專利名稱：循環(huán)水電解除垢裝置及除垢方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)水處理裝置及方法，尤其是循環(huán)水除垢裝置及除垢方 法，屬于水處理及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，循環(huán)冷卻水的處理方法，采用的是加入殺菌藥劑進(jìn)行殺菌滅藻；對 于除垢，目前使用的Y型過濾器微電解排污水處理儀的過濾系統(tǒng)只能過濾掉部 分方文石，存在經(jīng)常拆洗濾網(wǎng)和過濾不徹底而堵塞管道的問題，而超聲波除垢 儀具有去除管道內(nèi)硬水垢的功能，但不能降低水質(zhì)的絕對硬度。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的循環(huán)冷卻水處理方法及裝置的不足，本發(fā)明提供一種將電 解水技術(shù)用于循環(huán)冷卻水處理，自動殺菌滅藻、去垢并軟化水質(zhì)的水處理裝置
及方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
循環(huán)水電解除垢裝置，包括反應(yīng)室、進(jìn)水口及進(jìn)水閥、出水口及出水閥、 排污口及排污閥、陽極、控制系統(tǒng)、端蓋、支架；反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有測試電極，反 應(yīng)室為金屬材料，其內(nèi)壁作為電解反應(yīng)的陰極，與陰極接線柱相連；陽極、測 試電極穿過并固定在端蓋上，測試電極靠近反應(yīng)室的內(nèi)壁，反應(yīng)室的外壁涂襯 環(huán)氧樹脂層并安裝有超聲波清洗器，反應(yīng)室的底部為球形或圓錐型，其內(nèi)表面 涂襯環(huán)氧樹脂層。
循環(huán)水除垢方法，包括電解結(jié)垢過程和清洗除垢過程，在電解結(jié)垢過程中， 循環(huán)水由進(jìn)水口流入反應(yīng)室，由出水口流出，陰極、陽極、測試電極接通電源， 陰極和陽極之間產(chǎn)生電解反應(yīng)，在反應(yīng)室的內(nèi)壁上形成水垢-，當(dāng)水垢的厚度增 加時，測試電極與反應(yīng)室形成的回路上的電阻增加，當(dāng)該電阻值達(dá)到設(shè)定值時， 自動進(jìn)入清洗除垢過程，控制系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)水閥和出水閥，啟動超聲波清洗器進(jìn) 行除垢，到設(shè)定時間時，控制系統(tǒng)開啟排污閥和進(jìn)水閥，將含水垢的水排出； 控制系統(tǒng)關(guān)閉超聲波清洗器、關(guān)閉排污閥，開啟進(jìn)水閥和出水陶，恢復(fù)到電解 結(jié)垢過程。
本發(fā)明的有益效果是，本除垢裝置采用超聲波進(jìn)行自動除垢清洗，具有自動殺菌滅藻、去垢并軟化水質(zhì)的功能， 一機(jī)多能，結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)固耐用，適合 用于循環(huán)冷卻水的殺菌滅藻和除垢防蝕使用。本除垢方法釆用電解方法，區(qū)別 于其他的機(jī)械式和電磁式的處理方式，由控制系統(tǒng)控制超聲波清洗器進(jìn)行自動 除垢。 附閨說明
圖l是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)圖。
圖中零部件及編號
1—陽極；2—陰極接線柱；3—超聲波清洗器；4—進(jìn)水口； 5—出水口； 6—排污口； 7—進(jìn)水閥；8—排污閥；9—測試電極；IO—出水閥； ll一端蓋；12—密封圈；13—螺栓；14一水垢；15 —反應(yīng)室；
16—支架；n—控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
循環(huán)水電解除垢裝置，包括反應(yīng)室15、進(jìn)水口4及進(jìn)水閥7、出水口5及 出水閥10、排污口 6及排污閥8、陽極K控制系統(tǒng)17、端蓋11、支架16;反 應(yīng)室15內(nèi)設(shè)有測試電極9，反應(yīng)室15為金屬材料，其內(nèi)壁作為電解反應(yīng)的陰極， 與陰極接線柱2相連；陽極1、測試電極9穿過并固定在端蓋11上，測試電極9 靠近反應(yīng)室15的內(nèi)壁，反應(yīng)室15的外壁涂襯環(huán)氧樹脂層并安裝有超聲波清洗器 3，反應(yīng)室15的底部為球形或圓錐型，其內(nèi)表面涂襯環(huán)氧樹脂層。
如

圖1所示，反應(yīng)室15的內(nèi)壁充當(dāng)電解反應(yīng)的陰極，其電流密度可達(dá) 10A/m2;反應(yīng)室15采用碳鋼、不銹鋼或鋁等金屬材料，其外表面有環(huán)氧樹脂保 護(hù)層，具有電絕緣和防腐作用；反應(yīng)室15的底部為球形或圓錐型，其底部內(nèi)表 面涂襯環(huán)氧樹脂層，避免在反應(yīng)室底部附著水垢，同時具有防腐作用。反應(yīng)室 15固定在3腿或4腿支架16上。
進(jìn)水口 4設(shè)在反應(yīng)室15側(cè)面的下部；出水口 5設(shè)在與進(jìn)水口 4相對側(cè)面的 上部，排污口6設(shè)在反應(yīng)室15的底部?？墒顾诜磻?yīng)室15中充分循環(huán)。
陽極1的個數(shù)為兩個，其長度與反應(yīng)室15的直壁高度相等；并穿過端蓋11 和密封圈12置于反應(yīng)室15內(nèi)?？墒闺娊夥磻?yīng)進(jìn)行充分。
測試電極9穿過端蓋11和密封圈12置于反應(yīng)室15內(nèi)，端蓋11與反應(yīng)室 15的上端通過螺栓13和密封圈12密封連接?？煞乐顾畯姆磻?yīng)室15中溢出，并 可防止氯氣溢出，提高殺菌效果。
超聲波清洗器3的數(shù)量為3個，均勻分布在反應(yīng)室15側(cè)壁。使除垢徹底。
5陽極l、陰極接線柱2、超聲波清洗器3、測試電極9分別通過控制線纜與 控制系統(tǒng)17相連。
進(jìn)水閥7、排污閥8和出水閥10為氣動閥或電動閥，分別通過控制線纜與 控制系統(tǒng)17相連。進(jìn)水閥7和出水閥10是常開控制閥門，排污闔8是常閉控 制閥門。
控制系統(tǒng)17為單片機(jī)或PLC (可編程邏輯控制器)。
循環(huán)水電解除垢裝置有兩個工作狀態(tài)，即電解結(jié)垢狀態(tài)和清洗除垢狀態(tài)
在電解結(jié)垢狀態(tài)下被處理的水從進(jìn)水口 4流入該裝置，被處理后的水從 出水口5流出該裝置。該裝置啟動后，反應(yīng)室15的內(nèi)壁作為電解反應(yīng)的陰極和 陽極1之間產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，可預(yù)先將水中的轉(zhuǎn)、鎂離子轉(zhuǎn)化為不溶性礦物質(zhì) 即水垢14沉積在反應(yīng)室15的內(nèi)壁上，即所謂預(yù)先結(jié)垢，同時陽極J附近析出 的氯氣，具有殺死細(xì)菌和水藻的作用。
在清洗除垢狀態(tài)下通過測試電極9測出反應(yīng)室15內(nèi)壁上水垢14的厚度， 當(dāng)水垢14的厚度增加時，測試電極9與反應(yīng)室15形成的回路上的電阻增加， 當(dāng)該電阻值達(dá)到設(shè)定值時，自動進(jìn)入清洗除垢過程，控制系統(tǒng)17關(guān)閉進(jìn)水閥7 和出水閥IO，啟動超聲波清洗器3，利用超聲波產(chǎn)生的機(jī)械能對反應(yīng)室15進(jìn)行 自動清洗除垢，然后打開排污閥8和進(jìn)水閥7，通過排污閥8排出水垢。最后關(guān) 閉超聲波清洗器3，并關(guān)閉排污閥8，打開進(jìn)水閥7和出水閥10，恢復(fù)到電解結(jié) 垢狀態(tài)。
循環(huán)水除垢方法，包括電解結(jié)垢過程和清洗除垢過程，在電解結(jié)垢過程中， 循環(huán)水由進(jìn)水口4流入反應(yīng)室15,由出水口5流出，陰極、陽極l、測試電極9 接通電源，陰極和陽極1之間產(chǎn)生電解反應(yīng)，在反應(yīng)室15的內(nèi)壁上形成水垢14; 當(dāng)水垢14的厚度增加時，測試電極9與反應(yīng)室15形成的回路上的電阻增加， 當(dāng)該電阻值達(dá)到設(shè)定值時，自動進(jìn)入清洗除垢過程，控制系統(tǒng)17關(guān)閉進(jìn)水閥7 和出水閥IO，啟動超聲波清洗器3進(jìn)行除垢，到設(shè)定時間時，控制系統(tǒng)17開啟 排污閥8，將含水垢的水排出；控制系統(tǒng)n關(guān)閉超聲波清洗器3、關(guān)閉排污閥8, 開啟進(jìn)水閥7和出水閥10，恢復(fù)到電解結(jié)垢過程。
本發(fā)明中也可不安裝測試電極9，用陽極1實(shí)現(xiàn)其測試功能。 在電解結(jié)垢過程中，反應(yīng)室中維持的工作電流為直流7 25安培，在陰檨(反 應(yīng)室內(nèi)壁)附近形成高濃度的氫氧根離子及碳酸根離子，這時pH值升高(pl^9)， 水中的鈣、鎂離子與氫氧根離子、碳酸根離子反應(yīng)生成氫氧化鈣、氫氧化鎂、 碳酸鈣、碳酸鎂，以水垢的形式附著在反應(yīng)室的內(nèi)壁上。基于陰極的主要化學(xué)
6反應(yīng)為
2H20+2e _ — H2 f +20H_ C02 + OH- *^HCCV HCCV + OH- *^C032 +H20 Ca2++C。32- —CaC。3 (始) Ca2++OH- —Ca(OH)2 (垢)
在氫氣的作用下，在反應(yīng)室內(nèi)壁形成的水垢屬于疏松的軟水垢，只需較低 的超聲波功率就可清洗干凈。
在陽極附近，電流將水中的氯離子轉(zhuǎn)化成游離氯，同時產(chǎn)生微量臭氧、氧 自由基、氫氧根自由基和雙氧水。這一系列產(chǎn)物提供了殺菌效應(yīng)，結(jié)合較高的 直流電流及陰極附近的高pH環(huán)境和陽極附近的低pH環(huán)境，維持了一個良好的 消毒環(huán)境。基于陽極的主要化學(xué)反應(yīng)為
生成氧氣4HCT —Oaf+ 2H20 + 4e — 生成游離氯cr —e— —卡CI0 生成氯氣2Cr ~^CI2 f+ 2e-生成臭氧02 + 2HO-2e-—+03 + H20 生成氫氧根自由基OH--e-一OH0 生成過氧化氫(雙氧水)2H20-2e- ~^H202 + 2H + 生成氧自由基H2。-2e-—O0 + 2H +
以一個循環(huán)水量為3000m3/h的循環(huán)水系統(tǒng)為例，若無循環(huán)水電解除垢裝 置，則循環(huán)水中的鈣硬度會不斷升高，在循環(huán)水系統(tǒng)投入運(yùn)行約600小時后， 鈣硬度穩(wěn)定在480ppm。若采用該裝置，處理量為50m3/h,則經(jīng)過約300小時后， 鈣硬度穩(wěn)定在270ppm。前后對比，硬度降低了約44%。
權(quán)利要求
1、一種循環(huán)水電解除垢裝置，包括反應(yīng)室(15)、進(jìn)水口(4)及進(jìn)水閥(7)、出水口(5)及出水閥(10)、排污口(6)及排污閥(8)、陽極(1)、控制系統(tǒng)(17)、端蓋(11)、支架(16)，其特征在于，反應(yīng)室(15)內(nèi)設(shè)有測試電極(9)，反應(yīng)室(15)為金屬材料，其內(nèi)壁作為電解反應(yīng)的陰極，與陰極接線柱(2)相連；陽極(1)、測試電極(9)穿過并固定在端蓋(11)上，測試電極(9)靠近反應(yīng)室(15)的內(nèi)壁，反應(yīng)室(15)的外壁涂襯環(huán)氧樹脂層并安裝有超聲波清洗器(3)，反應(yīng)室(15)的底部為球形或圓錐型，其內(nèi)表面涂襯環(huán)氧樹脂層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)水電解除垢裝置，其特征在于，所述的進(jìn)水口 (4) 設(shè)在反應(yīng)室(15)側(cè)面的下部；出水口 (5)設(shè)在與進(jìn)水口 (4)相對側(cè)面的 上部，排污口 (6)設(shè)在反應(yīng)室(15)的底部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的循環(huán)水電解除垢裝置，其特征在于，所述的陽極(1) 為l一3個，均勻分布在反應(yīng)室(15)中，其長度與反應(yīng)室(]5)的直壁高 度相等。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)水電解除垢裝置，其特征在于，所述的端蓋(11) 與反應(yīng)室(15)上端通過螺栓(13)和密封圈(12)密封連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的循環(huán)水殺菌預(yù)先結(jié)垢裝置，其特征在于，所述的超聲 波清洗器(3)為3-~6個，均勻分布在反應(yīng)室(15)倒壁上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)水電解除垢裝置，其^^征在于，所述的進(jìn)水W(7)、排污闊(8)和出水闔(10)為氣動閥或電動閥；分別通過控制線纜與控制 系統(tǒng)U7)相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)水電解除垢裝置，其特征在于，所述的陽極(l)、 陰極接線柱(2)、超聲波清洗器(3)、測試電極(9)通過控制線纜與控制 系統(tǒng)(17)相連。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)水電解除垢裝置，其特征在于，所述的反應(yīng)室(15)為碳鋼、不銹鋼或鋁材料。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)水電解除垢裝置，其特征在于，所述的控制系統(tǒng) n為單片機(jī)或PLC。
10、 一種循環(huán)水除垢方法，其特征在于，包括電解結(jié)垢過程和清洗除垢過程，在電解結(jié)垢過程中，循環(huán)水由進(jìn)水口 (4)流入反應(yīng)室(15),由出水口 (5) 流出，陰極、陽極(1)、測試電極(9)接通電源，陰極和陽極(1)之間產(chǎn) 生電解反應(yīng)，在反應(yīng)室(15)的內(nèi)壁上形成水垢(14);當(dāng)水垢(14)的厚 度增加時，測試電極(9)與反應(yīng)室(15)形成的回路上的電阻增加，當(dāng)該 電阻值達(dá)到設(shè)定值時，自動進(jìn)入清洗除垢過程，控制系統(tǒng)(17)關(guān)閉進(jìn)水閥 (7)和出水閥QO)，啟動超聲波清洗器(3)進(jìn)行除垢，到設(shè)定時間時， 控制系統(tǒng)(n)開啟排污閥(8),將含水垢的水排出；控制系統(tǒng)(17)關(guān)閉 超聲波清洗器(3)、關(guān)閉排污閥(8)，開啟進(jìn)水閥(7)和出水閥(10),恢 復(fù)到電解結(jié)垢過程。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種循環(huán)水電解除垢裝置及除垢方法，屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括反應(yīng)室、進(jìn)水口及進(jìn)水閥、出水口及出水閥、排污口及排污閥、陽極、控制系統(tǒng)、端蓋、支架；反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有測試電極，反應(yīng)室為金屬材料，其內(nèi)壁作為電解反應(yīng)的陰極，與陰極接線柱相連；陽極、測試電極穿過并固定在端蓋上，測試電極靠近反應(yīng)室的內(nèi)壁，反應(yīng)室的外壁涂襯環(huán)氧樹脂層并安裝有超聲波清洗器，反應(yīng)室的底部為球形或圓錐型，其內(nèi)表面涂襯環(huán)氧樹脂層。除垢方法包括電解結(jié)垢過程和清洗除垢過程。本發(fā)明采用超聲波進(jìn)行自動除垢清洗，具有自動殺菌滅藻、去垢并軟化水質(zhì)的功能，一機(jī)多能，結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)固耐用，適合用于循環(huán)冷卻水的殺菌滅藻和除垢防蝕使用。
文檔編號B08B3/12GK101585569SQ200910059929
公開日2009年11月25日 申請日期2009年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月8日
發(fā)明者歐群飛 申請人:成都飛創(chuàng)科技有限公司