CN1233231A - 减少或防止形成水垢的方法 - Google Patents

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Abstract

一种倾向于形成水垢的水溶液通过电解箱流动,电解箱有至少两个可变换极性的电极(6)和一个双极性电极(7),电极(6)按时间间隔变换极性。也可按另一种方案在电极上施加交流电压取代直流电压和有规律地变换电极的极性。通过这种处理可显著减少或完全防止形成水垢,而溶液的含盐量基本保持不变。本方法特别适用于减少或防止由天然水形成水垢,基本上不影响水的质量。

Description

减少或防止形成水垢的方法
本发明涉及一种减少或防止由水溶液形成水垢的方法以及一种实施此方法的电解设备。
由水溶液形成水垢主要归诸于天然水的钙和镁的含量，并无论是在工商企业中还是在家务中存在的一个普遍的问题，因为生成水垢引起昂贵的维修费用并缩短仪器设备的使用寿命。为避免这一问题通常添加防止形成水垢的化学制品，或例如借助于离子交换技术、反渗透、电解等分离导致水垢形成的物质。
此外还已知使用双极性电极可在电解过程中充分利用空间-时间，这种双极性电极可设计为导电和非导电微粒的固定床或导电微粒的流化床。这些方法例如在Electrochimica Acta 22,347-352(1977)和Electrochimica Acta 22,1087-1091(1977)中作了介绍，用于制造次溴酸盐、用于环氧化苯乙烯、用于合成癸二酸的二甲酯以及用于由海水制造次氯酸盐。然而在水处理中迄今没有使用双极性电极。
此外由GB-A-1 409 419已知一种使用双极性固定床电极的电解方法，用于对水溶液中的有害物质如铬酸、氰化物或硝酸盐作净化处理，按此方法在电解质中添加化合物，它或它的反应产物与有害物质起反应生成无害的化合物。此双极性电极由非金属导电微粒组成并最好还能含有非导电微粒。
在JP-A-04/027 491中介绍了一种具有双极性固定床电极的电解槽，为了便于更换固定床它的上端可以翻开。
在US-A-4 123 339中还介绍了从水介质中电化学去除污染离子，但在这种方法中使用铁或不溶解的铁的化合物构成的电极，并在直流电作用下在阳极放出铁离子和在阴极生成氢氧化物，因此与污染的离子一起形成了一种不可溶解的物质并可被分离出来。借助于电压反向可达到使电极均匀地消耗。
US-A-3 915 822介绍了一种电化学槽，它在反应区包含至少一个导电微粒的床和它有多个电极，电极确定了相邻的化学分段，在这些分段内可维持不同的电压梯度。这种电化学槽适用于金属回收、吸收和解吸有机化合物、废水氧化、合成有机和无机化合物等。
在DE-C-4 107 708中建议了一种方法，用于借助于空化和交变电场处理流水防止钙沉积，按此方法，通过空化在要处理的水中形成一些区域，这些区域内的压力明显低于周围压力，从而应导致当地排出溶在水中的CO2气体并因而导致干扰碳酸平衡及恶化钙的溶解度，以及在此方法中，经如此处理的水在至少两个电极之间流过。通过使用具有某种结构如毛粒的表面的电极，应能用低电压达到期望的处理效果。然而实践证明，采用这种方法并不能明显减少钙沉积。
此外由EP-A-0 171 357已知一种使水软化的电化学方法，其中在阴极周围的碱的pH促使形式上为它们的氧化物和氢氧化物的Ca和Mg离子沉淀，它们沉积在布置在电极之间的多孔惰性材料上。为了使此多孔材料再生，电极的极性可以转换。
因为这些已知的能有效防止或减少由水溶液生成水垢的方法，其先决条件是要添加化学制品或者要全部或基本上分离出导致生成水垢的物质，所以它们往往并不适合或不怎么适合用于水处理。尤其在饮用水处理中通常要求不改变或只是微量改变饮水的天然含盐量。
现在出人意料地发现，若水溶液在一电解设备中预处理以及这种电解设备有一双极性电极和在电极中直流电流方向周期性变换，那么就可以显著减少或完全防止生成水垢。在比较试验中确证，例如，借助于这种预处理，在下游的锅炉中基本上或完全避免了形成水垢。这一发现特别令人意外的还在于，即使水的含盐量和pH值实际上保持不变却仍能产生同样的效果。此外令人惊讶地发现，当在电极上施加交流电时也出现这种效果。对这种效果迄今还不能解释清楚。有可能是由于碳酸平衡的小量变动延缓了方解石沉淀的运动，从而在通常在管道和水暖设备中的逗留时间的情况下明显地减少或防止了形成水垢。
因此本发明涉及一种减少或防止由水溶液形成水垢的方法，按此方法将倾向于形成水垢的水溶液输入电解箱，电解箱有至少两个电极和在电极之间附加的一个双极性电极，以及当这种水溶液流过此电解箱后获得了一种经处理的形成水垢的倾向明显降低了的水溶液，这种方法的特点在于，在电极上施加直流电压，其中至少一个电极作为阳极连接以及至少一个电极作为阴极连接，这些电极按时间间隔以这样的方式变换极性，即，使得输入的水的成分基本保持不变；或在电极上施加交流电压。
在本发明的范围内，由于过程参数和可使用的设备基本类似，所以术语“电极”和“电解箱”既可用于直流电运行也可用于交流电运行，并包括电解业专家熟知的那些或下面所说明的电极和电解箱。在本发明的范围内术语“交流电压”和“交变电流”具体指的是频率一般为典型的约50Hz的交流电压和交变电流。在本发明的范围内水的成分基本不变指的是，经处理的水溶液的含盐量，尤其是有形成水垢倾向的盐的含量，与输入的倾向于生成水垢的水溶液的含盐量没有明显差别。因为在按本发明的方法中基本上可以避免分离溶解的盐，所以经处理的溶液的总硬度与输入的溶液的总硬度差别不大。
按本发明的方法基本上可以是一种不需要维护地用于减少或完全防止由倾向于形成水垢的水溶液生成水垢的方法，在此过程中基本上不改变溶液含盐量或pH值或无需添加化学软化剂，以及不同时产生盐例如方解石或极硬的水作为废料。这种方法原则上适用于处理任何倾向于生成水垢的水溶液。最优先的应用领域是饮用水处理(也就是处理其硬度主要归诸于存在钙和镁离子的水)，在这种情况下尽管基本上或完全防止了形成水垢，仍能基本上保持天然水质。另一个优先使用领域是对用于洗衣机、冲洗机和其他设备中的水进行预处理，迄今在这些设备中通常须添加软化剂。
因此按本发明方法的一个最佳的方面涉及处理在碳酸盐、碳酸氢和硫酸钙、硫酸镁方面有天然含量的水。
采用按本发明的方法可以避免同时产生盐沉淀例如方解石或由于电极的极性变换导致除去沉淀而产生形式上的极硬的水作为废料，也就是说此方法的特征在于，输入电解箱的全部水溶液流过电解箱后形成水垢的倾向显著降低，以及基本上不同时产生作为废料的方解石或极硬水。因为按照这种新方法基本上可以避免分离溶解的盐，所以按本发明处理后的水溶液有这样一种总硬度，即它最好不高于约1°dH(德国硬度)，尤其是最高约0.5°dH，它低于输入的水溶液的总硬度。因为按本发明的方法水溶液的pH值也没有明显改变，所以经处理的溶液具有这样的pH值，它最好与输入的溶液的pH值的差别最多约0.05。
上面提及的在用直流电运行情况下电极的极性变换，促使在电解箱内磁场方向和电流方向的改变。合乎目的的是可借助于普通的和专业人员最常用的调节和控制器通过转换所施加的直流电压的极性来实现这种改变。
极性变换可按每一次相同的时间间隔，例如每2秒钟，或也可按不同长度的时间间隔，例如交替地按较短(例如30秒)和较长(例如45秒)的时间间隔周期性地进行。时间间隔的长短并非关键；但业已证实可靠的是一般最多间隔约60秒，最好约1至60秒。
按最简单和优先的实施形式，直流电可通过两个交替地连接为阴极和阳极的电极输入和导出。但如果需要也可以使用两个以上的电极，例如三个电极，其中总是有两个作为阳极和一个作为阴极连接；或采用四个电极，其中各有两个连接作为阳极或作为阴极。在用交流电运行时也可按类似的方式使用两个或多个电极。
直流电压或交流电压的最佳值主要取决于电极间距，但通常在每厘米电极间距为约5至20V的范围内。水溶液的流量与电流强度取决于设备的尺寸、含盐量、电压等，但它们并非关键。不过此方法一般按这样的方式运行，即，流过电解箱的电流的电流强度与输入的水溶液流量之比最高约为2A·h/m3，其中优先的范围为约0.5至1.5A·h/m3，尤其是约1.0至1.3A·h/m3。此外一般最好使此方法在电流恒定的情况下实施，在这种情况下例如对于电极间距约2cm的小型设备而言，业已证实合用的是电流强度最高约4A，最好最高约2A。典型的是电流强度可约为1-2A，电压约为20-40V以及流量约0.05至3m3/h。
在设备第一次投入运行时，生成水垢的倾向的强烈减小通常只能逐渐形成，这可能是因为只有在电极和双极性电极上沉积了某个最小量的方解石时才能完全产生可达到的效果。然而人们发现如果在电解箱第一次投入运行或电解箱经清洗后(或更换了双极性电极)向电解箱输入倾向于形成水垢的水溶液；在电极上施加直流电压；以及电极交替地按较短的较长的时间间隔变换极性，直至经处理的水溶液形成水垢的倾向得到明显的降低时，那么通常在流过约3-4m3水溶液时便已经达到了最佳效果。
一些电解设备适用于实施按本发明的方法，它们包括进水系统、出水系统和电解箱，电解箱有至少两个电极和一个设在这两个电极之间的双极性电极，上述两个电极中在施加直流电压的情况下至少一个作为阴极和至少一个作为阳极连接，此外此设备的特征在于，电极或连接在交流电源上，或通过一调节器按这样的方式连接在直流电源上，即，电极可按时间间隔变换极性。用交流电运行的设备是新的并同样是本发明的对象。因此本发明同样涉及一种电解设备，它包括进水系统、出水系统和电解箱，电解箱有至少两个电极和一个设在电极之间的双极性电极，在这种情况下此设备的特征在于，电极连接在交流电源上。以下的说明只要没有另外强调说明，则既适用于用交流电也适用于用直流电运行的电解设备。
电解箱最好能相对于进水系统和相对于出水系统借助于一个制有通孔的外套隔开。通孔的大小和形状应最好选择为，使水溶液的流动受到尽可能小的阻挡，但另一方面在使用双极性微粒电极时尽可能没有微粒能逸出。外套最好用塑料制造，通孔最好能有小圆孔或小缝的形状。水压对于按本发明的方法并非关键。不过电解箱和进水及出水系统最好设计为使压降尽可能低。
原则上所有通常使用的材料都适合作为电极材料，只要它们应用在水处理中是无害的。通常优先用石墨。但同样可以使用其他材料，例如贵金属或镀贵金属或混合氧化物层的钛钢。电极间距并非关键并可例如为约2cm。
施加在电极上的直流或交流电压可根据选择垂直或平行于水溶液的流动方向作用。
适用的双极性的电极专业人员也是熟知的。按一种优先的实施形式，设在电极之间的腔内的双极性电极例如是固定床电极，在这种情况下此固定床可主要由导电微粒和非导电微粒组成。适用于作为导电微粒的例如石墨、活性碳、合成碳和贵金属或其他不放出离子的金属，其中活性碳和尤其是石墨已证明是特别适合的。适用于作为非导电微粒的原则上包括任何惰性的和不溶于水的非导电材料，尤其是砾石、玻璃和塑料。导电和非导电微粒的微粒大小并非关键；不过一般优先采用具有平均微粒尺寸为约0.5至2mm的材料。为避免短路的危险，在固定床内导电微粒与非导电微粒的容积比最好不大于约1∶1；特别优先的比值通常是约1∶2。在采用固定床时电极最好能直接插入固定床中，以及水溶液最好能从上向下或水平地流过固定床。
此外例如也可以采用石墨棒来替代微粒床，为避免短路，石墨棒设有绝缘材料例如尼龙制的环并排列成堆叠。例如在Electrochimica Acta22,347-352(1977)中介绍了这样一种双极性电极。
按照另一种优先的实施形式，双极性电极可设计为由导电微粒构成的流水床，在此实施形式中水溶液最好从下向上通过流化床流动。在这种实施形式中流量最好选择为如此之高，以致仅仅通过流动便造成足够的涡流。因为借助于涡流避免了短路，因此原则上没有必要使用非导电微粒。不过，如果需要，流化床除导电微粒外也可以包含非导电微粒，在这里上面结合固定床提及的材料均为优先的。特别优先的是采用一种仅仅用石墨微粒组成的流化床。
此外，最好也可以采用由导电材料制的多孔薄片作为双极性电极，它们平行于电极排列。为了使薄片相互之间和与电极之间保持隔开，最好能使用由非导电材料例如塑料、玻璃和类似材料制的定距器。
与三维电极不同，在双极性电极的情况下电流始终被迫既流过双极性电极的导电材料也通过液态介质。在惰性材料与导电材料之间的三角形空隙内和在导电材料的孔隙中，存在极高的达若干千V/m的电场强度。由Onsager的研究(J.Chem.Phys.2,599-615(1934))已知，这种高的场强会导致改变离解常数。也许是这种高的场强造成更高的碱性，由此可能导致形成种晶。
原则上在按本发明的方法中，当用直流电运行时，在阳极和双极性电极的阳极作用面上或在阴极和双极性电极的阴极作用面上，发生如在正常的电解时相同的电化学反应，也就是由水生成氧和由碳酸氢盐生成二氧化碳或由水生成氢和由碳酸氢盐生成碳酸盐。在阳极和双极性电极阳极作用面上的氧化作用，为了按本发明的方法能同时起杀菌的作用因而也是允许的。此外，碳酸盐的生成导致析出方解石，以及在水中存在的镁离子在双极性电极的三角形空隙区内作为氢氧化镁析出。
但是在按本发明的方法中由于电极的极性变换，可能的沉积物重新溶解，从而有效地防止了固定床电极的闭塞，此外还避免了水溶液的含盐量明显改变。不过如果需要也可以按这样的方式运行此方法，即同时进行盐的部分沉淀。若如上所述在极性变换之间遵照交替的较短和较长的时间间隔，则做到使沉淀物不再全部进入溶液中，而有一部分留在电解设备中。因为不可逆的沉淀物的比例随间隔之差增大而增加，因此所期望的含盐量可按此方式轻易地调整。
因此通过上述多种机理的共同作用，按本发明可以明显减少或完全防止形成水垢或沉淀方解石，并与此同时做到使水的成分基本保持不变，或，如果需要，有目的地减少水的含盐量。
按本发明用于用直流电运行的电解设备的一种最佳实施形式用纵剖面表示在图1中，其中，为了看得更清楚起见，外壳1、接头2和可更换的筒3逐个画出。
图1表示一个可更换的筒3，它有一个用于未处理的水溶液的腔4、一个用于已处理的水溶液的腔5以及一个电极室，室内设有两个石墨电极6和一个由导电与非导电微粒组成的双极性固体床电极7，以及电极室相对于用于未处理或已处理水溶液的腔各借助一个外套8、9隔开，外套具有形式上为小孔或缝的通孔。电极6通过电流接线头10与图中没有表示的调节器连接，调节器可按时间间隔变换电极的极性以及调节器本身则与一直流电源连接。如箭头和设备的画成虚线的轴线所示，筒3从下面插入外壳1内并用锁紧螺母11固定。外壳1主要包括一套管12，并在其另一端有一块用于屏蔽电磁场的放电板13和有一个可向上移的锁紧螺母14，借助此螺母将接头2固定在外壳1上，接头2有用于未处理的水溶液的进口15及用于已处理的水溶液的出口16。筒3最好能有一个外部包壳17，它对外封闭了用于水溶液的腔4、5。若没有这种包壳17，那么由套管12承担这一任务。套管12和筒3的外部包壳17有圆柱体的形状，以及最好制有通孔的外套8、9也能共同具有至少近似于一个圆柱体的形状，其中，用于未处理和已处理溶液的腔4、5通过一些隔板彼此隔开，这些隔板布置在图纸平面上方和下方以及在外套8、9与包壳17或套管12之间。
若将一种水溶液经进口15输入图1所示的设备，则溶液从腔4通过外套8的通孔流入电极室，基本上平行于电场地流过固定床，以及在通过外套9的通孔后经腔5和出口16流出。
用于采用交流电运行的设备基本上可以按类似的方式实现，不过在这种情况下，为了交流电运行通常与用于直流电运行相比最好电极面积较小以及电极间距较大。
下面借助于举例进一步说明按本发明的方法及其效果。
      例1Mondsee(奥地利)居民饮用水分成两个相等的分流。一个分流通过可变换极性的电解设备并接着通过热水锅炉流动。另一个分流不预处理地直接通过同一类型的热水锅炉流动。在两台锅炉内加热螺旋管获得相同的加热功率，以及使用同样的调节器及测量元件，其中PID调节器(Proportional-Integral-Differeential-Regler比例积分微分调节器)用于温度控制。
作为电解设备采用图1所示的设备，它有两个石墨电极、2cm的电极间距以及由石墨微粒和砾石按容积比1∶2组成的双极性固定床电极。试验在直流电压为40V的条件下进行，以及极性交替地每间隔30或45秒进行变换。饮水流量为500l/h。在两台锅炉中的锅炉温度调至70℃。
在水量各流过约400m3后，两台锅炉用硝酸进行除酸处理并确定锅炉内沉淀出的方解石量。
所采用的Mondsee居民饮用水的总硬度约16.5°dH，碳酸盐硬度15.5°dH，电导率为530μs/cm(25℃),pH值为7.5(20℃)以及酸容量至pH4.3为5.5mmol/l。由这些数字按DIN38404-10算出下列值：计算温度            25℃       70℃缓冲强度          0.86mmol/l 1.09mmol/l饱和指数            0.46       0.83方解石饱和pH值      7.13       6.79方解石沉淀量      34.5mg/l   74.87mg/l
如此计算所示，方解石沉淀量约75mg/l。
效果的计算按DVGW规范“Prufverfahren zur Beurteilungder Wirksamkeit von wasserbehandlungs an lagen zur Verminderungvon Steinbiidung”的说明进行。对于Mondsee中的水根据上述比较试验得出的有效系数为98.5％。
例2
试验用Schriesheim(德国)居民的饮用水进行。在这里令容积流量1m3/h连续地通过在例1中已说明的极性可变换的电解设备流动，以及已处理的水为20l/h的一个分流输入热水锅炉。加在电解设备上的直流电压为35V，以及极性变换交替地按间隔30和45秒进行。同样为20l/h的容积流量通过一个空段(亦即水不预处理)后直接通过第二台热水锅炉流动。在这两段亦即预处理的段和空段中，热水锅炉有同样的结构型式，以及加热螺旋管获得相同的电功率。在这两段中的锅炉温度借助于相同的调节器调整到一个温度为80℃。整个试验持续21天。
研究了通过电解设备前和后的饮水，在这种情况下得到下列数据：
       处理前    处理后钙        135mg/l  134mg/l镁       22.3mg/l 22.7mg/l钠       21.3mg/l 21.4mg/l氯化物     69mg/l   69mg/l  硫酸盐        79.2mg/l   77.7mg/l硝酸盐        36.6mg/l   36.6mg/lpH值(20℃)     7.38       7.37电导率(20℃) 109.2ms/m  109.4ms/m酸容量至pH4.3  5.36mol/m  5.5mol/m
这些分析结果表明，通过在电解设备中预处理，没有造成饮水有什么重要的化学变化。在两台锅炉内(按例1中说明的方法)评估氧化钙的量得出，通过具有有效系数为92.2％的预处理防止形成水垢，换句话说，可在保持水质不变的条件下基本上避免生成水垢。

Claims (29)

1．减少或防止由水溶液形成水垢的方法，按此方法，将倾向于形成水垢的水溶液输入一电解箱，电解箱有至少两个电极(6)和在这两个电极之间的一个附加的双极性电极(7)，以及在流过电解箱后得到了一种形成水垢的倾向显著降低的经处理的水溶液，其特征为：在电极上施加直流电压，其中至少一个电极作为阳极连接以及至少一个电极作为阴极连接，这些电极按时间间隔以这样的方式变换极性，即，使得输入的水的成分基本保持不变；或在电极上施加交流电压。
2．按照权利要求1所述的方法，其特征为：被处理的水有碳酸盐、碳酸氢、硫酸钙和硫酸镁的天然含量。
3．按照权利要求1或2所述的方法，其特征为：输入电解箱的全部水溶液流过电解箱后形成水垢的倾向显著降低，以及基本上不产生作为废料的方解石或极硬的水。
4．按照权利要求1至3之一所述的方法，其特征为：处理过的水溶液的总硬度最高为1°dH，最好最高为0.5°dH，低于输入的水溶液的总硬度。
5．按照权利要求1至4之一所述的方法，其特征为：处理过的水溶液的pH值与输入的水溶液的pH值最多差0.05。
6．按照权利要求1至5之一所述的方法，其特征为：在电极(6)上施加直流电压，以及电极每隔相同的时间间隔周期性地变换极性。
7．按照权利要求1至5之一所述的方法，其特征为：在电极(6)上施加直流电压，以及电极按时间间隔变换极性，其中，在极性变换之间按交替的较短和较长的时间间隔。
8．按照权利要求1至7之一所述的方法，其特征为：在电极(6)上施加直流电压，以及电极按时间间隔为最多60秒，最好1至60秒变换极性。
9．按照权利要求1至8之一所述的方法，其特征为：流过电解箱的电流的电流强度与输入的水溶液流量之比最高为2 A·h/m3。
10．按照权利要求9所述的方法，其特征为：流过电解箱的电流的电流强度与输入的水溶液流量之比为0.5至1.5A·h/m3，最好为1.0至1.3A·h/m3。
11．按照权利要求1至10之一所述的方法，其特征为：流过电解箱的电流的电流强度最高为4A，最好最高为2A。
12．按照权利要求1至11之一所述的方法，其特征为：在电极(6)上施加直流或交流电压，电压值为每厘米电极间距5-20V。
13．按照权利要求1至12之一所述的方法，其特征为：采用由石墨、贵金属或用贵金属或混合氧化物镀层的钛钢制的电极(6)。
14．按照权利要求1至13之一所述的方法，其特征为：采用双极性固定床电极作为双极性电极(7)。
15．按照权利要求14所述的方法，其特征为：采用由导电微粒和非导电微粒组成的固定床作为双极性固定床电极(7)。
16．按照权利要求15所述的方法，其特征为：采用石墨或活性炭的导电微粒和砾石、玻璃或塑料的非导电微粒子。
17．按照权利要求15或16所述的方法，其特征为：在固定床内导电微粒与非导电微粒的容积比最高为1∶1，最好约1∶2。
18．按照权利要求1至13之一所述的方法，其特征为：采用由导电材料制的多孔薄片作为双极性电极(7)，它们平行于电极(6)排列。
19．按照权利要求18所述的方法，其特征为：薄片相互之间和与电极(6)之间通过用一种非导电材料制的定距器隔开。
20．按照权利要求1至13之一所述的方法，其特征为：采用由导电微粒构成的流化床作为双极性电极(7)，以及，水溶液由下向上通过流化床流动。
21．按照权利要求1至20之一所述的方法，其特征为：在电解箱第一次投入运行或电解箱经清洗后向电解箱输入倾向于形成水垢的水溶液，在电极上施加直流电压，以及，电极交替地按较短和较长的时间间隔变换极性，直至经处理的水溶液显著降低了形成水垢的倾向。
22．实施按照权利要求1至21所述方法的电解设备，包括进水系统(4、15)、出水系统(5、16)和电解箱，电解箱有至少两个电极(6)和一个设在电极(6)之间的双极性电极(7)，其特征为：电极(6)连接在交流电源上。
23．按照权利要求22所述的设备，其特征为：电解箱相对于进水系统(4、15)和相对于出水系统(5、16)借助于一个制有通孔的外套(8、9)隔开。
24．按照权利要求22或23所述的设备，其特征为：电极(6)用石墨、贵金属或用贵金属或混合氧化物镀层的钛钢制造。
25．按照权利要求22至24之一所述的设备，其特征为：电极(6)彼此相隔约2cm间距地布置。
26．按照权利要求22至25之一所述的设备，其特征为：双极性电极(7)是由导电微粒与非导电微粒组成的固定床。
27．按照权利要求22至25之一所述的设备，其特征为，它有用导电材料制的多孔薄片作为双极性电极(7)，它们平行于电极(6)排列。
28．按照权利要求27所述的设备，其特征为：薄片相互之间以及与电极(6)之间用由非导电材料制的定距器隔开。
29．按照权利要求22至25之一所述的设备，其特征为：双极性电极(7)是由导电微粒构成的流化床，以及进水系统(4、15)和出水系统(5、16)设计为使水由下向上流过此流化床。
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