本技術(shù)方案涉及水處理技術(shù)，尤其是涉及工業(yè)循環(huán)水領(lǐng)域的循環(huán)水中氯離子的去除技術(shù)。
背景技術(shù)：
：十三五期間，我國(guó)將以提高環(huán)境質(zhì)量為核心，以解決生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域突出問題為重點(diǎn)，加大生態(tài)環(huán)境保護(hù)力度。國(guó)家政策對(duì)企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)提出了很高的要求，工業(yè)用水的循環(huán)利用與治理迫在眉睫。工業(yè)用水量約占城市總用水量的70％以上，而加強(qiáng)工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的運(yùn)行于管理，是工業(yè)節(jié)水的重要措施之一。提高循環(huán)水濃縮倍數(shù)是目前比較可行和有效地一種節(jié)水途徑，但在濃縮倍數(shù)提高的同時(shí)，循環(huán)水中各種離子濃度不斷上升，特別是氯離子的增加。氯離子是一種強(qiáng)腐蝕性離子，離子半徑小，穿透性強(qiáng)，容易穿過膜層，置換氧原子形成氯化物加速陽極過程的進(jìn)行，使腐蝕加速，是引起點(diǎn)蝕的主要原因。此外它還能破壞不銹鋼和鋁等金屬或合金表面的鈍化膜，引起金屬的縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕破壞。當(dāng)前，對(duì)氯離子的去除并沒有特別有效地方法，如：化學(xué)沉淀技術(shù)、離子交換技術(shù)、傳統(tǒng)電解技術(shù)等?；瘜W(xué)沉淀技術(shù)一般采用硝酸銀、氯化亞銅法不僅成本高，而且存在二次污染。離子交換技術(shù)需要定期更換樹脂，增加了成本。傳統(tǒng)電解技術(shù)因副反應(yīng)太多而效果不好。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明創(chuàng)造提出了一種新型氯離子電化學(xué)去除方法和裝置。一種去除工業(yè)循環(huán)水中氯離子的裝置，包括反應(yīng)室、控制裝置和電源模塊；所述反應(yīng)室上開有進(jìn)水口、出水口和排污口；在反應(yīng)室的頂部裝有排氣管道，排氣管道的排氣口連接到氯氣收集處理裝置，排氣管道上裝有抽風(fēng)機(jī)；反應(yīng)室內(nèi)裝有電極組和水位傳感器；電極組包括至少1對(duì)電極板；進(jìn)水口、出水口和排污口上都裝有電控閥門(例如電磁閥、電動(dòng)球閥等)；進(jìn)水口位于反應(yīng)室的左邊，出水口位于反應(yīng)室右邊的上部，排污口位于反應(yīng)室右邊的下部；所述電極組有至少2組；各組電極組沿水流方向依次放置；任一電極組有多對(duì)相互平行的電極板構(gòu)成；所述電極板是平板電極；電極板的材質(zhì)為鈦化合物(例如鈦的氧化物，可以是二氧化鈦等)，在電極板表面覆有活性炭纖維；電極采用碳纖維表面增強(qiáng)的鈦電極，鈦具有良好的導(dǎo)電性能，碳纖維相對(duì)面積大，兩者結(jié)合后增加了電極與原水間的相對(duì)接觸面積，提升電解效率。平板電極與水流方向平行；電極板的厚度L1為3mm≤L1≤3.6mm；活性炭纖維層的厚度L2為0.053mm≤L2≤0.058mm；電極板的面積S為0.6平方米≤S≤1.4平方米；任一對(duì)電極板的間距d的范圍為：6mm＜d≤10mm；任一個(gè)電極組的電極板數(shù)量n為：12對(duì)≤n＜50對(duì)，或者是50對(duì)＜n≤72對(duì)；任一對(duì)電極板之間設(shè)有絕緣材料填充層；絕緣材料填充層的厚度D的范圍為：1.8mm≤D＜2mm；所述電源模塊為控制裝置、水位傳感器、電極組、抽風(fēng)機(jī)和各個(gè)電控閥門供電；所述控制裝置包括微控制器、接口信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、電極極性轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述微控制器的數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)輸入/輸出端經(jīng)過接口信號(hào)轉(zhuǎn)換電路連接外部控制設(shè)備(如上位工控機(jī))的接線端子；所述微控制器的各個(gè)電控閥門控制信號(hào)輸出端經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器后分別連接對(duì)應(yīng)的電控閥門的控制信號(hào)輸入端；所述微控制器的抽風(fēng)機(jī)控制信號(hào)輸出端經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器后連接對(duì)應(yīng)的抽風(fēng)機(jī)的控制信號(hào)輸入端；所述微控制器的電極極性轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端連接電極極性轉(zhuǎn)換電路的使能端；電極極性轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接電源模塊的電極組供電端，電極極性轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接電極組；所述水位傳感器的輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接微控制器的外部信號(hào)輸入端。電源模塊根據(jù)用電裝置，把工頻交流電變壓成所需電壓，采用適配器或逆變器等可以實(shí)現(xiàn)。控制裝置用來對(duì)整機(jī)的信號(hào)采集以及外部電氣器件進(jìn)行控制，在現(xiàn)有技術(shù)中，采用單片機(jī)(微控制器)或PLC等可編程控制器件即可實(shí)現(xiàn)。任一對(duì)電極板的間距d的范圍為：6mm＜d≤7mm：距離較小，離子的遷移速率以及結(jié)垢能力都會(huì)有所增強(qiáng)，去除氯離子效果可以達(dá)到7mm＜d≤9mm時(shí)的90％左右，此時(shí)由于距離較小可能會(huì)存在較大帶電體的進(jìn)入造成短路；7mm＜d≤9mm：這個(gè)區(qū)間內(nèi)電解效率最好。具體去除效果還要視水體中氯離子含量以及配備的電極對(duì)數(shù)、組數(shù)等；9mm＜d≤10mm：由于電解電壓較少，只有3.0V，極板間距進(jìn)一步加大時(shí)其電解效率會(huì)越低，在加上水中濁度等的影響，效果最高只能到達(dá)7mm＜d≤9mm時(shí)的65％；任一個(gè)電極組的電極板數(shù)量n范圍為：12對(duì)≤n＜35對(duì)，或者35對(duì)≤n＜50對(duì)，或者50對(duì)＜n≤60對(duì)，或者60對(duì)＜n≤72對(duì)；對(duì)于同一水質(zhì)，相同處理量，原則上電極對(duì)越多越好；但是還需考慮到處理有效性，避免造成不必要的浪費(fèi)。不同水質(zhì)情況，采用的電極對(duì)數(shù)量不同，例如：對(duì)氯離子含量為500mg/L的水質(zhì)來說，35≤n＜50電極對(duì)數(shù)量可以基本滿足需求，去除率可達(dá)70％左右；對(duì)1000mg/L的水質(zhì)來說，電極對(duì)數(shù)量為60＜n≤72才能同等達(dá)到效果。電極對(duì)數(shù)量不能無限增加，考慮到電源、裝置大小以及工作時(shí)的波動(dòng)性，最大選取72組電極。電極組有至少2組。電極組數(shù)量的增加是為了進(jìn)一步處理水中的氯離子，而且水中電解出來的氯會(huì)有一部分重新溶解于水中，為加強(qiáng)效率需采用多組電極。原則上選取2組，對(duì)于氯離子含量500mg/L的水質(zhì)，采用35對(duì)的電極板，如果只有一組時(shí)，除氯效果為52％左右，而有2組時(shí)效果立刻變?yōu)?1％左右，效果十分明顯。若增加至5組，此時(shí)的效果僅增加至86％左右，這是因?yàn)樗新入x子含量不高，經(jīng)過2組處理去除效果已經(jīng)非常高了，繼續(xù)增加組數(shù)不僅效果不明顯，而且增加成本。如果水質(zhì)中氯離子含量達(dá)5000mg/L以上時(shí)，在增加電極對(duì)數(shù)的同時(shí)還需增加組數(shù)。絕緣材料填充層的厚度D范圍為：1.8mm≤D＜1.9mm，或者1.9mm≤D＜2mm。填充絕緣材料用于隔開電極對(duì)避免造成短路，其厚度的大小與實(shí)際生產(chǎn)難度有關(guān)。電極板的面積S為：0.6平方米≤S＜1.0平方米，或者1.0平方米≤S≤1.4平方米。理論上，面積S越大效果越好，因?yàn)槊娣e越大，單位時(shí)間內(nèi)處理的水質(zhì)會(huì)更多。實(shí)測(cè)中，一般在同等條件下1.0平方米左右效果最好，0.6平方米時(shí)效果僅為其75％；1.4平方米時(shí)效果為其80％，這是因?yàn)槊娣e越大越大難以保證所有部分的穩(wěn)定性，存在波動(dòng)的可能性越大，電解去除其它離子的可能性越高，比如：OH-。電極板的厚度L1為：3mm≤L1≤3.6mm。電極板厚度與固定連接的方便性，以及運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性有關(guān)，電極面積做的越大，電極板厚度相應(yīng)厚一些。這里要注意，厚度并不是一直增加的，厚度越厚造成的電能損失越嚴(yán)重，比如：5.0mm是的電極效率只有3.6mm時(shí)的70％?；钚蕴坷w維層的厚度L2為0.053mm≤L2≤0.058mm。電極板是鈦基材，表面鍍上的是活性炭纖維，厚度越厚越好，不過考慮到附著難度以及制作成本，選取了上述值。所述反應(yīng)室的壁為15mm厚的PP塑料，反應(yīng)室內(nèi)腔是立方體形狀。還包括數(shù)控直流電壓調(diào)節(jié)器；數(shù)控直流電壓調(diào)節(jié)器的輸入端連接電源模塊的輸出端，數(shù)控直流電壓調(diào)節(jié)器的輸出端作為電極組供電端；數(shù)控直流電壓調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)輸入端連接所述微控制器的極板電壓值控制信號(hào)輸出端。所述電極極性轉(zhuǎn)換電路包括兩組開關(guān)電路；微控制器的電極極性轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端分別連接兩組開關(guān)電路的使能端；一組開關(guān)電路包括兩個(gè)開關(guān)電路，其中：一個(gè)開關(guān)電路的輸入端和輸出端分別連接電極組供電端的直流“+”極端和成對(duì)電極板中的第一個(gè)極板；另一個(gè)開關(guān)電路的輸入端和輸出端分別連接電極組供電端的直流“-”極端和成對(duì)電極板中的第二個(gè)極板；另一組開關(guān)電路包括兩個(gè)開關(guān)電路，其中：一個(gè)開關(guān)電路的輸入端和輸出端分別連接電極組供電端的直流“+”極端和成對(duì)電極板中的第二個(gè)極板；另一個(gè)開關(guān)電路的輸入端和輸出端分別連接電極組供電端的直流“-”極端和成對(duì)電極板中的第一個(gè)極板。開關(guān)電路根據(jù)輸出功率要求，可以選用功率管，或者是繼電器等開關(guān)器件為核心的電路。采用微控制器對(duì)兩個(gè)開關(guān)電路的使能進(jìn)行控制，即可實(shí)現(xiàn)極性轉(zhuǎn)換。還包括過濾器和除垢器；過濾器的出水口連接除垢器的進(jìn)水口，除垢器的出水口連接所述密閉容器的進(jìn)水口；所述過濾器是石英砂過濾器、纖維素過濾器或者自清洗過濾器；所述除垢器是電化學(xué)除垢設(shè)備或離子交換設(shè)備。上述去除工業(yè)循環(huán)水中氯離子的裝置的去除工業(yè)循環(huán)水中氯離子的方法，步驟包括：步驟1：打開電極組電源開關(guān)及進(jìn)出口閥門，對(duì)流經(jīng)電極組的水進(jìn)行處理；同時(shí)對(duì)反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生的反應(yīng)氣體進(jìn)行排氣和氣體處理；由于氯離子的標(biāo)準(zhǔn)電解電位為Φ0＝+1.3595V，水的實(shí)際電解電位為1.6V，基于實(shí)用性，控制電極板間的電位為3.0V；由于水體溶解了二氧化碳，生成碳酸氫根離子，水顯弱酸性，電極板上的反應(yīng)如下：1)陽極板上的反應(yīng)循環(huán)水體中陰離子包括氯離子和硫酸根離子；通直流電時(shí)，陰離子向陽極運(yùn)動(dòng)，電解氯離子和水：發(fā)生副反應(yīng)生成少量臭氧、過氧化氫、氫離子、次氯酸根離子和亞氯酸根離子；因?yàn)橥Ａ魰r(shí)間短，它們會(huì)快速發(fā)生反應(yīng)而消失：2)陰極板上的反應(yīng)因?yàn)檠h(huán)水顯弱酸性，通直流電時(shí)，水中含有的氫離子向陰極移動(dòng)，在陰極表面發(fā)生電解反應(yīng)生成氫氣逸出：水中的氫氧根離子經(jīng)過與碳酸氫根離子的反應(yīng)生成具有促進(jìn)結(jié)垢能力的碳酸根離子，生成氫氧化鎂和碳酸鈣沉淀：3)運(yùn)行過程中，每隔1～3小時(shí)顛倒電極板的極性；原陰極板顛倒極性后，電極板表面的垢層溶解到水中，反應(yīng)如下：步驟2：運(yùn)行10～30天后進(jìn)行沖洗排污，排污時(shí)打開進(jìn)口、排污口閥門，關(guān)閉出水口閥門，沖洗時(shí)間為10～30min；沖洗完成后，返回步驟1。上面化學(xué)式中，ClO2-是一個(gè)帶負(fù)電的ClO2分子。每運(yùn)行1～2年，更換電極板。步驟1和步驟2還包括步驟：對(duì)反應(yīng)室的進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理；預(yù)處理方法是對(duì)反應(yīng)室的進(jìn)水先采用過濾方法降低濁度，達(dá)到水的濁度≤5NTU，再采用除垢器降低水中鈣、鎂離子的濃度，達(dá)到水的總硬度≤300mg/L；預(yù)處理完成后的水送入反應(yīng)室去除氯離子。本技術(shù)方案采用一套設(shè)備可實(shí)現(xiàn)去除工業(yè)循環(huán)水中氯離子，簡(jiǎn)便易行，除氯效果好。附圖說明圖1是本裝置的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖中：1—外殼；2—第一組電極；3—出氣管道；4—抽風(fēng)機(jī)；5—第二組電極；6—出水口；7—進(jìn)水口；8—表示水流方向的箭頭；9—反應(yīng)室；10—排污口。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)比技術(shù)方案進(jìn)一步說明如下：如圖1，一種去除工業(yè)循環(huán)水中氯離子的裝置，包括反應(yīng)室、控制裝置和電源模塊；所述反應(yīng)室上開有進(jìn)水口、出水口和排污口；在反應(yīng)室的頂部裝有排氣管道，排氣管道的排氣口連接到氯氣收集處理裝置，排氣管道上裝有抽風(fēng)機(jī)；反應(yīng)室內(nèi)裝有電極組和水位傳感器；電極組包括至少1對(duì)電極板；進(jìn)水口、出水口和排污口上都裝有電控閥門；進(jìn)水口位于反應(yīng)室的左邊，出水口位于反應(yīng)室右邊的上部，排污口位于反應(yīng)室右邊的下部；所述電極組有至少2組；各組電極組沿水流方向依次放置；任一電極組有多對(duì)相互平行的電極板構(gòu)成；所述電極板是平板電極；電極板的材質(zhì)為鈦化合物，在電極板表面覆有活性炭纖維；平板電極與水流方向平行；電極板的厚度L1為3mm≤L1≤3.6mm；活性炭纖維層的厚度L2為0.053mm≤L2≤0.058mm；電極板的面積S為0.6平方米≤S≤1.4平方米；任一對(duì)電極板的間距d的范圍為：6mm＜d≤10mm；任一個(gè)電極組的電極板數(shù)量n為：12對(duì)≤n＜50對(duì)，或者是50對(duì)＜n≤72對(duì)；任一對(duì)電極板之間設(shè)有絕緣材料填充層；絕緣材料填充層的厚度D的范圍為：1.8mm≤D＜2mm；所述電源模塊為控制裝置、水位傳感器、電極組、抽風(fēng)機(jī)和各個(gè)電控閥門供電；所述控制裝置包括微控制器、接口信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、電極極性轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器；所述微控制器的數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)輸入/輸出端經(jīng)過接口信號(hào)轉(zhuǎn)換電路連接外部控制設(shè)備的接線端子；所述微控制器的各個(gè)電控閥門控制信號(hào)輸出端經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器后分別連接對(duì)應(yīng)的電控閥門的控制信號(hào)輸入端；所述微控制器的抽風(fēng)機(jī)控制信號(hào)輸出端經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換器后連接對(duì)應(yīng)的抽風(fēng)機(jī)的控制信號(hào)輸入端；所述微控制器的電極極性轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端連接電極極性轉(zhuǎn)換電路的使能端；電極極性轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接電源模塊的電極組供電端，電極極性轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接電極組；所述水位傳感器的輸出端通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接微控制器的外部信號(hào)輸入端。任一對(duì)電極板的間距d的范圍為：6mm＜d≤7mm，或者7mm＜d≤9mm，或者9mm＜d≤10mm；任一個(gè)電極組的電極板數(shù)量n范圍為：12對(duì)≤n＜35對(duì)，或者35對(duì)≤n＜50對(duì)，或者50對(duì)＜n≤60對(duì)，或者60對(duì)＜n≤72對(duì)；電極組有至少2組；絕緣材料填充層的厚度D范圍為：1.8mm≤D＜1.9mm，或者1.9mm≤D＜2mm；電極板的面積S為：0.6平方米≤S＜1.0平方米，或者1.0平方米≤S≤1.4平方米；電極板的厚度L1為：3mm≤L1≤3.6mm；活性炭纖維層的厚度L2為0.053mm≤L2≤0.058mm。所述反應(yīng)室的壁為15mm厚的PP塑料，反應(yīng)室內(nèi)腔是立方體形狀。還包括數(shù)控直流電壓調(diào)節(jié)器；數(shù)控直流電壓調(diào)節(jié)器的輸入端連接電源模塊的輸出端，數(shù)控直流電壓調(diào)節(jié)器的輸出端作為電極組供電端；數(shù)控直流電壓調(diào)節(jié)器的控制信號(hào)輸入端連接所述微控制器的極板電壓值控制信號(hào)輸出端。所述電極極性轉(zhuǎn)換電路包括兩組開關(guān)電路；微控制器的電極極性轉(zhuǎn)換控制信號(hào)輸出端分別連接兩組開關(guān)電路的使能端；一組開關(guān)電路包括兩個(gè)開關(guān)電路，其中：一個(gè)開關(guān)電路的輸入端和輸出端分別連接電極組供電端的直流“+”極端和成對(duì)電極板中的第一個(gè)極板；另一個(gè)開關(guān)電路的輸入端和輸出端分別連接電極組供電端的直流“-”極端和成對(duì)電極板中的第二個(gè)極板；另一組開關(guān)電路包括兩個(gè)開關(guān)電路，其中：一個(gè)開關(guān)電路的輸入端和輸出端分別連接電極組供電端的直流“+”極端和成對(duì)電極板中的第二個(gè)極板；另一個(gè)開關(guān)電路的輸入端和輸出端分別連接電極組供電端的直流“-”極端和成對(duì)電極板中的第一個(gè)極板。還包括過濾器和除垢器；過濾器的出水口連接除垢器的進(jìn)水口，除垢器的出水口連接所述密閉容器的進(jìn)水口；所述過濾器是石英砂過濾器、纖維素過濾器或者自清洗過濾器；所述除垢器是電化學(xué)除垢設(shè)備或離子交換設(shè)備。一種所述去除工業(yè)循環(huán)水中氯離子的裝置的去除工業(yè)循環(huán)水中氯離子的方法，步驟包括：步驟1：打開電極組電源開關(guān)及進(jìn)出口閥門，對(duì)流經(jīng)電極組的水進(jìn)行處理；同時(shí)對(duì)反應(yīng)室內(nèi)產(chǎn)生的反應(yīng)氣體進(jìn)行排氣和氣體處理；由于氯離子的標(biāo)準(zhǔn)電解電位為Φ0＝+1.3595V，水的實(shí)際電解電位為1.6V，基于實(shí)用性，控制電極板間的電位為3.0V；由于水體溶解了二氧化碳，生成碳酸氫根離子，水顯弱酸性，電極板上的反應(yīng)如下：1)陽極板上的反應(yīng)循環(huán)水體中陰離子包括氯離子和硫酸根離子；通直流電時(shí)，陰離子向陽極運(yùn)動(dòng)，電解氯離子和水：發(fā)生副反應(yīng)生成少量臭氧、過氧化氫、氫離子、次氯酸根離子和亞氯酸根離子；因?yàn)橥Ａ魰r(shí)間短，它們會(huì)快速發(fā)生反應(yīng)而消失：2)陰極板上的反應(yīng)因?yàn)檠h(huán)水顯弱酸性，通直流電時(shí)，水中含有的氫離子向陰極移動(dòng)，在陰極表面發(fā)生電解反應(yīng)生成氫氣逸出：水中的氫氧根離子經(jīng)過與碳酸氫根離子的反應(yīng)生成具有促進(jìn)結(jié)垢能力的碳酸根離子，生成氫氧化鎂和碳酸鈣沉淀：3)運(yùn)行過程中，每隔1～3小時(shí)顛倒電極板的極性；原陰極板顛倒極性后，電極板表面的垢層溶解到水中，反應(yīng)如下：步驟2：運(yùn)行10～30天后進(jìn)行沖洗排污，排污時(shí)打開進(jìn)口、排污口閥門，關(guān)閉出水口閥門，沖洗時(shí)間為10～30min；沖洗完成后，返回步驟1。每運(yùn)行1～2年，更換電極板。步驟1和步驟2之間還包括步驟：對(duì)反應(yīng)室的進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理；預(yù)處理方法是對(duì)反應(yīng)室的進(jìn)水先采用過濾方法降低濁度，達(dá)到水的濁度≤5NTU，再采用除垢器降低水中鈣、鎂離子的濃度，達(dá)到水的總硬度≤300mg/L；預(yù)處理完成后的水送入反應(yīng)室去除氯離子。本技術(shù)方案能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換陰陽極以去除氯離子，具體如下：本技術(shù)方案采用的是鈦基碳纖維表面增強(qiáng)型電極，電極間距控制在6～10mm。為保證工作效率應(yīng)保證將12～72對(duì)電極板并排成一組，沿水流的方向設(shè)置兩組，每組用絕緣抗氧化材料聚丙烯塑料PP固定在一起避免短路的發(fā)生，電極板連接同一個(gè)電源，運(yùn)行一段時(shí)間以后，自動(dòng)轉(zhuǎn)變陰陽極，增強(qiáng)效率。由于氯離子的標(biāo)準(zhǔn)電解電位為Φ0＝+1.3595V，水的實(shí)際電解電位一般為1.6V，考慮到實(shí)際工作時(shí)外界因素，控制電極板間的電位為3.0V。由于循環(huán)水中含有CO32—、HCO3—，在加上不斷循環(huán)會(huì)呈弱堿性，電極上的反應(yīng)如下：1)陽極上的反應(yīng)通直流電時(shí)，陰離子向陽極運(yùn)動(dòng)，循環(huán)水體中陰離子主要為氯離子、硫酸根離子，其中硫酸根離子不會(huì)發(fā)生電解，主要電解氯離子，同時(shí)也會(huì)電解少量的水。由于工作電壓很小，會(huì)發(fā)生極少量的副反應(yīng)，生產(chǎn)少量的臭氧、過氧化氫、次氯酸根等離子，這些離子因?yàn)橥Ａ魰r(shí)間很短，且具有一定的殺菌滅藻能力很快就會(huì)發(fā)生反應(yīng)而消失。2)陰極上的反應(yīng)循環(huán)水大多顯弱堿性，在外加電源的作用下，陰極直接電解水產(chǎn)生氫氣在電解的過程中陽極會(huì)電解水生產(chǎn)少量的氫氧根離子OH-，經(jīng)過與碳酸氫根離子的反應(yīng)生成具有促進(jìn)結(jié)垢能力的碳酸根離子，生成了少量的氫氧化鎂、碳酸鈣沉淀，有以下副反應(yīng)：生成的水垢會(huì)附著在電極表面，經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行過后會(huì)在陰極表面形成一層垢，降低甚至消除電解效率。為此，采用1-3小時(shí)顛倒電極的方式，來保護(hù)電極，更好的保護(hù)電極延長(zhǎng)其使用壽命。原來的陰極顛倒成陽極后表面少量的垢層會(huì)被溶解到水中，電極反應(yīng)如下：本裝置如圖1，進(jìn)水口、出水口、排污口以法蘭連接，閥門均可以采用電動(dòng)球閥，設(shè)備工作時(shí)采用控制柜控制運(yùn)行，具體如下：1)準(zhǔn)備，進(jìn)水口閥門打開進(jìn)水對(duì)設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行一次清洗，待充滿水后打開排污口閥門，將水全部放干凈；2)開始運(yùn)行，關(guān)閉排污口閥門，打開進(jìn)水口閥門和出水口閥門，等水流能夠正常穩(wěn)定從出水口出來時(shí)打開電極組電源開關(guān)，同時(shí)啟動(dòng)抽風(fēng)機(jī)；3)運(yùn)行過程中，待工作1-3小時(shí)后自動(dòng)轉(zhuǎn)換正負(fù)極(具體時(shí)間設(shè)定視原水硬度確定，硬度越高轉(zhuǎn)換正負(fù)極時(shí)間越短)；4)排污過程，運(yùn)行10—30天后(設(shè)定值，為防止污垢積累)關(guān)閉出水口閥門，打開排污口閥門，進(jìn)水不變沖洗10—30min；5)沖洗完成后，關(guān)閉排污口閥門，打開出水口閥門，又開始正常工作。電極板會(huì)因工作時(shí)間的延長(zhǎng)，電極表面碳纖維層、電極間固定絕緣材料PP都會(huì)存在破壞，因此，工作1—2年，需要將電極取出重新涂覆碳纖維和更換PP塑料保證設(shè)備以最大的工作效率運(yùn)行。本技術(shù)方案對(duì)于進(jìn)水水質(zhì)有一定的要求，尤其是濁度和鈣、鎂離子的濃度，建議濁度≤5NTU，碳酸鹽硬度(以CaCO3計(jì))≤300mg/L，以免因鈣鎂離子過高結(jié)垢嚴(yán)重而損壞電極、降低使用效率，水質(zhì)若不達(dá)標(biāo)，建議使用預(yù)處理設(shè)備，可使用石英砂過濾器、纖維素過濾器、自清洗過濾器來降低濁度，可使用電化學(xué)除垢設(shè)備、離子交換設(shè)備降低鈣、鎂離子濃度。工作時(shí)每組電極板間的電壓僅為3.0V，能夠極大的保護(hù)電極材料。電極采用碳纖維表面增強(qiáng)的鈦電極，鈦具有良好的導(dǎo)電性能，碳纖維相對(duì)面積大，兩者結(jié)合后增加了電極與原水間的相對(duì)接觸面積，提升電解效率。為保證足夠的效率，停留時(shí)間應(yīng)盡可能長(zhǎng)，流速最高為0.3m/s，一般為0.1m/s。本技術(shù)由于經(jīng)常顛倒電極，從理論上來看并不會(huì)造成二次污染，但是運(yùn)行過程中仍然會(huì)產(chǎn)生少量的污染物，因此，每隔10～30天自動(dòng)排污一次，每次排污10—30min。電解反應(yīng)室采用15mm厚的PP塑料，反應(yīng)室呈現(xiàn)為立方體狀。電解氯離子生成氯氣，電解水生成氫氣、氧氣，為提高電解效率在電極反應(yīng)室上方安裝一個(gè)抽風(fēng)機(jī)(轉(zhuǎn)速2400r/min，功率18w)，將生成的氯氣、氫氣和少量氧氣及時(shí)排出，加速電解過程；同時(shí)，抽風(fēng)機(jī)的機(jī)械作用可以將生成的氯氣、氫氣、氧氣迅速與空氣混合，降低了出現(xiàn)危險(xiǎn)的可能。本裝置處理循環(huán)水量為20～200t/h，一般取旁通安裝在循環(huán)水系統(tǒng)上。采用本電化學(xué)除氯技術(shù)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)：采用本電化學(xué)除氯設(shè)備分別于不同氯離子含量的循環(huán)水做實(shí)驗(yàn)，氯離子含量每間隔10天檢測(cè)一次，數(shù)據(jù)如下表：設(shè)備運(yùn)行檢測(cè)數(shù)據(jù)單位：mg/L序號(hào)0d10d20d30d40d1280.5196.9141.786.281.72415.3298.0205.2132148.431350692.5447.6319320.5429101811.89206166035501228761753890.6698.2上表中，0d的數(shù)據(jù)為氯離子的原始含量。由上表可知設(shè)備除氯效果明顯。以30d為標(biāo)準(zhǔn)，每組循環(huán)水氯離子的去除率分別為：69.27％、68.19％、76.37％、78.83％、82.23％，數(shù)據(jù)顯示，原水氯離子含量越高去除效果會(huì)越好。當(dāng)前第1頁1 2 3