[发明专利]通过过滤或者薄膜分离法进行水处理的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过过滤或者薄膜分离法进行水处理的设备。

背景技术

为了对原水或者过程水或者废水进行处理，在独立的工艺阶段中使用了不同的方法。已知的是通过过滤或者薄膜分离方法来进行机械地清洁。在死端模式下使用的过滤器中，还有在所谓的错流过滤中使用的薄膜中，随着时间的流逝而形成覆盖层。该覆盖层损害了过滤器或者薄膜的功能并且必须以高的能量和技术成本来进行去除。在一些情况中，覆盖层的形成是不可逆转的，这样就不可能进行去除并且需要更换整个薄膜。此外，容易通过例如藻类或者细菌的微生物对薄膜或者过滤器造成污染，从而必须使用用于杀菌的、形成不希望的副产品的化学药品。

通过电解氧化对原水、过程水或者废水的化学处理作为另外进一步的工艺阶段来实现。在此，通过电化学过程，由水本身和其自然的包含天然成分中产生起杀菌作用的成分。通过电解，水分解成氧元素和氢元素。在附属反应中，起杀菌作用的成分在阳极上形成臭氧（O₃）和OH基，并且在阴极上形成过氧化氢（H₂O₂）。此外，通过转换，天然地包含在饮用水中的以次氯酸（HOClI）的形式的氯化物离离子（ClI^-）或者次氯酸盐离子（ClIO^-）产生起杀菌作用的组分。

发明内容

本发明的目的在于提出一种改进的用于处理饮用水和过程水的方法。

本发明的主旨在于生产一种由惰性的、导电的材料制成的薄膜，从而使其不仅能够用于机械分离的方法，也可以在电解氧化中作为用于形成羟基和活性氧的阳极使用。在此，根据本发明获得了一种优选的可能性，即薄膜分离方法和化学的清洁方法在水处理中联合使用。由此设计出的设备和装置是结构紧凑的、能量高效的以及成本低廉的。

尤其有益的是，薄膜由陶瓷的、聚合体的或者金属的材料制成。陶瓷的或者聚合体的材料通常是化学惰性的并且可以例如通过向原材料中掺入导电的成分以简单的方式和方法变为导电的。本发明可以进一步简单地实现，即薄膜例如由金属材料，例如箔制成。其本身就是导电的。

本发明的一个优选的设计方案提出，阳极设置在渗透侧上。在此，优选地形成在阳极上的氧化剂，例如次氯酸盐离子、臭氧或者羟基直接形成待氧化的介质并且一方面为机械的分离另一方面为电解氧化的两个工艺步骤以优选的方式组合。由此可以建造紧凑的能量高效的和成本低廉的水处理设备。

此外还提出，阴极设置在滞留物侧上。在此，氧化剂优选形成在输送流中并且因此对薄膜表面产生作用。通过氧化的进而还有杀菌的作用抑制在薄膜上或者薄膜中的微生物活性。为了去除微生物覆盖层实施的、同时以相对高的能量成本和设备成本的高的流速实现的清洗是不必要的。由此，尤其是例如在海水淡化中由陶瓷薄膜降低了对海藻的不可逆的清理。不可逆在此意味着，其通过海藻在薄膜表面上的生长形成覆盖层，其不能通过清洗或者添加相应的化学药品来去除并且因此必须提早地更换薄膜。因此，通过根据本发明的布置方式，薄膜可以长时间地使用。

另一个优选的设计方案提出，阴极布置在流入侧或者滞留物侧上并且第二阴极布置在渗透侧上。由此，用于产生杀菌作用的成分的电场能够无需大的结构成本或者经济成本地同时在滞留物侧和渗透侧形成。通过根据本发明的这种布置方式，滞留物、渗透物和薄膜被同时杀菌。由此，节省了用于对渗透物或者滞留物进行杀菌的单独的成套设备的成本。

此外还提出，用于水处理的设备包括以死端过滤运行的过滤器面，其如此设计，即该过滤器面设计成阳极。由此，过滤器面融合了对于水处理来说重要的两个功能。一方面，其在过滤时作为过滤媒介，另一方面，其可以在电解杀菌时作为阳极应用。由此通过过滤来机械地清洁废水以及通过电解氧化来进行的化学处理能够以有利的方式在设备方面结合起来，由此使得用于水处理的装置更加紧凑和费用低廉。

一个在制造工艺上简单的解决方案在于，过滤器面由纸或者纺织物制成。由天然或者合成纤维制成的纸或者纺织物通常是惰性的并且能够以简单的方式和方法来管理引入的导电纤维。

本发明的另一个有利的设计方案提出，阴极设置在滤液侧。由此，对于杀菌来说必要的氧化成分通过电解直接形成在待杀菌的媒介介质中上并且由从该媒介介质本身进行消毒形成。由此可以放弃添加危险的化学药品，其或许形成有毒的副产品。此外，不再需要复杂的设备技术，如其例如不需要对饮用水进行臭氧处理。