本发明人多年来一直从事于不用加氯或其它化学杀菌剂而除去水流中 的污染物领域的研究，本发明人努力的目标主要是通过使水流受一种或多 种离子化气体分子、强电场或磁场和金属离子的作用来除去溶解的和离子 化的化合物和污染物，上述三种作用在适当条件下都会使污染物“凝结” 或“凝聚‘成较大颗粒，然后再通过物理或是电和/或磁促进过滤法将其从 水流中除去，但这并不意味着对本文所公开和申请的发明范围有任何限制。 这些技术普遍称为电凝聚和磁分离(ECMS)法，本发明涉及进一步改良这 些技术。
更具体地说，授予本发明人(在某些情况下是与其他发明人一起)的 美国专利No.4,382,866、4,562,286、4,655,933和4,562,014所有 都是针对该主题的。授予本发明人的专利4,382,866与本发明的一个方面 有关，在“’866”专利中示出了一种用于淡化盐水的特殊的液体过滤电化 学系统，如上所述，该系统是本发明推荐的特殊的污水净化方法之一。 在’866专利中，水流在通过一个细纤维过滤元件的同时去污，过滤元件的 两侧各为一个金属支承网，两层金属网彼此电绝缘，且在两层间施加一个 电势差，使过滤元件的横向存在一个电场，其作用是除去水中极细碎的固 体、粒子和溶解物，包括各种盐的离子，因此，’866专利示出的是一种用 于盐水淡化的系统。但是该专利所讨论的过滤器的特定结构不便于反向洗 涤，这样就使该过滤器的使用寿命受到限制。
最近，本发明人与其它人一起提出了待审查专利申请No.08/200,749 (1994年2月23日递交)，本发明人提出了申请No.08/326,339(1994 年10月20日)。
申请号08/200,749引入本文作参考，如上所概述，该申请的目标是 通过在水流中加入离子化气体和其它物质，并且在特定的流动条件下使水 流受电和磁场的合并作用来除去水中的污染物。不希望限制权利要求的范 围，该专利所公开的主要部件是本发明申请所涉及的简称为“湍流发生器” 的设备。在该设备中，欲处理的水流与经文氏管送入水流中的离子化凝结 剂空气流充分混合，水流被送入到一个纵向细长容器与内管和外管间环隙 联通的大直径底部，该环隙的终端在上部扩大室外。水和离子化凝结剂流 被离轴送入，这样就能使水在环隙内螺旋向上运动。在上部扩大室内，水 进入内管的上开口端，向下流出湍流发生器单元。该设备的中部绕有线圈， 以使水流在流过该单元时受到较强磁场的作用。如下所详述，“湍流发生 器”单元可用于本文所公开和申请的系统。
申请号08/326,339也引入本文作参考，该申请的目标也是通过离子 化物质与水流混合并且使水流在适当条件下受到电和磁场作用来除去水流 中的污染物。该申请公开了一种由空气产生离子化气流的装置，还示出了 一种使金属离子引入水流的简便设备，二者都能使污染物凝结，随后经过 滤将其物理方法除去。此外，金属离子当场形成杀细菌、杀病毒和杀真菌 化合物，这样就能除去水流中的生物污染物。该申请的技术也可用于本发 明，特别是在净化某些特定污染物水流方面很有效。
如上所讨论，本发明涉及用用于净化各类被污染水流包括盐水淡化的 改良电凝聚/磁分离(ECMS)系统，这样的系统是由两个前述共同未决申请 中示出的特定设备以及本文所公开的部件结合而成。
发明目的和概要
因此本发明的一个目的是提供用于净化被污染水流包括盐水淡化的改 良ECMS系统，以及该系统用的改良部件，从而使该系统可适用于净化特定 的污水流。
本发明的另一个目的是提供一种使水流受到较强电场有效作用的设 备，进一步加速其中的离子化物质的结合，经物理方法将其除去。
本发明的另一个目的是提供一种用于除去水流中平均直径为1-10微 米及更大颗粒的改良初级过滤器。
本发明的另一个目的是提供一种特定的水流末级细过滤设备，例如用 于除去平均直径在0.05-0.1微米范围及更大的颗粒、离子、盐等，并且 该设备可按需要很易回洗，使其能长时间维持有效性。
本发明的另一个目的是提供一种水去污特别是去盐的ECMS系统，该系 统尽可能最大程度地由标准阀、罐、管和管接头以及相关部件组装而成， 这样可在一些没有基本生产基础的国家中以最节省的费用获得本发明的利 益，也就是说，本发明的系统尽可能最大程度地用低价格的市售部件组装 而成。
按照本发明，典型的ECMS水处理系统包括一个使水流受到强电场有效 作用的装置，该装置包括两根同轴金属管，水流经同轴管间的环隙向下流 动。金属管为导电性的但彼此绝缘，这样就可在两管间施加一个电压，在 水流通过的环形通道内产生一个径向电场，其结果是使水流中的污染物“电 凝聚”，也就是说使其初步凝结，形成更易过滤的颗粒，然后除去。
本发明改良的初级过滤器包括一个使水在其中保持某一相当大的平均 停留时间的罐。罐的将近一半装满细碎的可极化介质，介质可包括粉碎的 或研磨的玻璃、陶瓷如氧化硅或氧化铝瓷以及它们的混合物。水由罐顶进 入，向下流过介质，用一个暗流排水系统从介质床的底部排出，暗流排水 系统包括若干个其中有小尺寸开口且连到与出口管联通的汇集管上的管。 汇集管为电绝缘，暗流排水系统的管子交替连在一个电压电源上，这样就 使靠近这些管子的介质被极化，改进分离过程的效率。
暗流排水系统的每个过滤构件都包括一个平行钢条的支承组合件，这 些钢条的一端焊在一个管道螺纹接头上，而另一端则焊在一个密封件上， 然后该支承组合件用一根金属线螺旋缠绕，各圈金属线彼此隔开形成必须 允许水但却阻挡极化介质通过的小尺寸开口。金属线和支承组合件，包括 圆条、管道螺纹接头和密封件都优选为不锈钢制品，且通过焊接组装。为 便于组装，金属线可以是梯形截。罐的器壁可另外包括横跨施加直流电压 的导电构件，进一步极化介质。
按照本发明改良的末级细过滤器包括一细孔的多孔过滤元件，一般是 一种极细的聚酯、聚乙烯、聚丙烯或其它聚合物纤维滤网，一种可渗水的 有机凝胶，或是二者并用，该元件被封在易弯折的导电性电极支承网构件 间，这种结构可由一个过滤元件两侧热合上电极支承网的三层夹心式预构 件构成。该预构件可皱折成许多整体平行的折线并卷成一个圆筒，这样就 形成了一个带有纵向槽纹来增强过滤构件并增加其有效面积的圆筒形过滤 构件，然后将这个带有槽纹的圆筒形过滤构件置于较刚性的环形多孔管构 件之间，以便对过滤组合件提供更强的支承，再将该组合件放到一个外壳 里，这样就使欲过滤的水能进入过滤组合件外的充水区，然后向里径向通 过过滤器，经一个与圆筒形过滤构件中心相通的出口排出。当希望回洗该 过滤器时，水流方式反向，从而使带槽纹的圆筒形过滤器压向环形多孔管 构件的外层上，此时折线间的各个折片弯曲，这样就能有效移除上面粘结 的任何污染物，然后脱水、过滤并适当处理。
附图简介
参照附图能更好地了解本发明，在附图中：
图1示出按本发明的ECMS系统的第一种实施方案示意图；
图2示出按本发明的ECMS系统的第二种实施方案示意图；
图3示出使水流受到较强电场和磁场(任选)作用的电凝结器组合件 的侧视图；
图3A为图3组合件一端的替换结构图；
图4为图3沿4-4线的截面图；
图5示出按本发明的初级与二级过滤单元的总体布置图，也任选包括 图3-4单元；
图6为图5沿6-6线的截面图；
图7为图5和6所示过滤单元的暗流排水系统组合件的透视图；
图8为用于图7暗流排水系统组合件的多个基本相同的过滤组合件之 一的正视图和局部剖视图；
图9为图8沿9-9线的截面图；
图10为图8的局部放大图；
图11为按本发明的末级细过滤器的截面图；
图12为图11末级细过滤单元的中央组合件的分解透视图；
图13为末级过滤单元中过滤组合件的部分放大透视图；
图14为正常使用情况下流过图11的末级细过滤器时过滤组合件所呈 现的形状的部分截面图；
图15为回洗时过滤组合件所呈现的形状与图14的对比图；
图16为示出制造过滤组合件一般步骤的透视示意图；
图17为一个用于初级和二级过滤单元的罐的特殊结构的透视和局部剖 面图。
优选实施方案的说明
如上所述，本发明涉及用于除去水流中各种污染物包括除盐的电凝聚/ 磁分离(ECMS)系统。本发明也包括这类ECMS系统的某些新部件。通过本 发明可有效处理的水流包括但并不限于游泳池水、洗衣和洗车水、机场除 冰水、低水平放射性核素废水、饮用水和地下水、工业和商业水流、各类 灰水流等等，处理过程包括去盐。每种用途都需要选定最佳的系统和部件 来适应特定的水流。因此，尽管下文将根据图1和2详细介绍两种特定水 流处理系统的特定实施方案，但它们并不限制本发明的申请内容。本发明 也不限于整体系统，某些后附的权利要求是针对本文所公开的各个部件的， 这些部件可个别使用，也可用于本身不是水处理的用途，如血液处理的用 途，例如用于血液透析等，及用于其它液体的处理。
因此，图1示出的是按本发明的ECMS水处理系统的一个实例，这样的 系统例如能从地下水中除去生物和重金属污染物等。内装地下水的槽10连 到两组并联的普通处理单元上，这样的单元包括下面联系图3、3A和4要 详细介绍的第一和第二电凝结器12，和基本如待审查专利申请 No.08/200,749所述的第一和第二湍流发生器14。自湍流发生器14流出 的水流在T形管16处重新汇合，再流入如下文联系图5-10要详细介绍的 初级/二级过滤器单元18。最后，在末级细过滤器20中对水作最后细过滤， 该过滤器如下文联系图11-15所详细介绍。初级/二级过滤器单元18和末 级细过滤器20都使用磁分离技术，这样按本发明的ECMS系统就避免了使 用化学凝结剂等，而采用电促进凝结或凝聚，使小的污染物形成较大颗粒， 然后再用强磁场物理过滤。当然，按本发明的ECMS系统包括另外部件。
更准确地说，从槽10流出的水流在连有直流电源22的电凝结器12中 受到较强的横向电场作用。从电凝结器12流出后，大体如专利申请号 08/200,749k所讨论水流进入文氏管24，离子化气体发生器26所提供的 离子化气体在该处引入至水流中。专利申请号08/326,339公开了适用的 离子化气体发生器。简单地说，在电和/或磁场存在下，常压空气流受紫外 线或其它电磁波辐射作用，使其中大部分氧气和氮气离子化，该离子化气 体能使水流中所发现的各种污染物凝结，特别是在电凝结器12中预处理后。 如图所示，气流可用压缩机28加压。如专利申请号08/200,749所公开的 内容，离子化气流优选在文氏管24处引入水流，该气液混合流在流经湍流 发生器14时充分混合，可同时施加电和磁场。
自湍流发生器14流出的水流，如专利申请No.08/200,749所讨论， 已受到电和磁场的作用，然后进入初级/二级过滤器单元18。如下面将详细 讨论的，初级/二级过滤器单元18包括一个罐，罐内装有大量可极化的细 碎玻璃和/或陶瓷过滤介质床，这些介质的作用是物理过滤和/或磁分离凝 结的物质，特别是向介质施加一个电流而使其极化时。水从初级/二级过滤 器单元18的底部经一个暗流排水系统排出，以使过滤介质留在罐内，而 水流从罐里排出。暗流排水系统包括向其施电压来极化介质的元件。
在末级细过滤器20中，水流通过一个有极细孔隙的过滤器，该过滤器 可由一种极细的惰性聚酯、聚乙烯或聚丙烯材料纤维滤网或类似物构成， 或者由一种微孔有机凝胶构成，当装在两个相反电荷的金属网之间时，则 任何一种都适用于过滤出盐类而使水分子通过。
如上所述，图1系统列出的各种部件并不排斥在系统中加上其它部件， 特别是专利申请号08/326,339所示的加添离子单元，该单元可释放出金 属离子至水流中，从而当场形成杀菌剂化合物，若欲处理的水流含有欲被 杀死的生物污染物如细菌、病毒或真菌，则在图1系统中加上该单元会很 有效。也可采用紫外线杀菌。也可在电凝结器前加上沉降槽和粗滤过器来 除去大的污染物。
如上所述，图2示出按本发明的水流处理系统的第二种实施方案，此 方案是淡化盐水。来自槽30的水首先通过电凝结器32。来自发生器38的 离子化气体在文氏管24处引入水流，若需要的话，可选用压缩机40。初 级/二级过滤34后面是末级细过滤单元36。如上所述，该系统可根据特定 条件和欲淡化的水量作较大变更，显然，根据欲处理的水的确切性质，需 要物理过滤、进一步磁过滤、生物致死、和/或加入金属离子等过程。
图3、3A和4详细说明图1中的电凝结器12，图2示出了电凝结器32。 此外，在方便的场合，可将电凝结器装在如图5所示的初级/二级过滤器单 元18的罐顶。
图3、3A和4所示的电凝结器12使水流受到一个强电场作用。在入口 42处流进的水经金属外管46和内管48间的环形通道44(图4)流下。内 管48延伸至该单元的长度，如图所示，而外管46则分为两节安装，拧入 一个入口三通和两个出口三通。如图3所示，两节外管46都拧入三通，而 内管48则贯穿其中且用压紧配件53封死在端三通52。在图3A所示的另 一种装配方法中，端三通52可以转换接法，使压紧配件53拧入三通52头 端中与外管46拧入端相对的一端，三通52的尾端52a则形成出口接头。
三通50和52由绝绝材料制成，一般为PVC塑料。如图所示内管48 和外管46间连接一个直流电源54，提供5-30安培范围的12-24伏直流 电，一般以每分钟一次转换极性，这样就在内外管间的环形通道44内形成 一个径向电场。内管和外管可分别由铝和钢管材料制成，或者反过来也可 以。在两种情况下，直流电压的作用会使这些材料逐渐腐蚀下来，向水流 提供金属离子，用作水流中污染物凝结或凝聚中核心，使随后的物理过滤 操作能有效实施。电场的存在也能促进水流中污染物的氧化和还原，这样 就使电凝结器具备化学杀菌功能。第二个直流电源58可连到一个缠绕在同 轴管组合件一根或二根管的线圈56上，施加1-10安培范围的2-24伏直 流电，将磁场作用于水流中来达到同样效果。
如上所述，图5示出图1的初级/二级过滤单元18总图，图2示出了 类似的初级/二级过滤单元34。在所示的实施方案中，电凝结器12装在初 级/二级过滤器单元18的罐70顶底，这样电凝结器12的出口形成了初级/ 二级过滤器单元18的入口。另外，另一种方案是如图1和2所示，可将电 凝结器12分开布置。
初级/二级过滤器单元18的过滤元件是细碎介质床72，一般是“研碎” 筛目大小的细碎玻璃、氧化硅或氧化铝陶瓷或它们的混合物，经粉碎或磨 碎至约30和100目之间的粒径。这些材料包含各种已知成份如含量一般在 10到75％内的氧化硅、2到30％间的氧化铝、不同百分比的高岭土、钾碱、 长石和各种矿物氧化物。介质可均匀分布于整个介质床72，或可根据可获 得性、价格和欲除去的特定污染物按不同比例配置。选择所列出的这些材 料是因为它们能够从水中有效过滤出1-10微米及以上的较大颗粒，特别 是对适当结构的电极加上一个较低电压的直流电而使材料极化时。
适用的电极是由图6和7的暗流排水组合件74提供的。如图所示，暗 流排水组合件74包括若干根与汇集管78联通的独立管76，每根管分成大 量较小尺寸的开口，汇集管78再连接排水管80，构成罐70的排水系统。 暗流排水管76的详细结构将联系图8-10进行讨论。如图5和7所示，隔 开排列的管76交替连接输出一般为12伏及0.5-5安培低电压的电源82 的正负极，为防止管材不均匀腐蚀，大约间隔几分钟转换极性。为做到这 一点，汇集管78必须是绝缘体，PVC管适用于这种用途。如图所示，优选 各个管76的极性交替相反，如图5和7示意绘出的连线84用来达到这个 目的。
如图5中的说明所示，若采用所示布置图，当需要回洗过滤介质床72 时，回洗水在接头86处送入，接头86通过一个三通阀88连接正常排水管 80，这样就使水以反向方式流动，经暗流排水管流出，并借助一个回洗排 水管90排出罐70，回洗排水管90通过第二个三通阀94连到与电凝结器 12的出口三通50联通的进水管92上。如图所示，罐70可以是一个常规 卧式玻璃钢罐，例如，长七英尺直径约36英寸且配备一个介质装填孔96 的罐，按照所确定的目标，本发明提供的系统要使用在不发达国家中可得 到的常规部件和技术，而这些都是很常用的且很方便得到。在某些情况下， 可优选采用立式细长罐来增加水在介质中的停留时间。
图17示出该罐的一个替换结构，在此实施方案中称为罐200，它可代 替图5和6的常规玻璃钢罐70。在此实施方案中，罐200包括一塑料内衬 202，在上面盖上C型导电片元件204，一般为16号规格钢片，成为一对 通常为C型的片状构件，装在罐200基本全部中间圆柱形部分上。一个绝 缘金属线圈206按筒形线圈方式绕在该组合件上，并连到一个提供12伏 和20-30安培直流电的电源208上。因此，C型导电片元件204就作为绝 缘金属线圈206所提供的螺线电磁场的磁极片，当电源208通电时，罐200 内的过滤介质由于线圈206提供的电磁场会被更强磁化，增强了污染物与 水的磁分离同效果。如图所示，组合件210用玻璃纤维整个包封起来，提 供一个整体结构。组合件的其它连接方法和元件可以如前所述，包括可以 是垂直定向的罐。
如上面所讨论，图8-10示出暗流排水管76的详细结构。每根管包括 若干个彼此隔开的平行圆条100，这些圆条的一端焊在一个管螺纹接头102 上，另一端焊在密封件104上，制成一个预构组合件。一个连续金属线构 件106缠满管螺纹接头102、平行圆条100和密封件104制成的预构组合 件。图10详细给出金属线构件106的结构，图解说明该金属线的截面为梯 形。金属线布置成梯形尺寸窄的一面紧靠圆条，而宽的一面向外。在绕线 时，金属线构件106沿槽10方向彼此隔开，使相邻线圈间存在一个宽度d 很窄的开口，所选定的宽度d应小于介质床72的平均粒径，以使水可由开 口间流入，然后流入隔开的圆条间，这样就进入暗流排水管组合件的内部， 使其能到达汇集管78，从而使水从罐70排出，而介质则被截留。
在制造暗流排水管组合件时，平行圆条100焊到管螺纹接头102上， 然后再将密封件104焊到相对一端，制成一个预构件。为使这些材料焊接 起来方便，以及确保它们的耐用性，可全部由易焊接的不锈钢合金制成。 然后用金属线缠绕预构件，为确保达到所希望的相邻线圈间隔距离d，可以 隔一定距离把金属线点焊到预构件上。这样做的结果是在缠满圆条的线圈 间形成大量小尺寸开口，阻止介质床72通过，而水则可自由地流入主管组 合件76的内部。
图11-15详细绘出图1系统中末级细过滤器20的结构，也相当于图 2的末级细过滤单元36。如上所述，该末级细过滤器的作用是除去离子， 如溶解的盐和溶解的0.5-0.1微米和更大平均粒径的极细固体等，而使水 的流动基本无阻力。本发明人的专利4,382,866公开了过滤器(见图4A)， 其中将一个纤维滤网材料放到金属网之间。该文所称的纤维材料滤网包括 尼龙、聚酯、石棉、渣棉纤维。在纤维滤网两侧的金属网线彼此绝缘，这 样就可将它们连到一个电源上，使夹在中间的材料极化。该过滤器通过螺 旋“胶卷筒”方式使两层金属网与夹在中间的一层纤维滤网形成的复合层 卷起来。该过滤器组合件基本适用于从水中除去溶解盐的盐水淡化过程， 但是由于它的多层结构，使该过滤器组合件很难充分回洗。图11-15采用 比较基本的过滤器部件，或是下面要讨论的替换部件，提供能使回洗效果 满意，同时保持过滤元件的结构完整，而这正是可靠操作所必需的。
如图13所示，末级细过滤器包括一个微孔膜滤器元件120，例如可以 是极细的聚酯、聚乙烯或聚丙烯纤维或其它纤维滤网，或是一种微孔凝胶 或两侧覆盖细纤维丝网的微孔凝胶。该微孔膜滤器元件120的两侧覆盖基 本连续的不锈钢网122、124或其它导电金属网，对过滤器元件提供物理支 承，这样就形成了过滤器组合件130。在微孔膜滤器元件120两侧的不锈 钢网彼此电绝缘，例如不能到达微孔膜滤器元件120最顶(底)端，如夹 层126所示，这样就可由一个适当电源128在两侧间施加一个电压。有了 这个电源(例如6-12伏的50-1000毫安电流)就能极化微孔膜滤器元 件120的材料，从而使离子，如金属离子或氯离子和其它在盐水中发现的 阴阳离子，以及初级/二级过滤器单元18未能除去的其它盐和其它细小污 染物附着于过滤器组合件130。
为除去积聚的盐和其它污染物，不断回洗过滤器组合件130是必不可 少的，当然回洗时必须做到不破坏过滤器组合件130的结构整体性。尽管 不锈钢网122、124对微孔膜滤器元件120提供了一定支承，但实际上， 它本身也很软，因而更可靠地支承过滤组合件是很重要的。因此，将过滤 器组合件130装进质硬的同轴多孔支承构件132和134间，再将其两端用 盖板构件136和138盖封，然后将该组合件封在外壳140内(图11)。在 正常使用，欲细过滤水进入在密封外壳140内与外层多孔支承构件134外 形成的充水区，多孔支承构件134外设置一个进水充水区能够确保整个微 孔膜滤器元件120表面的水压均匀。水流过多孔支承构件134内的流体分 散孔洞134a，流过外导电金属网构件124，然后流过夹层126，在此处物 理和电过滤出水中的极细污染物、盐和类似物。导电金属网构件122和内 层支承构件132在正常使用时支承微孔膜滤器元件120不被冲坏。然后水 进入过滤器的内腔，也就是支承构件132内，并经过一个出水孔144排出。
为使过滤器组合件130具有更大的刚性，并增加其表面积，金属网122、 124和微孔膜滤器元件120形成的夹心式组合件沿大致示出的折线121皱 折，环绕平行于折线的纵轴卷起来，通过粘合剂等使搭连的两端接起来， 形成一个圆筒形槽纹过滤器组合件130。将圆筒形过滤器组合件130装在 支承构件132和134中的方法应使微孔膜滤器元件120与导电金属网构件 122、124构成的组合件贴着内层构件132弯曲，并在正常使用时由其支承， 参见图14，示出了过滤器组合件130在正常使用时，也就是说，当水向里 流过外层支承构件134的孔洞134a时的形状。如图14所示，在正常的流 动条件下，导电金属网构件122、124支承微孔膜滤器元件120所构成过 滤器组合件130被向里压，并由内层多孔支承构件132支承。回洗时，回 洗水由常用出水孔144进入，过滤器组合件130被回洗水向外压，如图15 所示，这样过滤器组合件130就由外层多孔支承构件134支承。在正常使 用时，圆筒形过滤器组合件130的各个折片向里弯曲(图14)，而回洗时 向外弯曲，这种运动能促使积聚的污染物、盐等在回洗时从组合件上脱下 来，将其排出154并另外处理。若需要的话，在回洗操作时，可反复变换 流动方向。回洗时，电源128所提供直流电源的极性反向，能够更有效地 除去捕集的盐离子等物。
如上所讨论，末级细过滤器的作用是非常重要的，该过滤器能够除去 水流中极细的颗粒例如0.05-0.1微米和更大一些的颗粒，而使水流基本无 阻碍地通过。如上所述，微孔膜滤器元件120可由极细的聚酯或包括聚乙 烯和聚丙烯材料在内的其它热塑性聚合物材料纤维构成。理论上，这种材 料可熔融吹制成一个所需厚度的滤网，并热合至相对的导电金属网构件 122、124内，该“夹心”式预构件随后沿平行折线皱折，然后再卷成一个 槽纹圆筒形过滤组合件。当然，能高效应用的其它形式的基本预构件单元 也可使用，例如置于支承平板间的平面过滤构件可非常有效地用于某些情 况。
图16示出制造这种两边覆盖金属丝网的纤维的装置示意图，熔融吹制 聚合物纤维滤网的方法通常为本专业所熟知，例如，将所示的熔融聚合物 170送入熔融吹制模组合件的中心通道172，该组合件还包括输送如176 处所示的压缩空气的通道174、176。从聚合物中心通道172尖端的许多小 直径孔眼中挤出聚合物纤维丝，用其两边形成的压缩空气帘拉下形成极细 的纤维丝，并收集到传送带180上成为一个连续纤维滤网182。冷却后， 纤维滤网182从传送带180拉出并复合于相对的连续金属丝网184、186 之间。优选将金属网184、186例如通过与热辊或类似物188、190接触的 方法加热，使金属网触及纤维滤网的地方，纤维滤网就复合至金属网上。 不太希望加热纤维滤网本身，因为一些纤维丝必然会彼此融合，增加了水 流经纤维滤网的阻力。预构件192处大致示出的“夹心式预构件”包括两 边热合金属网184、186的纤维滤网182，然后再加工成所需形状和尺寸的 过滤组合件，在所示的优选实施方案中，预构件192在折皱单元194处通 过定距离皱折使其形成波纹，并在筒体成型单元196处将其制成一个圆筒， 所有过程大致如前面所讨论。本发明也包括其它方法成型的纤维丝层和金 属网组合件。
纤维组合件也可全部由渗水性聚合物有机凝胶材料取代或补充，例如， 可将纤维滤网放在适用的凝胶元件的一侧或两侧。适用凝胶的微观结构包 括通过连接的分子微丝联结的节点，这样就形成了联孔结构，包括大小适 合水分子通过而捕集离子和0.05-0.1微米或更大一些凝结的小颗粒的孔。 这种有机凝胶材料也需要支承保护，最好也在两边覆盖易弯折的导电金属 网构件122、124，使得能够横跨凝胶施加一个电压，也可以如上所述，覆 盖纤维滤网。然后，也可将该组合件支承于较刚性的多孔支承构件132、 134或类似物间，成为一个能够在两种略微不同的形状间移动的完整组合 件，当回洗时，能够从它的表面移去所捕集的污染物、盐等。
更准确地说，尽管聚合物有机凝胶元件如上所述通常是夹在易弯折的 金属支承网间的平面构件，但其分子形态可以是平面结构，可包括不同料 层，或是一个或多或少均匀交联的结构，或者可以有一个螺旋层状结构。 使用凝胶的目的是使纯水透过而吸附0.05到1.0微米或更大的污染物，包 括盐阴离子和金属阳离子，为达到此目的，可如在上面纤维丝网过滤元件 的情况中所讨论的，通过在与凝胶两侧接触的金属是联通一个6到12伏直 流电压使凝胶极化。在一个特别优选的实施方案中，凝胶的聚合分子应当 是在两层金属网间施加一种极性的直流电时，凝胶可略微紧缩，使它的孔 缩小，以便有效捕集污染物，而回洗时，当施加一个相反极性的直流电， 电压可以较高些，则这些孔略微扩大使捕集的污染物移出凝胶。因此，回 洗方法，特别是作为包括有机凝胶过滤元件的过滤组合件所用的回洗方法， 包括在与凝胶两侧接触的金属网间所施加的电压极性转换步骤。这样凝胶 就成为一种电控的、稍柔韧的、半渗水性处理构件。
这样，本发明提供了用于除去水中污染物包括盐水淡化的电凝聚/磁分 离(ECMS)系统的不同实施方案，可根据欲处理的特定水流，用本文和申 请人在先有专利及待审查申请中所公开的不同部件组装这些系统。当然， 各个部件可按需要增多来适合特殊过程的要求。可配置各种已知控制部件， 如可以是另外的已知水处理步骤和部件。
概括地说，本发明方法就是使欲处理的水流受到强电场的作用，促使 其中的污染物氧化和还原并开始电凝结/凝聚过程。然后将离子化物质(可 包括离子化氧气、氮气、臭氧和其它气态物质或是金属离子等)引入水流， 此后也可经一个磁场作用使水中的污染物进一步凝结。初级和二级过滤组 合件包括内有一个大型诸如细碎玻璃或陶瓷的可极化过滤介质床。向其通 直流电，使介质极化，接着带电的凝结颗粒吸至过滤介质。该过滤床可简 单通过使流道连接方向逆转来多次回洗。暗流排水组合件可使水从床中排 出而将介质留在床内。末级细过滤阶段是使水流通过一个由易弯折的金属 支承网支承的极细纤维材料的组合件，当回洗时纤维材料本身能够受控移 动。该组合件被支承在较刚性的支承构件间，限制了它的移动，从而能保 持过滤器的结构完整性，但容许足以使其表面所收集的污染物脱除的移动。
如上所述，对本发明作许多进一步的变动和调整是可能的。因此本发 明不受本文所公开的特定内容的限制，而仅受后附的权利要求书限制。