CN105668710B - 工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置 - Google Patents

工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，包括箱体，所述箱体中相间地布置有多个阴极板和多个阳极板，相邻的阴极板与阳极板之间用半透膜分隔开，以形成用半透膜分隔开的阴极区和阳极区；箱体中的阳极区连通有酸性水收集管，可将经过处理后的酸性水收集起来；箱体中的阴极区连通有碱性水收集管，可将经过处理的碱性水收集起来。收集的碱性水可作为工业设备的冷却水使用，收集的酸性水可作为工业设备的消毒水使用，使用之后的酸性水和碱性水中和后再进入箱体中循环处理。本发明不用向水液中添加任何化学药剂，而且整个循环过程并无污染物排出，能够很好地保护环境。

Description

工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置
技术领域
本发明涉及一种对工业循环用水(例如冷却用水、中央空调循环水)进行除氯根、除钙镁离子的装置。
背景技术
水是国民经济中不可替代的重要资源，也是人类赖以生存和发展的重要资源。随着生活水平的逐步提高，中央空调的安装量也越来越大，其中相当一部分需要水来冷却。
而在工业领域，循环冷却水占整个工业用水量的65％以上。由于气候条件及地理位置的原因，我国北方普遍存在严重缺水的问题，同时，水体在循环冷却过程中逐渐浓缩氯离子及盐分，也严重制约了水的循环利用率。
为了解决这一问题，目前整个行业普通采用化学加药、排放浓水后补新水稀释的方式来处理，但这样的处理方式存在着相当大的污染问题，在生态环境原本脆弱的我国北方显得尤为突出。
发明内容
本发明提供一种工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，解决工业循环用水氯离子浓度升高带来的设备腐蚀问题，以及硬度升高导致的结垢问题，而且无需排放污水，能够将水中的有害污染物分离出来之后再进行废物再利用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其特征在于，包括：
箱体，所述箱体中相间地布置有多个阴极板和多个阳极板，相邻的阴极板与阳极板之间用半透膜分隔开，以形成用半透膜分隔开的阴极区和阳极区；
酸性水收集管，与箱体中的阳极区相通，用于将经过处理后的酸性水收集起来；
碱性水收集管，与箱体中的阴极区相通，用于将经过处理的碱性水收集起来。
所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其中：箱体中阴极区的底部设有排污管，用于将沉淀在箱体底部的水垢排出箱体外。
所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其中：在箱体中设有多个平行排列的呈长条形的内箱，每个内箱中设有一个所述阳极板，所述内箱中与所述阴极板相邻的壁面由半透膜构成。
所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其中：所述内箱上部还设有允许阴极区的水液进入内箱的豁口。
所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其中：所述阳极板采用钛基板上涂钌钛铱膜构成，所述钌钛铱膜包含有二氧化钌、二氧化钛与铱金属。
所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其中：所述阴极板采用不锈钢拉网制成。
所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其中：所述半透膜是使用聚四氯乙烯和石棉复合构成的基材制作而成。
所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其中：所述碱性水连通工业设备的冷却管路，再通过回流管路连通至所述箱体；
所述酸性水连通工业设备的消毒管路，再连通至所述回流管路。
所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其中：所述回流管路连通至分水箱，所述分水箱再通过分水管与箱体相通。
所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其中：部分的所述酸性水作为消毒水运走。
与现有技术相比较，本发明具有的有益效果是：采用本发明提供的工业循环用水除氯根、除钙镁离子系统，不用向水液中添加任何化学药剂，整个循环过程并无污染物排出，能够很好地保护环境。
附图说明
图1是本发明提供的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置的立体结构示意图；
图2是本发明提供的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置的系统循环动作示意图。
附图标记说明：箱体1；阴极板2；阳极板3；半透膜4；内箱5；豁口51；分水管6；酸性水收集管7；酸性水储水箱8；碱性水收集管9；碱性水储水箱10；排污管11；分水箱12；冷却管路13；回流管路14；杀菌管路15。
具体实施方式
如图1所示，是本发明提供的一种工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置的立体示意图，其包括：
箱体1，所述箱体1中相间地布置有多个阴极板2和多个阳极板3，相邻的阴极板2与阳极板3之间用半透膜4分隔开，以形成用半透膜4分隔开的阴极区和阳极区，在本实施案例中，在箱体1中设有多个平行排列的呈长条形的内箱5，每个内箱5中设有一个所述阳极板3，所述内箱5中与所述阴极板2相邻的壁面由半透膜4构成，如此，每个内箱5中构成一个阳极区，内箱5外的部分构成一个阴极区，如此设置，便于实现阳极板3与半透膜4的规格化生产与安装；所述内箱5上部还设有允许阴极区的水液进入内箱5的豁口51；
多根分水管6，向箱体1中的阴极区输送待处理的工业循环用水；
多根酸性水收集管7，分别与箱体1中的阳极区相通，将经过处理后的酸性水收集起来，储存至酸性水储水箱8中；
碱性水收集管9，与箱体1中阴极区相通，将经过处理的碱性水收集起来，储存至碱性水储水箱10中；
排污管11，与箱体1中阴极区的底部相通，用于将水处理过程中产生并沉淀下来的水垢排出箱体1外。
使用的时候，需要处理的工业循环用水经由分水管6以预定流速进入箱体1的阴极区，同时部分的工业循环用水会经由豁口51进入内箱5中的阳极区，并以平行于阴极板2、阳极板3的方向同向流动。由于豁口51的设置，阴极区中的液面会高于阳极区中的液面，使得阴极区中水压高于阳极区中的水压，更由于阴极板2与阳极板3之间形成强烈的电场，水体中的阴离子与阳离子开始发生迁移，其中的氯离子往阳极板3方向聚集，在阳极上析出生成氯气后溶解于水中，使得阳极区的水液成为酸性水(主要包括具有强烈杀菌灭藻作用的次氯酸，pH值可达1.7-1.9)，而阴极板2附近的水分子及中碳酸根离子发生还原反应而生成大量的氢氧根及碳酸根，与钙镁离子结合形成不溶性或微溶性碳酸盐及氢氧化钙、氢氧化镁，从而使水体中的钙镁离子沉淀析出(最后由排污管11排出)，而阴极区中的水液当然成为碱性水(pH值可达8-9)；阴极区与阳极区之间的半透膜4，仅允许某些离子和小分子自由通过，具有显著富集氯离子的作用，能够显著提高除氯效率。
上述实施例中，所述阳极板3优选采用钛基板上涂钌钛铱膜构成，所述钌钛铱膜包含有二氧化钌、二氧化钛与铱金属。采用这样结构的阳极板3，能够极大地促进氯离子的析出，并抑制氧析出，避免水被电解为氧气与氢气而发生竞争反应。
而所述阴极板2一般采用不锈钢网(如316L不锈钢)制成，当阴极板2上结垢太多导致导电性能下降时，可用机械装置定时自动将阴极板2上的软垢清除，沉降到阴极箱底部。
上述实施例中，所述半透膜4可采用离子膜，但一般的离子膜在使用时间过长之后会逐渐失效。为此，可使用聚四氯乙烯和石棉复合构成的基材制作所述半透膜4，由于其具有优良的耐酸、耐碱性能，能够极大地提高半透膜4的使用寿命。
上述实施例中，所述箱体1的深度为500-1000mm，优选700-900mm；阳极板3与阴极板2的长度为500-1500mm，优选800-1000mm；相邻的阳极板3与阴极板2之间距离为1英寸以内，半透膜4与阳极板3之间的距离小于半透膜4与阴极板2之间的距离。
请再参阅图2，是本发明提供的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置的系统循环动作示意图，图中仅画出一个箱体1，实际上也可以多个箱体并联使用，在箱体1的上游设有分水箱12，分水箱12再通过所述分水管6与箱体1内的阴极区相通，通过分水箱12的缓冲以及分配作用，待处理的工业循环用水在各分水管6中的流速趋于一致，可避免箱体1中的水液发生湍流现象；
经过水箱的处理，工业循环用水分为酸性水和碱性水，并分别在酸性水储水箱8和碱性水储水箱10中予以收集；
碱性水储水箱10中的水液，可直接连接工业设备的冷却管路13，作为工业循环冷却用水(如中央空调冷却水)使用，由于其中的钙镁离子已经以水垢方式去除，并不会对工业设备(如中央空调)带来结垢问题；经过冷却处理后的碱性水，通过回流管路14返回分水箱12中；
酸性水储水箱8中的水液，连接工业设备(与碱性水连接的工业设备可以是同一设备，也可以是不同设备)的杀菌管路15，对工业设备进行杀菌灭藻工作，杀菌灭藻之后，再与所述回流管路14中的碱性水酸碱中和并输送回分水箱12；
通过上述内容可知，采用本发明提供的工业循环用水除氯根、除钙镁离子系统，不用向水液中添加任何化学药剂，整个循环过程并无污染物排出(排污管11排出的水垢称不上污染物，主要成分为碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙及氢氧化镁，酸性水作为调节循环水的PH值及消毒水也被有效利用了)，因此不再存在污染问题，为社会良性发展做出了极大的贡献。

Claims (8)

1.一种工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其特征在于，包括：
箱体，所述箱体中相间地布置有多个阴极板和多个阳极板，相邻的阴极板与阳极板之间用半透膜分隔开，以形成用半透膜分隔开的阴极区和阳极区；工业循环用水进入箱体的阴极区，同时部分的工业循环用水会由所述阴极区进入阳极区；所述阳极板采用钛基板上涂钌钛铱膜构成，所述钌钛铱膜包含有二氧化钌、二氧化钛与铱金属；
酸性水收集管，与箱体中的阳极区相通，用于将经过处理后的酸性水收集起来；
碱性水收集管，与箱体中的阴极区相通，用于将经过处理的碱性水收集起来；
所述碱性水连通工业设备的冷却管路，再通过回流管路连通至所述箱体；
所述酸性水连通工业设备的消毒管路，再连通至所述回流管路。
2.根据权利要求1所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其特征在于：箱体中阴极区的底部设有排污管，用于将沉淀在箱体底部的水垢排出箱体外。
3.根据权利要求1所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其特征在于：在箱体中设有多个平行排列的呈长条形的内箱，每个内箱中设有一个所述阳极板，所述内箱中与所述阴极板相邻的壁面由半透膜构成。
4.根据权利要求3所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其特征在于：所述内箱上部还设有允许阴极区的水液进入内箱的豁口。
5.根据权利要求1所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其特征在于：所述阴极板采用不锈钢网制成。
6.根据权利要求1所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其特征在于：所述半透膜是使用聚四氯乙烯和石棉复合构成的基材制作而成。
7.根据权利要求1所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其特征在于：所述回流管路连通至分水箱，所述分水箱再通过分水管与箱体相通。
8.根据权利要求7所述的工业循环用水除氯根、除钙镁离子装置，其特征在于：部分的所述酸性水中和后作为消毒水它用。
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