CN102010073A - 电解处理循环冷却水和反渗透浓水的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用电解法进行工业循环冷却水和反渗透工艺浓水处理的方法，属于工业水净化技术领域。其特征是以破碎后的天然电气石为填料，在以不锈钢为阴极、镀钌钛网为阳极的电解装置中，对循环冷却水或反渗透浓水进行电解处理。阴极上的强碱性环境可使Ca、Mg等离子析出，阳极上产生的强氧化性物质可将藻类和细菌杀死，从而达到阻垢、杀菌和降低含盐量的多重目的。该电解装置可以利用太阳能作为电源，直接进行电解处理，同时利用电气石调节缓冲出水pH，使出水结垢趋势降低，水质稳定。该发明节能环保，操作方便，处理效果好。
Description
技术领域
本发明属于工业用水净化技术领域，涉及到一种电解处理循环冷却水和反渗透浓水的方法。该方法可以采用太阳能作为电源，代替传统直流电源，工业上有很好的应用前景。
技术背景
随着世界经济的迅猛发展，全球性的水资源匮乏及水质污染问题已经越来越严峻地摆在人们面前。目前我国大部分工业冷却水都采用循环系统，一般工业用水占总用水量的80％，而其中的2/3为冷却用水。要节约水资源，应尽可能减少循环冷却水系统的排污，提高冷却水的浓缩倍率。同时利用反渗透膜制备脱盐水产生大量的高盐度的浓水，也可以回收利用作为循环水。冷却水在使用时不断循环和浓缩，水中的矿物质含量也会不断增加，各种物质沉积在换热器表面，形成沉积物。结垢、腐蚀、微生物滋生是循环水系统面临的三大问题。目前对于处理循环冷却水等高硬度水的常用的方法就是使用阻垢缓蚀剂，但化学药剂的使用存在需反复投药、剂量与时间难以掌握、外排造成二次污染等缺点。
现有文献中，公开号CN201169550Y的专利“微电解阻垢、杀菌处理装置”，主要是设计了一种微电解装置进行循环水的杀菌、阻垢处理，该装置具有无需投加任何药剂、阻垢效果稳定、无污染等优点，但存在耗电量大，处理费用高的不足之处。公开号为CN101182056A的发明专利“一种利用电气石复合催化氧化去除水藻的方法”提及了一种用改性电气石为填料，协同微电解进行杀菌除藻的方法。此种方法仅针对海水、地表水等进行杀藻净化处理，没有涉及高硬度、高碱度、高微生物污染的循环冷却水的净化处理。
论文文献中也有电解法处理循环水的研究报道，如李敏哲，迟娟等在《工业水处理》(2006/02)发表的“微电解用于循环冷却水的实验研究”，系统的探讨了微电解法的阻垢、缓蚀、杀菌效果；周群英等在《上海环境科学》(1998/01)发表的“微电解杀藻研究”；王雪峰等在《给水排水》(2001//11)发表的“微电解水处理器的杀菌作用研究”等一系列论文，主要是微电解法对水中污垢、藻类、细菌的去除技术和理论研究。上述文献提到的方法虽然对循环水的处理起到一定作用，但均具有耗电量大、应用范围窄的缺点，从能源利用的角度来讲是一种浪费。
发明内容
本发明提供了一种电解处理高硬度循环冷却水和反渗透浓水的方法，同时实现降低水硬度和杀菌除藻的效果。该电解装置的电源可以使用太阳能，工业上应用时，可以将太阳能电源作为补充，成本低，易于推广。
本发明的技术方案如下：
在电解装置中加入破碎后的天然电气石作填料，向电解装置中持续通入循环冷却水或反渗透浓水，在电解作用下，水中的藻类和菌类被杀死，Ca、Mg等离子以沉淀的形式被去除，达到杀菌、阻垢和降低含盐量的目的。该电解装置以不锈钢为阴极，镀钌钛网为阳极，电流密度控制在0.2mA/cm2～30mA/cm2。
电解装置的电源可以使用太阳能，即以太阳能电池板充电后输出的直流电为电源，代替传统直流电源。工业上应用时，可以将太阳能电源作为补充，进行直接电解或间歇式电解操作。
本发明的有益效果是利用电解作用降低循环水和反渗透浓水硬度、杀菌灭藻；利用电气石调节缓冲出水pH，使出水结垢趋势降低，水质稳定；同时可以利用太阳能为电源，节约用电。该发明节能环保，操作方便，处理效果好。
具体实施方案
以下结合实施实例对本发明做进一步详细的描述。
实施例1
取循环却水水样，测得其pH为8.15，硬度为600(mg/L CaCO3)，电导率为1760μS/cm。在加填料和不加填料的条件下进行电解处理，处理后，测其pH、硬度、藻去除率和电导率。
实验条件：水样体积800mL，电流密度20mA/cm2，处理时间60min，实验结果如下表所示。
从上表可以看出，加入电气石后，由于电气石对pH的缓冲作用，出水pH较直接电解偏高，有利于防止腐蚀，且填料的加入起到催化电解的作用，硬度和藻类的去除率都有一定的提高。
实施例2
取循环却水水样，测得其pH为8.15，硬度为600(mg/L CaCO3)，电导率为1760μS/cm。在不同电流密度条件下进行电解处理，处理后，测其pH、硬度、藻去除率和电导率。
实验条件：水样体积800mL，处理时间为60min，加入电气石为填料，处理效果如下：
由上面的结果可以看出，随着电流密度的增加，水样硬度和电导率都不断降低，同时除藻率不断增加。当电流密度达到10mA/cm2时，藻类基本上全部被去除，水样硬度和电导率也下降至适中水平。
实施例3
以太阳能电池代替直流电源的处理效果
取高硬度循环水水样，分别以直流电源和太阳能电池为电源进行电解处理。循环水初始pH为8.56，硬度为1060(mg/L CaC03)，电导率为1721μS/cm。
实验条件：水样体积800mL，电流密度为15mA/cm2，加入电气石为填料，处理时间为60min，处理效果如下：
通过对比发现，太阳能电池代替直流电源完全可以达到相同甚至更好的处理效果。利用太阳能电池大大节约了处理成本，做到了真正的节能环保。
实施例4
取反渗透膜制备脱盐水时产生的高盐度浓水作为水样，以太阳能电池为电源进行电解处理。
实验条件：水样体积800mL，电流密度10mA/cm2，加入电气石为填料，处理时间为60min，处理效果如下：
此方法对于反渗透浓水也有较好的处理效果，经处理后的水可作为循环水回用，达到节约用水的目的。
Claims (2)
1.一种电解处理循环冷却水和反渗透浓水的方法，其特征在于：在电解装置中加入破碎后的天然电气石作填料，向电解装置中持续通入循环冷却水或反渗透浓水；该电解装置以不锈钢为阴极，镀钌钛网为阳极，电流密度控制在0.2mA/cm2～30mA/cm2。
2.根据权利要求1所述的电解处理循环冷却水和反渗透浓水的方法，其特征还在于：电解装置的电源使用太阳能，即以太阳能电池板充电后输出的直流电为电源，代替传统直流电源；工业上应用时，将太阳能电源作为补充，进行直接电解或间歇式电解操作。
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