CN101208271A - 水处理设备 - Google Patents

Abstract

一种通过电凝法处理污水的便携式设备。该设备包括至少两个电极(1、2)。该设备还包括壳体(4)，与至少两个电极(1、2)电绝缘，至少两个电极(1、2)彼此间隔开固定于壳体。当至少两个电极(1、2)至少部分地浸没在污水中并且提供电势时，至少两个电极中的一个(2)为牺牲电极，以向污水提供离子。

Description

水处理设备

技术领域

本发明总体涉及水处理设备，更具体地，涉及通过电凝法处理污水的便携式设备。

本发明已经基本开发用于将水净化达到饮用水标准，并且将在下文中参照该应用进行描述。但是，本发明没有限制为该具体应用，并且例如也适于净化小体积的工业污染水以适于排放。

背景技术

存在很多天然水供给含有污染物的情况，例如含有泥土、动物排泄物、工业污染和区他污染源，这些使水似乎既不能安全饮用又味道不好。这些包括孤立地区的偏远区域和在偏远地区旅行的远足者、旅行者、露营者等。获得安全饮用水的丰富供给是昂贵的和艰巨的。

也存在很多自然或人为灾难造成损坏或破坏网状供水系统的情况，例如，虽然可获得足够量的可用水，但是通常被污水/腐败物溢流、腐烂的有机物或其他污染物污染。饮用这样的水可导致用户被霍乱或任意数量的其他水传播疾病感染。不饮用这样的水将由于脱水导致快速死亡。

有很多寻求解决上述问题的已知装置，包括：次氯酸钙(给水消毒)；去除污染物的过滤器等。氯的缺点是，即使加入水中，形成的水的难闻味道意味着其不受大众欢迎。次氯酸钙的存储也很困难，并且其在很多情况下不容易获得。很多紧急过滤器的缺点是，只能用很短的时间就阻塞。可去除大量污染物的可重复使用过滤器的缺点是其很昂贵。而且，过滤器不能去除一些类似汞、铅和砒酸盐等。而且，很多所谓的“紧急”过滤器不能去除一些更小的泥土微粒，并且过滤的水因而似乎味道不好，尽管其通常是安全的。

本发明的目的是基本克服或至少改善一个或多个上述缺点。

通过推进背景技术，凝结过程已经成功用于工业中，以获得更好的水处理结果。在该过程中，三价金属，通常为铝和/或铁，用于净化水。其离子Al⁺⁺⁺和Fe⁺⁺⁺分别以明矾(硫酸铝盐)或氯化铁的形式加入污水。金属离子与污染物结合并且辅助从水中去除污染物，使其沉到底部(沉淀池)、漂浮到顶部(溶气浮选)，或增加污染物的尺寸并使其更容易被过滤。不管去除机制，这些离子的使用在水处理行业广泛使用。水的化学处理通常是不可行的，因为其增加了水的盐度，并且化学物质非常危险。

在已知为电凝聚过程中，那些相同的离子以电解形式添加到水。在该过程中，牺牲电极放置在污水中，并且对其施加电压。这使电流在电极之间流动，其将一些阳极金属通过以下反应释放到溶液中：

Al-3e-      生成Al⁺⁺⁺    (1

和Fe-3e-    生成Fe⁺⁺⁺    (2

当电子离开阴极并且进入水中时，电流也在阴极产生反应，该反应为：

2H₂O-4e    生成2(OH)-+2H₂  (3

该反应放出氢气。

考虑到反应的复杂性和处理大量水所需的能源，该类型的已知系统连接到大型电源，并且用于处理大量的水，通常每天很多立方米。该过程需要对涉及的参数严格监控，否则该过程将失败，并且水将不能被净化。虽然适于大型应用，但是其不适于小型“第一阶段”水处理或具有非常少分配资金能力的地区。

发明内容

在第一方面中，本发明提供一种通过电凝法处理污水的便携式设备，所述设备包括：

至少两个电极；

壳体，电绝缘所述至少两个电极，所述至少两个电极彼此分离固定到其；

其中，当所述至少两个电极至少部分浸入污水中并且提供有电势时，所述至少两个电极中的一个为牺牲电极，以向污水提供离子。

所述至少两个电极中的一个优选向污水提供凝结离子。

所述至少两个电极优选具有小于约15kg的组合质量。更优选地，所述至少两个电极具有约5，2，1或0.2kg的组合质量。

所述电极优选由下面任何一个形成：

金属箔，包裹在固体构成物周围；

薄弯曲金属板；

平直金属板；和

圆柱形金属杆。

所述至少两个电极优选具有下面任何一种截面：

椭圆形；

圆形；

矩形；

环形；和

任何闭合或接近闭合的形状。

所述设备优选还包括电源，适于将所述电势提供给所述至少两个电极。所述电源可优选产生1到100伏的电压。更优选地，所述电源可产生2到40伏的电压。甚至更优选地，所述电源可产生3到15伏的电压。

所述设备优选还包括适于将所述电势提供给所述至少两个电极的电源。所述设备优选还包括电源开/关控制。

在一种形式中，所述电源为直流电源。更优选地，所述直流电源包括下述任何一个：

充电电池；

一次性使用电池；

太阳能电池板；

便携式手动发电机；

风力发电机；

化石燃料发电机和

干线供电的DC电源。

在另一种形式中，所述电源为缓慢变化的交流电源。在再一种形式中，所述电源为整流的交流电源。

所述至少两个电极的每一个具有近似相等的横截面积，并且以其分隔开的间距近似平行分开。

所述设备优选还包括所述至少两个电极末端之间的绝缘隔板，以保持其分隔间距分开。

在一个实施例中，所述设备包括三个基本平行、并肩、间隔开布置的所述电极，电势供到三个所述电极中的最外面的两个。在另一个实施例中，所述设备包括三个基本平行、并肩、间隔开布置的所述电极，电势供到三个所述电极中的每一个，最外两个电极具有相同极性，内电极具有相反极性。

在又一个实施例中，所述设备包括五个基本平行、并肩、间隔开布置的所述电极，电势供到五个所述电极中的最外面的两个。在又一个实施例中，所述设备包括五个基本平行、并肩、间隔开布置的所述电极，电势供到五个所述电极中的最外面的两个和中间的一个。

在又一个实施例中，所述至少两个电极为基本同中心设置在圆柱体中的杆的形式。在又一个实施例中，所述至少两个电极为基本同中心布置的内和外圆柱体和基本同中心布置在所述内圆柱体中的杆的形式，并且其中所述电势供给所述杆和所述外圆柱体。在又一个实施例中，所述至少两个电极为基本同中心布置的内和外圆柱体和基本同中心布置在所述内圆柱体中的杆的形式，并且其中所述电势供给所述杆、所述内圆柱体和所述外圆柱体。

在另一个实施例中，所述至少两个电极为第一和第二基本平行间隔开的杆的形式。在又一个实施例中，所述至少两个电极为四个以近似90度的角度围绕中心纵轴有角度地间隔开的基本平行的杆的形式，并且其中所述电势供给所有所述杆。

在又一个实施例中，所述至少两个电极为四个平直板的形式，交替布置为基本平行对、围绕中心纵轴以近似90度有角度地间隔开，并且其中所述电势供给所有所述板。在又一个实施例中，所述至少两个电极为平直板和两个基本平行间隔开的杆的形式，并且其中所述电势供给所述平直板和两个所述杆。在又一个实施例中，所述至少两个电极为相对宽的平直板和两个相对窄的相互平行并且与所述相对宽的板间隔开的平直板的形式，并且其中所述电势供给所述两个相对窄的平直板。

所述至少两个电极优选由下面任何一种制成：

铝；

铁；

镁；

铜；

不锈钢；

镀铂钛；和

银。

所述至少两个电极中的至少一个由下面多于一种的材料构成：

铝；

铁；

镁；

铜；

不锈钢；

镀铂钛；和

银。

所述壳体优选为适于手抓握的手柄形式。

所述设备优选还包括横跨所述至少两个电极的电压监控电路。所述电压监控电路优选包括显示器，适于当所述电势向污水提供充足离子时显示。在一种形式中，电压监控电路在所述壳体内。在另一种形式中，所述电压监控电路在所述壳体外部。

在一种布置中，所述绝缘壳体形成容器的一部分。

在第二方面中，本发明提供一种使用便携式设备通过电凝法处理污水的方法，

所述设备包括：

至少两个电极；

壳体，电绝缘所述至少两个电极，所述至少两个电极彼此分离固定到其，

所述方法包括以下步骤：

将所述至少两个电极至少部分浸入污水中；

向至少两个电极提供电势，以使所述至少两个电极的至少一个牺牲，并且向污水提供离子；

确定污水中的凝结程度；和

抓握所述壳体，并且手动调节所述至少两个电极在污水中的浸没程度，以调节所述确定的凝结。

所述至少一个牺牲电极优选向污水提供凝结离子。

在一种形式中，确定污水中所述凝结的步骤包括观察围绕所述至少两个电极的水，以察看是否在几分钟之内一层材料开始形成在水面上，如果没有这样的层开始形成，则减小所述至少两个电极在污水中的浸没。

在另一种形式中，确定污水中所述凝结的步骤包括监测所述至少两个电极之间的电压，并且如果所述电压下降到预定水平以下，则减小所述至少两个电极在水中的浸没，直到所述电压高于或处于所述预定电压。

在又一个实施例中，确定污水中所述凝结的步骤包括确定待处理水的电导率范围和供给电势特性，并且计算必须浸入污水中以保持充分凝结的预定电压的所述至少两个电极的面积。

在第三方面中，本发明提供一种通过电凝法处理污水的便携式设备，所述设备包括：

第一电极，形成容积；

至少一个第二电极；

装置，将所述第一电极和至少一个第二电极电绝缘，以使所述至少一个第二电极引入所述容积而没有接触所述第一电极，

其中，当所述污水引入所述容积中以至少部分浸没所述至少一个第二电极，并且电势供给所述第一电极和至少一个第二电极时，所述第一电极和所述至少一个第二电极的至少一个为牺牲电极，以向污水提供离子。

所述第一电极优选为具有开放上端的容器形式，并且所述第二电极为一端上具有绝缘盖并且在或靠近其另一端具有绝缘外围隔板的杆的形式。所述至少一个第二电极优选为牺牲电极。

在第四方面中，本发明提供一种使用便携式设备通过电凝法处理污水的方法，

所述设备包括：

第一电极，形成容积；

至少一个第二电极；和

装置，将所述第一电极和至少一个第二电极电绝缘，

所述方法包括以下步骤：

将污水引入所述容积；

至少部分将所述至少一个第二电极浸入污水中；

向所述第一电极和所述至少一个第二电极提供电势，以使所述第一电极和所述至少一个第二电极的至少一个为牺牲电极，并且向污水提供离子；

确定污水中的凝结程度；和

手动调节所述至少一个第二电极浸入污水中的程度，以调节所述确定的凝结。

所述至少一个第二电极优选为牺牲电极。

在又一个方面中，本发明提供一套金属板、带或片，其为了简明称为板。这些板可具有任何便利形状的长度、宽度和厚度，优选为其组合重量可容易地由大多数使用者用一只手持握的尺寸。对于很多人来说，如果重量小于15千克(kg)，则物件可持握在一只手中。但是，该装置可具有任何小于其的总重量，包括0.2kg或更小，约1kg，2kg，5kg或任何其他认为合适的数值。这些板的结构可以是任何使其由其自身强度支撑的形式，包括包裹在固体构成物周围的金属箔、弯曲来增加强度的薄金属板或任何厚度的平直材料。其甚至可以是椭圆形、圆形或任何闭合或接近闭合的形状。板的数量必须最少是两个，这些板中的一个为金属容器的表面，并且可以是上述任何方便数量。该数量取决于可获得的电压供给。

为了使电凝法过程工作，其要求板之间具有充分的可将金属从板驱入水中的电压。例如，如果铝用作牺牲电极，其通常需要至少2V的最小电压，并且优选3V的电压来使其进行。虽然Al和甘汞电极的电势差仅为+1.55V，但是需要更大的电压使反应有效。实验已经显示最佳性能需要3和4V之间的电压。低于3V，反应缓慢，高于4V则增加的电压需要增加功率来进行相同的工作。

该设备的最低要求是一套安装到于由绝缘壳体或组件固定、并且能够连接到电压源的适当电极。大多数电压源，其可以是电池或变压器/整流器，具有内阻，以当电极放置在水中时，使电流流动并且因而电压可降低到该电压源的额定值以下。这对于所需要的小的便携式过程尤其正确。在电极之间流动的电流取决于施加的电压和水的电导率。如果该装置由于电导率太高吸引了太多的电流，则电压将下降，并且该过程将不再工作。认为适合该类型应用的水的电导率在小于35微西门子每厘米到2000微西门子每厘米之间变化，电导率的范围大于60。对于任何固定面积的电极来说，不总是可能提供处理大范围电导率的电源/电极组合。

研究显示，如果电极不固定，则可插入不同的面积来获得不同电导率的水的满意结果。如果水的电导率低，例如在没有污染的雨林地区，所有电极可插入来提供最大表面积。电流流动将不能使电压足够下降到阻止反应进行。当电导率变高时，例如盐水进入地下水，仅部分电极需要放置到水中。这限制电流流动，并且确保保持最小电压和电凝法反应进行。但是，如果电极固定，则电流在高电导率的水中可以很大，以至于其降低电压太多，阻止反应进行。

应指出，水类型的选择，例如通过水的电导率范围选择雨林水或沼泽水，通过适当选择电极面积和电源，将使系统能够以特定电源和固定电极工作。在这点中，固定选择用于特定电导率范围的电压供给和电极面积，以使其保持反应进行所需的最小电压，这将被认为是本发明的一部分，到这样的程度：其使用计算来保持最小电压。最小电压的保持是本发明的实质部分，没有该部分其将不能工作。所需的最小电压可小于1V，但是工作速率的变化与电压相反。

还应指出，不同电池和电源内阻之间的宽的变化使得很难保持特定的合适电极面积和电压。例如，12V汽车电池具有低内阻抗，并且可提供相当大的电流而没有大的电压降。由12V手电筒电池供电的相同装置，该电池不能提供和汽车电池相同的电流能力，将不能必需地提供合适的装置来使本发明工作。对本领域技术人员显而易见的是，将需要一些电极面积的计算，来使具有相同额定电压但是不同内阻的电源保持合适的最小电极电压。

需记住，电极之间的电压需要最小为3V(优选范围2V到4V之间的代表值)，则所使用电极的数量可随电源有效电压而改变。对于3V到6V之间的电压源，两个板，一个作为阳极，另一个作为阴极，将为优选的板的数量。具有6V到12V可获得的有效电压，三个板将是优选的电极数量，三个板处于一排中，一个外板用作阳极，另一个外板用作阴极，并且中心板一侧上用作阴极，另一侧上用作阳极。

这些板可在手柄中的一端处固定，手柄为电绝缘。其既可永久固定到手柄也可以允许容易替换板的方式临时固定。板的面对面的间距可以是1mm到50mm的任意值，但是优选间距为5到10mm。在手柄端，一些或所有板连接到电导体，其依次连接到合适的电源。在方便的距离处，优选靠近板的开口端，可将电绝缘体设置在板之间，以确保它们在工作过程中没有接触。虽然期望，但是这不是本发明的实质性特征。

附图说明

图1为水处理设备第一实施例的示意性侧视图、正视图和俯视图；

图2为水处理设备第二实施例的示意性侧视图、正视图和俯视图；

图3为水处理设备第三实施例的示意性侧视图、正视图和俯视图；

图4为水处理设备第四实施例的示意性俯视图和侧视图视图；

图5为水处理设备第五实施例的示意性俯视图和侧视图；

图6为水处理设备第六实施例的示意性俯视图和侧视图；

图7为水处理设备第七实施例的示意性俯视图和侧视图；

图8为水处理设备第八实施例的示意性俯视图和侧视图；

图9为水处理设备第九实施例的示意性俯视图和侧视图；

图10为水处理设备第十实施例的示意性俯视图；

图11为水处理设备第十一实施例的示意性俯视图；

图12为水处理设备第十二实施例的示意性俯视图；

图13为水处理设备第十三实施例的示意性俯视图；

图14为水处理设备第十四实施例的示意性立体视图；

图15为水处理设备第十五实施例的两个立体视图。

具体实施方式

图1到8给出通过电凝法处理水的便携式设备几个可能实施例的显示。在所有情况下，板式电极固定在绝缘组件的一个位置中。优选地，该组件应为把手，并且为了简单，其将从现在开始被称为把手。与一些或全部电极形成电连接。虽然所有电极示出为保持端部分离的电绝缘体，但是这不是必要特征，并且不需要，如果电极为足够刚性的，其将由其自身刚度保持分离。但是，其必须都包括这样的机构：通过该机构，板支撑在将板保持在彼此分离的不同电势的单个结构中。板必须连接到直流电源或缓慢变化的交流电源。直流电源可由任何下述电源构成：

a)电池，可充电的或一次性使用的

b)太阳能电池板

c)便携式手动发电机

d)整流的交流电源

e)任何其他具有电流容量、提供单极极性电压的电源

电压整流器可置入装置的手柄中，并且产生整流AC或平稳DC电压。变压器可置入手柄中，以使干线AC可施加于水枪杖，并且产生相同的期望结果。以相同的方式，可提供产生电压的电路，该电压以小于20周期每秒的频率变化。这将称为变压直流电，与交流电不同，其可以50周期每秒或60周期每秒商业购得。所有这些改变应认为适用于本发明描述的实施例。

板或电极的布置

只要涉及板的几何和布置，则期望板具有接近相等的面积并且在其分离结构中近似平行。这产生相同的电极磨损并且需要最小的功率。但是，如果板为不规则形状，并且基本规则地间隔开，则该设备仍将工作，但是，这样的工作将需要更大的功率。因而优选相同且平行或近似平行的板。但是可使用不平直和/或不规则的板。

图1示出具有两个板1和2的水处理设备的第一实施例，两个板1和2固定到绝缘把手4。每一个板分别具有固定的电连接器5和6。绝缘间隔组件7在远端将板保持分离。虽然图1中示出，但是如果把手组件足够强硬来在板的全部长度保持自支撑板刚性，则不需要该绝缘手柄组件。也应注意到，手柄不需要必须是绝缘组件的一部分。手柄可以是导体，并且甚至可以是板中的一个。但是，绝缘组件必须将两个起作用的板分开。这些板不需要有平行边或平行分离。确实在远离绝缘手柄的端处，使板一起更靠近是有利的--其在该端的磨损更快，使板在更换前完全使用来产生最大量的水。关键只在于其保持相互电绝缘、隔开与水的接触。在工作中，板1，2放置在水中，并且如上所述的具有约1伏电压的DC电源施加到5和6之间。出于实用目的，期望约为3V DC电压使反应发生。

以相同的方式，图2示出了使用三个电极11、12和13的水处理设备的第二实施例，该三电极11、12和13由绝缘把手14固定，并且分别连接到电连接器15和16。电连接通到15和16。当该组件放置在水中时，电流从11流到13，产生上述反应。但是，因为中间电极12介于两者之间，因此当电流在11和13之间流动时必须流经12。只要涉及电流，该使用电流两次的必要装置使该装置更有效。其仅有的一个缺点是DC电压必须是图1中所示的双板布置所需电压的两倍。该内板12显示为比两个外板11、13稍大。这从实际角度是必要的，以防止电流直接从板11流到13。

图3示出水处理设备的第三实施例，使用三个电极的实施例，每一个电极具有电连接器。其具有两种工作方式。在一种工作方式中，一极性电压通过电连接器28施加到内板22。另两个板21和23通过电连接器25和26电连接到相反极性。以这种方式，工作更适于低电压高电流电源。实际上其更适于范围为3V到6V的具有合适电流容量的电压供给。在第二种工作方式中，相反的电连接器仅通过电连接器25和26形成于外电极21和23。内电极保持浮置。这形成与图2中所示相同的情况。该情况提供给这些具有高电压和低电流容量的电源的最大效率。这两种方式之间的选择可通过方便的方法进行，例如：

a)根据电源和水的电导率选择硬接线。

b)在默认配置或根据电源和水电导率两种选择之间机械转换。

c)通过可自动感测电源参数和调节情况的电路自动进行。

图4示出水处理设备的第四实施例，其中五个电极31、32、33、39和40固定到绝缘手柄34。仅两个外电极31和40分别通过导线35和36连接到DC电源。在工作中，电流在31和40之间流动，但是由于介于其间的板32、33和39，电流流经每一个这些板，实质上意味着相同的电流被使用几次。所有的其他特征，例如电绝缘组件或分离板的手柄仍然是适用的。

虽然只示出以这种方式连接的两个、三个和五个板的示例，但是可采用任何数量的板。所使用的板越多，所需要的电压越大，但是电压具有极限，高于该极限可能会出现电击和电流绕过一些介于中间电极的趋势，降低该过程的效率。

图5示出水处理设备的第五实施例，其中五个电极51、52、53、59和60固定到绝缘手柄54。外电极51和60每一个分别通过导线55和56连接到DC电源的一极，同时内电极53通过导线58连接到相反极。该情况使图4中给出的情况适于电源具有更低电压和更高电流容量的情况。其他电极可同样可选择地连接到正极和负极。这将有效地增加电极的表面积，适合水的电导率低或DC电源性能更多以高电流保持在相对低电压的情况。

对于可平行连接的电极的数量没有限制。这有效地增加了每一极电极的表面积。

水处理设备可以多种不同的方式构造。例如，在图6到图8的任一幅图中所示的实施例，其中电极由管状材料构成，显示了这样布置的电极。中心杆81也可以是管状而不影响工作原理。其通过连接器86连接到一极，同时外电极82通过连接器87连接到另一极。整个组件由绝缘手柄75支撑，其也包含绝缘隔板74来保持电极物理分离。当这样的布置放置在水中并且工作时，显然污染物将上升到表面，因为通过方程3中给出的反应产生气泡。这样，期望但不是必要的，这些封闭路径电极的顶部具有开口79，通过该开口79水可流动。虽然该开口显示为孔，其可等同于切口，如图8中参考标记100所示。

图7和8示出使用三个圆柱体材料的实施例。如图7中所示，只有内电极81和外电极83分别通过连接器85和87连接到电源。中间电极82变成中性电极，强制电流从其通过，将电流经过的影响翻倍。整个组件仍然由绝缘组件84和85固定在一起，其保持电极彼此电绝缘。这些闭合回路电极中的孔在一些情况中可能再次需要，但是不是本发明的实质部分。图8示出三个电极91、92和93全具有电连接器的一个实施例。在该情况下，内电极92通过98连接到一极，同时其他两个电极具有共用的通过结合在一起的连接器96和97连接到相反电极的连接器。该组件仍通过绝缘组件和手柄94和95固定在一起，具有狭槽，提供通过其水再循环经过组件的机构。再次地，在一些情况下狭槽可能是有利的，尤其是如果整个设备没有插入在水中。该狭槽可同样应用于图6和7种描述的实施例。这些圆形或圆柱形电极的数量可超过这里显示的三个，最大设置为10个电极，这考虑到制造包含超过10个电极的系统太昂贵。

电极在外观上不需要为板状，其可都是杆状，如图9中所示。只有两个杆状电极101和102通过绝缘手柄104保持分离，具有电连接器105和106。电源的一极应用于一个电极，另一个应用于另一个电极。杆的截面除了可以是圆形杆，甚至可以是方形、矩形、圆柱形或其组合。电极的数量也没有限制为两个。图10显示了四个通过绝缘组件114固定在合适位置的杆状电极111、112、113和117，分别具有电连接器115、116、118和119。做为示例，连接器115和116可连接到两极之一，同时11 8和119可连接到电源的另一极。图11中显示了又一个实施例，其中四个杆状电极121、122、123和127围绕内电极130。内电极130通过连接器131连接到一极，同时其他的外电极121、122、123和127通过连接器125、126、128和129连接到另一极。

也可使用其他数量的杆状电极，例如一种极性的圆形电极围绕不同极性的内电极。另一极性的电极的等同布置也是可能的。同样的，电极不一定是相同的或甚至是相似的几何形状。如图12中所示，一些电极可能是与其他电极不同的形状。两个杆状电极141和142放置在板式电极143的相对侧上。这些必须一起固定在绝缘手柄/支撑机构144中。其可与具有相对极性的141和142连接在一起，该相对极性通过其连接器145和146施加，中心电极143没有连接，并且用作两个激活电极141和142之间的中性电极。可选地，通过145和146到141和142的电连接可以相同，而中心电极143通过148连接到相反极性。在另一个图13中所示的可替代实施例中，电极151和152通过连接器155和156连接到可选的极性，电极153相对这两个是不带电的。应注意到，将两个电极151和152连接到相同极性并且使153具有相反极性则变成与图1中所示的相同的布置。

手柄可由绝缘材料制成，并且电极可通过任何合适方式连接。其可以是永久固定或通过一些快速装配方法连接。永久固定式使该装置使用一次并且扔掉该装置，而快速装配方法使该装置为具有可更换电极的持续使用装置。手柄可以是可抓握的那种，或者可以简单为一套与分别在图1、2、3和4中所示的7、17、27或37相似的隔板。手柄必须能够使电连接到合适的电极。

以相同的方式，可能具有由容器支撑的电极，如图14中示出的实施例中所示。电极161和162通过安装机构164固定在容器163中的适当位置中，电连接器165和166施加有相反极性电压。该整个组件仍然可手持。安装机构164既可和容器163永久固定，又可拆卸，在该情况下，没有容器的组件变成与图1中所示的相同。图1到13中所示的布置可用于代替这里所示的两电极布置。但是，如果电极可从容器拆卸，那么该设备与图1到13中所示的作用相同，并且保留便携性。

类似地，还应指出，金属容器也可用作一个电极，如图15中所示的实施例。物件172既是容器又是一个电极，通过连接器176连接到电源。另一个电极171具有连接器175和绝缘部件174，绝缘部件174使其保持在容器172中而没有与其形成电接触。如果电极171没有永久固定到容器172，则再次保留便携性。

也可使用其他电极布置。具体地，图6和7中所示的实施例将在外电极与组件断开电连接并且连接到容器时也可使用。

小于15kg的重量被认为由平均成年男性容易抓握。因为这些设备应主要用于静止时，所以这是空容器和设置的电极的重量。一旦加入水，则重量可以是容器可处理的任何物质的重量。

很多不同的几何形状可用于水处理设备的实施例，实际结构由从电源可获得的电压和电流及水的电导率决定。

电极的尺寸可以是任何方便的使其能够由平均成年男性用一只手抓握的尺寸。方便的尺寸可以是100mm宽×500mm长×3mm厚。但是其可等同于具有6mm直径×1000mm长或20mm直径×100mm长的杆。这些尺寸不是重要特征。使用产生凝结化学离子和气泡的牺牲电极很重要。

电极可具有任何方便的间距。但是不考虑相隔小于1mm的尺寸，因为该间距太小，以至于不能使凝结的污染物微粒从电极之间的空间脱离。以类似的方式，具有间距大于200mm的电极也认为不适合，因为所需要的驱动两电极之间电流的功率被认为对于该过程太大，以至于效率不高。另外，在2mm和10mm之间的电极间距也具有一定的优点。这些距离允许电极之间的空间清洁，同时该距离没有那么大，不会由于驱动由离子携带的电流经过水而损失效率。

板或电极组成

上面描述的水处理设备的该实施例在这样的原理下工作：通过电流流经金属/水的表面，一些电极溶解，释放活性金属离子。方程1和2中给出的反应在阳极电极发生。这样，阳极-正极电极必须由释放合适离子的牺牲金属构成。优选阳极金属为铝(Al)，但是可等同于离子(Fe)，这两者都是三价金属。另一种合适的金属为镁(Mg)，其可辅助从污水去除这些类型的微粒。在另一个变型中，阳极可以由铜(Cu)构成，其为有效的杀藻剂，并且可辅助从污水中去除藻类。另外，银阳极的使用提供杀死很多病菌并且因而对水进行消毒的离子。

阴极可由与阳极相同的金属构成，这些金属之一或任何其他惰性金属，例如不锈钢。最佳阴极材料中的一种为镀铂钛电极，其为惰性金属，不会对水造成任何污染。将因注意，如果铝用作阴极，则反应为：

Al+4H₂O+e^-    生成Al(OH)₄ ^-+2H₂    (4

或者在阴极可发生类似于其的一些反应。该反应具有这样的优点：辅助将更多的铝释放到水中，净化水更快，并且使用更少的电。方程3和4中的反应为竞争阴极反应，意思是反应4不是发生在铝阴极上进行的总反应。

任何中性电极将根据需要具有用作阴极的一侧和作为阳极的另一侧。这样，中性电极可同样由与阳极相同的材料制成，例如铝、铁、镁或铜。或者其可由两种金属构成，用作阴极的一侧由例如不锈钢或镀铂钛(或等同的惰性材料)制成。另一侧由阳极金属(Al、Fe、Mg、Cu)构成。在该例子中，两个不同的金属必须电结合。

当铝用作阴极材料时，富氧绝缘层构建在阴极的活性表面上。如果不去除，该层终将阻止电流通过阴极，阻止反应进行。当这进行时，该氧化物材料层必须通过一些物理或化学过程去除。使用硬质尖锐物体刮擦表面通常对于确保适当去除该材料是足够的。

极端电动电势的材料和残余电荷的其他来源的存在也可导致材料在电极表面上的堆积。当电极在水中具有施加的电压时，这对于防止电流通过也是足够的。再次，当这发生时，则需要通过使用硬质尖锐表面对其进行刮擦来去除堆积的材料。

所需电极的数量由下述组合确定：

1)可用电源。小于6V，其优选所有电极可选择地连接到正极和负极。但是不这排除使用更高的电压用于选择连接的电极-其只不过减小该过程的效率。

2)高于6V，其对于使用介于阳极和阴极电极之间的单个中性电极可更有效。

3)高于12V，其对于使用介于阳极和阴极电极之间的两个中性电极可更有效。

4)高于15V，其对于使用介于阳极和阴极电极之间的三个中性电极可更有效。

这可延伸到更高的电压和更多的中性电极，但是其通常意味着电源不能方便地获得。在这些情况下更多电极的使用没有描述，但是适合该形式的其他情况不会阻止包括该技术。

以相同的方式，板的尺寸和形状可改变。一端连接的长矩形板更容易制造。短方形或短宽板将更容易安装到浅桶中，提供更大的表面积，并且因此比图1到4中示出的细长板净化更快。非矩形板更难制造，但是在易于装配和或更换中具有优势。如图7和8中所示，闭合回路电极可在更高导电性水中具有优势，因为其使得电流更难从一个电极流经水绕过中性电极到达另一个电极。

以相同的方式，可使用到板的外部连接器，该连接器可根据使用的电池按需要增加或去除。因此，为了产生凝结阳离子和气泡，使用电连接到DC电源的板将辅助净化少量污水。这些板可变弯或弯曲。板需要打开，以使气泡可从其形成附近溢出，并且使俘获的凝聚物浮到表面。

板的侧部开放。这使得漂浮的絮状物从电极附近脱离并且在表面形成。该过程通过凝聚污染物微粒进行，这然后使其更易于去除。虽然可能在水中电解病菌，但是不能确保该过程将去除或杀死它们。为了确保水适合饮用，期望杀死所有的残余病菌。有几种获得该结果的方法，包括传统的氯或溴消毒或其它化学方法。其缺点为需要添加供给物。其他确保杀死全部病菌的方法是增加对微生物有害的金属。两种这样的金属为铜和银。增加到水中的少量的每一种金属将与细菌和病毒反应，并且使其无害。这些可通过确保至少一种阳极包含这些金属之一，或者其中之一与一个或多个阳极电接触，或者采用包含这些金属中任一种的附加阳极来增加。以这种方式，在电凝法过程中，少量银或铜添加到水中。这些少量可在沉淀过程中部分去除。

重要的是，消毒金属银或铜添加的离子量与添加凝结剂金属的量成正比。这通过凝结剂金属和消毒金属的相对表面积、离子化合价及其原子量控制。银是单价，原子量为108，而铝是三价，原子量是27。例如，如果需要添加0.5mg/L银和10mg/L铝，则需要铝的表面积为20×3/4＝15是银的15倍。与银相比较，20来自比率10/0.5，3来自需要三倍的电子来释放铝离子。4来自铝和银之间的相对原子量差。该计算假设铝和银与阴极的距离相等。对本领域技术人员显而易见的是，这些金属合金的使用，例如黄铜为铜和锌的合金，仍然允许进行主金属反应。

操作

现在将描述所描述的水处理设备实施例的使用。首先，将待净化水放置在容器中。该容器可以是任何可能的尺寸和几何形状，并且可由任何合适的材料，例如塑料(纯净、透明或不透明、钢、铜或其他合适材料)制成。如果使用金属容器，电极必须这样布置：电极在金属容器上的布置不会使其通过金属容器彼此电连接。该容器必须在顶部也具有开口，顶部足够大，使设备的电极可插入。在底部可以或不可以具有排出净化水的排水阀门。如果水容器由纯净塑料制成，其将更易于确定何时水变干净并且反应完成。容器的尺寸不重要，但是其深度应与电极的长度相同数量级，并且其表面积应不大于电极掠过区域的二十倍。出于该目的，电极掠过面积为完全包围电极的圆的直径。掠过面积的20倍的数字仅为出于实际目的的引导，即使掠过面积更大，该系统将仍然工作。掠过面积50倍大，或者甚至100倍时，仍将进行相当大的净化反应。更大的体积和更大的掠过面积仅意味着将消耗更长的时间来净化水，并且最终，如果水的体积太大，则不可能将其净化。

该容器不需要是正规容器，并且也可使用任何盛水的容器。这些可包括以合适方式折叠的能够保持一定量体积水的塑料片，该体积足够深，以能够插入电极。最后，即使保持在泥土表面被搅成泥浆的水也可以这种方式处理，并且处理的水被适当去除来使用。

首先参照图1，电极放置在水的容器中，这使电流在电极1和2之间流动。在阳极处，将进行方程1或2(或其他金属等价物)中给出的反应，释放凝结金属离子，同时在阴极处将放出气体。参照图2和具有一个或多个中间中性电极的其他情况，最接近阳极的表面将起类似阴极的作用，而最接近阴极的表面将起类似阳极的作用。用作阳极的表面将产生根据反应1或2中任一个的金属离子，并且其他表面用作阴极并释放气体。

金属离子将与污染物凝结(即结合)，使其更大。其也将产生与释放的气泡结合的凝结污染物。这将使很多污染物在水中升起并且到达表面，在那里其将通常在表面上形成稳定结构。由于气泡将电极浮起的该特征，气泡附近的水将与气泡一起向上流动。出于该原因，期望该设备在顶部具有开口，允许处理的水从电极离开。这是板和杆电极的本质特征，但是对于图6到8中所示的闭合回路电极设计则不需要。如果水枪中整个电极放置在水的表面下方，则这样的使水流出的孔的存在不是必须的。如果该设备没有开口，该过程仍将工作，但是效率降低。这样，这些开口、孔或狭槽是期望的。

应指出，在阳极和阴极之间必须保持足够的电压，因为方程1到4中给出的反应需要足够的能量来进行。通常这需要每套阳极-阴极至少3V直流电压。出于实际目的，期望大于4V。但是，这些反应在每套阳极-阴极低到2V仍可能进行。这样，串联的每套阳极-阴极的最小阳极-阴极电压，其形成该发明的一部分，设置为2V。也应注意到，只要连接到整流的AC电源，则该电压为峰间值，不是均方根。低于1V的电压被认为太低而不能实际使用。

大多数电源具有电压和电流极限。一旦电压已经施加到电极，则水和电极之间的电阻确定将在其间流动的电流。如果水的电导率对于电极表面太高，则电源的电压输出可下降，使得不再保持最小电压。在该阶段，虽然在阴极的反应将产生气泡，在阳极的反应将不能释放足够的金属离子，并且该阶段将不工作。对于给定的电源和水导电率，这可通过这样的方法来克服：将更小面积的电极放置在水中，直到电压增加并且反应再次进行时。

有三种机制用于确定多少电极应插入水中。在第一种机制中，确定待处理水导电率的范围和电池或电源的特性(特性包括电压和内部电阻特性)，并且计算电极面积来保持适当的电压，并且因而使该过程工作。

在第二种机制中，观察该过程来在几分钟内察看是否一层材料开始在电极表面上形成。如果没有这样的层开始形成，电极将再撤出一点并且再次观察。每隔几分钟重复该过程，直到电极从水中撤出，或者观察到材料层开始在表面上形成。很显然是耗时并且不令人满意的方法。

在第三机制中，监控阳极和阴极之间的电压。实现其的一个方法是在阳极和阴极之间连接电压计，并且监控电压。如果电压下降太低，撤出电极，直到电压在最小所需电压之上。另一种获得相同结果的方法是提供横跨阳极和阴极之间的电压监控电路。当电压在最小电压之上时，该电压监控电路点亮发光二极管(LED)(或其他合适的指示器，例如灯、液晶显示器中的信号、合适的机械装置或任何其他显示电压合适的方法)。当电压降低到所需最小值以下时，给出不同的信号。这可以是LED熄灭或改变颜色(或任何其他合适的电-机械-声音-视觉信号来显示失败)。在该阶段，将构成本发明一部分的电极装置撤出，直到电子、机械、声音或视觉信号显示电压足够并且该过程有效工作。

监控电压的能力是期望特征。但是，如果选择电极面积来与电源容量和水的电导率充分匹配，则该设计将确保电压总是在最小所需电压以上。如上所述，即使电压将下降到期望的最小值以下，使用者具有解决其的机制，即使该过程确实使用了一定量的可获得电源。

释放的凝结金属离子将在水中通过公知的凝结反应与污染物微粒结合，使这些微粒稍微变大。释放的气体将形成微气泡，其将俘获凝结的污染物集合体，并且使其可浮起。这些可浮起的集合体将然后浮到表面，形成准稳定层。当污染物上升时，水将变得更干净。从阴极升起的该气体的作用将使水与其一起升起。这将确保整个容器的水通过板式电极进行循环。这具有两个作用。第一是不需要搅动穿过水的电极，因为全部水会经过电极，并且因而全部被净化(假设容器的尺寸不这样大，以至于这不能进行)。第二是水中的微生物将在板之间经过，其中板将经受强大的电力。虽然这可能对于杀死全部微生物来说不充足，但是在将电力从絮状物去除之后，其将减少其中很多微生物的运动，显著减少留在水中的活细菌的数量。

另外，除了铝和/或离子阳极，铜和/或银阳极的使用将Cu和/或Ag离子放入水中。虽然这些离子中的一些将通过凝结金属取出，但是一些将剩余来使残余病菌固定不动，固定必要的数小时来使絮状物从水中沉积。以这种方式将水消毒并净化。

在操作者进行合适判定时(例如当水变得干净时，或当在水表面的絮状物开始变白时)，电极可完全从水中撤出。应注意不要搅动水太厉害，以使表面上含有漂浮污染物的絮状物不会受到干扰下沉回到水中。保持不搅动有利于水将絮状物保持在水顶面。可选地，设备的电源可通过将电源从水枪去除而断开，也可通过关闭电源和水枪之间的开关来断开。应指出，一旦反应完成，即使水受到搅动，打破絮状物并且重新回到水中，其仍将保持与水分离，并且应缓慢下沉到底部。

尽管反应已经停止，在水的主体中仍存在一些气泡。因而需要在将设备撤离之后等待几分钟，来使所有气泡升起，最大化净化水。该时间可能约为5到30分钟，取决于容器的尺寸。在反应停止后使水保持几小时是有利的。最小的气泡将上升排出水外，并且任何凝结的污染物将具有更长时间来沉积到容器底部。任何未反应的铝将在污染物或微粒上沉积出来。水保持的时间越长，时间长达几小时，则处理水看起来更干净。

在絮状物上升到表面的某个方便时间段，可将其去除。这可通过这样的技术进行：挤压容器，因而升高水面高度，并且使絮状物流出顶部，或者通过将其从表面舀出去除絮状物，或者任何其他合适的技术。该行为在水中留下更少的将沉积出的污染物。如果絮状物的去除过程搅乱了絮状物，则水可被搅动来破坏所有剩余气泡，并且絮状物将在几小时后沉积到底部，留下水晶般纯净的水。该来自很多其他不适合水源的水可简单地流出，来提供适于人类消费的纯净、消过毒的水。

在进一步判断合适后，可将净化水从容器取出。如果絮状物没有被去除，则期望在取水时，表面上的絮状物没有被搅乱。这有几种方法来实现。一个是使用在靠近底部具有水龙头的容器。在适当时间，打开水龙头将水排出。如果不能获得这样的容器，则水可简单地使用细软管虹吸出。软管的一端放置在桶中，在另一端形成真空，则将水取出。以控制方式将水取出从而不搅乱絮状物很重要。当进行该任务时，需要注意练习，以确保絮状物没有被搅乱，并且将污染物移动回到水中。第三种方法是使用具有倾倒喷口的桶，并且简单地将水倒出。第四种方法是使用具有倾倒边缘的桶。简单地将絮状物从边缘推开，并且倒出桶的大半容量。请注意，在这些情况下，期望保持观察正在倒出的水，以使去除的污染物没有再次污染水。

另一个选择可包括搅动处理的水，使漂浮的絮状物打碎，并且所有微粒沉积到容器底部。这保持顶部的水没有任何污染物，并且其可简单地倒出或以其他方式去除。另一个选择是通过合适的过滤器将水倒出。在一些情况下，这可简单为粗过滤器，其在电凝结过程之前没有去除微粒。如果使用后述过程，则在将水通过过滤器之前，最好使水保持几个小时，达到24小时被认为是有利的。

作为一般原则，在将设备关闭或撤出之后，保持水的时间越长则对净化给定量水需要的处理越少。

结果

当以适当方式使用时，该技术能够在一个简单的反应中去除水中约95％到99.9％+的很多污染物。去除量取决于污染物的本质。应注意到，该系统仅被认为适于轻度污染的水，即由泥土、腐败/下水道溢流和可能一些轻工业或采矿污染。其被认为不适于处理腐败或下水道废水或重度工业污染水。但是如果水处理设备根据该用法说明来使用，则污染物去除率通常如下：

污染物	去除百分比
		总悬浮固体一泥、土	99+
浊度	99+
		细菌	99+
寄生虫	99+
		汞、镉、砒酸盐、铅和其他重无机离子	95-99+
大蛋白质分子	95-99+
		盐度	＜10
颜色-更大的染色分子，丹宁酸	95+

虽然去除率仅约为99％，铜/银的使用意味着残余的病菌是不活动的。

在处理后，水将显得清澈，并且支队了大多数污染物质和病菌。其应呈现水晶纯净，并且比最初未处理水更可口。在大多数情况下，残余的活动病菌率将是零。但是不能确保该过程将去除/破坏所有病菌，并且这样其不能被认为是从所有适当水源产生可饮用水的合适的单步骤过程。在极端污染的水源中，应使用其他消毒源。

优点

上面描述的便携式水处理设备的主要优点是其为可去除宽范围污染物的简单设备，并且也可在几乎没有说明的情况下容易地由使用者使用和再使用。

上面描述的便携式水处理设备也可容易的制造、运送和在几乎任何地方由几乎没有技术能力或帮助的使用者使用非常小的电源来工作。

使用上面描述的便携式水处理设备进行处理的水大多数污染物被去除，并且非常适于饮用。其他益处包括：

1)上面描述的便携式水处理设备的所需电量非常小。通常，重度污染的水可具有100NTU的浊度，并且含有微量细菌。上面描述的便携式水处理设备可使用小到在3V 0.1安培小时净化达10升的水。更高的污染水平可需要更多的电来净化水，更低的污染水平意味着可净化更多的水。

2)上面描述的便携式水处理设备所需的非常小的功率意味着单个的六伏五安培小时的电池可净化超过500升水。单个小的商业9V电池可用来净化达50升的水。

3)上面描述的便携式水处理设备可与太阳能电池板一起使用。在晴天，12V 10W太阳能电池板可给两个或三个设备供电并且每天净化超过1,000到2,000升污水。这是比目前可获得的任何其他机构更有效的水处理。

4)使用可获得的小电源供给，使用上面描述的便携式水处理设备给偏远地区提供净化的饮用水的能力将显著提高。其也使在偏远地区旅游的使用者能够沿途获得水，而代替不得不为他们携带充足的供给。同样重要的是，其能够通过最小的基本设施提供净化水，例如在自然灾害后辅助救援。

虽然本发明已经参照优选实施例进行了描述，但是本领域技术人员应意识到，本发明可以其他形式体现。

Claims (52)

1.一种用于通过电凝法处理污水的便携式设备，所述设备包括：

至少两个电极；

壳体，电绝缘所述至少两个电极，所述至少两个电极彼此分隔开固定于所述壳体；

其中，当所述至少两个电极至少部分浸入污水中并且提供电势时，所述至少两个电极中的一个是牺牲的，以向污水提供离子。

2.根据权利要求1中所述的设备，其中所述至少两个电极中的一个是牺牲的，以向污水提供凝结离子。

3.根据权利要求1或2中所述的设备，其中所述至少两个电极具有小于约15kg的组合质量。

4.根据权利要求1或2中所述的设备，其中所述至少两个电极具有约5kg的组合质量。

5.根据权利要求1或2中所述的设备，其中所述至少两个电极具有约2kg的组合质量。

6.根据权利要求1或2中所述的设备，其中所述至少两个电极具有约1kg的组合质量。

7.根据权利要求1或2中所述的设备，其中所述至少两个电极具有约0.2kg的组合质量。

8.根据前述任一权利要求中所述的设备，其中所述至少两个电极由下面任何一个形成：

金属箔，包裹在固体构成物周围；

薄弯曲金属板；

平直金属板；和

圆柱形金属杆。

9.根据前述任一权利要求中所述的设备，其中所述至少两个电极具有下面任何一种截面：

椭圆形；

圆形；

矩形；

环形；和

任何闭合或接近闭合的形状。

10.根据前述任一权利要求中所述的设备，所述设备还包括电源，适于将所述电势提供给所述至少两个电极中的至少两个。

11.根据权利要求10中所述的设备，所述设备还包括电源的开/关控制。

12.根据权利要求10或11所述的设备，其中所述电源可产生约1到100伏的电压。

13.根据权利要求10或11所述的设备，其中所述电源可产生约2到40伏的电压。

14.根据权利要求10或11所述的设备，其中所述电源可产生约3到15伏的电压。

15.根据权利要求10至14中任一所述的设备，其中所述电源为直流电源。

16.根据权利要求15中所述的设备，其中所述直流电源包括下述任何一种：

充电电池；

一次性使用电池；

太阳能电池板；

便携式手动发电机；

风力发电机；和

干线供电的DC电源。

17.根据权利要求10至14中任一所述的设备，其中所述电源为缓慢变化的交流电源。

18.根据权利要求10至14中任一所述的设备，其中所述电源为整流的交流电源。

19.根据前述任一权利要求中所述的设备，其中所述至少两个电极的每一个具有近似相等的表面积，并且以其分隔间距近似平行。

20.根据前述任一权利要求中所述的设备，所述设备还包括在所述至少两个电极末端之间的绝缘隔板，以保持其分隔间距。

21.根据前述任一权利要求中所述的设备，所述设备包括基本平行、并肩并且间隔开布置的三个所述电极，电势供给三个所述电极中的最外边两个。

22.根据权利要求1至20任一中所述的设备，所述设备包括基本平行、并肩并且间隔开布置的三个所述电极，电势供给三个所述电极中的每一个，最外边两个电极具有相同极性，里边电极具有相反极性。

23.根据权利要求1至20任一中所述的设备，所述设备包括基本平行、并肩并且间隔开布置的五个所述电极，电势供给五个所述电极中的最外边两个。

24.根据权利要求1至20任一中所述的设备，所述设备还包括基本平行、并肩并且间隔开布置的五个所述电极，电势供给五个所述电极中的最外边两个和中间的一个。

25.根据权利要求1至20任一中所述的设备，其中所述至少两个电极为基本同中心设置在圆柱体中的杆的形式。

26.根据权利要求1至20任一中所述的设备，其中所述至少两个电极为基本同中心布置的内和外圆柱体和基本同中心布置在所述内圆柱体中的杆的形式，并且其中所述电势供给所述杆和所述外圆柱体。

27.根据权利要求1至20任一中所述的设备，其中所述至少两个电极为基本同中心布置的内和外圆柱体和基本同中心布置在所述内圆柱体中的杆的形式，并且其中所述电势供给所述杆、所述内圆柱体和所述外圆柱体。

28.根据权利要求1至20任一中所述的设备，其中所述至少两个电极为第一和第二基本平行间隔开的杆的形式。

29.根据权利要求1至20任一中所述的设备，其中所述至少两个电极为围绕中心纵轴以近似90度的角度间隔开的四个基本平行的杆的形式，并且其中所述电势供给所有所述杆。

30.根据权利要求1至20任一中所述的设备，其中所述至少两个电极为四个平直板的形式，以基本交替平行成对、围绕中心纵轴以近似90度的角度间隔开设置，并且其中所述电势供给所有所述板。

31.根据权利要求1至20任一中所述的设备，其中所述至少两个电极为平直板和两个基本平行间隔开的杆的形式，并且其中所述电势供给所述平直板和两个所述杆。

32.根据权利要求1至20任一中所述的设备，其中所述至少两个电极为相对宽的平直板和相互平行并且与所述相对宽的板间隔开的两个相对窄的平直板的形式，并且其中所述电势供给所述两个相对窄的平直板。

33.根据前述任一权利要求中所述的设备，其中所述至少两个电极分别由下面任何一种制成：

铝；

铁；

镁；

铜；

不锈钢；

镀铂钛；和

银。

34.根据权利要求1至32中任一所述的设备，其中所述至少两个电极中的至少一个由下面不只一种材料构成：

铝；

铁；

镁；

铜；

不锈钢；

镀铂钛；和

银。

35.根据前述任一权利要求中所述的设备，其中所述壳体为适于手抓握的手柄形式。

36.根据前述任一权利要求中所述的设备，其中所述设备还包括横跨所述至少两个电极的电压监控电路。

37.根据权利要求36中所述的设备，其中所述电压监控电路包括指示器，适于在所述电势足够向污水提供离子时指示。

38.根据权利要求36或37所述的设备，其中所述电压监控电路位于所述壳体内。

39.根据权利要求36或37所述的设备，其中所述电压监控电路位于所述壳体外部。

40.根据前述任一权利要求中所述的设备，其中所述绝缘壳体形成容器的一部分。

41.根据前述任一权利要求中所述的设备，其中所述至少两个电极间隔开约5到20mm。

42.根据权利要求41中所述的设备，其中所述至少两个电极间隔开约2到10mm。

43.一种通过电凝法使用便携式设备处理污水的方法，

所述设备包括：

至少两个电极；和

壳体，电绝缘所述至少两个电极，所述至少两个电极彼此分隔开固定于所述壳体，

所述方法包括以下步骤：

将所述至少两个电极至少部分地浸入污水中；

向所述至少两个电极提供电势，以使所述至少两个电极的至少一个牺牲，并且向污水提供离子；

确定污水中的凝结程度；和

抓握所述壳体，并且手动调节所述至少两个电极在污水中的浸没程度，以调节所述确定的凝结。

44.根据权利要求43中所述的方法，其中所述至少一个牺牲电极向污水提供凝结离子。

45.根据权利要求43或44中所述的方法，其中确定污水中所述凝结的步骤包括观察围绕所述至少两个电极的水，以察看是否在几分钟之内一层材料开始形成在水面上，如果没有这样的层开始形成，则减小所述至少两个电极在污水中的浸没。

46.根据权利要求43或44中所述的方法，其中确定污水中所述凝结的步骤包括监控所述至少两个电极之间的电压，并且如果所述电压下降到预定水平以下，则减小所述至少两个电极在水中的浸没，直到所述电压高于或处于所述预定电压。

47.根据权利要求43或44中所述的方法，其中确定污水中所述凝结的步骤包括确定待处理水的电导率范围和供给电势特性，并且计算所述至少两个电极必须浸入污水中以保持充分凝结的预定电压的面积。

48.一种通过电凝法处理污水的便携式设备，所述设备包括：

第一电极，形成容积；

至少一个第二电极；

装置，将所述第一电极和所述至少一个第二电极电绝缘，以使所述至少一个第二电极被引入所述容积而不接触所述第一电极，

其中，当所述污水被引入所述容积中以至少部分浸没所述至少一个第二电极，并且电势供给所述第一电极和所述至少一个第二电极时，所述第一电极和所述至少一个第二电极的至少一个是牺牲的，以向污水提供离子。

49.根据权利要求48中所述的设备，其中所述第一电极为具有开放上端的容器形式，并且所述第二电极为一端上具有绝缘盖并且在或靠近其另一端具有绝缘外围隔板的杆的形式。

50.根据权利要求48或49中所述的设备，其中所述至少一个第二电极是牺牲的。

51.一种使用便携式设备通过电凝法处理污水的方法，

所述设备包括：

第一电极，形成容积；

至少一个第二电极；和

装置，将所述第一电极和所述至少一个第二电极电绝缘，

所述方法包括以下步骤：

将污水引入所述容积；

将所述至少一个第二电极至少部分地浸入污水中；

向所述第一电极和所述至少一个第二电极提供电势，以使所述第一电极和所述至少一个第二电极中的至少一个牺牲，并且向污水提供离子；

确定污水中的凝结程度；和

手动调节所述至少一个第二电极浸入污水中的程度，以调节所述确定的凝结。

52.根据权利要求51中所述的方法，其中所述至少一个第二电极是牺牲的。

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