CN104058509A - 一种用于循环水系统的电化学水处理装置及智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种用于循环水系统的电化学水处理装置及智能控制系统，其特征在于：能够作为旁路管线对循环水进行水质处理，包括电化学处理装置(6)及智能控制系统(5)两部分；以安装在电化学处理装置(6)中的电流电压传感器(26)的反馈数据以及安置于循环水系统中的余氯传感器(7)的反馈数据作为智能控制系统(5)的输入信息，实现对电化学处理装置(6)的自动除垢清洗步骤及智能化运行参数调整。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种用于循环水系统的电化学水处理装置及智能控制系统。
背景技术
循环水系统是冶金、能源、化工企业生产必不可少的能源介质之一。目前，对于循环水处理系统，为减少因循环水中盐类等的浓缩而对管道及设备造成的不利影响，普遍使用投加化学药剂的方法来保持水质稳定，以提高循环水系统的浓缩倍数。
然而传统的投加化学药剂的水处理方法在药剂费昂贵，运行成本高，以及系统排污废水中含有的磷会对环境造成污染等方面仍存在一定弊端。
以电化学方法进行水处理的原理在于，将水中的Ca2+、Mg2+以固体形式排除，降低水体的硬度，同时产生氧化性物质如Cl2等，电解产生余氯可以抑制循环水系统中菌藻的滋生，具有杀菌灭藻功能。
但目前现有电化学水处理装置，一般存在电极组金属电极成分单一，电处理性能耐久性弱，电极易老化，耐腐蚀性较差等不足；对应不同处理水质，缺少运行参数调整灵敏性针对性更为突出的智能化自动化控制系统；缺少除垢处理工艺及合适机械装置，导致电极组中电极板沉积垢物较多，进而对后续的电化学水处理过程产生较大影响，降低水处理效果。
发明内容
本发明的目的是要提供一种用于循环水系统的电化学水处理装置及智能控制系统，可以有效地去除水中的Ca2+、Mg2+等成垢物，兼具杀菌灭藻功能，同时可实现对电化学处理装置的自动除垢清洗步骤及智能化运行参数调整。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
电化学水处理装置包括电化学反应器主体以及电极板除垢装置两部分组成。
所述反应器主体壳体内侧设有电绝缘层。
所述反应器主体包括一组交错平行排列的阴阳极电极组。优选为2-5组电极对。
所述阴阳电极之间距离优选为20-50mm。
所述阳极电极为复合电极，以钛、铌或锆材质为阳极电极基底，电极表面为多组复合金属氧化物涂层，包括SnO2、Sb2O5、RuO2、IrO2、Ta2O5、ZrO2其中一种或多种。
所述阳极电极优选为板状或网状。
所述阴极优选为板状的碳钢电极或不锈钢电极或钛电极、镍电极。
所述除垢装置，包括可与阴极电极板直接接触的弹性刮片与动力装置，所述动力装置可使弹性刮片沿阴极电极板做水平往复运动。
所用的弹性刮片内部内衬金属薄片，外部包覆绝缘性良好的橡胶材质包括但不限于丁二烯橡胶、氟橡胶等。金属对橡胶能起到补强、骨架的作用；橡胶则使金属具有耐磨、抗冲击、防腐、绝缘、密封等功能，其结果是刚柔结合，强韧兼备。
所述的智能控制系统，包括处理器、电流电压传感器、余氯传感器、电机继电器、进水电磁阀、排污电磁阀。所述电流电压传感器、余氯传感器与处理器输入端口相连，所述电机继电器、进水电磁阀和排污电磁阀分别与处理器的三个控制端口相连。
所述电流电压传感器安装于电化学水处理装置内，与智能控制系统相关联，实现除垢装置的启动和关闭功能。
电流电压传感器将电流电压信号实时传输给智能控制系统的处理器，处理器将得到电流电压信号按运行时间进行积分，当积分值达到预设阈值时，关闭进水电磁阀，通过电机继电器启动除垢动力装置，通过传动装置带动弹性刮片在阴极电极板上进行除垢工作，触点开关通过控制信号使动力装置正、反方向旋转，从而实现弹性刮片沿阴极电极板做水平往复运动。
所述余氯传感器安置于循环水系统中，与智能控制系统相关联，实现电化学水处理装置的智能参数调整。
余氯传感器将循环水系统的余氯信号实时传输给智能控制系统的处理器，处理器将得到余氯信号与预设值比较，当数值大于预设上限值时，可根据预设方案减小电化学水处理装置的电流电压，以控制循环水系统中的余氯值在预定范围内，避免对系统产生余氯腐蚀。
本发明为一种用于循环水系统的电化学水处理装置及智能控制系统，其特征在于：能够作为旁路管线对循环水进行水质处理，包括电化学处理装置6及智能控制系统5两部分；以安装在电化学处理装置6中的电流电压传感器26的反馈数据以及安置于循环水系统中的余氯传感器7的反馈数据作为智能控制系统5的输入信息，实现对电化学处理装置6的自动除垢清洗步骤及智能化运行参数调整；
所述的电化学水处理装置6，包括电化学反应器主体、电极组系统、电极板除垢装置；其中反应器主体是一个具有密封盖9的金属承载罐8，反应器罐体8上设有进水管10、出水管11和排污管12；电极组系统由一组交错平行排列，正负极性相邻设置的电极组17构成；除垢装置由电机24，弹性刮片18以及传动装置构成；传动装置由传动杆21、适配螺母20以及连轴器23连接组成；
所述的反应器罐体8，罐体8内侧设有电绝缘层；
所述的电极组系统17，电极组系统17中阳极电极为复合电极，以钛、铌或锆材质为阳极电极基底，电极表面为多组复合金属氧化物涂层，包括SnO2、Sb2O5、RuO2、IrO2、Ta2O5、ZrO2其中一种或多种；
所述阳极电极为板状或网状；
所述阴极为板状的碳钢电极或不锈钢电极或钛电极、镍电极；
所述电极板除垢装置，包括能与阴极电极板直接接触的弹性刮片18与动力装置，所述动力装置能使弹性刮片18沿阴极电极板做水平往复运动，通过连接电流电压传感器26，与智能控制系统5相关联，实现除垢装置的启动和关闭功能；
所述弹性刮片18，所用的弹性刮片18内部内衬金属薄片，外部包覆绝缘性良好的橡胶材质；包括丁二烯橡胶、氟橡胶；
所述的智能控制系统5，其特征在于：包括处理器25、电流电压传感器26、余氯传感器7、A/D转换器29、电机继电器33、进水电磁阀14、出水电磁阀15、排污电磁阀16、存储器30；所述电流电压传感器26、余氯传感器7通过A/D转换器29与处理器25输入端口相连，所述电机继电器33、进水电磁阀14、出水电磁阀15和排污电磁阀16分别与处理器25的四个控制端口相连。
本发明具有如下特点和应用效果：
1、可实现对循环水系统水质的软化、杀菌功能，可控制循环水浓缩倍率，从而大量减少补充水量。
2、节约药剂和药剂投加的运行成本。
3、绿色无污染，降低排污水后期处理成本。
4、设备具有自动除垢清洗步骤和智能化运行参数调整功能，具备结构简单、可靠性高、智能化控制的优点。
附图说明
图1为本发明在循环水系统中应用的一个实施例的结构示意图。
图2为电化学水处理装置中电化学反应器主体的结构示意图。
图3为电化学水处理装置中电极板除垢装置的一个实施示意图
图4为智能控制系统的电路框图。
其中：
1为冷却塔，2为换热器，3为补水，4为冷水池，5为智能控制系统，6为电化学水处理器装置，7为余氯传感器。
8为反应器罐体，9为反应器密封盖，10为进水管，11为出水管，12为排污管，13为布水器，14为进水电磁阀，15为出水电磁阀，16为排污电磁阀，17为电极组，18为弹性刮片，19为支架，20为螺母，21为传动杆，22为触点开关，23为连轴器，24为电机。
25为处理器，26为电流电压传感器，27为A/D转换器，28为放大器，29为A/D转换器，30为存储器，31为键盘，32为显示器，33为电机继电器。
具体实施方式
实施例一：
同图1为本发明在循环水系统中应用的一个实施例的结构示意图。
同图2和图3所示，为实施例电化学水处理装置的结构示意图，包括电化学反应器主体、电极组系统、电极板除垢装置。其中反应器主体是一个具有密封盖9内部绝缘的金属承载罐8，反应器罐体8本体上设有进水管10、出水管11和排污管12。电解极板数量为5块，根据需要电解极板可以设置为若干块，其正负极性相邻设置。除垢装置由电机24，弹性刮片18以及传动装置构成。传动装置可由传动杆21、适配螺母20以及连轴器连接组成。
同图4为实施例的智能控制系统的电路框图，处理器25主体的输入端口连接电流电压传感器26、余氯传感器7以及键盘31，输出端口连接电机继电器33、进水电磁阀14、出水电磁阀15、排污电磁阀16、存储器30和显示器32。
其工作过程如下：电流电压传感器26将电流电压信号实时传输给智能控制系统的处理器25，处理器25将得到电流电压信号按运行时间进行积分，当积分值达到预设阈值时，关闭进水电磁阀14和出水电磁阀15，通过电机继电器33启动除垢动力装置24，通过传动装置带动弹性刮片18在阴极电极板上进行除垢工作，触点开关22通过控制信号使动力装置24正、反方向旋转，从而实现弹性刮片18沿阴极电极板做水平往复运动。根据需要设定除垢装置工作持续时间，除垢动作停止，开启排污电磁阀16。排污结束后，重新开启进水电磁阀14和出水电磁阀15，电化学水处理继续工作。整个除垢过程可实现自动化操作。余氯传感器7将循环水系统的余氯信号实时传输给智能控制系统的处理器25，处理器将得到余氯信号与预设值比较，当数值大于预设上限值时，可根据预设方案减小电化学水处理装置的电流电压，以控制循环水系统中的余氯值在预定范围内，避免对系统产生余氯腐蚀。
电化学水处理装置6以旁路方式安装于循环水系统中，智能控制系统5安装于电器箱，余氯传感器7安置于循环水冷却塔1下方的冷水池4中，与智能控制系统相关联，实现电化学水处理装置的智能参数调整。
实施例二：
电化学水处理装置6及智能控制系统5结构及处理过程同实施例1。某企业循环冷却开路系统，循环水量1000m3/h，采用本发明装置运行15d。水质参数如下表所示。表明了本发明电化学水处理装置及智能控制系统的应用可靠性。
Claims (1)
1.一种用于循环水系统的电化学水处理装置及智能控制系统，其特征在于：能够作为旁路管线对循环水进行水质处理，包括电化学处理装置(6)及智能控制系统(5)两部分；以安装在电化学处理装置(6)中的电流电压传感器(26)的反馈数据以及安置于循环水系统中的余氯传感器(7)的反馈数据作为智能控制系统(5)的输入信息，实现对电化学处理装置(6)的自动除垢清洗步骤及智能化运行参数调整；
所述的电化学水处理装置(6)，包括电化学反应器主体、电极组系统、电极板除垢装置；其中反应器主体是一个具有密封盖(9)的金属承载罐(8)，反应器罐体(8)上设有进水管(10)、出水管(11)和排污管(12)；电极组系统由一组交错平行排列，正负极性相邻设置的电极组(17)构成；除垢装置由电机(24)，弹性刮片(18)以及传动装置构成；传动装置由传动杆(21)、适配螺母(20)以及连轴器(23)连接组成；
所述的反应器罐体(8)，罐体(8)内侧设有电绝缘层；
所述的电极组系统(17)，电极组系统(17)中阳极电极为复合电极，以钛、铌或锆材质为阳极电极基底，电极表面为多组复合金属氧化物涂层，包括SnO2、Sb2O5、RuO2、IrO2、Ta2O5、ZrO2其中一种或多种；
所述阳极电极为板状或网状；
所述阴极为板状的碳钢电极或不锈钢电极或钛电极、镍电极；
所述电极板除垢装置，包括能与阴极电极板直接接触的弹性刮片(18)与动力装置，所述动力装置能使弹性刮片(18)沿阴极电极板做水平往复运动，通过连接电流电压传感器(26)，与智能控制系统(5)相关联，实现除垢装置的启动和关闭功能；
所述弹性刮片(18)，所用的弹性刮片(18)内部内衬金属薄片，外部包覆绝缘性良好的橡胶材质；包括丁二烯橡胶、氟橡胶；
所述的智能控制系统(5)，其特征在于：包括处理器(25)、电流电压传感器(26)、余氯传感器(7)、A/D转换器(29)、电机继电器(33)、进水电磁阀(14)、出水电磁阀(15)、排污电磁阀(16)、存储器(30)；所述电流电压传感器(26)、余氯传感器(7)通过A/D转换器(29)与处理器(25)输入端口相连，所述电机继电器(33)、进水电磁阀(14)、出水电磁阀(15)和排污电磁阀(16)分别与处理器(25)的四个控制端口相连。
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