CN108217856B - 一种电化学水处理系统及其水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电化学水处理系统及其水处理方法，电化学水处理系统包括系统本体，系统本体包括主电解池以及与主电解池连接的第一直流电源，系统本体还包括辅助电解池、与辅助电解池连接的第二直流电源、水泵以及通过水管与水泵连接的喷洒装置，辅助电解池包括阴极区A以及阳极区A，水泵通过水管与辅助电解池的阴极区连接，增加辅助电解池，通过辅助电解池的反应，在辅助电解池的阴极区产生碱性电解液，电解液经过喷洒装置喷洒到主电解池的过程中，可以增加主电解池中的二氧化碳含量，并且能够起到调节主电解池中酸碱度环境的作用，可持续性地对工况环境进行改善，从而提高主电解池的水处理效率，同时也节省了用电量。
Description
技术领域
本发明涉及化工装备技术领域，尤其是涉及一种电化学水处理系统及其水处理方法。
背景技术
现有技术中，除垢电解池通常是利用电化学反应原理，通过电解使钙镁离子在阴极上形成结垢，从而达到软化水的目的，经过发现，电化学水处理方法需要给待处理的水质保持一个适宜的工况环境，这样才能使电化学水处理的处理效率提高，而在实际的使用中，电化学水处理方法缺乏对工况环境的调节，使得电化学法受到工况环境的影响，从而降低了电化学水处理的处理效率，同时也消耗大量的用电量，极大地限制了电化学法的工程应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够改善工况环境，并且提高处理效率的电化学水处理系统及其水处理方法。
本发明所采用的技术方案是，一种电化学水处理系统，包括系统本体，系统本体包括主电解池以及与主电解池连接的第一直流电源，系统本体还包括辅助电解池、与辅助电解池连接的第二直流电源、水泵以及通过水管与水泵连接的喷洒装置，辅助电解池包括阴极区A以及阳极区A，水泵通过水管与辅助电解池的阴极区连接。
本发明的有益效果是：在电化学水处理系统中增加辅助电解池，通过辅助电解池的反应，在辅助电解池的阴极区产生碱性电解液，电解液经过喷洒装置喷洒到主电解池的过程中，可以增加主电解池中的二氧化碳含量，并且能够起到调节主电解池中酸碱度环境的作用，可持续性地对工况环境进行改善，从而提高主电解池的水处理效率，同时也节省了用电量。
作为优先，辅助电解池通过隔膜来划分成阴极区A和阳极区A，阴极区A中设置有阴极A，阳极区A设置有阳极A，阴极A与第二直流电源的负极连接，阳极A与第二直流电源的正极连接，主电解池中设置有阴极B和阳极B，阴极B与第一直流电源的负极连接，阳极B与第一直流电源的正极连接，采用该结构，辅助电解池反应，阴极区A的阴极A产生氢氧根离子，阴极区A的电解液呈现碱性，碱性电解液经过水泵和喷洒装置喷洒到主电解池中，碱性电解液在喷洒过程中，可以吸收大量的二氧化碳，这样就可以为主电解池补充二氧化碳含量，调节主电解池的酸碱度；阳极区A的阳极A产生氢离子，阳极电解液呈现酸性，而阴极区的氢氧根离子可以通过隔膜进入到阳极区，使阳极区A中的阳极电解液的酸碱度提高。
作为优先，系统本体还包括通过A管道与主电解池连通的主分流阀以及通过B管道与主分流阀连通的调整分流阀，辅助分离池的阴极区A通过C管道与调整分流阀连通，辅助分离池的阳极区A通过D管道与调整分流阀连通，辅助分离池的阳极区A通过溢流管道与A管道连接，采用该结构，水流从来水管道进入，通过主分流阀一部分通过A管道进入到主电解池，一部分通过B管道，再通过B管道一分为二分别进入到辅助电解池的阴极区A和阳极区A，可以根据酸碱度来通过主分流阀控制进入A管道和B管道的水量，调整分流阀控制进入C管道和D管道的水量。
作为优先，系统本体还包括与来水管连接的二氧化碳监控装置、与B管道连接的酸碱度监控装置以及控制器，采用该结构，二氧化碳监控装置监控来水管中来水的二氧化碳含量，通过监控得到的二氧化碳含量来控制A管道和B管道的水量，使得主电解池中的电解液酸碱度提高，从而提高水处理效率；通过酸碱度监控装置监控B管道中水的酸碱度从而控制C管道和D管道中的水量，使得辅助电解池中电解液的酸碱度提高。
作为优先，系统本体还包括控制器，二氧化碳监控装置、酸碱度监控装置、调整分流阀以及主分流阀均与控制器连接，采用该结构，控制器可以通过二氧化碳监控装置以及酸碱度监控装置的监控数据来控制调整分流阀和主分流阀，实现自动化控制。
一种电化学水处理系统的水处理方法，包括下列步骤：
(1)、来水通过来水管进入主分流阀，控制器控制二氧化碳监控装置监控来水中的二氧化碳含量，根据监控的二氧化碳含量数据来控制从主分流阀流进A管道和B管道的水量，当二氧化碳监控装置监控到的二氧化碳含量低于标准值时，控制器控制主分流阀来减小A管道的水量，增大B管道的水量；当二氧化碳监控装置监控到的二氧化碳含量高于标准值时，控制器控制主分流阀来增大A管道的水量，减小B管道的水量；
(2)、A管道的水进入主电解池，B管道的水进入调整分流阀，控制器控制酸碱度监控装置监控B管道中水的酸碱度，根据监控的酸碱度数据来控制从调整分流阀流进C管道和D管道的水量，当酸碱度监控装置监控到的酸碱度低于标准值时，控制器控制调整分流阀来增大C管道的水量，减小D管道的水量；当酸碱度监控装置监控到的酸碱度高于标准值时，控制器控制调整分流阀来增大D管道的水量，减小C管道的水量；
(3)、C管道中的水进入辅助电解池中的阴极区A发生反应，D管道中的水进入辅助电解池发生反应，阴极区中的阴极A产生氢氧根离子，阴极区中的电解液呈现碱性，阳极区中的阳极A产生氢离子，阳极区中的电解液呈现酸性，在电解过程中，阴极区中的氢氧根离子会经过隔膜进入阳极区，使得阳极区中的电解液酸碱度升高；
(4)、辅助电解池中阴极区的阴极电解液经过水泵进入到喷洒装置，经过喷洒装置从而进入到主电解池中，辅助电解池中阳极区的阳极电解液经过溢流管道进入到主电解池中；
(5)、主电解池发生反应，实现软化硬水的目的。
采用该方法，通过控制器的分流控制、辅助电解池的反应和喷洒碱性电解液，可以调整主电解池的酸碱度并增加主电解池的二氧化碳含量，使主电解池的反应更高效，同时适用于更多工况环境。
附图说明
图1为本发明一种电化学水处理系统的结构示意图；
如图所示：1、主分流阀；2、调整分流阀；3、辅助电解池；4、第二直流电源；5、主电解池；6、第一直流电源；7、水泵；8、喷洒装置；9、控制器；10、二氧化碳监控装置；11、酸碱度监控装置；12、阳极A；13、隔膜；14、阴极A；15、阳极B；16、阴极B；17、来水管；18、出水管；19、A管道；20、B管道；21、C管道；22、D管道；23、阴极区；24、阳极区；25、溢流管道。
具体实施方式
以下参照附图并结合具体实施方式来进一步描述发明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施，本发明保护范围并不受限于该具体实施方式。
本发明涉及一种电化学水处理系统，包括系统本体，系统本体包括主电解池5以及与主电解池5连接的第一直流电源6，系统本体还包括辅助电解池3、与辅助电解池3连接的第二直流电源4、水泵7以及通过水管与水泵7连接的喷洒装置8，辅助电解池3包括阴极区23A以及阳极区24A，水泵7通过水管与辅助电解池3的阴极区23连接。通过辅助电解池3的反应，辅助电解池3的阴极区23A产生大量的碱性电解液，通过喷洒装置8喷洒后，可以增加主电解池5中的二氧化碳含量，辅助电解池3中的电解液进入到主电解池5中也会调节主电解池5中的酸碱度环境，两方面的综合作用提高主电解池5的水处理效率，减少电能消耗。
辅助电解池3通过隔膜13来划分成阴极区23A和阳极区24A，阴极区23A中设置有阴极A14，阳极区24A设置有阳极A12，阴极A14与第二直流电源4的负极连接，阳极A12与第二直流电源4的正极连接，主电解池5中设置有阴极B16和阳极B15，阴极B16与第一直流电源6的负极连接，阳极B15与第一直流电源6的正极连接。辅助电解池3反应时，阳极A12电解产生氢离子使阳极电解液呈现酸性，阴极电解产生氢氧根离子使阴极电解液呈现碱性，阴极区23的氢氧根离子可以通过隔膜13进入阳极区24使阳极区24的酸性减弱，而阳极区24的氢离子被隔膜13阻拦而无法对阴极区23产生影响。
系统本体还包括通过A管道19与主电解池5连通的主分流阀1以及通过B管道20与主分流阀1连通的调整分流阀2，辅助分离池的阴极区23A通过C管道21与调整分流阀2连通，辅助分离池的阳极区24A通过D管道22与调整分流阀2连通，辅助分离池的阳极区24A通过溢流管道25与A管道19连接。
系统本体还包括与来水管18连接的二氧化碳监控装置10、与B管道20连接的酸碱度监控装置11以及控制器9。
系统本体还包括控制器9，二氧化碳监控装置10、酸碱度监控装置11、调整分流阀2以及主分流阀1均与控制器9连接。
一种电化学水处理系统的水处理方法，包括下列步骤：
(1)、来水通过来水管18进入主分流阀1，控制器9控制二氧化碳监控装置10监控来水中的二氧化碳含量，根据监控的二氧化碳含量数据来控制从主分流阀1流进A管道19和B管道20的水量，当二氧化碳监控装置10监控到的二氧化碳含量低于标准值时，控制器9控制主分流阀1来减小A管道19的水量，增大B管道20的水量；当二氧化碳监控装置10监控到的二氧化碳含量高于标准值时，控制器9控制主分流阀1来增大A管道19的水量，减小B管道20的水量；
(2)、A管道19的水进入主电解池5，B管道20的水进入调整分流阀2，控制器9控制酸碱度监控装置11监控B管道20中水的酸碱度，根据监控的酸碱度数据来控制从调整分流阀2流进C管道21和D管道22的水量，当酸碱度监控装置11监控到的酸碱度低于标准值时，控制器9控制调整分流阀1来增大C管道21的水量，减小D管道22的水量；当酸碱度监控装置11监控到的酸碱度高于标准值时，控制器9控制调整分流阀1来增大D管道22的水量，减小C管道21的水量；
(3)、C管道21中的水进入辅助电解池3中的阴极区23A发生反应，D管道22中的水进入辅助电解池3发生反应，阴极区23中的阴极A14产生氢氧根离子，阴极区23中的电解液呈现碱性，阳极区24中的阳极A12产生氢离子，阳极区24中的电解液呈现酸性，在电解过程中，阴极区23中的氢氧根离子会经过隔膜13进入阳极区24，使得阳极区24中的电解液酸碱度升高；
(4)、辅助电解池3中阴极区23的阴极电解液经过水泵7进入到喷洒装置8，经过喷洒装置8从而进入到主电解池5中，辅助电解池3中阳极区24的阳极电解液经过溢流管道25进入到主电解池5中；
(5)、主电解池5发生反应，实现软化硬水的目的。
Claims (5)
1.一种电化学水处理系统，包括系统本体，系统本体包括主电解池（5）以及与主电解池（5）连接的第一直流电源（6），其特征在于：系统本体还包括辅助电解池（3）、与辅助电解池（3）连接的第二直流电源（4）、水泵（7）以及通过水管与水泵（7）连接的喷洒装置（8），辅助电解池（3）包括阴极区（23）以及阳极区（24），水泵（7）通过水管与辅助电解池（3）的阴极区（23）连接；所述辅助电解池（3）的阴极区（23）产生碱性电解液，碱性电解液经过所述喷洒装置（8）喷洒到所述主电解池（5）中；所述系统本体还包括通过A管道（19）与所述主电解池（5）连通的主分流阀（1）以及通过B管道（20）与主分流阀（1）连通的调整分流阀（2），所述辅助电解池（3）的阴极区（23）通过C管道（21）与调整分流阀（2）连通，辅助电解池（3）的阳极区（24）通过D管道（22）与调整分流阀（2）连通，所述辅助电解池（3）的阳极区（24）通过溢流管道（25）与A管道（19）连通，所述A管道（19）的水进入主电解池（5）；所述主分流阀（1）与来水管（17）连通，所述主分流阀（1）用于根据来水管（17）中水的二氧化碳含量来控制进入A管道（19）和B管道（20）的水量；所述B管道（20）的水进入调整分流阀（2），所述调整分流阀用于根据B管道中水的酸碱度来控制进入C管道和D管道的水量。
2.根据权利要求1所述的一种电化学水处理系统，其特征在于：辅助电解池（3）通过隔膜（13）来划分成阴极区（23）和阳极区（24），阴极区（23）中设置有阴极A（14），阳极区（24）设置有阳极A（12），阴极A（14）与第二直流电源（4）的负极连接，阳极A（12）与第二直流电源（4）的正极连接，主电解池（5）中设置有阴极B（16）和阳极B（15），阴极B（16）与第一直流电源（6）的负极连接，阳极B（15）与第一直流电源（6）的正极连接。
3.根据权利要求1所述的一种电化学水处理系统，其特征在于：系统本体还包括与来水管（17）连接的二氧化碳监控装置（10）、与B管道（20）连接的酸碱度监控装置（11）以及控制器（9）。
4.根据权利要求3所述的一种电化学水处理系统，其特征在于：系统本体还包括控制器（9），二氧化碳监控装置（10）、酸碱度监控装置（11）、调整分流阀（2）以及主分流阀（1）均与控制器（9）连接。
5.一种电化学水处理系统的水处理方法，在上述权利要求1~权利要求4中任意一项描述的一种电化学水处理系统中实施，包括下列步骤：
S1、来水通过来水管（17）进入主分流阀（1），控制器（9）控制二氧化碳监控装置（10）监控来水中的二氧化碳含量，根据监控的二氧化碳含量数据来控制从主分流阀（1）流进A管道（19）和B管道（20）的水量，当二氧化碳监控装置（10）监控到的二氧化碳含量低于标准值时，控制器（9）控制主分流阀（1）来减小A管道（19）的水量，增大B管道（20）的水量；当二氧化碳监控装置（10）监控到的二氧化碳含量高于标准值时，控制器（9）控制主分流阀（1）来增大A管道（19）的水量，减小B管道（20）的水量；
S2、A管道（19）的水进入主电解池（5），B管道（20）的水进入调整分流阀（2），控制器（9）控制酸碱度监控装置（11）监控B管道（20）中水的酸碱度，根据监控的酸碱度数据来控制从调整分流阀（2）流进C管道（21）和D管道（22）的水量，当酸碱度监控装置（11）监控到的酸碱度低于标准值时，控制器（9）控制调整分流阀（2）来增大C管道（21）的水量，减小D管道（22）的水量；当酸碱度监控装置（11）监控到的酸碱度高于标准值时，控制器（9）控制调整分流阀（2）来增大D管道（22）的水量，减小C管道（21）的水量；
S3、C管道（21）中的水进入辅助电解池（3）中的阴极区（23）发生反应，D管道（22）中的水进入辅助电解池（3）发生反应，阴极区（23）中的阴极A（14）产生氢氧根离子，阴极区（23）中的电解液呈现碱性，阳极区（24）中的阳极A（12）产生氢离子，阳极区（24）中的电解液呈现酸性，在电解过程中，阴极区（23）中的氢氧根离子会经过隔膜（13）进入阳极区（24），使得阳极区（24）中的电解液酸碱度升高；
S4、辅助电解池（3）中阴极区（23）的阴极电解液经过水泵（7）进入到喷洒装置（8），经过喷洒装置（8）从而进入到主电解池（5）中，辅助电解池（3）中阳极区（24）的阳极电解液经过溢流管道（25）进入到主电解池（5）中；
S5、主电解池（5）发生反应，实现软化硬水的目的。
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