用于減少工業(yè)廢水中的總?cè)芙夤腆w的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水處理的系統(tǒng)，并且更具體地，涉及用于從將用于再循環(huán)或釋放回到環(huán)境中的廢水流中提取有機和無機總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]價格實惠的清潔水日益變成全世界所面臨的一個緊迫技術問題，到2025年為止，據(jù)估計每三個人中有兩人將生活在缺水地區(qū)。隨著世界人口的增長，對于需要用水來生產(chǎn)的制品的需求也在增長，其中預計用于工業(yè)應用的水不久就將會超過人類需求。目前在一些地區(qū)，正經(jīng)歷著干旱所造成的巨大短缺，其中對于這一寶貴資源的浪費現(xiàn)在處于管制之下，并且還對工業(yè)部門施加了壓力來處理和再循環(huán)他們的廢水。
[0003]隨著美國安全在2001年飲用水法案的通過，總有機化合物(TOC)分析已經(jīng)成為一個評估水中污染物的快速而準確的方案，以替代經(jīng)典的但漫長的生物需氧量(BOD)和化學需氧量(COD)測試。
[0004]工業(yè)產(chǎn)出水通常含有高濃度的總?cè)芙夤腆w(TDS)，其成分由烴、鐵、硫化物、硫酸鹽、鈣、鎂、鈉、氯化物以及碳酸氫鹽污染物組成。高TDS可能是再循環(huán)處理過程中最大且最麻煩的難題，主要是由于溶解在給定體積水中的帶電荷的移動離子，其中TDS可與凈化后所收到水的水純度或水質(zhì)直接相關。簡單地說，可將TDS視作除純H20分子之外存在于水中的任何物質(zhì)。
[0005]由于工業(yè)廢水可接觸到多種化學混合物或經(jīng)過多種處理，這在水的再循環(huán)適用性方面造成了難題。影響處理的一個因素是化學不平衡的消除和校正。
[0006]舉例而言，來自地下井地層的油井采出水當在提取階段期間返回至地表時，通常含有烴、地層特有的化學品(鹽、礦物質(zhì))以及為了增強提取過程所可能添加的其它成分。采出水的物理特性和化學特性可能根據(jù)地理位置、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及所提取烴產(chǎn)物的類型而顯著變化。高TDS水平不僅對再循環(huán)方法帶來挑戰(zhàn)，而且高TDS可能會使所提取的終產(chǎn)物變酸。
[0007]由于關于廢水處理正在建立新的法規(guī)與制度，現(xiàn)在對最終用戶施加了更多的管制，從而在可能時實施提供優(yōu)選再循環(huán)方法的新技術。
[0008]雖然目前有多種技術被用于工業(yè)廢水處理，但多數(shù)這些系統(tǒng)存在各種成本高和不可移動的問題。例如，用新的改進技術替換老的不足的水處理系統(tǒng)可能是極度昂貴的，并且另外，因為許多水處理應用位于遙遠的位置，所以并非總是經(jīng)濟的或可行的。通過本發(fā)明，這些和其它難題將至少部分得到解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種用于減少工業(yè)廢水中的總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)。
[0010]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是:
[0011]一種用于減少工業(yè)廢水中總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)，其包括首先為電凝聚系統(tǒng)供電的DC電源，所述電凝聚系統(tǒng)在一系列陽極和陰極配對之間形成流入液的蛇形流，此流入液離開時緊接著被轉(zhuǎn)移到溶解水模塊中，所述溶解水模塊也利用DC電源在陽極和陰極配對之間產(chǎn)生氫氣泡和氧氣泡，陽極和陰極配對允許并引導流入液排出到與其連接的第二室中，所述第二室內(nèi)具有過濾介質(zhì)。
[0012]上述的用于減少工業(yè)廢水中總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)，所述電凝聚系統(tǒng)的陽極和陰極配對為夾在端蓋之間的一個或多個隔離開的陽極和陰極配對，所述端蓋允許流體進入或離開。
[0013]上述的用于減少工業(yè)廢水中總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)，將其設置成使流入液在離開進入下一系列的電極配對之前或在離開所述電凝聚系統(tǒng)之前定向流過所述電極表面，即指配對的陰陽極的表面。
[0014]上述的用于減少工業(yè)廢水中總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)，所述陽極和陰極配對，由一組或多組電極組成，所述電極為表面涂布有涂層的金屬或有機材料。
[0015]上述用于減少工業(yè)廢水中總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)，所述陽極和陰極配對包括至少一個不帶電的中性電極，所述中性電極與所述陽極和陰極電極電隔離，所述中性電極位于所述陽極和陰極電極配對之間。
[0016]上述的用于減少工業(yè)廢水中總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)陽極和陰極配對兩極之間間隔0.062至10英寸放置，并在每個陽極和陰極配對上配置0.1至300V的外施電壓
[0017]上述的用于減少工業(yè)廢水中總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)，容納陽極和陰極配對的所述溶解水模塊的容器配置成可以從所述流入流體中產(chǎn)生由氫氣和氧氣組成的微米氣泡。
[0018]上述的用于減少工業(yè)廢水中總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)，所述陽極和陰極電極配對由絲網(wǎng)或穿孔板構(gòu)成，以形成限制流入流體流動排出的電極柵格。
[0019]上述的用于減少工業(yè)廢水中總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)，所述的陽極和陰極配對引導流入液流入包含過濾介質(zhì)的位于所述溶解水模塊容器內(nèi)下部、并連接的第二室中。
[0020]一種與上述的用于減少工業(yè)廢水中總?cè)芙夤腆w的系統(tǒng)所述的溶解水模塊容器鄰接并開口的污染物收集室，其接收并沉積通過耙動系統(tǒng)從所述流入液的表面撇去的污染物。
[0021]上述的污染物收集室，其設有用于垂直升高的管路的容器，所述垂直升高的管路用于將流入液從一個溶解水模塊容器轉(zhuǎn)移到下一個溶解水模塊容器。
[0022]上述的污染物收集室，用于流入液轉(zhuǎn)移的入口位于過濾介質(zhì)室之下并且連接至過濾介質(zhì)室，其中所述管路的出口連接至下一個模塊容器，其中所述出口位于陽極和陰極配對之上；所述出口的升高的管路高度控制前一模塊容器內(nèi)的流體液位和停留時間；其設有位于所述收集室容器下部區(qū)段內(nèi)的閥，以用于去除所收集的總?cè)芙夤腆w污染物。
[0023]一種包括如上述的系統(tǒng)以及如上述的收集室的廢水處理系統(tǒng)，以流入液連接的一系列可重復增加的電凝聚單元和溶解水模塊容器可用于從廢水或產(chǎn)出流體中減少或去除總?cè)芙夤腆w或總懸浮固體。
[0024]一種DC電力供電的最終溶解水模塊容器，其包括陽極和陰極配對、包含過濾介質(zhì)的第二室以及容納一系列多孔電極配對的第三室，所述一系列多孔電極配對配置成允許形成用于接收流出流體流的一系列蛇形內(nèi)部通路。
[0025]上述的系統(tǒng)DC電力供電的最終溶解水模塊容器，其可吸附位于流出流體內(nèi)的總?cè)芙夤腆w離子，其中所述離子可被收集并儲存在所述一系列多孔電極內(nèi)。
[0026]上述的系統(tǒng)DC電力供電的最終溶解水模塊容器，可通過降低或反向外施DC電壓來從所述多孔電極中去除所述離子。
[0027]上述的系統(tǒng)DC電力供電的最終溶解水模塊容器，所述離子可從所述多孔電極中收集作為流體鹽水，所述流體鹽水被處置在附接至所述溶解水模塊容器的所連接的污染物收集室內(nèi)。
[0028]上述的DC電力供電的最終溶解水模塊容器，所述離子收集系統(tǒng)不應局限于一個模塊，其中具有第二和第三室的一系列可重復增加的溶解水模塊可用于從流出流體中清潔并收集離子。
[0029]鑒于現(xiàn)有技術中一些難題，將多個系統(tǒng)相組合來提供在處理工業(yè)廢水中常見有機或無機物質(zhì)的過程中所利用的技術模塊，其中TDS污染物包括不同類型的雙極性分子化合物?？赏ㄟ^向廢水流施加電流而使這些分子化合物的鍵解離，其中聯(lián)合工作的若干不同的技術系統(tǒng)可提供一個主要核心過程。
[0030]本發(fā)明的實施方案可配置為能夠單獨操作或結(jié)合工作的一個或多個模塊，或被改裝到現(xiàn)有系統(tǒng)、槽、水道或其它容器中。另外，這些模塊系統(tǒng)可臨時制造并且在使用后移除，其中模塊系統(tǒng)的使用可實現(xiàn)低成本的升級，因為它們可整合在現(xiàn)有系統(tǒng)內(nèi)?？墒垢难b的系統(tǒng)能夠以可行的方式廣泛用于處在遠程位置的更多不同最終用戶。
[0031]本發(fā)明包含與一系列溶解水浮選(DWF)模塊聯(lián)合工作的一個或多個電凝聚(EC)系統(tǒng)，所述溶解水浮選模塊結(jié)合了具有有機或無機物吸附能力的