專利名稱：：連續(xù)處理水體的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明系關(guān)于一種連續(xù)處理水體的方法、裝置及系統(tǒng)，更特定而言，本發(fā)明系關(guān)于一種利用電場之偶極化作用使水體中雜質(zhì)凝聚成團而易于去除之連續(xù)處理水體之方法、裝置及系統(tǒng)。目前所知用以處理污水或工業(yè)廢水的方法，不外下列幾種方法1、物理方法；2、化學方法；3、生物方法；4、電化學處理法等。其中電化學法(電解法)因為占地小，經(jīng)濟實用又無臭，亦無二次污染，因此已廣為該項領(lǐng)域之專業(yè)人士所深入研究。有關(guān)此方面的專利技術(shù)文獻，可見于臺灣專利第79100054號中，亦可見于美國專利3,926,754、4,036,726、4,123,339等三案中，及歐洲專利第0295696號中。這些現(xiàn)有技術(shù)主要是在密閉之電解槽中，利用電解時所產(chǎn)生的化學作用改變水中雜質(zhì)特性，使雜質(zhì)隨著連續(xù)流動的處理液流出電解槽，再進行雜質(zhì)的排除而得到相當程度凈化的排放水。電化學進行時，在兩極間和槽液中有六種基本作用同時發(fā)生1、氧化作用由陽極吸收電子，使液體中之雜質(zhì)氧化。2、還原作用由陰極提供電子，使液體中之雜質(zhì)還原。3、電泳作用荷正電之離子團由陽極泳向陰極；荷負電之離子團由陰極泳向陽極。4、電蝕作用通入適當電壓于兩極間，而液體也具有適當之電導度時，陽極如為便宜的金屬，陽極便易于氧化解離以荷正電之離子形態(tài)釋出，而使陽極產(chǎn)生腐蝕的情形。5、電解作用使水解離為氫氣及氧氣。6、偶化作用在通入適當電壓時，兩極間將形成電場，而液體中之雜質(zhì)及水分子，便會因電場之作用而產(chǎn)生偶極化作用，也即在接近陽極的一端帶負電荷，在陰極的一端帶正電荷，如圖1所示。以電化學方法處理廢水之現(xiàn)有技術(shù)一般系利用上述六種作用中之前五種，并依所需工藝目的之不同而加強其中之某種作用，同時抑制其他作用，使其在加工過程中發(fā)揮最有效的功能，達到最有利的結(jié)果。舉例言之，現(xiàn)有的電解膠凝浮除法系利用鐵及鋁組合而成的犧牲性陽極施行電解，陽極所溶出的金屬離子與水體中的微細膠體進行化學混凝而形成大分子的膠體，其再與陰極釋出的氫氣氣泡結(jié)合成氣-固復(fù)合物，而被浮除。該法雖能有效去除水中的懸浮固體及微細顆粒，但仍具有下列缺點1、耗電量大及處理時間長。臺灣國立成功大學環(huán)境工程研究所李俊德教授等人曾報告以電解膠凝法處理養(yǎng)豬廢水時，要得到穩(wěn)定的水質(zhì)，電解時間約需30分鐘，連續(xù)處理之經(jīng)能量消耗(Es)達18kwh/kg-COD(見Proc.17thconf.onWastewaterTreatmentTechnology，pp.647-650)國立成功大學化學工程研究所閻志中等人亦曾報告以連續(xù)式電解膠凝浮除槽處理酸化油脂廢水時，比能量消耗為1.19kwh/kg-COD。2、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修不易。陰陽極板在電解處理過程中因蝕化而經(jīng)常需要更換極板，而陰陽極板參差重復(fù)排列，每一極板又都接有電源，因此裝置復(fù)雜，更換不便。另外陰極板會沉積污染物，因此需要設(shè)刮刀刮除。刮刀的設(shè)置，使電解槽內(nèi)的構(gòu)造空間趨向復(fù)雜，使極板的抽換更加困難。在本發(fā)明之前，電化學中之偶極化作用未曾被利用于處理廢水。本發(fā)明者為解決現(xiàn)有技術(shù)之缺點，積極研究，結(jié)果發(fā)明利用電場的偶極化作用，即上述電化學的第六種作用，使雜質(zhì)分子在極短時間內(nèi)凝聚成團達到水體凈化的效果，且無現(xiàn)有技術(shù)費時、耗電及維修不易之缺點。本發(fā)明之一目的為提供一種利用電場所產(chǎn)生的偶極化作用使水體中雜質(zhì)凝聚成團而易被去除之連續(xù)處理水體之方法。本發(fā)明之另一目的為提供一種利用電場所產(chǎn)生的偶極化作用及能量交換作用，使水體中雜質(zhì)凝聚上浮而易被去除之連續(xù)處理水體之方法。本發(fā)明之又一目的為提供一種構(gòu)造簡化，容易維修，易于更換之連續(xù)處理水體的裝置。本發(fā)明之再一目的為提供一種高效率、省電及容易維修之連續(xù)處理水體之系統(tǒng)。本發(fā)明之此等目的及其他目的從隨后的詳細說明及申請專利范圍可更容易明白。圖1系電場之偶極作用之示意圖。圖2系本發(fā)明微觀攪動現(xiàn)象之雜質(zhì)側(cè)向位移之示意圖。圖3系本發(fā)明裝置之第一具體例之正面剖視圖。圖4系本發(fā)明裝置之第一具體例之側(cè)面剖視圖。圖5系浮除裝置之剖視圖。圖6系本發(fā)明裝置之第二具體例之側(cè)面剖視圖。圖7系本發(fā)明系統(tǒng)之較佳具體例。圖8系設(shè)置于進輪汽車股份有限公司桃園廠一年多之本發(fā)明裝置于拆解后之照片。圖9亦系設(shè)置于進輪汽車股份有限公司桃園廠一年多之本發(fā)明裝置于拆解后之照片。本發(fā)明者對于廢水之電化學處理加以廣泛研究，結(jié)果意外發(fā)現(xiàn)在陰陽極間設(shè)置若干導電板體并令電極與導電板體于處理槽內(nèi)由下至上形成一封閉S形單向流徑時，若對陰陽極施加一適當電壓以使兩極間產(chǎn)生一足夠強度的電場，則水中雜質(zhì)可在極短時間(例如1分鐘)之內(nèi)迅速凝聚成團。此種雜質(zhì)在極短時間內(nèi)凝聚之現(xiàn)象無法用現(xiàn)有的電解膠凝原理加以解釋。本發(fā)明者對該現(xiàn)象反復(fù)實驗并分析其原理。發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象之可能原因如下在施予一適當電壓至陰陽極使兩極間產(chǎn)生一足夠強度的電場時，液體中之雜質(zhì)及水分子會因電場之作用而產(chǎn)生偶極化，亦即在接近陽極的一端帶負電荷，在接近陰極的一端帶正電荷，如圖1所示。由于偶極化作用可使水中之液體分子、固體微粒氣泡等雜質(zhì)產(chǎn)生偶極化而成正、負、正、負……依序排列之粒子。并由原先荷電相斥之粒子，或不帶電，不相吸引之粒子，全部轉(zhuǎn)成為互相吸引之粒子，而有自凝傾向。配置在陽極與陰極之間的導電板體可以促進雜質(zhì)粒子的凝聚，其作用機制尚不清楚，可能與導電板體本身可產(chǎn)生微電場而利于能量傳輸有關(guān)。雜質(zhì)被感應(yīng)成帶著雙極電荷的狀態(tài)而產(chǎn)生互相吸引的自凝效應(yīng)后，仍然需要籍由其他效應(yīng)來使原本分散在水體中的微小雜質(zhì)能互相碰撞才易形成大的團塊而易于與水分離。使雜質(zhì)互相碰撞可籍下列兩種方式達成(一)宏觀攪拌雜質(zhì)在水體中，可經(jīng)由機械攪拌使雜質(zhì)互相碰撞。將處理槽的導電板體排列成S形流徑，使水體在電場中反轉(zhuǎn)流動，以達到機械攪拌之效果。(二)微觀攪動有些雜質(zhì)本身之體積非常微小，甚至小到分子、離子狀態(tài)，而機械攪拌則僅是使雜質(zhì)作宏觀的位移，而微小雜質(zhì)間仍然保持恒定之距離，故很騅使他們互相碰撞而達到互相結(jié)合的效果，為克服此一困難，本發(fā)明乃利用雜質(zhì)感應(yīng)電荷后，給予一個流動速度，電荷有流速之后，便形成定向電流，更因而產(chǎn)生垂直于流動方向之磁場，由于相互分離的雜質(zhì)各自形成獨立磁場，這些磁場互相作用的結(jié)果，迫使雜質(zhì)沿磁場方向作微小之側(cè)向位移，流經(jīng)一段行程之后產(chǎn)生較大之側(cè)向位移；不同雜質(zhì)感應(yīng)之電荷大小不同，形成之磁場也大小各異，因此形成雜質(zhì)間不同之相對位移而使雜質(zhì)達到互相碰撞結(jié)合的效果。該雜質(zhì)側(cè)向位移如圖2所示。當水體在S形流徑中保持流動狀態(tài)時，將賦予雜質(zhì)流速而達到雜質(zhì)自發(fā)性位移的效果?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明開發(fā)出一種連續(xù)處理水體之方法，包括使用一大體上封閉的處理槽，在該處理槽之頂部及底部分別設(shè)有出水管口及入水管口，在該處理槽之內(nèi)部空間設(shè)有3個或以上與處理槽底部大體平行且彼此大體平行之導電板體，以在該處理槽內(nèi)由下至上形成一基本上為封閉S形的單向流徑，此等導電板體由電阻值在1.59μΩ·cm至1300μΩ·cm之范圍內(nèi)之導電材料制成，其中至少有2個導電板體分別與正、負電源連接，以做為陽極及陰極；令待處理之水體自處理槽底部之入水管口流入，向上流經(jīng)S形單向流徑，然后自處理槽頂部之出水管口流出，同時對該陰極及陽極施加一電壓，以在該陰極與陽極間之空間產(chǎn)生一電場強度在0.5mv/cm至1000v/cm范圍之電場，藉此使水體中之雜質(zhì)偶極化而凝聚，然后將凝聚的雜質(zhì)去除。適于用本發(fā)明方法處理之水體可為任何種類的工廠廢水及污染水體，例如垃圾滲透水、河川污水、染料廢水、電鍍廢水、造紙廢水、石化廢水、汽車保養(yǎng)廢水、發(fā)酵廢水、冰淇淋制造廠廢水、餐飲業(yè)廢水、醫(yī)院廢水、實驗室廢水及生活廢水等。本發(fā)明對于待處理水體之PH值，導電度、溫度、雜質(zhì)種類及雜質(zhì)濃度均無特殊限制。待處理水體可為酸性、中性或堿性，亦即PH值在0至14之范圍內(nèi)的水體皆可用本發(fā)明方法處理。又導電度在0.98ms/cm至254ms/cm之范圍內(nèi)之水體(相當于超純水至食鹽飽和濃度)皆適合用本發(fā)明之方法處理，至于雜質(zhì)之濃度，若為0至105ppm時，可直接用本發(fā)明方法處理；若超過105ppm時，宜考慮先用其他方法回收水中資源后，再用本發(fā)明方法處理。按照本發(fā)明，出水管口及入水管口被分別配置在處理槽之頂部及底部。處理槽內(nèi)之導電板體被設(shè)置成與處理槽底部大體平行且各導電板體彼此亦大體平行，以在處理槽內(nèi)由下至上形成一封閉的單向S形流徑。該S形流徑之設(shè)置使得水體反轉(zhuǎn)流動，達到機械攪拌效果。在此必須強調(diào)導電板體不宜被配置成與處理槽底部垂直而形成一由左而右之∽形或波形流徑。若如此，通電后，水電解所形成的氫氣泡及氧氣泡蓄積在波形流徑的波峰處，而阻礙被處理水體的流通。導電板體中至少有2個板體分別與正、負電源連接，以做為陽極與陰極。亦可設(shè)置數(shù)對陰極及陽極，此時陽極與陰極系以交錯的方式排列。每對陰極與陽極間未與電源相接之導電板體之數(shù)目視實際需要而定，沒有特殊限制。各對電極間，未與電源相接之導電板體之數(shù)目可相同或不同。此等未與電源相接之導電板體之存在，可促進雜質(zhì)粒子的凝聚，惟其作用機制尚不清楚，可能與導電板體本身可產(chǎn)生微電場而利于能量傳輸有關(guān)。導電板體，包括與電源相接做為陽極與陰極之導電板體，可由任何現(xiàn)有之導電材料制成，以由電阻值在1.59μΩ·cm至1300μΩ·cm范圍內(nèi)的導電材料制成為較佳。此等導電材料之例有金屬諸如鐵、鋁、銀、銅、金、鋅、鎘、鉑、錫、鉻、鉛、銻、鈦及錳等，合金諸如青銅、黃銅、不銹銅、Alferon及chromel；以及非金屬諸如石墨。按照本發(fā)明之方法，于陽極與陰極施加一電壓，以在兩極間形成一電場強度在0.5mv/cm至1000v/cm之范圍內(nèi)之電場，籍此使水中雜質(zhì)迅速偶極化而凝聚。電場強度以0.1v/cm至1000v/cm為較佳。在電場之作用下，可能伴生水電解。水電解會產(chǎn)生氫氣及氧氣。此等微小氣泡與雜質(zhì)結(jié)合后，有助于雜質(zhì)上浮，而利于移除。按照本發(fā)明之方法，水體在S形流徑中之流速一般為0.1公尺/秒至3.87公尺/秒。本發(fā)明方法，籍著處理槽內(nèi)導電板體之特殊配置，使得水體中被電場偶極化之雜質(zhì)碰撞機會大增，因而可在極短時間內(nèi)凝聚成團。待處理水體在處理槽中之駐留時間一般只需1分鐘以下，遠少于現(xiàn)有電解膠凝浮除法電解所需的時間(約30分鐘或以上)。因此本發(fā)明方法的耗電量極低，約只有現(xiàn)有電解膠凝浮除法之耗電量之數(shù)百分之一至數(shù)千分之一。本發(fā)明方法對于處理水體的溫度及壓力沒有特殊限制，只要能使水體保持液態(tài)即可。另外，本發(fā)明者尚發(fā)現(xiàn)一奇異的現(xiàn)象，亦即高水體通過電化學處理槽后，若立即將水體調(diào)整至一特定的PH值，可見到水體中受電場之偶極化作用而凝聚成團之雜質(zhì)將會迅速浮至水面，但若將該通過電化學處理槽之水體靜置一段較長時間(例如30分鐘或以上)后，再調(diào)整水體之PH值，則無凝聚雜質(zhì)上浮的現(xiàn)象。該現(xiàn)象的確切成因目前尚未完全明了，不過可能與能量的交換作用有關(guān)。亦即當水體經(jīng)過電場時，水體中之分子吸收電場中之能量，使分子呈激發(fā)狀態(tài)。在適當之PH值下，分子在瞬間釋放能量，使部份水分子氣化成氣態(tài)與雜質(zhì)一起浮出水面。若經(jīng)過電場處理之水體靜置太久，能量將以熱的形態(tài)徐徐釋放，此時再調(diào)整PH值將無足夠能量使水分子氣化，因此雜質(zhì)不會上浮而呈沉降狀態(tài)。凝聚雜質(zhì)上浮將使雜質(zhì)的去除變得更為容易。因此在本發(fā)明方法之一較佳具體例中，尚包括于水體通過電化學處理槽后，立即將水體調(diào)整至一適當PH值，以使凝聚雜質(zhì)上浮而利于浮除之步驟。該適當PH值主要視被處理水體之種類而定。熟習本技術(shù)之人士籍著少許測試可毫無困難地決定該適當PH值。再者，視需要，可在被電化學處理過的水體中添加凝集劑及/或穩(wěn)定劑，以使雜質(zhì)凝聚成更大的顆粒而利于去除。經(jīng)過電化學處理之水體一般系藉浮除劑除去凝聚之雜質(zhì)。本發(fā)明亦提供一種連續(xù)處理水體之裝置，包括使用一大體上封閉的處理槽，在該處理槽之頂部及底部分別設(shè)有出水管口及入水管口，在該處理槽之內(nèi)部空間設(shè)有3個或3個以上與處理槽底部大體平行且彼此大體平行之導電板體，以在該處理槽內(nèi)由下至上形成一基本上為封閉S形的單向流徑，此等導電板體由電阻值在1.59μΩ·cm至1300μΩ·cm之范圍內(nèi)之導電材料制成，以及其中至少有2個導電板體分別與正、負電源連接，以作為陽極及陰極。本發(fā)明尚提供一種連續(xù)處理水體之系統(tǒng)，其包括一前處理機，用于調(diào)整待處理水體之PH值，導電度及添加催化劑，以使接下來之電化學處理具有較佳效果；一電化學機，其與前處理機連接，用于使水體中之雜質(zhì)凝聚及供給雜質(zhì)能量，使雜質(zhì)易與水分離；一后處理機，其與電化學機連接，用于調(diào)整電化學處理后之水體之PH值及視需要添加凝集劑及穩(wěn)定劑；以及一浮除機，其與后處理機連接，用于分離水及雜質(zhì)；該系統(tǒng)之特征為該電化學包括使用一大體上封閉的處理槽，在該處理槽之頂部及底部分別設(shè)有出水管口及入水管口，在該處理槽之內(nèi)部空間設(shè)有3個或3個以上與處理槽底部大體平行且彼此大體平行之導電板體，以在該處理槽內(nèi)由下至上形成一基本上為封閉S形的單向流徑，此等導電板體由電阻值在1.59μΩ·cm至1300μΩ·cm之范圍內(nèi)之導電材料制成，其中至少有2個導電板體分別與正、負電源連接，以做為陽極及陰極。接下來參照圖，說明本發(fā)明裝置及系統(tǒng)之較佳具體例。圖3及圖4分別為本發(fā)明裝置之第一具體例之正面剖視圖及側(cè)面剖視圖。該裝置主要包括一處理槽1，該處理槽1系為一密閉式槽體，槽體的其中一面為一可打開可密關(guān)之槽門(設(shè)于第一圖的正面，未示于圖中)，該槽體1的兩側(cè)內(nèi)壁形成有凹設(shè)之定位滑軌10；一加壓泵11，該泵11被接在通往位于該槽體底部之入水管口12之水體管路上；該槽體頂部設(shè)一出水管口13，出水管路上設(shè)一流量控制閥14；一陽極板2，設(shè)于該槽體1內(nèi)頂部，外接電源線；一陰極板3，設(shè)于該槽體1內(nèi)底部，外接電源線；一導電陽板體4，設(shè)于該陽極板2與陰極板3之間處理液所將流經(jīng)的空間，其系藉板體的兩側(cè)置入于該二定位滑軌10內(nèi)而固定，如圖4所示，該導電陽板體4并未占據(jù)整個平面，乃留有空隙41以供處理液流動通過。當施加一電壓于陽極、陰極，所產(chǎn)生一電場時，導電板體4能促進雜質(zhì)粒子之凝聚。圖5系現(xiàn)有浮除裝置之剖視圖。經(jīng)上述電化學處理槽處理過之水體可用一浮除裝置進行分離處理。該裝置包含一上段筒5，筒身有一入水口51，接該處理槽1之出水管，上部設(shè)一溢集槽52，使上段筒5上開口53與該溢集槽52相通，該溢集槽52另設(shè)一排除管54，上方則設(shè)一刮除裝置55，有一刮刀551，由一馬達553所帶動，藉一蓋子552蓋于該溢集槽52上。一延伸筒56，視需要接于該上段筒5下，其管身可為局部透明。一底座筒57，接于該延伸筒56下，若不需該延伸筒56，亦可直接接于該上段筒5之下，其筒身亦可為局部透明，其排水管571上亦設(shè)有一流量控制閥572。該上段筒5、延伸筒56及底座筒57三者結(jié)合成一浮除槽。圖6系本發(fā)明裝置之第二具體例之側(cè)面剖視圖。該裝置之特征為于陽極板2與陰極板3之間設(shè)有多個參差排列之導電板板體4，以具備更大之處理效能。該等導電板體在處理槽內(nèi)被排列成能形成一基本上為封閉S形的單向流徑。將欲處理之原水保持在可流動之液狀態(tài)下，令其由該處理槽下部流入，經(jīng)過該基本上S形的單向流徑，而由該處理槽的上部流出，將該陽陰極施以預(yù)定之電壓，使該陽陰極間的空間產(chǎn)生一預(yù)定強度之電場，該電場使槽內(nèi)原水中的雜質(zhì)產(chǎn)生偶極性，并使雜質(zhì)吸收能量，同時引發(fā)該等導電隔板體的催化效應(yīng)以促進雜質(zhì)顆粒的凝聚，另一方面使該原水流經(jīng)封閉之S形流道，產(chǎn)生機械式及磁場式的攪拌作用，使雜質(zhì)凝聚成團而與液體分離。依上述裝置，本發(fā)明之操作流程茲簡述于下(一)待處理之水體由加壓泵11連續(xù)汲入處理槽1內(nèi)，并控制流量控制閥14，使水體在密閉處理槽中保持相當?shù)膲毫Α?二)視需要，可藉適當之電路裝置使電極板的正負極交替更換。設(shè)定電路裝置上的計時器，使電解正負交替時間控制在適當?shù)闹芷诜秶?三)打開電源，開始處理水體，經(jīng)實驗得知在極短的時間內(nèi)便能有效地處理水體。(四)從處理槽排出之水體導入該浮除裝置，待懸浮物與水體分離完全時，打開流量控制閥572排出水體，調(diào)整放流水體流量之大小，使懸浮物完全由上面的刮除溢集槽排出。(五)溢流之懸浮物可由袋濾機、淤泥脫水機等設(shè)備作后續(xù)處理。因此，藉處理槽出水口之流量控制閥14控制出水的流量，并由浮除裝置出水口之閥572控制出水的速度，使浮除率與排放速率相平衡，以達到連續(xù)電浮除操作。圖7系本發(fā)明系統(tǒng)之較佳具體實施例之示意圖。待處理水體71依序通過前處理機A，電化學機B，后處理機C及浮除機D，而得到凈化的放流水72。參考數(shù)字73代表污泥。前處理機A包括一導電劑槽A1，一催化劑槽A2，一酸槽A3及一堿槽A4，水體在此被調(diào)整至預(yù)定的PH值及導電度，以使接下來的電化學處理具有最佳效果。電化學機B與一電源供應(yīng)器N相接，其內(nèi)部構(gòu)造如圖6所示。該電化學機B能使水體中雜質(zhì)之粒徑加大及供給雜質(zhì)能量，使雜質(zhì)易與水分離。后處理機C包括一凝聚劑槽C1，穩(wěn)定劑槽C2，酸槽C3及堿槽C4，其用于調(diào)整浮除前之水質(zhì)。浮除機D利用雜質(zhì)本身吸收之能量，視需要亦可外加氣泡，使雜質(zhì)與水快速分離。本發(fā)明現(xiàn)參照下列實施例更進一步說明。在此等實施例中，除非另有指定，名詞“導電板體”系指未與電源連接之導電板體；與電源連接之導電板體則被稱做“電極板”。實施例實施例1乳膠液實驗實驗水體天然乳膠latex加入純水中，其濃度為1000mg/l。用硫酸調(diào)整PH值，使其值為2。用Nacl調(diào)整導電度，使其值為800μs/cm。水體之COD值約為1000mg/l-1500mg/l，水體之透視度為＜5cm，及水溫為20℃-30℃。實驗設(shè)備電源供應(yīng)器DC電源供應(yīng)器500V之電壓輸出及30A之電流輸出。反應(yīng)槽由大小相同3.5CM寬×13CM長×0.2CM厚之二片電極板及八片隔板平行放置組成，并平行于地面，兩極板之間距離10.6CM，并將八片導電板體等距離置其間，電極板及導電板體均用鐵盤。將電源正極接至上面極板，負極接至下面極板(或?qū)㈦娫簇摌O接至上面極板，正極接至下面極板)。外部為密閉容器，使水體由下面上成S形之流徑。泵及馬達每分鐘可抽送1cc-1000cc，連續(xù)可調(diào)。實驗步驟將水體送入反應(yīng)槽由下而上成S形流經(jīng)電極板與導電板體之間。打開電源供應(yīng)器，設(shè)定電壓，以調(diào)整電場。最初五分鐘為吸機狀態(tài)尚未穩(wěn)定，將所處理之水體舍棄。每次經(jīng)處理之水樣應(yīng)取穩(wěn)定狀態(tài)下的為準。操作條件電場強度3V/cm壓力常壓流速455cc/分槽內(nèi)壓力小于2kg/cm2溫度25℃實驗結(jié)果水體呈懸濁狀態(tài)，PH值為4.0-5.0。將水體靜置杯中，發(fā)現(xiàn)水體自行上下運動。用NaOH調(diào)其PH值至8.0左右時，發(fā)現(xiàn)水體中雜質(zhì)在一分鐘內(nèi)迅速凝結(jié)成團并上浮至水面，下面水體透明清澈，取下面透明清澈液體分析其COD，結(jié)果COD小于200mg/l。取下面透明清澈液體分析其透視度，結(jié)果透視度＞30cm。若水樣取出后靜置30分鐘，再調(diào)整PH值至8.0左右，則雜質(zhì)沉淀。實施例2本實施例系顯示電場強度、水體之流速、導電度、PH值、溫度及壓力，以及電極及導電板體之材質(zhì)及組合對于水體處理效果之影響。實驗水樣之配制1、材料說明1)超純水用于斗導體工業(yè)之超純水，其電導度小于1μs/cm2)電解質(zhì)Nacl，99.9％3)調(diào)酸劑H2SO4，99.9％4)調(diào)堿劑NaOH，99.9％5)雜質(zhì)A墨汁，廣牌-獎門墨汁(能藝企業(yè)有限公司出品)6)雜質(zhì)BNo.36CHROMEYELLOWPOSTERCOLORS廣牌OSAMA7)雜質(zhì)C硅粉末，斗導體制造業(yè)晶園(wafer)研磨粉末，其粒徑小于1μm。2、配制步驟1)量取定量超純水，倒入預(yù)備干凈容器中。2)量取適量之雜質(zhì)，加入水中攪拌均勻。3)加入H2SO4或NaOH調(diào)整其PH值。4)加入Nacl調(diào)整其電導度。5)用NO.5濾紙過濾，其濾液之透視度小于5cm。3、水質(zhì)指標(透視度)水中雜質(zhì)多少之分析指標，有雜質(zhì)濃度，懸浮固體濃度，濁度，色度，COD，BOD，透視度等等，本實驗為易于作水質(zhì)比較及說明，水質(zhì)指標以透視度為準，其單位為公分。4、實驗水樣之編號及特性如下表1表1</tables>實驗設(shè)備1、基本設(shè)備1)電源供應(yīng)器DC，0～500V可調(diào)，最大電流輸出30安培；2)泵及馬達每分鐘可抽送水樣1cc～100cc連續(xù)可調(diào)；3)反應(yīng)槽裝置方法將電極板及導電板體平行放置，導電板體等距離放置于電極板之間，且平行于地面，將電源正極接于上層電極板，電源負極接于下層電極板(或正極接于下層電極板，負極接于上層電極板)外部為絕緣密閉容器，使水體由下而上流動，形成S形流徑；4)電極板及導電板體尺寸，長13cm、寬3cm、厚0.2cm；5)空氣壓縮機壓力可達110Kg/cm2；2、反應(yīng)槽型式表2</tables>注1)青銅銅95％，錫5％2)黃銅銅70％，鋅30％3)Stanless鐵74％，鉻18％，鎳8％4)Alferon鐵82.25％，鉻14.25％，鋁3.5％5)Chromel鐵50％，鎳30％，鉻20％6)Ro之流徑截面積為1.5cm27)其余各反應(yīng)槽之流徑截面積為3cm2。實驗步驟步驟A用泵1、將水件送入反應(yīng)槽，由下而上成S形流程電極板與導電板體之間并由頂部排出。2、打開電源、供電器，設(shè)定電壓以調(diào)整電場強度E(伏特/cm)。E電場強度，單位伏特/公分V電壓單位伏特S電極板間距離單位公分3、調(diào)整水體的流速FF單位公分/秒4、每一實驗最初五分鐘為暖機狀態(tài)，水質(zhì)尚未穩(wěn)定所實驗之水體應(yīng)予舍棄。5、每次實驗之水樣，應(yīng)取穩(wěn)定狀態(tài)下者為準。6、對處理之實驗水樣，用NaOH，或H2SO4，調(diào)整其PH值至8左右。7、用NO.5濾紙過濾取其澄清液以便分析其水質(zhì)。8、用透視度計量度其透視度。步驟B用泵1、將水體用泵送入反應(yīng)槽，由下而上成S形，流經(jīng)電板極與導電板體之間，至水體由頂部出口流出為止。2、開關(guān)泵及入水口使水流呈靜止狀態(tài)。3、打開電源供應(yīng)器設(shè)定電壓以調(diào)整電場E(伏特/公分)E電場強度，單位伏特/公V電壓單位伏特S電極板間距離單位公分4、經(jīng)通電1分鐘后，開關(guān)電源，并取出水體，調(diào)整其PH值，為8左右。5、用NO.5濾紙過濾，取其澄清液以便分析其水質(zhì)。5、用透視度計量度其透視度。步驟C1、將水體用泵送入反應(yīng)槽，由下而上成了S形流經(jīng)電極板與導電板體之間，至水體由頂部出口流出為止。2、開關(guān)泵及入水口使水流呈靜止狀態(tài)。3、將空氣壓縮機之氣體連接至，頂部出口，使水體加壓。4、調(diào)整壓力、至實驗所需壓力。5、打開電源供應(yīng)器，設(shè)定電壓，以調(diào)整電場強度E(伏特/公分)E電場強度，單位伏特/分V電壓單位伏特S電極板間距離單位公分6、經(jīng)通電1分鐘后開關(guān)電源。7、開關(guān)空氣壓縮機之氣體壓力源，并使反應(yīng)槽減壓至常壓。8、取出反應(yīng)槽內(nèi)的水體，調(diào)整其PH值為8左右。9、用NO.5濾紙過濾取其澄清，以便分析其水質(zhì)。10、用透視度計量度其透明度。實驗環(huán)境1、氣溫25°2、氣壓1大氣壓。實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果1、電場強度實驗表3實驗序號使用反應(yīng)槽使用水樣電場強度實驗步驟處理效果(透視度)1R1W11000v/cmA＞30CM2R1W21000v/cmA＞30CM3R1W31000v/cmA＞30CM4R2W415v/cmA＞30CM5R2W515v/cmA＞30CM6R2W615v/cmA＞30CM7R3W70.1v/cmA＞30CM8R3W80.1v/cmA＞30CM9R3W90.1v/cmA＞30CM</table></tables>注1)水溫25℃2、水體流速F＝4.32cm/秒3)水壓＜2Kg/cm2由上表可知電場強度，由0.1V/cm至1000V/cm，皆有優(yōu)良的處理效果。2、水體流速實驗表4注1)水溫25℃。2)電場強度15V/cm。3)水壓＜2Kg/cm2。由上表可知水體流速由0至3.8M/秒皆有良好的處理效果。3、水體電導實驗表5</tables>注1)水溫25℃。2)水體流速4.32cm/秒。3)電場強度實驗19，20，21，250V/cm，實驗22，23，74，15V/cm，實驗25，26，27，1V/cm；4)水壓＜2Kg/cm2；由上表可知水體之寬度由0.98μs/cm至254ms/cm皆有優(yōu)良的處理效果。4、水體PH值實驗表6<p>由上表可知水體之PG值由0至14皆有良好的處理效果。5、水體溫度實驗表7</tables>注1)水體流速F＝4.32cm/秒2)電場強度E＝15V/cm3)水壓＜2Kg/cm2由上表可知水體溫度由0℃至100℃皆有優(yōu)良的處理效果，易言之只要保持水體為液態(tài)，便可以處理，其由良好的處理效果。5、水體壓力實驗表8<tablesid="table10"num="010"><tablewidth="589">實驗序號使用反應(yīng)槽使用水樣水體壓力實驗步驟處理效果(透視度)46R2W42kg/cm2A＞30CM47R2W52kg/cm2A＞30CM48R2W62kg/cm2A＞30CM49R2W410g/cm2C＞30CM50R2W510g/cm2C＞30CM51R2W610g/cm2C＞30CM52R2W450g/cm2C＞30CM53R2W550g/cm2C＞30CM54R2W650g/cm2C＞30CM</table></tables>注1)水溫25℃。2)電場強度15V/cm。3)水體流速6cm/秒(實驗46、47、48)其余的實驗49至實驗54水體流速為0。由實驗1至實驗45，(水體常壓狀態(tài))及上表可知水體壓力由常壓至50Kg/cm2皆有良好的處理效果，易言之只要水體態(tài)保持液體狀態(tài)，皆可處理，且有良好處理效果。7、電極板及導電板體材質(zhì)之電阻性實驗A、金屬元素表9注1)水體流速F＝4.32cm/秒。2)電場強度E＝15V/cm。3)水體壓力＜2Kg/cm。4)水溫25℃.。5)實驗步驟A由上表可知，電極板及導電板體其電阻值從1.59μΩ.cm至185μΩ.cm，皆有優(yōu)良處理效果。B合金表10注1)水體流速F＝4.32cm/秒2)電場強度E＝15V/cm3)水體壓力＜2Kg/cm24)水溫25℃5)實驗步驟A由上表可知，電極板及導電板體材質(zhì)為二種或二種以上金屬合金，其對水體之處理效果仍然非常優(yōu)異。C、非金屬表11注1)水體流速F＝4.32cm/秒2)電場強度E＝15V3)水體壓力＜2Kg/cm24)水溫25℃5)實驗步驟A由上表可知，電極板及導電板體材質(zhì)為非金屬時對水體處理效果也非常優(yōu)異，尤其值得一提的是當電板板及導電板體其電阻值在1300μΩ.cm時仍有優(yōu)異良的處理效果。D、電板板、導電板體由各種材質(zhì)混合使用表12</tables>注1)水體流速F＝4.32cm/秒2)電場強度E＝15V/cm3)水體壓力＜2Kg/cm24)水溫25℃5)實驗步驟A由上表可知，電板板及導電板體由二種或二種以上材質(zhì)混合使用，仍然有對水體優(yōu)良的處理效果。8、多電極板及多導電板體之組合實驗創(chuàng)作人為研究一個反應(yīng)槽內(nèi)安裝多個電板板，由正、負、正、負依序排列，且在電極板之間安置不同個數(shù)導電板體以了解其對水體處理效果影響，經(jīng)反復(fù)度驗，茲檢出代表性者說明如下表13注1)水體壓力F＜2Kg/cm2；2)水溫25℃；3)水體流速4.32cm/秒。由上表可知，處理不同水樣時藉由二個或二個以上之電極板依序，并在兩電板之間安裝0至多個導電板體藉由電場強度的調(diào)控，使水體之處理得到良好的效果。實施例3本實施例系用本發(fā)明方法處理染料工業(yè)廢水(A)，染料工業(yè)廢水(B)，紙漿(C)及紙漿(D)。處理條件及水體處理前后之各項性質(zhì)被列于表14。表14</tables>水體處理時間1分鐘電極不銹鋼#304處理壓力水柱高度200cm導電板體之面積120平方公寸實施例4本實施例證明本發(fā)明之方法可以節(jié)省電能。本發(fā)明使用電能所達成之工作主要有二(一)用于加壓泵抽送水體。(二)用于電極之偏壓，使雜質(zhì)感應(yīng)電荷。由于使雜質(zhì)感應(yīng)電荷所需之電能非常小，可使廢水處理節(jié)省大量能源，表15顯示經(jīng)實際裝置于國立交通大學處理餐廳廚房廢水之耗電量。該表顯示處理一噸廢水所耗用之電能不到0.15度電；比任何現(xiàn)有之方法都省能源。表15注操作條件如下電壓170V，電場強度8.5V/cm電極材質(zhì)鈦板被覆白金導電板體30個，流程18M導電板體鐵PH值導電度例E6.51,831μS/cm例F6.81,419μS/cm例G6.41,350μS/cm例H6.91,178μS/cm原水透視度＜6cm(例E-例H)處理水透視度＞30cm(例E-例H)實施例5本實施例系說明本發(fā)明裝置在進輪汽車工業(yè)股份有限公司之桃園工廠內(nèi)之長期使用之結(jié)果。進輪汽車工業(yè)股份有限公司為一機械加工廠，其廢水為含有柴油，切削油，防銹油，鐵離子及餐廳廚房廢水之綜合廢水，其原水水質(zhì)及經(jīng)由本發(fā)明裝置所處理后之水質(zhì)被列于表16。(處理時間為1分鐘)表16</tables>注1、操作條件如下電壓170V，電場強度8.5V/cm電極材質(zhì)鈦板被覆白金導電板體30個，流程18M導電板體鐵處理量2M3/hrPH值導電度例I6.8804μS/cm例J6.6756μS/cm2、取樣及檢測單位為臺灣環(huán)保署許可之檢測公司，其名稱及證號如下精準環(huán)境股份有限公司(環(huán)檢字第022號)表16之數(shù)據(jù)顯示以本發(fā)明裝置處理廢水，在短暫時間內(nèi)雜質(zhì)之去除率即可高達99％以上，且對于化學需氧量高達8萬以上及懸浮固體高達3萬以上之水體仍能直接處理，此實為現(xiàn)有之廢水處理方法所無法達到。經(jīng)長期監(jiān)測，該公司處理廢水之平均耗電量為每噸水0.2kwh。按照下列議程式計算對COD之比能量消耗(ES)=0.2kwh×10-3L85270.3mg/L×10-5kg/mg]]>＝0.023kwh/k9-COD與前述成功大學(季俊德、閆志中等人所報告之連續(xù)電解膠凝浮除法相較，用本發(fā)明方法處理廢水之比能量消耗約為此等方法之比能量消耗之數(shù)百分之一至數(shù)千分之一。另外，本發(fā)明裝置長期使用后，S形流徑內(nèi)污泥沉積及電極耗損情形極微，下列二圖，為設(shè)置于進輪汽車股份有限公司桃園廠之本發(fā)明裝置于拆解后之照片。圖8由此照片上可以清楚看出S形流徑上雖經(jīng)年余使用并無污泥沉積。其中S形流徑之截面積原為30cm×1cm，使用后量測其S形流徑之截面積仍為30cm×1cm沒有污泥堵塞現(xiàn)象。圖9由此照片上面清楚看出雖使用年余但電極板或介電質(zhì)板上并無顯著之損耗。其中，介電質(zhì)板及電極之厚度原為10m/m，使用后再測量其厚度仍為10m/m，沒有顯著損耗現(xiàn)象。實施例6在兩電極之間施予不同之偏壓，即對雜質(zhì)施予不同之電場，所得之結(jié)果被列于表17。由表17可知電場強度降至0.5mv/cm時，COD之去除率即降至5％以下，已不具實用價值。表17注1、2、電極距離20cm3、導電板體10個4、流程600cm5、流速10cm/分6、PH值7.667、原水COD2560mg/l8、導電度175×103μs/cm9、廢水來源欣興電子10、電極材質(zhì)鈦極被覆白金11、導電板體鐵實施例7本實施例系研究水流速度對處理效果之影響，在單位時間內(nèi)處理不同量之廢水，其結(jié)果被列于表18，由表18可以看出，即使流速在3.89m/秒時，仍有37.69％之COD去除率，因此從附表四及附表五綜合結(jié)果得知水流速度在10cm/分至3.89m/秒之間都有很好的處理效果。表18</tables>注1、2、電極距離20cm3、導電板體30個4、流程1800cm5、電場強度8.5v/cm6、PH值6.27、S型流經(jīng)截面積30CM8、原水COD650mg/l9、導電度1935μs/cm10、電極材質(zhì)鈦極被覆白金11、導電板體鐵實施例8本實施例系顯示本發(fā)明去除大腸菌的效果，請參閱表19。表19</tables>注操作條件為電壓170V，電場強度8.5V/cm導電板體30個，材質(zhì)為鐵流程18M導電度780μs/cmPH值6.7處理量2M3/hr實施例9本實施例系關(guān)于本發(fā)明降低BOD之效果，請參閱表20。由于水中油脂、大腸菌、及其他有機物，本身都有BOD，當油脂、大腸菌、及其他有機物被去除后，其中的BOD自然降低。表20</tables>注操作條件為電壓170V，電場強度8.5V/cm導電板體30個，材質(zhì)為鐵流程18m導電度560μs/cmPH值7.0處理量2M3/hr權(quán)利要求1.一種連續(xù)處理水體之方法，包括使用一大體上封閉的處理槽，在該處理槽之頂部及底部分別設(shè)有出水管口及入水管口，在該處理槽之內(nèi)部空間設(shè)有3個或以上與處理槽底部大體平行且彼此大體平行之導電板體，以在該處理槽內(nèi)由下至上形成一基本上為封閉S形的單向流徑，此等導電板體由電阻值在1.59μΩ·cm至1300μΩ·cm之范圍內(nèi)之導電材料制成，其中至少有2個導電板體分別與正、負電源連接，以做為陽極及陰極；令待處理之水體自處理槽底部之入水管口流入，向上流經(jīng)S形單向流徑，然后自處理槽頂部之出水管口流出，同時對該陰極及陽極施加一電壓，以在該陰極與陽極間之空間產(chǎn)生一電場強度在0.5mv/cm至1000v/cm范圍之電場，藉此使水體中之雜質(zhì)偶極化而凝聚，然后將凝聚的雜質(zhì)去除。2.權(quán)利要求1所述的方法，其中該凝聚的雜質(zhì)系藉一浮除機去除。3.權(quán)利要求1所述的方法，其尚包含一于水體流出處理槽后，立即將水體調(diào)整至一適當PH值，以使凝聚的雜質(zhì)上浮。4.權(quán)利要求1所述的方法，其中處理槽內(nèi)之導電板體可由相同或不同的材料制成。5.權(quán)利要求1-4中任意一項所述的方法，其中在處理槽內(nèi)配置數(shù)對電極板，其以陰極與陽極交錯的方式排列，各對電極板間可配置相同或不同數(shù)目之未與電源相接之導電板體。6.權(quán)利要求1-4中任意一項所述的方法，其中水體在S形流徑中的流速為0.1公尺/秒至3.89公尺/秒。7.權(quán)利要求1-4中任意一項所述的方法，其中電場強度為0.1v/cm至1000v/cm。8.權(quán)利要求1-4中任意一項所述的方法，其中每1至60分鐘交換電極之陰、陽極性，以使導電板體兩面作用均勻。9.一種連續(xù)處理水體之裝置，包括一大體上封閉的處理槽，在該處理槽之頂部及底部分別設(shè)有出水管口及入水管口，在該處理槽之內(nèi)部空間設(shè)有3個或以上與處理槽底部大體平行且彼此大體平行之導電板體，以在該處理槽內(nèi)由下至上形成一基本上為封閉S形的單向流徑，此等導電板體由電阻值在1.59μΩ·cm至1300μΩ·cm之范圍內(nèi)之導電材料制成，其中至少有2個導電板體分別與正、負電源連接，以做為陽極及陰極。10.權(quán)利要求9所述的裝置，其中處理槽內(nèi)之導電板體可由相同或不同的材料制成。11.權(quán)利要求9所述的裝置，其中在處理槽內(nèi)配置數(shù)對電極板，其以陰極與陽極交錯的方式排列，各對電極板間可配置相同或不同數(shù)目之未與電源相接之導電板體。12.權(quán)利要求9所述的裝置，其中該處理槽兩側(cè)內(nèi)壁設(shè)有滑軌槽，該導電板體藉著插入。該滑軌槽而固設(shè)于該處理槽內(nèi)。13.權(quán)利要求9所述的裝置，其中該處理槽之入水管口處可設(shè)置加壓泵以及出水管口處可設(shè)置流量控制閥。14.一種連續(xù)處理水體之系統(tǒng)，其包括一前處理機，用于調(diào)整待處理水體之PH值，導電度及添加催化劑，以使接下來之電化學處理具有較佳效果；一電化學機，其與前處理機連接，用于使水體中之雜質(zhì)凝聚及供給雜質(zhì)能量，使雜質(zhì)易與水分離；一后處理機，其與電化學機連接，用于調(diào)整電化學處理后之水體之PH值及視需要添加凝集劑及穩(wěn)定劑；以及一浮除機，其與后處理機連接，用于分離水及雜質(zhì)；該系統(tǒng)之特征為該電化學包括使用一大體上封閉的處理槽，在該處理槽之頂部及底部分別設(shè)有出水管口及入水管口，在該處理槽之內(nèi)部空間設(shè)有3個或3個以上與處理槽底部大體平行且彼此大體平行之導電板體，以在該處理槽內(nèi)由下至上形成一基本上為封閉S形的單向流徑，此等導電板體由電阻值在1.59μΩ·cm至1300μΩ·cm之范圍內(nèi)之導電材料制成，其中至少有2個導電板體分別與正、負電源連接，以做為陽極及陰極。全文摘要一種連續(xù)處理水體之方法，包括使用一大體上封閉的處理槽，在該處理槽之頂部及底部分別設(shè)有出水管口及入水管口，在該處理槽之內(nèi)部空間設(shè)有3個或以上與處理槽底部大體平行且彼此大體平行之導電板體，以在該處理槽內(nèi)由下至上形成一基本上為封閉S形的單向流徑，此等導電板體由電阻值在1.59μΩ·cm至1300μΩ·cm之范圍內(nèi)之導電材料制成，其中至少有2個導電板體分別與正、負電源連接，以做為陽極及陰極；令待處理之水體自處理槽底部之入水管口流入，然后自處理槽頂部之出水管口流出，同時對該陰極及陽極施加一電壓，使水體中之雜質(zhì)偶極化而凝聚本發(fā)明亦涉及裝置及系統(tǒng)。文檔編號C02F1/465GK1158824SQ9610351公開日1997年9月10日申請日期1996年3月8日優(yōu)先權(quán)日1996年3月8日發(fā)明者李明星申請人:李明星