一种具有机械除垢功能的水处理系统的制作方法

本实用新型涉及水处理装置，具体涉及一种具有机械除垢功能的水处理系统。

背景技术：

水作为最为常用的冷却介质，我们习惯将循环使用的水称为循环冷却水。循环冷却水系统在其运行过程中逐渐被浓缩，系统会产生结垢现象。水垢的存在直接降低热交换效率，继而造成能源的浪费。

另一方面，循环水中的细菌和藻类微生物大量滋生繁殖，会阻碍热传导工作效率，同时引起设备腐蚀问题，而现有的循环水处理方法是向水体中投加化学药剂。然而，化学药剂会对设备、管道产生很严重的腐蚀作用，也会对环境造成污染。

因此目前需要研发出一种节能环保的水处理除垢杀菌装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有的水处理设备缺少除垢功能的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种具有机械除垢功能的水处理系统，包括配有进、出水口的反应罐体，所述反应罐体内设有电极组，所述反应罐体的中心设有所述电极组的阳极，环绕所述阳极设有所述电极组的阴极，所述阳极和阴极经控制系统连接直流电源的正、负极，还包括设于所述反应罐体内的弹性刮刀，所述弹性刮刀包括转轴和环绕所述转轴均匀布置的若干个刀片，所述转轴为所述阳极，所述刀片的刀刃朝向并抵靠在所述反应罐体的内壁上，所述刀片与所述转轴之间通过弹簧连接，所述转轴旋转时，所述刀片刮除所述反应罐体上的水垢。

在上述方案中，所述转轴的外圆周面上设有若干个安装孔，所述弹簧的一端连接于所述安装孔内，另一端连接于所述刀片。

在上述方案中，所述刀片的数量为3个，且所述安装孔分别开设于所述转轴的顶部和底部，每个所述刀片分别对应设置在所述转轴的顶部和底部的各一个所述安装孔上。

在上述方案中，还包括由管路连接的循环水冷却系统和旁路循环系统，所述反应罐体设于所述旁路循环系统上。

在上述方案中，所述阴极自内而外依次包括基体、中间层和表面涂层，所述基体的材质为钛板，所述表面涂层的材质为贵金属氧化物。

在上述方案中，所述阴极和阳极的极性定期互换。

在上述方案中，还包括辅助电极，所述辅助电极设于所述反应罐体内，所述辅助电极为所述电极组除垢。

在上述方案中，所述反应罐体的底部设有锥形漏斗，所述锥形漏斗的底部设有电动排污阀。

在上述方案中，所述反应罐体的进水口处设有电导率监视装置，所述导电率监视装置根据循环水的电导率运算出水体的硬度值，并将数据经控制系统运算处理后，调整所述反应罐体的工作模式，所述反应罐体的出水口处设有余氯检测装置，所述余氯检测装置监测水体的余氯含量，并将数据经控制系统运算处理后，控制调整工作电流值。

本实用新型，通过弹性刮刀装置以及循环管路自带循环水体中的杀菌成分，不仅解决了除去水体中水垢和细菌的问题，还有效除去了反应装置中用于除垢的电极组上积累的水垢，且结构简单，成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型的弹性刮刀的立体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型中刀片结构的侧视图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型做出详细的说明。

如图1至图3所示，本实用新型提供的一种具有机械除垢功能的水处理系统，包括由管路连接的循环水冷却系统和旁路循环系统，顶部配有进水口、底部配有出水口的柱状的反应罐体1设于旁路循环系统上，反应罐体1内设有弹性刮刀，弹性刮刀由转轴2和环绕转轴2均匀布置的若干个板状的刀片3组成，刀片3的数量优选为3个，相互之间的夹角为120度，刀片3的刀刃朝向并抵靠在反应罐体1的内壁上，转轴2的外圆周面上设有若干个安装孔5，且安装孔5一共有三组，每组两个并分别开设于转轴2的顶部和底部，弹簧4的一端连接于安装孔5内，弹簧4的另一端连接于刀片3的刀背上，每个刀片3分别对应设置在转轴2的顶部和底部的一组安装孔5上，这样刀片与反应罐体1形成弹性接触，当转轴2旋转时，刀片3可刮除反应罐体1(阴极)内壁上的水垢。

进一步优选地，反应罐体1内设有电极组，而转轴2上设有电极组的阳极，反应罐体1的内壁上设有电极组的阴极，阳极和阴极经控制系统连接直流电源的正、负极，阴极自内而外依次包括基体、中间层和表面涂层，基体的材质为钛板，表面涂层的材质为贵金属氧化物。当电极组启动时，可以出去循环水中的水垢，进一步的，阴极和阳极的极性定期互换，以更好地除去自身积累的水垢。此外，还可以增设辅助电极，辅助电极设于反应罐体1内，辅助电极的作用主要是为电极组除垢。

进一步优选地，反应罐体1的底部设有锥形漏斗6，锥形漏斗6的底部设有电动排污阀7，反应罐体1的进水口处设有电导率监视装置，导电率监视装置根据循环水的电导率运算出水体的硬度值，并将数据经控制系统运算处理后，调整反应罐体的工作模式，反应罐体1的出水口处设有余氯检测装置，余氯检测装置监测水体的余氯含量，并将数据经控制系统运算处理后，控制调整工作电流值。

本实用新型，工作电极在工作一定时间后，阴钙离子和镁离子捕获并固定于阴极(即反应罐体1的内壁上)表面；当控制系统检测到阴极积累的水垢达到预设的厚度时，向执行元件发出清理指令，并启动弹性刮刀刮除反应罐体1上的水垢；当执行元件断开工作电极电源时，延时后，控制系统接通辅助电极的供电，实现辅助电极为电极组除垢。

此外，根据实际需要，还可对设备进一步完善，反应罐体1的外侧壁下部通过进水阀连接有进水管，进水管连接有循环水泵；反应罐体1的顶部连接有适配的盖板，盖板连接有自动放气阀；盖板上居中开设有用于安装辅助电极的孔。

本实用新型为了杀菌灭藻的功能和参数，进行如下实验：

1、根据工作电流值、循环水化学需氧量、COD值、氯离子浓度值、电导率值，设定出的余氯值和需要处理的总水量计算出实际需要的工作电流和需要工作时间。

2、根据余氯浓度与实验水量的乘积再除以工作电流与反应工作时间的乘积可以计算上述变量之间的关系。

3、按照活性氯产生数量为反应电流与氯离子浓度之间的总量，从而得出单位时间活性氯产生的数量。通常，单位时间活性氯产生的数量除以已知几个变量之间的系数与氯离子的浓度便可以确定实际需要的工作电流和需要工作时间。

4、通过计算将工作电流值调整在余氯浓度合适的范围。

其中，余氯浓度单位为mg/L，实验水量单位为m^3，工作电流单位为A，反应工作时间单位为h。

实施例1

首先，已知循环水量100m³/h，测得氯离子浓度180mg/L，COD 120mg/L，PH 8.9，电导率4800μs/cm，实验水量2m³，运行2h，工作电流为14A。

然后，根据上述数值计算得出实际工作电流控制为11.5A，每工作8h停止运行2h。这种工作模式运行下，每5天实测余氯浓度一次，一个月内余氯的平均值在0.4mg/L至0.6mg/L。测量结果表明余氯浓度始终保持在安全范围内。

实施例二：

试验用水采用市政自来水，电导率约820μs/cm，将冷冻菌藻37℃培养24h活化，配成含菌量105-106cfu/ml菌悬液备用，以电流密度5A/cm2循环反应1min、3min、5min分别取水样，检测细菌总数为180个/mL、110个/mL、67个/mL，杀菌率均超过99％。

为了验证有益效果，以循环量为2m³/h，反应装置工作电流为12A，工作时间周期为每工作8h停止运行2h，每72H进行去除水垢并排除一次。连续运行进行30天，每天取循环冷却水系统内水样进行检验并记录供分析，分别测定pH值、ORP值、电导率、余氯值、总硬度和细菌总数等水质指标。

分析结果表明，设备定期排出大量水垢片状颗粒及粉状物，系统硬度由90mmol/L，最终降至18mmol/L。电导率由2468us/cm逐渐降低至687us/cm。pH值由初始的6.78有所升高并逐渐稳定到8.2。主机热交换进出水温度值差由最初4摄氏度增加到9摄氏度，说明热交换器表面附着的水垢不光没有增加还存在脱落迹象，热传导效率提高了两倍以上。系统细菌总数在设备安装前三日系统中细菌总数由104～106CFU/L迅速降低，此后系统细菌总数保持在102～103CFU/L水平，10日后一直低于102CFU/L，也未出现青苔生成现象，表明具有良好的杀菌灭藻效果。总硬度mg/L(以CaCO3计)ORP值由初期43us/cm升至178us/cm。余氯浓度值自安装设备后始终保持0.4mg/L～0.7mg/L。

由上述测定结果分析后可以得出结论，使用本发明方法制作的循环冷却水处理设备后，达到了预期的要求。循环水浊度、硬度、总碱度下降趋势明显，从外观看，水质明显变清，透明度提高。

这样，整个处理过程不需添加任何会影响环境和腐蚀设备的化学药剂情况下，有效抑制在冷却水循环管路内微生物的繁殖和水垢的附着。并且整个处理过程自动化程度较高，无需人员值守。整个工作过程由可编程序控制器和智能操作人机界面组成的控制系统控制下进行，操作与维护可以实现自动控制，运行成本也有所节约。对环境无二次污染。

本实用新型，通过弹性刮刀装置以及循环管路自带循环水体中的杀菌成分，不仅解决了除去水体中水垢和细菌的问题，还有效除去了反应装置中用于除垢的电极组上积累的水垢，且结构简单，成本低廉。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。