用于凈化灰水的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于凈化灰水的裝置和方法。特別地，本發(fā)明設(shè)及用于通過(guò)重復(fù)使用 來(lái)節(jié)約水的對(duì)產(chǎn)生自衣物洗涂和/或漂洗液體的灰水在家中的凈化。
【背景技術(shù)】
[0002] 遍及說(shuō)明書(shū)的對(duì)任何現(xiàn)有技術(shù)的討論決不應(yīng)當(dāng)W任何形式被看做承認(rèn)運(yùn)樣的現(xiàn) 有技術(shù)是公知的或者形成本領(lǐng)域公知常識(shí)的一部分。
[0003] 在多個(gè)地區(qū)，水的短缺正變?yōu)樵桨l(fā)嚴(yán)重的問(wèn)題，并且運(yùn)在發(fā)展中國(guó)家中尤其如此。
[0004] 家用清潔方法，例如洗涂衣物、餐具等，需要大量的水。如果可W節(jié)約運(yùn)些水并且 還重復(fù)使用在運(yùn)些活動(dòng)中使用的水，那么將是對(duì)社會(huì)的巨大益處。來(lái)自洗涂和漂洗衣物的 在家中產(chǎn)生的水通常被稱為灰水。為了將運(yùn)些家用灰水重復(fù)用于各種活動(dòng)，關(guān)鍵的是移除 全部顆粒物質(zhì)和表面活性劑。
[0005] 本領(lǐng)域已知若干種特別用于使水對(duì)于飲用而言安全的使用化學(xué)品（例如絮凝劑和 促凝劑)的水凈化方法。還存在若干種技術(shù)來(lái)凈化工業(yè)廢水。運(yùn)些方法中的大多數(shù)包括使用 化學(xué)品，如侶鹽和聚合物，其具有對(duì)環(huán)境的不利影響。
[0006] W02002000557(P&G)描述了基本上包含主促凝劑、橋連絮凝劑、助凝劑(coagulant aid)和任選的消毒劑的水凈化組合物。該專利申請(qǐng)還要求保護(hù)用于澄清和凈化水的方法， 其包括若干個(gè)選自凝聚和絮凝、消毒、過(guò)濾、中和W及營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化(fortification)的階段。
[0007] EP1953119(Unilever)描述了兩組分體系形式的固體水凈化組合物，其具有包含 生物殺滅劑和不溶于水的吸附劑的第一組分W及包含促凝試劑和絮凝試劑的第二組分?？?W在組合物中包含生物殺滅劑巧滅劑(biocide quencher)。
[000引 W0201208462U化ilever)公開(kāi)了用于處理家用水，特別是衣物洗涂水W及更典型 的衣物漂洗水的快速水凈化和澄清方法，所述方法通過(guò)使用包含絮凝劑、促凝劑、填料和陽(yáng) 離子表面活性劑的組合物進(jìn)行，其對(duì)于水的澄清和凈化有效。
[0009] 高度需要并且有益于環(huán)境的是不添加化學(xué)品的用于凈化灰水，特別是在家用過(guò)程 中產(chǎn)生的灰水(例如衣物洗涂和漂洗水)的裝置和方法。本發(fā)明人已經(jīng)能夠開(kāi)發(fā)出用于凈化 灰水，特別是用于在家中凈化的裝置和物理方法，所述方法不需要添加具有對(duì)環(huán)境的不利 影響的化學(xué)品，例如侶鹽和聚合物。
[0010] Gol化erg和Rubind & EC Process Design and Development, 1967,卷6)公開(kāi)了 通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)盤的剪切作用進(jìn)行機(jī)械破泡的方法。但是其僅僅公開(kāi)了通過(guò)使用在約2500 rpm的速度下旋轉(zhuǎn)的光滑盤使得泡沫流量高至200 ml/分鐘。在該方法中使用的表面活性劑 是化iton X-100,其并非高度發(fā)泡的表面活性劑并且處于相對(duì)低的濃度。其還具有在盤速 方面的限制，運(yùn)是因?yàn)殡S著盤速提高，泡沫攜帶更大量的液體。運(yùn)將導(dǎo)致對(duì)凈化水的差的回 收。其沒(méi)有公開(kāi)如何通過(guò)僅輸導(dǎo)泡沫同時(shí)基本上避免使液體被輸導(dǎo)來(lái)從灰水除去泡沫，而 運(yùn)將有助于將大多數(shù)灰水收集為凈化水。
[0011] Andou S等人（Performance characteristics of mechanical foam breakers with rotating parts fitted to bubble column,J. of chem. tech, and biotech，卷 68,第I期，1997年I月I日，94-100頁(yè)）比較了具有定向?yàn)榇怪庇谄矫嫘D(zhuǎn)的葉片/刀片的扇 狀形狀的機(jī)械破泡器和具有多個(gè)取向的"刀片"的扇狀形狀的機(jī)械破泡器。運(yùn)些破泡器不僅 消耗更多的功率，還在排出的空氣中引起液滴的細(xì)霧，并且泡沫的液相分散至被氣流物流 攜帶離開(kāi)破泡機(jī)的霧中。因此，從灰水中對(duì)純水的回收和收集是低的。
[0012] 本發(fā)明人已經(jīng)能夠開(kāi)發(fā)出裝置和方法W凈化產(chǎn)生自具有相對(duì)高濃度的高度發(fā)泡 的表面活性劑的衣物洗涂和/或漂洗液體的灰水。已通過(guò)使用20,000-50,000 mL/分鐘的流 量保證當(dāng)泡沫到達(dá)具有旋轉(zhuǎn)盤的破泡裝置時(shí)泡沫充分干燥來(lái)產(chǎn)生并破壞泡沫來(lái)實(shí)現(xiàn)有效 的灰水凈化，所述旋轉(zhuǎn)盤的表面具有圖案化粗糖度。
[0013] 出人意料的是，在本發(fā)明中，發(fā)現(xiàn)可W設(shè)計(jì)裝置和方法，其中通過(guò)持續(xù)通氣，大于 90%的存在于使用過(guò)的洗衣水中的表面活性劑可W被轉(zhuǎn)移至泡沫中。如果然后能使泡沫從 容納有灰水的室輸導(dǎo)出，并使所述泡沫在所述室外塌泡，則可W建立裝置和方法W從水除 去溶解的表面活性劑。因此，甚至當(dāng)灰水中的表面活性劑水平高達(dá)0.1%時(shí)，也能夠?qū)⒋笥?90%的灰水回收為凈化水?；厥盏膬艋畠?yōu)選可W隨后通過(guò)至少一個(gè)過(guò)濾器W得到進(jìn)一步 凈化的水。實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)容的關(guān)鍵步驟在于在非常高的泡沫體積流量下引起泡沫塌泡的能 力。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于凈化灰水的裝置。
[0014] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供不添加具有對(duì)環(huán)境的不利影響的化學(xué)品的用于凈化 家用過(guò)程中，特別是衣物洗涂和漂洗過(guò)程中產(chǎn)生的灰水的裝置。
[0015] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是其中將灰水的表面活性劑水平降低至小于1 ppm。
[0016] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用于凈化灰水的簡(jiǎn)單物理方法，其中可W實(shí)現(xiàn)大于 90%的對(duì)凈化水的回收。
[0017] 發(fā)明概述 i. 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于凈化灰水的裝置，其包括用于容納灰水的氣密 容器(1)，所述容器包括用于排出泡沫的出口（2); ii. 所述容器（1)，其包括用于對(duì)容器（1)的內(nèi)容物通氣的工具(3a); iii. 泡沫輸送機(jī)(4)，其連接至出口（2); iv. 破泡裝置，其包括： 其中出口（2)與位于容器（1)外部的破泡裝置巧)流體連通;并且 其中破泡裝置巧)包括： a. 倒置的杯(6)，其具有位置在收集托盤(8)中的杯的開(kāi)口（7); b. 盤(9)，其連接至電機(jī)（14)W促進(jìn)盤(9)的旋轉(zhuǎn)，并且所述盤(9)位于杯(6)中且可旋 轉(zhuǎn)地連接至杯(6)的底部； 其中泡沫輸送機(jī)(4)建立了出口（2)和破泡裝置巧）的盤(9)之間的流體連通，并且其中 盤的表面是粗糖的。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于凈化灰水的裝置，其包括： i .用于容納灰水的氣密容器(1)，其包括用于排出泡沫的出口（2); ii. 所述容器（1)，其包括用于對(duì)容器（1)的內(nèi)容物通氣的工具(3a); iii. 泡沫輸送機(jī)(4)，其連接至出口（2); iv. 破泡裝置巧）， 其中出口（ 2)與破泡裝置巧)流體連通，并且 其中破泡裝置巧)包括： a. 倒置的杯(6)，其位置在收集托盤(8)的上方(over),其中所述杯被固定至收集托盤 并且具有通氣口（7); b. 盤(9)，其連接至電機(jī)（14)W促進(jìn)盤(9)的旋轉(zhuǎn)，并且所述盤(9)位于高于收集托盤 處且可旋轉(zhuǎn)地連接至收集托盤的蓋； 其中泡沫輸送機(jī)(4)建立了出口（2)和破泡裝置巧）的盤(9)之間的流體連通，并且其中 盤的表面是粗糖的。
[0019] 優(yōu)選的是盤的旋轉(zhuǎn)速度為1000巧m至10000巧m。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供了用于使用根據(jù)本發(fā)明的裝置凈化灰水的方法， 其包括： i. 將空氣W1-200 L/分鐘的流量噴射(sparging)進(jìn)氣密容器中包含的待凈化的灰水 中； ii. 提供至少半分鐘的停留時(shí)間； iii. 將從容器中產(chǎn)生的泡沫輸導(dǎo)到破泡裝置的旋轉(zhuǎn)盤上;和 iv. 在至少1分鐘的時(shí)間段后停止噴射空氣W得到凈化水。
[0021] 優(yōu)選的是在容器中灰水和空氣的比率為至少1:3。
[0022] 在上述方法中，優(yōu)選使凈化水通過(guò)至少一個(gè)過(guò)濾器(13)。
[0023] 通過(guò)閱讀W下的詳細(xì)描述和所附的權(quán)利要求，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將對(duì)本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員而言變得明確。為了免生疑問(wèn)，本發(fā)明的一個(gè)方面的任何特征可W用于本發(fā)明 的任何其他方面。詞語(yǔ)"包括"意圖表示"包含"但不必然是"由……組成"或"由……構(gòu)成"。 換言之，所列出的步驟或者選項(xiàng)不必是窮舉的。要注意的是，在下面的描述中給出的實(shí)例、 實(shí)施方案和圖意圖為闡明本發(fā)明，并不意圖為將本發(fā)明限制于那些實(shí)例本身。
[0024] 發(fā)明詳述 本發(fā)明設(shè)及用于在家中凈化灰水的裝置和方法，其實(shí)現(xiàn)了用于產(chǎn)生泡沫的對(duì)灰水的通 氣和對(duì)泡沫的物理破壞由此清除存在于其中的表面活性劑。特別地，本發(fā)明設(shè)及用于通過(guò) 重復(fù)使用來(lái)節(jié)約水的對(duì)產(chǎn)生自衣物洗涂和/或漂洗液體的灰水在家中的凈化。本發(fā)明因此 提供通過(guò)不使用任何化學(xué)品除去表面活性劑來(lái)在家中凈化灰水的裝置和方法。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了用于在家中凈化灰水的裝置，其包括： i .用于容納灰水的氣密容器(1)，其包括用于排出泡沫的出口（2); ii. 所述容器（1)，其包括用于對(duì)容器（1)的內(nèi)容物通氣的工具(3a); iii. 泡沫輸送機(jī)(4)，其連接至出口（2); iv. 破泡裝置，其包括： 其中出口（2)與位于容器（1)外部的破泡裝置巧)流體連通;并且 其中破泡裝置巧），其包括： a. 倒置的杯(6)，其具有位置在收集托盤(8)中的杯的開(kāi)口（7); b. 盤(9)，其連接至電機(jī)（14)W促進(jìn)盤(9)的旋轉(zhuǎn)，并且所述盤(9)位于杯(6)中且可旋 轉(zhuǎn)地連接至杯(6)的底部； 其中泡沫輸送機(jī)(4)建立了出口（2)和破泡裝置巧）的盤(9)之間的流體連通，并且其中 盤的表面是粗糖的。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了用于凈化灰水的裝置