申请日2004.09.23
公开(公告)日2006.12.20
IPC分类号C02F1/463
摘要
一种净化废水的方法，包括如下步骤：(i)将废水通过包括多个反应板或电极(6)的电凝结槽(5)，该多个反应板或电极在该槽中和彼此分隔布置，因此将电流通过废水而处理该废水以因此生产净化水(8);(ii)再使用该净化水用于清洁或其它目的以产生废水;和(iii)再循环(3)废水回电凝结槽。废水可以从公共或家庭喷淋管、洗涤盆、水池、洗衣机、洗碗机、厨房或洗车房获得。
摘权利要求书
1.一种净化废水的方法，包括如下步骤：
(i)将废水通过包括多个反应板或电极的电凝结槽，该多个反应板 或电极在该槽中并且彼此分隔布置，因此将电流通过废水而处理该废 水以因此生产净化水;
(ii)再使用该净化水用于清洁或其它目的以产生废水;和
(iii)再循环废水回电凝结槽。
2.权利要求1的方法，其中将废水在步骤(i)之前过滤以从废水除去 如果存在的大粒子。
3.权利要求2的方法，其中除去尺寸大于200μm的粒子。
4.权利要求1和权利要求2的方法，其中将废水通过一个或多个预 处理罐以从废水除去如果存在的重油、污泥和燃料。
5.权利要求1的方法，其中将直流电施加到电凝结槽的反应板或电 极。
6.权利要求1的方法，其中将电凝结槽垂直定向使得出口导管位于 电凝结槽的顶部和入口导管位于电凝结槽的底部。
7.权利要求1的方法，其中施加到电极的电压范围为10-110伏。
8.权利要求7的方法，其中施加到电极的电压范围为20-80伏。
9.权利要求7的方法，其中施加到电极的电压范围为20-60伏。
10.权利要求1的方法，其中施加到反应板或电极的电流范围为 2-100安培。
11.权利要求10的方法，其中施加到反应板或电极的电流范围为 5-60安培。
12.权利要求10的方法，其中施加到反应板或电极的电流范围为 5-20安培。
13.权利要求1的方法，其中电极从选自铝、钢、铁、钛、银和黄 铜的金属制造。
14.权利要求13的方法，其中电极从铝或钛制造。
15.权利要求1的方法，其中在槽中采用2-75个电极。
16.权利要求15的方法，其中2-26个电极连接到电源。
17.权利要求1的方法，其中废水通过电凝结槽的流量范围为 2-1000L/min。
18.权利要求17的方法，其中流量范围为5-200L/min。
19.权利要求17的方法，其中流量范围为10-50L/min。
20.权利要求1的方法，其中将净化的废水排入一个或多个沉降罐 用于从净化的废水分离如果存在的污染的絮凝物。
21.权利要求20的方法，其中将沉降罐连接到雨水收集罐以允许收 集的雨水排入沉降罐以增加可用于循环的水体积。
22.权利要求1的方法，其中将净化的废水在再使用之前过滤。
23.权利要求22的方法，其中除去尺寸大于10μm的粒子。
24.权利要求1的方法，其中将净化水在再使用之前在贮存罐中贮 存。
25.权利要求1的方法，其中将净化水在再使用之后在污水坑中贮 存。
26.权利要求1的方法，其中在步骤(i)之后将废水通过反渗透系统。
27.权利要求1和权利要求26的方法，其中将废水通过脱氯系统。
28.权利要求1，26或27任意一项的方法，其中将废水通过水软化 系统。
29.权利要求1的方法，其中在步骤(i)之前废水可以从公共或家庭 喷淋管、洗涤盆、水池、洗衣机、洗碗机、厨房或洗车房获得和可以 初始在收集罐或污水坑中贮存。
30.一种用于处理废水的闭路系统，包括：
(iv)包括电化学池的处理区，该电化学池用于处理废水以产生净化 水;
(v)应用或使用净化水用于清洁或产生废水的其它操作的应用区; 和
(vi)再循环废水回电凝结槽的再循环区。
31.权利要求30的系统，其中处理区包括一个或多个预处理罐用于 从废水除去如果存在的燃料，污泥和重油。
32.权利要求30和权利要求31的系统，其中处理区包括一个或多 个沉降或凝结罐。
33.权利要求32的系统，其中处理区包括用于雨水收集的收集罐。
34.权利要求30-33任意一项的系统，其中处理区包括一个或多个 过滤器。
35.权利要求30-34任意一项的系统，其中处理区包括反渗透系统。
36.权利要求30-35任意一项的系统，其中处理区包括水软化系统。
37.权利要求30-36任意一项的系统，其中处理区包括脱氯系统。
38.权利要求30的系统，其中应用区包括贮存罐或污水坑。
39.权利要求30的系统，其中应用区是清洁区和在该清洁区中生产 的废水或灰水包含洗涤剂和清洁剂。
40.权利要求30的系统，其中再循环区包括再循环废水回电凝结槽 的收集导管。
41.权利要求30和权利要求40的系统，其中再循环区包括贮存罐 或污水坑。
42.权利要求30的系统，其中系统是自动化的。
说明书
废水净化方法
发明领域
本发明涉及净化废水流的方法和装置，该废水流如来自公共和家 庭喷淋管，浴盆和洗涤盆，自助洗衣店，餐馆，包括车辆服务设施和 洗车房的车辆库，旅馆，船舶和飞机。特别地，本发明涉及净化和再 循环废水用于人类再使用的方法。
发明背景
水是无价商品和世界上许多地区面临着新鲜，可消耗水的有限来 源。因此废水的处理和再循环渐增地是全世界的必要功用和其中水特 别珍贵的状况下，如降雨非常少的地理区域，船舶和飞机，水再循环 是必要的。
政府通常对家庭用户和商业机构施行水限制。在水短缺的状况下， 水供应仅可维持每天一到两小时。然而，即使淡水的来源容易获得， 水保存和再循环是生态学优选的选项和也提供基本的成本益处。
存在产生大量废水的许多工业，如工业自助洗衣店，旅馆，巡航 船舶，飞机，石化工业(洗车房)和医院。这样的废水包含污染物如洗涤 剂，油，油脂，悬浮物，石化产品，生物和非生物有机化合物，和食 品和饮料废物。通常将废水排到主管，它导致这样废水的浪费。
以Cawley和Mercer名义的US专利号4,812,237描述了处理家庭 废水的水净化和再循环系统。系统包括腐败罐，砂滤器，超滤器，消 毒单元和水质量和数量传感器以监测和管制工艺。设计此系统用于家 庭用途和相对少数量的水，和水需要长的时间以通过系统。因此它不 适于必须快速净化的大量废水，例如在商业状况下，如旅馆，医院或 商业洗车房。
以Kenneth Leek名义的US专利号5,147,532也描述了用于来自 家庭器具的废水的水净化系统。这也是包括如下部分的复杂系统：筛 网，沉降，碳和颜色过滤器，紫外线辐射单元和贮存罐。设计此系统 用于家庭和不用于商业用途和该系统不有效处理大体积水。
以George Miller名义的US专利号4,802,991描述了特别适于净 化包含脂肪酸的水的水净化方法。净化装置包括入口导管，电解腔， 絮凝腔和监测设备。絮凝腔具有锥形和直接在电解腔以上和与电解腔 接触。电解和絮凝腔包括固体非导电粒子，如花岗岩的移动床，其比 密度大于要净化的水。将废水向上通过电解腔和粒子移动床，经过电 极进入絮凝腔。当水通入絮凝腔时粒子移动床在重力下经过电极落入 电解腔。这允许电极的有效和恒定自清洁。监测设备监测废水的污染 程度和包括光源和对水湿度的变化反应的传感器。
此类型的净化系统不适于处理包括粒子高油脂或油含量的废水。 粒子或稠油会在粒子的移动床中被捕集，它阻止水的有效净化。
总之，现有技术的显著缺点在于存在废水的实质浪费，和净化系 统如US专利No.5,147,532不能处理大体积水。其它净化系统，如US 专利No.4,802,991结构特别复杂。US专利No.4,812,237尽管它提及 在闭路中废水的再循环，不能处理大体积水和因此不可用于商业或工 业装置。
发明概述
本发明的目的是提供水的净化方法，该方法减轻现有技术的缺点。 不可预料地，本发明人确定大体积的废水可以使用电凝结槽净化，因 此提供净化水的无尽来源。可开发净化水用于清洁，或其它有用的操 作，和可以将这样产生的废水通过电凝结槽再循环和再使用。
在第一方面，本发明提供一种净化废水的方法，该方法包括如下 步骤：
(i)将废水通过包括多个反应板或电极的电凝结槽，该多个反应板 或电极在该槽中并且彼此分隔布置，因此将电流通过废水而处理该废 水以因此生产净化水;
(ii)再使用该净化水用于清洁或其它目的以产生废水;和
(iii)再循环废水回电凝结槽。
在步骤(i)之前废水可以从公共或家庭喷淋管、洗涤盆、水池、洗 衣机、洗碗机、厨房或洗车房获得和可以初始在收集罐或污水坑中贮 存。
在步骤(i)之前可以将废水在电凝结处理之前过滤以从废水除去大 粒子。优选，除去尺寸大于200μm的粒子。也可以将废水通过一个或 多个预处理罐，它允许在废水中如果存在的重油、污泥和燃料的脱除。
优选，将直流电(DC)施加到电凝结槽的反应板或电极。这样的优 点是使用比在交流电情况下数目少的电极。
将电凝结槽优选垂直定向使得出口导管位于反应腔的顶部和入口 导管位于反应腔的底部。然而，这不排除水平布置的电解槽的使用， 如在例如WO96/28389中所述或在US专利No.5,611,907中所述。也 可以采用迂回方式采用垂直或水平定向在整个槽中循环水。
电凝结槽可包括任何数目的电极或反应板，但使用的至少两个电 耦合到电源。
优选，施加到电极的电压为10-110伏。更优选，电压范围为20-80 伏和甚至更优选20-60伏。
优选，施加到电极的电流为2-100安培。更优选，电流范围为5-60 安培和甚至更优选5-20安培。
电极可以从任何金属，例如铝、钢、钛、钢、黄铜和铁制造。优 选，使用铝或钛电极。2-75个电极也可用于电凝结槽。在这些电极中， 2-26个可以连接到电源。优选，连接2-8个电极。
优选使用2-1000L/min范围的流量。更优选使用5-200L/min和 甚至更优选10-50L/min范围的流量。
将净化水排入一个或多个沉降罐用于从净化水分离污染的絮凝 物。沉降罐可以连接到雨水收集罐以允许收集的雨水排入沉降罐以增 加可用于再循环的水体积。
优选，在步骤(i)之后将净化水通过过滤器以除去粒子。优选，过 滤器除去尺寸大于10μm的粒子。
合适地在步骤(i)之后，可以将净化水在再使用之前过滤和通过反 渗透系统以进一步净化水。
在步骤(ii)中净化水可以在使用之前在贮存罐中贮存。在再使用之 后可以将水收集和在收集罐或污水坑中贮存。
在第二方面，本发明提供一种用于处理废水的闭路系统，该系统 包括：
(i)包括电化学池的处理区，该电化学池用于处理废水以产生净化 水;
(ii)应用或使用净化水用于清洁或产生废水的其它操作的应用区; 和
(iii)再循环废水回电凝结槽的再循环区。
处理区可包括一个或多个如下设备：
(a)一个或多个预处理罐;
(b)一个或多个沉降或凝结罐;
(c)用于雨水收集的收集罐;
(d)一个或多个过滤器;和
(e)反渗透系统。
应用区可包括贮存罐或污水坑。
再循环区可包括再循环废水回电凝结槽和贮存罐或污水坑的收集 导管。
在整个此说明书中，″包括(comprise)″，″包括(comprises)″和″包括 (comprising)″以包括性而不排它性使用，理解为意味着所述整体或整体 组的包括，但不排除其它整体或整体组。