本發(fā)明涉及一種循環(huán)水電化學(xué)處理處理裝置，特別是涉及一種自動清洗型電化學(xué)水處理裝置及其運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

循環(huán)冷卻水在系統(tǒng)內(nèi)不斷循環(huán)蒸發(fā)濃縮，碳酸鹽的濃度隨著濃縮不斷增加，當(dāng)碳酸鹽濃度超過其飽和濃度或者流經(jīng)換熱器溫度升高就會生成水垢影響換熱效率甚至堵塞管道。

循環(huán)冷卻水中的細(xì)菌和藻類受養(yǎng)分的濃縮、水溫升高及日光照射等因素的影響會迅速繁殖，微生物分泌粘液產(chǎn)生黏泥降低傳熱效率，阻塞水道和導(dǎo)致微生物腐蝕。

國內(nèi)絕大多數(shù)企業(yè)采用加藥維持水質(zhì)穩(wěn)定，定期向循環(huán)水內(nèi)投加緩蝕阻垢劑來防止管道和換熱設(shè)備腐蝕結(jié)垢，定期投加殺菌滅藻劑來防止菌藻的滋生等，這種方法運(yùn)行成本高，系統(tǒng)強(qiáng)制排污的廢水中含有的有機(jī)磷化物會對環(huán)境造成污染并且浪費(fèi)水資源。

電化學(xué)水處理技術(shù)是指利用電化學(xué)的氧化還原反應(yīng)，通過施加在正、負(fù)極間一定的直流電壓產(chǎn)生的直流電，使水在陰極還原為OH^-，OH^-離子破壞陰極的堿度和硬度平衡，使溶液中的HCO₃^-轉(zhuǎn)化為CO₃^2-與循環(huán)水中的Ca²⁺及Mg²⁺反應(yīng)生成CaCO₃及Mg(OH)₂等沉淀。此外Ca²⁺及Mg²⁺也會在靜電吸引的作用下向陰極遷移加速這一反應(yīng)的進(jìn)行，從而降低水體硬度。同時(shí)在陽極區(qū)水中的氯離子氧化為氯氣、次氯酸、次氯酸根，實(shí)現(xiàn)殺菌滅藻。

現(xiàn)有的電化學(xué)處理設(shè)備多采用機(jī)械刮刀處理陰極結(jié)垢，或者采用將電化學(xué)處理設(shè)備置于循環(huán)水池中一定時(shí)間后取出進(jìn)行清理，這兩種方式都存在一些弊端，前者，機(jī)械刮刀容易損害電極表面且隨著磨損的不斷發(fā)生運(yùn)行不穩(wěn)定，后者無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

另外，現(xiàn)有的電化學(xué)處理設(shè)備對電極板是否應(yīng)該清理的判斷方式復(fù)雜，電極板結(jié)垢需要清理最直觀的表現(xiàn)是電流下降，通過電流的下降值并與運(yùn)行時(shí)長結(jié)合起來判斷電極板清理的時(shí)間點(diǎn)最為簡單、合理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種自動清洗型電化學(xué)水處理裝置及其運(yùn)行方法，可以在不使用化學(xué)藥劑的情況下實(shí)現(xiàn)循環(huán)水的除垢以及殺菌滅藻，在不使用機(jī)械刮刀以及不需人工清理的情況下實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

自動清洗型電化學(xué)水處理裝置，包括電化學(xué)處理裝置5，設(shè)置在電化學(xué)處理裝置5側(cè)下部的進(jìn)水管19、對側(cè)面上部的出水管22，設(shè)置在電化學(xué)處理裝置5頂部的沖洗水管21、底部的排污管18，所述進(jìn)水管19、出水管22和沖洗水管21的另一端均連通循環(huán)水池2；進(jìn)水管19接于循環(huán)水泵3出口母管上，循環(huán)水從循環(huán)水泵3出口到電化學(xué)處理裝置5再回到循環(huán)水池2，形成循環(huán)旁路處理，除垢的同時(shí)將處理后的含有次氯酸、次氯酸根的循環(huán)水返回循環(huán)水池，實(shí)現(xiàn)殺菌滅藻的功能；

還包括依次設(shè)置在進(jìn)水管19上的進(jìn)口電動閥10、流量計(jì)9、進(jìn)口球閥8及減壓閥7，進(jìn)口球閥8兼顧調(diào)節(jié)處理水流量的作用，設(shè)置在出水管22上的出口電動閥14和出口電動閥前球閥13，設(shè)置在沖洗水管21上的沖洗電動閥12和沖洗電動閥前球閥11，設(shè)置在排污管18上的排污電動閥16和排污電動閥前球閥15；

還包括與進(jìn)口電動閥10、出口電動閥14、沖洗電動閥12、排污電動閥16以及電化學(xué)處理裝置5的陽極板24和陰極板25連接的控制柜6。

所述電化學(xué)處理裝置5包括下部箱體17和上部密封蓋20，二者通過螺栓連接，下部箱體17的底部為漏斗狀；下部箱體17側(cè)壁有卡槽23，卡槽23上固定有陽極板24和陰極板25，陽極板24和陰極板25交錯(cuò)平行布置，相同極性的極板通過螺栓與導(dǎo)線相互連接最后引出下部箱體17與控制柜6內(nèi)的穩(wěn)壓直流電源連接。

所述進(jìn)水管19和出水管22均為母管—支管式布置，支管位于相鄰的兩塊電極板中間；上部密封蓋20頂部的沖洗水管21也為母管—支管式布置。

所述陽極板24和陰極板25為網(wǎng)狀平板電極或者平板式電極，陽極為鍍鉑鈦陽極，陰極為鈦陰極或者不銹鋼陰極。

電化學(xué)處理裝置5的下部箱體17和上部密封蓋20為不銹鋼材質(zhì)內(nèi)襯絕緣涂層。

所述的自動清洗型電化學(xué)水處理裝置的運(yùn)行方法，運(yùn)行中通過控制柜6打開電化學(xué)處理裝置5的進(jìn)口電動閥10及出口電動閥14，關(guān)閉沖洗電動閥12及排污電動閥16，監(jiān)測運(yùn)行過程中電化學(xué)處理裝置5的陽極板24和陰極板25間的電流相對于初始電流的電流降，當(dāng)電流降低一定值或者運(yùn)行時(shí)間達(dá)到設(shè)定值后進(jìn)行陽極板24和陰極板25的自清洗，此時(shí)，關(guān)閉電化學(xué)處理裝置5的進(jìn)口電動閥10及出口電動閥14，打開電化學(xué)處理裝置沖洗電動閥12及排污電動閥16，切換穩(wěn)壓直流電源正負(fù)極，電壓增大至運(yùn)行電壓的3倍，倒電極處理5min后，關(guān)閉電化學(xué)處理裝置5的沖洗電動閥12及排污電動閥16，打開電化學(xué)處理裝置5的進(jìn)口電動閥10及出口電動閥14，將穩(wěn)壓直流電源正負(fù)極切換回來，電壓至恢復(fù)正常運(yùn)行電壓，恢復(fù)正常運(yùn)行；進(jìn)口球閥8兼顧調(diào)節(jié)處理水流量的作用，沖洗電動閥前球閥11、出口電動閥前球閥13和排污電動閥前球閥15正常運(yùn)行過程中保持全開。

進(jìn)水通過減壓閥7后的壓力設(shè)為0.2Mpa。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、具有對循環(huán)水阻垢及殺菌的功能，穩(wěn)定循環(huán)水水質(zhì)，提高循環(huán)水濃縮倍率，無需投用藥劑及排污，節(jié)約用水。

2、設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對陰、陽極板間電壓及處理水流量的調(diào)節(jié)，根據(jù)需求改變處理量。

3、通過流經(jīng)極板間的電流的下降值來判斷電極板是否需要清洗，并結(jié)合考慮運(yùn)行時(shí)間，直觀、準(zhǔn)確、易實(shí)現(xiàn)。

4、極板清洗不使用機(jī)械刮刀，通過倒電極的方式清洗結(jié)垢電極板，效果顯著、穩(wěn)定。

5、本裝置可實(shí)現(xiàn)全自動運(yùn)行，自動在運(yùn)行與清洗模式中切換，無需人為操作，設(shè)備簡單、可靠性高。

附圖說明

圖1是本發(fā)明在循環(huán)水系統(tǒng)中應(yīng)用的流程圖。

圖2是本發(fā)明電化學(xué)處理裝置主體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明電化學(xué)處理裝置裝入電極板的一種實(shí)施示意圖。

圖1中：1為循環(huán)水冷卻塔，4為循環(huán)水換熱器。

具體實(shí)施方式：

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明自動清洗型電化學(xué)水處理裝置，安裝在循環(huán)水泵后，能夠?qū)ρh(huán)水進(jìn)行旁路處理，包括電化學(xué)處理裝置5，設(shè)置在電化學(xué)處理裝置5側(cè)下部的進(jìn)水管19、對側(cè)面上部的出水管22，設(shè)置在電化學(xué)處理裝置5頂部的沖洗水管21、底部的排污管18，所述進(jìn)水管19、出水管22和沖洗水管21的另一端均連通循環(huán)水池2；進(jìn)水管19接于循環(huán)水泵3出口母管上，循環(huán)水從循環(huán)水泵3出口到電化學(xué)處理裝置5再回到循環(huán)水池2，形成循環(huán)旁路處理，除垢的同時(shí)將處理后的含有次氯酸、次氯酸根的循環(huán)水返回循環(huán)水池，實(shí)現(xiàn)殺菌滅藻的功能；還包括依次設(shè)置在進(jìn)水管19上的進(jìn)口電動閥10、流量計(jì)9、進(jìn)口球閥8及減壓閥7，進(jìn)口球閥8兼顧調(diào)節(jié)處理水流量的作用，設(shè)置在出水管22上的出口電動閥14和出口電動閥前球閥13，設(shè)置在沖洗水管21上的沖洗電動閥12和沖洗電動閥前球閥11，設(shè)置在排污管18上的排污電動閥16和排污電動閥前球閥15；還包括與進(jìn)口電動閥10、出口電動閥14、沖洗電動閥12、排污電動閥16以及電化學(xué)處理裝置5的陽極板24和陰極板25連接的控制柜6。

如圖2和圖3所示，所述電化學(xué)處理裝置5包括下部箱體17和上部密封蓋20，二者通過螺栓連接，下部箱體17的底部為漏斗狀；下部箱體17側(cè)壁有卡槽23，卡槽23上固定有陽極板24和陰極板25，陽極板24和陰極板25交錯(cuò)平行布置，相同極性的極板通過螺栓與導(dǎo)線相互連接最后引出下部箱體17與控制柜6內(nèi)的穩(wěn)壓直流電源連接。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述進(jìn)水管19和出水管22均為母管—支管式布置，支管位于相鄰的兩塊電極板中間；上部密封蓋20頂部的沖洗水管21也為母管—支管式布置。母管—支管式布置的好處在于運(yùn)行時(shí)母管—支管式布置保證了流經(jīng)每塊電極板的水流均一穩(wěn)定，自動清洗時(shí)母管—支管式布置保證了對電極板沖洗的均勻全面。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，所述陽極板24和陰極板25為網(wǎng)狀平板電極或者平板式電極，陽極為鍍鉑鈦陽極，陰極為鈦陰極或者不銹鋼陰極。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，電化學(xué)處理裝置5的下部箱體17和上部密封蓋20為不銹鋼材質(zhì)內(nèi)襯絕緣涂層，這樣既保證了裝置的牢固穩(wěn)定又防止陰、陽電極板間短路。

本發(fā)明自動清洗型電化學(xué)水處理裝置的運(yùn)行方法，運(yùn)行中通過控制柜6打開電化學(xué)處理裝置5的進(jìn)口電動閥10及出口電動閥14，關(guān)閉沖洗電動閥12及排污電動閥16，監(jiān)測運(yùn)行過程中電化學(xué)處理裝置5的陽極板24和陰極板25間的電流相對于初始電流的電流降，當(dāng)電流降低1A或者運(yùn)行時(shí)間達(dá)到36h后進(jìn)行陽極板24和陰極板25的自清洗，此時(shí)，關(guān)閉電化學(xué)處理裝置5的進(jìn)口電動閥10及出口電動閥14，打開電化學(xué)處理裝置沖洗電動閥12及排污電動閥16，切換穩(wěn)壓直流電源正負(fù)極，電壓增大至運(yùn)行電壓的3倍，倒電極處理5min后，關(guān)閉電化學(xué)處理裝置5的沖洗電動閥12及排污電動閥16，打開電化學(xué)處理裝置5的進(jìn)口電動閥10及出口電動閥14，將穩(wěn)壓直流電源正負(fù)極切換回來，電壓至恢復(fù)正常運(yùn)行電壓，恢復(fù)正常運(yùn)行；進(jìn)口球閥8兼顧調(diào)節(jié)處理水流量的作用，沖洗電動閥前球閥11、出口電動閥前球閥13和排污電動閥前球閥15正常運(yùn)行過程中保持全開。倒電極后短時(shí)間成倍加大電流密度使得電極板表面產(chǎn)生的氣泡突然增多，大量氣泡產(chǎn)生的機(jī)械力使得電極表面疏松的垢層快速剝落；此外，倒電極后電極表面由原來的運(yùn)行中的堿性環(huán)境變?yōu)樗嵝原h(huán)境，促進(jìn)了垢的剝落。

作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，進(jìn)水通過減壓閥7后的壓力設(shè)為0.15～0.2Mpa，這樣既保證了水處理所需的壓力也有利于設(shè)備的密封。