專利名稱：微晶旁流水處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
微晶旁流水處理器技術(shù)領(lǐng)域微晶旁流水處理器，涉及循環(huán)水系統(tǒng)殺菌滅藻和阻垢防垢技術(shù)，適用于循環(huán)冷卻 水系統(tǒng)的水質(zhì)處理。 技術(shù)背景循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是通過冷卻塔中水的蒸發(fā)作用，將換熱機組產(chǎn)生的熱量排放至大 氣中，從而保證換熱機組的正常工作。由于冷卻塔的蒸發(fā)作用將大量的水以氣體形式 排放至大氣中，造成大量的有機物和無機物在循環(huán)冷卻水中不斷濃縮，逐步使循環(huán)水 質(zhì)惡化，從而因為生物粘泥孳生堵塞冷卻塔填料、換熱表面結(jié)垢影響傳熱效率等情況， 造成換熱效率下降，設(shè)備壽命降低。因此，為了保證循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的良好運行，節(jié) 省能耗，減少排水，釆取必要的水處理手段保障循環(huán)水的水質(zhì)具有重大的經(jīng)濟意義和 社會意義。目前，常用于循環(huán)冷卻水處理的方法主要有化學(xué)藥劑法、離子交換法和各 類物理場水處理方法。1. 化學(xué)藥劑法是一種傳統(tǒng)的水質(zhì)處理方法，所使用的藥劑包括阻垢劑、緩蝕劑和 殺生劑。阻垢劑具有破壞水中難溶物的結(jié)晶過程的功能，從而在一定范圍內(nèi)阻止水垢 的生長；緩蝕劑在投入水體后，能在金屬表面形成一層很薄的保護膜，使金屬表面鈍 化，從而大大減緩了金屬腐蝕的過程；殺生劑在水中達到一定濃度后，對細(xì)菌、藻類 等具有滅活作用，抑制其生長。化學(xué)藥劑法對于循環(huán)冷卻水的水質(zhì)控制具有顯著的效 果，但是，由于所投加的藥劑在水中不斷消耗，因此應(yīng)不斷補充。 一方面，定時定量 的補充藥劑對于操作維護人員的要求較高，而且在實際應(yīng)用中往往出現(xiàn)因藥劑投加過 量而造成浪費或者因藥劑投加不足而造成水質(zhì)控制不佳的情況；另一方面，不斷消耗 的藥劑必然要求專人負(fù)責(zé)采購藥劑、專門場地儲存藥劑，因此維護工作量較大，運行 成本較高。2. 離子交換法主要采用鈉離子型樹脂，樹脂中的鈉離子與水中的鈣、鎂離子發(fā)生 置換反應(yīng)，從而大大降低水的硬度。這種方法對于控制循環(huán)冷卻水中水垢生成、提高 濃縮倍數(shù)、減少排水具有顯著的作用，但是樹脂需要定期用飽和鹽水進行再生，因此 運行過程中需要消耗大量的氯化鈉，因此其運行成本比化學(xué)藥劑法更高。另一方面， 離子交換法僅用于阻垢防垢，對于控制水中的微生物生長仍需要借助其他的技術(shù)和方 法。3.物理場水處理方法以其操作維護簡便、運行費用低等優(yōu)點，近年來在循環(huán)冷卻 水系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛。這類方法主要包括兩大類電磁水處理方法和高壓靜電水 處理方法，其主要通過電磁作用將水中的鹽類以固定的排序分布于水中，從而減少它 們的之間以及與金屬器壁之間的碰撞，從而降低垢生成的幾率。因此，這類方法對于 防垢具有一定的作用，但是對于殺菌滅藻在理論上尚缺乏足夠的證明，實踐應(yīng)用中其 殺菌滅藻的效果不理想。發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有對循環(huán)水處理的不足，本實用新型提出了一種結(jié)構(gòu)新穎、水處理效果好、 無需維護、運行成本低的微晶旁流水處理器。本實用新型主要由電極處理裝置、輔助 處理裝置、控制裝置、電機和排污閥組成。電極以絕緣支架固定在電極處理裝置內(nèi)， 電極由多組板狀、表面涂覆含有銥、釕、鎳、鉑等金屬氧化物涂層的鈦基陽極和鈦基 陰極，以及設(shè)置在陰極表面的刮刀機構(gòu)組成。輔助處理裝置內(nèi)填充微孔濾料，以截留 水中10-400nm的垢粒和雜質(zhì)，最終通過反向沖洗將濾料中的街粒和雜質(zhì)排至系統(tǒng)之 外。本實用新型處理器與循環(huán)冷卻水系統(tǒng)水泵連通，流經(jīng)處理器的循環(huán)水流量為總循 環(huán)水流量的1-5%。工作時處理器由控制裝置自動控制，為處理器提供工作所需的直流 穩(wěn)壓電源，控制處理器的啟動、停止、刮垢、排污等操作。當(dāng)陽、陰電極與電源的正 負(fù)極接通，流經(jīng)電極間的水達到微電解狀態(tài)后，在陽極表面和陰極表面分別發(fā)生電化 學(xué)反應(yīng)。陽極反應(yīng)中產(chǎn)生的'OH、 *0、 03、 H202、 Cl2等強氧化性物質(zhì)進入循環(huán)冷卻水后， 對于循環(huán)水中的細(xì)菌和藻類具有顯著的殺滅和抑制生長作用，并且處理后的循環(huán)水再 進入到未經(jīng)處理的循環(huán)水中混合后，強氧化性物質(zhì)能夠在擴散作用下逐漸分布于整個 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，從而達到處理器通過旁流對整個循環(huán)冷卻水系統(tǒng)殺菌滅藻的作用。陰極反應(yīng)主要產(chǎn)生了氫氧根離子，改變了陰極附近微環(huán)境的酸堿度。反應(yīng)過程中， 水中的Ca(HC03)2、 Mg(HC03)2等暫時硬度進入陰極附近時，與氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)， CaC03、 Mg(OH)2逐漸達到飽和而析出，并在陰極表面沉積為軟垢。刮刀機構(gòu)在控制裝置的控制下，定期以旋轉(zhuǎn)方式將電極表面沉積的軟垢刮下，刮 下的微小顆粒為成垢晶核，由于其具有較高的表面能，能夠在循環(huán)水中不斷吸附其它 達到飽和而析出的難溶物絮體。當(dāng)這種成垢晶核逐漸長大到一定尺寸后，輔處理裝置 將其捕獲，并通過排污閥排出系統(tǒng)之外，從而達到防止在換熱設(shè)備和管道等金屬表面 結(jié)垢的處理效果。本實用新型的優(yōu)點在于采用板狀、表面涂覆含有銥、釕、鎳、鉑等金屬氧化物 涂層的鈦基陽極和板狀鈦基陰極，利用了電化學(xué)原理，通過電極處理裝置中電極表面 的反應(yīng)以及生成了強氧化性物質(zhì)和成垢晶核，將這些成垢晶核應(yīng)用于循環(huán)冷卻水的處 理。因此，本實用新型處理器只需處理循環(huán)冷卻水系統(tǒng)總水流量的1-5%，-就能滿足循 環(huán)水處理的要求，達到殺菌滅藻和阻垢防垢的效果。本實用新型處理器結(jié)構(gòu)新穎、具 有良好的循環(huán)水處理功能、操作方便，無需專門的維護、運行成本低，具有良好的經(jīng) 濟效益和社會效益。


附圖是本實用新型處理器實施示意圖，其中圖1.是本實用新型處理器正視圖；圖2.是本實用新型處理器左視圖；圖3.是本實用新型處理器右視圖；圖4.是本實用新型處理器中電極結(jié)構(gòu)剖視圖。圖5.是本實用新型處理器中電極結(jié)構(gòu)正視圖圖中，電機l，電極處理裝置2、控制裝置3，出水口4，輔助處理裝置5，排污閥 6，進水口7，轉(zhuǎn)軸8，陽極9，陰極IO，刮刀機構(gòu)ll。 具體實施方法本實用新型由電機l，電極處理裝置2、控制裝置3，輔助處理裝置5和排污閥6 組成。在電極處理裝置內(nèi)以絕緣支架固定電極，它由多組板狀、表面涂覆含有銥、釕、 鎳、鉑等金屬氧化物涂層的鈦基陽極9和板狀鈦基陰極10以及設(shè)置在陰極表面的刮刀 機構(gòu)組成11。電機1通過轉(zhuǎn)軸8與刮刀機構(gòu)11連接。本實用新型處理器的進水口 7與 循環(huán)冷卻水泵的出水口連接，出水口 4與循環(huán)冷卻水泵的進水口連接，與原循環(huán)冷卻 水系統(tǒng)相并聯(lián)，形成一個小循環(huán)水系統(tǒng)。本實用新型工作時由控制裝置3自動控制，為電極提供工作電源，使電極產(chǎn)生電 化學(xué)反應(yīng)，啟動處理器，使循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水通過進水口 7進入處理器內(nèi)，經(jīng) 電極處理裝置2進行處理，在電極處理過程中，控制裝置3啟動電機1驅(qū)動轉(zhuǎn)軸8，使
刮刀機構(gòu)11慢速轉(zhuǎn)動刮除陰極10極表面上的成垢晶核，使其與電極表面脫離后與陽極9電化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生的強氧化性物質(zhì)一起通過出水口 4進入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，與整 個循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的水混合，在整個循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中起到殺菌滅藻、阻街防坭的 作用。同時，在水處理的過程中，輔助處理裝置5內(nèi)填充微孔濾料截留水中10-400^im 的垢粒和雜質(zhì)，當(dāng)截留量達到控制裝置設(shè)定的限度時，自動啟動排污閥6，將其排出循 環(huán)冷卻水系統(tǒng)之外。在需要停止處理器工作時，控制裝置3自動停止處理器運轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求1.微晶旁流水處理器，由電機(1)，電極處理裝置(2)、控制裝置(3)，輔助處理裝置(5)和排污閥(6)組成，其特征在于電極由多組板狀、表面涂覆有金屬氧化物涂層的鈦基陽極(9)和鈦基陰極(10)和設(shè)置在陰極表面的刮刀機構(gòu)(11)組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微晶旁流水處理器，其特征在于金屬氧化物涂層含有 銥、釘、鎳、鉑金屬氧化物。
專利摘要微晶旁流水處理器，涉及循環(huán)水系統(tǒng)殺菌滅藻和阻垢防垢技術(shù)，適用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)處理，它主要有由電機(1)，電極處理裝置(2)、控制裝置(3)，輔助處理裝置(5)和排污閥(6)組成。本實用新型通過電極產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，在電極表面生成了強氧化性物質(zhì)和成垢晶核，通過刮刀機構(gòu)將成垢晶核刮除脫落到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的循環(huán)水中，在整個循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中進行殺菌滅藻、阻垢防垢。本實用新型處理器結(jié)構(gòu)新穎、具有良好的循環(huán)水處理功能，只需處理循環(huán)冷卻水系統(tǒng)總水流量的1-5％，就能滿足循環(huán)水處理的要求，達到殺菌滅藻和阻垢防垢的效果，并且操作方便，無需專門的維護、運行成本低，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
文檔編號C02F1/50GK201031165SQ20072006679
公開日2008年3月5日 申請日期2007年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者吳永華, 張毅強, 韓柏平 申請人:同濟大學(xué)