專利名稱：：流體去離子裝置和降低液體中的微生物和離子濃度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于廢水去離子及凈化的碳?xì)饽z、電化學(xué)電池和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：雷瑣酚是一種在樹(shù)脂、染料、粘合劑、藥物及其它應(yīng)用中公知的常用物質(zhì)。它可以多種等級(jí)和形態(tài)來(lái)獲得，如晶體、薄片、丸粒等。呈各種形態(tài)的雷瑣酚可溶于水、醇、醚、苯、甘油、和甲醛中。如Farmer的USP5425858中所公開(kāi)的，雷瑣酚可用于合成碳?xì)饽z。具體來(lái)說(shuō)，可通過(guò)在微堿性介質(zhì)中雷瑣酚與甲醛縮聚、隨后經(jīng)超臨界干燥和在惰性氣氛中高溫分解來(lái)制備碳?xì)饽z。如在這篇文獻(xiàn)中所公開(kāi)那樣，由這種碳?xì)饽z形成的薄電極可用于電容性去離子應(yīng)用中，該文獻(xiàn)內(nèi)容將其全文引入本文作參考。然而，通過(guò)這種方法形成的薄電極板(約0.25mm厚)具有一些缺點(diǎn)。首先，它們對(duì)于工業(yè)規(guī)模應(yīng)用來(lái)說(shuō)過(guò)于昂貴，費(fèi)用約為$1000/平方英寸表面積。其次，使用這些電極的裝置僅在低于水電解的電壓和電流下才可有效驅(qū)動(dòng)。再有，所述板的薄的特性限制了去離子能力。所述薄板不是自支撐的，難以與其進(jìn)行直接可靠的電連接。最后，這些電極粘合到鈦板上，因而每一個(gè)這些板的一側(cè)不能用作去離子表面。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)的是一種去離子裝置，其包括具有多個(gè)去離子池的槽。各個(gè)去離子池包括兩種不同類型的三個(gè)非犧牲性電極。一個(gè)電極包括高表面積的吸收性材料(“HSAAM電極”)，其成形為具有朝向?qū)γ娣较虻膬蓚€(gè)側(cè)面。HSAAM電極從所要去離子化的液體中除去離子。這種HSAAM電極與兩個(gè)電極相連接，每側(cè)一個(gè)，這兩個(gè)電極不從所要去離子化的液體中除去離子。所述槽的底部可提供用來(lái)導(dǎo)入空氣的管道網(wǎng)絡(luò)，各管道提供有小孔，空氣可從所述小孔中逸出。經(jīng)這些管道泵入的空氣使所要去離子化的液體攪拌并混合，從而促進(jìn)離子在HSAAM電極上的接觸和捕集。在本發(fā)明中的非-HSAAM電極呈碳布(CC)或石墨板電極的形態(tài)存在，所述碳布(CC)或石墨板電極粘附在平的非導(dǎo)電的結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件的兩側(cè)的每側(cè)面上。在所述結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件的一側(cè)上的非HSAAM電極與在所述結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件另一側(cè)上的非HSAAM電極是電絕緣的。因而，每個(gè)非HSAAM電極與不同的HSAAM電極相關(guān)連。這便得到了去離子池，其包括第一和第二非HSAAM電極，每個(gè)設(shè)置在不同的結(jié)構(gòu)支撐構(gòu)件上，但朝向夾在其中的相同的HSAAM電極。在去離子池中使用的HSAAM電極是通過(guò)首先將雷瑣酚溶解在甲醛中以形成初始液體而制備的。添加催化劑以促進(jìn)聚合并實(shí)現(xiàn)最終的HSAAM結(jié)構(gòu)。向所述初始液體中引入預(yù)定數(shù)量的非犧牲性材料作為增強(qiáng)材料。通過(guò)在足夠溫度下加熱混合物或加熱混合物足夠長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)添加足夠熱量，使得發(fā)生受控制的聚合且所述混合物達(dá)到足以支撐增強(qiáng)材料的稠度。然后使所得到的粘稠液體連續(xù)聚合以在模具中形成固體。隨后首先將所得到的塊料在烘箱中焙燒直到其碳化，接著對(duì)其進(jìn)行機(jī)械加工以便隨后用于所述裝置中。本發(fā)明的這些和其它的特征、方面、和優(yōu)點(diǎn)可從附圖中看出，其中圖1是按照本發(fā)明形成的裝置的透視圖。圖2A是本發(fā)明裝置中使用的槽的圖。圖2B和2C表明了所述槽內(nèi)固定所述HSAAM板的兩種安置方式。圖3是設(shè)置成蛇形流動(dòng)的圖1裝置的頂視圖。圖4a和4b所示是由相鄰電極形成的去離子池；圖5所示是具有三個(gè)串聯(lián)連接的設(shè)備的裝置。圖6A和6B所示為具有所有互相平行的電極的另一種實(shí)施方案。圖7所示為具有在其中形成的離子出口孔的槽的頂視圖。圖8所示為沿圖5所示路線構(gòu)造的實(shí)驗(yàn)裝置。圖9A-9E所示為使用圖8裝置的分批式操作的結(jié)果。圖10所示為自動(dòng)去離子化裝置的框圖。具體實(shí)施例方式圖1所示為按照本發(fā)明制備的裝置18。所述裝置包括一些平行布置的、直立的電極20、22。如以下所討論的，提供了兩種不同類型的電極，且其是交替的。所述裝置的電極在基本為矩形的室或槽24中橫向設(shè)置。所述槽本身包括一對(duì)側(cè)壁26、28、一對(duì)端壁30、32、和平面的底板34。所述槽壁優(yōu)選由玻璃、塑料、樹(shù)脂玻璃或其它電絕緣的、不透水的材料制成。形成在底部的入口36和在第一端壁上的出口38提供了在槽中去離子化的液體的進(jìn)口和出口。另外，當(dāng)需要蛇形流動(dòng)時(shí)，如在圖3中虛線路徑所繪出的，入口也可在第二端壁上形成。再有，當(dāng)采用單一的槽來(lái)對(duì)不同來(lái)源的液體去離子化，各液體中要除去的離子的極性和量不同時(shí)，可在底部、或側(cè)壁上提供多個(gè)互相間隔的入口和出口。在所述槽的底部是空氣擴(kuò)散器42，經(jīng)由該擴(kuò)散器來(lái)引入空氣。如圖2A中所示，所述空氣擴(kuò)散器包括許多平行布置的由苯乙烯或類似物制成的管道44，其上具有小的開(kāi)口。管道44沿槽的橫向延伸，且在優(yōu)選的實(shí)施方案中，在兩個(gè)面對(duì)的電極之間設(shè)置。當(dāng)所述裝置處于操作狀態(tài)時(shí)，經(jīng)由這些管道泵入空氣以向槽中的液體通氣并對(duì)其攪拌。其通過(guò)使所述槽內(nèi)的液體混合并在充有相反電荷的電極之間攪拌離子而促進(jìn)去離子化。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)，可使用等同的通氣裝置(手段means)來(lái)取代所述的設(shè)有開(kāi)口的平行管道網(wǎng)絡(luò)。例如，可提供活底板，在所述槽底板和活底板之間泵入的空氣將穿過(guò)在所述活底板上形成的孔口。另一種可供選擇的方案是在槽底板上設(shè)置基本上為平展的塑料氣囊，一旦向所述氣囊中泵入空氣，所述空氣就會(huì)經(jīng)在所述氣囊頂側(cè)上的孔口而進(jìn)入液體中。在所述槽的所述側(cè)壁26、28的朝內(nèi)的表面上設(shè)置有一排也由苯乙烯或其它塑料模鑄成的裝配夾。所述裝配夾46、48，如圖2a所示，用來(lái)校直并保持插入到所述槽中的電極不動(dòng)。根據(jù)所要設(shè)計(jì)容納的電極20、22的物理和化學(xué)性質(zhì)，裝配夾46和48的尺寸、形狀和材料可有所不同。電極可在其各側(cè)邊直接插入相對(duì)的裝配夾中。在這種情況下，就形成帶有孔口50的電極，該孔口與電極插入裝配夾處相鄰，如圖3所示。這一孔口50用來(lái)作為液體流經(jīng)所述槽時(shí)液體穿過(guò)的通道。另外，電極可經(jīng)丙烯酸類墊片52直接由裝配夾在其一或兩端夾持，所述丙烯酸類墊片通過(guò)連接夾54固定在所述電極上。在這種情況下，可在丙烯酸類墊片自身上形成孔口56以使液體從中穿過(guò)。當(dāng)由于結(jié)構(gòu)、電學(xué)或其它原因，不能在電極自身上形成所述孔口時(shí)，這種布置是特別有利的。此外，所述槽的底部34上可設(shè)置沿所述槽橫向延伸的塑料防護(hù)件57，見(jiàn)圖2B，或溝槽58，見(jiàn)圖2C。這種防護(hù)件及溝槽使得可選擇性地可滑動(dòng)地向一側(cè)壁或另一側(cè)壁調(diào)整電極。當(dāng)需要在從所述槽的一個(gè)端壁的入口至在相對(duì)的端壁處形成的出口之間，所述液體以蛇形流動(dòng)方式流過(guò)各電極的各面時(shí)，這是特別有利的。作為電極可沿其滑動(dòng)的防護(hù)件或溝槽的一種替代方案，底板的中央部分可設(shè)置狹槽，向所述狹槽中插入直立的底部鉗夾或裝有彈簧的保持器。而可按距兩側(cè)壁任何所需距離將電極的底邊插入這些底部鉗夾或保持器中。如上所述，可使用丙烯酸類連接桿來(lái)橋接電極的自由邊與裝配夾之間的間隙。在所述槽的外側(cè)壁上可設(shè)置匯流線60。各匯流線設(shè)置多個(gè)互相電絕緣的接線柱62，各接線柱布置成與相關(guān)的電極相連接。這使得可分別控制施加到各電極上的電壓、和電流?？赏ㄟ^(guò)通用的電導(dǎo)線如彈簧夾或同等的連接裝置使各接線柱與其相關(guān)的電極電連接。但更優(yōu)選，各接線柱通過(guò)經(jīng)非犧牲性石墨棒與對(duì)應(yīng)的裝配夾或?qū)?yīng)的連接夾(如使用的話)連接的銅導(dǎo)線64來(lái)連接。然后當(dāng)所述電極插入到裝配夾或連接夾時(shí)，所述電極與石墨棒接觸。為促進(jìn)這種電接觸，可以公知方式，將片狀彈簧或類似物固定于導(dǎo)電帶的端部。所述片狀彈簧可然后緊固于其中插入電極邊的的所述夾的槽中。如上所述，在按照本發(fā)明制備的裝置中使用了兩種類型的導(dǎo)電、非犧牲性電極。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，成形為平板的第一種類型的電極其兩側(cè)的每側(cè)與第二種類型的電極相鄰接。所述三個(gè)電極一起構(gòu)成了一個(gè)去離子池。在操作過(guò)程中，在第一種類型的電極與第二種類型的各個(gè)電極之間一般建立基本相似的電壓電位。這通過(guò)將電壓源的一個(gè)引線與第一種類型的電極相連并將同一電壓源的一對(duì)共用引線與第二類型的兩個(gè)電極的每一個(gè)相連。所述共用引線保證在第一種類型的電極與鄰接所述第一種類型電極的第二種類型的各電極之間保持基本相似的電位。所述第一種類型的電極(22)由基于碳的高表面積吸收材料來(lái)制備(“HSAAM電極”)。當(dāng)施加電流時(shí)，這種電極從水溶液中除去離子并保留離子。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述HSAAM電極由雷瑣酚、甲醛、至少一種碳纖維、碳?xì)趾秃屠w維素、催化劑、和其反應(yīng)產(chǎn)物以碳化的形態(tài)來(lái)制備。制備HSAAM電極的方法將在以下敘述。所述第二種類型的電極(20)，雖然是由導(dǎo)電材料來(lái)制備，但當(dāng)施加電流時(shí)，它不除去或保留離子，因而是非吸收性的(“非HSAAM電極”)。對(duì)于由碳布、石墨、金、鉑、和其它在水溶液中的電場(chǎng)中不降解的導(dǎo)電材料制備的電極來(lái)說(shuō)，這一性質(zhì)是常見(jiàn)的。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，或由石墨、或更優(yōu)選由碳布如由Zoltek出售的零件編號(hào)(partno.)PANEX30編織纖維來(lái)制備非HSAAM碳電極。如圖4a中所示，所述非HSAAM碳電極20成形為雙電極，即，其具有一對(duì)互相電絕緣的導(dǎo)電表面。所述雙電極20通過(guò)將獨(dú)立部件碳布72a、72b固定在3/8″厚的片狀樹(shù)脂玻璃74的兩側(cè)之一側(cè)來(lái)制備。所述樹(shù)脂玻璃用作非導(dǎo)電的、結(jié)構(gòu)剛性的支撐件，并防止液體直接流過(guò)所述兩片碳布。因而，可用玻璃、丙烯酸類及類似物來(lái)代替樹(shù)脂玻璃。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，碳布通過(guò)環(huán)氧粘合劑固定在所述樹(shù)脂玻璃片的兩側(cè)之一側(cè)上。如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的，可使用其它粘合劑、甚至機(jī)械固定裝置如螺旋、鉗夾及類似物來(lái)固定碳布(CC)電極。一旦固定在樹(shù)脂玻璃片74的兩側(cè)之一側(cè)上，在一側(cè)上的所述碳布72a如需要可與在同一片74的另一側(cè)上的對(duì)等物72b電連接。但通常不是這樣，因而可通過(guò)獨(dú)立的電壓源給所述樹(shù)脂玻璃各側(cè)上的碳布施加不同的電壓。在這種情況下，在單一槽內(nèi)的相鄰的池可以不同的電壓源來(lái)驅(qū)動(dòng)。如圖4b中所示，在本發(fā)明的裝置中，這些雙面的非HSAAM電極20與HSAAM電極22在所述槽中交替排布，在任何給定時(shí)間可在各電極上施加單一的電壓。因而，在本發(fā)明的裝置中，HSAAM電極的一側(cè)朝向固定在樹(shù)脂玻璃的第一片74上的CC電極72b，而所述HSAAM電極的背面即第二側(cè)朝向固定于樹(shù)脂玻璃第二片78上的CC電極76a。以這種方式，各HSAAM電極22與一對(duì)其對(duì)應(yīng)的非HSAAM布電極構(gòu)成了去離子池80。端壁30、32具有固定于其朝內(nèi)側(cè)邊上的碳布電極，所述電極構(gòu)成池的部分。在使用中，朝向相同HSAAM電極22的兩個(gè)CC電極72b、76a通常保持在相同的極性和電壓值下。另外，如需要，它們也可保持在不同的數(shù)值下，因?yàn)樵趨R流線60上各設(shè)有其獨(dú)自的接線柱62。當(dāng)在HSAAM電極22及其對(duì)應(yīng)的非HSAAM電極72b、76a之間施加電壓時(shí)，池80活化，在HSAAM電極22的兩邊上發(fā)生去離子化。優(yōu)選，在單一池的兩個(gè)非HSAAM電極上施加相同的電壓值。但如在HSAAM電極的兩側(cè)每側(cè)的兩個(gè)非HSAAM電極具有不同的表面積，從而可保持不同的電流密度，則可以不同的電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)它們。HSAAM電極可相對(duì)于非HSAAM電極帶正電荷或帶負(fù)電荷。當(dāng)所述HSAAM電極帶正電荷時(shí)，它吸引、吸收并保持陰離子。這造成在所述池的緊鄰近區(qū)域中的水的PH上升，或變得更呈堿性。當(dāng)所述HSAAM電極帶負(fù)電荷時(shí)，它吸引、吸收并保持陽(yáng)離子，從而降低水的PH，并使之更呈酸性。由于各HSAAM電極22在其兩邊鄰接屬于它自己的一對(duì)CC電極，所以在相同槽內(nèi)的相鄰去離子池可用來(lái)除去不同類型的離子。因而，如在同一槽的底部或側(cè)邊上提供成對(duì)的間隔設(shè)置的入口或出口，則最接近這些入口的去離子池可被活化，使得第一組池除去第一種類型的離子，第二組池除去第二種類型的離子。相似的，當(dāng)需要蛇形流體流動(dòng)時(shí)，所述流體遇到的上游第一組池被活化以除去第一種類型的離子，而下游第二組池被活化以除去第二種類型的離子。在給定的槽中，通常存在多個(gè)池。為使在所述槽中的水完全去離子化，帶負(fù)電荷和正電荷的HSAAM電極兩個(gè)都應(yīng)存在。一般，應(yīng)對(duì)帶正電的和帶負(fù)電的池施加不同的電壓以實(shí)現(xiàn)離子的去除，且?guī)д姾蛶ж?fù)電的池的數(shù)目可不相同。這使得帶正電和負(fù)電荷的HSAAM電極獨(dú)立地被活化并處于不同的電壓數(shù)值下。改變所述板的間隔及施加的電壓，能夠從所要處理的流體中除去特定的離子。如圖5中所示，多個(gè)槽可串連到一起，一個(gè)的出口與下一個(gè)的入口相連。在這種情況下，在各槽中的去離子池可以相同的方式活化使得各槽集中除去一種類型的離子。另外，連續(xù)的槽可用來(lái)除去數(shù)量不斷減小的同一種離子。如圖6A和6B中所示，一種類型的電極可相對(duì)于另一種類型的電極略轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。在圖6A中，所示的HSAAM電極是互相平行且豎直的。相反，在HSAAM電極兩側(cè)每側(cè)的非HSAAM碳布電極相對(duì)于HSAAM電極對(duì)稱地傾斜一個(gè)角度。在這種情況下，相鄰的HSAAM電極使得它們的對(duì)應(yīng)的碳布電極以不同方式傾斜。相似的，如圖6B中所示，可使碳布電極直立，而HSAAM電極相對(duì)于碳布電極成一角度傾斜。在圖6B的構(gòu)形中，HSAAM電極仍互相平行，但相對(duì)于如所述槽的底和壁成一傾角。圖7所示為包括四個(gè)去離子池的槽的頂視圖。具有帶正電荷的HSAAM板的第一對(duì)去離子池與具有帶負(fù)電荷的HSAAM板的第二對(duì)交錯(cuò)設(shè)置。在構(gòu)成各去離子池基部的區(qū)域中，所述槽的底部設(shè)有一排孔。對(duì)于帶正電荷的去離子池，這些圖示為孔82，對(duì)于帶負(fù)電荷的去離子池，這些圖示為孔84?？?2、84的目的是所述槽操作時(shí)，使得選擇性地除去在所述HSAAM板上收集的陽(yáng)或陰離子。因而，在具有帶正電荷的HSAAM板的那些池中，在所述板上將收集陰離子。當(dāng)所述池再生時(shí)，這些離子可從孔82被收集。相似的，在再生過(guò)程中，在帶負(fù)電荷的HSAAM板上收集的離子，可經(jīng)孔84收集。如圖7中所示，孔82和84具有近于相同的尺寸和排布。但這不是必須的。例如，對(duì)于帶負(fù)電荷的離子來(lái)說(shuō)，所述孔可較用于帶正電荷的離子的孔小。再有，所述孔可呈更不規(guī)則的圖形，如棋盤或蜂窩狀，而不是與HSAAM和非HSAAM電極平行設(shè)置的一排孔。如上所述，所述HSAAM電極由高表面積吸收性材料來(lái)制備。在本發(fā)明中，這種材料通過(guò)一種創(chuàng)造性的方法來(lái)制備，所述方法需要三個(gè)組分雷瑣酚、甲醛和增強(qiáng)劑如碳源。還可使用催化劑以促進(jìn)雷瑣酚-甲醛樹(shù)脂的聚合。雷瑣酚有許多不同的等級(jí)，可從許多供應(yīng)商處以粒料、片料、和其它方便的形態(tài)來(lái)得到。在以下給出的實(shí)施例中，使用來(lái)自HoechstCelaneseCompany的呈適于有機(jī)化學(xué)配劑的形態(tài)的雷瑣酚。甲醛可從許多供應(yīng)商處得到，并也有不同的等級(jí)和形態(tài)。在以下給出的實(shí)施例中，使用來(lái)自Georgia-PacificResin，SpectrumChemicalCompany的適于染料、樹(shù)脂和生物保存的呈甲醛水溶液的甲醛。在HSAAM電極的制備中用作增強(qiáng)物的碳源可以不同形態(tài)得到。例如，松散的碳纖維，如由Amoco出售的THORNELP254K1/4″機(jī)號(hào)(cut)的碳纖維，已成功地用于制備用于本發(fā)明的HSAAM電極。還已成功使用的另一種替代物是碳?xì)?，有石墨氈wdf3331060級(jí)或碳?xì)諺DG3330500，均由NationalElectricCarbonCompany出售。一般，可使用預(yù)定數(shù)量的任何較純的碳源，只要其能夠完全分散于隨后固化的雷瑣酚-甲醛液體中，或其能夠在基體中吸收相似數(shù)量的液體并隨后固化。重要的是碳纖維應(yīng)是導(dǎo)電的。雖然優(yōu)選的實(shí)施方案要求碳?xì)痔疾迹匾氖鞘褂梅菭奚詫?dǎo)電體。因而，可使用如石墨、金、鉑、導(dǎo)電的塑料、玻璃化碳黑(如由St.Mays，Pennsylvania的SGLCarbonGroup出售的SIGRADUR)等的材料來(lái)代替碳布或碳?xì)帧o(wú)論使用何種增強(qiáng)劑，都以相同的方式來(lái)開(kāi)始制備HSAAM電極的工藝過(guò)程。在室溫下將41b的雷瑣酚固體添加到3.5升的甲醛中，得到約1比2的摩爾比。當(dāng)然所述的數(shù)量可線性地按比例向上或向下增減，以制備出不同總量的這種初始混合物。這種初始混合物攪拌30至90分鐘，或直到雷瑣酚溶解。當(dāng)雷瑣酚完全溶解時(shí)，所得到的混合物具有琥珀黃色至粉紅色。如雷瑣酚溶解后，這種混合物在室溫(即約72°F)或低于室溫下保持約12至24小時(shí)，則這種顏色的混合物變?yōu)槿榘咨后w。向測(cè)定比例的液體和碳源中添加預(yù)定數(shù)量的碳酸鈉催化劑，并將所述液體完全混合。然后將所得到的材料加熱并傾入8″×8″模具中達(dá)約3/4″的厚度，且在所述模具中使之固化為干凝膠(xerogel)(由聚合的雷瑣酚-甲醛組成)塊。所述模具然后置于室溫水平表面上，在該處使聚合反應(yīng)在空氣中持續(xù)進(jìn)行，這時(shí)所述材料變成干凝膠塊。在室溫下所述材料在模具中經(jīng)約20至60分鐘凝固。在凝固時(shí)，所述材料的各尺寸收縮約0.5-1.0％，并從所述模具的一或多個(gè)側(cè)壁脫開(kāi)。隨后可通過(guò)簡(jiǎn)單地將模具顛倒而將所述塊移出。從其模具中移出時(shí)，使各模塊在約80°-90°F的空氣中固化并硬化約兩小時(shí)，以確保完全聚合。與現(xiàn)有技術(shù)固化技術(shù)不同，本發(fā)明的固化方法不需要嚴(yán)格的點(diǎn)干燥(pointdrying)(即超臨界干燥)。這節(jié)約相當(dāng)多的時(shí)間和費(fèi)用。雖然固化除去了一些過(guò)量的液體，所得到的塊狀物仍是很不良的導(dǎo)電體。在固化后，所述塊狀物平鋪在烘箱中，然后進(jìn)行碳化。在碳化過(guò)程中，在各塊狀物上放置重物以防止開(kāi)裂、不均勻變形、及其邊緣卷曲。優(yōu)選在約1850-2200°F的溫度下進(jìn)行碳化。但實(shí)驗(yàn)表明，低至1750°F的溫度及10至20分鐘的碳化時(shí)間也是可接受的，溫度越低，碳化時(shí)間越長(zhǎng)。使所述塊狀物經(jīng)受這一溫度的處理產(chǎn)生進(jìn)一步的干燥并燒掉在原始組分中存在的許多雜質(zhì)。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，可在空氣環(huán)境中進(jìn)行碳化，因?yàn)樗鰤K狀物的厚度可經(jīng)受住由于燃燒而引起的一些物質(zhì)損失。這與現(xiàn)有技術(shù)形成了對(duì)照，在現(xiàn)有技術(shù)中，必須使用氮或其它惰性氣體氣氛來(lái)防止較薄的塊狀物在碳化過(guò)程中消耗掉。一旦碳化完成，所得到的HSAAM板可然后進(jìn)行加工并用砂紙磨光成所需形狀、尺寸和厚度的板狀電極。優(yōu)選，所述電極具有足夠的厚度以成為自支撐的(如當(dāng)以其端部放置時(shí)能夠承受住其自身重量)。對(duì)于2″×4″的電極來(lái)說(shuō)，這需要厚度至少為約1mm?？尚纬杀冗@薄的板，但所述材料的脆性使得這種薄板難以操作并嚴(yán)重限制其從溶液中除去并貯存離子的能力。一般，所述板的厚度應(yīng)與其表面積成比例，表面積越大的板通常需要更厚。無(wú)論厚度多少，在碳化后，所述塊狀物均成為良好的電導(dǎo)體。根據(jù)所使用的碳源類型，可以多于一種的方式來(lái)實(shí)施向所述液體中添加催化劑和碳源步驟的確切細(xì)節(jié)。現(xiàn)在更詳細(xì)地來(lái)考慮這一步驟。首先，是使用THORNEL碳纖維的情況。將八百毫升(ml)的液體傾入混合機(jī)中，同時(shí)加入3盎司的前述1/4″THORNEL碳纖維、及10ml的1.0摩爾碳酸鈉溶液，后者作為促進(jìn)聚合的催化劑。這一混合物然后混合約3-5分鐘直到所述碳纖維及液體完全混合在一起。在混合過(guò)程中，所述碳纖維被進(jìn)一步切成更小的尺寸。這一混合得到粘性的、黑色漿狀物，其中包括混有碳酸鈉的雷瑣酚/甲醛液體，和結(jié)合在其中的碳纖維?；旌喜襟E后所述漿狀物的溫度為約90°F。這里應(yīng)指出的是，雖然在這一實(shí)施例中僅使用了800ml的液體，所述方法是成比例增減的。因而，在同時(shí)可以分批的方式處理幾升或甚至更多的液體。然后將以這一方式制備的1600ml漿狀物轉(zhuǎn)移至不銹鋼混料槽中，并使用臺(tái)式電加熱器(electrictableheater)對(duì)所述漿狀物進(jìn)行逐漸加熱。在加熱過(guò)程中，攪拌所述漿狀物并嚴(yán)密監(jiān)測(cè)其溫度。以這種方式，使所述漿狀物的溫度經(jīng)25至45分鐘升至并保持在約130-140°F，最佳溫度為135°F。在加熱過(guò)程中，控制所述漿狀物的溫度使得其不超過(guò)150°F而造成聚合失控?？赏ㄟ^(guò)許多裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度控制，如溫差電池、其中循環(huán)有冷卻劑的蛇形管、甚至是可放下混料槽的水浴。也可使用任何多種公知的監(jiān)測(cè)和控制裝置來(lái)進(jìn)行自動(dòng)溫度調(diào)節(jié)。在加熱過(guò)程中還監(jiān)測(cè)所述漿狀物的稠度。這保證所述碳纖維不結(jié)塊或沉降，這會(huì)產(chǎn)生分散不均勻的纏結(jié)碳纖維的凝聚物。如發(fā)生這種情況，可將所述漿狀物放回混合機(jī)中以對(duì)其內(nèi)容物進(jìn)一步均化。將所述漿狀物保持在約135°F的溫度下，連續(xù)攪拌以提供均一的聚合。這一溫度保持約35分鐘，在這段時(shí)間內(nèi)，一旦有幾秒鐘不對(duì)所述漿狀物攪拌，就會(huì)在漿狀物表面形成微細(xì)的膜。隨著聚合持續(xù)，所述漿狀物增稠，粘度不斷增加直到其達(dá)到所述碳纖維呈膠體顆粒懸浮在所述漿狀物內(nèi)的稠度。當(dāng)達(dá)到這一點(diǎn)時(shí)，將加熱的漿狀物傾入8″×8″模具中達(dá)到約3/4″的厚度。這里應(yīng)指出的是，所述漿狀物傾倒時(shí)其溫度范圍應(yīng)為約135-150°F。這有助于保證當(dāng)所述漿狀物固化時(shí)所得到的固體塊狀物具有各向同性的機(jī)械和電學(xué)性能。當(dāng)所述漿狀物處在或超出高于150°F的溫度下進(jìn)行傾倒時(shí)，發(fā)生失控反應(yīng)，得到變形的塊狀物，其具有氣泡和其它的不均勻表面和體積特征。這導(dǎo)致塊狀物結(jié)構(gòu)和電性能的各向異性。第二種情況是碳?xì)帧⑵胀ǖ睦w維素纖維、或浸有活性碳的纖維素纖維用來(lái)增強(qiáng)雷瑣酚-甲醛樹(shù)脂。將所述碳纖維氈或墊切割以適合于裝入模具。然后將雷瑣酚-甲醛液體傾入所述模具中，覆蓋所述碳?xì)?，從而排出在所述氈?nèi)截留的空氣。然后將所述模具轉(zhuǎn)移到設(shè)定在92°F固化烘箱中，使之進(jìn)行約72小時(shí)的聚合以形成一種干凝膠塊。所述干凝膠然后置于烘箱中并在1850-2200°F下碳化。在所述烘箱中碳化過(guò)程中，以耐火墊的形式對(duì)所述干凝膠施以0.5-0.81b/in2的力進(jìn)行限制。用于這一目的的烘箱是具有頂部通風(fēng)口的電馬弗爐。這一碳化結(jié)果得到的是HSAAM產(chǎn)品。在從所述爐中取出HSAAM后，使之在空氣中冷卻。冷卻后的HSAAM然后在平板砂輪上加工成所需均一的厚度。最后，這一板狀物用裝有碳化物的臺(tái)鋸鋸為方形。無(wú)論使用何種碳源，所得到的塊狀物均是黑色的，并用作電導(dǎo)體。在上述說(shuō)明中，使用雷瑣酚作為一種組分。但實(shí)驗(yàn)表明可使用如下的一種化學(xué)品代替雷瑣酚來(lái)制備適用的塊狀物，所述化學(xué)品是1，5-二羥基萘、2，3-二羥基萘、1，4-二羥基萘和1，4-二羥基苯。發(fā)現(xiàn)各種這些化學(xué)品與甲醛形成聚合物，順利地碳化成塊狀物，并隨后當(dāng)施加電流時(shí)使水去離子化。一般，認(rèn)為可使用任何的二羥基或三羥基苯或萘來(lái)代替雷瑣酚。這是因?yàn)檫@些化學(xué)品具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，均具有與甲醛形成聚合物的特性，并易于形成碳化的可用于除去離子的塊狀物。目前，雷瑣酚是優(yōu)選的，因?yàn)樗馁M(fèi)用低，來(lái)源廣泛可大量得到，且在室溫和室內(nèi)壓力下易于與甲醛反應(yīng)。圖8所示為按本發(fā)明構(gòu)造的裝置。這種裝置包括三個(gè)槽102、104、106。所述三個(gè)槽串連用來(lái)對(duì)Pueblo，Colorado城市的污水去離子化。所述污水在入口108引入到第一槽102，最終的產(chǎn)物從槽106的出口122排出所述系統(tǒng)?？傮w來(lái)說(shuō)，所述系統(tǒng)可每分鐘對(duì)高達(dá)1500毫升進(jìn)行去離子化(ml/分鐘)。在這一系統(tǒng)中，槽102和106具有相同的結(jié)構(gòu)。各設(shè)有六個(gè)去離子池。在102、106兩槽中，在相鄰去離子池中的HSAAM電極具有不同的極性。這在各槽中給出了交錯(cuò)電壓的去離子排布。從而，102、106兩槽布置成去除陽(yáng)離子和陰離子兩種離子。因而，這些槽各具有兩個(gè)電壓源，一個(gè)電壓源設(shè)置用來(lái)產(chǎn)生帶正電荷的去離子池，第二個(gè)電壓源設(shè)置用來(lái)產(chǎn)生帶負(fù)電荷的去離子池。槽102與中間槽104連接。來(lái)自槽102的部分去離子化的排出物流流經(jīng)出口110、閥112、入口114并接著進(jìn)入第二個(gè)槽104。雖然所示為單一的入口，但事實(shí)上入口114是進(jìn)入第二個(gè)槽104的多個(gè)導(dǎo)管。閥112的目的是截?cái)嗖?02與104之間的電導(dǎo)過(guò)程。再有，槽102的出口110處可設(shè)置排泄孔(未示出)以對(duì)部分去離子化的排出物流進(jìn)行測(cè)試來(lái)評(píng)價(jià)槽102的性能。槽104也設(shè)有六個(gè)去離子池。但這些去離子池是雙倍的長(zhǎng)度。各HSAAM電極在其端部設(shè)置有兔耳形槽口接合從而它們可與相似板的互補(bǔ)結(jié)構(gòu)緊密配合。與槽102相反，在槽104中的所有去離子池均為帶正電荷的HSAAM電極。這意味著在槽104中只能除去陰離子。出自槽104的進(jìn)一步去離子化的排出物流從出口116排出，流經(jīng)閥118，進(jìn)入入口120，并于該處進(jìn)入槽106。出口116也可設(shè)置排泄孔從而對(duì)出自槽104的排出物流進(jìn)行采樣。如上所述，槽106與槽102的結(jié)構(gòu)相似。它對(duì)進(jìn)入入口120的液體進(jìn)一步進(jìn)行去離子化。出自槽106的去離子化產(chǎn)品在出口122排出所述系統(tǒng)。在槽102和106中，HSAAM電極是6.5″×13″×0.4″，由尺寸為6.5″×6.5″×0.4″的兩塊板制成。為制備槽102、106的所述板，在對(duì)接板的一邊切下0.25″的兔耳形槽口接合，并在所述對(duì)接板的相對(duì)的一邊切下互補(bǔ)的接口。所述兩個(gè)板接合成框架并用導(dǎo)電環(huán)氧樹(shù)脂首尾膠合。對(duì)于槽104，用相似的方法將四塊板接合。對(duì)于所有的槽，是用碳纖維電線進(jìn)行電連接的，該碳纖維電線例如用環(huán)氧樹(shù)脂粘合連接到將HSAAM板安裝到框架上的裝配夾上。在槽102和106中，在HSAAM電極的頂部附近在一點(diǎn)處向各槽引入水。一旦處于所述槽內(nèi)，所述的水在去離子化過(guò)程中連續(xù)混合?；旌系哪康氖窃谌ルx子過(guò)程中有助于防止所述槽局部產(chǎn)生酸或堿性區(qū)域?？赏ㄟ^(guò)在所述槽的沿槽底的多點(diǎn)處通氣來(lái)實(shí)現(xiàn)混合，盡管可用其它混合裝置如磁力或機(jī)械攪拌及旋轉(zhuǎn)器來(lái)代替。水在給定槽中的總的停留時(shí)間僅由流速來(lái)確定，如上所述，所述流速為1500ml/分鐘以下。作為在各槽的一點(diǎn)處引入水的替代方案，可在HSAAM和非HSAAM板的一端設(shè)置進(jìn)入各槽的多個(gè)入口，并在所述板的另一端設(shè)置多個(gè)出口。在這種情況下，所述的水將在排出之前流經(jīng)去離子池的全長(zhǎng)度。槽102和106施加的電壓取決于所要去離子化的水的電導(dǎo)率。在這兩個(gè)槽的去離子化過(guò)程中施加的電壓范圍為0.01-15伏。在去離子化過(guò)程中的對(duì)應(yīng)的電流強(qiáng)度范圍為0.01-10安培。所述水的去離子化速率(即除去離子的速率)隨所要去離子化的的水的類型而變化。因而，在具有更多雜質(zhì)的槽102中的去離子化速率要大于槽106中的，所述槽106中處理的水已經(jīng)過(guò)兩次去離子化。第二個(gè)槽104除去的是帶負(fù)電荷的離子。這導(dǎo)致在這一槽中的水變得呈堿性，因而產(chǎn)生堿性絮凝物。所述第二個(gè)槽以蛇形流動(dòng)流型進(jìn)行操作，其入口設(shè)置于HSAAM板的底部附近。施加于在槽104內(nèi)的水的電壓和電流足以使所述水發(fā)生電解。在這一第二槽中水的處理導(dǎo)致除去約300-500μmho/cm或μS/cm的電導(dǎo)率。然而，出自這一槽的堿性產(chǎn)物的PH范圍為8-12，該堿性產(chǎn)物然后送至第三槽106。表1所示為使用圖8系統(tǒng)所達(dá)到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。特別是，表1表明了使用按照本發(fā)明制備的裝置所進(jìn)行的各階段去離子化的效果。表1中所列出的閥表明，出自槽106(最后的槽)的產(chǎn)物與可飲用水是一致的，因?yàn)樗鼭M足聯(lián)邦水標(biāo)準(zhǔn)的限制。表1使用圖8系統(tǒng)對(duì)Pueblo，Colorado城市污水去離子化表2所示為使用圖8系統(tǒng)所達(dá)到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。特別是，表2表明了使用按照本發(fā)明制備的裝置所進(jìn)行的去離子化各階段的效果。表2由在Leadville附近的Asarco，Inc.操作來(lái)處理SuperFundSiteofYakTunnel/CalifoniaGulch，圖8系統(tǒng)的去離子結(jié)果除連續(xù)流離子化外，所述裝置還可用于以分批的方法來(lái)進(jìn)行去離子化。分批處理的結(jié)果在圖9A-9E中給出。特別是，這些圖表明了添加已知濃度的鐵、鈉和銅離子的一批水樣分批去離子化的結(jié)果。鐵和銅離子的去除達(dá)到低于十億分之1份的數(shù)值，鈉離子的去除達(dá)到低于百萬(wàn)分之2份的數(shù)值，電導(dǎo)率從12150μS降至410μS。監(jiān)測(cè)在三個(gè)槽每一個(gè)中的水的pH和電導(dǎo)率的數(shù)值以確定HSAAM板何時(shí)飽和。排出水流的電導(dǎo)率上升而無(wú)對(duì)應(yīng)的pH變化則表明HSAAM板已被離子飽和，所述裝置需要再生。相似地，在所述池中的存儲(chǔ)電荷可與pH和電導(dǎo)率相結(jié)合來(lái)指示何時(shí)需要對(duì)所述裝置進(jìn)行再生。一般，HSAAM板隨著對(duì)水進(jìn)行去離子化而變色。其變化的類型和顏色取決于所要處理的水的類型。例如，具有高硫酸鹽含量的水隨著硫酸鹽在所述板上沉積而使其變白。相似的，有機(jī)廢物含量高的水使HSAAM板變?yōu)楹稚?。這兩種變色方式均表明由于離子飽和程度而需要再生。對(duì)于槽102和106，在再生過(guò)程中都可形成氧化的絮凝物或濃縮的離子溶液。究竟產(chǎn)生哪一種，取決于所施加的電壓值。施加的電壓低于使水產(chǎn)生電解所需的數(shù)值，則可在帶負(fù)電荷或正電荷的去離子池經(jīng)底部孔82、84收集富離子的水，如圖7所示。另一方面，施加的電壓足以使水電解，導(dǎo)致形成氧化的絮凝物。在這種情況下，在再生過(guò)程中需要混合以從所述槽中產(chǎn)生并排出這種絮凝物。在所述第二槽104中，帶負(fù)電荷的離子被除去。這導(dǎo)致水變?yōu)閴A性，所導(dǎo)致的pH約為8-12。這還導(dǎo)致形成堿性的絮凝物。在操作過(guò)程中，向槽104中的去離子池施加的電壓足以使水電解。因而，施加的電壓約為1至12伏，電流強(qiáng)度為1.3-12安培。其結(jié)果是，所述第二槽104除去300-500μmho/cm或μS/cm的電導(dǎo)率。通過(guò)以足以克服所述池的存儲(chǔ)電荷的電壓(反電動(dòng)勢(shì))，使施加到所述板的電流反向來(lái)實(shí)現(xiàn)第二槽104中板的再生。再有，排出水流的電導(dǎo)率上升而無(wú)pH變化表明在第二槽104中的HSAAM被離子飽和，表示所述裝置需要再生。這可很容易地通過(guò)HSAAM板嚴(yán)重變色的事實(shí)來(lái)識(shí)別，變化的類型和顏色取決于所要清潔的水的類型。在再生過(guò)程中，通過(guò)在抗衡所述系統(tǒng)操作過(guò)程中積累的EMF所需的電壓下來(lái)操作所述裝置，產(chǎn)生氧化的絮凝物。這些絮凝物然后可經(jīng)在所述槽104的底部的孔來(lái)收集。在再生后，所有三個(gè)槽102、104、106均可以與先前相同的效力來(lái)重新使用。用來(lái)提供去離子化所需電壓的電源優(yōu)選可控制在有限范圍內(nèi)的電壓。通常，所述電源為可插入AC電源插座的類型。然而，由于需要相當(dāng)?shù)偷碾妷汉碗娏?，在一些裝置中可使用可移動(dòng)式的、以電池供電的電源。在這種情況下，已制造出太陽(yáng)能去離子化裝置并成功地進(jìn)行操作，雖然其生產(chǎn)能力小。尺寸減小的太陽(yáng)能和電池供電的系統(tǒng)所提供的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)是費(fèi)用低和可移動(dòng)性高。圖10所示為按照本發(fā)明的自動(dòng)去離子化控制系統(tǒng)130的總框圖。所述系統(tǒng)監(jiān)測(cè)水質(zhì)以自動(dòng)調(diào)整電壓來(lái)達(dá)到目標(biāo)去離子化率。如該圖中所示，系統(tǒng)130控制兩槽132、134的操作。應(yīng)記住的是，控制系統(tǒng)還可用于單一的槽、或三個(gè)或更多的槽，無(wú)論它們是串聯(lián)、或并聯(lián)、或是這兩種連接方式的結(jié)合。所述控制系統(tǒng)使用傳感器組件138監(jiān)測(cè)在去離子化設(shè)備的各個(gè)不同階段的排出物流。這些傳感器組件138包括一或多個(gè)傳感器，所述傳感器配置用來(lái)計(jì)量排出物流的如PH、電導(dǎo)率、水流速、溫度、光學(xué)特性等的性能。所述傳感器組件還可包括離子特定探針，如測(cè)量氟化物、氨、氯化物和其它物質(zhì)如列于表1和2中的那些。所述傳感器可以按預(yù)定的間隔時(shí)間或根據(jù)控制器136的要求對(duì)排出物流連續(xù)采樣。而在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所示傳感器是在與槽連接的管道中采樣，所述傳感器也可置于槽內(nèi)。傳感器數(shù)據(jù)提供給程序邏輯控制器136。該控制器可作為微處理器或等同物來(lái)執(zhí)行。所述控制器136根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)槽132、134的性能。所述控制器使用這些數(shù)據(jù)來(lái)確定是否對(duì)流速及流型進(jìn)行任何改變。如需要改變，則所述控制器輸出信號(hào)至發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的閥140以調(diào)整流速。這些閥可同時(shí)或分別進(jìn)行控制。在具有多個(gè)入口或多個(gè)出口的情況下，可僅控制這些中的一部分從而保證任何槽都不溢出。除選擇性控制流速外，控制器136還控制通過(guò)各種電源施加的電壓，所述電源通常如142所示。特別是，所述控制器加工傳感器的數(shù)據(jù)并輸出控制信號(hào)至電源，從而控制施加到所述槽中的去離子化池的電壓和/或電流。所述控制器136使用傳感器數(shù)據(jù)來(lái)確定所述槽中的電極是否需要再生，如需要，則輸出適當(dāng)?shù)男盘?hào)至電源以使之實(shí)現(xiàn)。如上所述的控制系統(tǒng)可用于能夠以數(shù)千加侖每小時(shí)的流速進(jìn)行處理的大型去離子化裝置。因而，這種裝置可按比例放大以滿足工業(yè)設(shè)備、城市水和污水處理設(shè)備等去離子化的需要。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，可呈線性增加電極尺寸和電極數(shù)目，不會(huì)明顯影響施加的電壓或產(chǎn)生的電流。應(yīng)指出的是，本發(fā)明的裝置嚴(yán)格來(lái)講不進(jìn)行電容性的去離子化，因?yàn)樗龇荋SAAM(非吸收性)電極實(shí)際上從不貯存電荷。確實(shí)，離子從不沉積在這些電極上，無(wú)論這些電極是怎樣帶有電荷的；只有HSAAM電極截留并貯存離子。還應(yīng)指出的是，前述的優(yōu)選實(shí)施方案說(shuō)明了板狀電極的制備和使用。然而，還可使用替代的電極和去離子化池幾何構(gòu)形。一種這類實(shí)例是環(huán)形去離子池，包括1)實(shí)心或環(huán)形內(nèi)-非HSAAM電極，2)與內(nèi)-非HSAAM電極同心的環(huán)形HSAAM電極，和3)環(huán)形外-非HSAAM電極，其與前兩個(gè)電極同心。這種排布將使流體從環(huán)形HSAAM電極與兩個(gè)非HSAAM電極之間流過(guò)。然而，在這種排布中，所述內(nèi)和外-非HSAAM電極將具有不同的朝向HSAAM電極的表面積。因而，在兩個(gè)非HSAAM電極和夾在該兩電極之間的HSAAM電極之間可能需要使用不同的電壓或不同的電流。已參照一些優(yōu)選實(shí)施方案公開(kāi)了本發(fā)明，但不應(yīng)認(rèn)為這是對(duì)本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可容易地看出，這些實(shí)施方案可進(jìn)行改變，這均屬于以下權(quán)利要求書(shū)限定的本發(fā)明的范圍。權(quán)利要求1.一種降低液體中的微生物濃度的方法，所述方法包括提供第一槽部件；在所述第一槽部件中設(shè)置第一種類型的第一非犧牲性碳增強(qiáng)的電極，該電極由第一種材料形成，該材料包括至少一種選自二羥基苯、三羥基苯、二羥基萘和三羥基萘及其混合物的物質(zhì)；甲醛；碳增強(qiáng)劑；催化劑；或其反應(yīng)產(chǎn)物，總體呈碳化形態(tài)，其中所述第一種類型電極的厚度至少為3mm并且所述碳增強(qiáng)劑基本被分散在所述厚度各處；在所述第一種類型電極的每側(cè)設(shè)置第二種類型的非犧牲性電極，所述第二類型的電極是由不同于所述第一種材料的第二種材料形成；將所述液體加入所述第一槽部件，以及在所述第一種類型的第一電極與至少一個(gè)位于所述第一種類型的第一電極每側(cè)的第二種類型的電極之間施加正電壓差，由此從所述液體中去除陰離子而使所述液體的pH上升并殺死所述微生物。2.權(quán)利要求1的方法，其中進(jìn)一步包括提供第二槽部件；在所述第二槽部件中設(shè)置第一種類型的第二非犧牲性碳增強(qiáng)的電極；在所述第一種類型的第二電極的每側(cè)設(shè)置第二種類型的非犧牲性電極；將所述液體加入所述第二槽部件，以及在所述第一種類型的第二電極與至少一個(gè)位于所述第一種類型的第二電極每側(cè)的第二種類型的電極之間施加負(fù)電壓差，由此從所述液體中去除陽(yáng)離子。3.權(quán)利要求2的方法，其中所述第一和第二槽部件是連接的并且所述液體首先通過(guò)所述第一槽部件，然后通過(guò)所述第二槽部件。4.權(quán)利要求2的方法，其中所述第一和第二槽部件是連接的并且所述液體首先通過(guò)所述第二槽部件，然后通過(guò)所述第一槽部件。5.權(quán)利要求1的方法，其中在施加正電壓差后，所述液體的pH為8-10。6.權(quán)利要求1的方法，其中包括施加1至12伏的正電壓差的步驟。7.一種降低液體中的微生物濃度的方法，所述方法包括提供第一槽部件，其中含有至少一個(gè)去離子池，該去離子池包括第一種類型的非犧牲性碳增強(qiáng)的電極，該電極由第一種材料形成；以及在所述第一種類型的電極的每側(cè)設(shè)置的第二種類型的非犧牲性電極，該第二種類型的非犧牲性電極由不同于所述第一種材料的第二種材料形成；將液體加入所述第一槽部件，以及在位于所述第一槽部件中的所述至少一個(gè)去離子池中的所述第一種類型的電極與所述第二種類型的電極之間施加正電壓差，由此從所述液體中去除陰離子而使所述液體的pH上升。8.權(quán)利要求7的方法，其中進(jìn)一步包括提供第二槽部件，其中含有至少一個(gè)去離子池；將所述第一槽部件與所述第二槽部件連接，從而讓其中一個(gè)槽部件的液體流到另外一個(gè)槽部件；以及在位于所述第二槽部件中的所述至少一個(gè)去離子池中的所述第一種類型的電極與第二種類型的電極之間施加負(fù)電壓差，由此從所述液體中去除陽(yáng)離子。9.權(quán)利要求8的方法，其中所述液體首先被加入所述第一槽部件，然后從所述第一槽部件中流到所述第二槽部件。10.權(quán)利要求8的方法，其中所述液體首先被加入所述第二槽部件，然后從所述第二槽部件中流到所述第一槽部件。11.權(quán)利要求7的方法，其中進(jìn)一步包括測(cè)量所述流體的物理性質(zhì)；以及根據(jù)至少一個(gè)所述物理性質(zhì)的測(cè)量結(jié)果調(diào)整所述流體進(jìn)入所述第一槽部件的流速。12.權(quán)利要求7的方法，其中所述第一種類型的非犧牲性碳增強(qiáng)的電極是由第一種材料形成，該材料包括至少一種選自二羥基苯、三羥基苯、二羥基萘和三羥基萘及其混合物的物質(zhì)；甲醛；碳增強(qiáng)劑；催化劑；或其反應(yīng)產(chǎn)物，總體呈碳化形態(tài)，其中所述第一種類型電極的厚度至少為3mm并且所述碳增強(qiáng)劑基本被分散在所述厚度各處。13.一種降低液體中至少一種類型的具有預(yù)先確定的電極性的離子的濃度的方法，該方法包括提供第一槽部件，其中含有至少一個(gè)去離子池，該去離子池包括第一種類型的非犧牲性碳增強(qiáng)的電極，該電極由第一種材料形成；以及在所述第一種類型的電極的每側(cè)設(shè)置的第二種類型的非犧牲性電極，該第二種類型的非犧牲性電極由不同于所述第一種材料的第二種材料形成；將液體加入所述第一槽部件，以及在位于所述第一槽部件中的所述至少一個(gè)去離子池中的所述第一種類型的電極與所述第二種類型的電極之間施加第一電壓差，其中所述第一電壓差的第一極性與去除的離子的極性相反。14.權(quán)利要求13的方法，其中進(jìn)一步包括提供第二槽部件，其中含有至少一個(gè)去離子池；將所述第一槽部件與所述第二槽部件連接，從而讓其中一個(gè)槽部件的液體流到另外一個(gè)槽部件；以及在位于所述第二槽部件中的所述至少一個(gè)去離子池中的所述第一種類型的電極與第二種類型的電極之間施加第二電壓差，所述第二電壓差的第二極性不同于所述第一極性。15.權(quán)利要求13的方法，其中進(jìn)一步包括測(cè)量所述流體的物理性質(zhì)；以及根據(jù)至少一個(gè)所述物理性質(zhì)的測(cè)量結(jié)果調(diào)整所述流體進(jìn)入所述第一槽部件的流速。16.權(quán)利要求15的方法，其中測(cè)量了所述流體的pH。17.牽引器15的方法，其中測(cè)量了所述流體的電導(dǎo)率。18.權(quán)利要求13的方法，其中包括施加第一電壓差，該電壓差足以在所述槽中產(chǎn)生堿性的絮凝物；從所述槽中去除所述堿性的絮凝物以從所述液體中去除溶解的離子物種。19.權(quán)利要求13的方法，其中包括在所述第一槽部件中提供至少一個(gè)其它的去離子池；以及在位于所述第二槽部件中的所述至少一個(gè)去離子池中的所述第一種類型的電極與第二種類型的電極之間施加第二電壓差，所述第二電壓差的第二極性不同于所述第一極性，從而從所述液體中去除第二類型的離子。20.權(quán)利要求13的方法，其中所述第一種類型的非犧牲性碳增強(qiáng)的電極是由第一種材料形成，該材料包括至少一種選自二羥基苯、三羥基苯、二羥基萘和三羥基萘及其混合物的物質(zhì)；甲醛；碳增強(qiáng)劑；催化劑；或其反應(yīng)產(chǎn)物，總體呈碳化形態(tài)，其中所述第一種類型電極的厚度至少為3mm并且所述碳增強(qiáng)劑基本被分散在所述厚度各處。21.一種流體去離子裝置，包括槽部件，其中含有多個(gè)背對(duì)背設(shè)置的去離子池，各個(gè)去離子池包括第一種類型的非犧牲性碳增強(qiáng)的電極，該電極由第一種材料形成；以及在所述第一種類型的電極的每側(cè)設(shè)置的第二種類型的非犧牲性電極，該第二種類型的非犧牲性電極由不同于所述第一種材料的第二種材料形成；第一電源，該電源設(shè)定為在第一數(shù)量的各個(gè)去離子池中的第一類型的電極與第二類型的電極之間提供第一電壓差；第二電源，該電源設(shè)定為在第二數(shù)量的各個(gè)去離子池中的第一類型的電極與第二類型的電極之間提供第二電壓差，其中所述第一電壓差與第二電壓差的其中一個(gè)與另外一個(gè)不同。22.權(quán)利要求21的流體去離子裝置，其中沿所述槽部件的一個(gè)長(zhǎng)度上，與第一電源連接的去離子池和與第二電源連接的去離子池是交替的。23.權(quán)利要求21的流體去離子裝置，其中所述第一和第二電壓差具有相反的極性。24.權(quán)利要求23的流體去離子裝置，其中進(jìn)一步包括第三電源，該電源設(shè)定為在第三數(shù)量的各個(gè)去離子池中的第一類型的電極與第二類型的電極之間提供第三電壓差，其中所述第三電壓差不同于所述第一和第二電壓差的至少一個(gè)。25.權(quán)利要求21的流體去離子裝置，其中進(jìn)一步包括至少一個(gè)傳感器，設(shè)定為測(cè)量與所述槽部件有關(guān)的流體的物理性質(zhì)；以及控制器，設(shè)定為根據(jù)所述物理性質(zhì)的測(cè)量結(jié)果調(diào)整所述流體進(jìn)入所述槽部件的流速，其中所述物理性質(zhì)是所述流體的pH和電導(dǎo)率的至少一種。26.權(quán)利要求21的流體去離子裝置，其中進(jìn)一步包括至少一個(gè)傳感器，設(shè)定為測(cè)量與所述槽部件有關(guān)的流體的物理性質(zhì)；以及控制器，設(shè)定為根據(jù)所述物理性質(zhì)的測(cè)量結(jié)果調(diào)整至少一個(gè)所述第一和第二電壓差。27.權(quán)利要求26的流體去離子裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量所述流體的pH。28.權(quán)利要求26的流體去離子裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量所述流體的電導(dǎo)率。29.權(quán)利要求26的流體去離子裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量至少一種氟化物、氨、氯化物的濃度。30.權(quán)利要求21的流體去離子裝置，其中所述第一類型的非犧牲性碳增強(qiáng)的電極是由甲醛、碳增強(qiáng)劑、催化劑及其反應(yīng)產(chǎn)物形成，所述碳增強(qiáng)劑基本被分散在所述電極各處，所述電極當(dāng)以其端部放置時(shí)，其厚度足以承受住其自身重量。31.一種流體去離子裝置，其中包括第一和第二槽部件，這些部件之間具有第一導(dǎo)管，該導(dǎo)管用作將所述第一槽部件的流體通到所述第二槽部件的通道，各個(gè)槽部件中含有至少一個(gè)去離子池，所述至少一個(gè)去離子池包括第一類型的非犧牲性碳增強(qiáng)的電極，該電極由第一種材料形成；以及在所述第一種類型的電極的每側(cè)設(shè)置的第二種類型的非犧牲性電極，該第二種類型的非犧牲性電極由不同于所述第一種材料的第二種材料形成；第一電源，該電源設(shè)定為在所述第一槽部件中的至少一個(gè)去離子池中的第一類型的電極與第二類型的電極之間提供第一電壓差；第二電源，該電源設(shè)定為在所述第二槽部件中的至少一個(gè)去離子池中的第一類型的電極與第二類型的電極之間提供第二電壓差；其中所述第一電壓差與第二電壓差的其中一個(gè)與另外一個(gè)不同。32.權(quán)利要求31的流體去離子裝置，其中所述第一和第二電壓差具有相反的極性。33.權(quán)利要求31的流體去離子裝置，其中進(jìn)一步包括第三槽部件，該部件通過(guò)第二導(dǎo)管與所述第二槽部件連接，該導(dǎo)管用作將所述第二槽部件的流體通到所述第三槽部件的通道，所述第三槽部件中含有至少一個(gè)去離子池，所述至少一個(gè)去離子池包括第一類型的非犧牲性碳增強(qiáng)的電極，該電極由第一種材料形成；以及在所述第一種類型的電極的每側(cè)設(shè)置的第二種類型的非犧牲性電極，該第二種類型的非犧牲性電極由不同于所述第一種材料的第二種材料形成；第三電源，該電源設(shè)定為在所述第三槽部件中的至少一個(gè)去離子池中的第一類型的電極與第二類型的電極之間提供第三電壓差；其中所述第三電壓差不同于第一和第二電壓差的至少一個(gè)。34.權(quán)利要求31的流體去離子裝置，其中進(jìn)一步包括至少一個(gè)傳感器，設(shè)定為測(cè)量與所述槽部件有關(guān)的流體的物理性質(zhì)；以及控制器，設(shè)定為根據(jù)至少一個(gè)所述物理性質(zhì)的測(cè)量結(jié)果調(diào)整所述流體進(jìn)入所述至少一個(gè)槽部件的流速，其中所述物理性質(zhì)是所述流體的pH和電導(dǎo)率的至少一種。35.權(quán)利要求32的流體去離子裝置，其中進(jìn)一步包括至少一個(gè)傳感器，設(shè)定為測(cè)量與各個(gè)所述槽部件有關(guān)的流體的物理性質(zhì)；以及控制器，設(shè)定為根據(jù)至少一個(gè)所述物理性質(zhì)的測(cè)量結(jié)果調(diào)整至少一個(gè)所述第一和第二電壓差。36.權(quán)利要求35的流體去離子裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量所述流體的pH。37.權(quán)利要求35的流體去離子裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量所述流體的電導(dǎo)率。38.權(quán)利要求35的流體去離子裝置，其中所述至少一個(gè)傳感器測(cè)量至少一種氟化物、氨、氯化物的濃度。39.權(quán)利要求31的流體去離子裝置，其中所述第一類型的非犧牲性碳增強(qiáng)的電極是由甲醛、碳增強(qiáng)劑、催化劑及其反應(yīng)產(chǎn)物形成，所述碳增強(qiáng)劑基本被分散在所述電極各處，所述電極當(dāng)以其端部放置時(shí)，其厚度足以承受住其自身重量。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種具有去離子池(80)的裝置，各池具有兩個(gè)不同的電極(20，22)。所述第一電極(22)由從雷瑣酚、甲醛、碳增強(qiáng)劑、催化劑及其反應(yīng)產(chǎn)物制得的呈碳化形態(tài)的高表面積吸收性材料(“HSAAM”)來(lái)制備。所述第二電極(20)由非HSAAM材料來(lái)制備，如碳布或碳?xì)帧８魅ルx子池(80)具有單一的HSAAM電極(22)，其兩側(cè)每側(cè)鄰接非HSAAM電極(20)，相鄰池不共有兩種類型的任何電極。本發(fā)明還公開(kāi)了HSAAM電極(22)的制備方法，其中使雷瑣酚、甲醛與以碳纖維、碳?xì)只蚶w維素形態(tài)提供的碳增強(qiáng)劑的聚合混合物在控制的溫度和限制的時(shí)間內(nèi)固化，隨后使得到的產(chǎn)物焙燒以使電極碳化。文檔編號(hào)B01D57/02GK1607183SQ20041003515公開(kāi)日2005年4月20日申請(qǐng)日期1998年10月5日優(yōu)先權(quán)日1997年10月6日發(fā)明者J·R·法特,D·A·卡普勒,B·B·埃爾森申請(qǐng)人:艾克森諾莫西斯有限責(zé)任公司