电凝反应器的制作方法

本公开总体上涉及水处理，更具体地，涉及用于处理工业和近海海洋废水的电凝设备。

电凝可用于废水的处理。电凝涉及使用电流来去除废水中的污染物。本文使用的术语“废水”包括即使污染物可能不一定对健康有害但人们可能希望从中去除污染物的任何水流。污染物可包括重金属、细菌、生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、总溶解固体(TDS)、总悬浮固体(TSS)、病毒、农药、砷、MTBE和氰化物。污染物可通过电荷来悬浮在水中。由于电凝不涉及使用化学或生物添加剂，因此它是一种环境安全的处理方法。

附图说明

通过结合附图的以下描述中，本发明的某些示例性实施例的各个方面、特征和优点将更加显而易见，其中：

图1A和1B示出了根据本发明实施例的电凝反应器设备的两个视图。

图2是根据本发明实施例的电凝反应器设备的部件的示意图。

图3是根据本发明实施例的电极包装框架的立体图。

图4是根据本发明实施例的端部凸缘和电极的剖视图。

图5和图6是根据本发明实施例的包括具有多个电极板的电极包装框架的电凝反应器设备的立体图。

图7是包括根据本发明实施例的电极包装框架的电凝反应器设备的立体图。

具体实施方式

废水处理涉及受污染的废水流经由电凝(EC)装置的通过。传统的EC装置包括具有以竖直堆叠配置布置的一对或多对导电金属板的电解电池。每个这样的对包括用作阴极的板和用作阳极电极的另一板。电极浸没在待处理的水中。阳极可获得为铁、钢、不锈钢、铝、钛、钛合金或其它阀金属基材。

当电流施加到电解电池时，阳极材料将由于阳极表面处的氧化而开始电化学溶解/侵蚀，而阴极表面将经历钝化并且不会溶解。溶解的阳极称为“牺牲电极”。牺牲电极在水中连续释放(铁)离子。释放的离子使废水流中悬浮的污染物的电荷不稳定。这通过产生聚集体或絮凝颗粒来启动凝结过程，其中所述聚集体或絮凝颗粒是用于随后从溶液中掉落的污染物的成核位点。这些絮状颗粒或絮凝物通过在室中或在电解质浴中的浮选或重力沉降来控制。

传统的EC装置包括具有以竖直堆叠配置布置的多个金属电极板或电极的罐，其中电极可彼此平行地布置。定期更换电极是重要的。例如，在由设置有电催化涂层的导电非催化基材制成的电极的情况下，由于消耗、从基材分离、在与电催化涂层接触的区域中基材本身的钝化或出于其它原因，涂层可能随时间失活。传统的EC装置相当大并且依赖于需要大量维护的溶解空气浮选技术。它们还需要固体卸载/处理物流，而典型的海上石油和天然气平台运营商不愿意管理。因此，EC技术尚未广泛应用于海上油气平台的废水处理。

相应地，需要一种耐用且在其寿命内需要最少维护的EC装置。其应能够在相对小的地表面区域中实施，由此使其能够船载地用于小型船舶上。其应容易且有效地由容易获得的部件制成和制造。其应对于海上操作员进行日常维护而言是成本有效和安全的。

本发明的各方面至少解决上述问题和/或缺点，并且提供至少以下优点。相应地，本发明的一个方面提供了用于流体流处理的方法和电凝反应器(ECR)设备。

根据实施例，提供了用于流体流处理的ECR设备。流体流可包括废水流或任何其它液体流，例如重金属液体流。ECR设备包括：(A)圆柱形电池；以及(B)电极包装框架。电池包括用于接收电极包装框架的圆柱形或鼓状腔室或主体。电极包装框架可包括：(i)一对相对的插入件，其中每个插入件包括多个插入开口；以及(ii)包括多个电极板的电极堆叠。每个电极板水平地堆叠在形成于该对相对的插入件上的一对相对的插入开口内。电极包装框架插入电池体内。

每个插入件的外侧壁是弯曲的。插入开口可限定或形成在每个插入件的内侧壁上。每个电极板或电极可位于距相邻电极预定距离处。此外，每个电极可与相邻电极等距。每个插入件可为基本上半月形或月牙形的。每个插入件被配置为非导电、可移除且可替换的。每个插入件被配置为将废水仅转移到多个电极板的有效区域。

插入件的外侧壁包括一个或多个插入孔或开口。电池包括圆柱形侧壁，其中电池的圆柱形侧壁还包括一个或多个开口。当电极包装框架插入电池内时，插入件的外侧壁上的每个开口与电池的圆柱形侧壁上的相应开口对准以形成通孔。ECR设备可包括锁定装置。锁定装置可被拧入通孔中以将电极包装框架牢固地联接到电池体。

电极板包括一对上端子电极和下端子电极。多个双极电极板堆叠在端子电极的中间。每个电极板与相邻的电极板水平对准地堆叠。导体棒可附接到至少一个或两个端子电极。

ECR设备还包括第一凸缘和第二凸缘。每个凸缘被配置为密封圆柱形电池的第一端和第二端。第一端部凸缘和第二端部凸缘中的每个还包括多个整体式引流器。引流器被配置为促进废水在电池内的蛇形流动。

根据另一实施例，公开了用于处理流体流的方法。本方法涉及：将加压盐水海水流与流体流组合以形成工艺流；使工艺流通过本文所述的ECR设备，以通过使用电极使工艺流经历电解从而促进絮凝沉淀物的形成，其中絮凝沉淀物包含悬浮的固体污染物。另一方面，本方法涉及使流体废物流通过ECR设备，而不将其与加压盐水海水流组合。

本方法还涉及沉淀絮凝沉淀物并从可操作地连接到ECR设备的沉降槽排出基本上不含污染物的上清液。

本方法还涉及将每对相对的插入开口定位在与相邻的一对相对的插入开口相距预定且相等的距离处，以便于每个电极板之间的工艺流的均匀且相等的流动。在ECR设备中促进工艺流的蛇形流动。

本方法还涉及在高压条件下原位清洁电极板。

图1A和1B是根据示例性实施例的ECR设备的两个视图。ECR设备100可包括圆柱形或管状电池110。电池110可方便地用一对第一可移除凸缘和第二可移除凸缘或端子接入盖106和108来密封。与具有在类似压力下可能易于弯曲的扁平体的常规EC装置不同，电池110被配置为圆柱形形状以便经受较高的流体/流体静压力。方便地，电池110可由任何圆柱形或管状结构制造。例如，电池110可由任何工业标准或通常可用的部件(例如管)制造。电池110包括流体入口102和流体出口104。

电池110可由任何合适的非腐蚀性和非导电材料制成。电池110可由例如PVC、其它塑料或涂覆的金属制造。电池110可具有任何合适的尺寸/长度/直径。

图2示出了ECR设备的示例性部件200。部件200可包括如前所述的管状/圆柱形电池110。电池110包括位于与电池110相切的下象限上的流体入口102和位于与电池110相切的顶象限处的流体出口104。电池110还包括用于容纳多个电极的电极包装框架202。

参照图2和图3，电极包装框架202可包括一对非导电插入件302A和302B。插入件302A、302B可由聚氯乙烯(PVC)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)或另一种合适的非导电材料制成。

插入件302A的内侧壁布置成使得面向插入件302B的内侧壁。插入件302A可与插入件302B间隔开预定距离。每个插入件302A、302B的内侧壁可包括多个凹槽或开口(未示出)。插入件302A、302B布置成使得插入件302A上的插入开口与插入件302B上的插入开口基本上对准，从而形成相应的一对插入开口。每个插入开口对与相邻的插入开口对间隔开预定距离。插入开口的尺寸可被确定为牢固地接收电极板204A、204B(统称为“电极”)。预定距离可基本上等于一个或多个电极的宽度。插入件302A、302B被配置为将流体流动仅转移到电极的有效区域并且可使电极的非导电或死区最小化。由于插入件302A、302B可随着使用和随着时间而磨损，因此它们被设计为容易且方便地由操作者移除和替换。这还可增加ECR设备的操作寿命。

插入件302A、302B的外侧壁可具有对应于电池110的内径的几何形状。例如，外侧壁可为弯曲的。插入件302A、302B的内侧壁可为基本上平坦的，以使得插入件302A、302B为基本上新月形的。如图7所示，插入件302A、302B可包括用于接收电极的多个凹槽或开口203。

插入件302A、302B可焊接到电池110。插入件302A、302B可被定尺寸为使得它们可通过施加合适的力而插入电池110内。插入件302A、302B可包括用于接收合适的锁定或紧固机构的一个或多个插入孔208。电池110还可包括位于相对侧壁上的一对电池开口222。插入件302A、302B定位在电池110中，以使得插入孔208与每个电池侧壁上的电池开口222对准，从而形成用于接收插入件紧固或锁定装置216、218的通孔。插入件锁定装置216、218可包括任何合适的装置。在一个实施例中，锁定机构可包括六角头螺栓/垫圈/O形环组件。这种布置便于插入件302A、302B随着时间的推移而老化时周期性地更换插入件302A、302B。

如图5和图6中所示，电极包装框架202可插入电池110内。电极包装框架202包括具有多个平面双极金属板204B和一对端子电极204A的电极堆叠。双极金属板204B用作可消耗电极。电极板204A、204B可彼此平行地布置。并且，电极204A、204B可布置成使得每个电极板204A、204B可从电池110单独地移除。这允许操作者根据需要方便地替换或重新激活电极204A、204B。如图5中所示，一对导体或电流分布条206可焊接到上部和下部端子电极204A的非反应表面上。

参照图3，多个双极性电极板204B夹在一对上部和下部端子电极板204A之间或中间。端子电极204A位于与中间电极204B相同的平面中，以限定用于待处理流体的多个接触表面。端子电极204A被配置为仅基于流体或废水处理循环中的阶段用作阳极或阴极。然而，中间电极204B是双极的，其中一个平面或平坦侧面可为阳极，同一电极204B的另一个平面或平坦侧面可为阴极。电极204B的电极性可周期性地反转以交替磨损模式，以使得每个电极204B均匀磨损。

端子电极板204A可比中间电极204B薄，因为它们的磨损速率相对较慢。中间电极204B和端子电极204A可包括铁、钢、碳、铜、铝、陶瓷、钛、钛合金或其它阀金属的基底。端子电极204A可设置有表面外加电催化涂层，表面外加电催化涂层包含锡、钌、铱、钯、铌或其它电催化材料的氧化物的混合物，以在仍然携带电流的同时降低它们的溶解速率并延长其使用寿命。其使用寿命的延长有助于节省宝贵的成本。电极204B和端子电极204A可布置成插入件302A、302B之间的预定协调间隔。

电极204A、204B以水平布置堆叠。这种水平布置确保了电极204A、204B的相对较大的表面面积可用于消耗/利用。这能够提高操作性能。此外，与常规EC装置不同，电极204A、204B不必被密封。有利地，可以利用电极204A、204B的几乎整个表面面积，即，大约95％或更多的表面面积。另一方面，小于70％的电极表面积可用于传统的板和框架EC装置中。电极204A、204B的更大的表面积的利用可潜在地转化为电极的钢或其它材料的量的减少。例如，如果需要10平方英尺的有效面积(10个板，每个为1平方英尺)，则使用本发明的实施例将仅需要10个板，每个为1.05平方英尺或总共10.50平方英尺。这与常规EC装置形成对比，在70％的利用率下，将需要10个板，每个为1.43平方英尺或14.30平方英尺。

在一个示例性实施例中，十五个电极板(形成14个电池)可放置在电极包装框架202中。每个板可具有193.5平方英寸(长度＝18"，宽度＝8 3/4"，厚度＝1/4")的有效表面积，同时提供每电池3600L/天的设计流量。

导体或电流分布条206可焊接在上部和/或下部端子电极204A的外部或非反应表面上。导体条206可延伸跨过端子电极204A的长度，该导体条206可有利于最佳的电流分布并且容易连接到电源(未示出)。导体条206促进流经电极204A、204B的电流的平均和均匀分布，以促进在端子和中间电极204A、204B的表面上的均匀消耗。

返回参照图2，导体条206可延伸穿过第一端部凸缘106。为了提高安全性，端子电极板204A可在第一端子接入盖处终止于单独的总线连接。整流器(未示出)可用于从合适的电源获取交流电流，对交流电流进行整流，并且向连结件提供直流电流(DC)。所需的电压和电流的量可取决于待处理的废水的体积和已知污染物的类型和浓度。为了获得电极204A、204B的最佳性能和均匀磨损，来自整流器的电压可周期性地被反转。有利地，可在端子电极204A处施加反向DC电流极性以用于促进从流体流中的电极204B的任一表面的均匀溶解，从而用于悬浮固体的消毒和絮凝/团聚的目的，而不需要任何额外的外部凝结剂。并且，相反的极性具有原位清洁效应以去除不需要的沉积物和金属垢，从而提供更均匀的表面来进行电解。已经观察到，0.03至0.20ASI的电流密度可产生足够的絮凝物，以产生良好的凝结和更好的固体和液体的分离。

每个端子电极总线连接可包括保护盖226。盖226可保护操作者免受冲击并且保护连接免受环境因素的影响。用于在端子电极与电源之间进行电连接的连接装置228(例如，接入插头)可设置在端子接入盖226的拐角处。接入插头228可包括绝缘壳体，绝缘壳体具有适配到出口中的孔中的金属销。

第一端子和第二端子接入盖或端部凸缘106、108是简单的螺栓开/闭闭合件。方便地，电池110不需要高压柱塞来实现不漏(leak tight)状态。螺栓开/闭闭合件凸缘装置便于电极堆叠的前端接近。此外，其有助于快速更换中间电极204B和端子电极204A。一对密封件，例如O形环212可用于将第一端部凸缘106和第二端部凸缘108密封到电池110。每个端部凸缘106、108可使用合适的凸缘紧固装置214来保持就位。例如，端部凸缘106、108可用多个螺栓(例如，16个螺栓)、平垫圈、板、锁紧垫圈和螺母来保持就位。这些凸缘紧固装置214可穿过端部凸缘106、108上的开口210拧紧，并且可通过电池110上的螺柱或柱(未示出)固定。螺栓端部凸缘106、108简化了ECR设备的组装和拆卸。端部凸缘106、108可设置有提升吊耳(lug)230。提升吊耳230可设置有开口。可以理解，当电极包装框架202(其中有电极204A、204B)被插入到电池内时，ECR设备200的重量大大增加。因此，为了便于方便的处理和运输，可将合适的钩(例如J形钩(未示出))插入到提升吊耳230的开口中。一链条可附接到钩，以便于方便地提升或吊起ECR设备200。

每个端部凸缘106、108可通过仅移除凸缘紧固装置214而容易且方便地打开。通过仅打开第一端部凸缘106来接近电极包装框架202可以使可能的。此外，由于两个端子电极204A被配置在相同的取向上并且定位成靠近第一端部凸缘106，所以仅需要移除第一端部凸缘106来完成任何维护。电极204B和端子电极204A可容易地接近以用于日常维护和原位置换。此外，如果需要，则可移除单个电极204A、204B，而不必移除任何其它电极板。

现在参照图4，端子导体条206可用合适的密封机构(例如O形环404)密封到端部凸缘。端部凸缘106、108还可包括整体式引流器402。引流器(diverter)402可为配置在端部凸缘106、108上的切口或切面以提供层工艺流流动。引流器402可配置为使得待处理的流体流以蛇形方式在电极堆叠的基部和电极堆叠的顶部之间流动。可通过确保电极204A、204B布置成顺序地水平布置并且通过确保电池在底部仅具有一个入口并且在电池顶部具有一个出口来提供穿过所有电极的流体流的连续流动。这种布置在水平布置的电极204A、204B的整个宽度上允许无阻碍的层流。

根据另一实施例，本文中公开了用于处理流体流的方法。本方法包括提供如前所述的ECR设备的实施例以便于流体流的处理。流体流可在与管状电池相切的下象限上进入ECR设备，并且其可在与电池相切的顶象限处离开电池。ECR设备可通过电化学氧化以及通过悬浮颗粒的凝结来使来自工艺流的悬浮固体团聚，从而对各种形式的细菌进行消毒。更具体地，与需要附加气体处理或其它固体去除设备的大气浴或静态配置相反，ECR设备可用于加压工业工艺中。

在一个方面，加压盐水海水可与流体流组合以形成工艺流。加压的海水流为某些电化学反应提供已知的盐度，并且其改善废水流的电导率以降低电池电压和功率。ECR设备还可在没有在更高的操作电压(功率)下添加盐水海水并且不形成氯消毒化合物的情况下操作。可以形成例如氢氧化物、过氧化物等其它氧化剂以提供所需的消毒。

工艺流的处理可能需要除去增加至生物需氧量(BOD)和化学需氧量(COD)的污染物。其还可能需要除去固体废物以及除去和破坏如粪大肠菌群的有害细菌。这些污染物是可溶的和不溶的。那些可溶性化合物用如氯、次氯酸盐、臭氧和过氧化物的强氧化剂进行化学处理。这种初始处理步骤可在使流体流通过ECR设备之前进行。申请人的OmnipureTM系统可用于这种初始处理步骤。

下一个处理步骤可包括从进一步含有这些污染物(BOD、COD、粪大肠菌等)的工艺流中除去固体物质。ECR设备有助于产生促进这些固体的去除的环境。固体物质可为细胶体颗粒。

当工艺流穿过ECR设备时，DC在水平布置的电极堆叠之间通过。在电解过程中，阳极将电化学地溶解/腐蚀，而阴极将进行钝化而不溶解。阳极/牺牲电极在水中连续产生离子。这些释放的离子通常是金属氢氧化物(并且通常为氢氧化铁)。释放的离子使细小悬浮胶体颗粒的负电荷不稳定，并且悬浮的胶体固体容易被吸引到金属阳离子。这些金属离子充当核以将负载电子的胶体颗粒一起吸引成絮凝物沉淀物。这产生更大、更重的絮凝物，而该流然后可通过重力在收集箱中沉降，并且经处理的水准备被排出。经处理的流体或上清液基本上不含污染物。

使用ECR设备的流体处理的一个新颖方面是以最少量的金属/电极消耗形成最佳尺寸的附聚颗粒或絮凝物。这能够延长可消耗电极的寿命，并且还能够最小化电功率的使用。另外，一旦形成絮状物，则液体流中的湍流被最小化，因此聚集的絮状物不会分裂并且能够容易被沉降。最佳尺寸的絮状物的形成可通过以下方式来促进，即：a)确保电极包装框架中的电极布置在水平面中并且以预定距离适当地间隔开；b)控制流体流的速度；以及c)通过在端部凸缘上提供引流器来促进对蛇形废水流的方向的适当改变。

氢气是ECR设备中电凝工艺的反应的副产物。在ECR设备中产生的氢比流体流/工艺流液体更轻。氢由于其相对于废水流的密度而以较高的速度移动。因此，添加的氢像烟囱或文丘里效应一样起作用，并且当废水流通过ECR设备的底部蛇形地流到顶部时，增加了速度，而这能促进电极板的清洁并且还降低了电极板之间的电阻以及总工作电压。

端部凸缘中的引流器可允许连续的工艺流被引导到电池内的蛇形流中。电极的顺序水平布置以及具有一个入口和一个出口的电池可允许连续流流过所有电极板。流动的短路可通过按电极的顺序和水平布置的蛇形流动来防止。此外，其能够防止鳞片或沉积物的形成，其中鳞片或沉积物可能不允许流的跨过所有电极板的均匀分布，例如当板如在常规EC装置中那样以垂直布置定向时发生的。在这种常规布置中，流入可等于流出，但是其不保证在每对板之间的均匀和相等的流动。在最坏的情况下，流动可在堆叠中的一对或多对板之间被限制或甚至停止，但是操作者可能不知道这种情况。另一方面，如本文所讨论的，供给到ECR设备的电源可由板载PLC(可编程逻辑控制器)控制。对于ECR设备的工艺流和电压可被连续地监测。因此，如果流动在任何两个电极板之间受到限制或停止，则能够在过热和ECR设备中的氢气可能爆炸之前使用常规技术(例如增加的电压)来使操作者立即意识到。

离开ECR设备的处理过的流可被管道输送到脱气容器。这允许氢气的排出。脱气步骤可进一步增强絮凝颗粒被重力分离的能力。絮凝颗粒可在脱气容器下方的沉降槽中分离。沉降槽可具有倾斜的底部以积聚沉降的固体以便移出和进一步处理，因为B类消毒的固体可适合在填埋场排放。在沉降槽的顶部处，上清液可具有满足排放要求的质量，并且可从处理系统释放。例如，处理工艺可提供国际海事组织(IMO)的MEPC.159(55)和MEPC 227(64)要求内的良好的上清质量，同时消除处理来自原始的未处理流入物的废物固体的需要。

根据另一实施例，ECR设备在高压和高速模式下的操作通过ECR设备的电池的管状设计来促进。根据实施例，公开了用于电极堆叠的新型清洁程序。这种方法涉及使水在高压条件下从电池底部的入口通过。水被允许向上流过电极堆叠中的电极，并通过电池顶部的出口流出。该处理还涉及在高压条件下用空气洗涤电极堆。空气从出口通过并允许向下流动通过电极堆叠中的电极并通过入口离开。清洁程序在高压条件(约80psi至约120psi)下以预定的时间间隔进行。在一个示例性实施例中，分别在向前和向后冲洗期间，ECR设备内部压力保持在约15psi和35psi，同时提供80psi的空气洗涤。

ECR设备可在基本上高压条件下在原位经受清洁，并且与可比的基于罐的常规EC装置不同，在电池的主体上没有任何泄漏和物理变形。例如，各种部件(即端子和中间电极、导体棒、O形环密封件、螺柱等)可承受高压反冲并且可表现出均匀的磨损。电极的尺寸变化和重量损失在整个电极堆叠中可为相等的。电极没有表现出水锤效应的任何可见指示。根据实施例，电极的极性应在操作期间周期性地反转(至少每15分钟一次)，以便获得电极的最佳性能和均匀磨损。

作为在操作循环之间的按序的高压空气和水反冲洗净化的结果，缩放被最小化并且电极可更有效地操作，而没有长时间的手动清洗。工作电压可与工作小时成比例地增加，并且当刻度被移除时，可减小刻度和工作电压的累积。根据一个实施例，清洁过程确保了电极板在必需的操作条件下可在不必更换之前操作超过1500个操作小时。

清洁可使用本领域已知的各种控制系统来自动地进行。这种高压清洁方案有助于连续产生高带电粒子，并且可最小化电极的手动清洁。这还可最小化操作者维护/手动清洁并且可基本上减少任何设备停机时间。自动清洁过程还可提供更好和更均匀的清洁操作。

ECR设备是轻型模块化系统，其占地面积小且易于安装和维护。在ECR设备的构造中涉及的成本显著低于常规EC装置。这是因为ECR设备包括标准的预制部件而导致的。ECR设备的组件仅需要最少的胶合和固定装置来保持部件。由于仅需要最小的胶合，所以泄漏发展的风险也被最小化。

除了显著节约成本，ECR设备使操作者更安全地进行日常维护以减轻危险夹点，电极堆叠移位和手动提起较重电极板的可能性。当更换电极时，ECR设备可方便地允许前部进入。ECR设备可为操作者提供保护，因为没有暴露的可能与人接触的电连接或者电极板。

本文中公开的ECR设备的一个或多个实施例可在用于处理废水的任何系统中使用。例如，ECR设备可在美国专利第8465653号中公开的系统中使用，该美国专利的内容以其整体地并入本文，以代替其中公开的电凝设备。

ECR设备可在用于废水处理和回收的电凝应用的范围，例如在压裂回流和产出水处理以及从各种废物流的金属和污染物(例如磷酸盐)去除中使用。

提供以下参考附图的描述以帮助全面理解由权利要求书及其等同物限定的本发明的示例性实施例。相应地，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本文中描述的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清楚和简明，可省略对公知功能和结构的描述。

在以下描述和权利要求书中使用的术语和词语不限于书面意义，而是仅由发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本发明。相应地，对本领域技术人员显而易见的是，提供本发明的示例性实施例的以下描述仅用于说明的目的，而不是为了限制由所附权利要求书及其等同物限定的本发明的目的。

虽然根据“包括(comprising)”、“含有(containing)”或“包含(including)”来描述ECR设备和方法，但是各种部件和方法也可“基本上由各种部件和步骤构成”或“由各种部件和步骤构成”。特别地，本文中公开的每个数值范围(形式“约a至约b”或等同地“约a至b”)应被理解为阐述在更广泛的范围值内涵盖的每个数值和范围。此外，除非专利权人另有明确和清楚的限定，否则权利要求书中的术语具有其平常的普通含义。此外，如本文中所使用的不定冠词“一(a)”或“一个(an)”被限定为是指其引入的一个或多于一个元件。如果本说明书和可能通过引用并入本文的一个或多个专利或其它文献中的词语或术语的使用存在任何冲突，则应采用与本说明书一致的定义。

应当理解，除非上下文中另有明确规定，否则单数形式“一(a)”、“一个(an)”和“该(the)”包括复数指示物。如本文所使用的，词语“包括(comprise)”、“具有(have)”、“包含(include)”及其所有语法变体均旨在具有不排除额外的元件或步骤的开放性且非限制性的意义。应当理解，如本文中所使用的，“内”、“外”、“第一”和“第二”等、“上”和“下”等是任意指定的，并且仅旨在在两个或更多个表面、电极、覆盖物等之间的区分，并且不指示任何特定的取向或顺序。此外，应当理解，仅术语“第一”的使用不需要任何“第二”的存在，并且仅仅术语“第二”的使用不需要任何“第三”等的存在。

相应地，ECR设备很好地适合于实现所提及以及其中固有的那些目的和优点。上文中所公开的特定实施例仅是说明性的，因为本发明可以对受益于本文的教导的本领域技术人员显而易见的不同但等同的方式进行修改和实践。此外，除了在下面的权利要求书中所描述的之外，不知在限制本文中所示的构造或设计的细节。因此，显然可替换或修改上面公开的特定的示例性实施例，并且所有这些变化均被认为在本发明的范围和精神内。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.用于流体流处理的电凝反应器(ECR)设备，包括：

(A)电极包装框架，其中所述电极包装框架包括：

(i)一对相对的插入件，其中每个插入件包括多个插入开口；以及

(ii)电极堆叠，其中所述电极堆叠包括多个电极板，其中所述多个电极板包括上部和下部端子电极，并且其中每个电极板水平地堆叠在形成于所述一对相对的插入件上的一对相对的插入开口内；以及

(B)电池，包括圆柱形侧壁，其中所述电极包装框架插入所述圆柱形电池内，

其中，导体棒在水平堆叠的所述上部和下部端子电极中的每个的长度上延伸。

2.根据权利要求1所述的ECR设备，其中，每个插入件的外侧壁是弯曲的，并且其中每个插入件开口形成在所述插入件的内侧壁上。

3.根据权利要求2所述的ECR设备，其中每个电极位于距相邻电极预定距离处。

4.根据权利要求1所述的ECR设备，其中每个插入件是月牙形的。

5.根据权利要求1所述的ECR设备，其中每个插入件是非导电的。

6.根据权利要求1所述的ECR设备，其中每个插入件被配置为可拆卸和可替换的。

7.根据权利要求1所述的ECR设备，其中每个插入件被配置为将所述流体流引流到所述多个电极板上的一个或多个有效区域。

8.根据权利要求2所述的ECR设备，其中所述插入件的外侧壁包括一个或多个插入孔。

9.根据权利要求8所述的ECR设备，其中，所述电池的圆柱形侧壁还包括一个或多个开口，并且其中当所述电极堆叠插入所述电池内时，每个插入孔与所述电池的圆柱形侧壁上的相应开口对准以形成通孔。

10.根据权利要求9所述的ECR设备，还包括：

锁定装置，并且其中所述锁定装置被拧入所述通孔中以将所述电极包装框架牢固地联接到所述电池。

11.根据权利要求1所述的ECR设备，其中多个双极电极板被堆叠在所述端子电极的中间。

12.根据权利要求1所述的ECR设备，其中每个电极板堆叠成与相邻的电极板水平对准，并且其中每个电极板布置在垂直于流体入口和流体出口的平面中。

13.根据权利要求11所述的ECR设备，其中所述导体棒附接到所述上部和下部端子电极的外表面或上方。

14.根据权利要求1所述的ECR设备，还包括：

第一凸缘和第二凸缘，其中每个凸缘被配置成密封所述圆柱形电池的第一端部和第二端部，并且其中所述导体棒至少延伸穿过所述第一凸缘。

15.根据权利要求14所述的ECR设备，其中所述第一凸缘和所述第二凸缘中的每个还包括多个整体式引流器。

16.根据权利要求15所述的ECR设备，其中所述多个整体式引流器便于所述废水在所述电池内的蛇形流动。

17.用于处理流体流的方法，包括：

使所述流体流通过如权利要求1所述的电凝反应器(ECR)设备。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

在使所述流体流通过所述ECR设备之前组合加压盐水海水流与所述流体流。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括：

将每对相对的插入开口形成为使其与相邻的一对相对的插入开口具有预定且相等的距离，以便于每个电极板之间的工艺流的均匀和相等的流动。

20.根据权利要求17所述的方法，还包括：

提供用于所述圆柱形电池的一对端部凸缘，其中每个凸缘包括整体式引流器。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括：

促进所述工艺流的蛇形流，其中所述蛇形流涉及所述流体流从所述圆柱形电池的底部处的入口到所述圆柱形电池的顶部的出口的连续和顺序流动。

22.根据权利要求17所述的方法，还包括：

原位清洁所述电极堆叠，其中所述清洁包括：

允许加压的水流向上流过所述电极堆叠，其中所述水从所述圆柱形电池的底部的入口通过至所述圆柱形电池的顶部的出口；以及

使加压的空气流向下通过所述电极堆叠，其中所述空气从所述圆柱形电池的顶部的出口通过。

23.根据权利要求22所述的方法，还包括：

在约80psi至约120psi下清洁所述电极堆叠。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述清洁以预定的时间间隔进行。

说明或声明(按照条约第19条的修改)

权利要求1：权利要求1被修改为陈述“导体棒在水平堆叠的所述上部和下部端子电极中的每个的长度上延伸”。书面意见指出，权利要求相对于Gilmore等人的WO 2011/159941 A1(“Gilmore”)是显而易见的。经修改，导电棒(参见图3的项206)沿上部和下部端子电极(参见图3的项204A)的长度延伸。在驳回权利要求13时，书面意见正确地指出，在Gilmore中，“‘汇流棒132’位于该组的相对端处”。Gilmore在第[85]段重申了这一点，即，增加的重点“汇流棒132位于电极组的每一侧处”。因此，冒昧地提出，Gilmore至少没有公开修改的权利要求1中所述的限定。

权利要求12：权利要求12被修改为陈述“每个电极板布置在垂直于流体入口和流体出口的平面中”。在第[106]段中，参照图20和21，Gilmore提到“水平串联地对齐”的板。然而，很清楚的是，板160(在图20中)以及入口118和出口120在对齐在同一平面中。因此，冒昧地提出，Gilmore至少没有公开修改的权利要求12中所述的限定。

权利要求13：权利要求13被修改为陈述“所述导体棒附接到所述上部和下部端子电极的外表面或上方”。如上所述，Gilmore仅教导位于电极组的每一侧处的汇流棒132。因此，Gilmore至少没有公开修改的权利要求13中所述的限定。

权利要求14：权利要求14被修改为陈述“所述导体棒至少延伸穿过所述第一凸缘”。Gilmore的汇流棒132位于电极组的每一侧上。因此，Gilmore至少没有公开修改后的权利要求14中所述的限定。

这些缺陷并没有被任何其它对比文件(即，Hermann、Leffler、Burton和Sako)所解决。