)的說明，但應(yīng)理解本發(fā)明并不受這些例子限制。
作為含于待處理之水中的物質(zhì)而被去掉、減少、消除、反增生或回收的，可列舉出陽離子、部分陽離子、富營養(yǎng)物質(zhì)、葉綠素、藻類、細(xì)菌、蛋白質(zhì)以及痕量的油或類似物質(zhì)。
作為給予質(zhì)子的方法，可資利用的有電解水法、離子交換法、電子碰撞法和提供含結(jié)晶水之釋放質(zhì)子的結(jié)晶礦物方法等。至于含結(jié)晶水之釋放質(zhì)子之結(jié)晶礦物，可資利用的例如有天然方石英、人造方石英、沸石和類似礦物，但任何具有易于釋放出質(zhì)子之特征的礦物都可以采用。
在以下的例子中，所用到的提供含結(jié)晶水之釋放質(zhì)子的結(jié)晶礦物的方法，乃是最容易、最廉價(jià)和最安全的供給質(zhì)子的方法。
所釋放出的質(zhì)子量可以根據(jù)含結(jié)晶水之釋放質(zhì)子的結(jié)晶礦物之種類、擬處理的水量以及處理時(shí)間等自由調(diào)節(jié)。
釋放出的質(zhì)子量，即它是高還是中/低質(zhì)子濃度，可以通過測(cè)量水系的pH值來確定，此種水系中已配備有方石英之類的釋放質(zhì)子的物質(zhì)且已使其靜置24小時(shí)。換言之，釋放出之質(zhì)子量要根據(jù)處理水的目的這樣控制，即，pH值不超過5.5時(shí)為高質(zhì)子濃度，而pH不小于5.6時(shí)為中等或低質(zhì)子濃度。
磁場(chǎng)是用常規(guī)方法提供的，即把水流通路本身置于一線圈中并激勵(lì)此線圈(通過改變此線圈的匝數(shù)可以自由地調(diào)節(jié)其磁通密度);或者將一磁性材料或磁性存儲(chǔ)件依下述方式置于此水流通路中，使磁通的分布平均化，得以使運(yùn)行中的水之阻力減至最小(參看圖1、2、3與4)。至于此種磁性材料或磁性存儲(chǔ)件，采用的是一般的磁性材料與鐵氧體、鋇鐵氧體或類似材料，而以塑料為粘合劑。使用塑料是合宜的。
在下述的例子中，是通過鐵氧體磁鐵與磁鐵片(鐵氧體壓制成的片狀物，將N極與S極按網(wǎng)狀態(tài)布置)來形成磁場(chǎng)的。
至于質(zhì)子與磁場(chǎng)的提供，則當(dāng)釋出的質(zhì)子量為中等或低濃度，而磁場(chǎng)強(qiáng)度低至處理槽中的最大磁通密度約為100-600高斯(以后記作G)之際，含于待處理之水中的物質(zhì)，特別是陽離子，就絮凝得很快，一部分陰離子(磷酸鹽離子)共同沉淀，而有機(jī)氮與藻類等則為絮凝物所吸附而沉淀，同時(shí)痕量的油則飄浮到水面上而被分離。
當(dāng)加多釋放出的質(zhì)子量，并使磁場(chǎng)強(qiáng)度增至槽中的最大磁通密度為約1000～2000G的高磁場(chǎng)強(qiáng)度之際，此時(shí)水中所含的物質(zhì)，特別是陽離子、磷酸鹽離子、油脂與蛋白質(zhì)等即成為膠體，從而不會(huì)成為細(xì)菌的營養(yǎng)源，同時(shí)防止了有機(jī)物質(zhì)沉淀到封閉水域之底部或能減少此種沉淀量。應(yīng)用能釋出超量的質(zhì)子的合成沸石，也可以和提供強(qiáng)磁場(chǎng)的情形相同，加速這種膠態(tài)的分散過程。應(yīng)該根據(jù)處理水之目的來選擇釋放出的質(zhì)子量或釋放出的質(zhì)子量與磁場(chǎng)強(qiáng)度。
依據(jù)本發(fā)明，能夠直接地為擬處理的水提供質(zhì)子或質(zhì)子與磁場(chǎng)而處理含于此擬處理的水中之物質(zhì)，也可以將在先前處理中所獲得的處理過的水，即所謂處理用水，稀釋和分散到擬處理的水中，以便處理含于擬處理之水中的物質(zhì)。在上述處理方法中，為產(chǎn)生用于加速沉淀物的形成與生長(zhǎng)的沉淀核而需之陽離子，在此處理用水或擬處理之水中的量不充分時(shí)，則最好在處理過程中添加少量的陽離子。當(dāng)含于擬處理之水中的物質(zhì)為葉綠素與藻類時(shí)，則可通過釋放中等數(shù)量或少量的質(zhì)子，以及采用約100至600G的中或低磁場(chǎng)強(qiáng)度作為裝有方石英的處理槽中的最大磁通密度，使上述物質(zhì)快速絮凝而完全除去。
當(dāng)擬處理之水為硬水，即此擬處理之水中所含物質(zhì)主要為鈣離子與鎂離子等一類堿土金屬離子時(shí)，則可通過釋放出中等數(shù)量或少量的質(zhì)子，以及采用約100至600G的堿場(chǎng)強(qiáng)度作為處理槽中的最大磁通密度，來絮凝這類離子并將其完全除去，從而把硬水轉(zhuǎn)變成軟水。
當(dāng)擬處理之水中所含物質(zhì)為蛋白質(zhì)和/或痕量的油時(shí)，要是通過直接提供含結(jié)晶水的釋放質(zhì)子的結(jié)晶礦物來給予質(zhì)子時(shí)，則所供給的質(zhì)子量要據(jù)如下指標(biāo)來確定，即當(dāng)以磁場(chǎng)強(qiáng)度約為100至600G的中或低場(chǎng)強(qiáng)來作為處理槽中的最大磁通密度時(shí)，擬處理之水的pH屬于中性范圍。
當(dāng)通過溶解有質(zhì)子的水(在稀釋處理情形中)來提供質(zhì)子時(shí)，這種處理用水(溶解有質(zhì)子的水)所需添加的數(shù)量應(yīng)據(jù)下述指標(biāo)確定，即在添加有此種處理用水的被處理之水中的pH，要比原始的未處理之水中的pH低0.3以上，而此被處理的水經(jīng)稀釋后的pH處于6至8的中性范圍。
在用含結(jié)晶水之釋放質(zhì)子的結(jié)晶礦物來直接或間接地給擬處理之水提供質(zhì)子以分離出油的兩種情形下，所給予的質(zhì)子量要據(jù)下述指標(biāo)確定，即乳狀液要消失，油滴要完全漂浮在水面上，而所處理之水的pH是在前述裝圍內(nèi)。
采用上述方法，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)被絮凝，聚沉與沉降時(shí)，痕量油則是漂浮于水面上被分離并除去。
為了分離并回收水中的蛋白質(zhì)，最好是把由添加溶解有質(zhì)子之水稀釋過的擬處理之水的pH調(diào)節(jié)至6.9～6.0。為了分離出痕量的油，采用添加溶解有質(zhì)子的水，即采用稀釋處理的方法最為有效。
各種元素的分析法則根據(jù)環(huán)境局的13號(hào)通告或JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))的分析法。
更具體地說，各種元素按下述方式分析。
1.磷將鐵的標(biāo)準(zhǔn)液加到待分析的樣品上，且進(jìn)一步向其中添加硝酸與高氯酸。將此混合物加熱、濃縮并完全氧化，使有機(jī)物分解。用鉬藍(lán)法對(duì)磷進(jìn)行定量分析。
2.氮用基耶達(dá)-奈斯勒(Kjeldahl-Nessler)測(cè)氮法或戴氏(Devorda)還原性基耶達(dá)-奈斯勒法，對(duì)樣品進(jìn)行比色分析。
3.鈣將鹽酸加到待分析的樣品上來溶解絮凝物，并用原子吸收光譜法作定量分析。
4.鈉與鉀將鹽酸與水加到擬分析之樣品上，并用原子吸收光譜法作定量分析。
在以下各例中，N(作為NH+4)、P(作為PO3-4)、R.N、R.F、COD與SS分別指作為NH+4存在的氮、作為PO3-4存在的磷、有機(jī)氮、初始值、化學(xué)需氧量與懸浮的固體物質(zhì)。
T.N、T.P與T.Fe中之T代表“全部的”。T.N即代表全部的NH+4型的氮(N)、有機(jī)氮(N)與NOX型的氮(N)。T.P則代表全部的磷酸鹽化合物與有機(jī)磷(P)，而T.Fe則代表全部的鐵(Fe)、Fe++與Fe+++型的鐵(Fe)。
例1T.N、T.P與COD等隨時(shí)間的變化
在例1的實(shí)驗(yàn)中，考察了具有表1所列成分與化合物值的生活污水Omi-hachiman城市住宅開發(fā)公司污水處理廠的未處理的水、初級(jí)理過的水與二級(jí)處理過的水)。
將100克的方石英與場(chǎng)強(qiáng)為340G的磁鐵片一起裝入-500毫升的燒杯內(nèi)，使它們與此燒杯的內(nèi)壁緊密接觸。將400毫升未處理的水、初級(jí)處理過的水與二級(jí)處理過的水，分別加入相應(yīng)的燒杯中。處理的時(shí)間順序確定在30分鐘至300分鐘之間，業(yè)已達(dá)到此預(yù)定處理時(shí)間的試樣立即通過GF/F濾紙過濾，測(cè)定此已分離掉絮凝物的濾液來研究T.N、T.P與COD等隨時(shí)間變化的行為。結(jié)果示明于表2。
(表中的tr表示痕量)從上述結(jié)果看出，在未處理過之水中的T.P、NH4、T.Fe與Ca顯示出隨時(shí)間延長(zhǎng)而減少的有利傾向。但是，在共存有NO-3(在初次處理水與二次處理水的情形)時(shí)，除了對(duì)于磷(P)外，未觀察到有顯著的處理效果。上述未處理過的水則含有大量的有機(jī)SS(懸浮固體)，它們隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而呈膠態(tài)，且看來是增加COD值的原因。
例2T.P、NH+4與COD等隨最大磁通密度的變化。
在例2的實(shí)驗(yàn)中，研究了已生有綠藻的Kakogawa城附近的灌溉池水。將800毫升的這種待研究的水加入一內(nèi)裝有200克天然方石英的1升燒杯內(nèi)。分別對(duì)這樣一批燒杯中的水施加180、600與1000G的最大磁場(chǎng)強(qiáng)度，然后都經(jīng)120分鐘后過濾。對(duì)各種濾液測(cè)量了總的磷(P)與總的NH+4以及COD值與透光率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表3。
在以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，在很廣的磁通密度范圍內(nèi)觀察到磷(P)量存在著減少的有利趨勢(shì)。另一方面就NH+4看來，它在低磁通密度范圍內(nèi)，類似于前述蚜追從Χ始跎僨魘 而在高磁通密度范圍，可以認(rèn)為作為絮凝物分離出去的NH+4，將隨著時(shí)間的延長(zhǎng)再次變?yōu)槟z態(tài)形式而保留下來。
例3軟化的硬水例對(duì)受到了硬水有害影響的下述樣品中進(jìn)行了除去鈣離子的實(shí)驗(yàn)。同時(shí)也以絮凝物的形式，按鈣離子情形的相同方式除去了痕量的鎂離子等。
(樣品)(a)Koyama公園的池水(地下水)，(b)Higashi-Kakogawa區(qū)的農(nóng)業(yè)灌溉池水(含生活污水與農(nóng)業(yè)污水);
(c)瑞典，Bosta-Trask地區(qū)的水(湖水);
(d)瑞典，Bruns-Viken地區(qū)的水(生活用地下水)。
將100克的方石英(日本秋田港地區(qū)產(chǎn))與場(chǎng)強(qiáng)為240G的磁鐵片分別置于一批300毫升的燒杯內(nèi)，各加250毫升的樣品水。各燒杯均覆蓋以表玻璃，靜置24小時(shí)后通過GF/F濾紙過濾收集50毫升的濾液并加上10毫升的鹽酸，按100毫升的恒定體積進(jìn)行原子吸收光譜法測(cè)定。
收集適量未處理的水，依同樣方式用原子吸收光譜法測(cè)定。未處理之水以及已處理之水中的鈣(Ca)離子濃度列于表4中。
在以上實(shí)驗(yàn)中，任何飲用水都顯示出除去鈣離子的一種有利傾向，顯然，本發(fā)明的方法可用于軟化硬水并可防止鈣沉積到水管或其它類似容器上。
例4由各種未處理的水所稀釋之各種處理用水中的離子行為。
1.處理用水的配制(a)由污水與海水組成的處理用混合水可以認(rèn)為，流入內(nèi)海、海灣、池、湖與沼澤中的富營養(yǎng)物質(zhì)都起源于一般的生活廢水。在這些實(shí)驗(yàn)中，假定生活廢水是流入海水，將混合的海水(生活廢水與海水按1∶1比例混合)注入采用了方石英與磁場(chǎng)(220G)的處理槽中，使其靜置24小時(shí)，由此配制出處理用水。用于稀釋處理目的的按上述方法獲得的處理用水，它的pH定在約5.0至3.0之間。
(b)處理用污水按照上例(a)中相同的方式，處理了生活污水處理廠(Himeji城，Ebuna住宅發(fā)展公司水處理廠，廢水量600噸/日)排出的廢水。此外，還將鋁凝膠加到處理用水(a)與(b)中制成處理用水。
2.研究經(jīng)稀釋之水中的離子行為為了研究經(jīng)稀釋之水中的離子行為，將未處理的水(即排出的廢水、混合的海水與海水，在下表中分別稱之為A、B與C)與處理用水(即其中混合有排出的廢水及海水的處理用水)、處理用的污水、以及在其中添加有鋁凝膠的前兩種處理用水〔表中以后分別記為a，b，a+gel(gel代表凝膠體)與b+gel〕如表5所示組合，形成絮凝物，考察了磷(P)與氮(N)及其它陽離子的行為。
各種情形的處理時(shí)間均為60分鐘?；旌?0分鐘后，測(cè)量了各濾液中所保留的每一種離子的濃度，并用洗瓶將沉積物沖洗入原來的燒杯中，測(cè)量此沉積物中各種離子的濃度。
(測(cè)量結(jié)果)測(cè)量結(jié)果示于圖7至14的曲線圖中。在圖9至14中，符號(hào)○指未處理之水(稀釋前)的特征值。其中的第一個(gè)指初始值，而第二個(gè)指處理后的值。
同樣，符號(hào)●指稀釋后水的特征值，其中的第一個(gè)指初賈擔(dān)詼鮒復(fù)硨蟮鬧怠 盡管pH趨向酸性側(cè)，但CaO、MgO、Al2O3、Fe3O4與ZnO以及類似物質(zhì)的陽離子會(huì)沉淀，且特別是處于弱酸態(tài)時(shí)，形成氫氧化物的離子將急劇地發(fā)生反應(yīng)，足以快速地使得Al2O3、Fe3O4、ZnO與類似的物質(zhì)沉淀。在堿性側(cè)產(chǎn)生氫氧化物的離子(例如MgO與CaO之類)則經(jīng)過一段長(zhǎng)時(shí)間逐漸成為沉積物。磷(P)與氮(N)的除去與上述這些陽離子的沉積緊密相關(guān)，這里P是作為PO-34而N是作為NH+4的，它們特別是在酸性側(cè)急劇地與產(chǎn)生氫氧化物的痕量(1至5ppm)陽離子化合，由此而從水中除去。因此，為了從水中除去磷(P)與氮(N)，極其重要的是要讓處理用水和/或待處理的水中含有適量的陽離子，同時(shí)需存在適量的質(zhì)子與磁通密度。如果在此種處理用水和/或待處理之水中并不存在適量的陽離子，則可以通過添加1至5ppm的鋁(Al)離子(鐵(Fe)離子等)，來完全除去磷(P)。采用普通的堿處理法難以分離出不超過幾個(gè)ppm的作為氫氧化物的陽離子。
要是在處理用水和/或待處理之水中含有適量的陽離子，即使經(jīng)稀釋后的pH達(dá)到6.5至6.8，也會(huì)足夠快地生成絮凝物來達(dá)到這一應(yīng)用了采取圖6所示稀釋法的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，待處理的水與處理用水分別以1500毫升/小時(shí)與150毫升/小時(shí)的流量連續(xù)地流送。作為待處理的水，采用了魚池水與排出的廢水(Ebuna住宅開發(fā)公司的污水處理廠排出的廢水);而作為處理用水則有a排出的廢水+海水;b排出的廢水，以及b+gel;添加有鋁凝膠體且按例4同樣方式處理過的排出的廢水。待處理的水與處理用水是在一混合槽中自然地混合，以在上述沉降槽中產(chǎn)生絮凝物與沉淀出沉積物。使上面的清液流出而獲得處理過的水，并測(cè)量了以下各數(shù)值。把在收集各種水時(shí)通過分析獲得的數(shù)值用作為各個(gè)初始值。在除去磷、氮和藻類方面(代之以透光率)可獲得的滿意結(jié)果，有一些給出在圖18的曲線圖中。有關(guān)此種連續(xù)流動(dòng)稀釋處理的實(shí)驗(yàn)結(jié)果列出在表7中。
按照表6進(jìn)行了老化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果示明于圖15中的曲線圖中。
分析中，讓生成的絮凝物通過GF-F濾紙過濾，并測(cè)量了留在濾液中的T.P與T.N，用以考察有效類別的處理用水，有效的稀釋時(shí)間與老化效應(yīng)。
如圖15中的曲線圖所表明1.在混合水+處理用混合海水的情形，即使經(jīng)100倍稀釋，也顯示出有良好的除磷(P)與除氮(N)效果，同時(shí)，老化處理也產(chǎn)生出良好的除害效果。
2.在排出的廢水+處理用排出的廢水之情形中，僅僅是經(jīng)10倍目的。
顯然，通過稀釋處理能使磁場(chǎng)的分布在很大程度上得到均化。
例5各種情況下的磷(P)和氮(N)與稀釋程度和老化時(shí)間的關(guān)系。
作為擬處理的水，用到的是按1∶1混合的海水與排出的廢水(Himeji市政Ebuna住宅開發(fā)公司污水處理廠排出的廢水)之混合海水，以及該廠排出的廢水。
處理用水是按照例4中的相同方式處理上述的混合海水、上述的排出的廢水以及添加了2.65ppm當(dāng)量鋁(Al)凝膠體的上述廢水。為了研究經(jīng)稀釋的處理過的水的離子行為，將表6中的擬處理之水((即排出的廢水與混合海水，下表中分別稱作A與B)與處理用水((即處理用海水、處理用排出的廢水與通過添加2.65ppm當(dāng)量之鋁凝膠體處于處理用排出的廢水中而獲得的處理用水，下表中分別稱作為a、b與c)混合，形成絮凝物，并考察了磷(P)、氮(N)與其它陽離子的行為。稀釋再結(jié)合上老化處理才顯示出除磷與除氮效果。
這一事實(shí)表明，蜓衾胱迂遜Χ賈氯鄙儷粱锝檔土宋接氤粱芰Α 3.在排出的廢水+添加有鋁凝膠體的處理用排出廢水的情形，即使是稀釋100倍也顯示出非常良好的除磷效果，由于質(zhì)子量很小，即令在pH為6.7至6.8時(shí)，處理后仍含有適量的陽離子。除氮效果也是良好的，顯示出類似于老化效應(yīng)的趨向。
由以上結(jié)果已可證明，要是擬處理的水和/或處理用水含有或使其含有適量的陽離子，同時(shí)提供了適量的質(zhì)子來絮凝這些陽離子，則還可進(jìn)一步提高稀釋的程度。
例6在分批稀釋處理下，魚池中水的磷、氮與透光率。
采用魚池中的水作為待處理的水，至于處理用水，采用“a”排出的廢水+按例4中同樣方式處理過的海水，“b”按例4中同樣方式處理過的魚池水;“b+gel”(gel表凝膠體)魚池中的水添加有鋁凝膠體且依例4同樣方式處理過。稀釋10倍與20倍時(shí)磷(p)與氮(N)量以及透光率隨時(shí)間變化的情形示明于圖16與17中，其中還示明了磷(P)與氮(N)的行為以及透光率與稀釋程度的關(guān)系。
例7在連續(xù)流動(dòng)稀釋處理下之水的磷(P)與氮(N)之行為與透光率。
圖6示意性地表明了采用本發(fā)明之處理用水來稀釋水以對(duì)水進(jìn)行處理的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備。參考數(shù)字(14)表示未處理之水的貯存槽，(1)表示采用了方石英與磁場(chǎng)的處理槽，(15)表示海水與處理用水的貯存槽，(16)表示處理用水的貯存槽，(17)表示定量泵，(9)表示混合槽而(10)為沉降槽。
將例7中通過連續(xù)流動(dòng)稀釋處理實(shí)驗(yàn)所獲得的處理過的水，再次用魚池水稀釋(×11×5至×11×50)，并按相同方式生成絮凝物。測(cè)量了上層清液中留下的T.P與T.N以及透光率，由此肯定了，經(jīng)11倍稀釋的處理用水是繼續(xù)有效的。從圖17中下面所示的結(jié)果可以證明，這種稀釋過的水仍然保持有適當(dāng)?shù)哪芰Α?br> 至于處理過之水的效果，在排出的廢水+排出的處理用水+50ppm凝膠體的情形，可以有效地稀釋550倍，而在排出的廢水+海水的情形，可以有效到稀釋330倍。
據(jù)以上所述例子，得到了以下結(jié)論1.當(dāng)一種元素在較低的pH形成氫氧化物時(shí)，它就具有較高的去離子傾向，但即令是一種在堿性側(cè)產(chǎn)生氫氧化物的元素，它也會(huì)顯示出去離子的傾向，盡管本發(fā)明的處理是在弱酸側(cè)進(jìn)行的。
2.本發(fā)明之方法中所表明的這類傾向與效果，對(duì)于分批處理與連續(xù)處理都是相同的。
3.在本發(fā)明的處理工藝中，即使是痕量的陽離子也會(huì)成為沉積物，而這樣一種傾向?qū)τ谠诘蚿H范圍內(nèi)產(chǎn)生氫氧化物的元素來說尤其顯著。
4.在本發(fā)明的處理工藝中，陽離子首先被絮凝，而一部分陰離子則在陽離子絮凝時(shí)為此種陽離子所吸附與絮凝，由此而從處理的水中除掉此陽離子與部分陰離子。
5.在本發(fā)明的處理工藝中，極為重要的是，在擬處理的或已處理過的水中，應(yīng)含有適量的陽離子(最好是1至5ppm的鐵(Fe)、鋁(Al)或類似元素的，但此數(shù)量可以變化且可采用其它離子)。因此，取決于處理時(shí)間、處理方法、擬處理之水中的離子濃度、處理過之水中的離子濃度等因素，在必要時(shí)，可在處理之前添加痕量的陽離子。
6.在本發(fā)明的處理工藝中，極為重要的是，在擬處理的水中或處理用水中，應(yīng)根據(jù)陽離子量存在必需數(shù)量的質(zhì)子(處理用水中的質(zhì)子量，根據(jù)預(yù)定的pH，由處理時(shí)間控制)。
7.考察通過連續(xù)流動(dòng)處理所獲得之處理用水(經(jīng)稀釋11倍)中仍然保持的凈化處理能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在處理用的排出廢水中之質(zhì)子，直至稀釋50倍(對(duì)于未處理過的水，則為稀釋550倍)仍然保持有作用;而在處理用的混合海水中所保留的離子與質(zhì)子這兩者，直至稀釋30倍時(shí)仍起作用。當(dāng)處理用的混合海水稀釋50倍時(shí)，所除去之磷(P)的比例大大降低了?？磥磉@是由于陽離子的數(shù)量因絮凝物的形成而變得不充分所致。
8.比較此連續(xù)流動(dòng)處理實(shí)驗(yàn)前后的特征值，發(fā)現(xiàn)在除去BOD、T.P、藻類與葉綠素A方面是非常有效的。
例8處理含有粘土的工程廢水、河水與泉水(即含膨潤土的水)(樣品水)1.Shimane縣的河水。
2.Shimane縣山岳間一建筑工地的廢水。
3.Aichi縣山岳間一建筑工地的廢水。
4.Himeji城地下建筑工地的廢水。
5.Himeji城效區(qū)山麓間一建筑工地的廢水。
6.Kanuma城的泉水7.Hiuga城的泉水(處理用水的配制)將1公斤的方石英(粒度＜20毫米)浸入于1升的普通河水中，于230G的最大磁通密度下在處理槽中保持6小時(shí)，以便使質(zhì)子充分溶于水中。這樣得到的水之pH為4.5。然后將3ppm的鐵(Fe)離子或鋁(Al)離子加到此溶解有質(zhì)子的水中來調(diào)節(jié)其功能，這樣便配制成了此種處理用水。
(實(shí)驗(yàn)級(jí)別)1.樣品水1，1升+處理用水2毫升2.樣品水2，1升+處理用水5毫升3.樣品水3，1升+處理用水5毫升4.樣品水4，1升+處理用水3毫升5.樣品水5，1升+處理用水3毫升6.樣品水6，1升+處理用水2毫升7.樣品水7，1升+處理用水2毫升(處理含粘土之水的實(shí)驗(yàn))將依據(jù)本發(fā)明配制成的處理用水添加到含有溶解狀態(tài)或膠態(tài)之膨潤土的泥漿水中，即含有粘土的工程廢水、河水與泉水中，添加后的pH使處于中性范圍。添加之后立即輕輕混勻，兩分鐘后再混一次。然后靜置此混合物，使水中所含的陽離子與膠態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樾鯛畛恋砦锿瑫r(shí)沉降。這樣形成的沉淀物之沉降速度為30厘米/30分。至于在沉淀槽中的仃留時(shí)間，60分鐘是足夠的。
(測(cè)量結(jié)果)處理前后各種成分的測(cè)定值列出在表8中。處理后的值為上層清水的分析值。
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，為了從含有膨潤土的水中沉淀和形成出堿土金屬離子，老化處理是必須的，而其它的陽離子、懸浮的固體物質(zhì)與膠態(tài)物質(zhì)則很快轉(zhuǎn)變?yōu)榇蛛x與除去的絮狀沉淀物。
例9通過連續(xù)下流混合來處理污水(樣品水)Himeji城的污水處理廠的輸入水(處理用水的配制)將10公斤的天然方石英(粒度＜20毫米)，浸入15升上述處理廠排出的廢水中，在槽中于230G的最大磁通密度下保持6小時(shí)，以使質(zhì)子充分溶于水中。在這種情形下水的pH為4.45。然后將2ppm的鐵(Fe)離子或鋁(Al)離子加入此溶解有質(zhì)子的水中，調(diào)節(jié)它的功能。這樣就得到了溶有質(zhì)子的處理用水。
(通過連續(xù)下流混合來處理污水)將未經(jīng)處理的污水與溶解有質(zhì)子的水分別從-100升容量的未經(jīng)處理之水的貯存槽與一處理用水的貯存槽，各自以10升/小時(shí)與0.02升/小時(shí)的速率連續(xù)下流。然后將此混合的水引入-20升容量的沉淀槽中進(jìn)行沉淀的老化與沉積處理。由于此上層清水(污水經(jīng)處理后)是連續(xù)地排出，就用泵唧方法從此沉淀槽的底部將沉淀物抽出，并引入一泵濾槽，由這里分離開過濾了的水與沉淀物。此過濾了的水被排出。
此沉淀槽的容量設(shè)計(jì)成具有200%安全系數(shù)的120分鐘的仃留時(shí)間。
(測(cè)量結(jié)果)由環(huán)境測(cè)量站測(cè)量了此未處理的污水與處理后排出的廢水的各種成分值。
測(cè)量的結(jié)果示明在表9中從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，對(duì)于BOD、T.P、SS、結(jié)腸桿菌菌落以及能見度具有特別高的處理效果。
在污水的常規(guī)處理方法中，在進(jìn)行了初級(jí)與二級(jí)的生物處理之后，常需作三級(jí)處理(采用聚集沉淀法與磷酸鈣結(jié)晶法等)，而脫磷的性能是頗為不夠的。按照本發(fā)明，只需用一級(jí)處理就夠了，而且操作簡(jiǎn)便，所處理過之水的級(jí)別相當(dāng)于通過三級(jí)處理的水。
特別是在脫磷效果方面，本發(fā)明遠(yuǎn)比任何其它方法優(yōu)越。經(jīng)處理過之水是無色的，顯示出良好的透明性而且?guī)缀跏菬o氣味的。
例10分離鐵(Fe)、鋁(Al)離子和/或SS在本實(shí)施例中所用之含結(jié)晶水的釋放質(zhì)子之結(jié)晶礦物，乃是粒度小于20毫米、含87.2%SiO2與5.25%結(jié)晶水的天然方石英。
至于樣品水，采用了(1)Ii河中的流水、(2)Izumo地區(qū)的泉水以及(3)制鐵工藝產(chǎn)生的廢液。
將1公斤的天然方石英浸入1升的水(pH7.0)中3至8小時(shí)，使質(zhì)子得以充分釋放并溶解于水中。在此情形下，溶解有質(zhì)子之水的pH，當(dāng)此種水歷經(jīng)3小時(shí)后為5.20，而在8小時(shí)后為4.05。然后抽出此種水，取10毫升與100毫升分別加入一升的上述(1)、(2)與(3)各種樣品水中。讓此種混合物靜置60分鐘。
在上述之水與溶液中的鐵離子、鋁離子或SS，在它們轉(zhuǎn)變成絮狀沉淀物的過程中徐緩地沉淀。所得到的上層清液表現(xiàn)出明顯地除去了鐵離子、鋁離子或SS的傾向。
根據(jù)JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))中的相應(yīng)方法分析了此種未處理之水及溶液以及處理過之水及溶液。分析結(jié)果列于表10。
例11分離痕量的油(樣品水)采用Himeji市政污水處理廠接收一側(cè)處的含有痕量油的水(供給質(zhì)子的方法)將10公斤的天然方石英(粒度＜20毫米)浸于從上述處理廠槽子中排出的15升廢水中6小時(shí)，最大磁通密度為230G，使質(zhì)子充分溶在水中，此時(shí)水的pH為4.45。將2ppm的鐵離子或鋁離子加入到此溶解有質(zhì)子的水中，調(diào)節(jié)其性能以獲得溶解有質(zhì)子的這種處理用水。通過這種溶解有質(zhì)子的水來提供質(zhì)子。
(分離痕量油的實(shí)驗(yàn))將溶解有質(zhì)子的水與含痕量油的未處理之污水，分別以0.02升/小時(shí)與10升/小時(shí)的速率連續(xù)地流下并混合，引入一沉降槽中。污水中的各種離子、懸浮固體物與細(xì)菌等均作為絮狀沉淀物而沉積出。當(dāng)這種絮狀沉淀物靜置120分鐘后，痕量的油即上升到液面而被分離。
處理前后各種成分的測(cè)量值列出于表11。
(附注處理后的值即上層清水的測(cè)量值)
從表中的正己烷提取物與能見度的數(shù)值可以看出，以溶液態(tài)或乳狀液形式存在于未處理水中的油，按很高的比例被分離與除去。
例12痕量油的分離(樣品水)一般的污水，含有部分為乳狀液而部分為可溶于水之油的痕量油。
(提供質(zhì)子的方法)1.由例11中溶解有質(zhì)子的水來提供質(zhì)子。
2.由天然方石英來直接提供質(zhì)子。
(分離痕量油的實(shí)驗(yàn))1.將2毫升溶解有質(zhì)子的水加入到1升樣品水中混合。將此混合液調(diào)至pH7.1，靜置60分鐘，讓生成的沉淀物沉積，使油作為油滴上升到液面。
2.將500克天然方石英(粒度＜20毫米)浸入1升的樣品水中，讓此兩者在230G的最大磁通密度下于一槽中靜置120分鐘。處理后的pH調(diào)至6.4，而痕量的油即作為油滴上升到液面并被分離。
(測(cè)量結(jié)果)對(duì)上面1與2中未處理的水與處理的水測(cè)量了pH、正己烷提取物與濁度。測(cè)得的值列于表12。處理后的值為上層清水的測(cè)量值。
由于油系痕量，正己烷提取物在任一種樣品水中均小于0.5ppm，在處理之前或之后的特征值未發(fā)現(xiàn)有差別，但從油滴上升到液面與濁度這兩方面看來，處理前后的數(shù)值間存在很大差別，由此斷定以溶液或作為乳狀液形式而含于水中的痕量油已被分離。
在上述分離法1與2的任何一種中，在水中所含的痕量油作為油滴升至液面而被分離的同時(shí)，乳濁液即行消失，因而油從水中完全分離。由以上濁度的測(cè)量值可以看出，上述分離法1(稀釋處理法)用于分離以溶液或乳狀液形式含于水中的痕量油最為有效。
例13分離蛋白質(zhì)和痕量的油(樣品水)1.含蛋白的水。
2.加工魚的水(包括海水)。
3.加工食品的水(含水溶蛋白的水)。
4.含植物蛋白的水。
(提供質(zhì)子的方法)將10公斤的天然方石英(粒度＜20毫米)浸于15升由一污水處理廠的槽中排出的廢水中，在最大磁通密度為230G的條件下靜置6小時(shí)，使質(zhì)子全面地溶解于水中，這樣獲得之水的pH為4.45。將2ppm的鐵離子或鋁離子加到此溶解有質(zhì)子的水中，調(diào)節(jié)其性能以獲得這種溶解有質(zhì)子的處理用水。由此種溶解有質(zhì)子的水來給出質(zhì)子。
(分離蛋白質(zhì)與痕量油的實(shí)驗(yàn))將1至5毫升的上述溶解有質(zhì)子的水添加到一升的以上這四種樣品水中混合。將此類混合物調(diào)至pH為6.1至6.8的范圍，靜置60分鐘使熟化沉淀。通過沉降分離出蛋白質(zhì)，同時(shí)痕量的油作為油滴上升到液面而分離。作為已處理之水測(cè)量了上層清水。
在這一處理中，pH用溶解有質(zhì)子之水調(diào)節(jié)，而水中所含的蛋白質(zhì)與其它物質(zhì)被沉淀出。為了斷定是否能用任何其它方法調(diào)節(jié)pH使沉淀生成，采用了0.1NHCl、L-抗壞血酸〔10%重量/體積〕與1NH2SO4調(diào)節(jié)了pH，但并沒有沉淀物形成。由這一事實(shí)可以有定，含于水中之蛋白質(zhì)沉淀現(xiàn)象乃是只能通過上述提供質(zhì)子之方法來生成的一種反應(yīng)。
(測(cè)量結(jié)果)處理前后之各種成分的測(cè)量值列出于表13。處理后的值乃是上層清水的分析值。
在以上任何一種已處理的水中，都形成了良好的蛋白質(zhì)凝結(jié)沉淀物因而能夠從水中分離出并回收蛋白質(zhì)(回收百分率為92～95%)。
關(guān)于少于0.5ppm的痕量油的分離，它的精確數(shù)值無法測(cè)量，但它的分離可從油滴上升到液面與濁度顯著降低這一事實(shí)得到證明。
從含植物蛋白之水的正己烷提取量在處理前后測(cè)量值的差別，可以明顯地看出痕量的油得到分離。
例14
圖1至4表明了本發(fā)明之設(shè)備的實(shí)施例。圖1所示的一種凈化水設(shè)備利用水管(1)本身(水通道管)作為處理槽。線圈(2)繞在此水管(1)上，受到激勵(lì)為此管內(nèi)提供磁場(chǎng)。磁通密度由該線圈的匝數(shù)予以確定。方石英(6)置于水管(1)內(nèi)，在線圈(2)的外側(cè)設(shè)有一絕緣套(5)。使未經(jīng)處理的水流入水管(1)內(nèi)，同時(shí)激勵(lì)上述線圈來提供磁場(chǎng)以凈化流入的水。從清洗噴嘴(4)周期性地噴入2至5公斤/平方厘米的空氣流和/或水，來清洗此方石英與類似物質(zhì)。在過濾槽、沉降槽或感應(yīng)分離槽中分離出絮凝物。
圖2表明的一種凈化水的設(shè)備利用水流槽(1)作為處理槽。這是采用了圓盤形磁鐵片(3)(塑料粘合劑+鐵氧體磁鐵)的一種設(shè)備例。在磁鐵件(3)中，N極與S極交替布置，這些磁鐵片間的最佳距離為2至3厘米。它們的排列方式要使得磁通密度的分布盡可能均勻。磁鐵件(3)的構(gòu)型、磁通密度與類似的性質(zhì)可自由地選擇，只要適合產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)的目的即可。使未處理之水(7)流入水流槽(1)來接受處理。由清洗噴嘴(4)周期性地噴射入2至5公斤/平方厘米的空氣流和/或水，以清洗附著于方石英(6)與磁鐵件(3)表面上的絮凝物。生成的絮凝物與膠體按照?qǐng)D1所示的同樣方式處理。
圖3所示的一種凈化水設(shè)備利用水流槽(1)作為處理槽，其中所設(shè)置的磁鐵片(3)的N極與S極交替地布置。磁鐵片(3)為一種磁化的塑料片，能夠?yàn)橹峁┛勺杂蛇x擇的磁通密度。N極與S極按網(wǎng)狀排列，這些磁鐵片(3)之間的最佳距離為2至3厘米。它們適合于低磁場(chǎng)并加速絮凝物的生長(zhǎng)。市售的多種這類產(chǎn)品具有180至160G的場(chǎng)強(qiáng)。由清洗噴嘴(4)周期性地噴入2至5公斤/平方厘米的空氣流和/或水，以清洗附著于方石英(6)與磁鐵片(3)之表面上的絮凝物。生成的絮凝物與膠體按圖1所示的同樣方式處理。
圖4所示的一種凈化水設(shè)備利用了水流槽(1)作為處理槽，同時(shí)采用了磁鐵片(3)。方石英裝在可旋轉(zhuǎn)的方石英保持圓筒(8)(方石英筐)中，后者的主體部分呈網(wǎng)狀。可以根據(jù)需要來旋轉(zhuǎn)此用于保持方石英的圓筒，從而能方便地將附著于此方石英表面上的絮凝物除去。
例15圖5與6示明了本發(fā)明的實(shí)施例。圖5則示意性地表明了采用稀釋法的處理水之方法。
在圖5中，參考數(shù)字(1)指一利用了方石英與磁場(chǎng)的處理槽。在此處理槽(1)中釋放出質(zhì)子同時(shí)存儲(chǔ)磁場(chǎng)，由此獲得處理用水。參考數(shù)字(a)表示一混合槽，其中的質(zhì)子與磁場(chǎng)的分布是均勻的，陽離子的絮凝逐漸發(fā)展，磷酸鹽離子被沉淀，有機(jī)態(tài)的氮被吸附與沉淀，同時(shí)藻類也被吸附與沉淀。參考數(shù)字(10)指用于進(jìn)行沉淀、老化與分離的沉降槽。參考數(shù)字(11)指一過濾槽，磷酸鋁、磷酸鎂、磷酸鈣、氮磷酸鹽、磷酸鐵、有機(jī)態(tài)的氮、銨鹽與藻類之類的沉積物在槽中得到分離。這些分離出的物質(zhì)在一沉積脫水槽(12)中脫水，用作農(nóng)肥。參考數(shù)字(13)表示一陽離子添加槽，需要時(shí)用來將陽離子加到處理槽(1)或混合槽(9)中。
圖6示意性地表示了采用此種稀釋法的一種實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
在圖6中，數(shù)字14、1、15、16、17、9與10分別指一未處理之水的貯存槽、具有方石英與磁場(chǎng)的處理槽、海水與處理過的水之貯存槽、處理過的水之貯存槽、定量泵、混合槽與一沉降槽。在此實(shí)驗(yàn)設(shè)備中，采用Ebuna住宅開發(fā)公司排出的廢水作為未處理的水。此種未處理的水在具有方石英與磁場(chǎng)的處理槽1中進(jìn)行處理，經(jīng)處理后，其中的一部分引入到海水與處理水的貯存槽15中，作為Ebuna住宅開發(fā)公司排出的廢水(50%)+海水(50%)組成的混合之已處理的水;而其余部分引入到已處理之水的貯存槽16中，作為Ebuna住宅開發(fā)公司本身的已處理過之排出的廢水。這兩種已處理過的水按150毫升/小時(shí)的速度，通過定量泵，分別引入兩個(gè)混合槽(容量分別為1.8升與4.5升)(9)中。另一方面，采用排出的廢水A2與魚池B2中未處理之水作為未經(jīng)處理的水。將Ebuna住宅開發(fā)公司未經(jīng)處理的排出之廢水，引入含有上述混合好的已處理之水的1.8升容量的混合槽9(A3)中;而將魚池中未經(jīng)處理之水引入含有該公司已處理之水的4.5升容量的混合槽9(B3)中，兩者的引入速度均為1500毫升/小時(shí)。在此混合槽9中，完成了陽離子的絮凝、磷離子的共同沉淀、有機(jī)氮的吸附與沉淀以及藻類的吸附與沉淀。在沉降槽10(A4、B4)中完成沉淀、老化與分離，同時(shí)排出凈化的水。
工業(yè)上的適用性從上面的闡述中可知，根據(jù)本發(fā)明的水處理工藝，能夠凈化所有環(huán)境下的水、軟化硬水或回收有用的物質(zhì)，而且是通過選擇釋放的質(zhì)子量或選擇釋放的質(zhì)子量與磁場(chǎng)強(qiáng)度這樣一種簡(jiǎn)單作業(yè)方式，便能自由地處置與控制。這樣，本發(fā)明的工藝便具有以低的設(shè)備成本與運(yùn)行費(fèi)用來處理水的經(jīng)濟(jì)效益。
根據(jù)本發(fā)明，通過選擇質(zhì)子的數(shù)量或選擇質(zhì)子的數(shù)量與磁場(chǎng)強(qiáng)度，便能夠去掉、減少、消除、抑止增生或回收磷(P)、氮(N)與其它的陽離子、部分陰離子、富營養(yǎng)物質(zhì)、葉綠素、藻類、細(xì)菌、蛋白質(zhì)與痕量的油等。
本發(fā)明的處理方法會(huì)帶來很高的實(shí)用價(jià)值，因?yàn)閹缀醪粫?huì)夾雜有由采用吸附劑、絮凝劑、中和劑、氧化劑、還原劑或類似處理劑或者施行生物處理時(shí)所帶來的次生污染物質(zhì)，而且所產(chǎn)生的污泥量也很少。
采用本發(fā)明的這種水處理方法，能夠軟化硬水和除去工廠排出之廢水或類似污水中所含的痕量重金屬或類似物質(zhì)。同樣，這種方法還能分離出和回收污水內(nèi)所殘余的蛋白質(zhì)或痕量的油。本發(fā)明還能分離出以乳狀液形式含于待處理之水中或溶解于其中之痕量的油，而這是過去即使用離心法也很難分離的。
由本發(fā)明之水處理方法所獲得的高度活性的水，抑制了從鋼管的內(nèi)壁溶解出鐵，也抑制了氫氧化鐵的產(chǎn)生，從而防止了由于氫氧化鐵沉淀物于管內(nèi)沉積而導(dǎo)致管的內(nèi)膛變窄或使管道堵塞。
在按照本發(fā)明處理過的水中，細(xì)菌的活性受到抑制，同時(shí)阻止了綠藻或類似物質(zhì)的生成。
當(dāng)污水中含有適量的鐵離子和/或鋁離子時(shí)，就可以表現(xiàn)出對(duì)綠藻的絮凝效應(yīng)和對(duì)NH4型的氮、有機(jī)形式的氮、PO4與類似物質(zhì)的高度吸附與沉積效應(yīng)。
通過用待處理水對(duì)本發(fā)明得到的已處理的水(即處理用水)進(jìn)行稀釋，必要時(shí)輔以陽離子，就能從此待處理之水中除去陽離子、部分的陰離子、葉綠素、藻類與類似物質(zhì)。
當(dāng)通過稀釋此種處理用水來凈化與之結(jié)合的待處理之水時(shí)，就能借助于處理少量的待處理之水來凈化大量的待處理之水，而且由于這種處理方法很完善，能夠不用任何化學(xué)試劑或動(dòng)力來從事凈化，因而它在凈化寬范圍的水域時(shí)尤其能顯示出很大的本領(lǐng)。
本發(fā)明之處理方法盡管具有上述多方面的優(yōu)點(diǎn)，但操作簡(jiǎn)便、設(shè)備成本不高而運(yùn)行費(fèi)用又低，從而對(duì)水處理領(lǐng)域作出很大貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種處理水的方法，其特征在于為待處理之水提供質(zhì)子或者提供質(zhì)子與磁場(chǎng)，通過控制所釋出的質(zhì)子量或釋出的質(zhì)子量與磁場(chǎng)的強(qiáng)度，使水中所含物質(zhì)通過絮凝、吸附到絮凝物上、膠體化、漂浮到水面上分離等方式，得以去掉、消除、抑制增生或回收。
2.如權(quán)利要求1所述的一種處理水的方法，其中所述的提供質(zhì)子是通過提供含結(jié)晶水的釋出質(zhì)子之結(jié)晶礦物來實(shí)現(xiàn)的。
3.如權(quán)利要求2所述的一種處理水的方法，其中所述的含結(jié)晶水的釋出質(zhì)子之結(jié)晶礦物為方石英。
4.一種處理水的方法，其特征在于為待處理之水提供質(zhì)子或者提供質(zhì)子與磁場(chǎng)，通過控制所釋出的質(zhì)子量或釋出的質(zhì)子量與磁場(chǎng)的強(qiáng)度，使水中所含物質(zhì)通過絮凝吸附到絮凝物上、膠體化、漂浮到水面上而分離開來，由此得以去掉、減少、消除、抑制增生成或回收，當(dāng)在待處理之水中，為加速沉淀物的形成與生長(zhǎng)而用到的沉淀核在其形成過程中所需用的陽離子量不足時(shí)，則在此處理中添加少量的陽離子。
5.一種處理水的方法，其特征在于為待處理之水提供質(zhì)子或者提供質(zhì)子與磁場(chǎng)，通過控制所釋出的質(zhì)子量或釋出的質(zhì)子量與磁場(chǎng)的強(qiáng)度，使水中所含物質(zhì)絮凝化、吸附到絮凝物上、膠體化或漂浮到水面上面分離開來，從而得以去掉、減少、消除、抑制增生或回收，由此而獲得了已處理之水，將這種已處理之水稀釋并擴(kuò)散到擬處理之水中，便得以處理此擬處理之水中所含有的物質(zhì)。
6.一種處理水的方法，其特征在于為待處理之水提供質(zhì)子或者提供質(zhì)子與磁場(chǎng)，通過控制所釋出的質(zhì)子量或釋出的質(zhì)子量與磁場(chǎng)的強(qiáng)度，使水中所含物質(zhì)絮凝化、吸附到絮凝物上、膠體化或漂浮到水面上而分離開來，從而得以去掉、減少、消除、抑制增生或回收，由此獲得已處理之水，即所謂處理用水，將它稀釋并擴(kuò)散到擬處理之水中，便得以處理此擬處理之水中所含物質(zhì)，當(dāng)在此擬處理之水中，為加速沉淀物的形成與生長(zhǎng)而用到的沉淀核在其形成過程中所需用的陽離子量不足時(shí)，則在此處理中添加少量的陽離子。
7.用于處理水的一種設(shè)備，包括一水流槽或水管(1)，其內(nèi)裝有含結(jié)晶水的釋放質(zhì)子之結(jié)晶礦物(6);安裝在上述水流槽或水管(1)外部的勵(lì)磁線圈(2)，或設(shè)置于該水流槽或水管(1)內(nèi)部的磁性材料或磁性存儲(chǔ)件(3);以及一清洗噴嘴(4)，通過它注入空氣或水，來清洗附著于上述釋放質(zhì)子之結(jié)晶礦物(6)以及磁性材料或磁性存儲(chǔ)件(3)表面上的絮凝物。
8.如權(quán)利要求7所述的一種處理水的設(shè)備，其中所說的含結(jié)晶水的釋放質(zhì)子之結(jié)晶礦物是裝在一用于保持此釋放質(zhì)子之結(jié)晶礦物的可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒(8)內(nèi)，后者的本體部分呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
全文摘要
用于處理水的一種方法與設(shè)備，它為待處理之水提供質(zhì)子或提供質(zhì)子與磁場(chǎng)，通過控制釋放出的質(zhì)子量或釋放的質(zhì)子量與磁場(chǎng)的強(qiáng)度，就能使水中所含物質(zhì)絮凝化、吸附到絮凝物上、膠體化、或漂浮到水面上而分離開來，由此得以去掉、減少、消除、抑制增生或回收它們。
文檔編號(hào)C02F1/48GK1033980SQ8810006
公開日1989年7月19日 申請(qǐng)日期1988年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1986年7月11日
發(fā)明者西村勤 申請(qǐng)人:阿斯特古股份有限公司