[發(fā)明專利]電生化反應(yīng)器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980132159.6
• 申請(qǐng)日: 2009-05-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102124095A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰克·亞當(dāng)斯;簡(jiǎn)·D·米勒;尼科爾·牛頓;瑪?shù)潞稹つ隙爬?/a>;邁克·皮普爾斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 猶他大學(xué)研究基金會(huì)
• 主分類號(hào): C12M1/42
• 分類號(hào): C12M1/42;C12M1/33
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 申基成;鄭霞

相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求于2008年6月30日提交的共同待決的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)系列第61/076,873號(hào)的權(quán)益，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)由此通過(guò)引用全文并入。

發(fā)明背景

在許多國(guó)家很難將金屬和其他無(wú)機(jī)物，如砷、硒、汞、鎘、鉻、氮等去除到滿足當(dāng)前飲用水標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)的水平。例如，在美國(guó)，2006年的飲用水中砷的最大水平設(shè)置為10ppb；在其他國(guó)家也可能很快是這種情況。在美國(guó)，飲用水中的金屬的最大污染物水平(MCL)可以在0.005mg/L至10mg/L的范圍，并且甚至可以更低。通常受到控制的金屬和無(wú)機(jī)物包括銻、砷、石棉、鋇、鈹、鎘、鉻、銅、氰化物、氟化物、鉛、汞、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硒和鉈。

存在多種去除金屬、無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的處理方法。用于處理金屬和無(wú)機(jī)物污染的土壤；廢棄物和水的技術(shù)主要包括：固化/穩(wěn)定化、玻璃化、土壤清洗/酸萃取、反滲透、離子交換、生物處理、物理分選、高溫冶金回收以及土壤和廢棄物污染物處理技術(shù)的原位土壤清洗。沉淀/共沉淀、膜過(guò)濾、吸附、離子交換和可滲透反應(yīng)屏障是處理污水更常用的處理技術(shù)，而動(dòng)電法、植物治理與生物處理是去除土壤、廢水和飲用水中的污染物的常用處理技術(shù)。

發(fā)明概述

一種用于從液體中去除目標(biāo)化合物的方法可以包括設(shè)置兩個(gè)活性表面，以使兩個(gè)活性表面隔開(kāi)預(yù)定的距離?；钚员砻婵梢员恢糜谝后w的流內(nèi)并且能夠支持電荷和生物生長(zhǎng)。該方法還可以包括形成聚集在活性表面上的微生物群體，其中微生物群體被用于或能夠作用于、轉(zhuǎn)化或結(jié)合目標(biāo)化合物。該方法還可以包括在兩個(gè)活性表面之間施加電位差。微生物和電位差可以充分結(jié)合以從液體中去除目標(biāo)化合物并且維持微生物群體。

此外，一種用于從液體中去除目標(biāo)化合物的系統(tǒng)可以包括兩個(gè)活性表面，兩個(gè)活性表面被設(shè)置成隔開(kāi)一段距離并且基本上相互平行。電源能夠以在兩個(gè)活性表面之間提供電位差的方式可操作地連接到每一個(gè)活性表面。在另一種配置中，微生物群體可以存在于兩個(gè)活性表面的每一個(gè)上。此外，系統(tǒng)可以包括流路，其足以引導(dǎo)大部分液體與每一個(gè)活性表面接觸以及足以引導(dǎo)大部分液體橫跨所述距離。

已經(jīng)相當(dāng)寬泛地概述了本發(fā)明的更重要的特征，使得可以更好地理解下面的本發(fā)明的詳細(xì)描述，并且使得可以更好地領(lǐng)會(huì)本發(fā)明對(duì)本領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。從下面本發(fā)明的詳細(xì)描述連同附圖和權(quán)利要求將會(huì)更清楚地看出，或可通過(guò)實(shí)施本發(fā)明獲悉本發(fā)明的其他特征。

附圖描述

圖1是文獻(xiàn)中報(bào)道的與各種化學(xué)物質(zhì)處于平衡的As₂S₃沉淀的優(yōu)勢(shì)圖(dominance?diagram)。

圖2是各種砷物質(zhì)的Eh-pH圖。

圖3是N₂-O₂-H₂O系統(tǒng)的Eh-pH圖。

圖4A和圖4B是各種硒系統(tǒng)的Eh-pH圖。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的具有平行于帶電電極流動(dòng)并通過(guò)帶電電極的敞開(kāi)通道的電生化反應(yīng)器。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的具有可滲透垂直于帶電電極流動(dòng)并橫跨帶電電極的通道中的溶液的高表面積導(dǎo)電材料床的電生化反應(yīng)器。

圖7A和圖7B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于評(píng)估砷去除的無(wú)施加電位(7A)和有施加電位(7B)的所測(cè)試的電生化反應(yīng)器系統(tǒng)的描述。

圖8A和圖8B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的為評(píng)估硒去除的有施加電位(8A)和無(wú)施加電位(8B)的所測(cè)試的電生化反應(yīng)器系統(tǒng)的描述。

圖9是測(cè)量的橫跨用于從測(cè)試水中去除砷的EBR和常規(guī)生物反應(yīng)器的電位的圖。

圖10是在無(wú)施加電壓操作下把EBR與類似方式構(gòu)建的反應(yīng)器相比較，從若干測(cè)試溶液中去除砷的圖。

圖11是使用無(wú)施加電位且停留時(shí)間為44小時(shí)的兩級(jí)常規(guī)生物反應(yīng)器以及使用施加電位為3伏且停留時(shí)間為22小時(shí)的一極EBR，從若干采礦水中去除硒的圖。

詳述

現(xiàn)在將參考示例性的實(shí)施方式，并且本文使用特定的語(yǔ)言來(lái)描述這些示例性的實(shí)施方式。然而應(yīng)理解，并不期望由此限制本發(fā)明的范圍。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員和獲得本公開(kāi)內(nèi)容的技術(shù)人員將會(huì)想到的本文所闡述的本發(fā)明特征的變化和進(jìn)一步的修改以及本文所闡述的本發(fā)明原理的另外的應(yīng)用被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

定義

在描述和要求保護(hù)本發(fā)明時(shí)，依照下面陳述的定義使用以下術(shù)語(yǔ)。