CN110182910A - 一种旋转式电化学循环水处理装置及方法 - Google Patents

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张畅
任志博
王广
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Abstract

本发明提供了一种旋转式电化学循环水处理装置及方法，所述装置包括反应器筒体；反应器筒体上设有进水管和出水管；反应器筒体的内部设有若干阳极板和阴极板；所述阳极板和阴极板间隔交替设置；所述阴极板的旁侧设置有与对应阴极板配合进行刮垢的刮垢板。本发明通过在反应装置内部设置依次交替排列的阴极板和阳极板，相比于现有以反应器筒体为阴极的形式，扩展了有效反应面积，有利于规模化应用；在阴极板两侧设置固定于反应器筒体底部的刮垢板，采用电机旋转的形式对阴极表面的结垢物质进行刮除，无需人工操作，简单便捷。

Description

一种旋转式电化学循环水处理装置及方法
技术领域
本发明属于循环水处理技术领域，特别涉及一种旋转式电化学循环水处理装置及方法。
背景技术
循环水占到火电厂用水量的50％-80％，解决好循环水处理问题对火电厂的节水减排具有重要意义。电化学方法能够通过电化学反应连续原位生成活性物质，实现循环水中钙、镁等硬度离子的沉淀和微生物的去除，无二次污染，是一种很有潜力的电厂循环水处理技术。目前，应用于循环水除垢、杀菌的电化学反应器主要有两种形式：一种是旁路式反应器，通常在循环水管路中引出一定比例的水进行处理；另外一种是浸没式反应器，通常布置在循环水的集水池中，反应器不带壳体。然而，两种反应器在工程应用中都存在一定问题，旁路式反应器通常以筒壁作为阴极，面积受到反应器体积的限制，不利于规模化应用；浸没式反应器无刮垢系统，当结垢到一定程度后需要将反应器从集水池中取出，人工进行刮垢，操作较为复杂。因此，需要进一步解决电化学反应器极板面积扩展及自动刮垢问题。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种旋转式电化学循环水处理装置，以解决现有技术中存在的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种旋转式电化学循环水处理装置，包括反应器筒体；反应器筒体上设有进水管和出水管；反应器筒体的内部设有若干阳极板和阴极板；所述阳极板和阴极板间隔交替设置；所述阴极板的旁侧设置有与对应阴极板配合进行刮垢的刮垢板。
进一步的，反应器筒体中设有一个旋转轴；阴极板固定在所述旋转轴上。
进一步的，旋转轴连接外设的能够驱动旋转轴旋转的驱动装置。
进一步的，所述反应器筒体采用卧式结构，进水管位于反应器筒体的一侧，出水管位于反应器筒体的另一侧；反应器筒体的底部设有排污口。
进一步的，所述反应器筒体上部为圆柱形或长方体结构，下部为四面斜坡漏斗形结构。
进一步的，所述阴极板为奇数块，阳极板为偶数块，阳极板固定在反应器筒体的顶端；所述阴极板和阳极板平行设置，所述转轴穿过阳极板中心。
进一步的，还包括电极接线柱和电控箱，所述阳极板与阴极板通过电极接线柱分别与电控箱的正负极连接。
一种旋转式电化学循环水处方法，其特征在于，所述方法包括：
1)、将循环水从进水管通入反应器筒体内；
2)、阴极板和阳极板通电，调整阴极板和阳极板间的电流密度至初始电压；
3)、循环水中的钙、镁硬度离子在阴极附近生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，部分附着于阴极表面，部分沉淀于反应器筒体的底部；
4)、循环水中的微生物在阳极附近与强氧化性物质接触失去活性，部分沉淀于反应器筒体的底部；
5)、经过反应器筒体内的电化学处理后，循环水经出水口流出反应器筒体；
6)、当反应进行一段时间后，旋转阴极板，阴极表面附着的结垢物质被刮垢板刮除，并落入反应器筒体的底部；
7)、定期开启反应器筒体底部的排污口，排出反应器内沉淀的结垢物质和生物粘泥。
进一步的，步骤2)中阴极板和阳极板间的电流密度为0-20mA/cm2。
进一步的，步骤6)中当极板间的电压升至初始电压的105％时，自动开启驱动装置，驱动阴极板旋转。
进一步的，所述反应器筒体材质为防腐蚀不锈钢。
进一步的，所述阴极板为奇数块，阳极板为偶数块，阴极板固定在旋转电机的转轴上，阳极板固定在反应器筒体的顶端。
进一步的，所述刮垢板与阴极板接触面为橡胶或有机塑料。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
1、采用阴极板和阳极板交替布置，相比现有以筒体为阴极的形式，扩展了有效反应面积，不受反应器体积的限制，有利于规模化的应用；
2、采用电极旋转的形式，通过设置在反应器内部的刮垢板，刮去阴极表面污垢，无需人工操作，简单方便；
3、刮垢板与阴极板接触面为橡胶或有机塑料，能够有效地减少磨损；
4、本发明中处理循环水的方法，通过利用多组电极板进行反应，能够有效地增大反应面积，提高反应效率，通过旋转电机带动阴极板旋转，自动清理电极板表面污垢，方法简单，容易操作。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为一种旋转式电化学循环水处理装置的结构示意图。
其中，1、反应器筒体，2、进水管，3、出水管，4、排污口，5、电极板，6、刮垢板，7、电极接线柱，8、旋转电机，9、电控箱。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
请参阅图1所示，本发明提供一种旋转式电化学循环水处理装置，包括反应器筒体1、进水管2、出水管3、排污口4、电极板5、刮垢板6、电极接线柱7、旋转电机8和电控箱9；
所述反应器筒体1采用卧式结构，进水管2和出水管3分别位于反应器筒体1的两侧，排污口3位于反应器筒体1的底部，旋转电机8位于反应器筒体1的一侧，旋转电机8的转轴贯穿反应器筒体1，电极板5分为固定在反应器筒体1上的阳极板和固定在旋转电机转轴上的阴极板，阴极板与阳极板依次交替排列，每块阴极板下部的两侧设置刮垢板6，刮垢板6固定于反应器筒体1上。
所述反应器筒体1上部为圆柱形或长方体结构，下部为四面斜坡漏斗形结构。
所述反应器筒体1材质为防腐蚀不锈钢。
所述电极板5为阴极板、阳极板交替排布方式，阴极板为奇数块，阳极板为偶数块，阴极板固定在旋转电机8的转轴上，阳极板固定在反应器筒体1的顶端。
所述阳极板与阴极板通过电极接线柱7分别与电控箱9的正负极连接。
所述刮垢板6与阴极板接触面为橡胶或有机塑料。
一种利用旋转式电化学循环水处理装置处理循环水的方法，所述方法包括：
①将循环水从进水管2通入反应器筒体1内；
②开启电控箱9，调整极板间的电流密度；
③循环水中的钙、镁等硬度离子在阴极附近生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，部分附着于阴极表面，部分沉淀于反应器筒体1的底部；
④循环水中的微生物在阳极附近与强氧化性物质接触失去活性，部分沉淀于反应器筒体1的底部；
⑤经过反应器筒体1内的电化学处理后，循环水经出水口3流出反应器；
⑥当反应进行一段时间后，旋转电机8自动开启，并带动阴极旋转，阴极表面附着的结垢物质被刮垢板6刮除，并落入反应器筒体1的底部；
⑦定期开启排污口4，排出反应器的沉淀的结垢物质和生物粘泥。
步骤②中极板间的电流密度为0-20mA/cm2。
步骤⑥中当极板间的电压升至初始电压的105％时，自动开启旋转电机。
具体工作过程为：将循环水从进水管2连续流入反应器筒体1的内，从出水口3流出反应器，同时开启电控箱，调节极板间的电流密度为10mA/cm2。此时，电极板5中的阴极板附近发生氢离子还原反应，并产生碱性环境，冷却循环水中的钙、镁等硬度离子生成CaCO3和Mg(OH)2被沉淀去除，部分沉淀附着于阴极板表面，部分沉降于反应器筒体1的底部；与此同时，电极板5中的阳极板附近发生氯离子、氢氧根离子等离子的氧化反应，生成氯气、次氯酸根、羟基自由基等强氧化性物质，强氧化性物质对冷却循环水具有灭菌作用，失去的微生物沉淀于反应器筒体1的底部。当极板间的电压由初始电压升高5％时，电控箱9自动控制旋转电机8带动电极板5中的阴极板旋转，阴极板在旋转过程中，其表面的结垢物质被刮垢板6刮除并落入反应器筒体1的底部。每隔5h，开启反应器底部的排污口4，排出积累的结垢物质和生物粘泥。重复上述过程，以实现对循环水的电化学处理。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种旋转式电化学循环水处理装置，其特征在于，包括反应器筒体；
反应器筒体(1)上设有进水管(2)和出水管(3)；反应器筒体(1)的内部设有若干阳极板和阴极板；所述阳极板和阴极板间隔交替设置；
所述阴极板的旁侧设置有与对应阴极板配合进行刮垢的刮垢板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种旋转式电化学循环水处理装置，其特征在于，反应器筒体(1)中设有一个旋转轴；阴极板固定在所述旋转轴上。
3.根据权利要求2所述的一种旋转式电化学循环水处理装置，其特征在于，旋转轴连接外设的能够驱动旋转轴旋转的驱动装置。
4.根据权利要求1所述的一种旋转式电化学循环水处理装置，其特征在于，所述反应器筒体(1)采用卧式结构，进水管(2)位于反应器筒体(1)的一侧，出水管(3)位于反应器筒体(1)的另一侧；反应器筒体(1)的底部设有排污口(4)。
5.根据权利要求1所述的一种旋转式电化学循环水处理装置，其特征在于，所述反应器筒体(1)上部为圆柱形或长方体结构，下部为四面斜坡漏斗形结构。
6.根据权利要求2所述的一种旋转式电化学循环水处理装置，其特征在于，所述阴极板为奇数块，阳极板为偶数块，阳极板固定在反应器筒体(1)的顶端；所述阴极板和阳极板平行设置，所述转轴穿过阳极板中心。
7.根据权利要求1所述的一种旋转式电化学循环水处理装置，其特征在于，还包括电极接线柱(7)和电控箱(9)，所述阳极板与阴极板通过电极接线柱(7)分别与电控箱(9)的正负极连接。
8.一种利用权利要求1所述旋转式电化学循环水处理装置处理循环水的方法，其特征在于，所述方法包括：
1)、将循环水从进水管(2)通入反应器筒体(1)内；
2)、阴极板和阳极板通电，调整阴极板和阳极板间的电流密度至初始电压；
3)、循环水中的钙、镁硬度离子在阴极附近生成CaCO3和Mg(OH)2沉淀，部分附着于阴极表面，部分沉淀于反应器筒体(1)的底部；
4)、循环水中的微生物在阳极附近与强氧化性物质接触失去活性，部分沉淀于反应器筒体(1)的底部；
5)、经过反应器筒体(1)内的电化学处理后，循环水经出水口(3)流出反应器筒体；
6)、当反应进行一段时间后，旋转阴极板，阴极表面附着的结垢物质被刮垢板(6)刮除，并落入反应器筒体(1)的底部；
7)、定期开启反应器筒体(1)底部的排污口，排出反应器内沉淀的结垢物质和生物粘泥。
9.根据权利要求8所述的的方法，其特征在于，步骤2)中阴极板和阳极板间的电流密度为0-20mA/cm2。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：步骤6)中当极板间的电压升至初始电压的105％时，自动开启驱动装置，驱动阴极板旋转。
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