专利名称：循环水电解除垢装置及除垢方法
技术领域：
本发明涉及一种循环水处理装置及方法，尤其是循环水除垢装置及除垢方 法，属于水处理及环保技术领域。
背景技术：
目前，循环冷却水的处理方法，采用的是加入杀菌药剂进行杀菌灭藻；对 于除垢，目前使用的Y型过滤器微电解排污水处理仪的过滤系统只能过滤掉部 分方文石，存在经常拆洗滤网和过滤不彻底而堵塞管道的问题，而超声波除垢 仪具有去除管道内硬水垢的功能，但不能降低水质的绝对硬度。
发明内容
为了克服现有的循环冷却水处理方法及装置的不足，本发明提供一种将电 解水技术用于循环冷却水处理，自动杀菌灭藻、去垢并软化水质的水处理装置
及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
循环水电解除垢装置，包括反应室、进水口及进水阀、出水口及出水阀、 排污口及排污阀、阳极、控制系统、端盖、支架；反应室内设有测试电极，反 应室为金属材料，其内壁作为电解反应的阴极，与阴极接线柱相连；阳极、测 试电极穿过并固定在端盖上，測试电极靠近反应室的内壁，反应室的外壁涂衬 环氧树脂层并安装有超声波清洗器，反应室的底部为球形或圆锥型，其内表面 涂衬环氧树脂层。
循环水除垢方法，包括电解结垢过程和清洗除垢过程，在电解结垢过程中， 循环水由进水口流入反应室，由出水口流出，阴极、阳极、测试电极接通电源， 阴极和阳极之间产生电解反应，在反应室的内壁上形成水垢-，当水垢的厚度增 加时，测试电极与反应室形成的回路上的电阻增加，当该电阻值达到设定值时， 自动进入清洗除垢过程，控制系统关闭进水阀和出水阀，启动超声波清洗器进 行除垢，到设定时间时，控制系统开启排污阀和进水阀，将含水垢的水排出； 控制系统关闭超声波清洗器、关闭排污阀，开启进水阀和出水陶，恢复到电解 结垢过程。
本发明的有益效果是，本除垢装置采用超声波进行自动除垢清洗，具有自动杀菌灭藻、去垢并软化水质的功能， 一机多能，结构紧凑、稳固耐用，适合 用于循环冷却水的杀菌灭藻和除垢防蚀使用。本除垢方法釆用电解方法，区别 于其他的机械式和电磁式的处理方式，由控制系统控制超声波清洗器进行自动 除垢。 附闺说明
图l是本发明总体结构图。
图中零部件及编号
1—阳极；2—阴极接线柱；3—超声波清洗器；4—进水口； 5—出水口； 6—排污口； 7—进水阀；8—排污阀；9—测试电极；IO—出水阀； ll一端盖；12—密封圈；13—螺栓；14一水垢；15 —反应室；
16—支架；n—控制系统。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
循环水电解除垢装置，包括反应室15、进水口4及进水阀7、出水口5及 出水阀10、排污口 6及排污阀8、阳极K控制系统17、端盖11、支架16;反 应室15内设有测试电极9，反应室15为金属材料，其内壁作为电解反应的阴极， 与阴极接线柱2相连；阳极1、测试电极9穿过并固定在端盖11上，测试电极9 靠近反应室15的内壁，反应室15的外壁涂衬环氧树脂层并安装有超声波清洗器 3，反应室15的底部为球形或圆锥型，其内表面涂衬环氧树脂层。
如
图1所示，反应室15的内壁充当电解反应的阴极，其电流密度可达 10A/m2;反应室15采用碳钢、不锈钢或铝等金属材料，其外表面有环氧树脂保 护层，具有电绝缘和防腐作用；反应室15的底部为球形或圆锥型，其底部内表 面涂衬环氧树脂层，避免在反应室底部附着水垢，同时具有防腐作用。反应室 15固定在3腿或4腿支架16上。
进水口 4设在反应室15侧面的下部；出水口 5设在与进水口 4相对侧面的 上部，排污口6设在反应室15的底部。可使水在反应室15中充分循环。
阳极1的个数为两个，其长度与反应室15的直壁高度相等；并穿过端盖11 和密封圈12置于反应室15内。可使电解反应进行充分。
测试电极9穿过端盖11和密封圈12置于反应室15内，端盖11与反应室 15的上端通过螺栓13和密封圈12密封连接。可防止水从反应室15中溢出，并 可防止氯气溢出，提高杀菌效果。
超声波清洗器3的数量为3个，均匀分布在反应室15侧壁。使除垢彻底。
5阳极l、阴极接线柱2、超声波清洗器3、测试电极9分别通过控制线缆与 控制系统17相连。
进水阀7、排污阀8和出水阀10为气动阀或电动阀，分别通过控制线缆与 控制系统17相连。进水阀7和出水阀10是常开控制阀门，排污阖8是常闭控 制阀门。
控制系统17为单片机或PLC (可编程逻辑控制器)。
循环水电解除垢装置有两个工作状态，即电解结垢状态和清洗除垢状态
在电解结垢状态下被处理的水从进水口 4流入该装置，被处理后的水从 出水口5流出该装置。该装置启动后，反应室15的内壁作为电解反应的阴极和 阳极1之间产生电化学反应，可预先将水中的转、镁离子转化为不溶性矿物质 即水垢14沉积在反应室15的内壁上，即所谓预先结垢，同时阳极J附近析出 的氯气，具有杀死细菌和水藻的作用。
在清洗除垢状态下通过测试电极9测出反应室15内壁上水垢14的厚度， 当水垢14的厚度增加时，測试电极9与反应室15形成的回路上的电阻增加， 当该电阻值达到设定值时，自动进入清洗除垢过程，控制系统17关闭进水阀7 和出水阀IO，启动超声波清洗器3，利用超声波产生的机械能对反应室15进行 自动清洗除垢，然后打开排污阀8和进水阀7，通过排污阀8排出水垢。最后关 闭超声波清洗器3，并关闭排污阀8，打开进水阀7和出水阀10，恢复到电解结 垢状态。
循环水除垢方法，包括电解结垢过程和清洗除垢过程，在电解结垢过程中， 循环水由进水口4流入反应室15,由出水口5流出，阴极、阳极l、測试电极9 接通电源，阴极和阳极1之间产生电解反应，在反应室15的内壁上形成水垢14; 当水垢14的厚度增加时，测试电极9与反应室15形成的回路上的电阻增加， 当该电阻值达到设定值时，自动进入清洗除垢过程，控制系统17关闭进水阀7 和出水阀IO，启动超声波清洗器3进行除垢，到设定时间时，控制系统17开启 排污阀8，将含水垢的水排出；控制系统n关闭超声波清洗器3、关闭排污阀8, 开启进水阀7和出水阀10，恢复到电解结垢过程。
本发明中也可不安装測试电极9，用阳极1实现其測试功能。 在电解结垢过程中，反应室中维持的工作电流为直流7 25安培，在阴檨(反 应室内壁)附近形成高浓度的氢氧根离子及碳酸根离子，这时pH值升高(pl^9)， 水中的钙、镁离子与氢氧根离子、碳酸根离子反应生成氢氧化钙、氢氧化镁、 碳酸钙、碳酸镁，以水垢的形式附着在反应室的内壁上。基于阴极的主要化学
6反应为
2H20+2e _ — H2 f +20H_ C02 + OH- *^HCCV HCCV + OH- *^C032 +H20 Ca2++C。32- —CaC。3 (始) Ca2++OH- —Ca(OH)2 (垢)
在氢气的作用下，在反应室内壁形成的水垢属于疏松的软水垢，只需较低 的超声波功率就可清洗干净。
在阳极附近，电流将水中的氯离子转化成游离氯，同时产生微量臭氧、氧 自由基、氢氧根自由基和双氧水。这一系列产物提供了杀菌效应，结合较高的 直流电流及阴极附近的高pH环境和阳极附近的低pH环境，维持了一个良好的 消毒环境。基于阳极的主要化学反应为
生成氧气4HCT —Oaf+ 2H20 + 4e — 生成游离氯cr —e— —卡CI0 生成氯气2Cr ~^CI2 f+ 2e-生成臭氧02 + 2HO-2e-—+03 + H20 生成氢氧根自由基OH--e-一OH0 生成过氧化氢(双氧水)2H20-2e- ~^H202 + 2H + 生成氧自由基H2。-2e-—O0 + 2H +
以一个循环水量为3000m3/h的循环水系统为例，若无循环水电解除垢装 置，则循环水中的钙硬度会不断升高，在循环水系统投入运行约600小时后， 钙硬度稳定在480ppm。若采用该装置，处理量为50m3/h,则经过约300小时后， 钙硬度稳定在270ppm。前后对比，硬度降低了约44%。
权利要求
1、一种循环水电解除垢装置，包括反应室(15)、进水口(4)及进水阀(7)、出水口(5)及出水阀(10)、排污口(6)及排污阀(8)、阳极(1)、控制系统(17)、端盖(11)、支架(16)，其特征在于，反应室(15)内设有测试电极(9)，反应室(15)为金属材料，其内壁作为电解反应的阴极，与阴极接线柱(2)相连；阳极(1)、测试电极(9)穿过并固定在端盖(11)上，测试电极(9)靠近反应室(15)的内壁，反应室(15)的外壁涂衬环氧树脂层并安装有超声波清洗器(3)，反应室(15)的底部为球形或圆锥型，其内表面涂衬环氧树脂层。
2、 根据权利要求1所述的循环水电解除垢装置，其特征在于，所述的进水口 (4) 设在反应室(15)侧面的下部；出水口 (5)设在与进水口 (4)相对侧面的 上部，排污口 (6)设在反应室(15)的底部。
3、 根据权利要求l所述的循环水电解除垢装置，其特征在于，所述的阳极(1) 为l一3个，均匀分布在反应室(15)中，其长度与反应室(]5)的直壁高 度相等。
4、 根据权利要求1所述的循环水电解除垢装置，其特征在于，所述的端盖(11) 与反应室(15)上端通过螺栓(13)和密封圈(12)密封连接。
5、 根据权利要求l所述的循环水杀菌预先结垢装置，其特征在于，所述的超声 波清洗器(3)为3-~6个，均匀分布在反应室(15)倒壁上。
6、 根据权利要求1所述的循环水电解除垢装置，其^^征在于，所述的进水W(7)、排污阔(8)和出水阖(10)为气动阀或电动阀；分别通过控制线缆与控制 系统U7)相连。
7、 根据权利要求1所述的循环水电解除垢装置，其特征在于，所述的阳极(l)、 阴极接线柱(2)、超声波清洗器(3)、测试电极(9)通过控制线缆与控制 系统(17)相连。
8、 根据权利要求1所述的循环水电解除垢装置，其特征在于，所述的反应室(15)为碳钢、不锈钢或铝材料。
9、 根据权利要求1所述的循环水电解除垢装置，其特征在于，所述的控制系统 n为单片机或PLC。
10、 一种循环水除垢方法，其特征在于，包括电解结垢过程和清洗除垢过程，在电解结垢过程中，循环水由进水口 (4)流入反应室(15),由出水口 (5) 流出，阴极、阳极(1)、测试电极(9)接通电源，阴极和阳极(1)之间产 生电解反应，在反应室(15)的内壁上形成水垢(14);当水垢(14)的厚 度增加时，测试电极(9)与反应室(15)形成的回路上的电阻增加，当该 电阻值达到设定值时，自动进入清洗除垢过程，控制系统(17)关闭进水阀 (7)和出水阀QO)，启动超声波清洗器(3)进行除垢，到设定时间时， 控制系统(n)开启排污阀(8),将含水垢的水排出；控制系统(17)关闭 超声波清洗器(3)、关闭排污阀(8)，开启进水阀(7)和出水阀(10),恢 复到电解结垢过程。
全文摘要
本发明公开了一种循环水电解除垢装置及除垢方法，属于环保技术领域。该装置包括反应室、进水口及进水阀、出水口及出水阀、排污口及排污阀、阳极、控制系统、端盖、支架；反应室内设有测试电极，反应室为金属材料，其内壁作为电解反应的阴极，与阴极接线柱相连；阳极、测试电极穿过并固定在端盖上，测试电极靠近反应室的内壁，反应室的外壁涂衬环氧树脂层并安装有超声波清洗器，反应室的底部为球形或圆锥型，其内表面涂衬环氧树脂层。除垢方法包括电解结垢过程和清洗除垢过程。本发明采用超声波进行自动除垢清洗，具有自动杀菌灭藻、去垢并软化水质的功能，一机多能，结构紧凑、稳固耐用，适合用于循环冷却水的杀菌灭藻和除垢防蚀使用。
文档编号B08B3/12GK101585569SQ200910059929
公开日2009年11月25日 申请日期2009年7月8日 优先权日2009年7月8日
发明者欧群飞 申请人:成都飞创科技有限公司