液体和固体的共振分离系统技术方案

本发明专利技术对应于具有电子组件的系统，用于含有溶解物的高浓度流体或溶液或悬浮液的处理，比如废水处理，获得作为流体的一部分的有价值元素，海水淡化等过程。所述系统包括电极、处理罐、固态电子设备、系统管理算法和可选的固体去除设备。本发明专利技术还意图保护一种流体或溶液处理过程，所述过程一般涉及两个联合的或者连续的阶段，从而首先进行动态电凝结，然后是动态电絮凝，以便从溶液中将液体与溶解的固体或溶解物分离开。解物分离开。解物分离开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液体和固体的共振分离系统


[0001]本系统的应用领域包括用于从溶液中分离液体和溶解的固体或者含有溶质的液体的工作应用。本技术的一些应用包括工业水处理、工业废液处理、采矿作业液体处理(比如电解液)、农业水处理、海水淡化过程处理、尾矿坝水回收处理、沉淀池处理、咸水池处理、以及卤水处理(比如碳酸锂净化过程)，等等。
[0002]应提到的是利用这种技术处理液体所需的唯一条件是液体的最小电导率必须在2mS/m以上，尤其是在所有上述情况下都是如此。

技术介绍

[0003]总的来说，现有技术具体涉及几项专利，这些专利保护的不是特定的物理系统，而是一组能够实现特定功能的设备和方法。
[0004]存在属于液体废物处理的一般领域的若干文献，其中通过使用诸如氢氧化铝或氧化铝之类的凝结剂或絮凝剂，此外通过由涂有混合氧化物的钛电池引起的电磁场产生，使诸如BOD5、COD、TSS之类典型污染参数下降，去除氟离子等，如在文献WO 2008062171中所述。
[0005]另一方面，存在提及一种技术的申请CN203938560，该技术涉及一种船用生活污水处理系统。该系统由污水贮存罐、粉碎泵、生化反应设备、电絮凝处理设备、膜组过滤器、残渣回流槽、焚烧炉、电催化消毒设备和电源控制设备组成。
[0006]还存在文献US201566383，该文献表示了通过电化学方法和先进的氧化法的工业废水和/或饮用水处理的方法和设备，其中主要的处理由以下组成：分别通过不锈钢、钢和铝金属电极组的作用进行的电凝固、电氧化和电浮选，平行地进行的臭氧消毒/氧化、紫外线照射和超声波处理，以及电磁场中的再循环。
[0007]另外，存在文献US6358398，该文献指出一种从含有污染物的水源中分离污染物的方法。该方法在水体系中使用溶解的、高度氧化的粉末，其中该方法可以通过电凝固来加强。这涉及置于含有氧化材料的贮水罐内的电池的使用。
[0008]同样地，存在文献RU2008112628，其中该专利技术涉及水的电化学净化设备，所述设备可以在家庭中用于自来水的后处理，以及用于天然水的净化，并针对饮用水要求保证物理化学、卫生以及感官性质。所述设备目的在于电化学水净化。
[0009]最后，存在文献US6139717，该文献定义了一种处理水的方法和设备。所述设备具有接地电极和一对加电电极，所述一对加电电极通过寄存器以及第一和第二高频开关连接到DC电压源，所述第一和第二高频开关由高频切换电路控制，以将来自DC电压源的DC电压转换成AC电压，从而提供给加电电极。控制开关的高频切换电路连接到第一高频振荡电路，第一高频振荡电路连接到由第二高频振荡电路控制的控制电路，以提供频率随机变化的信号作为第一高频振荡电路的输出信号。第二高频振荡电路还控制连接到第一高频振荡电路的触发器电路，以在第一振荡电路的随机变频信号中增加急剧且瞬时的频率波动部分。
[0010]一般而言，现有技术都基于对于河水和湖水应用的电凝结和电絮凝过程，其中测
试了结构寿命较低的特定接地电极。

技术实现思路

[0011]本专利技术解决的技术问题
[0012]本系统要解决的技术问题基于：
[0013]能够使用VLF频段的频率，分离电导率极小的含有溶解固体的液体。
[0014]能够使用VLF频段的频率，分离悬浮在流体中的固体。
[0015]通过进行电凝结和动态电絮凝，而不需要接地电极来闭合电路并允许电流循环，也不需要将其用作电流回路来使本专利技术的系统操作。
[0016]能够使用适应不同的流体条件的单一系统来处理不同类型的流体，从而它可以用于处理工业用水，用于工业和人类消费用海水淡化，用于尾矿坝、沉淀池、咸水池水回收系统，用于电沉积过程中的液体回收，用于卤水中金属提取和净化过程(锂、钾、钠等)，用于处理工业废液等。
[0017]一种与相似的水过滤设备或过程，比如反渗透设备相比，使用更少的人力时间、更少的物理空间和更少的能耗(在20％～25％之间)的系统。
[0018]本专利技术对应于一种用于液体和固体的共振分离系统，包括导电电极(12)，导电电极(12)在其中放置要分离的流体的电绝缘罐内产生电凝结和电絮凝现象。另外，所述系统包括所述导电电极与PCB(印刷电路板)的连接，所述PCB又包括微控制器、电连接及其运算算法，以及提供控制和分离过程所需的能量的AC/DC电源。
[0019]另一方面，本专利技术还包括一种操作上述系统的方法，其中：
[0020]液体的预先评估：预先以电化学方式评估待分离的液体，其中要求待分离液体的最小电导率为2mS/m。另一方面，为了识别要使用的电极的类型，可以测量pH来确定液体的酸度。例如，如果液体中含有酸，则需要将电极更换为涂有钽、钌或其他导电材料的钛电极。
[0021]共振分离：依据以上信息，选择电极的适当频率程序(program)，将导电电极浸入并在甚低频(VLF)范围内激活，产生使液体与沉淀物分离的物理变化，通过电絮凝和电凝结的现象(溶解度相变)使沉淀物处于不溶状态。电极的激活导致产生为所使用的频率中的每一个设计的6个特定的占空比，其中系统在一个占空比内产生小于2毫秒的能量脉冲。
[0022]共振反馈：通过测量液体的温度和液体中的电流，调整占空比频率参数。
[0023]电极冲洗：为了更好地维护所使用的电极，存在另一个涉及频率倒置的阶段(该阶段在过程的末尾以及在过程的中间阶段中使用)。
[0024]物理分离：在共振分离阶段之后，在罐内产生3个相，表面的絮凝固体，罐底的沉淀固体，以及中间的“干净”液体。絮凝固体通过机械表面夹带或溢出来分离，沉淀固体通过倾析来分离，回收介质中的液体以便再利用。
[0025]必须声明的是，本专利技术不限于本文中所述的特定方法、化合物、材料、制造技术、用途和应用，因为这些可能会变化。还应理解的是，本文中采用的术语只是用于描述特定的实施例，并不意图限制本专利技术的前景和潜力。
[0026]应注意的是，在使用和方法中，本文中，在权利要求书的陈述和整个文本中，单数形式不排除复数形式，除非上下文明确暗示如此。从而，例如，对“使用或方法”的引用是对一种或多种使用或方法的引用，包括为熟悉该主题(技术)的技术人员所知的等同物。类似
地，再例如，对“步骤”、“阶段”或“模式”的引用是对一个或多个步骤、阶段或模式的引用，可以包括隐含的和/或即将到来的子步骤、阶段或模式。
[0027]所使用的所有连词都应该按限制尽可能少并且包容最广的意义来理解。从而，例如，连词“或”应按其正统的逻辑意义来理解，而不是理解为“或排除”，除非上下文或文本明确地要求或指示。所描述的结构、材料和/或元件还涉及那些功能上的等同物，以便避免无尽的详尽列举。
[0028]用于指示近似或概念化的表述应该照此理解，除非上下文指示不同的解释。
[0029]除非另有明确说明，否则本文中使用的所有技术和/或科学名称和术语均具有在这些事项方面合格的普通技术人员赋予的共同含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于分离具有2mS/m以上的极小电导率的液体和固体的系统，其中所述系统包括处理罐(14)，在处理罐(14)中，按所需电极数量的比例浸入至少两个导电电极(12)，使得满足每立方米的罐容量0.25m2的电极表面积的比例，所述导电电极连接到固态电子设备(15)，可选的固体提取设备也可以对其进行操作，其中所述固态电子设备(15)连接到电源，并且包括控制所述系统和导电电极(12)的编程的算法，其中固态电子设备(15)能够为所述电极产生电子信号，以发出1Hz至250Hz的甚低频VLF频段频率，以及它们的对应偶次分谐波。2.按照权利要求1所述的用于分离具有极小电导率的液体和固体的系统，其中所述导电电极(12)由金属、陶瓷复合材料或聚合物材料组中的导电材料，优选由来自铝、钛、不锈钢、钌、钽或其他导电材料组的导电材料，更优选由铝制成，或者是有涂层的电极，比如涂有钽的钛芯，其中所述电极被置于处理罐(14)内位于距处理罐底部5cm至25cm，优选10cm的高度，并且距容器壁10cm至50cm，优选40cm的距离。3.按照权利要求1所述的用于分离具有极小电导率的液体和固体的系统，其中所述处理罐是一个或多个非金属的，优选塑料、环氧树脂、玻璃纤维的容器，适合于容纳以批量形式处理的0.1立方米至100万立方米的液体体积，而不排除连续处理，其中容器可以具有圆柱形、矩形、带倾析器的锥形、与放置它们的地面适应的不规则形状，优选圆柱形，其中处理罐还包括待处理液体和已处理液体的进口(32)和出口(33)、泡沫出口(31)、固体出口(34)，以及可选的表面絮凝物提取设备(16)。4.按照权利要求1所述的用于分离具有极小电导率的液体和固体的系统，其中所述固态电子设备包括：具有微控制器和外设的控制模块(1)，其中存储所述算法，并且对于所述系统的不同占空比产生不同的振荡器频率，其中工作频率和占空比信息也从电压自适应编程模块(2)接收，并且其中还产生将由功率模块(3)使用的触发控制信号；向所有模块供给能量的带电池后备电源的电源模块(6)，其中电流还从交流变换为直流，其中还包括电池，以向所有模块供给能量；编程和电压适配模块(2)，其中通过集成编程开关(微型双列直插式封装)(24)在外部编程不同的操作模式，而不需要访问微控制器(1)，并且适配微控制器(1)正常操作所需的电压，其中它还向功率模块(3)提供触发信号；直接馈送到导电电极(12)的功率模块(3)，其中存在安装在端子板(5)上的至少4个独立通道(13)，其中每个通道具有一组大功率晶体管，所述一组大功率晶体管由集成控制元件(1)所产生的、并通过编程和电压适...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：赛维英解决方案股份公司，
类型：发明
国别省市：