[发明专利]水处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及对水进行处理，以移除井水及地下水中的金属及其他不希望有的物质，从而使水可以饮用。

背景技术

生活用水、工业用水及田间用水常常受到矿物质、有机物质及细菌的污染，致使水不能饮用甚至危害身体健康。这些污染物包括二价铁，其会与水形成胶团并使管道系统结污。锰及砷二者均为有毒的金属，也常见于水中。另一种污染物是硫化氢，其使水具有臭鸡蛋味。有机物质可包括残留的杀虫剂、药物代谢物以及释放到地下水中的其他污染物。有害细菌，例如沙门氏菌、大肠杆菌、志贺氏菌以及梭菌，也曾经导致爆发过造成大量死亡的疾病。

这些污染物通常具有一种共性：其在被氧化时会被灭活、杀灭或转变成无害物质。市政部门很久以来一直通过使用例如氯气等氧化剂对其水源进行处理来控制污染。氯气也并非完全无害。而对于小的市政部门或个体农场或家庭，使用氯气进行水处理不切实际。

一种广泛使用的处理系统是采用化学氧化剂高锰酸钾来氧化污染物。基本而言，使流动的水经过一层高锰酸盐，从而将会结污的二价铁转变成可溶解的三价铁以及将有臭味的硫化氢转变成无味的硫酸盐。其他污染物也同样被氧化成无害的化学物质，并且细菌会被杀灭。此种系统尽管有效，但是其维护困难且维护成本很高，需要定期进行反洗及更换高锰酸盐。由于高锰酸盐是一种有毒的反应性化学品，因而对系统的维护存在危险性。

可使用氧气。可通过以下几种途径提高水中的氧含量：使用空气进行起泡；将水喷到空气中；施用压力来提供氧气溶解度；或者通过电解水。

第6,171,469号美国专利描述了通过使水流经一组电解池来提高水中的氧含量。为将氧含量提高到期望的13-17ppm，需要使水循环流经这些电解池15到55次。

除高锰酸盐系统外，这些方法均不能随时根据需要提供经过处理的水，而是需要建造容纳槽，因而不方便于在家中或农田中使用。

发明内容

本发明提供容纳在一个或多个电解室中的一个或多个发射器，水从该一个或多个电解室中流过。当被启动时，所述发射器使得形成氧气的微气泡。所述发射器连接至由控制器控制的电源，所述控制器包含流量开关。当流量开关感测到用水需求时，即当开启水龙头时，控制器使电压施加至电解池。所述电解池包括彼此间隔开一临界距离的电极，此更全面地阐述于同在申请中的专利申请案第10/732,326号(“326”申请案)中，“326”申请案的教示内容以引用方式并入本文中。简而言之，阳极与阴极间隔开0.005英寸至0.140英寸。最佳的临界距离是0.065英寸。可利用所属领域中已知的任何阴极或电极。可将任意数量的发射器排列在电解室中；下文的各实例显示由三个矩形发射器构成的典型阵列，但应理解，本发明并不限于三个，而是可包括一个至几个或上百个发射器，此根据所要处理的流动水量而定。同样，可方便地使水通过多个串联或平行排列的室，以形成更紧凑的设备或处理较大的流动水量。

在较佳实施例中，阴极及电极是由相同的材料形成，且控制器以设定的信号使极性反转。存在许多市售的阴极及阳极。美国专利第5,982,609号揭露包含选自由下列组成的至少一种金属或金属氧化物的阴极：钌、铱、镍、铁、铑、铼、钴、钨、锰、钽、钼、铅、钛、铂、钯、锇、或其氧化物。阳极较佳由与阴极相同的金属氧化物或金属形成。电极也可由上述金属的合金或共同沉积于基底上的金属及氧化物形成。阴极及阳极可按任意所需形状或尺寸形成于任意方便的支撑物上。最佳的电极是涂覆有氧化铱的钛。

反转电极的极性是为了清洁电极上所沉积的矿物质。反转的时间可设定为任意方便的间隔或者通过任意方便的方法启动。反转的方法包括：每当井泵接通时反转；当水流开始时反转；以从45秒到24小时或更长的定时间隔反转；或人工反转。当水流为间歇时，较为方便的方法是将控制器编程为每当流量开关检测到水流时改变极性。较佳实施例是自清洁性的；当电流流动时，残留矿物质趋于积聚在阴极上。当电流反转时，阴极与阳极改变极性，从而使先前的阴极上所积聚的矿物质受到排斥并开始形成于新的阴极上。此种极性反转可限制积聚量，且发射器实质为自清洁性的。

所述系统设置有阀门，用以引导水流。可引导水旁通过电解室，引导水通过电解室以进行氧化，或提供单独的管线来反洗电解室以移除可能已沉积于电极附近的任何矿物质。