CN102803149A - 水处理方法和系统 - Google Patents

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瓦尔里·德内·鲁滨逊
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Abstract

本发明的方面提供水处理系统和方法。根据本发明实施方案的基于电解的水处理系统包括用于盛放待处理的水的储槽；两种或更多种类型的两个或更多个电极，每种类型的电极具有不同的材料组成，并且设置为至少部分浸在储槽所盛放的水中；和适于给电极供电的电源。基于电极的材料组成选择不同电解阶段的所用电极和给电极供电的电流极性。

Description

水处理方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请以2009年6月24日提交的美国临时专利申请No.61/219,832为基础并要求该申请申请日的权益；该申请的全部内容通过引用结合于本文。
技术领域
本发明的领域是水处理，具体是利用基于电解的方法除去水中的杂质。
背景技术
提供清洁用水对于人类和环境健康至关重要。由于可利用的清洁用水源变得缺乏或不足以满足人类和环境需要，水净化变得日益重要。具体而言，从受污染的水中除去杂质以使该水能够安全释放到环境中或再利用的能力在工业和家用中都具有大的价值。
基于电解的水净化方法是一种除去水中杂质的已知方法。两种已知的基于电解的水净化方法是电絮凝和电混凝(electrocoagulation)。这些方法的每一种都以用于产生离子(离子与水所含的杂质结合)形式的混凝剂的牺牲电极为基础。在电絮凝中，电解过程中电极释放的气泡使混凝的杂质浮向水表面用于除去。在电混凝中，一旦水已经过处理，则从水中过滤混凝的杂质或允许其沉降。电絮凝和电混凝都存在明显的已知问题，限制了这些工艺的使用和商业可行性。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种基于电解的水处理系统，包括：
储槽，用于盛放待处理的水；
两种或更多种类型的两个或更多个电极，每种类型的电极具有不同的材料组成，并且设置为至少部分浸在储槽所盛放的水中；
适于给所述电极供电的电源；
其中基于电极的材料组成选择不同电解阶段的所用电极和给电极供电的电流极性。
根据本发明的另一方面，提供一种水处理系统，包括：
储槽，用于盛放待处理的水；
一个或更多个具有第一材料组成的第一电极，其设置为至少部分浸在储槽所盛放的水中；
一个或更多个具有第二材料组成的第二电极，其设置为至少部分浸在储槽所盛放的水中；
适于给所述电极供电的电源；和
控制器，适于选择性控制对选自第一电极和第二电极的两个或更多个电极供电以进行一个或更多个电解阶段，其中至少一个电解阶段是其中至少一个电极提供溶解离子，所述离子用作杂质的吸引剂以帮助除去水中杂质的电解处理阶段，并且其中基于电极组成选择每个电解阶段的电极和电源极性。
还可以基于水处理要求和待处理水中的杂质选择每个电解阶段的电极。
控制器可以适于执行至少两个电解处理阶段，其中对于每个电解处理阶段给具有不同材料组成的电极供电作为阳极。
例如，对于一个电解处理阶段供电作为阳极的电极可以具有包括铁的材料组成，而对于另一电解处理阶段供电作为阳极的电极可以具有包括铝的材料组成。
在一个实施方案中，在一个电解处理阶段供电作为阳极的电极在另一电解处理阶段供电作为阴极。
控制器还可用于执行一个或更多个预处理电解阶段和后处理电解阶段。
在一个实施方案中，第一电极是具有当对于电解阶段供电作为阳极时适于产生水杀菌离子的材料组成的杀菌电极。例如，杀菌电极可以在后处理电解阶段供电作为阳极。
在一个实施方案中，杀菌电极的材料组成包括任何一种或更多种的铜和银。
在一些实施方案中，第一电极和第二电极是以第一电极板和第二电极板交替的阵列布置的板。一些这样的实施方案还包括至少两个具有第三非侵蚀材料组成的第三电极，其中第三电极布置在第一电极板和第二电极板交替阵列的各端。
在一些实施方案中，第一电极板和第二电极板布置成电极板阵列，所述阵列包括一个或更多个没有电连接至第一电极或第二电极或布置在阵列中至少两个第一电极板和第二电极板之间的电源的板。
所述系统的一些实施方案还包括搅拌器，其可运行为引起水和水中的颗粒和气体运动以帮助从电极携走离子和杂质。
一些实施方案的搅拌器包括设置在第一和第二电极下方且连接到电源的一对或更多对次电极，由此给次电极供电导致水中气泡产生。
根据本发明的另一方面，提供一种水处理方法，包括如下步骤：
将待处理的水提供给处理装置，所述装置包括：
储槽，用于盛放待处理的水；
一个或更多个具有第一材料组成的第一主电极；
一个或更多个具有第二材料组成的第二主电极；其中每个主
电极都设置为至少部分浸在储槽所盛放的水中并连接到适于给
电极供电的电源；
选择两个或更多个第一电极和第二电极以及施给电极的电源极性用于进行第一电解阶段；
将所选定极性的电供给所选定的电极以进行第一电解阶段；
选择另外的两个或更多个第一电极和第二电极以及电源极性用于第二电解阶段；
将所选定极性的电供给所选定的电极以进行第二电解阶段；和
除去水中的杂质；
其中第一或第二电解阶段的至少之一是其中至少一个电极提供溶解离子，所述离子用作杂质的吸引剂以帮助除去水中杂质的电解处理阶段；以及
其中对于每个电解阶段选择电极和电源极性基于电极组成进行。
在方法的一个实施方案中，进行电解处理阶段的步骤包括在第一阶段开始给电极对供电时测量流过电极的电流，基于所测量的电流、水体积和水的污染物载量计算第一阶段的持续时间，以及在计算的持续时间之后通过停止给电极供电来结束第一阶段的步骤。
附图说明
现在参照附图仅示例性描述包括本发明所有方面的实施方案，附图中：
图1是根据本发明一个实施方案的水处理系统的例子。
图2是根据本发明一个实施方案的水处理系统的说明性例子。
图3是根据本发明一个实施方案的水处理方法例子的流程图。
图4根据本发明一个实施方案的可替换的水处理系统的例子。
详述
本发明的实施方案在具有两种或更多种类型的电极的系统中进行基于电解的水处理，每种类型具有不同的材料组成，其中基于电极的材料组成选择不同电解阶段的所用电极和给电极供电的电流极性。所述系统可任选包括搅拌器，其可运行引起水和水中的颗粒和气体运动以帮助从电极携走离子和杂质。
水处理系统的一个例子示于图1。图1的水处理系统100包括用于盛放待处理的水115的储槽110，两个或更多个主电极120、125，和电源130。主电极具有两种或更多种类型，并且每种类型具有不同的材料组成。在所示仅存在一个电极对的例子中，第一电极120具有第一材料组成，第二电极125具有不同的材料组成。尽管图1仅示出一个电极对120、125，但是该系统可以包括多于两个的电极和多于两种的电极类型。电极120、125设置为至少部分浸在储槽110所盛放的水115中。
电极选择性用于执行电解工艺。电源130用于选择性给电极120、125供电以进行至少第一电解阶段。基于电极120、125的材料组成选择用于该电解阶段的电源极性。
在电解阶段中，电流在受污染水中的电极对120、125之间通过。一个电极用作阴极，另一个电极用作阳极，这取决于供给电极对的电源极性。这导致离子产生并从作为阳极的电极释放到水中用于电解阶段。所释放离子的类型取决于阳极的材料组成。因此，所释放离子的化学性质和处理阶段对受污染水的影响取决于阳极的材料组成。
通常执行至少一个电解阶段，其中电极和极性选择成使得一个电极提供溶解离子，用作杂质的吸引剂以帮助除去水中的杂质。离子产生可发生在电压约1.7伏。但是，实际通常使用约4伏或更高的电压。在电解过程中，还产生氧气和氢气，形成小气泡，也称作微气泡，帮助将捕获的污染物浮向水表面用于除去。大部分微气泡从阴极产生。
其它电解阶段可以包括其中电极选择成作为阳极驱动以释放具有使水杀菌性能的离子，它们有助于杀灭并除去藻类或其它有生命的污染物。
该系统可用于对一批受污染水执行两个或更多个电解阶段，其中进行两种或更多种类型的水处理。每个电解阶段可执行不同类型的处理。或者，某些处理类型可以在整个处理工艺中执行多次。在某些情况下，处理阶段重复与否可以基于对处理过程效力的反馈。例如，这可来自于利用肉眼评估或浊度测量仪对浊度或水状况的评价、对经处理的水进行的化学测试、电解阶段的电流测量等。
用于系统的电极的材料组成可以基于预期的污染物类型和系统的处理要求来选择。例如，在电絮凝和电混凝系统中用作牺牲阳极的铁和铝电极是已知的。铁阳极释放重复已知化学絮凝剂氯化铁的行为的离子，而铝阳极释放重复已知化学絮凝剂硫酸铝的行为的离子。但是，已知系统仅使用铁或仅使用铝牺牲电极。但是，某些污染物的除去可以通过使用铝和铁絮凝剂的组合来改进。在已知系统中，这通过使用两个单独的清洁系统和要求将处理水通过这两个系统转移进行处理的工艺来实现。
本系统的实施方案使得这两个工艺能够作为不同的电解阶段完成。例如，参照图1，假定电极120是铁电极板，电极125是铝电极板。铁预处理步骤可以通过选择电源极性使得铁电极120供电作为阳极，铝电极125作为阴极来进行。由此，铁离子释放到水中以捕获污染物。接着可以改变电源极性使得铝电极变成阳极，铁电极变成阴极。由此，铁电极变成阴极时将停止释放离子，而铝阳极将释放混凝/絮凝离子。
该系统缓解了如果在同一系统中单独驱动单独组的铝和铁电极对可能出现的问题。在铁电极没有被驱动时，它们仅在水中腐蚀。由此，产生另外的污染物并提供嗜铁细菌繁荣生长的环境。在铁电极没有用作阳极时将其用作阴极，防止了该电极腐蚀。
水处理系统的另一实施方案包括控制器，适于选择性控制对两个或更多个第一类型和第二类型电极供电以执行一个或更多个电解阶段。至少一个电解阶段是其中至少一个电极提供溶解离子，所述离子用作杂质的吸引剂以帮助除去水中杂质的电解处理阶段。基于电极组成选择每个电解阶段的电极和电源极性。控制器可包括在电源中或与电源连接，例如可编程的逻辑控制器或作为电源部分实现的微处理器。
还可以基于水处理要求和待处理水中的杂质选择每个电解阶段的电极。
现在参照图2和3更详细描述用于进行电絮凝和电混凝的方法和系统。将待处理的水从生水源222提供310给处理系统200。使用泵220将生水从生水源222泵送到处理储槽210。至少两种类型的主电极230阵列设置在储槽210内并与电源234电连接。主电极230设置为至少部分浸在待处理的水中。所示实施方案包括多种类型的主电极，每种电极类型具有不同的材料组成。选择电解过程中使用的电极可以由控制器控制。例如，控制器可以作为执行用于控制电解工艺的程序的微处理器来实现。
利用电源234驱动所选定的电极对以进行电解。任选地，搅拌器260也可设置在储槽内。搅拌器260可以是一组次电极，它们也可以连接到电源234或连接到单独的电源(未示出)以在微处理器控制下选择和驱动。如果搅拌器260是机械搅拌设备、泵、空气压缩机等，这也可以在微处理器控制下连接到可替代的电源或驱动机构。
在生水泵送到储槽310之后，选择320电极用于第一电解阶段。选择330要供给所选定用于电解阶段的电极的电流极性并施加以执行第一电解阶段。
用作阳极的电极选择可以基于电极类型和处理顺序。例如，银离子是微生物有机体如细菌和病毒的已知致死剂。铜离子也可以有效杀死藻类。铁和铝电极产生絮凝/混凝离子。
或者，电极选择可以基于水的量和污染程度以及计算出的水处理的电流要求。
如果不是所有主电极都需要激活用于电解阶段，可以将微处理器编程以选择阴极来避免腐蚀或使其最小化，使非腐蚀电极暂时停止工作。
如果不是一种类型的所有电极都需要用作阳极，可以基于相对于该类型的其它电极的累计使用来选择所需阳极类型的电极。例如，控制器可以确定哪些电极在用作阳极时已通过最小累计总电流并首先选择它们。由此电极的使用可以平均化，目的是使每个阳极的有效寿命最大化。
在一个实施方案中，电源是配置用于恒定电流输出的稳压电源。这种类型的电源用于自动调节输出电压以维持恒定电流。或者，电源可以是带主变压器的稳压或非稳压电源，所述变压器具有可自动或手动选择的多种输出电压。能够提供恒定电流或可控选择输出电压的优点是可调节电源使得尽管水的电导率变化但相似的批处理时间成为可能。技术人员将认识到正处理的水的电导率可以基于污染物的类型和程度而变化。一定控制批处理时间对于将该水处理整合到其它安排的工艺中有利。而且，如果可以合理预测处理时间，则监测批处理的要求可以减少。
在一个实施方案中，可以调节电源的输出电压并因此调节输出电流，使得在电解过程的不同阶段根据需要提供更多功率或更少功率。例如，处理一批受污染水开始时使用的功率通常高于处理工艺结束时。
根据该实施方案，可以提供多于一个的电源，并且单独的电源用于驱动一个或更多个电极。可以控制电源使得最大电流并因此使得污染物的最大混凝程度出现在电解阶段开始时。接着可以通过将一个或更多个电源向电解阶段结束切换来减小功率，以降低电流并因此降低絮凝物的扰动。
控制器还控制搅拌器的运行以引起水和水中的任何颗粒和气体在电极上运动，从而帮助从电极携走离子和杂质。例如，搅拌器在某些系统中可以周期性运行或“脉冲化”。或者搅拌器可以连续运行。所造成的搅拌量也可以控制。例如，如果搅拌器是水下风机的形式，则叶片的旋转速度可以放缓或加快以减小或增加搅拌量。搅拌量可以基于电解工艺阶段来控制。搅拌器也在控制器的控制下持续或停止运行。
第一阶段给电极对供电所施加的累计电荷由控制器测量。当达到基于所处理水的体积的累计电荷阈值时，控制器通过停止给电极供电来结束第一阶段340。
或者控制器可以在电解阶段开始时测量短时间(如5秒)的电流。基于所测量的电流，控制器可以基于所测量的电流、水体积和污染物载量来计算第一阶段所需的持续时间。控制器接着可以设定结束第一阶段的时间。应该认识到，测量初始电流的时间可以根据实施方案而变化。也可以在电解阶段周期性测量电流并且如果需要，由此调节该阶段的持续时间以补偿任何电流波动。可认识到在使用稳流电源的情况下这不是必须的。或者，在电源不是稳压的而是可以手动调节的情况下，可以周期性测量电流并响应于变化调节电源电压，以在整个第一阶段维持基本恒定的电流。
通常，如果运行搅拌器，在第一电解阶段结束后，控制器将继续使搅拌器运行至少一段短时间以清洁电极。
可以执行任选的第二电解阶段。例如，第一电解阶段340可以是其中铝或铁阳极用于絮凝/混凝污染物的处理阶段。于是第二电解阶段可以是用于杀死可能存在的细菌、病毒、微生物或藻类的杀菌阶段。
例如，杀菌电极可以设置在主电极阵列230内。这些电极的材料组成可以基于净化要求。例如，如果藻类是可能的污染物，可以提供铜杀菌电极。如果细菌、病毒和微生物是可能的污染物，可以提供银杀菌电极。或者，可以提供包括银和铜组合的电极来消除许多有生命的污染物。例如，如果水要净化用于饮用，可以优选铜/银杀菌电极。
与上述类似，基于电极的材料组成和电解工艺的要求，选择用于第二电解阶段370的电极350和电源极性360。例如，在后处理杀菌阶段，铜/银电极可以作为阳极驱动。
可替换或另外地，另一电解阶段可以是电极清洁阶段。例如，如果水中存在可见量的脂肪、油和油脂(FOG)，则第二电解阶段可以是有利的。例如，在铁阴极板用于第一电解阶段的系统中，极性反向导致铁电极板成为阳极，释放铁离子以捕获FOG。搅拌器(如果提供)通常在该任选的第二电解阶段持续运行。再说一遍，控制器可以监测第二电解阶段的电流并基于达到累计电流阈值来结束该阶段。或者，控制器可以测量电流以基于水体积和污染物载量来确定第二阶段的合适持续时间。
应该认识到可以执行任意数目的电解阶段。这些阶段的某些可以仅包括将供给已选定电极的电源极性反向。例如，对于电极清洁或如果在系统中仅提供两个电极。系统还可用于在两个电解阶段之间来回切换，直至达到给定标准和条件。例如，这可以是测量浊度阈值、给定的循环数、累计电流阈值等。
一旦电解阶段完成，该工艺可包括其中允许混凝污染物沉降或堆积在水表面用于移除390的静置阶段380。在静置阶段380，根据情况，搅拌器通常停止运行，但也可以继续运行。在通过过滤除去污染物的系统中，静置步骤可以省略。
所示储槽210包括连接在储槽顶部的絮凝物斜槽214用于除去经处理的水212表面的污染物。通过引入清水以抬高储槽水位使得污染物流到絮凝物斜槽内并排出处理来除去污染物。利用泵250将冲洗水储槽252的水泵送到处理储槽210内来提供冲洗水。或者，冲洗水可以从经清洁水储槽引入或者冲洗水可以来自外部来源，例如自来水。利用泵240将经处理的水泵送390出储槽210。
图4示出基于电解的水处理系统的另一例子。该系统类似于图1的系统，包括用于盛放待处理水415的处理储槽410，至少部分浸在水415中并与电源470连接的布置成阵列的主电极板420、430、440、450。任选的搅拌器460也示出。电极阵列包括三种类型的主电极。第一主电极430具有当作为阳极驱动时用于侵蚀以产生离子的第一材料组成(例如铁)。第二主电极440具有当作为阳极驱动时用于侵蚀以产生离子的第二材料组成(例如铝)。第三类型的主电极420、440具有第三非侵蚀材料组成，例如钛或钛多金属氧化物(Ti MMO)。这些非侵蚀电极布置在阵列各端。将这些额外的非侵蚀电极提供在阵列外端能够有助于使牺牲电极有效寿命最大化。
如果电极阵列的最外电极板作为阴极驱动，该板的最外表面表现为阳极。这在牺牲电极是最外电极时可以存在问题。例如，如上述，在具有铝和铁电极交替的阵列的系统中，所有这些电极都是牺牲电极。一个或其它最外电极在某个阶段作为阴极驱动，因此也释放离子。这造成电极发生不希望的侵蚀并减少电极的有效寿命。其它不希望的后果是多余离子造成的。例如，在铁电极情况下刺激嗜铁细菌生长或不希望的化学反应。在阵列各端使用非侵蚀电极缓解了这些问题，因为这些电极不释放这类离子。
通常作为阳极极化的电极板的运行可以通过使得它们小于通常作为阴极极化的电极板来进一步改进。当阳极板与阴极板具有相同尺寸时，阳极板的最外边缘提供有限反应，因为没有阴极与其直接相对。这种反应减少使得物质能够堆积在边缘，这最终可以干扰离子、气泡和水在板间运动。使阳极板小于阴极板导致边缘更多反应和减少堆积并因此也减少随后的问题。优选选择是阳极板的尺寸减小的程度等于阳极板与阴极板之间间距。但是，本发明不限于该程度，因为任何更小或更大的尺寸差异都具有有益效果。
电絮凝和电混凝系统的已知问题是电极变脏，通常术语称作堵塞，并停止通过电流。在某些情况下，电极极性反向可以用来减少电极堵塞，但这并不是在所有系统中都起作用。
待清洁的水可以通过喷雾器泵送到储槽内。这具有物理逐离储槽内表面上和电极上(至少直至电极被覆盖)的任何物质的效果。也可以通过将水均匀喷雾到所有板上来均匀清洁电极板。使用喷雾器的好处是使得大多数(如果不是所有)电极在水泵送到储槽内时能够经历一些清洁。相反在水作为连续(solid)流进入反应容器的其它系统中，仅有一些板或板的一些区域可以被水流清洁，因为该水流不会均匀流过所有的板。
本发明的一些实施方案提供用于引起水、水中的颗粒和气体运动以帮助从电极携走离子和杂质的搅拌器。这种运动的好处是降低混凝杂质附着到电极上并使其变脏的可能性。在某些情况下，搅拌器还能提供清洁效果，减少电极变脏。搅拌器可以是用于引起运动的任何机构。搅拌器可包括多于一个用于引起水和水中的颗粒和气体搅动的机构。
在一个实施方案中，搅拌器用于使储槽内的水运动。电极之间的水运动将物质逐离电极以减少堵塞。例如，搅拌器可以是泵或搅动机构。搅拌器可用于在第一电解阶段中引起水在板间循环以降低物质附着到电极上的可能性。搅拌器可以连续或周期性运行，而且所引起的运动水量可以基于电解阶段而变化。例如，搅拌器可以运行以在产生絮凝/混凝离子的处理电解阶段中引起水在电极上运动比在絮凝/混凝很少或没有发生的阶段中更快速。每个电解阶段的水运动速度可以基于预计在该阶段发生的化学反应性质来选择。例如，化学反应和因此水运动要求可以基于水中污染物和用于电极的材料类型而变化。
在可替换的实施方案中，搅拌器将气体注入储槽。例如，搅拌器可以将气体从电极下方注入储槽内以引起多个气泡上升通过水并帮助水通过电极板运动。例如，空气可通过气泡石(air stones)、细筛网或多孔管注入储槽内。气泡在电极板上的运动可以带来机械清洁效果，除去沉积在板上的物质，并减小物质附着到电极板上的趋势。在一个实施方案中，搅拌器包括设置在储槽内主电极对下方的多根多孔管，气体通过其注入。在一些实施方案中，注入储槽内的气体是空气。在一些可替换的实施方案中，空气在注入储槽之前可以通过臭氧发生器。这提供具有显著比例臭氧(可具有杀菌效果)的气体以及用于清洁电极板的空气。
在另一可替换的实施方案中，搅拌器包括一组或更多组设置在主电极对下方并与电源连接的次电极，由此给次电极供电引起水内气泡生成。次电极可以是非侵蚀电极，它们在通电时产生小气泡，也称作微气泡。这些微气泡通过在它们上方的主电极对，以帮助除去主电极板的混凝物质。该气泡来源于电极周围区域的水变成气态。有些气泡可以来源于施加到次电极的电流引起水分子(H2O)分解成呈气态的氧气(O2)分子和氢气(H2)分子。气泡还可来源于电极处电荷产生的离子引起水分子(H2O)分解成离子，例如(OH)-和H+离子。另一气泡来源可以是水局部受热导致其沸腾并变成气态。正处理的水中的污染物类型也可影响次电极区域发生的电解化学反应。例如，影响水酸性的污染物可影响次电极区域发生的电解反应。产生气泡的气体混合物可以随实施方案而变化，甚至在不同批次的处理水之间变化。例如，气体可以根据水的酸性、所施加的电流和水的污染物载量而变化。在某些情况下，给次电极供电也可以引起污染物的电解反应，这对气泡的气体混合物可能有贡献。
在某些情况下，微气泡还能通过减小或中和因阳极产生正离子而引起静电荷堆积的影响来起到以类似在主电极组的极性反向时的方式释放沉积在主电极组板上的物质的作用。例如，如果水的pH大于7，次电极组在阴极产生羟基离子(OH)-并在阳极产生氢离子H+。由此，这些离子可以减小静电荷影响。
这些离子，尤其是羟基离子还能具有杀菌作用，因为羟基离子比臭氧更具反应性。此外，提供通过水的电流的电子与水中的氯化钠分子之间的反应产生一些氯。
在某些实施方案中可以提供多于一个的搅拌器。根据水中杂质和污染物的性质或污染物载量，仅有次电极组可能不足以抑制电极堵塞。例如，较重的污染物颗粒在被混凝离子捕集之后不大可能移离阳极。此外，某些污染物比其它污染物对阳极更具电吸引性。在两种情况下，将主电极极性反向或依赖于次电极可能都不够。对这类情况可以提供具有多于一个搅拌器的系统。例如，可以提供既具有一组次电极又具有用于使水循环通过主电极的第二搅拌器的系统。例如，所述第二搅拌器可以利用气泡石或微孔管将空气注入储槽内。作为选择，第二搅拌器可以利用小泵使水循环通过电极组。由此存在气泡的机械作用和水运动用以除去可堆积在主电极上的任何物质。这两个搅拌器的组合作用可足以避免主电极变脏。此外，使污染物循环通过主电极可改善污染物颗粒与混凝离子的结合，因为先前混凝的颗粒被移离阳极。
提供用于引起水和水中颗粒和气体运动以帮助将离子和杂质携离电极的搅拌器在减少基于电解的水处理系统中的电极变脏具有显著优点。这进而能够显著降低这种系统的运行和维护成本。此外，搅拌器能够提高这些系统的效力。应该认识到，搅拌器也可安装在现有基于电解的水处理系统中以实现上述优点。
在随后的权利要求书和在前详述中，除了上下文因明确语言或必要暗示而另有要求以外，词“包括”或“包含”在本发明的各种实施方案中以其包含意义使用，即指明所述特征存在但不排除其它特征存在或添加。
要理解的是如果本文提及任何现有技术的文献，这种提及并不是承认在澳大利亚或任何其它国家该文献构成本领域公知常识的一部分。

Claims (30)

1.一种基于电解的水处理系统，包括：
储槽，用于盛放待处理的水；
两种或更多种类型的两个或更多个电极，每种类型的电极具有不同的材料组成，并且设置为至少部分浸在储槽所盛放的水中；
适于给电极供电的电源；
其中基于电极的材料组成选择不同电解阶段的所用电极和给电极供电的电流极性。
2.根据权利要求1的系统，还包括搅拌器，其可运行为引起水和水中的颗粒和气体运动以帮助从电极携走离子和杂质。
3.根据权利要求1的系统，其中电源配置成补偿水电导率变化以使待提供的恒定电流能够供给电极。
4.一种水处理系统，包括：
储槽，用于盛放待处理的水；
一个或更多个具有第一材料组成的第一电极，其设置为至少部分浸在储槽所盛放的水中；
一个或更多个具有第二材料组成的第二电极，其设置为至少部分浸在储槽所盛放的水中；
适于给所述电极供电的电源；和
控制器，适于选择性控制对选自第一电极和第二电极的两个或更多个电极供电以进行一个或更多个电解阶段，其中至少一个电解阶段是其中至少一个电极提供溶解离子，所述离子用作杂质的吸引剂以帮助除去水中杂质的电解处理阶段，并且其中基于电极组成选择每个电解阶段的电极和电源极性。
5.根据权利要求4的系统，其中每个电解阶段的电极的选择还基于水处理要求和待处理水中的杂质。
6.根据权利要求4的系统，其中控制器适于执行至少两个电解处理阶段，其中对于每个电解处理阶段给具有不同材料组成的电极供电作为阳极。
7.根据权利要求6的系统，其中对于一个电解处理阶段供电作为阳极的电极具有包括铁的材料组成，而对于另一电解处理阶段供电作为阳极的电极具有包括铝的材料组成。
8.根据权利要求7的系统，其中在一个电解处理阶段供电作为阳极的电极在另一电解处理阶段供电作为阴极。
9.根据权利要求4的系统，其中控制器还适于执行任意一个或更多个预处理电解阶段和后处理电解阶段。
10.根据权利要求9的系统，其中第一电极是具有当对于电解阶段供电作为阳极时适于产生水杀菌离子的材料组成的杀菌电极。
11.根据权利要求10的系统，其中杀菌电极在后处理电解阶段供电作为阳极。
12.根据权利要求11的系统，其中杀菌电极的材料组成包括任何一种或更多种的铜和银。
13.根据权利要求7的系统，其中第一电极和第二电极是以第一电极板和第二电极板交替的阵列布置的板。
14.根据权利要求7的系统，其中第一电极板和第二电极板布置成电极板阵列，所述阵列包括一个或更多个没有电连接至第一电极或第二电极或布置在所述阵列中至少两个第一电极板和第二电极板之间的电源的板。
15.根据权利要求13的系统，还包括至少两个具有第三非侵蚀材料组成的第三电极，其中第三主电极布置在电极板阵列的各端。
16.根据权利要求4的系统，还包括搅拌器，其可运行引起水和水中的颗粒和气体运动以帮助从电极携走离子和杂质。
17.根据权利要求16的系统，其中搅拌器包括设置在第一和第二电极下方且连接到电源的一对或更多对次电极，由此给次电极供电导致水中气泡产生。
18.根据权利要求4的系统，其中电源配置成补偿水电导率变化以使待提供的恒定电流能够供给电极。
19.一种水处理方法，包括如下步骤：
将待处理的水提供给处理装置，所述装置包括：
储槽，用于盛放待处理的水；
一个或更多个具有第一材料组成的第一电极；和
一个或更多个具有第二材料组成的第二电极；其中每个电极都设置为至少部分浸在储槽所盛放的水中并连接到适于给电极供电的电源；
选择两个或更多个第一电极和第二电极以及施给电极的电源极性用于进行第一电解阶段；
将所选定极性的电供给所选定的电极以进行第一电解阶段；
选择另外的两个或更多个第一电极和第二电极以及电源极性用于第二电解阶段；
将所选定极性的电供给所选定的电极以进行第二电解阶段；和
除去水中的杂质；
其中第一或第二电解阶段的至少之一是其中至少一个电极提供溶解离子，所述离子用作杂质的吸引剂以帮助除去水中杂质的电解处理阶段；以及
其中对于每个电解阶段基于电极组成选择电极和电源极性。
20.根据权利要求19的方法，其中每个电解阶段的电极的选择还基于水处理要求和待处理水中的杂质。
21.根据权利要求19的方法，其中对于每个电解处理阶段给具有不同材料组成的电极供电作为阳极。
22.根据权利要求21的方法，其中对于一个电解处理阶段供电作为阳极的电极具有包括铁的材料组成，而对于另一电解处理阶段供电作为阳极的电极具有包括铝的材料组成。
23.根据权利要求22的方法，其中在一个电解处理阶段供电作为阳极的电极在另一电解处理阶段供电作为阴极。
24.根据权利要求19的方法，其中至少一个电解阶段是预处理电解阶段或后处理电解阶段。
25.根据权利要求24的方法，其中第一电极是具有当对于电解阶段供电作为阳极时适于产生水杀菌离子的材料组成的杀菌电极。
26.根据权利要求25的方法，其中杀菌电极在后处理电解阶段供电作为阳极。
27.根据权利要求26的方法，其中杀菌电极的材料组成包括任何一种或更多种的铜和银。
28.根据权利要求19的方法，其中所述处理装置还包括搅拌器，所述方法还包括在至少电解处理阶段运行搅拌器以引起水和水中的颗粒和气体运动从而帮助从电极携走离子和杂质的步骤。
29.根据权利要求29的方法，其中搅拌器包括设置在第一和第二电极对下方且连接到电源的一组或更多组次电极，由此给次电极供电导致水中离子和气泡产生。
30.根据权利要求19的方法，其中进行电解处理阶段的步骤包括在第一阶段开始给电极对供电时测量流过电极的电流，基于所测量的电流、水体积和水的污染物载量计算第一阶段的持续时间，以及在计算的持续时间之后通过停止给电极供电来结束第一阶段的步骤。
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