FI127277B - Menetelmä veden puhdistamiseksi, menetelmällä valmistettu tuote ja sen käyttö - Google Patents

Menetelmä veden puhdistamiseksi, menetelmällä valmistettu tuote ja sen käyttö Download PDF

Info

Publication number
FI127277B
FI127277B FI20170007A FI20170007A FI127277B FI 127277 B FI127277 B FI 127277B FI 20170007 A FI20170007 A FI 20170007A FI 20170007 A FI20170007 A FI 20170007A FI 127277 B FI127277 B FI 127277B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
water
anode
electrode
purified
anode material
Prior art date
Application number
FI20170007A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20170007A (fi
Inventor
Martti Klemola
Original Assignee
Martti Klemola
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FI20170007A priority Critical patent/FI127277B/fi
Application filed by Martti Klemola filed Critical Martti Klemola
Priority to PCT/FI2018/050036 priority patent/WO2018134481A1/en
Priority to AU2018209283A priority patent/AU2018209283A1/en
Priority to ES18741406T priority patent/ES2894665T3/es
Priority to CA3050183A priority patent/CA3050183A1/en
Priority to EP18741406.5A priority patent/EP3571166B1/en
Priority to PL18741406T priority patent/PL3571166T3/pl
Priority to US16/479,311 priority patent/US11420886B2/en
Priority to MX2019008405A priority patent/MX2019008405A/es
Application granted granted Critical
Publication of FI127277B publication Critical patent/FI127277B/fi
Publication of FI20170007A publication Critical patent/FI20170007A/fi
Priority to ZA2019/05435A priority patent/ZA201905435B/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/465—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis by electroflotation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03D—FLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00—Flotation
    • B03D1/14—Flotation machines
    • B03D1/1437—Flotation machines using electroflotation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
    • C02F1/56—Macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F7/00—Fertilisers from waste water, sewage sludge, sea slime, ooze or similar masses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/40—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46119—Cleaning the electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46133—Electrodes characterised by the material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C02F1/46104—Devices therefor; Their operating or servicing
    • C02F1/46109—Electrodes
    • C02F2001/46152—Electrodes characterised by the shape or form
    • C02F2001/46171—Cylindrical or tubular shaped
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/10—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from quarries or from mining activities
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/26—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof
    • C02F2103/28—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the processing of plants or parts thereof from the paper or cellulose industry
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/002—Construction details of the apparatus
    • C02F2201/003—Coaxial constructions, e.g. a cartridge located coaxially within another
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4612—Controlling or monitoring
    • C02F2201/46125—Electrical variables
    • C02F2201/46135—Voltage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2201/00—Apparatus for treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2201/46—Apparatus for electrochemical processes
    • C02F2201/461—Electrolysis apparatus
    • C02F2201/46105—Details relating to the electrolytic devices
    • C02F2201/4618—Supplying or removing reactants or electrolyte

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)

Description

(54) Keksinnön nimitys - Uppfinningens benämning
Menetelmä veden puhdistamiseksi, menetelmällä valmistettu tuote ja sen käyttö Förfarande för rening av vatten, produkt framställd enligt förfarandet och dess användning (56) Viitejulkaisut - Anförda publikationer
US 4071447 A, FI 115904 B, JP 2013176721 A, US 4872959 A, WO 2007047481 A2, FI 81393 B, EP 2657198 A1, US 2015122741 A1, FI 126678 B (57) Tiivistelmä - Sammandrag
Menetelmä veden puhdistamiseksi vedenpuhdistimen (10) avulla. Vedenpuhdistin (10) käsittää anodielekfrodin (30) ja katodielektrodin (20) siten, että anodielekfrodin (30) ja katodielektrodin (20) väliin jää rako (25). Menetelmässä muodostetaan sähkökenttä anodielektrodin (30) katodielektrodin (20) välille, johdetaan puhdistettavaa vettä rakoon (25) ja syötetään puhdistettavaan tai puhdistettuun veteen flokkien muodostumista edistävää lisäainetta alle 50g ja ainakin Ig kuiva-aineena mitattuna kutakin puhdistettavaa vesikuutiometriä kohti. Menetelmällä valmistettu flokkimateriaali (90), kun puhdistettava vesi on yhdyskunnassa syntyvää jätevettä. Näin valmistetun flokkimateriaalin (90) käyttö maanparannusaineena tai maanparannusaineen valmistamiseksi.
Uppfinningen avser ett förfarande för vattenrening med hjälp av en vattenrenare (10). Vattenrenaren (10) omfattar en anodelektrod (30) och en katodelektrod (20) Sä att det blir en spalt (25) mellan anodelektroden (30) och katodelektroden (20). Vid förfarandet skapas ett elektriskt fält mellan anodelektroden (30) och katodelektroden (20), avleds vatten som ska renas tili spalten (25) och matas under 50 g och minst 1 g tillsats som främjar flockbildning i det vatten som ska renas eller i det renade vattnet. Tillsatsen mäts som torrsubstans per varje kubikmeter vatten som ska renas. Uppfinningen avser ocksä enligt förfarandet framställt flockmaterial (90), när det vatten som ska renas är kommunalt avloppsvatten, och användning av flockmaterial (90) som är tillverkat Pä detta sätt som jordförbättringsmedel eller för framställning av jordförbättringsmedel.
Figure FI127277B_D0001
Menetelmä veden puhdistamiseksi, menetelmällä valmistettu tuote ja sen käyttö Förfarande for rengöring av vatten, product producerat med förfarandet och dess användning
Tekniikan ala
Keksintö liittyy vedenpuhdistimiin ja menetelmiin veden puhdistamiseksi. Keksintö liittyy elektroflotaatioon perustuviin vedenpuhdistimiin ja veden puhdistamiseen elektroflotaation avulla. Keksintö liittyy pienkiinteistöissä, kaivoksilla, tehtaissa tai yhdyskunnissa syntyvän jäteveden puhdistamiseen. Keksintö liittyy lisäksi elektroflotaatiossa syntyvään materiaaliin sekä tällaisen materiaalin käyttöön.
Taustaa
Veden puhdistaminen on ihmisten toiminnan ja ympäristön suojelemisen kannalta tärkeää ensinnäkin juomaveden valmistamiseksi ja toiseksi ympäristökuormituksen hallitsemiseksi. Veden, kuten jäteveden, puhdistamista tarvitaan esimerkiksi teollisuudessa, kuten paperi- kaivos- ja kemianteollisuudessa, ja yhdyskunnissa (esim. asuinalueet) tai aluksissa (esim. laivat) käytettyjen käyttövesien, kuten harmaiden vesien (erilaiset pesuvedet) tai mustien vesien (WC jätevedet), puhdistuksessa.
Eräs ratkaisu tällaisten vesien puhdistukseen perustuu elektroflotaatioon. Elektroflotaatiossa veden puhdistaminen tapahtuu sähkövirran avulla. Sähkövirtaa johdetaan kahteen elektrodiin: anodiin, johon johdetaan eräs jännite, ja katodiin, johon johdetaan mainittuun anodiin nähden negatiivinen jännite. Tästä syystä voidaan sanoa, että anodiin johdetaan positiivinen jännite, vaikka jännitteiden absoluuttisella tasolla esimerkiksi maapotentiaaliin nähden ei sinänsä ole merkitystä. Puhdistettavaa vettä jäljestetään mainittujen elektrodien väliin, jolloin puhdistettava vesi toimii elektrolyyttinä. Anodina käytetään tyypillisesti sopivaa liukenevaa metallielektrodia.
Mainitun sähkövirran ansiosta kennossa tapahtuu elektrolyysireaktioita, joiden seurauksena anodilta liukenee ioneja elektrolyyttiin ja katodilla pelkistyy vetykaasua. Vetykaasu luonnollisesti nousee Arkhimedeen lain mukaisesti ylöspäin kennossa ja kuljettaa mukanaan saostuneita epäpuhtauksia pinnalle. Näin epäpuhtaudet voidaan erottaa puhdistetun veden piimältä kennoston yläosassa. Pinnalle saostuneita epäpuhtauksia kutsutaan yleisesti flokeiksi. Eräs elektroflotaatioon perustuva veden puhdistin ja siinä tapahtuvia kennoreaktioita on esitetty patentissa FI115904B.
Veden puhdistaminen käyttötarkoituksen mukaiseen puhtauteen taloudellisesti on eräs elektroflotaation haaste. Kokonaistaloudellisessa ratkaisussa on tarpeen minimoida elektrodien kuluminen ja sähkön käyttö suhteessa puhdistettavaan vesimäärään ja huomioiden tavoiteltava veden puhtaustaso. Paremman puhtausasteen saavuttamiseksi tietyllä sähkön kulutuksella on tunnettua lisätä prosessiin, esimerkiksi puhdistettavaan veteen ennen elektrodeja, eräitä lisäaineita. Lisäksi tunnetussa tekniikassa on eräänä ongelmana sivutuotteena muodostuvan flokkimateriaalin hävittäminen, joka lisää veden puhdistamisen kustannuksia.
Keksinnön lyhyt yhteenveto
Nyt puheena olevan keksinnön tarkoituksena on esittää prosessi veden puhdistamiseksi käyttötarkoituksen mukaiseen puhtauteen taloudellisesti. Lisäksi esitetään muodostuvan flokkimateriaalin käyttö, jonka avulla prosessin kustannukset alenevat merkittävästi, tai jopa muuttuvat tuotoiksi. On havaittu, että lisäämällä puhdistettavaan tai puhdistettuun veteen flokkien muodostumista edistävää lisäainetta voidaan käyttötarkoituksen mukainen veden puhtaus saavuttaa alhaisemmalla sähkön kulutuksella ja alhaisemmalla anodin kulumisella verrattuna tilanteeseen, jossa tällaista materiaalia ei syötetä prosessiin. Lisäksi on havaittu, että tehokas puhdistusefekti saavutetaan jo vähäisellä lisäaineen määrällä, kuten ainakin 1 g ja alle 50 g kuiva-aineena mitattuna kutakin puhdistettavaa vesikuutiometriä kohti. Koska lisäaine maksaa, vähäinen lisäaineen määrä vaikuttaa prosessin kokonaistaloudellisuuteen.
Piirustusten lyhyt kuvaus
Kuva 1 esittää sivulta päin nähtynä erästä vedenpuhdistinta, kuva 2a esittää päältä päin nähtynä erästä elektrodiparijärjestelyä ja siihen liitettyä virtalähdettä, joka elektrodipari käsittää levymäisen katodielektrodin ja levymäisen anodielektrodin, kuva 2b esittää halkileikkauskuvantona sivulta päin nähtynä kuvan 2a mukaista elektrodiparijäqestelyä, kuva 3a esittää päältä päin nähtynä erästä elektrodiparia ja siihen liitettyä virtalähdettä, joka elektrodipari käsittää ulompana elektrodina katodielektrodin ja sisempänä elektrodina anodielektrodin sekä ja sisimpänä anodielektrodin tuen, kuva 3b esittää halkileikkauskuvantona sivulta päin nähtynä kuvan 3a mukaista vedenpuhdistinta, kuva 4a esittää päältä päin nähtynä erästä elektrodiparia ja siihen liitettyä virtalähdettä tai virtalähdejärjestelyä, joka elektrodipari käsittää ulompana elektrodina katodielektrodin ja sisempänä elektrodina anodielektrodin sekä ja sisimpänä anodielektrodin tuen, kuva 4b esittää halkileikkauskuvantona sivulta päin nähtynä kuvan 4a mukaista vedenpuhdistinta kuva 5a esittää päältä päin nähtynä erästä elektrodiparijäqestelyä, kuva 5b esittää perspektiivikuvana kuvan 5a mukaista elektrodiparijäqestelyä ja kuva 6 esittää sivulta päin nähtynä erästä vedenpuhdistinta.
Suoritusmuotojen kuvaus
Tässä hakemuksessa termillä ’’lieriön vaippa” tarkoitetaan pintaa, jonka jana muodostaa kulkiessaan umpinaista käyrää pitkin. Edullisesti lieriön vaipalla tarkoitetaan ympyräpohjaisen lieriön vaippaa, eli sylinterin vaippaa. Esimerkkinä lieriön vaipasta, joka samalla on sylinterin vaippa, esitetään poikkileikkaukseltaan pyöreän putken pituussuuntainen osa. Mainittua pituussuuntaa on merkitty kuvissa symbolilla zO.
Tässä hakemuksessa symbolilla zl tarkoitetaan suuntaa ylöspäin. Käytön aikana edellä mainittu pituussuunta zO voi suuntautua oleellisesti pystysuoraan jäljempänä kuvatusti. Poikittaissuunnalla tarkoitetaan mitä tahansa pitkittäissuuntaa vastaan kohtisuoraa suuntaa. Eräitä keskenään kohtisuoria poikittaissuuntia on merkitty symboleilla x ja y. Pitkittäissuunnalla voidaan tarkoittaa esimerkiksi pituussuuntaa zO tai pystysuuntaa zl.
Esimerkkien mukaisesta laitteesta käytetään nimitystä vedenpuhdistin 10 tai laite 10 veden puhdistamiseksi. Laite 10 veden puhdistamiseksi on laite, joka soveltuu veden puhdistamiseksi. Vedenpuhdistin 10 paitsi soveltuu veden puhdistamiseksi, on myös järjestetty puhdistamaan vettä.
Viitaten kuviin 2a - 4b, eräs laite veden puhdistamiseksi käsittää katodielektrodin 20 ja anodielektrodin 30. Katodielektrodi 20 on elektrolyysissä kulumaton elektrodi ja anodielektrodi 30 on elektrolyysissä kuluva elektrodi. Elektrolyysi saadaan aikaan virtalähteellä 50. Virtalähde 50 on jäljestetty tuottamaan primäärijännite VI ja sekundäärijännite V2, joista primäärijännite on sekundäärijännitettä suurempi (V1>V2). On mahdollista, että jompikumpi näistä jännitteistä (VI, V2) on maapotentiaali.
Mainittu primäärijännite VI johdetaan ensimmäisen sähköjohdon 52 avulla anodielektrodille 30. Mainittu sekundäärijännite V2 johdetaan sekundäärisen sähköjohdon 54 avulla katodielektrodille 20. Jännite-eron seurauksena elektrodiparissa (20, 30), erityisesti niiden välisessä raossa 25, käynnistyy sinänsä tunnetut kennoreaktiot, kuten edellä on esitetty tunnetun tekniikan yhteydessä. Reaktioiden seurauksena epäpuhtaudet nousevat flokkimateriaalina 90 vedenpuhdistimen sisäosassa 12 sen yläosaan, josta ne ovat poistettavissa esimerkiksi aukon 83, kuten poistoputken 82 pään kautta (kuvat 1 ja 6). Vastaavasti puhdistettua vettä voidaan poistaa alempaa laitteesta puhdistetun veden poistoputken 84 kautta.
Aukosta 83 voidaan poistaa flokkimateriaalia 90, ainakin silloin, kun puhdistetun veden virtausta putkessa 84 sopivasti rajoitetaan. Tällainen rajoittaminen voidaan tehdä esimerkiksi venttiilin 85 avulla. Edullisesti virtausta rajoitetaan käyttäen hyväksi ainakin puhdistetun veden hydrostaattista painetta.
Kuvissa 2a ja 2b katodielektrodi 20 on muodoltaan levymäinen. Myös anodielektrodi
30 on muodoltaan levymäinen. Kuvissa 2a ja 2b esitetyssä järjestelyssä on ainakin kaksi katodielektrodia ja ainakin kaksi anodielektrodia. Vastaavasti vedenpuhdistimessa on ainakin kaksi tai ainakin kolme rakoa 25 veden puhdistamiseksi. Levymäisen elektrodin taso määrittää kaksi kohtisuoraa suuntaa, joista toista voidaan nimittää elektrodin pituussuunnaksi. Elektrodin pituus mainitussa pituussuunnassa voi olla leveyttä pienempi tai se voi olla leveyttä suurempi. Mainittu pituussuunta +z0 on vedenpuhdistimen käytön aikana edullisesti jäljestetty oleellisesti pystysuuntaiseksi. Tällainen sijoittaminen helpottaa veden virtauksen ohjaamista vedenpuhdistimessa 10 ja flokkimateriaalin keräämistä vedenpuhdistimen yläosasta. Elektrodin 20, 30 pituussuunta on oleellisesti pystysuuntainen, kun mainittu pituussuunta +z0 muodostaa ylöspäin suuntautuvan pystysuunnan +zl kanssa kulman, joka on korkeintaan 30 astetta (tai tällaista kulmaa ei muodostu, eli se on nolla). Tällainen tilanne on esitetty kuvassa 6. Edullisesti mainittu kulma on alle 10 astetta tai alle 5 astetta. Katodielektrodi 20 voi olla järjestetty ulkokuoren 11 sisään.
Puhdistettava vesi on edullisesti järjestetty virtaamaan alhaalta ylös, kuten kuvissa 2a - 4b, tai muuhun suuntaan, kuten vaakasuuntaan. Flokkimateriaali kuitenkin nousee olennaisesti ylöspäin, mahdollisesti hieman vaakasuunnassa virtauksen mukana. Lisäaineen syöttämisen kannalta on edullista, että puhdistettava vesi on järjestetty virtaamaan alhaalta ylös.
Katodielektrodi 20 käsittää sopivaa sähköä johtavaa materiaalia. Sähköä johtavalla materiaalilla tarkoitetaan materiaalia, jonka resistiivisyys on korkeintaan 10‘2 Qm lämpötilassa 20 °C. Katodielektrodi voi koostua tällaisesta materiaalista. Edullisemmin po. materiaalin resistiivisyys on korkeintaan 10'5 Qm ainakin johonkin suuntaan po. lämpötilassa; sunnalla voi olla merkitystä, sillä materiaali voi olla anisotrooppista. Edullisesti katodielektrodi 20 käsittää ainakin yhtä seuraavista: teräs, haponkestävä teräs, ruostumaton teräs, ja grafiitti. Sopivimmin katodielektrodi käsittää terästä, kuten haponkestävää terästä, koska tällaisen materiaalin käsittely ja liittäminen muihin rakenteisiin on helppo toteuttaa, esim. hitsaamalla tai pakottamalla. Lisäksi teräs on suhteellisen halpa materiaali. Katodielektrodin 20 mitoitus voidaan valita tarpeen mukaan. Esimerkiksi katodielektrodi 20 voidaan valmistaa levystä, jonka paksuus on 0,5 mm - 5 mm, kuten 1 mm - 3 mm, kuten noin 2 mm. Katodielektodin 20 pituus voidaan valita tarpeen mukaan. Pituus voi olla esimerkiksi ainakin 30 cm - 5 m, 50 cm - 2 m, tai 75 cm - 1,5 m.
Anodielektrodi 30 käsittää sähköä johtavaa materiaalia. Edullisesti anodielektrodi 30 käsittää sellaista sähköä johtavaa materiaalia, jonka resistiivisyys on korkeintaan 10 Qm, edullisemmin korkeintaan 10’ Qm, lämpötilassa 20 °C. Erityisesti katodielektrodin 20 sähköäjohtava materiaali ei ole kosketuksissa anodielektrodin 30 sähköä johtavaan materiaaliin. Anodielektrodin 30 ja katodielektrodin 20 muodostamassa elektrodiparissa (20, 30) anodielektrodin 30 ja katodielektrodin 20 väliin jää mainitussa poikittaissuunnassa rako 25. Raossa 25 voidaan mainittua vettä ensinnäkin puhdistaa elektrolyysin avulla ja toiseksi siirtää vettä mainitussa pituussuunnassa +z0 esimerkiksi alhaalta ylös. Rako 25 aiheuttaa sen, että elektrodien (20, 30) sähköä johtavat materiaalit eivät ole galvaanisessa kontaktissa toisiinsa. Tällöin niiden välillä voi vallita sähköinen jännite-ero VI-V2 (so. potentiaaliero), jonka avulla vettä puhdistava elektrolyysi toimii. Kuten on tunnettua esim. patentista FI115904B, tyypillisesti katodina käytettävä materiaali on enemmän elektronegatiivista kuin anodina käytetty materiaali.
Anodielektrodi 30 voi olla pituudeltaan oleellisesti yhtä pitkä kuin katodielektrodi 20 tai voi olla katodielektrodia lyhyempi. Sopivimmin anodielektrodin 30 pituus on 75 % - 110 %, edullisemmin 85 % - 100 %, katodielektrodin 20 pituudesta.
Kuvissa 3a ja 3b katodielektrodi 20 on muodoltaan lieriön vaippa, edullisesti sylinteri. Tämä vedenpuhdistimen suoritusmuoto on esitetty suomalaisessa patenttihakemuksessa FI20150258 sekä vastaavassa PCT hakemuksessa, jotka tämän hakemuksen tekohetkellä ovat vielä julkaisemattomia. Lieriön vaipan muotoisen kappaleen ulkopinta käsittää jokaisessa pisteessään samaan katodielektrodin 20 pituussuuntaan +z0 suuntautuvan vektorin +z0. Tällöin katodielektrodi on muodoltaan pituussuunnassaan +z0 jatkuva profiili, jonka poikkileikkaus pituussuuntaa vastaan kohtisuorassa tasossa muodostaa umpinaisen käyrän (eli suljetun polun, jolla ei ole päätä), edullisesti ympyrän. Pituussuunta zO on käytön aikana edullisesti olennaisen pystysuora siten, kuin edellä on kuvattu.
Tässä suoritusmuodossa edullisesti katodielektrodi 20 on muodoltaan sylinteri, eli ympyräpohjaisen lieriön vaippa. Tämä helpottaa katodielektrodin 20 valmistamista. Katodielektrodi 20 voidaan valmistaa putkesta, jonka seinämän paksuus on 0,5 mm 5 mm, kuten 1 mm - 3 mm, kuten noin 2 mm. Mainitun putken ulkohalkaisija voi olla esimerkiksi 50 mm - 150 mm, kuten 60 mm - 100 mm, kuten noin 75 mm. Katodielektodin 20 pituus voidaan valita tarpeen mukaan. Sopivimmin pituus on halkaisijaa suurempi. Pituus voi olla esimerkiksi ainakin 30 cm - 5 m, 50 cm - 2 m, tai 75 cm - 1,5 m.
Myös anodielektrodi 30 on muodoltaan lieriön vaippa, edullisesti sylinteri. Kuvissa 3a ja 3b anodielektrodi 30 jää mainittua pituussuuntaa +z0 vastaan kohtisuorassa poikittaissuunnassa mainitun katodielektrodin 20 sisään. Poikittaissuunnalla tarkoitetaan mitä tahansa suuntaa, joka on pitkittäissuuntaa +z0 vastaan kohtisuora. Anodielektrodin pituussuunta on oleellisesti sama kuin katodielektrodin pituussuunta +z0. Näin on silloin, kun katodielektrodi 30 ei ole kosketuksissa anodielektrodiin 20, vaikka on sen sisäpuolella. Edullisesti katodielektrodi 20 on muodoltaan sylinteri, anodielektrodi 30 on muodoltaan sylinteri ja halkaisijaltaan pienempi, ja po. sylinterien pituussuunnat ja pituussuuntaiset keskiakselit ovat samat.
Veden virtauksen estämiseksi anodielektrodin 30 sisällä eräässä suoritusmuodossa anodielektrodin tuki 40 on umpinainen. Eräs suoritusmuoto käsittää tulpan 44 tai vastaavan, jonka avulla veden virtaus anodielektrodin tuen 40 sisään on estetty (ks. kuva 3b).
Veden puhdistumisen kannalta ei ole merkityksellistä, jääkö anodielektrodi 30 katodielektrodin 20 sisään vai katodielektrodi 20 anodielektrodin 30 sisään pituussuuntaa +z0 vastaan kohtisuorassa poikittaissuunnassa. Sen sijaan tällä jäljestetyllä voi olla muuta merkitystä esimerkiksi laitteen 10 huollon kannalta, kuten on kuvattu hakemuksessa FI20150258. Jos vedenpuhdistin 10 käsittää useampia elektrodipareja, kuten kuvissa 5a ja 5b, joissakin anodielektrodi voi olla sisin elektrodi ja joissakin muissa katodielektrodi voi olla sisin elektrodi. Kuvissa 5a ja 5b on esitetty vain katodielektrodeja 20a, 20b, 20, ja kunkin niistä sisään jää näissä suoritusmuodoissa anodielektrodi (ei esitetty kuvissa 5a ja 5b).
Edullisesti anodielektrodi 30 on poikkileikkaukseltaan samanmuotoinen kuin katodielektrodi 20, edullisimmin sylinteri. Anodielektrodin 30 ulkohalkaisija valitaan sopivaksi ajatellen katodielektrodin 20 sisähalkaisijaa ja elektrodien väliin jäävä raon 25 leveyttä d, josta kerrotaan tarkemmin myöhemmin. Anodielektrodi 30 kuluu käytön aikana, joten ennen käyttöä sillä voi olla jonkin verran paksuutta poikittaissuunnassa, kuten esimerkiksi 5 mm - 35 mm, edullisemmin 10 mm 25 25 mm, kuten noin 20 mm.
Viitaten kuviin 1-6, vedenpuhdistin edullisesti 10 käsittää ulkokuoren 11, joka rajaa vedenpuhdistimen sisäosaa 12. Ulkokuori 11 ei ole välttämätön, mutta se lisää vedenpuhdistimen sähköturvallisuutta. Kuvassa 6 sisäosaan 12 jääviä elektrodipareja on havainnollistettu viitenumeroilla 20a, 20b ja 20c.
Koska anodielektrodi 30 tulee aika-ajoin vaihtaa, on edullista että anodielektrodi 30 on helposti vaihdettavissa. Tästä syystä kuvien 3a - 4b vedenpuhdistin 10 käsittää mainitussa pituussuunnassa +z0 jatkuvan anodielektrodin tuen 40 (ks. kuvat 3b ja 4b), josta ainakin osa on jäljestetty mainitussa poikittaissuunnassa anodielektrodin
30 sisään. Tuki jatkuu edullisesti pituussuunnassa +z0 koko anodielektrodin 30 matkan anodielektrodin sisällä; eli mainitussa poikittaissuunnassa anodielektrodin 30 sisäpuolella. Tällä saavutetaan se etu, että anodielektrodi 30 on nostettavissa tuen 40 yläosasta, vaikka anodielektrodi 30 koostuisi irrallisista osista. Anodielektrodin tuen 40 alaosaan on jäljestetty välineet anodielektrodin 30 tukemiseksi sen alaosasta mainitussa pystysuunnassa +zl_ ylöspäin. Kuvissa 3a - 4b anodielektrodin tuen 40 alaosaan on jäljestetty ensimmäinen anodielektrodin tuen 40 rungosta poikittaissuunnassa ulkoneva uloke 42, kuten ensimmäinen laippa 42, tanko 42 tai kahden risteävän tangon muodostama risti. Ensimmäinen uloke 42 on jäljestetty tukemaan anodielektrodia 30 sen alaosasta mainitussa pystysuunnassa +zl ylöspäin.
Kuvan mukaisesti ensimmäinen laippa 42 on jäljestetty tukemaan anodielektrodia 30 sen alapuolelta mainitussa pystysuunnassa +zl ylöspäin. Näin ollen anodielektrodi 30 on vaihdettavissa esimerkiksi nostamalla se ylös käyttämällä anodielektrodin tukea 40 ja vaihtamalla anodielektrodi 30 tai sen osat. Eräässä suoritusmuodossa anodielektrodin tuki 40 käsittää välineet 41 nostolaitteen kiinnittämiseksi, kuten lenkin tai koukun 41, josta tuki 40 ja anodielektrodi 30 on nostettavissa. Kuten jäljempänä esitetään, anodielektrodi 30 käsittää edullisesti ainakin kaksi osaa, jolloin anodielektrodin 30 nostaminen ei välttämättä onnistuisi ilman mainittua tukea 40. Yläosasta nostaminen nostaisi ainoastaan sellaisia osia, jotka ovat kiinteästi ja tukevasti yhteydessä nostokohtaan. Esitetyn tuen 40 vaikutus on se, että anodielektrodiin 30, sen alapuolelle tai alaosaan (kuten alimpaan irralliseen osaan), voidaan helposti kohdistaa ylöspäin +zl suuntautuva voima anodielektrodin 30 nostamiseksi.
Koska eri anodimateriaalit poistavat vedestä eri epäpuhtauksia, tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa on tarpeen käyttää peräjälkeen (so. kaskadissa) ainakin kahta eri vedenpuhdistinta, joissa käytetään eri materiaaleja anodielektrodeissa. Tällainen jäijestelmä on kooltaan varsin suuri.
Kuvissa 3a - 4b esitetyissä suoritusmuodoissa anodielektrodi 30 käsittää ainakin ensimmäistä anodimateriaalia 32 ja toista anodimateriaalia 34. Nämä ensimmäinen 32 ja toinen 34 anodimateriaali ovat keskenään eri materiaaleja. Tällöin voidaan samalla yhdellä anodielektrodilla 30 puhdistaa useammanlaisia epäpuhtauksia. Luonnollisesti anodielektrodi 30 voi käsittää lisäksi kolmatta anodimateriaalia ja valinnan mukaan muitakin anodimateriaaleja. Erityisesti anodielektrodi 30 käsittää sekä ensimmäistä anodimateriaalia 32 että toista anodimateriaalia 34 ulkopinnallaan; sillä ulkopinnallaan, joka suuntautuu kohti katodielektrodia. Tällöin kumpaakin anodimateriaalia 32, 34 on kontaktissa raossa 25 kulkevaan veteen, ja vettä puhdistava elektrolyysi tapahtuu kummankin anodimateriaalin 32,34 vaikutuksesta.
Erityisesti kuvien 3b ja 4b mukaisesti anodielektrodi 30 käsittää ensimmäisen alueen 32’ tai ensimmäisiä alueita (32a, 32b), jotka käsittävät ensimmäistä anodimateriaalia
32 ja toisen alueen 34’ tai toisia alueita (34a, 34b), jotka käsittävät toista anodimateriaalia 34. Lisäksi mainittu ensimmäinen alue 32’ on mainitusta toisesta alueesta 34’ erillinen, toisin sanoen alueet eivät käsitä samaa osaa anodielektrodin 30 katodielektrodiin 20 päin suuntautuvasta ulkopinnasta. Mainittu ensimmäinen alue tai ensimmäiset alueet voivat koostua mainitusta ensimmäisestä anodimateriaalista
32. Mainittu toinen alue tai toiset alueet voivat koostua mainitusta ensimmäisestä anodimateriaalista 34.
Sopivia anodimateriaaleja ovat esimerkiksi multivalentit metallit, poislukien elohopea ja mahdolliset muut metallit, joka/jotka on/ovat tavanomaisissa toimintalämpötiloissa nestemäisessä muodossa. Tavanomaisella toimintalämpötilalla tarkoitetaan lämpötiloja välillä +0 °C ... +95 °C; tyypillisimmin välillä +10 °C ... +55 °C.
Esimerkiksi ensimmäisenä anodimateriaalina voidaan käyttää yhtä seuraavista:
alumiini (AI), rauta (Fe), magnesium (Mg), hiili (C), kromi (Cr), kupari (Cu), manganeesi (Mn), tina (Sn), lyijy (Pb) ja vismutti (Bi). Toisena anodimateriaalina, silloin kun sellaista käytetään, voidaan käyttää tältä listalta sopivaa muuta materiaalia. Edullisesti ensimmäinen anodimateriaali käsittää alumiinia (AI) ja toinen anodimateriaali käsittää rautaa (Fe). Edullisesti ensimmäisenä anodimateriaalina käytetään alumiinia (AI) ja toisena anodimateriaalina rautaa (Fe).
Edullisesti ensimmäistä 32 ja toista 34 anodimateriaalia on jäljestetty anodielektrodiin 30 päällekkäin mainitussa pituussuunnassa +z0, jolloin puhdistettava vesi virtaa raossa 25 sekä ensimmäisen 32 että toisen 34 anodimateriaalin vierestä. Tällöin puhdistusprosessin aikana puhdistettavaa vettä on kontaktissa sekä ensimmäiseen 32 että toiseen 34 anodimateriaaliin. Kuvissa 3b ja 4b puhdistettava vesi virtaa ensin toisen anodimateriaalin 34 vierestä, jonka jälkeen puhdistettava vesi virtaa ensimmäisen anodimateriaalin 32 vierestä. On havaittu, että kun ensimmäinen anodimateriaali käsittää alumiinia (AI) ja toinen anodimateriaali käsittää rautaa (Fe), rautaa sisältävä osa (34’, 34a, 34b) anodista 30 on jäljestetty puhdistettavan veden virtaussuunnassa ylävirran puolelle anodin 30 alumiinia sisältävään (32’, 32a, 32b) osaan nähden. Koska veden virtaussuunta kuvissa 3b ja 4b on alhaalta ylös, rautaelektrodi 34 on jäljestetty korkeussuunnassa alumiinielektrodin 32 alapuolelle. Tällaisen jäqestelyn on havaittu antavan hyvän puhdistustuloksen. Lisäksi, koska rautaelektrodi on ensimmäinen veteen kontaktissa oleva elektrodi, sen kuluminen voimistuu. Rauta on kuitenkin edullisempaa kuin alumiini, josta syystä tällainen elektrodien järjestys edesauttaa myös käyttökustannusten pitämisen matalana.
Ensimmäisen 32 ja toisen 34 anodimateriaalin väliin on voitu jäljestää piikkejä tai vastaavia sähkön johtamiseksi eri anodimateriaalien välillä. Tällöin anodin eri osat ovat sähköisesti samassa jännitteessä. On kuitenkin havaittu, että tällöin elektrodit yleensä kuluvat epätasaisesti, mikä lisää huoltotarvetta.
Viitaten kuviin 4a ja 4b, jos anodielektrodi 30 käsittää useampia anodimateriaaleja, edullisesti eri materiaaleille johdetaan eri jännite. Esimerkiksi, kun anodielektrodi 30 käsittää ensimmäistä 32 ja toista 34 anodimateriaalia, voidaan ensimmäiselle anodimateriaalille 32 johtaa ensimmäinen primäärijännite Via ja toiselle anodimateriaalille 34 voidaan johtaa toinen primäärijännite Vlb, joka poikkeaa ensimmäisestä primäärijännitteestä Via (so. Vla/Vlb). Sekä ensimmäinen Via että toinen Vlb primäärijännite ovat sekundäärijännitettä V2 suurempia. Ensimmäisen primäärijännitteen muodostama jännite-ero (Vla-V2) voi poiketa toisen primäärijännitteen muodostamasta jännite-erosta (Vlb-V2) esimerkiksi ainakin 5 %, ainakin 10 % tai ainakin 20 %.
Ensimmäisen 32 ja toisen 34 anodimateriaalin väliin on jäljestetty sähköä eristävää materiaalia 36, jotta jännite-eron ylläpitäminen on mahdollista. Sähköä eristävällä materiaalilla tarkoitetaan materiaalia, jonka resistiivisyys on ainakin 1 ilm lämpötilassa 20 °C. Esimerkiksi viitaten kuviin 4a ja 4b ensimmäistä elektrodimateriaalia 32 käsittäville anodielektrodin 30 osille 32a, 32b voidaan johtaa keskenään sama jännite (Via, Vie, Vla=Vlc) ja toista elektrodimateriaalia 34 käsittäville anodielektrodin 30 osille 34a, 34b voidaan johtaa keskenään sama jännite (Vlb, Vid, Vlb=Vld) siten, että ensimmäiselle anodimateriaalille 32 johdetaan eri jännite, kuin toiselle anodimateriaalille 34 (Vla/Vlb; esimerkiksi siten, kuin edellä on sanottu).
Vastaavasti laite käsittää virtalähdejäqestelyn 50, joka on jäljestetty muodostamaan eräs jännite, kuten maapotentiaali, katodielektrodille 20; mainittu ensimmäinen primäärijännite Via ja mainittu toinen primäärijännite Vlb. Lisäksi laite 10 käsittää ensimmäisen sähköjohdon 52a ensimmäisen primäärijännitteen Via johtamiseksi anodielektrodin alueelle (32’, 32a) joka käsittää ensimmäistä anodimateriaalia 32. Lisäksi laite 10 käsittää toisen sähköjohdon 52b toisen primäärijännitteen Vlb johtamiseksi anodielektrodin alueelle (34’, 34a) joka käsittää toista anodimateriaalia
34.
Käytettäessä vedenpuhdistinta, ensimmäistä anodimateriaalia 32 kuluu ensimmäinen määrä ml puhdistettavan veden tilavuusyksikköä kohti ja toista anodimateriaalia 34 kuluu toinen määrä m2 puhdistettavan veden tilavuusyksikköä kohti. Määrällä (ml, m2) tässä tarkoitetaan kuluvaa massaa (esimerkiksi grammoina) tai kuluvaa paksuutta (esimerkiksi millimetreinä). Lisäksi kulutus riippuu luonnollisesti puhdistettavan veden määrästä. Elektrodimateriaalia tai -materiaaleja voi kulua esimerkiksi noin 5 g - 100 g puhdistettavaa kuutiometriä kohden puhdistustarpeesta riippuen. Puhdistustarpeeseen puolestaan vaikuttaa mm. esiseulonta.
Jännitteitä (Via, Vlb) ohjataan edullisesti siten, että mainittu ensimmäinen määrä ml on samaa suuruusluokkaa tai suunnilleen yhtä suuri toisen määrän m2 kanssa. Täsmällisemmin sanottuna jännitteitä (Via, Vlb) ohjataan edullisesti siten, että ensimmäisen määrän ml suhde (ml/m2) toiseen määrään m2 on välillä 0,1 - 10, edullisemmin välillä 0,25 - 4 ja edullisimmin välillä 0,5 - 2. Kun anodin osia on vain kaksi, edullisesti tämä pätee määrälle, jolla tarkoitetaan massaa. Jos anodin osia on useampia, edullisesti nämä arvot viittaavat eri materiaalien massan kokonaiskulumiseen. Toisine sanoen jännitteitä voidaan ohjata siten, että kumpaakin materiaalia kuluu samaa suuruusluokkaa em. merkityksessä yhteensä eri elektrodin osilla. Osilla 32a ja 32b voi kulua esim. alumiinia yhteensä määrä ml ja osilla 34a ja 34 voi kulua esim. rautaa yhteensä määrä m2. Kun jännitteitä ohjataan näin, tyypillisesti ensimmäiselle anodimateriaalille 32 johdetaan ensimmäinen primäärijännite Via ja toiselle anodimateriaalille 34 johdetaan toinen primäärijännite Vlb, joka poikkeaa ensimmäisestä primäärijännitteestä Via (so. Vla/Vlb). Tällöin tyypillisesti varmistetaan veden riittävä puhdistuminen.
Viitaten kuviin 4a ja 4b, jos anodielektrodi 30 käsittää ainakin kaksi toisistaan sähköisesti eristettyä aluetta (32a, 32b), jotka kumpikin käsittävät ensimmäistä anodimateriaalia 32, voidaan eri alueille 32a, 32b johtaa keskenään eri jännitteet (Via, Vie, missä Vlc/Vla) veden puhdistamisen ja/tai elektrodin osien kulumisen optimoimiseksi. Jos anodielektrodi käsittää ainakin kaksi toisistaan sähköisesti eristettyä sähköistä aluetta (34a, 34b), jotka kumpikin käsittävät toista anodimateriaalia 34, voidaan eri alueille 34a, 34b johtaa keskenään eri jännitteet (Vlb, Vid, Vlb/:Vid) veden puhdistamisen ja/tai elektrodin osien kulumisen optimoimiseksi. Esimerkiksi veden virtaussuunnassa elektrodiparin jälkimmäisissä osissa voidaan käyttää alempaa jännitettä kuin veden virtaussuunnassa ensimmäisissä osissa, koska myöhemmissä osissa vettä on jo osittain puhdistettu. Tällaisella ohjauksella voidaan lisäksi varmistaa se, että elektrodien kuluminen eri alueilla (32a, 32b, 34a, 34b) on suhteellisen tasaista edellä kuvatussa merkityksessä.
Kuvassa 4a on esitetty virtalähdejäijestely 50, joka käsittää yhden tai useampia virtalähteitä, virtalähdejäijestely 50 on lisäksi jäljestetty muodostamaan eräs kolmas primäärijännite Vie ja neljäs primäärijännite Vid. Lisäksi laite 10 käsittää kolmannen sähköjohdon 52c kolmannen primäärijännitteen Vie johtamiseksi anodielektrodin alueelle 32’ joka käsittää ensimmäistä anodimateriaalia 32, sellaiseen osaan 32b, ja joka on eristetty mainitusta alueesta 32a. Lisäksi laite 10 käsittää neljännen sähköjohdon 52d neljännen primäärijännitteen Vie johtamiseksi anodielektrodin alueelle 34’ joka käsittää toista anodimateriaalia 34, sellaiseen osaan
34b, ja joka on eristetty mainitusta alueesta 34a.
Laitetta 10 käytettäessä ensimmäistä anodimateriaalia 32 kuluu veden tilavuusyksikköä kohti primäärillä ensimmäisellä alueella 32a primääri ensimmäinen määrä ml 1 ja sekundäärisellä ensimmäisellä alueella 32b sekundääri ensimmäinen määrä m21. Lisäksi toista anodimateriaalia 34 kuluu veden tilavuusyksikköä kohti primäärillä toisella alueella 34a primääri toinen määrä ml2 ja sekundäärisellä toisella alueella 32b sekundääri toinen määrä m22. Kuten edellä, määrä voi viitata massaan tai paksuuteen.
Jännitteitä (Via, Vlb, Vie, Vid) ohjataan edullisesti siten, että mainitut määrät ml 1, m21, ml2 ja m22 ovat keskenään on samaa suuruusluokkaa tai suunnilleen yhtä suuret. Täsmällisemmin sanottuna jännitteitä (Via, Vlb, Vie, Vid) ohjataan edullisesti siten, että pienimmän seuraavista: ml 1, m 12, m21, m22 suhde suurimpaan seuraavista: mil, ml2, m21, m22 on välillä 0,1-1, edullisemmin välillä 0,25 - 1 ja edullisimmin välillä 0,5 - 1. Erityisesti, kun kulumisella tarkoitetaan paksuuden muutosta, tasaisella kulumisella varmistetaan elektrodin eri osien tasainen kuluminen.
Edullisesti ensimmäistä anodimateriaalia 32 on jäljestetty anodielektrodiin 30 yksi tai useampia sylinterin muotoisia renkaita ja toista anodimateriaalia 34 on jäljestetty anodielektrodiin 30 yksi tai useampia sylinterin muotoisia renkaita. Kuvassa 3b mainittuja sylinterinmuotoisia renkaita on pinottu päällekkäin anodielektrodiksi 30 siten, että ensimmäinen anodimateriaali 32 sivuaa toista anodimateriaalia 34 pituussuunnassa +z0. Kuvassa 4b mainittuja sylinterinmuotoisia renkaita on pinottu päällekkäin anodielektrodiksi 30 siten, että mainittujen sylinterinmuotoisten renkaiden väliin jää sähköeristettä 36. Edullisesti ensimmäisestä anodimateriaalista 32 valmistettu rengas jää kahden toisesta anodimateriaalista 34 valmistetun renkaan väliin pituussuunnassa +z0. Mainitut renkaat voivat olla keskenään yhtä korkeita tai niiden korkeuksia voidaan vaihdella puhdistettavan veden ja/tai ohjausjännitteiden mukaan.
Kun anodielektrodin osat on sähköisesti eristetty toisistaan eristeen 36 avulla, anodielektrodi käsittää ainakin kaksi toisistaan sähköisesti eristettyä osaa. Eräässä suoritusmuodossa anodielektrodi käsittää ainakin kolme toisistaan sähköisesti eristettyä osaa. Eräässä suoritusmuodossa anodielektrodi käsittää ainakin neljä (kuvissa 3b ja 4b täsmälleen neljä) toisistaan sähköisesti eristettyä osaa.
Raon 25 leveys d on sovitettu käyttötarkoituksen mukaisesti. Raon 25 leveys d voi riippua tarkastelupisteestä, esimerkiksi jos elektrodit 20, 30 eivät ole aivan yhdensuuntaiset ja/tai aivan samanmuotoiset. Tarkastelupisteellä tässä tarkoitetaan (a) anodielektrodin 30 katodielektrodiin 20 päin suuntautuvan pinnan erästä pistettä tai (b) katodielektrodin 20 anodielektrodiin 30 päin suuntautuvan pinnan erästä pistettä. Tällainen tarkastelupiste rajaa rakoa 25. Tästä tarkastelupisteestä tarkasteltuna raon 25 leveydellä d tarkoitetaan joko
- (a, kun tarkastelupiste on anodielektrodin 30 pinnalla) lyhintä poikittaissuuntaista etäisyyttä katodielektrodiin 20, eli sen sisäpintaan tai
- (b, kun tarkastelupiste on katodielektrodin 20 pinnalla) lyhintä poikittaissuuntaista etäisyyttä anodielektrodiin 30, eli sen ulkopintaan.
Tyypillisesti tällainen lyhin etäisyys suuntautuu mainitusta tarkastelupisteestä tarkastelupisteen pinnan normaalin suuntaan.
Raon 25 sopivaa leveyttä d rajoittaa yhtäältä likaisen veden koostumus. Likainen vesi on tyypillisesti esisuodatettu ainakin seulalla 70 tai vastaavalla. Tyypillisimmin tällaisessa suodatuksessa seulakoko on noin 8 mm. Hieman tätä suuremmalla raon leveydellä d varmistetaan toiminta myös silloin, kun puhdistettava vesi käsittää tämän kokoisia epäpuhtauksia. Vedenpuhdistin 10 voi käsittää mainitun seulan 70 (kuva 5). Pienemmällä seulakoolla ennen elektroflotaation perustuvaan puhdistusta vähennetään sähköisen puhdistuksen tarvetta. Edullisesti seulakoko voi olla pienempi, kuten 2 mm tai 5 mm. Myös usean kokoisia seuloja voidaan käyttää peräjälkeen, siten, että seulakoko pienenee virtaussuuntaan.
Eräissä suoritusmuodossa raon 25 leveys d ainakin jossakin em. tarkastelupisteessä on ainakin 2 mm, ainakin 5 mm, ainakin 8 mm tai ainakin 10 mm. Eräissä suoritusmuodossa raon 25 leveys d kaikissa em. tarkastelupisteessä on ainakin 2 mm, ainakin 5 mm, ainakin 8 mm tai ainakin 10 mm. Eräissä suoritusmuodossa raon 25 keskimääräinen leveys d kaikkien tarkastelupisteiden yli laskettuna on ainakin 2 mm, ainakin 5 mm, ainakin 8 mm tai ainakin 10 mm. Jos vedenpuhdistin käsittää seulan, jonka rei’illä on eräs seulakoko, raon 25 leveys d kaikissa em. tarkastelupisteessä voi olla ainakin mainitun seulakoon verran. Tällaisilla mitoituksilla vältetään raon 25 tukkeutuminen, vaikka puhdistettavassa vedessä olisi suuriakin epäpuhtauspartikkeleita.
Raon 25 sopivaa leveyttä rajoittaa toisaalta käyttöjännite. Raon 25 tulee olla riittävän kapea, jotta voidaan käyttää matalia käyttöjännitteitä ja vältytään turhan suurilta sähkötehoilta. Lisäksi matala käyttöjännite on käyttöturvallisuuden kannalta edullinen.
Eräissä suoritusmuodossa raon 25 leveys d kaikissa em. tarkastelupisteissä on korkeintaan 25 mm, korkeintaan 20 mm, tai korkeintaan 15 mm. Eräissä suoritusmuodossa raon 25 keskimääräinen leveys d kaikkien em. tarkastelupisteiden yli laskettuna on korkeintaan 25 mm, korkeintaan 20 mm, tai korkeintaan 15 mm. Edulliset leveydet raolle 25 ovat sellaisia, joissa keskimääräinen raon leveys, laskettuna kaikkien em. tarkastelupisteiden yli, välillä 2 mm - 25 mm, kuten 5 mm 30 20 mm, erityisen edullisesti 8 mm - 15 mm. Edullisia leveyksiä ovat myös sellaiset, joissa kaikissa tarkastelupisteissä raon leveys d on välillä 2 mm - 25 mm, kuten 5 mm - 20 mm, erityisen edullisesti 8 mm - 15 mm.
Tarvittavan jännite-eron VI-V2 suuruus voi riippua puhdistustarpeesta. Puhdistuskapasiteettiin vaikuttaa myös elektrodien läpi kulkevan sähkövirran suuruus, joka luonnollisesti riippuu jännite-erosta. Puhdistustarpeen suuruus riippuu mm. puhdistettavan veden virtauksesta (virtauksen suuruus, esim. m3/h) laitteen 10 läpi. Tästä syystä vedenpuhdistin 10 käsittää välineet 56 (ks. kuvat 1 ja 5), kuten pumpun 56a ja/tai venttiilin 56b, puhdistettavan veden virtauksen (so. virtauksen määrän) säätämiseksi. Pumppua 56a voidaan käyttää, jos puhdistettavan veden paine ei muuten ole riittävä sopivan virtauksen aikaansaamiseksi. Jos taas puhdistettavan veden paine on suuri, voidaan virtausta rajoittaa esim. venttiilillä 56b. Lisäksi on mahdollista käyttää hieman ylimitoitettua pumppua 56a ja rajoittaa virtausta venttiilin 56b avulla.
Mainittu virtalähde 50 tai virtalähdejäqestely 50 on jäljestetty muodostamaan jännitteet VI (kuten Via, Vlb, Vie ja Vid) ja V2, eli elektrodiparin (20, 30) käyttöjännite V1-V2 (tai käyttöjännitteet Vla-V2 ja Vlb-V2; tai Vla-V2, Vlb-V2, Vlc-V2 ja Vld-V2). Eräässä suoritusmuodossa mainittu virtalähde 50 on jäljestetty tuottamaan mainittu primäärijännite VI, joka on 1 V - 200 V, kuten 2 V - 100 V, mainittua sekundäärijännitettä V2 korkeampi. Anodielektrodin 30 kuluessa raon 25 leveys d hieman kasvaa. Tästä johtuen käyttöjännitettä VI-V2 voi olla tarpeen nostaa käytön aikana. Eräässä suoritusmuodossa virtalähde 50 on jäljestetty kasvattamaan elektrodien 20, 30 välistä jännite-eroa (V1-V2) veden puhdistuksen aikana. Jänniteeron kasvattamista voi ohjata esimerkiksi ohjausyksikkö 60 (ks. kuvat 2a, 3a, 4a).
On havaittu, että riittävän voimakas sähkökenttä elektrodiparissa (20, 30) raon 25 yli saa aikaan sen, että puhdistettavan veden mikrobit, kuten virukset ja bakteerit, kuolevat. Lisäksi sähkövirta hajottaa muitakin haitallisia aineita, kuten lääkeaineita ja hormoneja, joiden jäämiä yhdyskuntajätevesissä usein esiintyy. On havaittu, että eräissä tapauksissa tähän tarkoitukseen riittävä jännite-ero on noin 1 V/m (tai enemmän). On havaittu, että eräissä tapauksissa tähän tarkoitukseen riittävä sähkökentän voimakkuus (eli jännite-ero (V1-V2) jaettuna raon 25 leveydellä d) on noin 100 V/m (tai enemmän), eli esimerkiksi 1 V, jos raon 25 leveys d on 10 mm.
Tässä raon leveys d viittaa raon keskimääräiseen leveyteen d kaikkien tarkastelupisteiden yli laskettuna. Kun tällaisella sähkökentällä on käsitelty esimerkiksi yhdyskuntajätevettä, flokkimateriaalissa 90 (kuvat 1 ja 5) ei esiinny aktiivista pieneliötoimintaa eikä vaarallisia aineita muutenkaan. Edullisemmin sähkökentän voimakkuus on 200 V/m - 20 kV/m, kuten 300 V/m - 15 kV/m. Lisäksi tai vaihtoehtoisesti jännite-ero VI-V2 on edullisesti 1,5 V - 100 V, kuten 2 V 50 V. Jos eri jännitteitä Via, Vlb on useampia, mainittu jännite ja sähkökentän voimakkuus koskee ainakin yhtä elektrodiparin osaa; edullisesti mainittu jännite ja sähkökentän voimakkuus koskevat kaikkia elektrodiparin osia.
Koska flokkimateriaali on näin sanitoitu, sitä voidaan käyttää esimerkiksi maanparannusaineena. On huomattu, että tällainen flokkimateriaali käsittää runsaasti mm. typpeä ja/tai fosforia, jotka molemmat puolestaan toimivat hyvin maanparannusaineena. Typpeä ja/tai fosforia voi olla jopa sellaisia määriä, että maanparannusaineeksi käytettäessä ilokkimateriaalia voi olla tarpeen laimentaa. Tästä syystä ilokkimateriaalia voidaan sekoittaa typpi- ja/tai fosforipitoisuudeltaan ravinneköyhempään materiaaliin, kuten turpeeseen ennen sen käyttämistä maanparannukseen. Vaihtoehtoisesti flokkimateriaalia voidaan käyttää maanparannusaineen valmistamisessa, jolloin po. flokkimateriaalista valmistettua maanparannusainetta voidaan käyttää myöhemmin. Flokkimateriaalia voidaan sekoittaa typpi- ja/tai fosforipitoisuudeltaan ravinneköyhempään materiaaliin massasuhteessa 1:50 - 1:1, kuten massasuhteessa 1:20 - 1:4. Tällöin flokkimateriaalin pitoisuus (massa prosentti, myöhemmin m-%) käyttövalmiissa maanparannusaineessa voi olla esimerkiksi 2 m-% - 50 m-%, kuten 5 m-% - 25 m25 %. Mainittu ravinneköyhempi materiaali voi käsittää ainakin yhtä seuraavista: multa, turve, hiekka, ja savi.
Puhdistettua vettä voidaan kuvan 6 mukaisesti käyttää elektrodien 20,30 huuhteluun. Esimerkiksi ulompaan elektrodiin voi olla jäljestetty puhdistamista varten poikittaissuuntaisia aukkoja. Tällöin vedenpuhdistimen sisäosasta 12 voidaan pumpata vettä rakoihin 25 mainittujen elektrodien aukkojen kautta elektrodien huuhtelemiseksi. Kuvassa 6 tällaista pumppua on havainnollistettu viitenumerolla 58 ja vastaavaa putkea numerolla 57. Esimerkiksi pienen paine-eron avulla voidaan estää veden virtaaminen väärään suuntaan ulomman elektrodin aukkojen kautta. Valinnan mukaan voidaan käyttää lisäksi puhdistetun veden säiliötä, jonka avulla varmistetaan puhdistetun veden riittävyys edellä mainittuun puhdistustarkoitukseen.
Vaihtoehtoisesti pumppua 58 voidaan käyttää kierrättämään puhdistettua vettä rakojen 25 kautta. Käyttämällä huomattavasti suurempaa virtausta, kuin normaalissa veden puhdistuksessa, elektrodeja (20, 30) voidaan näin huuhdella puhdistetulla vedellä. Tätä on havainnollistettu kuvassa 5, jossa putkea 59 pitkin voidaan johtaa puhdistettua vettä elektrodiparien rakoihin 25. Valinnan mukaan voidaan käyttää lisäksi puhdistetun veden säiliötä, jonka avulla varmistetaan puhdistetun veden riittävyys edellä mainittuun puhdistustarkoitukseen.
Kim elektrodiparia (20, 30) aika-ajoin puhdistetaan, varmistetaan se, että puhdistustulos on riittävä. Tämä puolestaan edesauttaa pitämään lisäaineen ja/tai sähkön käytön pienenä.
Vielä lisäksi veden puhdistin 10 voi käsittää venttiilin 72 veden tyhjentämiseksi veden puhdistimesta 10. Avaamalla venttiilin 72 laitteen pohjalla kertynyt raskas aines voidaan poistaa. Raskas aine voi olla peräisin esimerkiksi liukenevasta elektrodista. Eräässä suoritusmuodossa veden puhdistin 10 aika-ajoin tyhjennetään.
Viitaten kuviin 1 ja 6, keksinnössä syötetään puhdistettuun tai puhdistettavaan veteen Rokkien muodostumista edistävää lisäainetta. Tällä saavutetaan se vaikutus, että vesi puhdistuu tehokkaammin kuin ilman lisäainetta. Vastaavasti vedenpuhdistin 10 käsittää välineet 65 lisäaineen syöttämiseksi puhdistettavaan veteen tai puhdistettuun veteen. Kuvassa 1 lisäainetta syötetään puhdistettavaan veteen (so. virtaussuunnassa elektrodipariin nähden ylävirran puolelle). Kuvassa 6 lisäainetta syötetään laitteella 10 puhdistettuun veteen (so. virtaussuunnassa elektrodipariin nähden alavirran puolelle). Välineet 65 voivat käsittää esimerkiksi säiliön 64 ja pumpun 66. Lisäaineena voidaan ainetta, joka edistää Rokkien muodostumista; esimerkiksi lisäämään sen taipumusta muodostaa Rokkeja. Tällöin puhdistusprosessi tehostuu siten, että sähköntarve pienenee ja anodin kuluminen pienenee verrattuna tilanteeseen ilman lisäainetta.
Lisäaine voi käsittää polymeeriä. Lisäaine voi käsittää polyakryyliamidia (PAM). 5 Lisäaineena voidaan käyttää kuivaa polyakryyliamidia. Tällainen aine tunnetaan esimerkiksi tavaramerkillä Superfloc®. Polyakryyliamidi voi olla varaukseltaan kationista, anionista tai neutraalia.
On havaittu, että tarvittava lisäaineen määrä riippuu sen syöttöpaikasta. Edullisesti lisäainetta syötetään kuvan 6 mukaisesti puhdistettavan veden virtaussuunnassa elektrodiparin 20, 30 jälkeen. Edullisesti lisäainetta syötetään kuvan 6 mukaisesti korkeussuunnassa elektrodiparin 20, 30 yläpuolelle. Tällöin elektrodien pystysuunta on olennaisen pystysuora edellä kuvatussa merkityksessä, ja puhdistettavaa vettä johdetaan rakoon 25 alhaalta.
On lisäksi havaittu, että tarvittava lisäaineen määrä riippuu sen syöttötavasta. Edullisesti lisäainetta syötetään vesiliuoksena. Viitaten kuvaan 1, edullisesti lisäainetta syötetään liuotettuna puhdistettuun veteen. Kuvassa 1 puhdistettua vettä tuodaan säiliöön 64 kanavaa 68 pitkin. Lisäaineen syöttöä säiliöön 64 on havainnollistettu nuolella 69. Viitaten kuvaan 6, edullisimmin lisäainetta syötetään liuotettuna veteen, joka on puhdistettu samalla laitteella 10, jolla vettä puhdistetaan, ja johon lisäainetta vesiliuoksena syötetään. Kuvassa 6 laitteella 10 puhdistettua vettä johdetaan kanavaa 68 pitkin säiliöön 64, jossa siihen sekoitetaan sopiva määrä mainittua lisäainetta. Lisättäessä lisäainetta säiliöön 64 se voi olla kuivaa. Lisäaineen syöttöä on havainnollistettu nuolella 69. Säiliössä 64 muodostettu vesiliuos syötetään puhdistettuun tai puhdistettavaan (edullisesti puhdistettuun) veteen. Säiliössä 64 muodostettu vesiliuos syötetään laitteeseen 10, josta vetää johdetaan säiliöön 64.
On havaittu, että tällaisissa järjestelyissä ja puhdistustavoissa tullaan toimeen varsin 30 pienellä lisäaineen määrällä, kuten ainakin 1 g kuiva-aineena mitattuna kutakin puhdistettavaa vesikuutiometriä kohti. Sopiva lisäaineen määrä lisäaineen kuivaaineena mitattuna on alle 50 g kutakin puhdistettavaa vesikuutiometriä kohti, kuten g - 49 g kutakin puhdistettavaa vesikuutiometriä kohti ja esimerkiksi 10 g - 40 g kutakin puhdistettavaa vesikuutiometriä kohti.
Esimerkiksi kuivaa lisäainetta voidaan sekoittaa säiliössä 64 puhdistettuun veteen, kuten laitteella 10 puhdistettuun veteen, 100 g - 20 kg kutakin säiliöön 64 tuotavaa vesikuutiometriä kohti. Edelleen tätä liuosta voidaan sekoittaa puhdistettavaan (kuva
1) tai puhdistettuun (kuva 6) veteen siten, että prosessissa käytettävän lisäaineen määrä on em. rajoissa. Pumpun 66 avulla voidaan säätää syötettävän lisäaineliuoksen määrää.
Viitaten kuviin 1 ja 2, erään suoritusmuodon mukainen vedenpuhdistin käsittää ohjausyksikön 60, joka on järjestetty ohjaamaan ainakin yhtä, edullisesti kaikkia, seuraavista: (a) mainitut välineet 56 puhdistettavan veden virtauksen säätämiseksi, (b) virtalähdejärjestely 50, ja/tai (c) pumppu 66 lisäaineliuoksen syöttämiseksi.
Ohjaamalla virtalähdejärjestely 50 voidaan ohjata käyttöjännitettä VI-V2, kuten käyttöjännitteitä (V2, Via, Vlb), kuten käyttöjännitteitä (V2, Via, Vlb, Vie, Vid)
Puhdistustarpeesta ja kokoluokasta riippuen vedenpuhdistin 10 voi käsittää vain yhden elektrodiparin (20, 30), kuten kuvissa 3a-4b, tai useampia elektrodipareja kuten kuvassa 2. Kuvien 3a-4b mukaisia elektrodipareja voidaan jäljestää useita rinnakkain puhdistuskapasiteetin lisäämiseksi.
On havaittu, että flokkimateriaalin 90 erottuminen puhdistetusta vedestä kestää jonkin aikaa. Viitaten kuvaan 6, edullisesti flokkimateriaali erotetaan puhdistetusta vedestä siten, että laitteessa korkeussunnassa eräällä kohtaa hl sellaisen puhdistetun veden, josta flokkimateriaalia ei ole erotettu, annetaan virrata laitteen 10 sisällä ylöspäin, ja korkeussunnassa samalla kohtaa hl, mutta vaakasuunnassa eri kohtaa, sellaisen puhdistetun veden, josta flokkimateriaali on erotettu, annetaan virrata laitteen 10 sisällä alaspäin. Esimerkiksi kuvassa 6 esitetyssä sisäputkessa 82b korkeudella hl puhdistetun veden ja flokkimateriaalin seosta virtaa ylöspäin. Vastaavasti ulkokuoren 82a sisällä, mutta sisäputken 82b ulkopuolella korkeudella hl alaspäin virtaa puhdistettua vettä, josta flokkimateriaali on poistettu.
Edullisesti laite 10 on siten mitoitettu, että puhdistetun veden virtaaminen elektrodiparin 20,30 yläreunasta kohtaan, jossa puhdistettua vettä poistetaan laitteesta (esim. kohta, jossa puhdistetun veden poistoputki 84 liittyy laitteeseen 10) kestää ainakin 3 sekuntia, kuten 5 s - 200 s, edullisemmin 6 s - 30 s, kuten 8 s - 15 s, kuten noin 10 s. Tällä varmistetaan myös lisäaineelle riittävä vaikutusaika flokkien muodostamiseksi.
Kuten edellä on esitetty, vedenpuhdistinta 10 voidaan käyttää mm.
kaivosteollisuudessa, paperiteollisuudessa tai yhdyskuntajätevesien puhdistuksessa. Erityisen sopiva vedenpuhdistin 10 on yhdyskuntajätevesien puhdistukseen. Eräs järjestely käsittää asuinrakennuksen ja jonkin esitetyn suoritusmuodon mukaisen vedenpuhdistimen 10.
Erityisesti yhdyskuntajätevesien puhdistamisessa muodostuvalla flokkimateriaalilla on havaittu lisäksi olevan taloudellisesti mielekäs käyttö maanparannusaineena ja/tai maanparannusaineen valmistamisessa, kuten edellä on esitetty. Flokkimateriaalin käyttö maanparannukseen on eräs menetelmä maan parantamiseksi. Flokkimateriaalin käyttö maanparannusaineen valmistamiseksi on eräs maanparannusaineen valmistusmenetelmä. Tällaisessa menetelmässä vastaanotetaan (esim. ostamalla) flokkimateriaalia, joka on valmistettu puhdistamalla yhdyskuntajätevettä jonkin edellä kuvatun menetelmän avulla flokkimateriaalin 90 valmistamiseksi. Lisäksi ja parannetaan maata flokkimateriaalin 90 avulla tai valmistetaan maanparannusainetta flokkimateriaalin 90 avulla. Valinnaisesti tällaisessa menetelmässä valmistetaan flokkimateriaalia 90 puhdistamalla yhdyskuntajätevettä jonkin edellä kuvatun menetelmän avulla. Lisäksi parannetaan maata flokkimateriaalin 90 avulla tai valmistetaan maanparannusainetta flokkimateriaalin 90 avulla. On mahdollista puhdistaa vettä, jolloin valmistuu flokkimateriaalia 90; ja käyttää itse ainakin osa flokkimateriaalista maanparantamiseen ja/tai myydä ainakin osa flokkimateriaalista muulle toimijalle. On mahdollista valmistaa itse ensimmäistä flokkimateriaalia, ostaa lisää (so. vastaanottaa) toista flokkimateriaalia ja parantaa maata sekä ensimmäisellä että toisella flokkimateriaalilla, tai valmistaa näistä flokkimateriaaleista maanparannusainetta.

Claims (7)

  1. Patenttivaatimukset
    1. Menetelmä veden puhdistamiseksi elektroflotaatioon perustuvan 5 vedenpuhdistimen (10) avulla, jossa
    - vedenpuhdistin (10) käsittää anodielektrodin (30) ja katodielektrodin (20) siten, että anodielektrodin (30) ja katodielektrodin (20) väliin jää rako (25),
    -johdetaan anodielektrodille (30) primäärijännite (VI),
    - johdetaan katodielektrodille (20) sekundäärijännite (V
  2. 2), joista primäärijännite on
    10 sekundäärij ännitettä suurempi (V1 >V2),
    - johdetaan puhdistettavaa vettä rakoon (25), ja
    - syötetään veteen flokkien muodostumista edistävää lisäainetta, joka käsittää polymeeriä, vesiliuoksena kohtaan, joka on puhdistetun veden virtaussuunnassa katodielektrodin (30) jälkeen, jossa menetelmässä
    15 - primäärijännite (VI) ja sekundäärijännite (V2) muodostavat raon (25) yli jänniteeron (V1-V2) ja sähkökentän, ja
    - jännite-ero (V1-V2) on ainakin 1 V tai sähkökentän voimakkuus ((Vl-V2)/d) on ainakin 100 V/m, tunnettu siitä, että
    20 - syötetään mainittua lisäainetta ainakin 1 g ja alle 50 g kuiva-aineena mitattuna kutakin puhdistettavaa vesikuutiometriä kohti ja
    - sekoitetaan kuivaa lisäainetta mainitulla vedenpuhdistimella (10) puhdistettuun veteen mainitun vesiliuoksen muodostamiseksi.
    25 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa
    - lisäaine käsittää polyakryyliamidia, esimerkiksi kationista, anionista tai neutraalia polyakryyliamidia.
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, jossa 30 - mainitun sähkökentän voimakkuus on 100 V/m - 20 kV/m tai mainittu jännite-ero (V1-V2) on 1,5 V-100 V.
  4. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, jossa
    - anodielektrodi (30) käsittää ensimmäistä anodimateriaalia (32) ja toista anodimateriaalia (34), joka toinen anodimateriaali (34) on eri materiaali kuin mainittu ensimmäinen anodimateriaali (32) ja
  5. 5 - puhdistettava vesi virtaa raossa (25) sekä ensimmäisen (32) että toisen (34) anodimateriaalin vierestä; edullisesti
    - mainittu ensimmäinen anodimateriaali (32) on alumiini ja
    - mainittu toinen anodimateriaali (34) on rauta;
    10 edullisimmin
    - anodielektrodissa (30) alumiinia (32) on järjestetty puhdistettavan veden virtaussunnassa rautaan (34) nähden alavirran puolelle.
    5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, jossa
    15 - johdetaan ensimmäiselle anodimateriaalille (32) ensimmäinen primäärijännite (Via) ja
    - johdetaan toiselle anodimateriaalille (32) toinen primäärijännite (Vlb), joka
    - toinen primäärijännite (Vlb) on eri suuri kuin ensimmäinen primäärijännite (Via); esimerkiksi
    20 - ohjataan mainittuja jännitteitä (Via, Vlb) siten, että
    - ensimmäistä anodimateriaalia (32) kuluu ensimmäinen määrä (ml) puhdistettavan veden tilavuusyksikköä kohti,
    - toista anodimateriaalia (34) kuluu toinen määrä (m2) puhdistettavan veden tilavuusyksikköä kohti ja
    25 - ensimmäisen määrän (ml) ja toisen määrän (m2) suhde (ml/m2) on välillä 0,1 10, edullisesti välillä 0,25 - 4 ja edullisemmin välillä 0,5-2.
  6. 6. Menetelmä maan parantamiseksi tai maanparannusaineen valmistamiseksi, jossa
    - puhdistetaan yhdyskuntajätevettä jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukaisella
    30 menetelmällä flokkimateriaalin (90) valmistamiseksi,
    - kerätään muodostunutta flokkimateriaalia (90) ja
    - parannetaan maata tai valmistetaan maanparannusainetta flokkimateriaalin (90) avulla.
  7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, jossa 5 - syötetään lisäainetta kohtaan, joka on katodielektrodin (30) yläosaa korkeammalla.
FI20170007A 2017-01-20 2017-01-20 Menetelmä veden puhdistamiseksi, menetelmällä valmistettu tuote ja sen käyttö FI127277B (fi)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20170007A FI127277B (fi) 2017-01-20 2017-01-20 Menetelmä veden puhdistamiseksi, menetelmällä valmistettu tuote ja sen käyttö
AU2018209283A AU2018209283A1 (en) 2017-01-20 2018-01-18 Method for purifying water
ES18741406T ES2894665T3 (es) 2017-01-20 2018-01-18 Procedimiento de purificación de agua
CA3050183A CA3050183A1 (en) 2017-01-20 2018-01-18 Method for purifying water
PCT/FI2018/050036 WO2018134481A1 (en) 2017-01-20 2018-01-18 Method for purifying water
EP18741406.5A EP3571166B1 (en) 2017-01-20 2018-01-18 Method for purifying water
PL18741406T PL3571166T3 (pl) 2017-01-20 2018-01-18 Sposób oczyszczania wody
US16/479,311 US11420886B2 (en) 2017-01-20 2018-01-18 Method for purifying water
MX2019008405A MX2019008405A (es) 2017-01-20 2018-01-18 Metodo para purificar agua.
ZA2019/05435A ZA201905435B (en) 2017-01-20 2019-08-16 Method for purifying water

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20170007A FI127277B (fi) 2017-01-20 2017-01-20 Menetelmä veden puhdistamiseksi, menetelmällä valmistettu tuote ja sen käyttö

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI127277B true FI127277B (fi) 2018-02-28
FI20170007A FI20170007A (fi) 2018-02-28

Family

ID=61242010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20170007A FI127277B (fi) 2017-01-20 2017-01-20 Menetelmä veden puhdistamiseksi, menetelmällä valmistettu tuote ja sen käyttö

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11420886B2 (fi)
EP (1) EP3571166B1 (fi)
AU (1) AU2018209283A1 (fi)
CA (1) CA3050183A1 (fi)
ES (1) ES2894665T3 (fi)
FI (1) FI127277B (fi)
MX (1) MX2019008405A (fi)
PL (1) PL3571166T3 (fi)
WO (1) WO2018134481A1 (fi)
ZA (1) ZA201905435B (fi)

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3944478A (en) 1973-05-02 1976-03-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electrolytic drainage treating apparatus
FR2234929B1 (fi) 1973-06-28 1978-03-24 Xylander Kurt
GB1531775A (en) 1975-04-16 1978-11-08 Swift & Co Gas flotation dewatering of waste water treatment wastes
DE3641365A1 (de) 1986-12-03 1988-08-25 Giselher Klose Gmbh Ingenieurb Vorrichtung zum reinigen und aufbereiten von verschmutzten waessern
US4872959A (en) 1987-07-17 1989-10-10 Cleanup & Recovery Corp. (Cure) Electrolytic treatment of liquids
FI81393C (fi) 1988-11-10 1990-10-10 Savcor Consulting Oy Foerfarande och anordning foer avskiljning av plastpartiklar pao elektrisk vaeg ur loesningar, saerskilt cellulosa- och pappersfiberloesningar.
EP0668244A1 (en) 1994-02-18 1995-08-23 National Research Development Corporation Effluent treatment involving electroflotation
FI115904B (fi) 2002-01-25 2005-08-15 Bcde Group Waste Man Ltd Oy Menetelmä ja laite epäpuhtauksien poistamiseksi jätevedestä elektroflotaatiolla
US9994767B2 (en) 2005-10-14 2018-06-12 Aquero Company, Llc Amino acid, carbohydrate and acrylamide polymers useful as flocculants in agricultural and industrial settings
SG131809A1 (en) 2005-10-28 2007-05-28 Lee Thiam Seng Advanced electro-coagulation device and process of using the same for wastewater treatment
BRPI0709914A2 (pt) * 2006-03-31 2011-07-26 Potable Water Systems Ltd aparelho para a purificaÇço de dejetos contaminados e processo de purificaÇço de Água
US20090020479A1 (en) * 2007-07-19 2009-01-22 Gvs Gesellschaft Fur Verwertungssysteme Gmbh Device and method for treatment of waste products including feces
CA2747555C (en) 2009-02-24 2014-04-08 Randall J. Boyle Wastewater treatment apparatus and method
FI123310B (fi) * 2009-08-14 2013-02-15 Hannu Suominen Menetelmä ja laite rikkivetyä sisältävien vesiliuosten puhdistamiseksi
EP2477708A4 (en) * 2009-09-15 2013-12-11 Suncor Energy Inc METHOD FOR FLOCCULATION AND DEHYDRATION OF FINE MOLDED RESIDUES OF OIL SANDS
CN102050555B (zh) 2010-12-24 2012-07-25 波鹰(厦门)科技有限公司 一种印染废水处理循环利用装置及其方法
US20120298526A1 (en) 2011-05-27 2012-11-29 Atlantis Life Systems Incorporated Method and apparatus for electrochemical treatment of contaminated water or wastewater
US20150122741A1 (en) 2012-01-30 2015-05-07 Originoil, Inc. Systems and methods for treating wastewater
JP5869371B2 (ja) 2012-02-28 2016-02-24 オルガノ株式会社 シリコン含有排水の処理方法
EP2997179B1 (en) 2013-05-13 2018-07-18 Höganäs AB (publ) Electrochemical cell and its use
CN103979646B (zh) * 2014-06-04 2015-07-15 江苏科技大学 沿流程加药连续电絮凝水处理方法
FI126678B (fi) * 2015-09-17 2017-03-31 Elwater Ltd Oy Laite veden puhdistamiseksi ja sen käyttö

Also Published As

Publication number Publication date
EP3571166A1 (en) 2019-11-27
AU2018209283A1 (en) 2019-07-18
ZA201905435B (en) 2022-08-31
CA3050183A1 (en) 2018-07-26
FI20170007A (fi) 2018-02-28
MX2019008405A (es) 2019-10-30
EP3571166A4 (en) 2020-07-08
ES2894665T3 (es) 2022-02-15
PL3571166T3 (pl) 2022-01-17
WO2018134481A1 (en) 2018-07-26
US20190375657A1 (en) 2019-12-12
US11420886B2 (en) 2022-08-23
EP3571166B1 (en) 2021-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Modirshahla et al. Investigation of the effect of different electrodes and their connections on the removal efficiency of 4-nitrophenol from aqueous solution by electrocoagulation
US10676378B2 (en) Cathode, electrochemical cell and its use
US10392282B2 (en) Method and apparatus for electrocoagulation
Mahesh et al. Continuous electrocoagulation treatment of pulp and paper mill wastewater: operating cost and sludge study
Cho et al. Effects of electric voltage and sodium chloride level on electrolysis of swine wastewater
US20110155564A1 (en) System for electrocoagulatively removing contaminants from contaminated water
CN105263867A (zh) 用于废水处理的方法和用于实施该方法的装置
FI127277B (fi) Menetelmä veden puhdistamiseksi, menetelmällä valmistettu tuote ja sen käyttö
US10392274B2 (en) Device for electrocoagulation and process
CN110885151A (zh) 废水处理装置
CN210855619U (zh) 一种含盐有机废水电催化氧化耦合预处理装置
US20240101451A1 (en) Apparatus for purifying water
Das et al. Industrial wastewater treatment by electrocoagulation process
Murthy et al. Electrocoagulative treatment of mercury containing aqueous solutions
Arhoun et al. Electrochemical treatment of landfill leachate
Kim et al. Electrolyte Addition for Enhanced Wastewater Treatment by Electrolysis using Cu Electrode
Malinovic et al. Current Efficiency and Energy Consumption during Electrocoagulation of Cyanide Wastewater
KR20200106669A (ko) 유수 분리 시스템 및 이를 이용한 유수 분리 방법
Kurian Studies of Bore Water Oxidation Using a Multi Electrode-Perforated Electrode flow Through Cell

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 127277

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B