CN210855475U - 一种大型高效电化学水处理成套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型高效电化学水处理成套装置，包括过滤系统、在线检测装置、自动控制系统、饱和食盐水投加装置、电化学预结垢水处理装置、沉淀池；过滤系统的一端连接补充水进水管道；过滤系统的另一端连接循环水系统，循环水系统与电化学预结构水处理装置循环连接；循环水系统通过泵体连接电化学预结垢水处理装置，电化学预结垢水处理装置连接沉淀池，沉淀池连接循环水系统；循环水系统连接在线检测装置；自动控制系统通过传输线连接饱和食盐水投加装置、在线检测装置电化学预结垢水处理装置，饱和食盐水投加装置连接电化学预结垢水处理装置。

Description

一种大型高效电化学水处理成套装置

技术领域

本发明涉及环保型循环水处理技术领域，具体为一种大型高效电化学水处理成套装置。

背景技术

工业上诸多领域都离不开循环水，循环水系统在运行过程中容易出现结垢、菌藻滋生、腐蚀问题，严重影响着系统的高效运行。在热交换的过程中因温度上升，碳酸钙溶解度下降，极易形成水垢。水垢是一种导热性极差的物质，水垢的存在大大降低了设备的传热效率，耗费了大量的能源，而且结垢还会伴随着腐蚀，会缩短设备使用寿命，还易引发安全事故。同时清理水垢的工作复杂而繁琐，不仅需要拆卸设备和管道，还需停工停产，也耗费了大量人工成本。

循环水系统冷却水的水温通常在32℃～42℃之间，pH值呈弱碱性，溶解氧充足，补充水水中含有微生物生存必须的有机物、硫酸盐、氨氮，微生物在循环水系统中大量繁殖。微生物繁殖过程中硝化细菌、硫杆菌会产生酸性物质腐蚀管道，假单胞菌属、葡萄球菌属等产黏泥细菌产生的生物黏泥会附着在管道内壁从而促进结垢、腐蚀，极大的影响了循环水系统的正常运行。

当前，循环水系统在控制运行时以投加化学药剂方式为主体，化学药剂的投加可以高效的控制系统的良好运行，但由此带来的二次污染不容忽视。随着环保压力逐渐增加，循环水系统排污水处理与减量化愈发受到重视。

针对上述情况，如何实现高效实时解决循环水系统运行过程中的结垢、菌藻滋生、腐蚀问题的解决是必然的发展趋势。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种大型高效电化学水处理成套装置，兼有高效去除成垢离子、杀菌灭藻、在线检测、自动控制的循环水处理技术；适用于钙离子、镁离子、氯离子含量较高，菌藻滋生严重的循环水系统。

为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种大型高效电化学水处理成套装置，包括过滤系统、在线检测装置、自动控制系统、饱和食盐水投加装置、电化学预结垢水处理装置、沉淀池；所述过滤系统的一端连接补充水进水管道；所述过滤系统的另一端连接循环水系统，所述循环水系统与电化学预结构水处理装置循环连接；所述循环水系统通过泵体连接电化学预结垢水处理装置，所述电化学预结垢水处理装置连接沉淀池，所述沉淀池连接循环水系统；

所述循环水系统连接在线检测装置；所述在线检测装置通过传输线连接自动控制系统，所述自动控制系统通过传输线连接饱和食盐水投加装置和电化学预结垢水处理装置，所述饱和食盐水投加装置连接电化学预结垢水处理装置，所述电化学预结垢水处理装置连接沉淀池，所述沉淀池连接循环水系统。

进一步的，所述循环水系统包括冷却塔、集水池，所述集水池的上方设有冷却塔，所述集水池一侧连接过滤系统，集水池另一侧通过泵体连接换热器的一端，所述换热器的另一端连接冷却塔，所述集水池通过泵体还连接电化学预结垢水处理装置。

进一步的，所述过滤系统包括砂滤系统、自清洗过滤系统或纤维球/束过滤系统中的一种或几种。用于对循环水的补水进行过滤处理。

进一步的，所述饱和食盐水投加装置包括加药桶、搅拌机、专用计量泵；所述加药桶上方设有搅拌机，所述加药桶连接专用计量泵。在加药桶上方三个孔，一个为加药口，带外螺纹且可加封盖；一个进水口，进水来源为自来水；一个搅拌机杆插入口。在桶体底部上方开有一个出水口。搅拌机分为外置式驱动电机、搅拌杆、叶轮三部分，在桶体内部有一根不锈钢空心的搅拌杆。搅拌杆底端无缝焊接有不锈钢钢衬塑叶轮，搅拌杆与外部电机通过连接轴套采用螺母固定。专用计量泵连接于出水口，用于投加饱和食盐水，专用计量泵最大出水量为15L/min。

饱和食盐水投加装置运行前，自来水经由进水口进入加药桶，在筒体内部上方安装有上液位传感器，当液位上升至传感器时控制进水口前电动球阀关闭停止进水，在筒体内部下方安装有下液位传感器，当液位下降至传感器时控制进水口前电动球阀打开进行补水。当装置内部液位达到上液位传感器时，自动加药装置通过加药口加入工业氯化钠，同时搅拌机开始搅拌，保证食盐充分溶解且饱和。加药时，专用计量泵根据自动控制系统反馈加药信息。

进一步的，所述电化学预结垢水处理装置包括封闭式箱体，封闭式箱体内部在长度方向上分布有阳极定位支撑板、阳极板、阴极板及刮刀，所有刮刀固定在刮刀架上，阳极板固定于阳极连接轴上，阴极板固定于中心轴上；刮刀架、阳极连接轴、中心轴均设置在箱体内；封闭式箱体在宽度方向上，一侧开进水口，另一侧开出水口与排污口，箱体顶部开有排气孔。

箱体作为一个反应室而存在，待处理水通过进水口进入设备，处理后经出水口进入下级系统，排污口用于将装置产生的污垢排出。阳极定位支撑板上的四个小孔用于通过阳极连接轴，便于阳极的精确定位，还可实现对阳极起到支撑作用。阳极板、阴极板为装置效果发生的主体。刮刀用于对在阴极产生的垢层进行机械去除，刮刀架用于准确固定刮刀。中心轴用于固定所有阴极并起到导电作用，中心轴转动便带动阴极板转动。阳极连接轴用于连接阳极的同时并起到导电作用。进水口、出水口、排污口用于装置运行过程中的进水、出水及排污过程。电化学预结垢水处理装置组装完成后，将作为一个整体进行安装，无特殊要求。装置运行时，待处理水通过进水口进入设备，待处理水经过设备处理后通过出水口流出。运行过程中通直流电，阳极板通过阳极连接轴导电，阴极板通过中心轴导电。阴极板在中心轴的带动下进行转动，在运行过程中阴极板上会持续产生垢层，刮刀与阴极板紧密接触可将产生的垢层刮除。电解过程中会产生部分氢气、氯气，将通过箱体顶端的排气口排出。刮刀架、中心轴、阳极连接轴通过外部螺栓固定于箱体上。装置内部进出水正常后接入直流电，同时外接电机驱动中心轴持续缓慢转动，转速控制在1～3r/min，最佳控制为1r/min。运行一段时间后，打开排污口进行排污，根据水质情况不同，排污周期有所不同，一般控制在1～2次/d。排污时，进水口、出水口不关闭，排污时间持续120s后排污口关闭。排污口连接有电动球阀，通过设备控制程序进行控制。

电化学预结垢水处理装置阴极、阳极紧密排列且为正对分布，电阻变小，保证了电流分布的稳定性，最终实现处理效率的最大化。运行时控制电压为24V，设计电流为600A，一侧开进水口，另一侧开出水口与排污口。装置设有自动刮垢装置，用于将阴极上产生的垢去除。饱和食盐水投加装置加入装置的氯离子，通过电解发生阳极氧化生成具有强氧化性的氯系高价氧化物，进而产生杀菌灭藻效果。与此同时，部分氧化物会进入循环水系统对管道、换热器内表面进行钝化，起到缓蚀效果。装置进水口安装有流量仪表，匹配进水管管径。

装置高效运行时，需要控制装置内部电导率为3000μS/cm。通过在线检测装置检测水质参数时，若出现电导率指标无法满足时，通过自动控制系统5控制饱和食盐水加药装置进行投加，药剂加入点位于电化学预结垢水处理装置的进水口。加入量自动控制系统进行自动换算，如：经过电化学预结垢水处理装置的水流量为100m³/h，电导率为2000μS/cm，当需要控制到电导率为3000μS/cm时，需要加入饱和食盐水量为3.31L/min。若循环水系统电导率已经到达3000μS/cm时，饱和食盐水投加装置不启动，此时氯离子浓度上升约40mg/L。

进一步的，在线检测装置包括五个检测探头、USB数据输出端口、专用计量泵、柜体，所述装置为立式柜体，柜体内部依次设有五个电极探头，所述柜体上设有USB数据输出端口、专用计量泵，所述专用计量泵的另一端连接循环水系统；所述USB数据输出端口连接自动控制系统。USB数据输出端口用于检测循环水系统水质指标，包括：pH值、电导率、氯离子、硬度、全铁。装置为立式柜体，装置内部依次专有五个电极探头，分别用于测量pH值、电导率、氯离子、硬度、全铁。上述五个指标的量程分别为硬度0～5000mg/L、pH值0～14、电导率0～20000μS/cm、氯离子0～5000mg/L、全铁0～20mg/L。在柜体上有一个液晶显示屏，用于显示电极的检测数据。在线检测装置运行过程中供电电源为220V，装置还配套有一个USB数据输出端口用于连接传输线，将检测数据反馈至自动控制系统。运行过程中在循环水池中用专用计量泵抽水进入装置，经过探头检测后水回流至循环水池中。检测过程中为保证数据准确性，控制流速为30L/h，水量液位在电极探头以上20mm。

进一步的，自动控制系统通过信号传输线连接在线检测装置、饱和食盐水投加装置、电化学预结垢水处理装置，用于对在线检测装置、饱和食盐水投加装置、电化学预结垢水处理装置反馈的数据进行处理，实现三个单元的协同使用，无需人为操作。系统采用PLC程序设计，每个装置均通过信号传输线将信息传输至系统，在通过系统控制整体使用。在线检测装置检测水质参数，监控循环水系统的运行状况，并将数据整合发送至自动控制系统；当电导率不足3000μS/cm时，控制饱和食盐水投加装置的出水口专用计量泵开始工作。当饱和食盐水加药装置内部水量处于下液位时控制打开进水口电动球阀，到达上液位时控制关闭进水口电动球阀。当电化学预结垢水处理装置开始进水出水后，流量参数经信号传输线反馈至自动控制系统，此时开启装置电源进行电解，电压控制在24V。

进一步的，所述沉淀池包括进口、沉淀区、集泥区与出口，其中沉淀区又分为清水区、斜管/斜板区、配水区，在斜管/斜板区设置有许多斜管/斜板，所述进口连接电化学预结垢水处理装置，所述出口连接循环水系统。电化学预结垢水处理装置排出的污水进入沉淀池，水中悬浮杂质在斜板或斜管中进行沉淀，水沿斜管或斜板上升流动，分离出的泥渣在重力作用下沿着斜管（板）向下滑至池底，再集中排出。过滤后的清水从出口排出回到循环水系统中。

大型高效电化学水处理成套装置工作原理包括：

1）待处理水流经大型高效电化学水处理成套装置后，发生电化学反应，阴极板附近产生大量的氢氧根离子，使该区域形成强碱性环境，让易结垢的离子预先结垢，附着于阴极板上。主要化学反应方程如下：

2H₂O+2e^- → H₂↑+2OH^- Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂↓

CO₂+ 2OH^- → CO₃ ^2- + 2H₂O(CO₂少量) CO₃ ^2-+ Ca²⁺ → CaCO₃↓（水垢）

2）由于投机有适量饱和食盐水，氯离子含量上升，在阳极发生氧化反应，经电化学反应氯离子转化成游离氯具备强氧化性，结合电流及局部高和低（阳极）pH值，使产品具有杀菌灭藻的效果。因氯气在水中溶解度极高，溶解和电解过程产生的游离氯可有效杀灭水体中微生物。与此同时，阳极产生羟基自由基等强氧化性物质，结合电流及局部高和低（阳极）pH值，使产品具有杀菌灭藻的效果。主要化学反应方程如下：

H₂O →·OH + H⁺ + e^- OH^- →·OH + e^-

2Cl^-－2e^- → Cl₂↑ Cl₂ + H₂O → HCl + HClO

6ClO^- + 3H₂O → 2ClO₃ ^-+ 4Cl^-+ 6H⁺ + 3/2O₂↑ + 6e^-

本发明的工作过程：

补充水进水管道对循环水系统的集水池补充水，并经过过滤系统对循环水的补水进行过滤处理，集水池内的水用于冷却换热器，保证生产运行，冷却热交换器后的水进入到冷却塔，经过冷却后回到集水池，实现循环水系统的工作，循环水系统内的水经过高效预结构水处理装置有效的净化处理，具体的过程为：集水池通过输送泵将水输送至电化学预结构水处理装置进行处理，集水池内的水通过在线监测系统监测，在线检测装置用于检测循环水系统的五个水质指标并将数据传输至自动控制系统；自动控制系统用于实现在线检测装置、饱和食盐水投加装置、电化学预结垢水处理装置三个单元的协同使用，无需人为操作；饱和食盐水投加装置用于根据自动控制系统控制方法向电化学预结垢水处理装置中加入饱和食盐水；电化学预结垢水处理装置通过电解在阴极部分去除成垢离子、在阳极部分生成强氧化性高价氯实现杀菌灭藻；沉淀池对电化学预结垢水处理装置的排污水进行过滤处理，然后沉淀池净化够的水输送至集水池内，实现对集水池内的水在线处理。

本发明具有如下有益效果：本发明创造提出一种大型高效电化学水处理成套装置，可实现全自动运行状况下对循环水系统水质指标进行实时监测，反馈控制预结垢设备与杀菌灭藻投加装置。

大型高效电化学水处理成套装置是一种兼有高效去除成垢离子、杀菌灭藻、在线检测、自动控制的循环水处理技术，可适用于钙离子、镁离子、氯离子含量较高，菌藻滋生严重的循环水系统。

本发明应用于工业循环水处理时，不仅可以实现成垢离子的去除、提高运行浓缩倍数，还可杀菌灭藻、延缓腐蚀、降低水中COD含量的作用。技术采用全自动控制，无需人为操作。与此同时，装置在运行过程中还可以提高循环水系统运行过程中的浓缩倍数，浓缩倍数的提高将大大降低补充水量与排污水量，从而减少补充水费用及排污水处理费用。装置的出现将逐渐改变现有循环水系统运行模式，即投加化学药剂，推动循环水系统的处理方式朝着清洁环保节能的方向发展。当然，饱和食盐水的投加会增加水中钠离子、氯离子含量的增加，但因加入量少且系统定期存在排污而不会产生影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电化学预结垢水处理装置的箱体内部结构示意图；

图3为本发明的电化学预结垢水处理装置的箱体侧视图；

图4为电化学预结垢水处理装置的箱体顶部结构示意图；

图5为电化学预结垢水处理装置的阳极定位支撑板的截面图；

图6为电化学预结垢水处理装置的阳极板的截面图；

图7为电化学预结垢水处理装置的阴极板截面图。

其中：

补充水进水管道1、过滤系统2、循环水系统3、冷却塔31、集水池32、在线检测装置4、自动控制系统5、饱和食盐水投加装置6、电化学预结垢水处理装置7、沉淀池8、信号传输线9、进出水管道10、泵体11、换热器12；

箱体71、阳极定位支撑板72、阳极板73、阴极板74、刮刀75、刮刀架76上、中心轴77、阳极连接轴78、进水口79、出水口710、排污口711、排气孔712。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的电化学预结垢水处理装置的箱体内部结构示意图；

图3为本发明的电化学预结垢水处理装置的箱体侧视图；

图4为电化学预结垢水处理装置的箱体顶部结构示意图；

图5为电化学预结垢水处理装置的阳极定位支撑板的截面图；

图6为电化学预结垢水处理装置的阳极板的截面图；

图7为电化学预结垢水处理装置的阴极板截面图。

其中：

补充水进水管道1、过滤系统2、循环水系统3、冷却塔31、集水池32、在线检测装置4、自动控制系统5、饱和食盐水投加装置6、电化学预结垢水处理装置7、沉淀池8、信号传输线9、进出水管道10、泵体11、换热器12；

箱体71、阳极定位支撑板72、阳极板73、阴极板74、刮刀75、刮刀架76上、中心轴77、阳极连接轴78、进水口79、出水口710、排污口711、排气孔712。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

如图1-图7所示的一种大型高效电化学水处理成套装置，包括过滤系统+2OH^- Mg^{2 +} + 2OH^- → Mg(OH)₂↓

CO₂ + 2OH^- → CO₃ ^2- + 2H₂O(CO₂少量) CO₃ ^2-+ Ca²⁺ → CaCO₃↓（水垢）

2）由于投机有适量饱和食盐水，氯离子含量上升，在阳极发生氧化反应，经电化学反应氯离子转化成游离氯具备强氧化性，结合电流及局部高和低（阳极）pH值，使产品具有杀菌灭藻的效果。因氯气在水中溶解度极高，溶解和电解过程产生的游离氯可有效杀灭水体中微生物。与此同时，阳极产生羟基自由基等强氧化性物质，结合电流及局部高和低（阳极）pH值，使产品具有杀菌灭藻的效果。主要化学反应方程如下：

H₂O →·OH + H⁺ + e^- OH^- →·OH + e^-

2Cl^-－2e^- → Cl₂↑ Cl₂ + H₂O → HCl + HClO

6ClO^- + 3H₂O → 2ClO₃ ^-+ 4Cl^-+ 6H⁺ + 3/2O₂↑ + 6e^-

本发明的工作过程：

补充水进水管道对循环水系统的集水池补充水，并经过过滤系统对循环水的补水进行过滤处理，集水池内的水用于冷却换热器，保证生产运行，冷却热交换器后的水进入到冷却塔，经过冷却后回到集水池，实现循环水系统的工作，循环水系统内的水经过高效预结构水处理装置有效的净化处理，具体的过程为：集水池通过输送泵将水输送至电化学预结构水处理装置进行处理，集水池内的水通过在线监测系统监测，在线检测装置用于检测循环水系统的五个水质指标并将数据传输至自动控制系统；自动控制系统用于实现在线检测装置、饱和食盐水投加装置、电化学预结垢水处理装置三个单元的协同使用，无需人为操作；饱和食盐水投加装置用于根据自动控制系统控制方法向电化学预结垢水处理装置中加入饱和食盐水；电化学预结垢水处理装置通过电解在阴极部分去除成垢离子、在阳极部分生成强氧化性高价氯实现杀菌灭藻；沉淀池对电化学预结垢水处理装置的排污水进行过滤处理，然后沉淀池净化够的水输送至集水池内，实现对集水池内的水在线处理。

本发明具有如下有益效果：本发明创造提出一种大型高效电化学水处理成套装置，可实现全自动运行状况下对循环水系统水质指标进行实时监测，反馈控制预结垢设备与杀菌灭藻投加装置。

大型高效电化学水处理成套装置是一种兼有高效去除成垢离子、杀菌灭藻、在线检测、自动控制的循环水处理技术，可适用于钙离子、镁离子、氯离子含量较高，菌藻滋生严重的循环水系统。

本发明应用于工业循环水处理时，不仅可以实现成垢离子的去除、提高运行浓缩倍数，还可杀菌灭藻、延缓腐蚀、降低水中COD含量的作用。技术采用全自动控制，无需人为操作。与此同时，装置在运行过程中还可以提高循环水系统运行过程中的浓缩倍数，浓缩倍数的提高将大大降低补充水量与排污水量，从而减少补充水费用及排污水处理费用。装置的出现将逐渐改变现有循环水系统运行模式，即投加化学药剂，推动循环水系统的处理方式朝着清洁环保节能的方向发展。当然，饱和食盐水的投加会增加水中钠离子、氯离子含量的增加，但因加入量少且系统定期存在排污而不会产生影响。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

如图1-图7所示的一种大型高效电化学水处理成套装置，包括过滤系统进入设备，处理后经出水口710进入下级系统，排污口711用于将装置产生的污垢排出。阳极定位支撑板72上的四个小孔用于通过阳极连接轴78，便于阳极的精确定位，还可实现对阳极起到支撑作用。阳极板773、阴极板74为装置效果发生的主体。刮刀75用于对在阴极产生的垢层进行机械去除，刮刀架76用于准确固定刮刀。中心轴7用于固定所有阴极并起到导电作用，中心轴77转动便带动阴极板74转动。阳极连接轴78用于连接阳极的同时并起到导电作用。进水口79、出水口710、排污口711用于装置运行过程中的进水、出水及排污过程。电化学预结垢水处理装置77组装完成后，将作为一个整体进行安装，无特殊要求。装置运行时，待处理水通过进水口79进入设备，待处理水经过设备处理后通过出水口710流出。运行过程中通直流电，阳极板73通过阳极连接轴78导电，阴极板74通过中心轴77导电。阴极板74在中心轴77的带动下进行转动，在运行过程中阴极板74上会持续产生垢层，刮刀75与阴极板74紧密接触可将产生的垢层刮除。电解过程中会产生部分氢气、氯气，将通过箱体顶端的排气口712排出。刮刀架76、中心轴77、阳极连接轴78通过外部螺栓固定于箱体上。装置内部进出水正常后接入直流电，同时外接电机驱动中心轴持续缓慢转动，转速控制在1～3r/min，最佳控制为1r/min。运行一段时间后，打开排污口711进行排污，根据水质情况不同，排污周期有所不同，一般控制在1~2次/d。排污时，进水口79、出水口710不关闭，排污时间持续120s后排污口关闭。排污口711连接有电动球阀，通过设备控制程序进行控制。

电化学预结垢水处理装置7阴极、阳极紧密排列且为正对分布，电阻变小，保证了电流分布的稳定性，最终实现处理效率的最大化。运行时控制电压为24V，设计电流为600A，一侧开进水口，另一侧开出水口与排污口。装置设有自动刮垢装置，用于将阴极上产生的垢去除。饱和食盐水投加装置6加入装置的氯离子，通过电解发生阳极氧化生成具有强氧化性的氯系高价氧化物，进而起到杀菌灭藻效果。与此同时，部分氧化物会进入循环水系统对管道、换热器内表面进行钝化，起到缓蚀效果。装置进水口安装有流量仪表，匹配进水管管径。

装置高效运行时，需要控制装置内部电导率为3000μS/cm。通过在线检测装置4检测水质参数时，若出现电导率指标无法满足时，通过自动控制系统5控制饱和食盐水加药装置6进行投加，药剂加入点位于电化学预结垢水处理装置7的进水口。加入量自动控制系统5进行自动换算，如：经过电化学预结垢水处理装置7的水流量为100m³/h，电导率为2000μS/cm，当需要控制到电导率为3000μS/cm时，需要加入饱和食盐水量为3.31L/min。若循环水系统电导率已经到达3000μS/cm时，饱和食盐水投加装置6不启动，此时氯离子浓度上升约40mg/L。

自动控制系统5用于对在线检测装置4、饱和食盐水投加装置6、电化学预结垢水处理装置7反馈的数据进行处理，实现三个单元的协同使用，无需人为操作。系统采用PLC程序设计，每个装置均通过信号传输线9将信息传输至系统，在通过系统控制整体使用。在线检测装置4检测水质参数，监控循环水系统的运行状况，并将数据整合发送至自动控制系统5；当电导率不足3000μS/cm时，控制饱和食盐水投加装置6的出水口专用计量泵开始工作。当饱和食盐水加药装置内部水量处于下液位时控制打开进水口电动球阀，到达上液位时控制关闭进水口电动球阀。当电化学预结垢水处理装置7开始进水出水后，流量参数经信号传输线9反馈至自动控制系统3，此时开启装置电源进行电解，电压控制在24V。

沉淀池8包括进口、沉淀区、集泥区、出口，其中沉淀区又分为清水区、斜管/斜板区、配水区，在斜管/斜板区设置有许多斜管或斜板。电化学预结垢水处理装置7排出的污水进入沉淀池8，水中悬浮杂质在斜板或斜管中进行沉淀，水沿斜管或斜板上升流动，分离出的泥渣在重力作用下沿着斜管（板）向下滑至池底，再集中排出。过滤后的清水从出口排出回到循环水系统中。

进出水管道10用来代指示意图中所有可能出现的管道，并非指特定管道。

实施例2

大型高效电化学水处理成套装置工作原理包括：

1）待处理水流经大型高效电化学水处理成套装置后，发生电化学反应，阴极板附近产生大量的氢氧根离子，使该区域形成强碱性环境，让易结垢的离子预先结垢，附着于阴极板上。主要化学反应方程如下：

2H₂O+2e^- → H₂↑+2OH^- Mg²⁺ + 2OH^- → Mg(OH)₂↓

CO₂+ 2OH^- → CO₃ ^2- + 2H₂O(CO₂少量) CO₃ ^2-+ Ca²⁺ → CaCO₃↓（水垢）

2）由于投机有适量饱和食盐水，氯离子含量上升，在阳极发生氧化反应，经电化学反应氯离子转化成游离氯具备强氧化性，结合电流及局部高和低（阳极）pH值，使产品具有杀菌灭藻的效果。因氯气在水中溶解度极高，溶解和电解过程产生的游离氯可有效杀灭水体中微生物。与此同时，阳极产生羟基自由基等强氧化性物质，结合电流及局部高和低（阳极）pH值，使产品具有杀菌灭藻的效果。主要化学反应方程如下：

H₂O →·OH + H⁺ + e^- OH^- →·OH + e^-

2Cl^-－2e^- → Cl₂↑ Cl₂ + H₂O → HCl + HClO

6ClO^- + 3H₂O → 2ClO₃ ^-+ 4Cl^-+ 6H⁺ + 3/2O₂↑ + 6e^-

实施例3

大型高效电化学水处理成套装置应用在循环水系统中时，主要根据一定周期内循环水中钙硬度、氯离子的变化趋势，生物黏泥量、异养菌总数。现有一套于夏季运行的工业循环冷却水系统，系统保有水量3000 m³；循环水量为10000 m³/h；运行浓缩倍数为3；生物黏泥量平均为2.6mL/m³；异养菌总数平均为5×10⁵个/mL。在应用大型高效电化学水处理成套装置后，其中大型高效电化学水处理成套装置安装有9片阳极，运行三个月，循环水系统钙硬度、氯离子均得到有效控制，系统浓缩倍数可稳定控制为6。与此同时，生物黏泥量、异养菌总数大大降低。具体如下：

表1 关键离子浓度变化趋势

项目	原系统	一周	两周	一个月	三个月以上
						钙硬度（mg/L）	520	420	370	330	≤300
氯离子（mg/L）	400	350	320	300	≤290
						生物黏泥量（mL/m<sup>3</sup>）	2.6	2.1	1.9	1.8	1.8
异养菌总数（个/mL）	5×10<sup>5</sup>	2×10<sup>5</sup>	0.85×10<sup>5</sup>	0.75×10<sup>5</sup>	0.6×10<sup>5</sup>

钙硬度的有效控制可以降低系统的结垢倾向，可以提高换热效率，保障系统运行的稳定性。氯离子含量的减少，将大大降低管道及换热器的腐蚀情况，延长系统的运行时间。

钙硬度、氯离子含量的测定采用滴定法；生物黏泥量用生物滤袋在控制进水流速0.8m/s、过滤1m³水后，测定黏泥的体积进行计量；异养菌总数在采集样品后，用平皿计数法计量。四项指标根据对应的国家标准、行业标准进行测定。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种大型高效电化学水处理成套装置，其特征在于：

包括过滤系统、在线检测装置、自动控制系统、饱和食盐水投加装置、电化学预结垢水处理装置、沉淀池；所述过滤系统的一端连接补充水进水管道；所述过滤系统的另一端连接循环水系统，所述循环水系统与电化学预结构水处理装置循环连接；所述循环水系统通过泵体连接电化学预结垢水处理装置，所述电化学预结垢水处理装置连接沉淀池，所述沉淀池连接循环水系统；

所述循环水系统连接在线检测装置；所述在线检测装置通过传输线连接自动控制系统，所述自动控制系统通过传输线连接饱和食盐水投加装置和电化学预结垢水处理装置，所述饱和食盐水投加装置连接电化学预结垢水处理装置。

2.如权利要求1所述的一种大型高效电化学水处理成套装置，其特征在于：所述循环水系统包括冷却塔、集水池，所述集水池的上方设有冷却塔，所述集水池一侧连接过滤系统，集水池另一侧通过泵体连接换热器的一端，所述换热器的另一端连接冷却塔，所述集水池通过泵体还连接电化学预结垢水处理装置。

3.如权利要求1所述的一种大型高效电化学水处理成套装置，其特征在于：所述饱和食盐水投加装置包括加药桶、搅拌机、专用计量泵；所述加药桶上方设有搅拌机，所述加药桶连接专用计量泵。

4.如权利要求1所述的一种大型高效电化学水处理成套装置，其特征在于：所述电化学预结垢水处理装置包括封闭式箱体，封闭式箱体内部在长度方向上分布有阳极定位支撑板、阳极板、阴极板、刮刀，所有刮刀固定在刮刀架上，阳极板固定于阳极连接轴上，阴极板固定于中心轴上；封闭式箱体在宽度方向上，一侧开进水口，另一侧开出水口与排污口，箱体顶部开有排气孔。

5.如权利要求1所述的一种大型高效电化学水处理成套装置，其特征在于：所述在线检测装置包括五个检测探头、USB数据输出端口、专用计量泵、柜体，所述在线检测装置为立式柜体，柜体内部依次设有五个电极探头，所述柜体上设有USB数据输出端口、专用计量泵，所述专用计量泵的另一端连接循环水系统；所述USB数据输出端口连接自动控制系统。

6.如权利要求1所述的一种大型高效电化学水处理成套装置，其特征在于：所述自动控制系统通过信号传输线连接在线检测装置、饱和食盐水投加装置、电化学预结垢水处理装置，自动控制系统对在线检测装置、饱和食盐水投加装置、电化学预结垢水处理装置反馈的数据进行处理。

7.如权利要求1所述的一种大型高效电化学水处理成套装置，其特征在于：沉淀池包括进口、沉淀区、集泥区、出口，其中沉淀区又分为清水区、斜管/斜板区、配水区，在斜管/斜板区设置有许多斜管/斜板，所述进口连接电化学预结垢水处理装置，所述出口连接循环水系统。

8.如权利要求1所述的一种大型高效电化学水处理成套装置，其特征在于：所述过滤系统包括砂滤系统、自清洗过滤系统或纤维球/束过滤系统中的一种或几种。

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