CN1657435A - 电化学水处理方法及其装置和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水质净化处理领域，具体地说是一种电化学水处理方法及其装置和应用。一种电化学水处理方法，其特征在于：在水管上缠绕上感应导线，利用波源发生器控制电感量，接上电源开始处理，在经过一周左右的时间处理后，在管网系统的排污口或用水系统末端加压，进行排污，污垢除去后恢复到常压，继续进行处理。电化学水处理方法的装置，其特征在于：由波源发生器、缠绕在水管上的感应导线构成。本发明采用以上方法，根据水质的不同情况控制产生不同的感应电势，使水中含有的不同电解质按其强弱，先后产生各自的电极反应，形成不同的氧化—还原产物，从而改变了原先平衡状态水体的pH值、CO2和活性氧等的含量，达到快速清洁水源的目的。

Description

电化学水处理方法及其装置和应用
[技术领域]
本发明涉及水质净化处理领域，具体地说是一种电化学水处理方法及其装置和应用。
[技术背景]
目前，人们对饮用水的要求越来越高。现有改善水质的方法很多，主要有化学方法处理和物理(电子)方法处理两大类。化学处理简单易行，但容易将化学物质残留水中，产生二次污染，因此人们更倾向于采用物理(电子)方法处理。已有的此类方法中，有的是通过大量电子电路来控制自来水管周围变频磁场，可以达到改善水质的效果但成本高、制造复杂；另外的方法如将其振荡线圈浸在水中，耗能太大。
[发明内容]
本发明目的在于为了克服现有水处理的方法中所存在的缺点，提供一种结构简单、操作方法简便、能耗低的电化学水处理方法及其装置。
本发明是这样实现的：一种电化学水处理方法，其特征在于：在需处理的管网系统或用水系统的水管上缠绕上20-30圈的感应导线，利用波源发生器控制电感量在一定范围内，接上电源开始处理，在经过一周左右的时间处理后，在管网系统的排污口或用水系统末端加压，进行排污，污垢除去后恢复到常压，继续进行处理。
一种电化学水处理方法的装置，其特征在于：由波源发生器、缠绕在水管上的感应导线构成，波源发生器为一将60Hz～60KHz的频率调制在400Hz～1MHz频率上的交变复合脉冲感应电势，其由可变电压发生器、电压/频率转换器、高频振荡器、载波调制器和双路驱动电路组成，可变电压发生器的输出端与电压/频率转换器的输入端连接，从电压/频率转换器输出的频率以及高频振荡器输出的频率送到载波调制器进行混频调制，经载波调制器调制的信号送到双路驱动电路进行功率放大，输出信号连接到所控制的电感线圈两端，以控制电感线圈产生的磁场，将电感线圈套在供水设备的一段进水管外。
电感量可根据水管管径的大小进行调节，所加压的压力为2-3Mpa，该装置还可用于处理各种输送悬浊液、乳浊液、酸性溶液、碱性溶液、中性溶液的管道。该装置可用于供用水系统总管、水箱或地下水库的出水管道、锅炉的进水管道、中央空调循环水的管网系统口径最小管道、热交换器的进水管道上。
而该电化学水处理装置的电源为太阳能光伏电池板、风力发电机组或者普通民用交变电源，也可以使工业用380V电源，根据使用场合的具体情况变更进行。
电感线圈连接器至少采用串联连接方式、并联连接方式、串并联连接方式或其它混合连接方式，可改变电感量，适用于不同的管径，达到水处理的最佳效果。
本发明采用以上结构，将电感线圈环绕在供水设备进水管上，根据水质的不同情况控制产生不同的感应电势，使水中含有的不同电解质按其强弱，先后产生各自的电极反应，形成不同的氧化-还原产物，从而改变了原先平衡状态水体的PH值CO2和活性氧等的含量，达到快速清洁水源的目的，该装置结构简单、可靠性高，适用范围广，值得推广。
[附图说明]
图1是本发明的工艺流程图
图2是本发明的整体结构示意图。
图3是本发明电感线圈的结构示意图。
指定图1作为本发明的摘要附图。
参见图1、图2、图3，1为缠绕上感应导线，2为利用波源发生器控制电感量，3为接上电源开始处理，4为处理，5为加压排污，6为继续处理，7为波源发生器，8为工作电源接口，9为电感线圈，10为线圈连接器插槽
[具体实施方式]
结合附图对本发明详细说明如下：
图1所示的是本发明的工艺流程图，其原理如下：
本发明所研制的电化学水处理装置利用交变感应电势所产生的间歇振荡电能，改变了水中主要结垢物碳酸钙的结晶晶格，使其从原来不溶的方解石晶体转变为文石结构、无粘附性的非晶悬浮物，同时一部分电离的钙离子中和了水中的腐蚀性的二氧化碳，形成了重碳酸盐，另一部分电离的钙离子与水电离而产生的OH-形成了氢氧化钙的絮聚物。与此同时，由于溶度积的差异(氢氧化钙在298.15K的溶度积为5.5×10-6，氢氧化铁在298.15K的溶度积为4.0×10-38)，碱金属的氢氧化物与管网水中伊文斯反应所产生的二价铁离子氧化形成的三价铁离子进行如下反应：
此化合物与水中的氯和碱度分解产物NaOH发生如下连续反应：
反应产生的高铁酸钾，极易溶于水会分解放出O2，并沉淀出水合三氧化二铁。
高铁酸钾可作为一种非氮新型高效饮用水消毒剂，可快速杀死水中的细菌和病毒，同时控制水箱中生物粘垢的生成。
在水处理过程中，原先结垢、锈蚀严重的水箱管网系统中钙镁离子形成的碳酸盐和硫酸盐根据上述原理不断消溶，从而使由锈蚀物和结垢物混合形成的硬水垢逐渐软化，经过加压排污后去除。
同时，本发明所提供的交变感应电流，可以满足各种溶胶凝结所需的总电荷量，这样就能破坏胶体体系，使其快速凝结，使水体清晰，水质改善。
图2所示的是使用状态的整体结构示意图，由波源发生器(7)和电感线圈(9)构成，所述电感线圈套在供水设备的一段进水管外。
而该电化学水处理装置的电源为太阳能光伏电池板、风力发电机组或者普通民用交变电源，也可以使工业用380V电源，根据使用场合的具体情况变更进行。太阳能光伏电池板将光能转化为电能；风力发电机组将风能转化为电能。通过电源控制器单独、交替或同时给蓄电池充电，同时给负载-如数码水处理器或光控感应公用照明等供电。电源控制器具有蓄电池充放电保护装置。蓄电池完成供电和储能，确保阴雨天、夜间的负载用电。工作环境的温度范围：-25℃-60℃。连续阴雨天工作时间可达15天以上。
图3所示电感线圈的线数、插槽数至少不低于5线，由水质要求进行控制和设计；其长度根据进水管径要求确定尺寸，以包围水管略有宽余为宜。
本发明使用中无需和水源有任何接触，只要将电感线圈绕在水管外壁再接通电路即可。对于金属水管，则水管及水管中含有的电解质的原体作为电感中的“铁芯”，当输出的交变电流流经电感线圈时，会产生交变磁场，水流经过切割磁场中的磁力线，在水中产生不同的电动势，这些不同的电动势会对流过的水产生化学反应。这些化学反应清除了水管中水垢、铁锈等物质，并阻止生成这些物质的反应链，因而洁净了水质，使用户的水质达到了一次水源的标准。波源发生器的输出信号中还包含有超声波成分，可起到杀菌、加速凝聚的作用，同时对水管内壁氧化保护膜的形成和电极电位的变化也起到了缓蚀的作用。
波源发生器可根据使用的水质情况分为可调的和不可调的两种。如果水质情况比较复杂，则要改置频率可调的波源发生器通过数据处理后输出一定频率和功率到电感线圈，从而产生一定的磁场对套在线圈内的管道中流经的水进行处理。高层住宅楼，饮用水管水质比较单一，例如只为改善自来水质，可采用固定频率和功率的波源发生器，此时，为节省成本，滤波源发生器的输出可直接连接电感线圈进行控制。多层住宅，本发明在屋顶水箱使用，处理24小时后，即可排除水箱的铁锈物、生物垢等，达到防、除锈垢、生物垢，杀菌、灭藻清洁水源的多重效果，使被二次污染的自来水恢复并达到出厂水质的标准。
以下是利用本发明所处理后的水质的监测报告：
项目 结果
色度(度) ＜5
浊度(度) ＜3
嗅味 无
沉淀 无
PH 7.48
耗氧量    O2(mg/l) 0.80
氯化物    Cl-(mg/l) 15.27
氨氮      NH3-N(mg/l) ＜0.02
亚硝酸盐氮NO2-N(mg/l) 0.005
硝酸盐氮  NO3-N(mg/l) 7.10
总硬度    CaCO3(mg/l) 248
砷        As(μg/l) ＜5.00
汞        Hg(μg/l) ＜0.10
铬        Cr6+(mg/l) ＜0.004
挥发性酚类C6H5OH(mg/l) ＜0.002
氰化物    CN-(mg/l) ＜0.002
氟化物    F-(mg/l) 0.29
硫酸盐    SO4 2-(mg/l) 27.6
铜        Cu(mg/l) ＜0.004
铅        Pb(mg/l) ＜0.005
锌        Zn(mg/l) ＜0.010
铁        Fe(mg/l) ＜0.020
锰        Mn(mg/l) ＜0.004
镉        Cd(mg/l) ＜0.002
大肠菌群  MPN/100ml 0
菌落总数  CFU/100ml 0
本发明的装置结构简单、体积小，使用方便，成本低、效果好，可用于各种供用水系统总管、水箱或地下水库的出水管道、供热系统的进水管道、中央空调循环水的管网系统口径最小管道、热交换器的进出水管道上及农业喷溉系统、养殖供水系统等。

Claims (7)

1.一种电化学水处理方法，其特征在于：在需处理的管网系统或用水系统的水管上缠绕上20-30圈的感应导线，利用波源发生器控制电感量在一定范围内，接上电源开始处理，在经过一周左右的时间处理后，在管网系统的排污口或用水系统末端加压，进行排污，污垢除去后恢复到常压，继续进行处理。
2.一种实现权利要求1所述的电化学水处理方法的装置，其特征在于：由波源发生器、缠绕在水管上的感应导线构成，波源发生器为一将60Hz～60KHz的频率调制在400Hz～1MHz频率上的交变复合脉冲感应电势，其由可变电压发生器、电压/频率转换器、高频振荡器、载波调制器和双路驱动电路组成，可变电压发生器的输出端与电压/频率转换器的输入端连接，从电压/频率转换器输出的频率以及高频振荡器输出的频率送到载波调制器进行混频调制，经载波调制器调制的信号送到双路驱动电路进行功率放大，输出信号连接到所控制的电感线圈两端，以控制电感线圈产生的磁场，将电感线圈套在供水设备的一段进水管外。
3.根据权利要求1所述的一种电化学水处理方法，其特征在于电感量可根据水管管径的大小进行调节。
4.根据权利要求1所述的一种电化学水处理方法，其特征在于所加压的压力为2-3Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种电化学水处理方法，其特征在于所述的电源为太阳能光伏电池板、风力发电机组或者普通民用交变电源。
6.根据权利要求2所述的电化学水处理装置，其特征在于该装置还可用于处理各种输送悬浊液、乳浊液、酸性溶液、碱性溶液、中性溶液的管道。
7.根据权利要求2所述的电化学水处理装置，其特征在于该装置可用于供用水系统总管、水箱或地下水库的出水管道、供热系统的进水管道、中央空调循环水的管网系统口径最小管道、热交换器的进出水管道上及农业喷溉系统、养殖供水系统。
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CN105107381A (zh) * 2015-09-18 2015-12-02 苏润西 基于交变磁场的水基电解质溶液分离方法和装置
EP3134608A4 (en) * 2014-03-28 2017-12-20 MBJ Water Partners Use of ionized fluid in hydraulic fracturing
CN108751380A (zh) * 2018-06-19 2018-11-06 怀化学院 一种液相色谱用甲醇废水的处理方法

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