技术领域
[0001] 本
发明涉及以电化学方式处理水，更具体地涉及如
权利要求1前序部分所述的电化学反应器。
[0002] 本发明还涉及用于以电化学方式处理水的设备和系统、用于控制水处理设备的方法以及与其相关的
计算机程序产品。
背景技术
[0003] 以电化学方式处理水本身在本领域中是公知的。基本原理是：使水经过带电
电极，从而以电化学方式去除杂质。
[0004]
专利公开US 2014138238 A1公开了通过电凝聚从水中去除污染物质的设备和方法。设备包括装配在
框架中并由框架
支撑的容器、旋转电极以及静止电极。盖附接到框架的顶部。
[0005] 专利公开US 785214 A公开了用于从金属
矿石中提取金属的设备。设备包括装配在框架中并由框架支撑的罐、以及放置在模
块中的电极板。
[0006] 专利公开US 3579431 A公开了用于金属
电解沉积的
电解池。电极板
焊接到预制
铝头部汇集排，头部汇集排具有用于升降电极板的拖钩。
[0007] 专利公开JP H03193200 A公开了用于
污泥的易更换电极板。电极板平行设置在电解容器中。通过由非导体(诸如
合成树脂)制成的间隔物来使平行设置的电极板等间隔地隔开，并夹紧电极板。
[0008] 专利公开DE 10040417公开了对
废水的电解处理。电极安装在由支撑杆支撑的各电极支撑件中，以使得它们不浸入电解器中所处理的水中。电极支撑件还包括用于帮助搬运电极的抓握部。
发明内容
[0009] 本发明的目的是提供用于以电化学方式处理水的电化学反应器、设备和系统，其中，电极板的
载荷不会使壳体结构
变形。
[0010] 该目的通过其特征是
独立权利要求1中内容的电化学反应器以及根据权利要求12和权利要求15的用于以电化学方式处理水的设备和系统来实现。在
从属权利要求中公开了根据本发明的电化学反应器的优选
实施例的特征。
[0011] 本发明的另一个目的是提供用在这种电化学反应器中的电极模块。该目的通过其特征是独立权利要求16中内容的电极模块来实现。
[0012] 本发明的另一个目的是分别提供用于控制水处理设备的方法、用于控制水处理系统的方法以及与其相关的计算机程序产品。该目的分别通过根据权利要求17和21的方法以及根据权利要求22和权利要求23的计算机程序产品来实现。
[0013] 本发明基于以下构思：电化学反应器由壳体结构和单独的支撑结构形成，壳体结构限定了水流经过电极板的流动路径，支撑结构支撑壳体结构(尤其是电极板的重量)。
[0014] 因此，由于壳体结构的设计不受用于承载电极板载荷的机械刚性要求的约束，壳体结构可以更自由地设计，以优化电化学处理过程本身。另外，在设计壳体结构时可以考虑一些其他方面。此外，由于壳体结构不需要承载电极板的载荷，所以可以使用低成本材料(诸如塑料材料)。
[0015] 具体地，突伸台结构可以形成在壳体结构内，以便通过凸
耳支撑电极板，从而便于引入并更换电极板。
[0016] 由于壳体结构(尤其是由电极板重量引起的载荷)由单独支撑结构承载，所以可以容易地布置重量
传感器装置以监测电极板的重量，尤其是重量变化。这进而实现了控制电化学处理的新机遇。此外，重量传感器装置可以用于监测壳体结构内水容量的重量，从而实现控制水处理系统的新机遇。
附图说明
[0017] 以下将参考附图借助优选实施例来更详细地描述本发明，其中：
[0018] 图1a示出根据本发明一方面的电化学反应器的立体图；
[0019] 图1b示出图1a的电化学反应器的前视图；
[0020] 图1c示出图1a的电化学反应器的侧视图；
[0021] 图2a示出根据本发明一方面的电化学反应器的没有盖的壳体结构的立体图；
[0022] 图2b示出图2a的壳体结构的前视图；
[0023] 图2c示出图2a的壳体结构的侧视图；
[0024] 图3a示出沿着图2c的线B-B截取的剖视图；
[0025] 图3b示出沿着图1c的线A-A截取的剖视图；
[0026] 图3c示出图3b的剖视图，但还配备有电联接装置和电极模块；
[0027] 图4示出根据本发明一方面的电极模块的立体图。
具体实施方式
[0028] 图1a示出根据本发明一个方面的电化学反应器的立体图。电化学反应器1包括支撑壳体结构3的单独支撑结构2。支撑结构2包括两个支撑元件2a，在壳体3的顶部空间部7正下方两个支撑元件2a延伸穿过壳体3但不穿透壳体外表面。顶部空间部7配备有顶盖7e。壳体结构3还包括具有入口(图1a中未示出)的入口部4、具有出口5a的出口部以及反应室6(图1a中未示出)。
[0029] 图1b示出图1a的电化学反应器的前视图。支撑元件2a通过顶部空间部7的两个凸脊7a来支撑壳体结构。此外，可以看出，顶部空间部7在其远端处具有延伸直到出口部5的突出部8。入口部4具有用于使电化学反应器1排空的排空
接口4b。另外，可以看到气流入口7c和气流出口7d布置在顶部空间部7上。
[0030] 图1c示出图1a的电化学反应器的侧视图。另外，重量传感器装置的示例性
位置用附图标记10表示。
[0031] 图2a示出根据本发明一方面的没有盖7e的壳体结构3的立体图。因为支撑结构2不存在，所以构成反应室6的壳体结构3部分是可见的。此外，在壳体结构3的内部空间内，两个突伸台形成在顶部空间部7处。
[0032] 图2b示出图2a的壳体结构的前视图。可以清楚地看到延伸穿过壳体结构3但不穿透壳体结构外表面的两个凹腔9。此外，入口4a和排水接口4b的位置用十字标记。
[0033] 图2c进而示出图2a的壳体结构的侧视图。
[0034] 图3a示出沿着图2c的线B-B截取的剖视图。具体地，壳体结构3包括入口部4，水流通过入口4a引入到入口部4中。反应室6布置成在入口部4上方与入口部4
流体连通，用于接收所述至少一个电极板20的板部20a。壳体结构3还包括具有出口5a的出口部5，水流通过出口部5a从电化学反应器1排出。出口部5在反应室6顶部处与反应室6流体连通，以使得引入到入口部的水流向上上升通过反应室6并流向出口部25。壳体结构3还包括顶部空间部7，顶部空间部7具有在壳体结构内部空间内的突伸台7b。突伸台7b布置用来接收并支撑至少一个电极板20的凸耳部20b。顶部空间部还包括在凹腔9内形成在壳体结构3的外表面上的凸脊7a。凹腔9延伸穿过壳体结构3但不穿透壳体结构外表面。换句话说，通过壳体结构3使凹腔与内部空间分开。凸脊7a与突伸台7b对应
定位成使得当支撑结构的支撑元件2a放置在凸脊下方时，放置在突伸台7b上的电极板20b的凸耳部20b搁置在支撑元件2a上方。利用这种布置，电极板20的负载不使壳体结构3变形，而是由支撑结构2承载。还设置有气流入口7c和气流出口7d，优选设置在顶部空间部7上，用于使电化学反应器1内产生的烟雾通
风。
[0035] 尽管在附图的布置中凸脊7a和出口部4从壳体结构3的其余部分沿相同方向在横向上延伸，但是本发明可以其它方式实现。
[0036] 图3b示出沿着图1c的线A-A截取的剖视图。壳体结构3由支撑元件2a支撑在支撑结构2上，延伸穿过凹腔9的支撑元件2a通过凸脊7a承载壳体结构。
[0037] 图3c示出图3b的剖视图，但还配备有电极模块21和电联接装置11。电极板20的凸耳部20b定位在位于凸脊7a正上方并因此位于支撑元件2a上方的突伸台7b上。电联接装置11作为汇流条设置在突伸台7b上，以便将电极板20连接到电源。
[0038] 图4示出根据本发明一方面的电极模块21。电极模块21包括多个电极板20，每个电极板具有板部20a和两个相对的凸耳部20b。凸耳部20b中的一个比另一个延伸得更远，以便于电极板通过较长的凸耳部20b交替地连接到电联接装置11。电极板20在电极模块21内彼此间隔开，并且电极模块每一侧包括分隔框架21a，用于将相邻的电极模块21彼此分隔开。此外，电极板20具有带有钩20c的提升部，以便于例如用
起重机搬运电极板20和电极模块
21。
[0039] 根据本发明的第一方面，提供了一种用于以电化学方式处理水的电化学反应器1。电化学反应器包括壳体结构3以及用于在基底支撑壳体结构3的支撑结构2。壳体结构3限定了内部空间，水流被引导通过内部空间。
[0040] 此外，壳体结构3包括：入口部4，具有入口4a，用于将水流引导到内部空间；以及出口部5，具有出口5a，用于引导水流流出电化学反应器1。壳体结构3具有在入口部与出口部之间流动连通的反应室6，以使得水流将流动通过反应室6。反应室6布置用来接收至少一个电极板20的板部20a，以使得水流将被引导经过至少一个电极板。壳体结构3还包括顶部空间部7，顶部空间部7包括在壳体结构3的外侧上由壳体结构3的外表面形成的至少一个凸脊7a。
[0041] 优选地，凸脊7a和出口部5从壳体结构的其余部分沿相同方向在横向上延伸。这使得电极板20能够布置成在反应室6与出口部5之间的流动连通点处与水流方向平行。
[0042] 此外，由于出口部5从反应室6横向延伸，所以
导管可以形成在出口部5与反应室6之间。这在电极板20和出口部5附近提供了受控的、较不湍急的、或甚至层状的流动。这进而减少电极板20的磨损。此外，不需要用于把水流朝向出口部引导的单独装置。另一优点在于，进一步方便了对出口部5处液位的监测，因为如上所讨论流动是受控的并且较不湍急。因此，形成较少的
泡沫，并且可以更可靠地监测液位。
[0043] 支撑结构2包括从凸脊7a支撑壳体结构3的至少一个支撑元件2a。优选地，支撑元件2a是从支撑结构的其余部分水平延伸的横梁。
[0044] 顶部空间部7包括在壳体结构3内部空间内的至少一个突伸台7b，用于接收并支撑所述至少一个电极板20的至少一个凸耳部20b，以便将所述至少一个电极板20悬置在电化学反应器内，优选地使得板部20a悬置在反应室6内。当然，其它部件可以放置在所述至少一个电极板20的所述至少一个凸耳部20b与突伸台7b之间。例如，用于接收凸耳部20b并用于将电极板与电源电连接的汇流条、绝缘材料层、弹性材料层(诸如
橡胶垫)、或它们的任何组合可以放置在凸耳部20b与突伸台7b之间。这些层的目的是提供电绝缘、
隔热或两者，并进一步补偿制造公差，从而便于将凸耳部20b或汇流条装配在突伸台7b上。
[0045] 突伸台7b可以由内表面的水平部形成。相应地，凸脊可以由外表面的水平部形成。优选地，突伸台7b在使用时位于突伸台7a的正上方。此外，突伸台7b和凸脊7a可以在壳体结构3的壳体相反两侧上，突伸台7b在内表面上，并且凸脊7a在外表面上。
[0046] 顶部空间部7还可以包括可移除盖，以便于插入或更换电极板20或电极模块21。
[0047] 优选但非必要地，电化学反应器1设置有
液位传感器装置，用于监测壳体结构3内的液位，尤其是水位。
[0048] 根据本发明的第二方面，入口部4在使用时优选布置在反应室6下方。优选地，顶部空间部7布置在反应室6的上方，并且出口部5与反应室6之间的流体连通部布置在反应室6的顶部中。这种布置确保水流将不会穿过顶部空间部7。以下是几个优点。首先，可以经由顶部空间部7或其顶部上的盖来更换电极板20，无需使电化学反应器1排空。其次，电极板20与电源的电联接可以在顶部空间部7处进行。第三，可以经由顶部空间部7提供烟雾的
通风。
[0049] 根据本发明的第三方面，所述至少一个凸脊7a可以尤其是从其远端朝向出口部5突出。突出部8提供了支柱，从而增强了壳体结构3的机械
刚度，尤其是顶部空间部7和出口部5的机械刚度。此外，可以在突出部8内在出口部5与顶部空间部7之间提供导管，从而实现它们之间的流体连通，并且还能使烟雾从出口部5通风。在顶部空间部(优选为所述至少一个凸脊7a)与出口部5之间在突出部8中提供导管的另一优点在于，在出口部5处比从反应室可以更精确地测量内部空间内的液位。有几个原因，首先，因为电极板20占据反应室6，所以对于反应室6内测量液位而言空间非常有限。其次，水以较慢的速率流动，并且流量在出口部5处通常更恒定，从而较少起泡并且进一步便于出口部5处的液位测量。优选但非必要地，在出口部5处提供液位传感器，用于监测壳体结构3内的液位，尤其是水位。当然，任何给定类型的液位传感器都可以用于确定出口部5处的液位。此外，由液位传感器获取的测量值可以用于控制电化学处理。
[0050] 根据本发明的第四方面，至少一个凹腔9形成在壳体结构3的外表面上。优选地，凹腔9在使用时位于所述至少一个凸脊7a的下方。此外，至少一个凹腔9朝向壳体结构3的内部空间延伸，优选穿过壳体结构3的内部空间，以使得所述至少一个凹腔9通过壳体结构3与内部空间分开。换句话说，凹腔9延伸穿过壳体结构3但不穿透壳体结构外表面。所述至少一个支撑元件2a延伸到所述至少一个凹腔9中，优选地穿过所述至少一个凹腔9，以便支撑壳体结构3。适当地，凹腔由顶部空间部7(尤其是其凸脊7a)、出口部5、在顶部空间部7与出口部5之间延伸的突出部8、以及还可以是壳体结构的其余部分限定。
[0051] 尽管在附图中已经示出了这种布置，但是可以在本发明的范围内提供可替代的布置。具体地，凸脊7a不需要朝向出口部5突出，从而有效地使凸脊7a成为支撑区段7的开放轮廓形式的一部分。换句话说，需要形成凹腔9。
[0052] 根据本发明的第五方面，优选经由在所述至少一个凸脊7a的远端与出口部5之间延伸的突出部8，顶部空间部7与出口部5流体连通。可替代地，流体连通可以以任何其他合适的方式提供，例如单独的管道。出口部5与顶部空间部7之间的流体连通还使得烟雾能够从出口部5通风。此外，如果流体连通经由突出部来实现，则由于突出部可以是中空的所以实现了材料节省以及壳体结构3的重量减小。
[0053] 根据本发明的第六方面，电化学反应器1配备有重量传感器装置10，用于测量所述至少一个电极板20的重量。在附图中，重量传感器装置10已经被示出为布置在支撑元件2a与支撑结构2的其余部分之间。然而，当然可以使用其他布置。优选地，重量传感器装置布置在支撑结构2中、支撑元件2a与支撑结构2的其余部分之间、支撑元件2a与壳体结构3之间、所述至少一个突伸台7b上、或它们的任何组合。例如，任何类型的负荷传感器都可以用作重量传感器装置。当然，可以使用任何其他合适类型的传感器。由于电化学反应器1的所有其他部件的重量是已知的，所以可以通过比较重量传感器装置10的输出和电化学反应器1的其余部分的重量来导出所述至少一个电极板的重量。更具体地，可以简单地通过比较两个不同时刻的重量传感器装置10的输出来导出所述至少一个电极板20的重量变化。如果在运行过程中壳体结构内存在明显的流体体积
波动，则可通过监测壳体结构内的液位来补偿由
水体积变化引起的重量增加或减少。具体地，可以根据液位来相当精确地确定由水体积引起的重量变化。
[0054] 重量传感器装置基于所述至少一个电极板20的重量或重量变化实现对电化学处理的
先进控制。例如，可以更精确地估计或确定所述至少一个电极板20的寿命和更换周期，并且可以评估电化学处理的运行。此外，由重量传感器装置获得的测量值可以用于监测和控制电化学处理，从而便于对处理的自动化控制和远程监测。这种应用的细节将在稍后讨论。
[0055] 根据本发明的第七方面，电化学反应器配备有电联接装置11，用于将所述至少一个电极板20联接到电源。电联接装置11适当地在壳体结构3的内部空间内布置在顶部空间部7中。有利地，电联接装置11布置在突伸台7b上。当然，电化学反应器1可以配备有多个电联接装置。具体地，如果反应器具有多于一个突伸台7b，则电联接装置11可以布置在每个突伸台7b上。
[0056] 优选地，使用汇流条式电联接装置11。这样，只需通过将所述至少一个电极板20插入到电化学反应器1中，电联接装置11就能够与所述至少一个电极板20的凸耳部20b接合。当然，电联接装置11可以以任何其他合适的方式提供。例如，线路可以直接连接到电极板
20。
[0057] 此外，顶部空间部7可以包括用于使烟雾从内部空间内通风的气流入口7c和气流出口7d。在这种情况下，电联接装置11有利地布置在气流入口7c与气流出口7d之间，以使得在气流入口7c与气流出口7d之间流动的空气经由
对流提供对电联接装置11的冷却。可替代地，气流入口7c和气流出口7d可以布置在例如电化学反应器1的盖上。
[0058] 适当地，气流出口7d可以连接到产生轻微抽吸的气流装置，气流装置使气流经由气流入口7c被吸入到电化学反应器1中，并且进一步经由出口7d从反应器1吸出。因此，电化学反应器内产生的烟雾与气流一起以受控方式通风。
[0059] 如果壳体结构3或电化学反应器1的任何其他部件由耐
热能力有限的材料制造，则这是特别有利的。例如，通常用在
滚塑成型(一种尤其适用于壳体结构3的制造方法)中的塑料在相对低的
温度下变软，并且因此对过量的热敏感。
[0060] 根据本发明的第八方面，顶部空间部7包括在壳体结构3的外侧上由壳体结构3的外表面形成的两个凸脊7a。此外，顶部空间部具有在壳体结构3的内部空间内的两个突伸台7b，用于接收和支撑所述至少一个电极板20的两个凸耳部20b，以便将所述至少一个电极板
20悬置在电化学反应器1内。相应地，支撑结构2包括用于通过两个凸脊7a支撑壳体结构3的两个支撑元件2a。突伸台7b优选分别位于凸脊7a的正上方。优选地，两个凸脊7a和两个突伸台7b分别位于顶部空间部7的相反两侧上。即，顶部空间部7在每侧上具有一个凸脊7a和一个突伸台7b。由于壳体结构3和所述至少一个电极板20在两处被支撑，所以这实现了更均匀的载荷分布。
[0061] 根据本发明的第九方面，两个凹腔9在使用时形成在壳体结构3的外表面上，优选地在两个凸脊7a的下面。两个凹腔9朝向壳体结构3的内部空间延伸，优选延伸穿过壳体结构3的内部空间，使得通过壳体结构3使两个凹腔9与内部空间分开。换句话说，两个凹腔9延伸穿过壳体结构3但不穿透壳体结构外表面。此外，两个支撑元件2a延伸到两个凹腔9中，优选穿过两个凹腔9，以便支撑壳体结构3。这实现更均匀的载荷分布，以及增大了壳体结构3的刚性。
[0062] 根据本发明的第十方面，反应室6布置用来接收多个电极板20的板部20a，优选为包括多个电极板20的一电极模块21的板部20a，并且更优选为多个电极模块21的板部20a，每个电极模块21包括多个电极板20。
[0063] 相应地，所述至少一个突伸台7b布置成用于接收和支撑所述多个电极板20的凸耳部20b，优选为包括在电极模块21中的所述多个电极板20的凸耳部20b，并且更优选为包括在所述多个电极模块21中的所述多个电极板20的凸耳部20b，每个电极模块21包括所述多个电极板20，以使得所述多个电极板20、电极模块21或所述多个电极模块21可以悬置在电化学反应器内，尤其是使得板部20a悬置在反应室6中。
[0064] 使用多个电极板20增加了用于电化学处理的有效表面积。此外，这使得能够针对特定电化学处理、特定水处理应用或两者使用多种不同的电极板材料。例如，可以使用某些电极板材料或它们的组合，以便针对不同类型的杂质，因此将杂质从水流中除去。使用电极模块21进而便于在电极板20磨损时更换电极板20，或者把电化学反应器1定制成用于处理具有某些类型杂质的水流。另外，使用电极模块21使得能够精确地设定电极板20之间的间隔，这使反应室6内的流型均匀化并且增强了电化学处理。此外，使用多个电极模块21(每个电极模块具有多个电极板)能够除了使电极模块21更小以外还进一步强化了上述那些优点，因此便于电极模块21的搬运。另外，这样能够组合具有不同特性或不同电极材料的不同电极模块21。
[0065] 根据本发明的第十一方面，壳体结构3由塑料材料制成，包括但不限于聚乙烯塑料。塑料是尤其有利的，因为有多种不导电且耐化学
腐蚀的塑料可用。此外，这样能够例如通过滚塑成型来容易地形成复杂的形状。当然，壳体结构还可以由其他合适的材料(例如
纤维增强塑料)制成。
[0066] 根据本发明的第十二方面，提供了用于以电化学方式处理水的水处理设备。水处理设备包括结合本发明任何前述方面所讨论的电化学反应器1。水处理设备还包括至少一个电极板20，所述至少一个电极板20具有板部20a和至少一个凸耳部20b。此外，每个电极板20优选地包括在电极板20的相反两侧相对的两个凸耳部20b。所述至少一个凸耳部20b定位在所述至少一个突伸台7b上并由其支撑，以使得板部20a悬置在反应室6内。优选地，水处理设备包括有利地在电极模块21中彼此间隔开的多个电极板20。更优选地，水处理设备包括彼此间隔开的多个电极模块21，每个电极模块21具有也彼此间隔开的多个电极板20。
[0067] 根据本发明的第十三方面，水处理设备还包括用于向所述至少一个电极板20提供电力的电源。电源通过电联接装置11联接到所述至少一个电极板20，优选地如上所述。可替代地，可以使用集中式电源，在这种情况下，单个电源可以用于多个水处理设备。
[0068] 根据本发明的第十四方面，水处理设备还包括控制装置，控制装置可操作地联接到电源以便调整提供到所述至少一个电极板20的电力，并且联接到重量传感器装置以便监测所述至少一个电极板20的重量。优选地，控制装置布置用来响应于从重量传感器装置获得的由重量传感器装置提供的电极板重量所表示的测量值(优选为至少一个电极板20的磨损程度)而调整由电源提供到所述至少一个电极板20的电力。
[0069] 由于电极板在使用中磨损，所以监测其状况非常重要，以便能在其特性减弱到预定值以下之前进行更换。例如，当使用彼此间隔开的多个电极板20时，由于电极板20磨损，所以相邻电极板20之间的距离变大。因此，必须提供较高电力以便传导相似的
电流，以便在相邻电极板20之间获得所需电流
密度。由于电极板的尺寸和密度是已知的，所以重量变化可以用于确定相邻电极板20之间的距离变化。
[0070] 优选地，重量传感器装置10布置用来分别监测多个电极模块21的重量，尤其是重量变化。相应地，控制装置可以布置成响应于至少一个电极模块21的重量变化来调整由电源提供到所述多个电极模块21的电力。如果各个分开的电极模块21包括具有不同材料的电极板20，则这是特别有益的，因为可以针对特定杂质来优化水处理过程，特定杂质的处理与特定电极模块21相关。
[0071] 优选地，控制装置进一步可操作地联接到液位传感器装置，用于获得表示壳体结构3内液位尤其是水流液位的测量值。如果壳体结构3内的水位明显波动，则会降低由重量传感器装置10提供的关于所述至少一个电极板20的重量测量
精度。因此，控制装置可以布置用来基于由液位传感器装置提供的至少一个测量值来确定由重量传感器装置提供的任何测量值作为归一化测量值。不管壳体结构3内的液位如何，这种归一化测量值将代表至少一个电极板20的重量或重量变化。
[0072] 根据本发明的第十五方面，提供了一种水处理系统。水处理系统包括结合上述任何方面讨论的水处理设备，并且还配备有水流装置，用于将水流引导到入口4a并用于从出口5a接收水流。水流装置可以适当地包括
阀装置，用于控制流向入口4a的水流、来自出口5a的水流或两者。另外，水流装置可以适当地可操作地连接到控制装置，从而允许通过控制装置来控制流向入口4a的水流、来自出口5a的水流或两者。优选地，水流装置被提供作为水生产、循环或排放系统的一部分。
[0073] 具体地，结合上述任何方面讨论的水处理设备可以用在对无机废水(诸如采矿和金属废水、
电子废水、化学废水、
汽车工业废水)和有机废水(诸如食品和饮料废水、纺织和服装废水、纸浆和造纸废水、生活废水和农业废水)中至少一种进行处理的系统中。
[0074] 具体地，结合上述任何方面讨论的水处理设备可以用在对源自纸浆和造纸、化学工业、电子和汽车工业以及纺织和服装工业的水进行处理的系统中。
[0075] 具体地，结合上述任何方面讨论的水处理设备可以用在生活废水处理、城市废水处理和/或城市
饮用水处理的系统中。
[0076] 根据本发明的第十六方面，提供了一种用在结合上述任何方面所讨论的电化学反应器1中的电极模块21。电极模块包括彼此间隔开的多个电极板20。每个电极板20包括板部20a和至少一个凸耳部20b。板部20a布置成可接收在反应室6内。相应地，所述至少一个凸耳部20b布置成可接收在所述至少一个突伸台7b上并且可由其支撑，以使得板部可悬置在反应室6内。
[0077] 根据本发明的第十七方面，提供了一种用于对结合上述任何方面所讨论的水处理设备控制的方法。方法包括以下步骤：
[0078] a)将水流提供到入口4a，并且从出口5a接收水流。
[0079] b)向所述至少一个电极板20提供第一电力，优选地经由电联接装置11通过电源来提供。
[0080] c)在第一时刻获得表示所述至少一个电极板20的重量的第一测量值。
[0081] 优选地，通过控制装置从重量传感器装置10获得第一测量值。
[0082] d)当表示所述至少一个电极板20的重量的第一测量值对应于预定电极更换值时，通过控制装置生成表示所述至少一个电极板20需要更换的
信号。
[0083] 优选地，控制装置配备有通信装置或者可操作地连接到通信装置，用于传送表示所需更换的信号。适当地，通信装置可以是例如音频通信装置、视觉通信装置、网络通信装置或它们的任何组合。适当地，包括网络通信的通信装置布置用于与远程监测系统进行通信。
[0084] 当然，如果重量传感器装置不是提供所述至少一个电极板20的重量绝对值，则可以进行多次测量以确定所述至少一个电极板的重量。例如，可以在没有所述至少一个电极板20就位、至少一个新更换的电极板20就位或者二者的情况下进行基准测量。即使重量传感器装置本身不提供绝对值重量，使用基准测量也能够确定所述至少一个电极板20的重量绝对值。
[0085] 根据本发明的第十八方面，提供了一种用于对结合上述任何方面所讨论的水处理设备控制的方法。该方法包括以下步骤：
[0086] a)将水流提供到入口4a，并且从出口5a接收水流。
[0087] b)向所述至少一个电极板20提供第一电力，优选地经由电联接装置11通过电源来提供。
[0088] c)在第一时刻获得表示所述至少一个电极板20的重量的第一测量值。
[0089] 优选地，通过控制装置从重量传感器装置10获得第一测量值。
[0090] e)在第二时刻获得表示所述至少一个电极板20的重量的第二测量值，其中，第二时刻发生在第一时刻之后。
[0091] 优选地，通过控制装置从重量传感器装置10获得第二测量值。
[0092] f)基于第一测量值和第二测量值由控制装置确定所述至少一个电极板20的重量损失。
[0093] 优选地，通过确定第一测量值与第二测量值之差来确定重量损失。
[0094] g)基于确定的重量损失，调整第一电力。
[0095] 因此，监测所述至少一个电极板20的重量或重量变化就可实现自动过程控制和远程监测，这在连续或手动过程监测不可用的应用中(诸如在自动化水处理方案中)是特别有利的。
[0096] 根据本发明的第十九方面，结合第十八方面所讨论的用于控制水处理设备的方法还可以包括以下方法步骤：
[0097] h)如果所述至少一个电极板20的重量损失超过了与导致电流密度减小的所述至少一个电极板磨损程度相对应的预定重量损失
阈值，则通过提供第二电力来调整第一电力。
[0098] 当电极板20在使用中磨损时，相邻电极板之间的距离增加，从而导致流过电极板的电流更低，因此电流密度更低。由于电极板磨损程度可以从其重量或重量变化来确定，所以由重量传感器装置提供的信息可以用于控制连接到电极位置的电源，以补偿相邻电极板之间增加的距离，以便维持所需电流密度。
[0099] 根据本发明的第二十方面，结合第十八方面所讨论的用于控制水处理设备的方法还可以包括以下方法步骤：
[0100] i)基于第一时刻与第二时刻之间的时间差以及所述至少一个电极板20的重量损失，确定重量损失率；
[0101] j)将所确定的重量损失率与对应于所需电化学处理效率的预定期望重量损失率进行比较；
[0102] k)如果重量损失率偏离预定期望重量损失率的程度大于预定重量损失率阈值，则通过提供第二电力来调整第一电力，以便获得与预定期望重量损失率对应的重量损失率。
[0103] 由重量传感器装置获得的信息可以用于控制电化学处理，以便获得所述至少一个电极板的期望重量损失率。具体地，如果需要电极板中的物质的量X来用于除去水流中杂
质量Y并且水流量已知，则可以计算期望的重量损失率。因此，使用从重量传感器装置获得的信息，可以控制电化学处理以便获得这种期望的重量损失率。
[0104] 优选地，通过经由电联接装置11由电源向所述至少一个电极板20提供第二电力来调整第一电力，其中，第二电力不同于第一电力。
[0105] 当然，如果使用多个电极板，则可以提供第一电力作为相邻电极板20之间的第一差分
电压，并且对应地，电力可以是相邻电极板20之间的第二差分电压。当然，可以提供第一和/或第二电力作为基本上恒定的电压以便产生直流电，并且可以分别提供交变电压以便产生交流电。此外，可以提供恒定电压和交流电压两者作为相邻电极板20之间的差分电压。另外，相邻电极板的极性可以在用于从其表面除去
氧化物的任何给定时间间隔之间反转。
[0106] 根据本发明的第二十一方面，提供了一种用于对结合第十五方面所讨论的水处理系统控制的方法。方法包括以下步骤：
[0107] a)将水流提供到入口4a)，并且通过水流装置从出口(5a)接收水流。
[0108] b)向所述至少一个电极板20提供第一电力，优选地经由电联接装置11通过电源来提供。
[0109] I)利用重量传感器装置10获得表示第一时刻水容量的第一测量值。
[0110] 优选地，通过控制装置从重量传感器装置10获得第一测量值。
[0111] m)利用重量传感器装置10获得表示第二时刻水容量的第二测量值，其中，第二时刻发生在第一时刻之后。
[0112] 优选地，通过控制装置从重量传感器装置10获得第一测量值。
[0113] n)优选通过控制装置，基于第一测量值和第二测量值来确定水容量的变化。
[0114] o)优选通过控制装置，基于水容量的变化来调节水流装置。
[0115] 除了基于与所述至少一个电极板20重量相关的信息来控制电化学处理以外或作为替代，重量传感器装置10可以用于获得与壳体结构3内水容量相关的信息。此外，由于壳体结构3具有恒定的形状，所以壳体结构内的水位可以通过水容量来确定。
[0116] 具体地，由于所述至少一个电极板磨损引起的重量变化可以与由于水容量变化引起的重量变化区分开，因为它们在给定时间段内的量值不同。即，由电极板20磨损引起的重量变化比由于壳体结构内水容量变化引起的重量变化慢得多。此外，所述至少一个电极板20的磨损将导致重量缓慢下降，而水量变化会引起重量增加。
[0117] 适当地，如果通过控制装置确定重量增加超过了预定水容量阈值，则基于从重量传感器装置10获得的值，控制装置布置用来控制水流装置以降低提供到入口4a的水流，或者替代地甚至中止提供到入口的水流。具体地，特别快速的重量增加可以表示与出口部5或出口侧的水流装置相关的故障。相应地，如果通过控制装置确定了这种情况，则基于从重量传感器装置10获得的值，控制装置可以布置用来控制水流装置以停止提供到入口4a的水流、将电源从电联接装置11断开、或两者。
[0118] 此外，可以同时或交替地使用上面讨论的与控制电化学设备、系统或两者相关的所有方面或它们的任何组合，以在任何给定时间实现期望的操作模式。与控制电化学装置相关的方面可以通过任何其他控
制模式来补充，例如，基于来自检测杂质、电导率、氧化还原电位的变化、COD等的分析仪的测量值来控制电化学处理。
[0119] 根据本发明的第二十二方面，提供了一种用于控制水处理设备的计算机程序产品。计算机程序产品包括指令，当在结合上面讨论的任何设备方面所讨论的水处理设备控制装置上执行指令时，使得水处理设备执行结合与水处理设备控制方法相关的一个或多个方面所讨论的方法步骤。
[0120] 根据本发明的第二十三方面，提供了一种用于控制水处理系统的计算机程序产品。计算机程序产品包括指令，当在结合上面讨论的任何系统方面所讨论的水处理系统控制装置上执行指令时，使得水处理系统执行结合与水处理系统控制方法相关的一个或多个方面所讨论的方法步骤。
[0121] 当然，根据本发明，在不脱离本发明概念的情况下，可以通过组合如上所讨论的两个以上方面来实现电化学反应器、用于以电化学方式处理水的设备和系统、用于控制水处理设备的方法以及与其相关的计算机程序产品。
