專利名稱：一種用于海水或淡水系統(tǒng)的協(xié)同防污方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物防污技術(shù)，用于不同水質(zhì)包括海水、淡水、污水、再生水和冷卻水系統(tǒng)的水處理的方法及裝置。
背景技術(shù)：
人類自開發(fā)海洋資源以來，一直為海生物附著所引起的污損問題所困擾，船舶、海上平臺、海濱電廠及海濱化工廠的海水管路和海水冷卻系統(tǒng)都要受到海水腐蝕和海生物污損的雙重危害。在開發(fā)海洋資源的同時，防止海生物污損就成為迫切需要解決的問題，防止海洋污損生物附著常見的方法如涂刷防污漆、向海水中添加毒料、電解海水制氯法、電解重金屬法、臭氧法、超聲波防污等方法。根據(jù)方法形成了各種類型的設(shè)備，但現(xiàn)有設(shè)備存在處理方法和控制單一性、防污處理局限性、二次污染等問題。以淡水為水源的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)也同樣存在著以下問題水垢、腐蝕、菌藻及污垢所形成的復(fù)合垢，影響制冷機冷凝器的換熱效率及水質(zhì)控制問題。由于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)長期處于高溫、高濕的環(huán)境中，為菌藻類繁殖提供了良好的環(huán)境，菌藻的滋生會導(dǎo)致水質(zhì)的惡化影響冷卻塔的正常工作，并形成生物粘泥，在熱換器表面沉積，最終形成生物垢，影響換熱效率。通常采用涂刷防腐涂料、投放抗腐蝕劑、表面活化劑、防污化學(xué)劑及殺菌劑、紫外線消毒等防污方法。下面對幾種常見防污方法進行簡單介紹。紫外線消毒由于紫外線的作用時間只在其輻照期間有效，所以被處理的水一旦離開紫外線輻照區(qū)域就不再具有殘余的消毒能力，容易受到二次污染。只有吸收紫外線的生物才會被滅活，因此對于懸浮固體很多水質(zhì)委差的水如二類海水、污水，由于懸浮固體庇護微生物使其免受傷害，消毒效果很難保證。電解重金屬防污，重金屬離子對防止硬殼類生物(如藤壺)有效果，但是對防止粘膜類和藻類生物效果不明顯。電解海水防污所需有效氯濃度較大，一次性投資和耗電量較大；且殘余有效氯可生成三氯四烷，污染環(huán)境；同時氯又增大了金屬結(jié)構(gòu)腐蝕的速度。為此需不斷提高電解陽極電流效率和使用壽命，改進電解槽結(jié)構(gòu)，控制殘余含氯量。在實際應(yīng)用中，由于不同的生物種類對不同防污劑的響應(yīng)特性不同，并受水溫條件、生物耐藥性影響，采用單一方法必然存在很大的局限性。而結(jié)合了多種處理方法的協(xié)同處理技術(shù)，才具有明顯的防污處理效果和廣泛的適用性，并滿足處理效果優(yōu)良，運行費用大幅度降低的要求，還能避免同時采用多種處理方法帶來的安裝空間過大，無法協(xié)同處理的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供一種用于海水或淡水系統(tǒng)的協(xié)同防污方法。為了實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案一種用于海水或淡水系統(tǒng)的協(xié)同防污方法，其特征在于所述防污方法采用光等離子方法對海水或淡水系統(tǒng)進行處理。為了更加有效進行除污，所述防污方法還使用了電解重金屬方法和/或微電解方法。本發(fā)明的第二目的是提供一種實現(xiàn)上述方法的裝置。為了實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案一種實現(xiàn)上述方法的裝置，其特征在于 所述裝置包括設(shè)置在反應(yīng)腔內(nèi)壁上具有石英套管的納米光管。為了便于安裝，所述反應(yīng)腔上設(shè)置有與其相交的具有前端蓋和后端蓋的安裝管道，所述納米光管安裝于安裝管道內(nèi)。為了提高除污效果，所述安裝管道與反應(yīng)腔垂直設(shè)置。為了方便清洗，所述石英套管上設(shè)置有可以沿石英套管滑動的清洗裝置。為了有效協(xié)同除污，所述反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有重金屬電極。所述反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有電解海水的電極。為了對協(xié)同工作進行有效控制，所述裝置還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過設(shè)置在反應(yīng)腔內(nèi)的光傳感器采集納米光管的光輻照強度，由電流互感器采集兩套電極上的電流， 通過模擬量電路將采集信號傳遞給主控制器并與設(shè)定值進行比較，自動調(diào)整納米光管輸出功率、電解重金屬和微電解兩部分電極電流，控制光等離子、重金屬離子和有效氯濃度。目前光等離子只應(yīng)用于空氣凈化中，還沒有用于海水或淡水系統(tǒng)防污的報道。在實際應(yīng)用中，單獨使用重金屬防污產(chǎn)生的重金屬離子數(shù)量會引起電偶腐蝕，單獨使用微電解防污產(chǎn)生的有效氯濃度會引起管道、泵、閥門、熱交換器等腐蝕。該發(fā)明將該光等離子與另外兩種技術(shù)結(jié)合后，在微生物和宏觀生物的致死濃度方面，可降低重金屬離子95%以上， 降低有效氯濃度100萬倍以上，節(jié)能降耗明顯，并能有效減少二次污染，因此具有極高的社會效益和經(jīng)濟效益。本發(fā)明通過向水中釋放光等離子，重金屬離子和強氧化劑三種防污劑，對水中的各種微生物、藻類、藤壺、貽貝等水生生物進行靶向性的協(xié)同處理，防止它們附著在管道和設(shè)備表面上，起到綜合有效的防污作用。針對不同的水質(zhì)、水體透光率、處理對象及處理要求的不同，設(shè)定三種防污劑的不同濃度搭配，通過控制系統(tǒng)控制其濃度，采用協(xié)同技術(shù)后， 根據(jù)不同的工作條件，能夠得到處理效果和運行費用帶來的最高性價比。


圖1為設(shè)備的主體圖； 圖2為圖1的A-A剖視圖； 圖3為圖1的俯視圖； 圖4為本發(fā)明中控制系統(tǒng)的示意圖； 圖5為本發(fā)明中保護電路系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。一種協(xié)同防污技術(shù)，通過在反應(yīng)腔3內(nèi)運用光等離子方法、電解重金屬方法、微電解方法協(xié)同進行除污。其中光等離子方法的裝置包括納米光管6、石英套管5、清洗裝置9、UV強度檢測儀8、電源、控制器MCU-01。其中納米光管6可以采用低壓汞燈、低壓高強燈和中壓燈類型的燈管。電解重金屬方法的裝置包括重金屬電極1、電源、控制器MCU-02，電極1用螺栓固定在反應(yīng)腔上。其中重金屬電極可以為銅電極。微電解方法的裝置包括電極11、電源、控制器MCU-03，電極11用螺栓固定在反應(yīng)腔上。溫控器包括溫度傳感器7及溫控器電路。各控制部分由主控制器MCU統(tǒng)一協(xié)調(diào)，集中控制。具有進出水口 2反應(yīng)腔上設(shè)置有與其相交的具有前端蓋4和后端蓋10的安裝管道，前端蓋4和后端蓋10用螺栓固定在安裝管道上。石英套管安裝在安裝管道內(nèi)部，兩頭分別固定在前端蓋4和后端蓋10上，用密封帽、密封圈密封和緊固。每支石英套管內(nèi)放置一支納米光管，石英套管將納米光管與水體隔開。在安裝管道內(nèi)部安裝了清洗裝置，清洗裝置用于清洗石英套管表面的污垢，清洗裝置上連接有手柄，手柄穿過后端蓋10并與后端蓋10保持水密封，清洗裝置上配有清洗環(huán)，通過沿著石英套管滑動清洗環(huán)即可對其進行清洗。為了更好的做三個部分進行有效的控制，本發(fā)明還具有控制系統(tǒng)，從而針對水質(zhì)、 水溫、水體透光率、處理對象及處理要求的不同，可以設(shè)定不同的光等離子、重金屬離子和有效氯濃度，通過對三種防污劑的不同濃度搭配，得到不同的工作條件下，由處理效果和運行費用帶來的最高性價比?？刂葡到y(tǒng)由光傳感器采集光輻照強度，由電流互感器采集電極電流，這些信號經(jīng)各自放大、信號轉(zhuǎn)換等內(nèi)部電路處理后，通過模擬量電路將采集信號傳遞給主控制器對應(yīng)接口，主控制器將采集信號值與設(shè)定值進行比較，自動調(diào)整光等離子防污部分的納米光管輸出功率、電解重金屬和微電解兩部分電極電流，從而控制光等離子、重金屬離子和有效氯濃度?？刂葡到y(tǒng)采取兩級單片機控制，光等離子防污、電解重金屬防污、微電解防污三個部分分別由單片機MCU-01、MCU-02、MCU-03控制，三個部分工作輸入電壓為220V AC，主控制器通過總線與MCU與MCU-01、MCU-02、MCU-03進行信號傳遞，實現(xiàn)集中控制。主控制器通過顯示與鍵盤接口電路與顯示器和鍵盤連接，顯示器用于顯示設(shè)備運行狀態(tài)和工作信息，鍵盤用于設(shè)備開關(guān)機、參數(shù)設(shè)置和信息查詢。主控制器通過RS485通訊接口與上位機連接，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。遙信電路用于向后臺提供設(shè)備運行信號和報警信號開關(guān)量。為了有效保護控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)中還具有多種保護電路，按工作原理劃分，有過電壓保護、過電流保護、欠電流保護、短路保護、過溫度保護、漏電保護等幾大類，從控制電路到主電路，從電源到功能電路，均有保護電路器件，不同種類和層次的保護電路構(gòu)成了完整的多級協(xié)同保護電路體系。輸入電源經(jīng)過浪涌保護器、斷路器后進入主控制器，在主控制器電路中串聯(lián)了溫控器觸點和過(欠)電流保護器觸點，主控制器提供輸出信號給固態(tài)繼電器，分別控制光等離子防污部分、電解重金屬防污部分和微電解防污部分。在這三個部分的主回路中連接了過(欠)電流保護器的電流檢測電路、漏電保護斷路器和熔斷器。過電壓保護是采用浪涌保護器完成，是電子設(shè)備雷電防護中不可缺少的一種器件，是設(shè)備第一級保護電路。過(欠)電流保護分別采用過(欠)電流保護器完成，該器件包括電流檢測、信號放大、驅(qū)動電路及繼電器輸出等到電路部分。保護器觸點與控制回路串聯(lián)，當(dāng)電路工作電流過大或過小時，能斷開負載，以避免設(shè)備工作電流長期處理異常狀態(tài)。短路保護采用熔斷器完成，接于負載電路中，當(dāng)負載出現(xiàn)故障，瞬間電流過大時， 能及時切斷負載，防止事故擴大，保證安全運行。過溫度保護采用溫控器完成，包括溫度傳感器和溫控器，溫度傳感器安裝在反應(yīng)器上，測量反應(yīng)器內(nèi)部溫度，溫控器觸點與控制回路串聯(lián)，能設(shè)置溫度上限值，當(dāng)溫度過高時觸點斷開主控制回路。漏電保護采用漏電保護器完成，當(dāng)發(fā)生漏電時，動作于斷路器，使其脫扣，以達到保護的目的。本發(fā)明有效的利用光等離子防污、電解重金屬防污和電解重金屬防污分別產(chǎn)生光等離子和離子簇、重金屬離子和強氧化劑，這些物質(zhì)進入水體后，同時對水體中各種微生物、藻類、藤壺、貽貝等水生生物進行靶向性的協(xié)同處理，防止它們附著在管道和設(shè)備表面上，起到防污作用。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、協(xié)同性能好，防污性能出色。
權(quán)利要求
1.一種用于海水或淡水系統(tǒng)的協(xié)同防污方法，其特征在于所述防污方法采用光等離子方法對海水或淡水系統(tǒng)進行處理。
2.如權(quán)利要求1所述的用于海水或淡水系統(tǒng)的協(xié)同防污方法，其特征在于所述防污方法還使用了電解重金屬方法和/或微電解方法。
3.一種實現(xiàn)如權(quán)利要求1或2所述的用于海水或淡水系統(tǒng)的協(xié)同防污方法的裝置，其特征在于所述裝置包括設(shè)置在反應(yīng)腔內(nèi)壁上具有石英套管的納米光管。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述反應(yīng)腔上設(shè)置有與其相交的具有前端蓋和后端蓋的安裝管道，所述納米光管安裝于安裝管道內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述安裝管道與反應(yīng)腔垂直設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述石英套管上設(shè)置有可以沿石英套管滑動的清洗裝置。
7.如權(quán)利要求3至6任一所述的裝置，其特征在于所述反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有重金屬電極。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述反應(yīng)腔內(nèi)設(shè)置有電解海水的電極。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過設(shè)置在反應(yīng)腔內(nèi)的光傳感器采集光輻照強度，由電流互感器采集兩套電極上的電流，通過模擬量電路將采集信號傳遞給主控制器并與設(shè)定值進行比較，自動調(diào)整納米光管輸出功率、 電解重金屬和微電解兩部分電極電流，控制光等離子、重金屬離子和有效氯濃度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于海水或淡水系統(tǒng)的協(xié)同防污方法及裝置，所述防污方法采用光等離子方法對海水或淡水系統(tǒng)進行處理，其中所述防污方法還使用了電解重金屬方法和/或微電解方法。所述裝置包括設(shè)置在反應(yīng)腔內(nèi)壁上具有石英套管的納米光管。本發(fā)明通過向水中釋放光等離子，重金屬離子和強氧化劑三種防污劑，對水中的各種微生物、藻類、藤壺、貽貝等水生生物進行靶向性的協(xié)同處理，防止它們附著在管道和設(shè)備表面上，起到綜合有效的防污作用。針對不同的水質(zhì)、水體透光率、處理對象及處理要求的不同，設(shè)定三種防污劑的不同濃度搭配，通過控制系統(tǒng)控制其濃度，采用協(xié)同技術(shù)后，根據(jù)不同的工作條件，能夠得到處理效果和運行費用帶來的最高性價比。
文檔編號C02F5/00GK102198981SQ20111008771
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者曹文, 李治軍, 王儉, 蔣偉, 陳紅雨 申請人:重慶瑞朗電氣有限公司