臭氧辅助洗衣房洗衣方法

专利名称：臭氧辅助洗衣房洗衣方法
技术领域：
本发明涉及洗衣房废水处理和洗衣方法，特别是涉及使用臭氧做为清洁和消毒剂的洗衣方法。本发明是转让给本发明受让人的美国专利NO.5,097,556、5,181,399和5,241,720的改进。美国专利NO.5,097,556、5,181,399和5,241,720所讨论的内容和技术在此引为参考。
臭氧是一种在室温下由自由的独立氧分子相结合而形成的气体，它是很强的氧化剂，并且已证实，臭氧可有效地将织物上的臭味、污秽和其它沾染物去除。在以前的发明中，揭示了一种使用闭合环路水系统的洗衣房洗衣过程，此过程中的洗衣水水源进行了臭氧处理，然后输送到一系列的洗衣房洗衣设备中。用过的洗衣水在循环的末端收集起来，并回流到储存设备中用于再重复使用。诸如污秽、棉屑等废物在洗衣水再循环到水源之前在洗衣循环的末端处从洗衣水中除去。洗衣水过滤、再循环、以及洗衣过程中损失水的补充均包括在本发明所揭示的洗衣过程的步骤中。
尽管以前所发明的洗衣过程运行比较成功，但对于大多数商业应用来讲，其设备太庞大，并且对洗衣来讲，设备比较费力、且维护强度大。本发明涉及一种为实现改进结果的改进洗衣方法，特别是涉及臭氧发生效率的改进、洗衣水挟带臭氧方法的改进，最终产生较紧凑的系统设计，并提高了自动化，降低了维护要求。通过增加氧和/或干空气气体浓缩机，臭氧发生可大大增强。尽管与臭氧发生设备有关的总占用面积减少，但氧产量的提高允许较多量的臭氧产生，因而，可以在许多空间有限的地方使用。再则，产量的提高使更多量的臭氧、以更快的速率溶解在水中，该速率使水中臭氧的含量得以维持。这降低了起动次数，提高了消毒速度、提高了除臭速度、提高了其它水或污垢的氧化速度。这使得可以使用较小尺寸的储水箱和水接触箱使与这些水容器有关的总占用面积减小，因而可以在空间有限的区域内安装和使用。另外，通过使用可在臭氧发生器与接触箱和储存箱所使用的文杜里管之间的管线上产生真空的文杜里喷管，可使臭氧挟带增强。另外，通过对储存箱和接触箱限流、在输水管线上产生背压，可使臭氧挟带进一步加强。10～30Psi的此背压可大大地提高溶解率。当输送臭氧/空气混合物时，文杜里喷管起混合器的作用。在文杜里喷管后可以设置、也可以不设置用于产生涡流的静态混合器。可以增设臭氧接触延长器，以提高臭氧与水的接触时间，这也可以提高溶解率。这些接触延长器可以装设、也可以不装设用于增强挟带的静态混合器。进一步讲，氧和/或干空气臭氧发生器产量的提高，在最大溶解不如空间节省那么重要的场所，可以减少或去除臭氧接触延长器，因而是减小了与臭氧接触延长器及其管路有关的占用面积。臭氧发生器可以装设可选电压调节器，使得可根据需要提高或降低臭氧的含量。明确地讲，此项调节每天在系统的初始起动阶段、或当由于存在大量的水成污垢，使系统对臭氧的需求量增加时使用。这使得在处理具有不均匀特性的衣物或水时具有较大的灵活性。
本发明也涉及多层过滤的处理过程。首先是粗网或袋过滤器，将大的棉屑颗粒和其它材料去除。除后是为滤除较细小棉屑而设计的一个或多个过滤器。然后可将储存箱用作浮选容器，对臭氧气体提供足够的背压将其泵入到储存箱中。这将产生成百万的气泡，使溶解的固体浮到储存箱的顶部，通过溢流、迫使漂浮的固体越过储存箱顶部的溢流堰而将其去除。在储存箱后部可装设一个或多个设计用来滤除洗衣水中更小细粒的精细过滤器。
其它新特性包括可选使用水软化剂，用于消除当地水源的硬度。当加入软化剂时，这一特性降低了有关所生成水输送的时间。另一个特性是可选的将废气从接触箱的顶部再循环、并挟带进入储存箱中的过程。这可降低所需要发生的氧量，并降低需要排放和/或损坏的臭氧量。
本发明的目的之一是提供一种使用臭氧对洗涤材料进行清洁和除垢的改进的洗衣房废水处理系统。这种系统节约水，可减少或不需要热水、肥皂和化学物质，可大大地降低运行成本。
本发明的另一个目的是提供一种改进的洗衣房处理系统。该系统利用有助于氢氧基(OH)生成的中性至略碱性PH，促进与臭氧相结合的先进的氧化化学过程，从而强化清洁过程。
本发明的另一个目的是提供一种使用挟带在洗涤水中的臭氧进行洗涤的洗衣房洗涤系统。该系统具有改进的臭氧挟带系统，用于提高臭氧洗涤过程的效率。
本发明的另一个目的是提供一种使用氧和/或干空气生成挟带在洗涤水中的臭氧的洗衣房洗涤系统。该系统具有增大的臭氧产量，可以提高臭氧洗涤过程的效率，可清洁污垢的水，减小总尺寸，提高可靠性。
本发明的另一个目的是提供一种使用接触延长器的洗衣房洗涤系统。根据需要，此接触延长器可提高臭氧与洗涤水之间的接触时间，从而提高臭氧的溶解率，并维持最大的臭氧浓度。
本发明的另一个目的是提供一种使用装有静态混合器的接触延长器的洗衣房洗涤系统。根据需要，此接触延长器可以增加臭氧与洗涤水之间的混合，从而提高臭氧的溶解率，并维持最大的臭氧浓度。
本发明的另一个目的是提供一种使用限流的洗衣房洗涤系统。该限流在文杜里管道的流出侧产生背压，使一定百分比的臭氧气体溶解到加工水中，从而提高臭氧的溶解率，并维持最大的臭氧浓度。
本发明的另一个目的是提供一种使用限流的洗衣房洗涤系统。该限流产生背压使一定百分比的臭氧气体溶解到储存箱的水中，该水可用来使废物漂浮到储存箱的顶部，并使所述废物随溢流的水排走。本发明的另一个目的是提供一种使用多层过滤系统的洗衣房洗涤系统。该多层过滤系统在水再循环和再使用之前，首先用粗滤器将棉屑和其它大的残渣滤除，而后是对包括漂浮着的溶解和悬浮固体在内的非常细小的废物滤除。
本发明的另一个目的是提供一种再循环洗衣房洗涤系统。根据需要，该再循环将接触箱中的废气用于储存箱中。另外，可在臭氧废气的再循环中使用增高的背压，这将降低系统产生的总废气量。
本发明的另一个目的是提供一种使用底部开孔口箱的洗衣房洗涤系统。该孔口箱可进行箱体排放和/或颗粒排放，用于将箱中沉积的废物去除。
本发明的另一个目的是提供一种在箱上使用可进行溢流循环槽盖的洗衣房洗涤系统。随着箱中水位的升高，迫使漂浮的颗粒和残渣进入或流过清除堰。
本发明的另一个目的是提供一种使用可选精细过滤器(能够过滤大多数微小细粒)的洗衣房洗涤系统。该过滤器用于在大多数所要求的地点中确保最好的水质。
本发明的另一个目的是提供一种使用溶解空气浮选(DAF)技术的洗衣房洗涤系统。该技术可进一步清洁洗涤水，并大大提高水的再循环能力。
这些以及其它的目的可在下述示图和技术说明中得到体现。


图1所示为根据本发明的闭合环路洗衣房废水处理和洗涤系统。该系统在当废物负荷低，并且水回收优先时使用。
图2所示为根据本发明的闭合环路洗衣房废水处理和洗涤系统。该系统在当废物负荷高、并且水回收优先时使用。
图3所示为根据本发明的无回流洗衣房洗涤系统。
参照图1，洗衣房废水处理、洗涤过程和系统包括一台或多台洗衣机10。洗衣机10的类型可在商用洗衣厂、洗衣店、宾馆、学校、宿舍、或其它类似的，需进行大量洗涤的场所见到。每台洗衣机都可独立于其它洗衣机运行，并由连接到储水或接触箱14上的供水管线12提供臭氧化的洗涤水。利用供水泵16经供水管线12将洗涤水由接触箱14供入到洗衣机中。接触箱14中的洗涤水已与臭氧结合，可在不使用或少量使用用于增强洗涤清洁效果的热水、肥皂、洗衣粉、或其它化学产品的情况下达到最大清洁。可增加一台可选加工泵17，用于提高送至洗衣机10中的洗涤水流量。使用启动洗衣机用的加工泵16将洗涤水泵入到洗衣机10中。洗衣机10通过排放管11将废水排放到用于收集废水进行再循环的集水槽18中。如果集水槽18太满了，那么溢流堰19就将废水溢流至排放口9，以避免溢出。在一个洗涤循环完成后，利用集水槽泵20，经合适的袋或网过滤器22将集水槽18中用过的洗涤水泵入到储水箱21中。储水箱21具有一溢流堰25，用于在如果储水箱21太满时将水溢流到排放口13，以避免溢出。储水箱21中的水由泵27经细粒过滤器29传送到储存箱24中。也可利用补充水阀28将淡水经补充水供给管26加入到储存箱24或集水槽18中。如果当地水源的水硬度高，那么可加入可选水软化剂60。水软化剂可将妨碍臭氧生成的离子(Fe、Mn、Mg、Ca)除去，因为这些离子将会氧化并消耗系统中的一部分臭氧，使臭氧的实际含量难以维持。
泵30将水从储存箱24中泵出，使其通过细粒或微粒过滤器32。系统中由过滤器22起始的过滤器组起多层过滤系统的作用，也就是逐级从再循环水中过滤出的颗粒的尺寸起来越小。由于初始过滤器22不聚集任何颗粒，因此这可防止过滤器22阻塞。然后水通过次喷射管52，将臭氧从臭氧气体管线44上吸走。然后气/水混合物从次喷射管52上排出，经管线34进入到静态混合器35和接触延长器38中。静态混合器可如图所示设置，或者设置在位于接触延长器38后部的箱24中，混合器搅拌气/水混合物以加强溶解。混合器采用非活动静叶或折流板组件形式。次喷射器52装有止回阀62，用于防止水回流到臭氧发生器40中。如图所示接触延长器38位于箱24中，然而它也可以设置在箱24的外部。接触延长器38由直径为4英寸的PVC管构成，以在流注到箱24中之前形成向上、向下流动的曲折通道。由于接触时间，即臭氧进入到退出水柱的时间，通常为5～15秒，这取决于接触箱的高度，而接触延长器38可使接触时间提高到60秒或更多。气泡在水柱中停留的时间越长，可有越多的臭氧通过相界由气体转变为液体。因而延长器的使用可导致较高的臭氧含量或较快的充注时间。接触延长器38或静态混合器35可装设可选限流阀或接头37，用于限流和产生背压从限流处回至泵的管线上的背压引起压力升高，至使含臭氧的气体进入溶液中，再次产生较高的臭量含量或较快的充注时间。另外，当压力释放时，成百万的气泡形成，这些气泡携带悬浮的固体至箱顶部使其被撇去。当要将漂浮的废物溢流到溢流堰23中时，可将储存箱24中的水位升高。排放口101用于在必要时将储存箱排空。如同所要求的，使用传送泵30可使储存箱24中的水流经精细过滤器32。流动控制阀39将水流从储存箱24引入到接触箱14中。使用阀39使得一个泵可以起两个作用。由于将水从储存箱24传送到接触箱14中的传送泵仅部分时间使用，因此如果洗衣机10不需要较多的水时，再循环泵30通过阀进行控制也可将水引回到储存箱24中。由于在到达14之前，挟带氧的水就产生、并被过滤，使系统的电抽吸减少，因而储存箱24及其再循环回路的费用得到节省。
用泵16将接触箱14中的水经主喷射管42泵入到管线43中，并在流经静态混合器45、接触延长器46和可选限流器47后泵回到接触箱中。主喷射器42装有止回阀61，用于防止水流回到臭氧发生器中。接触箱14中的水位可在要将漂浮废物溢流到溢流堰13中时升高。运行时，水在泵16的作用下沿轨道流动，直至洗衣机10需要水时其被短接。洗衣机上的阀开启，轨道中的压力迫使水进入洗衣机中，而不是通过文杜里喷管42。如果洗衣机经常需要水则使用可选泵17，那么就没有足够的臭氧化时间。
生产臭氧时，氧浓度越大，所产生的臭氧就越多。使在氧浓缩机41中浓缩的氧通过臭氧发生器40而产生臭氧，臭氧发生器为一电晕放电电场。压缩机53为压力摆动吸收氧浓缩机41提供压缩空气。氧浓缩机可提供含氧量达50％至几乎100％的气体，而较佳的浓度为80～95％。臭氧发生器40为商用型电晕放电装置。臭氧发生装置包括可对臭氧产量进行调节的电压调节器。如果流量不变，电压升高，那么臭氧产量也增高。臭氧发生器产生的臭氧在接触箱14和储存箱24中与水结合。当含有50～100％干氧及其余为干大气的压缩空气通过高压放电源，最好是通过电晕放电发生器时，一部分气体转化为带电的氧离子，这些氧离子再结合形成O3，即臭氧。电压调节器77或177也可用来改变臭氧的产生量。如果流量不变，压力增高，则臭氧的产生量也增高。臭氧由臭氧发生器40产出，利用喷管42挟带入水中。喷管42最好是文杜里喷管，可在臭氧输送管44和44a中产生真空。臭氧经臭氧喷射管线43供入到接触箱14中。在接触箱14中，臭氧与洗涤水混合进入洗涤水中。然后气/水混合物可通过管线43进入到混合器45、接触延长器46、以及产生限流和背压的可选限流阀或接头47中。静态混合器45、接触延长器46和接头47的作用与前面设置的静态混合器35相同。排放口100用于在必要时将接触箱14排空。
接触箱14和储存箱24经废气管线50将多余的臭氧排出。废气被引入到排放口70或可选臭氧破坏装置71中。
参照图2，洗衣房废水处理、洗涤过程和系统包括1台或多台洗衣机110。这些洗衣机110的类型可在商用洗衣厂、洗衣店、宾馆、学校、宿舍、或其它类似的需进行大量洗涤的场所见到。每台洗衣机都可独立运行，并由连接到储水或接触水箱114供水线112提供臭氧化的洗涤水。利用供水泵116经供水管线112将洗涤水由接触箱114供入到洗衣机中。接触箱114中的洗涤水已与臭氧结合，可在不使用或少量使用用于增强洗涤清洁效果的热水、肥皂、洗衣粉或其它化学产品的情况下达到最大清洁。可增加一台可选加工泵117，用于提高送至洗衣机110中的洗涤水流量。使用启动洗衣机用的加工泵116将洗涤水泵入到洗衣机110中。洗衣机110通过排放管111将废水排放到用于收集废水进行再循环的集水槽118中。如果集水槽118太满了，那么溢流堰119就将废水溢流放掉，以避免溢出.在一个洗涤循环完成后，利用集水槽泵120、经可将诸如棉绒、钮扣等粗物滤除的合适的袋或网过滤器122，将集水槽118中用过的洗涤水泵入到储水箱121中。储水箱121具有一溢流堰125，用于在如果储水箱121太满时将水溢流到排放口排出，以避免溢出。在储水箱121中可加入能粘结悬浮物的助聚剂或聚合物，用于使脏物漂浮在水面以便撇去，此助聚剂或聚合物来自储存器181。聚合物可利用聚合物泵180，经输送管线182泵入。储水箱121中的水由泵13 1传送到高压储存箱132中。高压储存箱132使用由与压缩空气供给管线152相接的压气机151提供的压缩空气，加压到45～80Psi。
溶解空气浮选(DAF)或固体物去除箱134保持为OPsi。高压储存箱132中的水经流量分配器190排放进入DAF134中，产生成百万的气泡使悬浮脏物浮动到顶部以便将其撇去。利用聚合物泵280经供给管线282将二次混合聚合物从聚合物储存箱281供入到DAF134中。流量分配器190将水水平引入，产生成百万的气泡将微粒和固体沉积物浮动到DAF134的顶部。用撇渣器191将固体废物从DAF134的顶部除去，并经溢流堰192撇入到污物收集箱193中。次撇渣器205装设在DAF134的底部，这使得沉积的废物可通过排放口202清除。由固体物去除箱134底部而来的相当清洁的水流入到水箱135中，而不是如实施例1所述进入到储存箱中。
然后使用传送泵138将水从水箱135传送到接触箱114中。经水箱135进入到接触箱114中的水由过滤器136进行了过滤，将剩余的较细微粒进行了滤除，使得进入到接触箱中的水基本上无脏物和沉积物。一旦由水箱135传送来的水将接触箱114注满，流量控制阀149就关闭，利用供水管线148建立一再循环回路。这使得接触箱114中的水可经过滤器136进行连续的过滤。排放口201用于在必要时将接触箱114排空。
如果在传送到接触箱114中之前需要将水预臭氧化，那么可增加一可选臭氧再循环回路至水箱135。用泵169经管路168使水再循环。文杜里喷管162经与臭氧排放管线150相连接的管线164将臭氧气体吸入。喷管162装有止回阀165用于防止水回流入臭氧发生器140。由水箱135而来的废气经排放管线166排出。
利用水补给阀128经水补给管线126给接触箱114或集水槽118补充淡水。如果当地水源的水质很硬时，可加入可选水软化剂160。
反向传送管线143形成水反向传送回路，使水连续地循环回入接触箱114中，并使用混合器153、接触延长器146以及可选流量限制接头147使回流的水与接触箱中的水混合。可增设过滤器139对接触箱114中的水进行进一步的细滤。接触箱114中的水位可在需要将漂浮的废物溢流入溢流堰113中时，升高。排放口200用于在需要时将接触箱排空。
在臭氧发生器中以上述同样的方式生成臭氧。臭氧由臭氧发生器产出，利用喷射管142将臭氧挟带入水中。喷射管142最好是文杜里喷管，其可将臭氧供给管线144和144a抽真空。喷射管142装有止回阀145，用于防止水回流入臭氧发生器。臭氧通过臭氧喷射管线143供入接触箱114中。臭氧挟带进入喷射管142中的水中。接触箱114经废气管线150将多余的臭氧排出。废气被引入到排放口170或可选臭氧破坏装置171中。
参照图3，除将再循环部件去除外，系统与图1所示的相同。此系统显示出了当淡水加入到系统中时控制用浮动器90的使用。
在使用中，提供了使用研究或商用洗衣房洗衣机10、110或类似的洗衣设备的闭式连续水流回路。认为没必要将所揭示的系统仅限于这些大型洗衣系统，通过使用较小的设备和流体流动设备，同样也适合于家用。尽管系统可用于35磅的最小商用洗衣机，但通常每台设备具有高达125磅的洗涤能力。在不使设备设计产生明显改变的情况下，对流动线路进行稍许的改进，可制造出用于连续管道洗衣机的设备。
总之，本发明的系统提供了一种在减少或不用热水、以及诸如肥皂或洗衣粉类化学用品的情况下，使用臭氧洗衣的闭合回路再循环洗涤水系统。另外系统还包括一种用于加强洗衣机用洗涤水挟带臭氧的文杜里喷管。
认为在不超出如下权利要求所述本发明范围的情况下，可以对如上所述系统和设备进行改进。
权利要求
1.使用闭式回路洗涤水系统的洗衣房洗衣方法由下述步骤组成维持接触箱中洗涤水的供给；作为总臭氧发生过程的一部分，从氧浓缩机中提供氧或干空气气体进入臭氧发生器，在臭氧发生器中用放电源对供入的气体进行处理，产生臭氧，将臭氧混合进入所述洗涤水中；在洗衣循环的开始，将所述臭氧化洗涤水供入到洗衣设备中；在所述洗衣设备中进行所述的洗涤；在洗涤循环的端部将所述洗涤水收集到收集设备中，从所述收集设备将所述洗涤水再循环到所述接触箱中。
2.如权利要求1所述方法，其特征在于，包括在位于洗涤循环的端部的固体去除箱或DAF中将所述洗涤水中固体废物去除，并将洗涤水从所述DAF中再循环到所述接触箱中的步骤。
3.如权利要求1所述方法包括，其特征在于，利用电压调节器控制臭氧发生量的步骤。
4.如权利要求1所述方法，其特征在于，包括利用氧浓缩机控制供入到臭氧发生器中氧百分比的步骤。
5.如权利要求1所述方法，其特征在于，包括在所述臭氧发生器和所述接触箱之间供给管线上产生真空，以加速洗涤水对臭氧的挟带的步骤。
6.如权利要求1所述方法，其特征在于，包括通过增设可使用静态混合器帮助臭氧气体混合和提高溶解速率的接触延长器，而提高接触时间的步骤。
7.如权利要求1所述方法，其特征在于，包括使用流量限定接头产生背压的步骤。
8.使用洗涤水系统中的水流进行洗涤的洗衣房洗衣方法，包括下述步骤维持接触箱中洗涤水的供给；将氧和/或干空气气体从氧浓缩机中供入到臭氧发生器中，用放电源对供入的氧和/或干空气气体进行处理，产生臭氧，将臭氧混合进入所述洗涤水中，在洗衣循环的开始将所述臭氧化洗涤水供入到洗衣设备中；在所述洗衣设备中进行所述的洗涤；在洗涤循环的端部将所述洗涤水泄放掉。
9.如权利要求8所述方法，其特征在于，包括利用电压调节器控制臭氧发生的步骤。
10.如权利要求8所述方法，其特征在于，包括利用氧浓缩机控制供入到臭氧发生器中氧百分比的步骤。
11.如权利要求8所述方法，其特征在于，包括在所述臭氧发生器和所述接触箱之间供给管线上产生真空，以加速洗涤水对臭氧的挟带的步骤。
12.如权利要求8所述方法，其特征在于，包括通过增设可使用静态混合器帮助臭氧气体混合和增加溶解速率的接触延长器，而提高接触时间的步骤。
13.如权利要求8所述方法，其特征在于，包括使用流量限制接头产生背压的步骤。
全文摘要
一种洗衣的方法及装置，可使用较少量或不使用热水和洗涤剂，利用了一闭环的或开环的氧化洗涤水系统，其中，装在一接触箱(14)内的洗涤水在用于洗衣机(10)之前由一臭氧发生器氧化。在臭氧发生器(40)中用来产生臭氧的氧气和/或干燥气体在供入发生器(40)之前由氧浓缩机(41)浓缩。该系统包括一文杜里喷嘴(42)用来使臭氧进入装在储存箱及接触箱(14)里的水中。该系统还采用了接触延长器(46)、静止混合器(45)以及限流器(47)。使用过的洗涤水可以收集、过滤及重新使用，从而消除废水处理问题，大量节约了水和能源。
文档编号D06F39/02GK1163641SQ95196239
公开日1997年10月29日 申请日期1995年7月21日 优先权日1995年7月21日
发明者凯特·R·施奈德, 小乔·T·李, 理查德·S·丁勒, 查尔斯·W·皮尔索尔 申请人:三欧洁净洗衣公司