水处理的一种全面解决方案;A TOTAL SOLUTION FOR WATER TREATMENTS

摘要

存在于水中的污染物可以粗略的分为离子性物质和中性物质；前者包括无机和有机离子，而后者包括无机分子、有机分子和有机生物体。离子污染物可以在通过流过式电容器FTC(flow through capacitor)时达到去离子CDI(capacitive deionization)的效果，而中性污染物则是在通过臭氧反应器时被分解成气体或离子型态，离子型态的产物可以随后被FTC去除。因此，FTC与臭氧反应器的结合的确可以大量减少水中有害物质的存在，此结合也因为低耗电性的特性，可以大大的减少水处理的费用

主权项

1.专利申请范围为：1.一种用以去除目标水体中污染物质的水处理系统，其包括：一进水口，用以接受目标水体；至少一臭氧反应器，用以接受来自该进水口的目标水体并电解该目标水体以提供臭氧，该臭氧反应器包括：一第一电极组，其可浸置于目标水体中，其中该第一电极组系包含一第一电极和一第二电极；以及一第一电源供应器对该第一电极组提供低于24V的直流电压，同时该电源供应器能以预先设定的时间间隔转换第一电极和第二电极的极性；至少一流过式电容器(flow through capacitor)能对来自该臭氧反应器的目标水体进行去离子作用，去除目标水体中的离子化污染物质，该流过式电容器包括：一第二电极组，可浸置于该目标水体，其中该第二电极组系包含一第三电极和一第四电极；以及一第二电源供应器，用以对该第二电极组提供约1－9V电压；以及一出水口，可排放来自该流过式电容器之目标水体。 ;2.如同申请范围第1项所述的水处理系统，其中该第一电极组包括：复数个相同的第一金属片，纵排地互相平行设置；复数个相同的第二金属片，纵排地与该些第一金属片互相平行设置，其中该些第一和第二金属片系交替排列；一第一导电棒贯穿该些第一与第二金属片，并使该些第一金属片与该第一电源供应器电气连接，其中该第一导电棒与该些第一金属片形成该第一电极；一第二导电棒贯穿该些第一与第二金属片，并使该些第二金属片与该第一电源供应电气连接，其中该第二导电棒与该些第二金属片形成该第二电极；复数个第一绝缘体设于第一导电棒上，用以使该些第二金属片与第一导电棒之间产生电绝缘；该第一绝缘体同时设于该第二导电棒使该些第一金属片与第二导电棒之间产生电绝缘。 ;3.如同申请范围第2项所述的水处理系统，其中该些第一和第二金属片形式为盘状或筛网。 ;4.如同申请范围第2项所述的水处理系统，其中该些第一和第二金属片由涂布有铂之钛、氧化铱或导电钻石膜制成。 ;5.如同申请范围第2项所述的水处理系统，其中该第一绝缘体是塑胶网或塑胶环。 ;6.如同申请范围第2项所述的水处理系统，其中该第一以及第二导电棒由钛制成。 ;7.如同申请范围第2项所述的水处理系统，其中该第一电源供应噐包含至少一超电容器(supercapacitor)。 ;8.如同申请范围第7项所述的水处理系统，其中该超电容器可将输入电源放大十倍以上。 ;9.如同申请范围第7项所述的水处理系统，其中该超电容器包括复数个单元，该些单元系被分成两个相同模组，每一模组有同样的运作电压和电容，它们被交互转换充放电，用以为第一电极组提供一致的峰值功率。 ;10.如同申请范围第1项所述的水处理系统，其中该臭氧反应器还包括一可容许该目标水体流过之壳件，。 ;11.如同申请范围第1项所述的水处理系统，其中该臭氧反应器系浸设于无壳件之开放式水体中。 ;12.如同申请范围第1项所述的水处理系统，其中该第二电极组包括：复数个相同的第三金属片，纵排地互相平行设置；复数个相同的第四金属片，纵排地与该些第三金属片互相平行设置，其中该些第三和第四金属片系交替排列；一第三导电棒贯穿该些第三与第四金属片，并使该些第三金属片与该第二电源供应器电气连接，其中该第三导电棒与该些第三金属片形成该第三电极；一第四导电棒贯穿该些第三与第四金属片，并使该些第四金属片与该第二电源供应电气连接，其中该第四导电棒与该些第四金属片形成该第二电极；复数个第二绝缘体设于第三导电棒上，用以使该些第四金属片与第三导电棒之间产生电绝缘；该第二绝缘体同时设于该第四导电棒使该些第三金属片与第四导电棒之间产生电绝缘。 ;13.如同申请范围第12项所述的水处理系统，其中第三和第四金属片形式为带孔盘状。 ;14.如同申请范围第12项所述的水处理系统，其中该些第三和第四金属片由钛、或是涂布有活性碳、奈米碳管或碳六十之不锈钢制成。 ;15.如同申请范围第14项所述的水处理系统，其中该奈米碳管系直接生成于该金属片上。 ;16.如同申请范围第12项所述的水处理系统，其中该第二绝缘体是塑胶网或塑胶环。 ;17.如同申请范围第12项所述的水处理系统，其中该第三以及第四导电棒由钛制成。 ;18.如同申请范围第1项所述的水处理系统，其中该第二电源供应噐对该第二电极组交互充放电。 ;19.如同申请范围第1项所述的水处理系统，其中该第二电源供应噐包含至少一超电容器。 ;20.如同申请范围第19项所述的水处理系统，其中该超电容器可将输入电源放大十倍以上。 ;21.如同申请范围第19项所述的水处理系统，其中该超电容器包括复数个单元，该些单元系被分成两个相同模组，每一模组有同样的运作电压和电容，它们被交互转换充放电，用以为第二电极组提供一致的峰值功率。 ;22.如同申请范围第1项所述的水处理系统，其中该流过式电容器还包括一可容许该目标水体流过之壳件，。 ;23.如同申请范围第1项所述的水处理系统，其中该流过式电容器系浸设于无壳件之开放式水体中。;图1 节选自美国专利号6,462,935，CDI处理的圆筒型FTC示意图。;图2A 显示厚度为t的一种金属片，通过三种不同尺寸的孔洞，其中最大的孔A是用来使金属片与其附属的金属导电棒产生电绝缘。B用来使金属片和另一根金属导电棒产生电传导，C是水流过的孔。;图2B 是一个环形的插入式绝缘体示意图，用以将电极金属片固定在金属导电棒上。;图2C 是一个金属片与两根金属棒连接固定的示意图。金属片与一根金属棒连接导电，与另一根金属导电棒绝缘。;图2D 是一具臭氧反应器或FTC的电极装置。;图3 是O3/CDI混合式水处理系统连续处理废水的结构图图4 显示先后通过5支串联的FTC模组的10种无机盐的TDS(完全溶解固体)减少曲线。;图5A 显示1%的氨水通过置于水中的臭氧反应器，氨被臭氧分解而使溶液的导电率增加。;图5B 显示臭氧处理过的氨水通过一支FTC，导电率进一步降低。