CN201031165Y

CN201031165Y - 微晶旁流水处理器

Info

Publication number: CN201031165Y
Application number: CNU2007200667913U
Authority: CN
Inventors: 韩柏平; 吴永华; 张毅强
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2017-01-29

Abstract

微晶旁流水处理器，涉及循环水系统杀菌灭藻和阻垢防垢技术，适用于循环冷却水系统的水质处理，它主要有由电机(1)，电极处理装置(2)、控制装置(3)，辅助处理装置(5)和排污阀(6)组成。本实用新型通过电极产生电化学反应，在电极表面生成了强氧化性物质和成垢晶核，通过刮刀机构将成垢晶核刮除脱落到循环冷却水系统的循环水中，在整个循环冷却水系统中进行杀菌灭藻、阻垢防垢。本实用新型处理器结构新颖、具有良好的循环水处理功能，只需处理循环冷却水系统总水流量的1－5％，就能满足循环水处理的要求，达到杀菌灭藻和阻垢防垢的效果，并且操作方便，无需专门的维护、运行成本低，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

微晶旁流水处理器

技术领域

微晶旁流水处理器，涉及循环水系统杀菌灭藻和阻垢防垢技术，适用于循环冷却水系统的水质处理。

技术背景

循环冷却水系统是通过冷却塔中水的蒸发作用，将换热机组产生的热量排放至大气中，从而保证换热机组的正常工作。由于冷却塔的蒸发作用将大量的水以气体形式排放至大气中，造成大量的有机物和无机物在循环冷却水中不断浓缩，逐步使循环水质恶化，从而因为生物粘泥孳生堵塞冷却塔填料、换热表面结垢影响传热效率等情况，造成换热效率下降，设备寿命降低。因此，为了保证循环冷却水系统的良好运行，节省能耗，减少排水，采取必要的水处理手段保障循环水的水质具有重大的经济意义和社会意义。目前，常用于循环冷却水处理的方法主要有化学药剂法、离子交换法和各类物理场水处理方法。

1.化学药剂法是一种传统的水质处理方法，所使用的药剂包括阻垢剂、缓蚀剂和杀生剂。阻垢剂具有破坏水中难溶物的结晶过程的功能，从而在一定范围内阻止水垢的生长；缓蚀剂在投入水体后，能在金属表面形成一层很薄的保护膜，使金属表面钝化，从而大大减缓了金属腐蚀的过程；杀生剂在水中达到一定浓度后，对细菌、藻类等具有灭活作用，抑制其生长。化学药剂法对于循环冷却水的水质控制具有显著的效果，但是，由于所投加的药剂在水中不断消耗，因此应不断补充。一方面，定时定量的补充药剂对于操作维护人员的要求较高，而且在实际应用中往往出现因药剂投加过量而造成浪费或者因药剂投加不足而造成水质控制不佳的情况；另一方面，不断消耗的药剂必然要求专人负责采购药剂、专门场地储存药剂，因此维护工作量较大，运行成本较高。

2.离子交换法主要采用钠离子型树脂，树脂中的钠离子与水中的钙、镁离子发生置换反应，从而大大降低水的硬度。这种方法对于控制循环冷却水中水垢生成、提高浓缩倍数、减少排水具有显著的作用，但是树脂需要定期用饱和盐水进行再生，因此运行过程中需要消耗大量的氯化钠，因此其运行成本比化学药剂法更高。另一方面，离子交换法仅用于阻垢防垢，对于控制水中的微生物生长仍需要借助其他的技术和方法。

3.物理场水处理方法以其操作维护简便、运行费用低等优点，近年来在循环冷却水系统中的应用日益广泛。这类方法主要包括两大类：电磁水处理方法和高压静电水处理方法，其主要通过电磁作用将水中的盐类以固定的排序分布于水中，从而减少它们的之间以及与金属器壁之间的碰撞，从而降低垢生成的几率。因此，这类方法对于防垢具有一定的作用，但是对于杀菌灭藻在理论上尚缺乏足够的证明，实践应用中其杀菌灭藻的效果不理想。

发明内容

针对现有对循环水处理的不足，本实用新型提出了一种结构新颖、水处理效果好、无需维护、运行成本低的微晶旁流水处理器。本实用新型主要由电极处理装置、辅助处理装置、控制装置、电机和排污阀组成。电极以绝缘支架固定在电极处理装置内，电极由多组板状、表面涂覆含有铱、钌、镍、铂等金属氧化物涂层的钛基阳极和钛基阴极，以及设置在阴极表面的刮刀机构组成。辅助处理装置内填充微孔滤料，以截留水中10-400μm的垢粒和杂质，最终通过反向冲洗将滤料中的垢粒和杂质排至系统之外。本实用新型处理器与循环冷却水系统水泵连通，流经处理器的循环水流量为总循环水流量的1-5％。工作时处理器由控制装置自动控制，为处理器提供工作所需的直流稳压电源，控制处理器的启动、停止、刮垢、排污等操作。当阳、阴电极与电源的正负极接通，流经电极间的水达到微电解状态后，在阳极表面和阴极表面分别发生电化学反应。

阳极反应中产生的·OH、·O、O₃、H₂O₂、Cl₂等强氧化性物质进入循环冷却水后，对于循环水中的细菌和藻类具有显著的杀灭和抑制生长作用，并且处理后的循环水再进入到未经处理的循环水中混合后，强氧化性物质能够在扩散作用下逐渐分布于整个循环冷却水系统，从而达到处理器通过旁流对整个循环冷却水系统杀菌灭藻的作用。

阴极反应主要产生了氢氧根离子，改变了阴极附近微环境的酸碱度。反应过程中，水中的Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂等暂时硬度进入阴极附近时，与氢氧根离子发生反应，CaCO₃、Mg(OH)₂逐渐达到饱和而析出，并在阴极表面沉积为软垢。

刮刀机构在控制装置的控制下，定期以旋转方式将电极表面沉积的软垢刮下，刮下的微小颗粒为成垢晶核，由于其具有较高的表面能，能够在循环水中不断吸附其它达到饱和而析出的难溶物絮体。当这种成垢晶核逐渐长大到一定尺寸后，辅处理装置将其捕获，并通过排污阀排出系统之外，从而达到防止在换热设备和管道等金属表面结垢的处理效果。

本实用新型的优点在于：采用板状、表面涂覆含有铱、钉、镍、铂等金属氧化物涂层的钛基阳极和板状钛基阴极，利用了电化学原理，通过电极处理装置中电极表面的反应以及生成了强氧化性物质和成垢晶核，将这些成垢晶核应用于循环冷却水的处理。因此，本实用新型处理器只需处理循环冷却水系统总水流量的1-5％，就能满足循环水处理的要求，达到杀菌灭藻和阻垢防垢的效果。本实用新型处理器结构新颖、具有良好的循环水处理功能、操作方便，无需专门的维护、运行成本低，具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

附图是本实用新型处理器实施示意图，其中

图1.是本实用新型处理器正视图；

图2.是本实用新型处理器左视图；

图3.是本实用新型处理器右视图；

图4.是本实用新型处理器中电极结构剖视图。

图5.是本实用新型处理器中电极结构正视图

图中，电机1，电极处理装置2、控制装置3，出水口4，辅助处理装置5，排污阀6，进水口7，转轴8，阳极9，阴极10，刮刀机构11。

具体实施方法

本实用新型由电机1，电极处理装置2、控制装置3，辅助处理装置5和排污阀6组成。在电极处理装置内以绝缘支架固定电极，它由多组板状、表面涂覆含有铱、钌、镍、铂等金属氧化物涂层的钛基阳极9和板状钛基阴极10以及设置在阴极表面的刮刀机构组成11。电机1通过转轴8与刮刀机构11连接。本实用新型处理器的进水口7与循环冷却水泵的出水口连接，出水口4与循环冷却水泵的进水口连接，与原循环冷却水系统相并联，形成一个小循环水系统。

本实用新型工作时由控制装置3自动控制，为电极提供工作电源，使电极产生电化学反应，启动处理器，使循环冷却水系统的循环水通过进水口7进入处理器内，经电极处理装置2进行处理，在电极处理过程中，控制装置3启动电机1驱动转轴8，使刮刀机构11慢速转动刮除阴极10极表面上的成垢晶核，使其与电极表面脱离后与阳极9电化学反应后产生的强氧化性物质一起通过出水口4进入循环冷却水系统，与整个循环冷却水系统中的水混合，在整个循环冷却水系统中起到杀菌灭藻、阻垢防垢的作用。同时，在水处理的过程中，辅助处理装置5内填充微孔滤料截留水中10-400μm的垢粒和杂质，当截留量达到控制装置设定的限度时，自动启动排污阀6，将其排出循环冷却水系统之外。

在需要停止处理器工作时，控制装置3自动停止处理器运转。

Claims

1.微晶旁流水处理器，由电机(1)，电极处理装置(2)、控制装置(3)，辅助处理装置(5)和排污阀(6)组成，其特征在于：电极由多组板状、表面涂覆有金属氧化物涂层的钛基阳极(9)和钛基阴极(10)和设置在阴极表面的刮刀机构(11)组成。

2.根据权利要求1所述的微晶旁流水处理器，其特征在于：金属氧化物涂层含有铱、钌、镍、铂金属氧化物。