从液体中吸附污染物以及吸附剂的电化学再生制造技术

本发明专利技术提供一种处理液体的方法，其包括使液体在处理区内与吸附剂材料接触，在与所述液体接触后将所述吸附剂材料在再生区内进行电化学再生。在再生区中提供消毒剂前体物质，然后将所述消毒剂前体物质电化学转化成消毒剂物质，然后所述消毒剂物质可与吸附剂材料和/或液体在再生区内接触，实施原位消毒，并导致在处理的液体中存在残留消毒剂物质。本发明专利技术还提供用于实施所述方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2010年11月3日提交的国际申请号为PCT/GB2010/002027，中国国家申请号为201080060721.1，专利技术名称为“从液体中吸附污染物以及吸附剂的电化学再生”的专利技术专利申请的分案申请。本专利技术涉及一种处理液体的方法。本专利技术特别地，但不限于应用于污染的液体的处理，以去除有机污染物，并杀灭细菌、真菌、霉菌、孢子或其它存在于液体中的微生物。在各种水，包括饮用水、工艺用水和游泳池水中，氯被广泛用作消毒剂。其相对于其它消毒技术(例如臭氧、UV)的主要优势在于，由于其保持溶解在水中，因而提供残留的消毒能力，从而在更长的时间内持续提供对抗细菌、真菌、霉菌、孢子和其它微生物的防护。除了消毒性质，氯还是强氧化剂，因此可以氧化存在于污染的水中的任何有机污染物。这些性质使氯成为最广泛使用的水性应用消毒剂。对液体消毒的传统给料体系通常使用氯、次氯酸盐溶液、氯胺溶液、二氧化氯或过氧化氢。然而，不幸的是，许多传统消毒剂，特别是氯，是非常危险的物质。作为替代品，已经开发了使用电解氯化由盐水生产氯或次氯酸盐的系统。尽管认识到所述系统具有优势，但是迄今为止，由于相对于传统氯给料体系，其显著增加了资金成本，因而阻碍了其商业应用。本专利技术的一个目的是避免或缓和与现有的对污染液体消毒的方法相关的问题。本专利技术的第一方面提供一种处理液体的方法，其包括使液体在处理区内与吸附剂材料接触，在接触所述液体后将所述吸附剂材料送至再生区，和在再生区内对吸附剂材料进行电化学再生，其中在再生区中提供消毒剂前体物质，并在再生区中对其进行电化学转化产生消毒剂物质，和在再生区内将吸附剂材料和/或液体与所述消毒剂物质接触。通过在再生区内使用电化学处理，对用过的吸附剂材料进行再生并在原位产生消毒剂物质，本专利技术提供了简单、方便和环境可接受的处理污染液体的方法，其避免了现有体系的许多劣势。本专利技术因此提供一种用于对需要所述处理的液体综合进行净化和消毒的方法。尽管依据本专利技术的第一方面的方法显著适于对污染液体的综合处理，但应当理解的是，根据要处理的液体中存在的传染剂和污染物的水平，所述方法可以用于单独消毒或单独净化。在开发本专利技术之前，对液体消毒的方法通常需要向液体中添加消毒剂，如氯或氯代氧化剂，这对于操作和储存通常都是危险的。通过在原位产生消毒剂物质，可以避免对这些危险性化学物质的操作和储存的需求。例如，依据本专利技术的方法有利于产生足够量的氧化氯化物添加到水源中，以确保水保持适于饮用，并且从而减少或消除了对传统化学杀菌剂的需要。术语“氧化氯化物”包括的氧化氯化物的范围包括，但不限于，溶解的氯、次氯酸盐和次氯酸。应理解的是，在特定应用中使用的这种物质的特定浓度依赖于一系列因素，例如溶液温度和pH，以及用于产生这种物质的工艺参数和/或随后该物质用于其中的工艺的参数。优选的是，在再生区内产生第一较高浓度的消毒剂物质，而后进入处理区，在此其分散在要处理的液体中，以在所述液体中以第二较低浓度存在。再生区内消毒剂物质的产生使得能在再生区内实现高水平的消毒，在再生区中消毒剂浓度是最高的。消毒可以通过接触存在于再生区内的液体中的微生物如细菌，和/或通过吸附剂材料吸附的但由于吸附剂材料的电化学再生而没有被杀灭的微生物来实施。在处理区内也可通过从再生区进入消毒区的残留消毒剂物质来实现进一步的消毒。这导致本专利技术的另一个显著的优势，因为在离开处理区后，其有助于液体的残留消毒。本专利技术的第二方面提供处理液体的装置，其包含用于液体与吸附剂材料接触的处理池；和在两个电极间的再生室，所述两个电极是可控制的以在所述吸附剂材料接触所述液体后电化学再生吸附剂材料，并在再生区内电化学转化消毒剂前体物质产生所述消毒剂物质，所述消毒剂物质然后可与再生区内的吸附剂材料和/或液体接触。优选所述再生室在所述处理池内。在本专利技术的第一和/或第二方面中，消毒剂前体的电化学转化优选包括电化学氧化。在本专利技术的优选实施方案中，消毒剂前体物质包含氯离子，更优选消毒剂前体物质为氯化物盐，优选消毒剂前体物质为氯化钠，其可以以干燥盐的形式或盐水的形式提供，更优选氯化钠是盐水的形式。在盐水丰富的沿海区域，盐水作为消毒剂前体是特别期望的，并可以用本专利技术的方法/装置进行电化学氧化以产生任何需要量的氧化氯化物。这种前体物质的电化学处理释放出氧化氯化物，氧化氯化物是优选的消毒剂物质。使用直流电电化学生产氧化氯化物提供了大量相对于传统方法的益处，包括不再需要现场储存和操作危险的氯基产品，因为本专利技术使得氧化氯化物能够在需要时在原位以准确的量产生，如果期望，所述量可以将被处理的液体中存在的氧化氯化物的浓度考虑在内。本专利技术的方法因此优选包括监控可用于与要处理的液体接触的消毒剂物质的浓度，并另外产生相应于所述监控的消毒剂，所述监控检测到可用的消毒剂物质的浓度低于阈值水平。考虑到在需要时原位产生消毒剂的优势，要理解的是，优选通过在再生区中提供另外的消毒剂前体物质，并对所述另外的前体物质进行电化学氧化而另外产生消毒剂物质。而且，要理解的是，优选的消毒剂前体例如盐水的操作和储存是安全、简单和相对便宜的，这使得本专利技术的方法相对于现有消毒法具有显著的商业优势。适用于本专利技术的方法的吸附剂材料是能够方便地从液体相中分离的导电固体材料。下面将更详细的讨论适合的材料，但是优选的吸附剂材料包括颗粒导电吸附剂材料，如未膨胀石墨夹层化合物(GIC)和/或活性炭。适用于本专利技术的典型的单GIC颗粒的电导率超过10,000Ω-1cm-1。然而，要理解的是，在颗粒床中，电导率将显著更低，因为在颗粒/颗粒边界处有电阻。因此，期望使用尽可能大的颗粒以保持电阻尽可能低。然而，要理解的是，已经制造出大量的不同GIC材料，可以选择具有不同吸附性的不同材料以适合本专利技术的方法的特定应用。在使用盐水作为消毒剂前体物质的优选实施方案中，电解氯化是适合的方法，因为在要处理的液体中存在的盐水增加了液体的导电性，使得吸附剂的再生和氧化氯化物的产生可以在相对低的电压下进行。而且使用具有相对高的电导率的优选吸附剂材料产生进一步的商业优势，其使吸附剂的再生和消毒剂前体的电解氧化成为相对低能耗的过程，使所用的前体的量可以几乎仅基于需要的消毒剂的量来确定，而不需要添加一定量的前体以在再生区内产生导电性。而且，使用高电导率的吸附剂可以使本专利技术的方法用于处理任何电导率的水，包括低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理液体的方法，所述方法包括使液体在处理区内与吸附剂材接触，在与所述液体接触后将所述吸附剂材料送至再生区，和在再生区内对吸附剂材料进行电化学再生，其中在再生区中提供消毒剂前体物质，并在再生区中对所述消毒剂前体物质进行电化学转化产生消毒剂物质，和将吸附剂材料和/或液体在再生区内与所述消毒剂物质接触。

【技术特征摘要】
2009.11.05 GB 0919413.51.一种处理液体的方法，所述方法包括使液体在处理区内与吸附剂材
接触，在与所述液体接触后将所述吸附剂材料送至再生区，和在再生区内
对吸附剂材料进行电化学再生，其中在再生区中提供消毒剂前体物质，并
在再生区中对所述消毒剂前体物质进行电化学转化产生消毒剂物质，和将
吸附剂材料和/或液体在再生区内与所述消毒剂物质接触。
2.依据权利要求1的方法，其中在处理区中液体与消毒剂物质接触。
3.依据权利要求1或2的方法，其中在再生区中产生第一较高浓度的
消毒剂物质，而后将其送至处理区，在处理区所述消毒剂物质分散在要处
理的液体中，从而以第二较低浓度存在于所述液体中。
4.依据权利要求1、2或3的方法，其中所述电化学转化包括对所述消
毒剂前体物质进行电化学氧化。
5.依据权利要求1、2、3或4的方法，其中所述消毒剂前体物质包含
氯离子。
6.依据权利要求1、2、3或4的方法，其中所述消毒剂前体物质是氯
化物盐。
7.依据权利要求1、2、3或4的方法，其中所述消毒剂前体物质是氯
化钠。
8.依据前述权利要求之一的方法，其中所述消毒剂物质是氯或其它氧
化氯化物，所述其它氧化氯化物包括次氯酸盐和次氯酸。
9.依据前述权利要求之一的方法，其中对可用于与液体接触的消毒剂

\t物质的浓度进行监控，并相应于所述监控产生另外的消毒剂，所述监控检
测到可用的消毒剂物质的浓度低于阈值水平。
10.依据权利要求9的方法，其中在再生区中提供另外的消毒剂前体物
质，并对所述另外的前体物质进行电化学氧化，由此产生所述另外的消毒
剂。
11.依据前述权利要求之一的方法，其中在液体通过处理区期间，发生
液体与吸附剂材料和消毒剂物质的接触。
12.依据前述权利要求之一的方法，其中已经与液体接触的吸附剂材料
在接触另外的液体之前，在再生区中回收；当所述吸附剂材料通过再生区
时将电流通过吸附剂材料，从而使吸附剂材料再生。
13.依...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·P·L·罗伯茨，N·W·布朗，S·N·侯赛因，
申请(专利权)人：阿维亚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB