本披露總體上涉及水處理領(lǐng)域，并且更具體地，涉及通過(guò)使用電解反應(yīng)器電池回收經(jīng)處理污水、農(nóng)業(yè)徑流水和工業(yè)廢水中的氨和尿素。本披露還總體上涉及流體的電催化氧化處理，并且更具體地，涉及使用流體組分的電催化氧化在流體中形成氧化性物種。本披露還涉及使用電解來(lái)沉淀溶解鹽類(lèi)。

背景技術(shù)：

電解是電流借此用來(lái)促進(jìn)流入液中的污染物的分解的過(guò)程。電解電池在水處理工業(yè)中的使用為人所知已有多年。這些應(yīng)用包括在過(guò)程中產(chǎn)生所需要的氧化物并使用它們來(lái)消除有害和不想要的有機(jī)體。大多數(shù)現(xiàn)代污水處理設(shè)施和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)成熟處理設(shè)施使用最初的厭氧固體消化步驟以便為生成設(shè)備生成甲烷氣體從而為設(shè)施提供動(dòng)力。來(lái)自有機(jī)材料的甲烷生成的副產(chǎn)物是來(lái)自流出液中的尿素和其他有機(jī)氮化合物的氨生成。

基于電解的水處理設(shè)備的問(wèn)題在于電極表面上沉積的水垢。當(dāng)處理進(jìn)行時(shí)，由于在陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)并且在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，所以發(fā)生化學(xué)結(jié)垢。在反應(yīng)器中沉積的水垢和結(jié)垢需要更高的電流以便維持跨電極的相同電勢(shì)。

電力已使用多年以便引起流體中的電化學(xué)反應(yīng)。當(dāng)電流使用分開(kāi)有限距離的陽(yáng)極和陰極而穿過(guò)溶液時(shí)，是電子流的電流流動(dòng)穿過(guò)溶液。在溶液中電子被轉(zhuǎn)移到分子并且分子被轉(zhuǎn)換為離子時(shí)(反之亦然)，這誘導(dǎo)陽(yáng)極和陰極處的氧化還原反應(yīng)。典型地，emf(電動(dòng)勢(shì))源被用于通過(guò)溶液發(fā)送電力，并且流動(dòng)通過(guò)溶液的電流是隨電極的表面積、陽(yáng)極與陰極之間的距離、所施加的電位差、電極的性質(zhì)以及電流流動(dòng)通過(guò)的介質(zhì)的性質(zhì)而變的。過(guò)去已經(jīng)作出努力來(lái)傳送盡可能多的電流以便通過(guò)改變?cè)S多以上所述因素來(lái)加速在電極表面處發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。然而，諸如漏電流、長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)的電池效率、鹽類(lèi)在電極上的沉淀、腐蝕、結(jié)垢、傳質(zhì)限制、電極耐久性和穩(wěn)定性的問(wèn)題已經(jīng)是使電解成本非常高的一些限制。

本披露解決這些問(wèn)題中的一些，嘗試在諸如壓裂水、回流水等的廢水處理的背景下降低電解成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

總體上，本披露涉及從經(jīng)處理污水和工業(yè)廢水中回收氨和尿素。氨離子富集于電化學(xué)電池的陰極室中。陰極室的ph可以被維持在10以上以便將氨離子轉(zhuǎn)換為氨氣。沉淀在陰極表面上的硬鹽類(lèi)通過(guò)由空化形成的湍流而去除。漂白劑在陽(yáng)極上的任選生成可以被用來(lái)將氨轉(zhuǎn)換為氮?dú)?，并且臭氧在?yáng)極中的任選添加可以被用來(lái)增加有機(jī)物破壞速率。本披露的裝置可以被用來(lái)使用陽(yáng)極、陰極和水力空化來(lái)給流出液消毒。反應(yīng)器中的高湍流增強(qiáng)導(dǎo)致廢水中的氨的有效降解的傳質(zhì)效率。

為了增強(qiáng)電氧化過(guò)程的性能并且為了消除反應(yīng)器的水垢和結(jié)垢，可以使用以下優(yōu)選方法：

1)向反應(yīng)器中提供流入液的高湍流進(jìn)入；

2)以特定間隔使該或這些電極的極性交替；和/或

3)使流入液經(jīng)受水力空化，這允許高空化能量耗散?？栈芰勘挥糜诜纸庥袡C(jī)污染物，并且因此輔助電氧化過(guò)程。

優(yōu)選地，本披露可以包括一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器，該一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器包括液體密閉殼和一對(duì)或多對(duì)電極。電極可以?xún)?yōu)選地被涂覆有混合氧化物、貴金屬和/或摻硼金剛石電極?？梢蕴峁┫螂姌O供應(yīng)電壓和電流的用于每個(gè)反應(yīng)器的電源?？刂破骺梢员惶峁┯糜谇袚Q并調(diào)節(jié)通向電極的電壓和電流，這樣使得電極的極性可以以受控制的間隔反轉(zhuǎn)。

流體的電解在陰極和陽(yáng)極處發(fā)生。在陰極處，氫氣可以被釋放以便生成氫氧化物基團(tuán)并局部升高水的ph。oh-基在陰極處的形成與有機(jī)和無(wú)機(jī)化合物反應(yīng)，并且因此加速氧化反應(yīng)。

電極的極性可以被周期性地反轉(zhuǎn)以便緩解電極表面水垢。

氧化物氣體可以?xún)?yōu)選地通過(guò)文氏管構(gòu)造被注入并與進(jìn)入的流入液混合。與氧化劑氣泡混合的流入液通過(guò)優(yōu)選地安排在圓形陣中的一個(gè)或多個(gè)噴嘴而排放到反應(yīng)器中。噴嘴陣列將流入液流優(yōu)選地引導(dǎo)到反應(yīng)器的中心中，在該中心處實(shí)現(xiàn)高湍流能量耗散。氧化劑氣泡經(jīng)受壓力和速度變化，其中它們坍縮從而引起被稱(chēng)為聲發(fā)光的現(xiàn)象。

氧化劑通過(guò)排放噴嘴引入反應(yīng)器中通過(guò)水力空化在低壓區(qū)中形成納米泡的空化。當(dāng)這些納米氣泡穿過(guò)一個(gè)或多個(gè)增壓區(qū)時(shí)，它們坍縮/內(nèi)爆?？张莸奶s可以產(chǎn)生流體中有機(jī)物質(zhì)的紫外氧化。空泡的坍縮可以產(chǎn)生高能量狀況，如紫外光、剪切、高壓、熱、機(jī)械振動(dòng)、噪聲等。

披露了通過(guò)用于空化的流入液入口安排和一對(duì)或多對(duì)電極來(lái)電解處理水。這些電極能夠提供連續(xù)陽(yáng)極和陰極操作以用于處理水。與氧化物氣體預(yù)混合的壓縮流入液可以通過(guò)沿著圓周徑向安排的混合噴嘴而泵送到反應(yīng)器容器中。用于每個(gè)反應(yīng)器的電源向電極供應(yīng)電壓和電流。控制器維持到電極的電壓和電流。施加到每個(gè)電極的每個(gè)電壓極性的持續(xù)時(shí)間可以?xún)?yōu)選地是相同的?？梢园丛O(shè)定間隔周期性地使通向該電極的電流的極性反向。

還披露一種新穎的電催化槳形電極，該電極具有在長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)攜帶非常高電流密度的容量。在本披露的一個(gè)非限制性實(shí)施例中，電極可以是特定尺寸和角度、彼此間隔特定距離并且其間具有特定高度惰性、非導(dǎo)電材料間隔件的五邊形陽(yáng)極和陰極板的交替安排。任何數(shù)量的這些電極可以被部署在任何形狀的罐或反應(yīng)器中，諸如矩形管道反應(yīng)器或圓柱形罐反應(yīng)器或者為此用于實(shí)現(xiàn)所希望的處理程度(諸如沉淀或高級(jí)氧化性物種生成)的任何其他形狀的反應(yīng)器。

在另一個(gè)非限制性實(shí)施例中，交替五邊形電極平板之間的距離可以是可調(diào)節(jié)/可變的，并且可以取決于電極上的負(fù)載根據(jù)沉積所需的量或者根據(jù)氧化物產(chǎn)物生成所需的量來(lái)調(diào)節(jié)/調(diào)諧，以便基于未處理流入液流體的質(zhì)量實(shí)現(xiàn)所希望的處理。

在又一非限制性實(shí)施例中，在電極的表面上設(shè)置用于在流體以高速越過(guò)優(yōu)選的交替五邊形板時(shí)增強(qiáng)流體中的湍流和剪切的特征。這些特征具有特定幾何結(jié)構(gòu)以及形狀和尺寸，并且可以以規(guī)則圖案或以隨機(jī)圖案來(lái)安排。這些特征的存在減少流體的邊界層厚度并增加流體的局部速度，并且因此產(chǎn)生幫助增加離子和交替陽(yáng)極與陰極之間的分子種類(lèi)的傳質(zhì)的局部微湍流和渦流。這進(jìn)而幫助增加由于溶液中的離子和分子的增加的傳質(zhì)而流動(dòng)穿過(guò)溶液的電流，這進(jìn)而極大地增強(qiáng)在陽(yáng)極和陰極處發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)的速率。

在又一非限制性實(shí)施例中，五邊形板的極性可以使用專(zhuān)用電子切換控制機(jī)構(gòu)以非常高的頻率來(lái)交替。交替五邊形板的極性可以以大約1000-20000hz來(lái)回切換。交替五邊形板的這種高頻率極性切換的工作周期可在約30分鐘至99小時(shí)的范圍內(nèi)完成數(shù)次。新穎電極的這種特征賦予電極自動(dòng)清潔能力，并且因此消除當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的一些限制，諸如電極上的水垢、降低的電流效率、電極在長(zhǎng)操作時(shí)間內(nèi)的腐蝕和穩(wěn)定性和耐久性。對(duì)于如以當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)完成的電極手動(dòng)清潔，它還減少了操作中所需的停機(jī)時(shí)間，從而降低操作和維護(hù)的成本。電子控制機(jī)構(gòu)可以控制交替五邊形板的極性的超高頻率切換。

在又一非限制性實(shí)施例中，可以提供一種特定厚度的化學(xué)涂層，該化學(xué)涂層可以被涂覆在交替五邊形板上。涂層的存在有助于槳式電極以在約200-2000amp范圍內(nèi)的非常高電流流動(dòng)或約0.1-1.0amp/cm²范圍內(nèi)的電流密度持續(xù)新穎槳式電極的交替平板的極性的超高頻率切換，這在不損壞電極的情況下，在持續(xù)的時(shí)間段內(nèi)以高電流流動(dòng)提供了電極極性的新穎的超高頻率切換。

在又一非限制性實(shí)施例中，涂層用作用于在流體中產(chǎn)生氧化物產(chǎn)物的催化劑，因此進(jìn)一步增強(qiáng)除了以昂貴電力的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧化物產(chǎn)物之外在流體中生成的氧化物產(chǎn)物的量。

電催化槳式電極可以用于處理回流和采出水。該槳式電極可以由交替的五邊形扁平平板電極組成，這些交替的五邊形扁平平板電極由可調(diào)節(jié)的可變距離特氟綸間隔件分離。該槳式電極設(shè)置有化學(xué)涂層，該化學(xué)涂層能夠在非常高的電流流動(dòng)條件下以超高頻率切換陽(yáng)極和陰極的極性/使其反向，從而使該槳式電極在苛刻的現(xiàn)場(chǎng)條件下更有效、穩(wěn)定且持久。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)本披露示出不同特征的電化學(xué)電池反應(yīng)器的透視圖；

圖2示出了根據(jù)本披露的用于管道布局的框圖，其中流入液與氧化物氣體優(yōu)選地使用文氏管設(shè)置來(lái)混合；

圖3示出了使用所披露電解電池和具有火花塞的反應(yīng)器管道的水處理設(shè)備的框圖；

圖4示出了用于另一種類(lèi)型的電解電池構(gòu)造的透視圖，其中電容性放電管和桿形陽(yáng)極可以以圓形方式安排在腔室中；

圖5和圖6對(duì)應(yīng)地示出了根據(jù)本披露的電解電池的前截面圖和頂部截面圖，示出了桿形陽(yáng)極和電容性放電管的一種非限制性安排；

圖7示出了所披露電解電池的側(cè)面正視圖，示出了用于流入液入口和流出液的非限制性位置，并且還示出了桿形陽(yáng)極和高電壓電容性放電管的非限制性安排；

圖8-10示出了根據(jù)本披露的使用電化學(xué)腔室的高級(jí)氧化配置和反應(yīng)器管道的若干視圖；

圖11是根據(jù)本披露的電催化槳式電極的透視圖，示出了電催化槳式電極的總體構(gòu)造。優(yōu)選地，槳式電極可以由限定成型的五邊形扁平平板的交替安排組成，這些平板可以由絕緣體螺栓保持在一起；

圖12示出了電催化槳式電極的另一個(gè)視圖，示出了平板電極、特氟綸絕緣體、帶螺紋絕緣體桿、特氟綸絕緣體螺母、金屬間隔件、桿形陽(yáng)極、金屬螺母以及帶螺紋金屬桿；

圖13示出了優(yōu)選的電催化槳式電極的不同部件的分解圖；

圖14a示出了電催化槳式電極可以如何被附接到安裝板上的前視圖；

圖14b示出了凸面不規(guī)則五邊形電催化槳式電極的透視圖；

圖15示出了數(shù)個(gè)新穎的電催化槳式電極可以如何被放置在圓柱形反應(yīng)器上以及它在前視圖中的外觀；

圖16是剖面圖或剖視圖，示出了新穎的電催化槳式電極在放置在圖15的圓柱形反應(yīng)器上以及從圓柱形反應(yīng)器的前側(cè)從內(nèi)測(cè)看時(shí)的樣子；

圖17示出了數(shù)個(gè)新穎的電催化槳式電極可以如何被放置在矩形反應(yīng)器上以及它在前視圖中的外觀；

圖18是剖面圖或剖視圖，示出了新穎的電催化槳式電極在放置在圖17的矩形反應(yīng)器上以及從矩形反應(yīng)器的前側(cè)從內(nèi)測(cè)看時(shí)的樣子；

圖19是根據(jù)本披露的非限制性五邊形平板電極的側(cè)面正視圖；并且

圖20a、20b、20c和20d示出了根據(jù)本披露的五邊形平板電極的透視圖，并且示出了布置在平板電極的表面上的不同特征凸起。

具體實(shí)施方式

如圖1中示出根據(jù)本披露的電化學(xué)電池反應(yīng)器并總體上指定為電化學(xué)電池反應(yīng)器20。優(yōu)選地，反應(yīng)器20可以是壓力容器，該壓力容器具有一個(gè)或多個(gè)電極40和附接或以其他方式固定到其上的噴嘴。有待處理的原流入液優(yōu)選地諸如但不限于通過(guò)原流體入口24和原流體出口25從反應(yīng)器主體22的底部或附近進(jìn)入。內(nèi)部分隔件27可以被設(shè)置在反應(yīng)器主體22內(nèi)以用于將優(yōu)選地在反應(yīng)器主體22的底部處的原流體通路區(qū)域(底部腔室)29與反應(yīng)器主體22內(nèi)的處理區(qū)域(頂部腔室)30彼此分離或隔離。反應(yīng)器主體22可以?xún)?yōu)選地是圓柱形形狀，并且可以根據(jù)系統(tǒng)的布局垂直地或水平地安裝，電化學(xué)電池反應(yīng)器20與該系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)或是其一部分。濾清器濾網(wǎng)或其他類(lèi)型的過(guò)濾器可以被布置在底部腔室29內(nèi)和/或布置在原流體入口24和/或原流體出口25處，以便在顆粒到達(dá)增壓泵64之前過(guò)濾出較大尺寸的顆粒。

如將利用圖2討論的，在離開(kāi)原流體出口25之后，原流體優(yōu)選地與氧化物氣體混合。與氧化物氣體混合的流入液隨后被泵送到歧管26中。歧管26優(yōu)選地在反應(yīng)器主體22的頂部部分之上或附近，并且被用于流體分配。多個(gè)管道出口28用作用于具有混合氧化物的流入液的入口以便將混合的氧化物流入液引導(dǎo)到反應(yīng)器主體22的處理區(qū)域30中，并且促進(jìn)通過(guò)使用在每個(gè)管道出口28的末端處的噴嘴32而將加壓流體分配到反應(yīng)器中，該噴嘴與處理區(qū)域30聯(lián)通。噴嘴/管道出口28的數(shù)量不被認(rèn)為限制于任何特定數(shù)字，并且可以使用改變數(shù)量的噴嘴/管道出口28，并且被認(rèn)為在本披露的范圍內(nèi)。

一個(gè)或多個(gè)桿形電極40可以被安裝和定位在處理區(qū)域30內(nèi)，并且在實(shí)施例中可以從反應(yīng)器主體22的頂側(cè)垂直地安裝。優(yōu)選地，桿形電極40的陽(yáng)極可以通過(guò)壓緊螺母絕緣并且不接觸反應(yīng)器主體22。電極40可以被連接到單個(gè)電源50或多個(gè)電源上，其中它們的極性可以?xún)?yōu)選地以某些固定間隔變化。

出口管道36可以基本上定位在處理區(qū)域30中，并且可以?xún)?yōu)選地相對(duì)于反應(yīng)器主體22居中或基本上居中定位，并且用作用于經(jīng)處理流出液的排放路線或出口。

圖2示出了管道布局，其中流入液可以?xún)?yōu)選地使用文氏管60設(shè)置與氧化物氣體62混合。增壓泵64可以被設(shè)置成提升進(jìn)入的流入液的壓力并且隨后使流入液穿過(guò)文氏管。底部腔室29優(yōu)選地將流入液接收在其中并且隨后使流入液傳送到增壓泵64上。如果輸入流具有大于增壓泵64的限制的更高壓力流，可以設(shè)置從底部腔室29至反應(yīng)器20的壓力釋放閥和旁通管線以便平衡流入液的流動(dòng)。在替代實(shí)施例中，底部腔室29被消除，并且原流體可以被直接饋送或轉(zhuǎn)向到增壓泵64和/或文氏管60。

旁通閥66，優(yōu)選地球閥可以被設(shè)置用于維持跨文氏管的所需壓降以用于優(yōu)化最高可能的傳質(zhì)效率?？缥氖瞎?0的壓力差限定真空，并且因此允許對(duì)于注入流入液流中的處理所需的來(lái)自氣體源62的行進(jìn)穿過(guò)系統(tǒng)的一定體積的氧化物氣體被處理。與氧化物氣體混合的流入液隨后可以被泵送或以其他方式引導(dǎo)到歧管26中。歧管26及其多個(gè)出口28/噴嘴32可以被設(shè)置成促進(jìn)混合高壓氧化物氣體的流入液到反應(yīng)器主體30的處理區(qū)域30中的分配。

圖3示出了并入電解電池20和具有火花帶202的反應(yīng)器管道200的水處理設(shè)備的框圖，該水處理設(shè)備在我們于2011年10月4日提交的共同未決的美國(guó)申請(qǐng)序列號(hào)13/252,198中更詳細(xì)地討論，該申請(qǐng)通過(guò)引用以其全部?jī)?nèi)容結(jié)合。

在使用中，流入液可以通過(guò)增壓泵64進(jìn)入過(guò)程，其中流入液可以?xún)?yōu)選地使用文氏管60構(gòu)造優(yōu)選地與氧化物氣體62(例如，臭氧、氧氣等)混合，流入液攝入可以?xún)?yōu)選地穿過(guò)增壓泵64。流入液壓力可以通過(guò)系統(tǒng)被提升并處理?？缥氖瞎艿母邏毫Σ钚纬稍试S氧化物氣體62與流入液流良好混合的真空。與氧化物混合的加壓流入液隨后可以?xún)?yōu)選地通過(guò)一系列管道28/噴嘴32優(yōu)選地被排放到反應(yīng)器20的處理區(qū)域30中。該一系列噴嘴32可以?xún)?yōu)選地被朝向反應(yīng)器20的中心引導(dǎo)。當(dāng)優(yōu)選地與氧化物氣體混合的流入液退出噴嘴時(shí)，發(fā)生較大空化能量耗散。

與電解反應(yīng)器電池20電極40的連接優(yōu)選地連接到dc電源50，其中脈沖式dc電源50通過(guò)一個(gè)或多個(gè)電極40將脈沖式dc功率提供到水中。使用惰性電極40的電化學(xué)氧化可以通過(guò)兩種機(jī)制發(fā)生：1)污染物在陽(yáng)極表面處被破壞的直接氧化；以及2)介質(zhì)被電化學(xué)生成以進(jìn)行氧化的間接氧化。

從總體溶液至電極表面的傳質(zhì)發(fā)生，并且隨后在電極表面處發(fā)生同質(zhì)或異質(zhì)化學(xué)反應(yīng)。這些反應(yīng)之后是在電極表面處的電子轉(zhuǎn)移。最后，發(fā)生電子從電極表面至總體溶液的傳質(zhì)。

電子轉(zhuǎn)移的速率由電極活動(dòng)和電流密度管理，而傳質(zhì)的程度將由反應(yīng)器容器中的湍流控制。通過(guò)電氧化過(guò)程釋放的氨氣隨后可以被排出以便用于排出流動(dòng)氣體中的nox還原(參見(jiàn)圖3)。

在那之后，流出液被泵送到反應(yīng)器管道200中，可以穿過(guò)一系列擋板204。擋板主要被設(shè)置用于兩個(gè)目的：(1)為了將壓頭的勢(shì)能和速度利用到水力空化中，以及(2)為了氧化物氣體納米泡與流出液的有效混合。流動(dòng)流體的壓力速度關(guān)系被用于形成水力空化。在擋板204的每個(gè)孔洞處，液體的動(dòng)能以壓頭的代價(jià)增加，從而導(dǎo)致孔口周?chē)膲毫ο陆档结槍?duì)水力空化的閾值壓力以下。隨后，當(dāng)液體噴射擴(kuò)展時(shí)，壓力增加導(dǎo)致氣泡的坍縮。在流出液穿過(guò)多個(gè)孔口期間，發(fā)生邊界層分離，并且可以在下游觀察到高湍流能量耗散。

三個(gè)插腳火花塞202可以被安裝在反應(yīng)器管道200上以用于使用脈沖電壓發(fā)生器在流出液中釋放火花。具有高電壓排放的脈沖電壓發(fā)生器被認(rèn)為克服流出液的電阻。脈沖電壓發(fā)生器在流出液中形成火花，并且氣體電磁閥同步脈沖并排放流出液中的氧化物氣體?？梢员唤亓粼诨鸹ㄖ虚g的氣泡內(nèi)爆，并且氧化物氣體納米泡隨后被轉(zhuǎn)換為多種氧化劑，如o3、oh-、ho2、h2o2和o。這些超級(jí)氧化劑隨后被用于氧化存在于流出液中的污染物。

由火花塞在流出液中發(fā)射的uv光幫助殺菌過(guò)程并將流出液消毒。流出液中的火花的優(yōu)選脈沖形式在流出液中生成聲波。聲波的隨后壓縮和疏松循環(huán)引起泡擴(kuò)展和坍縮，從而以熱、uv光、機(jī)械振動(dòng)和剪切的形式釋放大量能量。這種形式的能量可以被用于流出液的氧化和消毒。優(yōu)選地，脈沖發(fā)生器使排放到流出液中的氧化物氣體的頻率與火花脈沖發(fā)生器匹配。壓縮氣體罐存儲(chǔ)用于該過(guò)程的氣體并用作貯存器。

圖4-7示出了可以根據(jù)本披露使用的另一種類(lèi)型的電解電池20a。在這個(gè)實(shí)施例中，可以提供容抗管70a和桿形陽(yáng)極80a，并且可以?xún)?yōu)選地以圓形方式安排在電解電池20a的處理腔室30a內(nèi)。優(yōu)選地，流入液通過(guò)流入液入口24a從電解電池20a的底部徑向進(jìn)入，并且通過(guò)流出液出口25a從電解電池20a的頂部退出。容抗管70a和桿形陽(yáng)極80a的優(yōu)選安排也在圖中示出。然而，這種安排不被認(rèn)為是限制性的。

圖8-10示出根據(jù)本披露的傳授內(nèi)容的高級(jí)氧化過(guò)程和使用電化學(xué)腔室20/20a和反應(yīng)器管道200的系統(tǒng)300的不同視圖。

起初，流入液通過(guò)與主吸氣泵302和電動(dòng)機(jī)303連接的入口301進(jìn)入系統(tǒng)中。主排放吸氣泵302隨后被優(yōu)選地分配成兩個(gè)流，一個(gè)穿過(guò)文氏管并且另一個(gè)穿過(guò)具有自動(dòng)化閥的旁通管線。自動(dòng)化的旁通閥維持跨文氏管的所需壓力以用于將適量的氧化物氣體(如臭氧和氧氣)混合到流入液流中。

與氧化物氣體混合的流入液隨后通過(guò)多個(gè)噴嘴而排放到主管道304中。這些噴嘴意圖在主管道中實(shí)現(xiàn)最高可能空化能量耗散。噴嘴被用于增加進(jìn)入主管道中的流出液的速度。更高的退出速度意味著更高的雷諾數(shù)以及因此更高的湍流能量耗散。

使用噴嘴的優(yōu)點(diǎn)包括但不限于：

1)壓力下的動(dòng)態(tài)混合得到更大的傳質(zhì)

2)向文氏管注射器提供所希望的反壓力。

3)更大劑量的氧化物氣體是可能的。

由于空化能量耗散允許微泡或空腔的形成、增長(zhǎng)和隨后坍縮以極小的時(shí)間間隔(毫秒)發(fā)生，從而釋放大量能量。能量的釋放在非常小的格腔中發(fā)生，并且空化事件在多個(gè)位置處同時(shí)發(fā)生?？傮w效果是熱點(diǎn)的生成、高度活性自由基的釋放、連續(xù)清潔以及固體催化劑的表面積的增加，以及傳質(zhì)速率的增加。

空化現(xiàn)象的機(jī)制已經(jīng)主要致力于機(jī)械效應(yīng)，即湍流、液體循環(huán)電流和剪切應(yīng)力的生成，由化學(xué)效應(yīng)(活性自由基的生成)和熱效應(yīng)(局部熱點(diǎn)的生成，即非常高溫的情況)補(bǔ)充。這些局部化高能情況導(dǎo)致高度活性的自由基的形成，從而有助于有機(jī)物的破壞，并且還可以導(dǎo)致流出液流中存在的微生物的殺菌。

與多種氧化物混合的流出液隨后通過(guò)入口322徑向地進(jìn)入電化學(xué)腔室中。電化學(xué)腔室可以類(lèi)似于電解電池20a(圖4-7)由桿形陽(yáng)極312和電容性放電管332組成。桿形陽(yáng)極312在流出液中釋放dc電流。電極可以被涂覆有混合氧化物、貴金屬和/或摻硼金剛石電極。

以下反應(yīng)在陰極和陽(yáng)極處發(fā)生：

(i)陰極處所期望的反應(yīng)：

o3+h2o+e→oh·+o2+oh-

o2+h2o+2e→ho2-+oh-

o2+2h2o+2e→h2o2+2oh-

(ii)陽(yáng)極處所期望的反應(yīng)：

3oh-→ho2-+h2o+2e

oh-→oh·+e

o2+2oh-→o3+h2o+2e

2h2o→h2o2+2h++2e

o2+h2o→o3+2h+2e

h2o→o+2h++2e

流動(dòng)穿過(guò)系統(tǒng)300的湍流有助于陽(yáng)極與陰極之間的有效電子遷移。這些電極是非活性電極，其中陽(yáng)極材料用作催化劑，并且在電極表面處生成的羥基有助于氧化過(guò)程。

優(yōu)選地并且如圖所示，可以存在包含在電化學(xué)腔室320內(nèi)的多個(gè)電容性放電管332。電容性放電管332優(yōu)選地包含外部石英管，該外部石英管可以經(jīng)受流入液的液體壓力。在石英管的中心中可以容納電暈放電電極。電暈放電電極引起瞬時(shí)高壓輝光放電。當(dāng)介電阻擋層放電在具有稀有氣體(氙)的電暈放電電極中操作時(shí)，形成微放電通道中的等離子體情況并且將其用作紫外線的強(qiáng)源。當(dāng)污染物經(jīng)受電化學(xué)腔室320中的超級(jí)氧化劑時(shí)，流出液通過(guò)氧化細(xì)菌菌落而消毒，無(wú)機(jī)污染物被氧化成它們的惰性形式。

電容性放電管322可以類(lèi)似于我們于2011年10月4日提交的共同未決的申請(qǐng)序列號(hào)13/252,198中描述的電容性放電管80來(lái)構(gòu)造和操作，該申請(qǐng)通過(guò)引用以其全部?jī)?nèi)容結(jié)合。

在形成水垢中非常不利的二價(jià)陽(yáng)離子被鼓勵(lì)以通過(guò)在電化學(xué)過(guò)程中提供電子和陰離子而沉淀。在沉淀后，這些沉淀的水垢顆粒在化學(xué)上是惰性的并保持懸浮。

在電化學(xué)腔室320內(nèi)處理后，流出液退出出口324，并且可以?xún)?yōu)選地通過(guò)一組或多組并且優(yōu)選地兩組反應(yīng)器管道340來(lái)傳送或引導(dǎo)。每個(gè)反應(yīng)器管道340可以類(lèi)似于以上所討論的反應(yīng)器管道200，并且可以包含一系列擋板和多個(gè)火花塞202?；鸹ㄈ?02在水中釋放高電壓脈沖，這進(jìn)而允許流出液氧化飽和，以便產(chǎn)生臭氧和羥基。產(chǎn)生的這些氧化物隨后被用于氧化污染物。

來(lái)自一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器管道340的排放被一起聯(lián)接到公共排放管線并且最終通過(guò)流出液出口350而退出系統(tǒng)300。

用于某些部件的某些非限制性特性或特征可以包括：

a.桿形陽(yáng)極可以以圓形陣列以其間約2"至4"的間隔來(lái)組裝。

b.桿形陽(yáng)極可以由具有用混合金屬氧化物涂層涂覆的約10微米至100微米厚度的鈦基金屬的中心電極組成。桿上的涂層可以是iro2(約1％-40％)；ruo2(約1％-40％)；tio2(約1％-20％)以及具有(約1％-5％)金剛石管道涂層電極的摻硼金剛石電極的混合金屬氧化物。

c.電極涂層厚度范圍可以是約10微米至約100微米。

d.桿優(yōu)選地不到達(dá)反應(yīng)器的底部以防止電極短路。

e.桿形電極可以是圓形截面，以防止具有例如人發(fā)和油性粘土顆粒的粘性有機(jī)顆粒和纖維的電極區(qū)域的結(jié)垢或捕獲和阻塞。

f.可以具有多個(gè)圓形噴嘴陣列，該噴嘴具有垂直入口，與泡沫混合將生成用于泡沫與流出液的有效混合的無(wú)規(guī)則湍流。優(yōu)選地在反應(yīng)器中不預(yù)期渦流運(yùn)動(dòng)。

g.優(yōu)選地，針對(duì)液壓空化不安裝噴嘴，因此防止空化或桿形電極上的點(diǎn)蝕磨損。噴嘴被用于形成無(wú)規(guī)則湍流以將陽(yáng)極表面上產(chǎn)生的混合oh基和陰極桿形電極上的過(guò)氧化氫基(ho2)與流入液混合以達(dá)到更好的處理效率。噴嘴陣列可以形成用于混合泡沫、oh基、過(guò)氧羥基與流入液的無(wú)規(guī)則湍流。氧化還原反應(yīng)隨后可以被加速，并且增強(qiáng)制程效率。

h.文氏管出口壓力可以在約1至2巴的范圍內(nèi)，并且泡沫泡尺寸可以是約10微米至100微米以確保泡的有效表面積的可用性，以便與存在于流入液中的有機(jī)化合物反應(yīng)。

i.利用文氏管在流出液中生成約5％至50％質(zhì)量的泡沫可導(dǎo)致深色(臟)或不透明水中的顯著uv光透光率。

j.低壓dc電源連接到桿形電極上。

k.高壓脈沖dc電源可以被連接到電容性放電管上。

l.為了安全并為了防止金屬表面上的腐蝕，反應(yīng)器的金屬主體可以接地到地面。

m.dc電源可以低于約2vdc，并且可以以最高額定電流進(jìn)行操作；安全控件可以自動(dòng)地檢測(cè)高電流并切斷電源。

n.電極極性可以被反轉(zhuǎn)以防止表面結(jié)垢或水垢。電極極性可以被反轉(zhuǎn)以便還防止電極上的混合金屬氧化涂層由于氫脆而分層。

o.電極的壽命可以在連續(xù)操作內(nèi)在約50％至100％之間增加。

p.電容性放電管可以包含具有中心電極的石英管。石英管可以在石英管與電極之間包含導(dǎo)電氣體。金屬電極可以被設(shè)置有多個(gè)刷毛以用于更高的發(fā)射率。導(dǎo)電氣體可以是幫助通過(guò)石英電介質(zhì)將高壓電力傳導(dǎo)到金屬管道的氬氣、水銀蒸氣和氫氣。高壓可以通過(guò)此介質(zhì)被施加，從而引起石英管與電極之間建立電暈放電。每個(gè)單獨(dú)火花可以以u(píng)v光、熱量、機(jī)械振動(dòng)的形式釋放能量。uv光可以擊穿氧納米泡，從而產(chǎn)生臭氧分子、(oh-)羥基。這些氧化物中間可以產(chǎn)生更多種氧化物，這些氧化物隨后可以被用于氧化流入液中的污染物。中心暈光放電管的電源掃描頻率和電壓，以便發(fā)現(xiàn)過(guò)程所需的最佳臭氧/uv輸出。

q.電容性放電管可以由具有帶刷毛的中心電極的外部石英管組成，以便生成隨后被排放到流體中以用于處理流體的uv光。電容性放電電極可以以在約1000hz至212khz的脈沖高壓dc電源模式來(lái)操作。中心電極可以具有正極性，使外部石英管在流體中也是正極性的。當(dāng)使用水銀蒸汽時(shí)，可以在電容性放電管中生成約194nm至252nm的uv光。當(dāng)使用氫氣時(shí)，可以生成約180nm至194nm頻譜的uv光。電容性放電管可以使用uv穩(wěn)定化石英管來(lái)將電極容納在中心中。

r.優(yōu)選地，具有極性的一個(gè)dc電源可以與多個(gè)桿形電極、陽(yáng)極桿和陰極桿回路電連接。高壓dc脈沖電源可以?xún)?yōu)選地被連接到電容性放電管上。

s.從電容性放電管生成的uv光可以用于從存在于反應(yīng)器中的流出液中的氧氣泡沫制造(oh)羥基。約180nm至260nm之間的uv光譜可以由電容性放電管產(chǎn)生，并且可以用于在陰極表面上產(chǎn)生過(guò)氧氫自由基。

t.電容性放電管還可以產(chǎn)生245nm至265nm之間波長(zhǎng)的uv光譜，該uv光譜被用于激活氯和二氧化氯基。約180nm至265nm波長(zhǎng)的uv光譜催化有機(jī)物質(zhì)與氧氣泡沫的氧化。

u.噴嘴可以?xún)?yōu)選地指向圓形陣列中的反應(yīng)器的中心以便生成具有無(wú)規(guī)則湍流的穩(wěn)定氧泡沫。利用由噴嘴陣列無(wú)規(guī)則生成的湍流，由桿形電極生成的氧化物和由電容性放電管生成的氧化物可與流出液均勻地混合，從而增強(qiáng)氧化效率。噴嘴可以位于反應(yīng)器的頂部處或反應(yīng)器的一端處，而流體出口可以在底部或另一端處。這種安排有助于確保去除由反應(yīng)器中的氧化還原反應(yīng)生成的沉積物和固體沉淀劑。

w.文氏管和氣體噴射優(yōu)選地使氣泡尺寸為約10至100微米。文氏管出口壓力可以是約1至2巴。氣體中氧氣的濃度可以在約70％至99％之間。氣體包括但不限于clo2，氧氣可以被用于該過(guò)程。摻雜有co2的氧氣可以被用于將ph調(diào)節(jié)在約6.5至7.2之間。

x.通過(guò)周期性反轉(zhuǎn)電極的極性，可以防止電極涂層的氫脆并且可以防止陰極電荷下涂層的分層。還通過(guò)反轉(zhuǎn)極性，電極的壽命可被增強(qiáng)約50％至100％。帶負(fù)電荷的電極上由礦物質(zhì)的沉淀導(dǎo)致的水垢將在反轉(zhuǎn)極性的自動(dòng)清潔周期期間在流出液流中與涂層分離。

y.優(yōu)選的多個(gè)電容性放電管和桿形電極可以以交替和圓形陣列來(lái)安排。根據(jù)反應(yīng)器的直徑還可存在多個(gè)圓形陣列。桿形電極與電容性放電管之間的間距可以是約2"至6"之間。每個(gè)圓形陣列之間的距離可以是約2"至6"之間。出于來(lái)自桿形電極和電容性放電管的安全原因，反應(yīng)器的外部金屬殼可以被電接地。

z.桿形電極可以使用絕緣體與金屬反應(yīng)器絕緣，諸如但不限于優(yōu)選地具有約1/8"至1/2"的厚度和約2"至6"管長(zhǎng)的管狀絕緣體。類(lèi)似地，陰極放電管還可以與金屬反應(yīng)器絕緣，從而防止它直接電短路。

本披露的某些進(jìn)一步特征、益處和/或優(yōu)點(diǎn)包括但不限于以下各項(xiàng)：

1.一種電化學(xué)反應(yīng)器，該電化學(xué)反應(yīng)器用于使用以下各項(xiàng)去除來(lái)自水溶液的有機(jī)雜質(zhì)和硬度：

(a)水泡沫發(fā)生器，該水泡沫發(fā)生器用于從氧氣和臭氧氣體以在約10與約30百分比之間的泡沫特征值來(lái)形成微尺寸氣泡；

(b)桿形陽(yáng)極，該桿形陽(yáng)極具有鉑金、dsa(尺寸不變陽(yáng)極(電極))或具有金屬壁容器的摻硼金剛石用于陰極電流回路；

(c)電容性放電管燈，該電容性放電管燈包含水銀或氘蒸汽以用于生成脈沖式uvc光；

(d)停留時(shí)間，該停留時(shí)間在一分鐘與三分鐘之間以便完成氧化和沉淀反應(yīng)。

2.使用權(quán)益1中的設(shè)備，在以下條件下在氧氣泡沫中使用脈沖式放電電極來(lái)氧化recalerent有機(jī)化合物：

(a)電壓超過(guò)約50kv，

(b)放電陰極在水溶液中由氧氣保護(hù)層包圍，

(c)至少兩個(gè)回路陽(yáng)極，該至少兩個(gè)回路陽(yáng)極用于使放電脈沖循環(huán)。

圖11至20示出了槳式電極組件。在一個(gè)非限制性實(shí)施例中，可以在圖11中的交替安排中提供并示出限定長(zhǎng)度和角度的五邊形平板的電極的交替安排。圖19中示出了用于平板電極的優(yōu)選的非限制性形狀。平板的優(yōu)選五邊形形狀不同于常規(guī)的規(guī)則五邊形。所披露的五邊形形狀可以是具有限定長(zhǎng)度的側(cè)邊ab、bc、cd、de和ae的特殊的凸面不規(guī)則五邊形(參見(jiàn)圖19)。在角度c和d可以?xún)?yōu)選地是135°并且所有其他角度(如角度a、b和e)可以?xún)?yōu)選地是90°的意義上，該板進(jìn)一步是特定的。不同側(cè)邊的長(zhǎng)度可以被改變以便增加或減少板的表面積，其中角度a、b和e優(yōu)選地維持在90°并且角度c和d優(yōu)選地維持在135度。

在另一個(gè)非限制性實(shí)施例中，該交替凸面不規(guī)則五邊形平板可以具有鑄造在其上的特征或凸起，以便在流體以高速流過(guò)電極時(shí)改善湍流和剪切(參見(jiàn)圖20a-20d)。這些特征可以被以規(guī)則圖案或以隨機(jī)方式來(lái)安排。這些特征的尺寸可以在高于0mm至約5mmx約5mmx約5mm范圍內(nèi)。零測(cè)量值導(dǎo)致扁平平板，而當(dāng)測(cè)量值大于零時(shí)，它在平板上產(chǎn)生一個(gè)非限制性特征。這些特征(凸起)之間的間距可以在約0.2英寸至約0.5英寸至約1英寸的范圍內(nèi)，并且在不影響可以設(shè)置其他特征的情況下可以在平板上容納盡可能多的特征，盡管這不被考慮為限制性的。當(dāng)越過(guò)特征平板電極的流體速度增加時(shí)，微湍流和微渦流在電極的附近并在電極的交替平板之間產(chǎn)生，這改善了大量介質(zhì)中的氧化和還原性物種以及流動(dòng)穿過(guò)介質(zhì)的電流的傳質(zhì)。這進(jìn)而增加了未處理流體中的不同不想要的種類(lèi)的氧化還原的速率，從而增加了電氧化系統(tǒng)的總體效率。

在另一個(gè)非限制性實(shí)施例中，交替平板可以彼此分離某一距離x(參見(jiàn)圖14a)。這個(gè)距離x可以根據(jù)流體中固體總?cè)芙饬?“tds”)值方面的負(fù)荷和即時(shí)應(yīng)用而改變。例如，這個(gè)距離可以在非常低tds流體(諸如但不限于約500ppmtds水)中被減少至幾毫米(約5-10)，或者這個(gè)距離x可以在高tds流體(諸如但不限于約30000ppmtds水)中被增加為更大的值，諸如但不限于約10-50毫米。具有電荷q1和q2的分離距離x的兩個(gè)帶電荷平板之間的靜電力(f)由f＝(q1*q2)/(k*x²)給出，其中k取決于流體介質(zhì)的性質(zhì)。電流的強(qiáng)度由電荷沿著導(dǎo)體和穿過(guò)介質(zhì)移動(dòng)的速率所限定。因此，流動(dòng)穿過(guò)系統(tǒng)的電流取決于平板之間的距離x以及在處理的流體介質(zhì)的性質(zhì)，并且因此該距離可以被調(diào)節(jié)以響應(yīng)于在處理的介質(zhì)的改變的性質(zhì)，以便實(shí)現(xiàn)電荷流動(dòng)的最佳條件，以便最大化氧化性物種產(chǎn)生以用于考慮的流體的完全處理?？紤]的流體可以是來(lái)自油和天然氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的回流采出水、來(lái)自精煉廠的h2s/硫醇污染水處理、醫(yī)院廢水或城市廢水。

在又一非限制性實(shí)施例中，五邊形電催化電極的交替平板可以使用間隔件分離距離x，該間隔件優(yōu)選地由高度惰性的非導(dǎo)電絕緣體材料構(gòu)成，諸如但不限于抗電暈特氟綸(聚四氟乙烯ptfe)，ptfe提供幾乎通用的化學(xué)惰性；在300℃以下在所有已知溶劑中完全不溶性；優(yōu)異的熱穩(wěn)定性；以及無(wú)與倫比的電特性，包括低介電損耗、低介電常數(shù)和高介質(zhì)強(qiáng)度。此外，ptfe不在非常高溫或在非常低溫下變脆?？闺姇瀙tfe是ptfe的抗電暈形式。它是具有純ptfe的實(shí)質(zhì)上所有特性但具有大致千倍更長(zhǎng)高壓壽命的均質(zhì)絕緣體?？闺姇瀙tfe在高壓絕緣中的獨(dú)特在于它對(duì)于機(jī)電和化學(xué)機(jī)械應(yīng)力裂解的優(yōu)異耐受性。

這些間隔件406可以如圖12中和圖13中的分解視圖中所示地安排。兩組三個(gè)五邊形扁平平板電極402可以利用帶螺紋絕緣體特氟綸桿410保持在一起。特氟綸絕緣體間隔件406維持平板電極402之間的距離。平板電極可以在絕緣體螺母414的幫助下保持在絕緣體桿410上。兩個(gè)平板電極組件可以被連接到單獨(dú)的桿形陽(yáng)極/陰極426上。優(yōu)選的三個(gè)平板電極402中的每一個(gè)可以通過(guò)金屬帶螺紋桿438和金屬螺母430而連接到桿形陽(yáng)極/陰極426上。兩個(gè)桿形陽(yáng)極/陰極426之間的距離由金屬間隔件418和422維持。在此優(yōu)選安排中，兩個(gè)不同組電極組件可以利用絕緣體和金屬帶螺紋桿而保持在一起。以此方式，電極平板402可以被連接到dc電源的不同極性(正和負(fù))上。絕緣體間隔件406維持每個(gè)電極平板402之間的距離，并且可以通過(guò)改變間隔件406的尺寸改變?yōu)樗Ｍ木嚯x。在一個(gè)非限制性構(gòu)造中，電極平板402之間的距離可以在約0.5"-2"或更多的范圍內(nèi)。槳式電極上的帶正電荷電極平板與帶負(fù)電荷電極平板402的這種優(yōu)選緊密接近增強(qiáng)了總體電解過(guò)程效率。

在又一非限制性實(shí)施例中，交替五邊形平板402的極性可以以在約1khz-20khz的超高頻率甚至以在約2000安培的非常高電流流動(dòng)來(lái)切換(正變成負(fù)以及負(fù)變成正或者陽(yáng)極變成陰極以及陰極變成陽(yáng)極)。由電子控制機(jī)構(gòu)控制的切換頻率可以取決于電極上在考慮的未處理流體的tds方面的負(fù)荷。處理中的流體的tds值越高，切換頻率越高，并且考慮的流體的tds越低，所需切換頻率越低。作為非限制性實(shí)例，以500ppmtds可能需要100hz的切換頻率，而以30000ppmtds可能需要1000hz的頻率，并且以80-100,000ppmtds可能需要20000hz。

如上所述，每個(gè)槳式電極組件桿形陽(yáng)極/陰極可以被連接到dc電源正極和負(fù)極出口。dc電源具有以由操作者/控制器所希望的設(shè)定頻率反轉(zhuǎn)電源極性的能力。人機(jī)界面(hmi)屏幕和用戶(hù)界面可以提供用于設(shè)定和控制頻率以便改變電極極性的能力。在反轉(zhuǎn)極性的這種變化期間，每組電極平板(i)將變成陽(yáng)極或陰極中的任一個(gè)。電子控制機(jī)構(gòu)可以被設(shè)計(jì)成在約2000安培的非常高的電流流動(dòng)條件下以在約1khz-20khz的此類(lèi)超高頻率來(lái)切換陽(yáng)極和陰極的極性。能夠以超高頻率切換電極極性的這種能力提供新穎五邊形電催化槳式電極的自動(dòng)清潔能力，這允許反應(yīng)器通過(guò)防止任何水垢在反應(yīng)器上或在電極上沉積來(lái)保持清潔。這進(jìn)而改善電極的電流流動(dòng)效率持續(xù)更長(zhǎng)的持續(xù)時(shí)間，這意味著更多有效電氧化還原反應(yīng)，這進(jìn)而意味著更高的氧化還原電勢(shì)和整個(gè)系統(tǒng)的更高效率。

在又一非限制性實(shí)施例中，特征平板電極可以涂布有由優(yōu)選地在導(dǎo)電pcd(多晶金剛石)的存在下以固定比例在高溫下混合并反應(yīng)的氧化銥、氧化釕、二氧化鈦和氧化鉑組成的約10-100μm厚的化學(xué)層。涂層可以被涂覆到電極以能夠經(jīng)受極性在約2000安培的非常高電流流動(dòng)能力下的超高頻率切換。未涂布有這種涂層的電極可能無(wú)法經(jīng)受超高頻率切換，并且它們的性能可能在非常短的操作時(shí)期內(nèi)劣化。由于這些涂層的涂覆，新穎的電催化槳式電極已經(jīng)示出用于在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中的長(zhǎng)時(shí)間操作中的穩(wěn)定性能。另外，這些化學(xué)材料還可以用作催化劑以便進(jìn)一步促進(jìn)除了由流動(dòng)穿過(guò)介質(zhì)的電子引起的電化學(xué)反應(yīng)之外的氧化和還原性物種形成，該介質(zhì)諸如oh·、o3、o、h2o2、ho2、cl2、次氯酸(hocl)、次氯酸陰離子(clo^-)、亞氯酸鹽(clo2^-)、二氧化氯(clo2)、過(guò)硫酸鹽(s2o8^2-)、高鐵酸鹽(feo4^2-)、過(guò)氧碳酸酯(c2o6^2-)和高錳酸鹽(mno4^-)、氯酸鹽(clo3^-)和高氯酸鹽(clo4^-)等。表1和表2對(duì)應(yīng)地示出了未處理采出回流水中由單獨(dú)的槳式電極以500ppm和30000ppmtds(固體總?cè)芙饬?形成的氧化性物種的計(jì)算量。

表1.在單獨(dú)新穎槳式電極的不同電流效率下在500ppmtds未處理采出水下的氧化性物種的計(jì)算生產(chǎn)率

表2.在單獨(dú)新穎槳式電極的不同電流效率下在30000ppmtds未處理采出水下的氧化性物種的計(jì)算生產(chǎn)率

如圖15和圖17中所示，可以在圓柱形500或矩形600反應(yīng)器中部署任何數(shù)量的這些新穎電催化槳式電極，以便根據(jù)tds值、流動(dòng)速率、反應(yīng)器的容量、反應(yīng)器中所需的停留時(shí)間以及由現(xiàn)場(chǎng)的客戶(hù)所希望的處理程度來(lái)實(shí)現(xiàn)考慮的流體的功率需求。圖16和圖17對(duì)應(yīng)地示出部署在圓柱形500和矩形600處理反應(yīng)器上的槳式電極組件的內(nèi)部視圖。因此，有待處理的流體以一些方式進(jìn)入反應(yīng)器并流動(dòng)越過(guò)所希望數(shù)量的新穎電催化槳式電極402，并且已處理流體離開(kāi)反應(yīng)器500或600或另一個(gè)反應(yīng)器或電池反應(yīng)器。當(dāng)未處理流體流動(dòng)越過(guò)槳式電極時(shí)，許多電化學(xué)反應(yīng)，諸如溶解鹽類(lèi)的沉淀、高度反應(yīng)的氧化性和還原性物種或自由基和分子的形成在電極處和大量流體中發(fā)生，這去除未處理流體的不希望組分并將未處理流體轉(zhuǎn)換成已處理流體。

以上所討論或附圖中所示的所有位置、大小、形狀、量度、數(shù)量、角度、電壓、頻率、部件或部分位置、構(gòu)造、溫度、重量、尺寸、值、百分比、材料、取向等僅通過(guò)實(shí)例并且不被認(rèn)為是限制性的，并且可以選擇和使用其他位置、大小、形狀、量度、數(shù)量、角度、電壓、頻率、部件或部分位置、構(gòu)造、溫度、重量、尺寸、值、百分比、材料、取向等，并且全部被認(rèn)為在本披露的范圍內(nèi)。

在附圖中示出的某些部分的尺寸可能已為了清楚說(shuō)明的目的而修改和/或擴(kuò)大并且不被認(rèn)為是限制性的。

除非針對(duì)權(quán)利要求要素、權(quán)利要求步驟或權(quán)利要求術(shù)語(yǔ)在說(shuō)明書(shū)中描述或附圖中示出的一個(gè)或多個(gè)特征、一個(gè)或多個(gè)部分、一個(gè)或多個(gè)部件、一個(gè)或多個(gè)特性或一個(gè)或多個(gè)功能在權(quán)利要求中利用權(quán)利要求要素、權(quán)利要求步驟或權(quán)利要求術(shù)語(yǔ)確切呈現(xiàn)，否則本發(fā)明者不考慮此類(lèi)一個(gè)或多個(gè)特征、一個(gè)或多個(gè)部分、一個(gè)或多個(gè)部件、一個(gè)或多個(gè)特性或一個(gè)或多個(gè)功能為解釋目的并且當(dāng)如果權(quán)利要求要素、權(quán)利要求步驟或權(quán)利要求術(shù)語(yǔ)被解釋或理解時(shí)而包括用于權(quán)利要求中的權(quán)利要求要素、權(quán)利要求步驟或權(quán)利要求術(shù)語(yǔ)。類(lèi)似地，關(guān)于權(quán)利要求書(shū)中的任何“用于……的裝置”要素，本發(fā)明者認(rèn)為此類(lèi)語(yǔ)言?xún)H需要來(lái)自說(shuō)明書(shū)的最小數(shù)量的特征、部件、步驟或部分以便實(shí)現(xiàn)“用于……的裝置”語(yǔ)言的功能，并且不是說(shuō)明書(shū)中描述的與“用于……的裝置”語(yǔ)言的功能相關(guān)的所有特征、部件、步驟或部分。

在以上說(shuō)明中，闡述了許多特定的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本安排和傳授內(nèi)容的全面理解。然而，將對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是本安排和傳授內(nèi)容可以在不限制于這些特定細(xì)節(jié)中的一些或全部的情況下實(shí)踐。

盡管已經(jīng)示出和描述了本傳授內(nèi)容和安排的說(shuō)明性實(shí)施例，但是旨在進(jìn)行其他修改、變化和替代。因此，適當(dāng)?shù)氖菍挿旱夭⑶乙耘c本披露的范圍一致的方式來(lái)解釋所附權(quán)利要求書(shū)，如以下權(quán)利要求書(shū)中所闡述的。

盡管已經(jīng)在某些方面描述本披露并且已經(jīng)披露了某些實(shí)施例或修改，但是熟知本披露的本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解不必由此類(lèi)術(shù)語(yǔ)限制，或限制于在此披露的特定實(shí)施例和修改。因此，可以在不脫離本披露的精神的情況下實(shí)踐由在此的傳授內(nèi)容提出的多種多樣的替代方案，并且此類(lèi)替代方案的權(quán)利被特別保留并被認(rèn)為在本披露的范圍內(nèi)。