CN220224355U - 一种次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽，其特征在于：包括电解槽槽体（1）、电极（2）以及超声波换能器（3）；电解槽槽体（1）的一端上设进水口（11），另一端上设出水口（12），电解槽槽体（1）内供通入盐水；所述电极（2）固定设置在电解槽槽体（1）内，所述超声波换能器（3）设置在电解槽槽体（1）的顶部、侧部或底部，超声波换能器（3）能够朝向电解槽槽体（1）内部发送超声波。

Description

一种次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽

技术领域

本实用新型涉及饮用水消毒技术领域，具体涉及一种次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽。

背景技术

目前，在水处理中常用的消毒方式主要有液氯、二氧化氯、臭氧、紫外线、 次氯酸钠等。

液氯在我国是传统的水体消毒剂，虽然较为经济，但是它的安全性问题已经 越来越受到重视。液氯是一种毒性极大的液体，在运输、储存和管理方面存在着 极大的安全隐患。

二氧化氯(ClO2)是一种强氧化剂和高效杀菌剂，但是它有比氯气更大的刺激性和毒性，毒性是氯气的40倍。由于二氧化氯在运输中极易发生爆炸，因此只能依靠现场制备。二氧化氯的制备方法也可以分为化学法和电解法。国内生产的二氧化氯发生器多数采用氯酸钠同盐酸定量滴定，控制反应生成量的化学法实现。这样的设备成本较低，但是二氧化氯的生成量很难控制，纯度也不能保证，且安全性很差，管理上需要特别细心。而以氯化钠和氯酸盐为原料进行生产的电解法，不仅其产率低，产物不纯，而且耗能大，运行成本较高。用二氧化氯净化饮用水时会产生亚氯酸盐等消毒副产物，会由于其强氧化性和对神经系统的毒害而对人体产生不利影响。

臭氧(O3)的氧化性非常强，是一种广谱高效快速的杀菌剂，可迅速杀灭使 人和动物致病的各种病菌、病毒及微生物。但目前臭氧发生装置的产率通常 较低，设备昂贵，安装管理复杂，运行费用高，而且臭氧在水中溶解度低，衰减 速度快，为保证管网内持续的杀菌作用，必需和其他消毒方法协同进行。

紫外线消毒也是近来发展的一种新型消毒方法，是物理杀菌过程，是利用紫外C波段（波长在200nm～280nm）破坏水体中各种病毒、细菌以及其他致病体中的DNA结构，使其无法自身繁殖，达到去除水中致病体的目的。紫外线用于水的消毒，具有不污染水质、灭菌效率高、作用时间短、危险性小、无二次污染等优点，并且消毒时间短，不需建造较大的接触池，占地面积和土建费用大大减少。但是紫外线消毒需要前期的设备投入较高、消毒器内紫外线灯管寿命短、电耗较高。另外，紫外线消毒对消毒前原水浊度要求较高，浊度高会降低消毒效率，且必须保证一定的水流厚度，水深较大时杀菌效果急剧下降。对于饮用水，紫外线消毒缺乏持续消毒能力。故现在只在纯净水等小型商标准水处理中应用较广。

次氯酸钠溶液是一种用途极为广泛的广谱杀菌灭藻剂。其不仅具有很强的杀菌灭藻作用，而且其易分解、无残留、对人体无毒无害，是一般杀菌剂所无法比拟的。有些场景直接使用从氯碱厂出产的次氯酸钠进行水体消毒，但氯碱厂生产的次氯酸钠纯度不高，含碱量高，一般适用于工业应用，不完全适用于饮用水消毒。 因此，近年来研究出了以食用精盐、电、水为原料的次氯酸钠发生器。次氯酸钠发生器原理是：当电解稀的氯化钠水溶液时,阳极析出的氯和阴极产生的碱相互作用, 在阳极附近生成游离次氯酸, 与OH-在离电极较远的地方生成次氯酸钠:

Cl2+ OH- → HClO + Cl- (1)

HClO + OH- → ClO-+ H2O (2)

总反应式如下:

NaCl + H2O → NaClO + H2 (3)

目前市面上使用的次氯酸钠发生器，均配备有软水器以降低进水硬度，以延缓电解过程中不可避免的结垢现象。但是，单纯的加装软水器，只能起到延缓的作用，在次氯酸钠发生器运行3-6个月后，尤其在进水硬度较高的情况下，阴极表面依旧会产生垢层，降低电解效率和次氯酸钠成品溶液的质量，严重的，甚至会造成毁坏电极。

目前，一般采用定期对电解槽的结垢物进行酸洗，或者定期对阴阳极进行倒极处理，来应对电极结构的情况。酸洗需要采购盐酸等危化品，导致现场管理复杂，环境恶劣，工作人员工作危险性增加；而倒极处理，又不可避免地对电极产生不可逆的损伤，严重影响电极寿命。

发明内容

本实用新型目的是提供一种次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽，来满足设备在高硬度进水下，能够稳定的进行电解，以解决结垢物堆积在电极上以及导致设备运行不稳定的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽，包括电解槽槽体、电极以及超声波换能器；电解槽槽体的一端上设进水口，另一端上设出水口，电解槽槽体内供通入盐水；所述电极固定设置在电解槽槽体内，所述超声波换能器设置在电解槽槽体的顶部、侧部或底部，超声波换能器能够朝向电解槽槽体内部发送超声波。

上述方案中，所述超声波换能器为多个，这多个超声波换能器呈一排排列在电解槽槽体的底部。

上述方案中，所述电极采用串、并联复极式电极。

进一步，所述电极中的阳极采用钌、铱系钛基析氯电极，且在其表面涂层加入Sn、Al等金属氧化物；所述电极中的阴极采用钛电极、石墨电极或不锈钢电极。

上述方案中，所述超声波换能器采用可变频超声波换能器，频率调节范围为20~120kHz。

上述文案中，所述进水口设置在电解槽槽体一端的底部，而所述出水口设置在电解槽槽体另一端的顶部。

本实用新型电解槽设有超声波换能器，使用时通过间歇性启动超声波换能器产生超声作用，以使电极上的成垢分散、松散、粉碎、脱落，从而去除。电解槽内的超声波换能器的除垢原理是：a. 利用超声波空化作用，对被电解液直接产生大量的空穴和气泡，当这些空穴和气泡破裂和挤压时，产生一定范围的强大的压力峰，成垢物质在压力峰作用下，粉碎悬浮于水中，并使已生成的垢层破碎使其易于脱落，达到除垢的作用；b. 利用超声波剪切作用，超声波辐射在垢层和电极上及电解液中，由于对超声波频率响应不同，三者产生不同步的振动，因此产生高速的相对运动。由于速度差形成垢层与电极表面上的相对剪切力，从而导致垢层产生疲劳而松脱，达到除垢作用；c. 利用超声波活化作用，提高流动电解液和成垢物质的活性，破坏垢类生成和在电极表面沉积的条件，使成垢物质在电解液中形成分散沉积体而不在电极上形成硬垢，达到防垢的目的；d. 利用超声波抑制作用，通过超声波的作用改变电解液主体的物理化学性质，能抑制水中离子在电极表面的成核和长大。因此，减少粘附于电极表面上成垢离子的数量，并防止新的垢层成型。

附图说明

图1为本实用新型实施例立体剖视示意图；

图2为本实用新型实施例的主视示意图；

图3为图2的俯视示意图。

上述图中：1、电解槽槽体；11、进水口；12、出水口；2、电极；3、超声波换能器。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：参见图1-3所示：

一种次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽，包括电解槽槽体1、电极2以及超声波换能器3。

电解槽槽体1的一端上设进水口11，另一端上设出水口12，具体较佳，可将所述进水口11设置在电解槽槽体一端的底部，而所述出水口12设置在电解槽槽体另一端的顶部，以经进水口11向电解槽槽体1内通入盐水。

所述电极2固定设置在电解槽槽体1内，较佳如图中所示为槽中的中心处。

所述超声波换能器3设置在电解槽槽体1的顶部、侧部或底部，超声波换能器3能够朝向电解槽槽体1内部发送超声波。

较佳是，所述超声波换能器3为多个，这多个超声波换能器3呈一排排列在电解槽槽体的底部。如图中所示，超声波换能器为4个。

所述电极采用串、并联复极式电极，即由多组阴极和多组阳极交错着布置，相邻阴级和阳极之间的空间构成单元槽，采用串并联相结合的形式，即各组单元槽并联连接后，再串联成一整根电极，所以复极式串、并联电极的特点是可控制电流在适合范围内操作运行，并提高整机运行效率。

并且，所述电极2中的阳极采用钌、铱系钛基析氯电极，且在其表面涂层加入Sn、Al等金属氧化物；所述电极2中的阴极采用钛电极、石墨电极或不锈钢电极。

由于上述电极2的特殊设计，并通过加大电极基体的粗糙度，强化电极涂层与基体的结合度，既增加了电极的使用寿命，同时也加强了涂层的抗超声能力，在超声作用下，依旧能保证运行效率与使用寿命。

本实施例电解槽设有超声波换能器，使用时通过间歇性启动超声波换能器产生超声作用，以使电极上的成垢分散、松散、粉碎、脱落，从而去除。

较佳是，所述超声波换能器3采用可变频超声波换能器，频率调节范围为20~120kHz。使用时根据电解电压、次氯酸钠产物浓度等多种因素，以人工观察或智能判别电极结构情况，并根据不同结构情况，进行间歇性、多频率的超声作用。

最佳是，本实施例再配一智能控制电路，以实现智能的除垢，具体可以如下：

A、当因结垢引起的电压升高达到5%以上，或产物浓度下降5%以上，系统自动判别电极处于轻度结垢阶段，间歇性启动高频率超声进行除垢，频率控制在20~50kHz；

B、当因结垢引起的电压升高达到5%以上，且产物浓度下降5%以上，系统自动判别电极处于重度结垢阶段，间歇性启动低频率超声进行除垢，频率控制在50~100kHz；

C、当因结垢引起的电压未达到5%以上，或产物浓度下降未达到5%以上，系统自动判别电极处于未结垢阶段，按照设定时间，定期、短暂、间歇开启频率为100~120kHz的超声波进行防垢。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽，其特征在于：包括电解槽槽体（1）、电极（2）以及超声波换能器（3）；电解槽槽体（1）的一端上设进水口（11），另一端上设出水口（12），电解槽槽体（1）内供通入盐水；所述电极（2）固定设置在电解槽槽体（1）内，所述超声波换能器（3）设置在电解槽槽体（1）的顶部、侧部或底部，超声波换能器（3）能够朝向电解槽槽体（1）内部发送超声波；所述超声波换能器（3）采用可变频超声波换能器，频率调节范围为20~120kHz。

2.根据权利要求1所述次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽，其特征在于：所述超声波换能器（3）为多个，这多个超声波换能器（3）呈一排排列在电解槽槽体的底部。

3.根据权利要求1所述次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽，其特征在于：所述电极（2）采用串、并联复极式电极。

4.根据权利要求3所述次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽，其特征在于：所述电极（2）中的阳极采用钌系钛基析氯电极或铱系钛基析氯电极，且在其表面涂层加入Sn或Al；所述电极（2）中的阴极采用钛电极、石墨电极或不锈钢电极。

5.根据权利要求1所述次氯酸钠发生器间歇性超声阻垢电解槽，其特征在于：所述进水口（11）设置在电解槽槽体一端的底部，而所述出水口（12）设置在电解槽槽体另一端的顶部。