專利名稱：水池中離子棒水處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)水處理技術(shù)及一種物理水處理器，特別是一種水池中離子棒水處理器。
背景技術(shù)：
工業(yè)循環(huán)冷卻水中含有鈣、鎂等結(jié)垢物質(zhì)，長(zhǎng)期運(yùn)行的熱交換設(shè)備因結(jié)垢會(huì)增加能耗，結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)會(huì)被迫停產(chǎn)和損壞設(shè)備。因此，水處理是工業(yè)生產(chǎn)中重要一環(huán)。常用水處理方法是化學(xué)法。因化學(xué)法需要相當(dāng)大的建設(shè)費(fèi)用，要占用一定的場(chǎng)地，要消耗一定的電能，要耗用各種化學(xué)藥劑，更重要的是化學(xué)法要排放對(duì)環(huán)境有一定環(huán)保影響的廢水，清洗廢液也對(duì)環(huán)境有較大污染。因此，人們長(zhǎng)期以來(lái)就在探求不用藥劑的防垢、除垢技術(shù)。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外已使用的有電子、高頻、高壓靜電、超聲波、磁場(chǎng)等物理原理的水處理器。例如北京德凱電子工水處理設(shè)備有限公司的電子水處理器，但它不是安裝在水池中，而是(1)必須安裝在靠近設(shè)備的進(jìn)水管道上，必須停產(chǎn)切開管道進(jìn)行安裝；(2)低壓電流在幾安培，過(guò)高會(huì)產(chǎn)生電流腐蝕，且不便清洗維護(hù)；(3)靜電高壓小于10000伏，處理700mg/L以上的硬水有難度；(4)處理3000M3/h以上大容量水處理裝置難以制作，且占地面占空間，處理效果不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種安裝在水池中離子棒水處理器。
本發(fā)明的目的通過(guò)如下技術(shù)方案完成在圓桶形鋼質(zhì)外套支撐連通管側(cè)壁開有與水池中回水口或出水口連接的圓形口，在連通管近上部?jī)?nèi)側(cè)固定有定位環(huán)。在定位環(huán)上部置有滑管，通過(guò)焊點(diǎn)滑管焊接于連通管內(nèi)壁。作為陰極的不銹鋼處理器外殼置于滑管內(nèi)腔并擱置在定位環(huán)上部，二塊鈦含金陰極極板焊接于外殼頂端，陰極極板與電源控制器的輸出負(fù)極相連。在滑管頂部外環(huán)連有圓環(huán)。在外殼中央設(shè)置圓柱形鍍膜鈦陽(yáng)極棒，在陽(yáng)極棒上端焊接有陽(yáng)極板，陽(yáng)極極板與電源控制器的輸出正極相連接。
離子棒水處理器直接安裝在水池中，一種安裝方法是將離子棒水處理器的圓形口對(duì)準(zhǔn)水池的出水口，池中水由離子棒水處理器的頂部湧入，處理后由出水口引至用水設(shè)備。另一種安裝方法是將離子棒水處理器的圓形口對(duì)準(zhǔn)水池的回水口，即用水設(shè)備排來(lái)的水由回水口進(jìn)入水池，這時(shí)水由離子棒水處理器的圓形口進(jìn)入水處理器，處理后從頂部管出至水池中。
本發(fā)明的有益效果在于1、與需要地面、空間、閘門、法蘭、彎頭、管道及密封件的安裝于管道上的電子、高頻、高壓靜電、超聲波等水處理器相比，是一項(xiàng)新的工業(yè)水處理實(shí)用技術(shù)，其處理效果穩(wěn)定，長(zhǎng)期運(yùn)行效果優(yōu)良。直接安裝在水池中，安裝不必停產(chǎn)。
2、取代阻垢劑、除垢劑、殺生劑、緩蝕劑等化學(xué)藥品，能一并達(dá)到防垢、除垢、殺菌、滅藻、緩蝕的水質(zhì)穩(wěn)定指標(biāo)。
3、實(shí)用、可靠、無(wú)污染、節(jié)能。


圖1為本發(fā)明水池中離子棒水處理器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中示出了外殼(陰極)1，連通管2，滑管3，陰極極板4，焊點(diǎn)5，定位環(huán)6，圓形口7，連接滑管的圓環(huán)8，陽(yáng)極9和陽(yáng)極極板10。
圖2為本離子棒水處理器安裝于水池中的示意圖。
圖3為本離子棒水處理器的電源控制器的電原理圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。先在原理上和實(shí)驗(yàn)上說(shuō)明一下。
(一)水池中離子棒水處理器是單個(gè)水分子、線態(tài)氧的發(fā)生器。依據(jù)離子棒水處理器在實(shí)驗(yàn)室、多年試運(yùn)行的結(jié)果電場(chǎng)水處理器基于下列因素具有防垢、除垢、殺菌、滅藻、緩蝕的多項(xiàng)功能。
1、破解締合水分子由于水分子是極性分子，按照熱力學(xué)原理，水分子不趨向于表現(xiàn)極性，而趨向于能量最低的穩(wěn)定存在狀態(tài)。因此，極性相異的偶極子互相吸著形成彼此顛倒的締合分子，也可以是三個(gè)水分子彼此頭尾相連地吸著，還可以形成更長(zhǎng)的水分子鏈。在無(wú)外力作用下，水分子多以這些締合方式存在。因其吸力弱，當(dāng)有外力施加到締合水分子上時(shí)，很容易使締合水分子破解成單個(gè)水分子。離開電場(chǎng)后，單個(gè)水分子又會(huì)隔斷時(shí)間恢復(fù)到締合狀態(tài)。這段時(shí)間稱為有效時(shí)間。單個(gè)水分子正是在有效時(shí)間內(nèi)流往那里就在那里發(fā)揮其功能。
破解締合水分子同電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)。對(duì)水施加電場(chǎng)力，只要這種力足夠強(qiáng)大，就可以使水的締合分子結(jié)構(gòu)破解，扯碎原來(lái)的締合存在方式，而形成單一的極性水分子，極性水分子在電場(chǎng)中按正、負(fù)極順序定向排列，產(chǎn)生強(qiáng)烈的趨壁性，當(dāng)水中含有溶解鹽類時(shí)，這些鹽類的正負(fù)離子也將被水偶極子包圍，形成水合分子的氛(或團(tuán))，并按正負(fù)順序排列于偶極子群中，不能自由運(yùn)動(dòng)，水分子在電場(chǎng)力的作用下總是先到達(dá)器壁，其它離子和泥沙微粒不易靠近器壁而沉積下來(lái)，從而防止了水垢生成。
電場(chǎng)強(qiáng)度可以計(jì)算在實(shí)際試運(yùn)行中，防垢等效果一直較好的水處理中，產(chǎn)品工作電流為18安培，電流密度為1.0-1.4mA/cm2，這樣的電流強(qiáng)度和電流密度來(lái)運(yùn)行能保持水質(zhì)穩(wěn)定，該電流強(qiáng)度所產(chǎn)生的電場(chǎng)力是破解締合水分子、產(chǎn)生單個(gè)水分子的最佳值。
以上計(jì)算結(jié)果是在實(shí)踐中得出的，如果改變電流強(qiáng)度，把18A變成12A，大約半個(gè)月左右，首先發(fā)現(xiàn)青苔顯現(xiàn)，取樣分析發(fā)現(xiàn)細(xì)菌總數(shù)升高。
2、水在電場(chǎng)激發(fā)下，水中會(huì)出現(xiàn)大量自由電子，這些自由電子被氧吸收后易生成O2-、H2O2等態(tài)氧。線態(tài)氧不僅具有殺菌、滅藻的功能，而且能滲透到垢層中使其逐漸疏松并脫落，因而還具有除垢的功能。
O2+e-→2O+e-可逆反應(yīng)3O→O3氧原子可氧化成臭氧，臭氧極不穩(wěn)定又氧化成氧分子O3+O→2O2O2+e-→O2-O2-+e-→O22-O22-+H++e-→HO2可逆O2+2H++2e-→H2O2可逆上列O22-、H2O2、OH、O3、HO2等稱為線態(tài)氧。據(jù)南京大學(xué)生物系實(shí)驗(yàn)結(jié)果，線態(tài)氧等物質(zhì)使微生物細(xì)胞壁破裂，原生質(zhì)流出而死亡。對(duì)斜生柵列藻的殺傷率，14天即可達(dá)到100％；對(duì)埃希氏大腸桿菌的殺菌率，在6.5h后達(dá)92.9％。
在生產(chǎn)項(xiàng)目的水處理中，做了電場(chǎng)強(qiáng)度同處理效果關(guān)系的試驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中對(duì)溶解氧的測(cè)定結(jié)果表明，電場(chǎng)強(qiáng)度大，溶解氧下降(被電離成線態(tài)氧)得快，而且可以觀察到離子棒水處理頂部水面上冒出氣泡，若在實(shí)驗(yàn)室的靜止水中，更能看出陽(yáng)極棒上的氣泡象“煙霧”一樣。電流大，“煙霧”濃而密。也有人把有無(wú)水處理效果聯(lián)系了起來(lái)。由上述，可以把離子棒水處理當(dāng)成是單個(gè)水分子和線態(tài)氧發(fā)生器。
(二)、在離子棒水處理器直流電場(chǎng)中發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可降低水質(zhì)硬度在處理器的直流電場(chǎng)中，電荷運(yùn)動(dòng)方向是由正到負(fù)。當(dāng)循環(huán)水流入電場(chǎng)后，水中的正負(fù)離子各自向電荷相反的方向移動(dòng)，鈣、鎂等正離子被陰極吸附并同附近的碳酸根等負(fù)離子形成鹽類成析出物。析出物的質(zhì)量m跟通電時(shí)間t和電流I成正比m＝Kit＝Kq式中K是比例恒量，叫做電化當(dāng)量，它的數(shù)值隨著被析出物質(zhì)種類而不同。在實(shí)際運(yùn)行中，曾對(duì)幾個(gè)水處理項(xiàng)目的析出物進(jìn)行過(guò)含水稱量。
例1循環(huán)水量600m3/h，總硬度60mg/L，試運(yùn)行3個(gè)月，一臺(tái)離子棒處理器析出物質(zhì)重量(含水)為84Kg。三臺(tái)處理器共析出252Kg。
例25600m3/h循環(huán)水量，總硬度160mg/L，運(yùn)行3個(gè)月，一臺(tái)離子棒水處理器析出物質(zhì)重量(含水)為185Kg。二臺(tái)離子棒共析出370Kg。
(三)靜電斥力作用由于電場(chǎng)作用使鹽類結(jié)晶的微粒間負(fù)性增大，微粒間的電性斥力增加，從而阻礙微粒間聚結(jié)成垢面沉積，極性水吸著于碳酸鈣微晶表面，形成帶相同符號(hào)的極性水分子包圍的微團(tuán)或微晶，使彼此推拒，從而起到分散作用，防止硬度鹽類的結(jié)合及水垢微晶的成長(zhǎng)。
(四)晶體畸變電場(chǎng)處理后，晶角面發(fā)生變化，形成鹽垢的晶體發(fā)生畸變。電鏡觀測(cè)碳酸鈣和硫酸鈣晶體形貌發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)電場(chǎng)處理，放大1000倍，晶體結(jié)構(gòu)形態(tài)清處可見，晶體規(guī)則；經(jīng)電場(chǎng)處理后垢形放大2000倍，形成松散、無(wú)規(guī)則團(tuán)狀。說(shuō)明經(jīng)電場(chǎng)處理后，阻礙和破壞了晶體的正常增長(zhǎng)，抑制了晶體生長(zhǎng)速度，從而減少和防止垢的沉積。
同時(shí)，水在電場(chǎng)的激化作用下產(chǎn)生大量的自由電子，這些自由電子被O2吸收后易生成O2-和H2O2等物質(zhì)使微生物細(xì)胞壁破裂，原生質(zhì)流出而死亡。因而，電場(chǎng)處理還具有殺菌、滅藻作用。有人經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，電場(chǎng)對(duì)斜生柵列藻的殺傷率，14天即可達(dá)100％；對(duì)埃希氏大腸桿菌的殺傷率，6.5小時(shí)后達(dá)到92.9％。又因溶解氧降低，減緩了氧化腐蝕；因菌藻被殺滅，又抑制了生物腐蝕。請(qǐng)參閱圖1，本水池中離子棒水處理器，是將圓桶形鋼質(zhì)外套支撐連通管2側(cè)壁開有與水池中回水口或出水口連接的圓形口7，連通管2的壁厚8mm，在連通管2近上部?jī)?nèi)側(cè)固定有定位環(huán)6，定位環(huán)寬70mm，厚8mm。在定位環(huán)6上部置有滑管3，通過(guò)焊點(diǎn)5將滑管3焊接于連通管2的內(nèi)壁，焊點(diǎn)共5根。作為陰極的不銹鋼處理器外殼1置于滑管3內(nèi)腔并擱置在定位環(huán)6上部，外殼是用5mm不銹鋼卷制，直徑φ100-1500mm。二塊鈦合金陰極極板4焊接于外殼1頂端，陰極極板4與電源控制器的輸出負(fù)極電氣連接。在滑管3頂部外環(huán)還置有連接滑管的圓環(huán)8。在外殼中央設(shè)置圓柱形鍍鈦陽(yáng)極棒9，直徑φ200-300mm，其外鍍有鈍化膜。在陽(yáng)極棒9上端焊接有陽(yáng)極極板10。陽(yáng)極極板10與電源控制器的輸出正極相電氣連接。陽(yáng)陰極直徑比為1∶5，工作電流18-22安培，電流密度1.0-1.4mA/cm2。
本離子棒水處理器直接安裝在水池中，如圖2示意將水處理器的圓口對(duì)準(zhǔn)水池的出水口或進(jìn)水口相連接，為適應(yīng)水池回水口或出水口高度和環(huán)境，可以將本處理器的連通管的圓口高度作相應(yīng)調(diào)整，或改動(dòng)連通管的形狀以適應(yīng)水池環(huán)境。
所說(shuō)的電源控制器，采用單相整流線路，用單相調(diào)壓器調(diào)壓。整體裝置為箱式封閉戶內(nèi)裝置，指示燈、開關(guān)及儀表均裝于面板，變壓器、調(diào)壓器、硅元件、接觸器及阻容保護(hù)均裝于箱內(nèi)。四周有鋼板封閉，均可打開或拆下便于檢修。其電原理圖示出于圖3。根據(jù)輸出電壓電流的需要選用合適的電子元器件，本電源控制器最大輸出電流為22安培。且本電源控制器具有自動(dòng)反激功能，即正負(fù)極反向功能。
本發(fā)明發(fā)明人推薦如下實(shí)施例實(shí)施例1、3000mm×直徑200mm，陽(yáng)極高2000mm×直徑200mm，陰極高2400mm×直徑1000mm，陽(yáng)陰極直徑比1∶5，工作電流18安培，電流密度1.4mA/cm2。
實(shí)施例2、成品規(guī)格高4500mm×直徑250mm，陽(yáng)極高2200mm×直徑250mm，陰極高2600mm×直徑1250mm，陽(yáng)陰極直徑比1∶5，工作電流20安培，電流安度1.2mA/cm2。
實(shí)施例3、成品規(guī)格高6200mm×直徑300mm，陽(yáng)極高2400mm×直徑300mm，陰極高2800mm×直徑1500mm，陽(yáng)陰極直徑比1∶5，工作電流22安培，電流密度1.0mA/cm2。
權(quán)利要求
1.一種水池中離子棒水處理器，包括陰極和陽(yáng)極，其特征在于，圓桶形鋼質(zhì)外套支撐連通管(2)側(cè)壁開有與水池中回水口或出水口連接的圓形口(7)，在連通管(2)近上部?jī)?nèi)側(cè)固定有定位環(huán)(6)；在定位環(huán)(6)上部置有滑管(3)，通過(guò)焊點(diǎn)(5)滑管(3)焊接于連通管(2)內(nèi)壁；作為陰極的不銹鋼處理器外殼(1)置于滑管(3)內(nèi)腔并擱置在定位環(huán)(6)上部，二塊鈦合金陰極極板(4)焊接于外殼(1)頂端，陰極極板(4)與電源控制器的輸出負(fù)極電氣連接；在滑管(3)頂部外環(huán)還置有圓環(huán)(8)；在外殼(1)中央設(shè)置圓柱形鍍鈦陽(yáng)極棒(9)，在陽(yáng)極棒(9)上端焊有陽(yáng)極極板(10)，陽(yáng)極極板(10)與電源控制器的輸出正極電氣連接。
全文摘要
一種水池中離子棒水處理器。在外套支撐連通管側(cè)壁開有與水池中回水口或出水口連接的圓形口，在連通管上部有定位環(huán)，定位環(huán)上安裝滑管，陰極，在陰極中央有陽(yáng)極，陰極、陽(yáng)極各有引出極板接到控制電源的負(fù)極和正極。將水處理器的圓形口準(zhǔn)對(duì)水池回水口或出水口，直接安裝在水池中。本水處理器安裝不必停產(chǎn)，效果穩(wěn)定，取代了化學(xué)處理的阻垢劑、除垢劑、殺生劑、緩蝕劑等化學(xué)藥品，能一并達(dá)到防垢、除垢、殺菌、滅藻、緩蝕的水質(zhì)，節(jié)能實(shí)用，無(wú)污染，可靠性高。
文檔編號(hào)C02F1/42GK1982227SQ20051011155
公開日2007年6月20日 申請(qǐng)日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月15日
發(fā)明者謝世昭 申請(qǐng)人:唐輝, 謝斗斗, 謝鋒