一種循環(huán)水處理方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明創(chuàng)造屬于環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種循環(huán)水的電解水處理方法及具有 自動清理功能的預(yù)先結(jié)垢水處理設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)上諸多領(lǐng)域都離不開循環(huán)水，循環(huán)水在熱交換的過程中極易形成水垢，水垢 是一種導(dǎo)熱性極差的物質(zhì)，有水垢的存在大大降低了換熱效率，白白耗費了大量的能源，而 且結(jié)垢還會伴隨著腐蝕，會縮短設(shè)備使用壽命，還易引發(fā)安全事故。水垢的存在極大的困擾 了企業(yè)，清理水垢的工作復(fù)雜而繁瑣，不僅需要拆卸設(shè)備和管道，還需停工停產(chǎn)，也耗費了 大量人工成本。
[0003] 目前，現(xiàn)有的除垢方法主要有水預(yù)處理法、物理法和化學(xué)法，其中水預(yù)處理法采用 離子交換設(shè)備可提前置換出水中的成垢離子，但該設(shè)備需定期更換交換介質(zhì)，且工作效率 不穩(wěn)定。物理法常采用電磁或強磁處理的方法，阻止水中成垢離子結(jié)合生成水垢，但該方法 阻垢除垢效果市場普遍反映不佳。化學(xué)法主要是向循環(huán)水中投加化學(xué)藥劑來阻止水垢生 成，這樣一來耗費成本過高，且容易造成二次污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明創(chuàng)造提出一種具有自動清理功能的預(yù)先結(jié)垢水處理設(shè)備，具體如下：
[0005] 一種循環(huán)水處理方法，步驟包括：
[0006] 1)陰極附近發(fā)生電解水反應(yīng)，生成大量的氫氧根離子，使該區(qū)域的PH值升高至10 以上，在二氧化碳的作用下，使得水中的主要成垢離子即鈣離子和鎂離子反應(yīng)生成碳酸鈣 和碳酸鎂，并且酸鈣和碳酸鎂以碳水垢的形式附著在反應(yīng)室內(nèi)壁上；陰極附近的化學(xué)反應(yīng) 如下：
[0007] 2H20+2e - H2+20H
[0008] C02+0H-- HC03-
[0009] HC03-+0『- C032-+H2O
[0010] C032-+Ca2+-CaCO 3
[0011] 2)陽極附近，陽極為鈦氧化物為半導(dǎo)體，鈦氧化物具有特定外層電子結(jié)構(gòu)，在電場 中會有"空穴"效應(yīng)，具有強大的吸引電子的能力，在紫外線及電流的催化下，使水中的水分 子和氫氧根離子失去一個電子，從而生成具有超強氧化能力的羥基自由基· OH ;羥基自由 基來氧化水中的各類微生物和有機物，在殺菌滅藻的同時，去除了水中的有機物，消除了其 污染環(huán)境的隱患；其反應(yīng)方程式如下：
【主權(quán)項】
1. 一種循環(huán)水處理方法，其特征是步驟包括： 1) 陰極附近發(fā)生電解水反應(yīng)，生成大量的氫氧根離子，使該區(qū)域的PH值升高至10以 上，在二氧化碳的作用下，使得水中的主要成垢離子即鈣離子和鎂離子反應(yīng)生成碳酸鈣和 碳酸鎂，并且酸鈣和碳酸鎂以碳水垢的形式附著在反應(yīng)室內(nèi)壁上；陰極附近的化學(xué)反應(yīng)如 下： 2H20+2e^ H 2+20F C02+0!T- HCO 疒 HCCV+ΟΓ- CO 廣+H2O CO廣+Ca2+- CaCO 3 2) 陽極附近，陽極為鈦氧化物為半導(dǎo)體，鈦氧化物具有特定外層電子結(jié)構(gòu)，在電場中會 有"空穴"效應(yīng)，具有強大的吸引電子的能力，在紫外線及電流的催化下，使水中的水分子和 氫氧根離子失去一個電子，從而生成具有超強氧化能力的羥基自由基· 0H;羥基自由基來 氧化水中的各類微生物和有機物，在殺菌滅藻的同時，去除了水中的有機物，消除了其污染 環(huán)境的隱患；其反應(yīng)方程式如下：
陽極附近在電流的作用下，還生成了臭氧、氯氣、游離氯和雙氧水，進一步殺菌滅藻；其 反應(yīng)方程式如下： 〇2+20H - 0 3+H20+2e 2C1 - Cl 2+2e cr- Cl 〇+丨 2H20 - H202+2H++2e- 3) 結(jié)垢過程，打開進水口和出水口，水經(jīng)反應(yīng)室時在其內(nèi)壁形成水垢，水垢的形成會造 成反應(yīng)室內(nèi)壁的電阻值的升高； 當水垢厚度達到一定值時，電阻值達到閾值時，關(guān)閉進水口和出水口，開始除垢，或者 達到設(shè)定的除垢間歇時間開始除垢；當電阻值達到到內(nèi)壁無垢狀態(tài)所對應(yīng)的電阻值時，停 止除垢； 此時的反應(yīng)室內(nèi)水中充滿水垢懸浮物，在水中電流的作用下，產(chǎn)生電絮凝現(xiàn)象，將水垢 懸浮物絮凝成較大顆粒而沉淀于反應(yīng)室底部，開啟進水口和排污口，將含水垢的水排出。
2. -種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述方法的循環(huán)水處理設(shè)備，其特征是包括：桶體、陽極、進水 口、出水口、控制器、UV發(fā)射器和直流電源； 所述桶體的內(nèi)壁為導(dǎo)電材質(zhì)，該內(nèi)壁作為陰極，桶體的內(nèi)腔作為反應(yīng)室，反應(yīng)室為圓桶 形狀； 所述陽極裝在反應(yīng)室內(nèi)；陽極與外部電源連接；陽極的材料為鈦氧化物金屬半導(dǎo)體； 所述陽極為圓桶形狀，且圓桶形狀的陽極在反應(yīng)室的中間位置，且陽極的軸線與反應(yīng)室的 中心線重合；所述直流電源的輸出端分別連接陰極和陽極； 所述反應(yīng)室是密閉的；反應(yīng)室內(nèi)裝有UV發(fā)射器，UV發(fā)射器向反應(yīng)室內(nèi)發(fā)射紫外線； 所述進水口和出水口都裝在反應(yīng)室上；所述反應(yīng)室頂部設(shè)有排氣口；反應(yīng)室底部裝有 排污口； 還包括電機；電機裝在桶體外的上部，電機的動力輸出軸通過聯(lián)軸器連接中心軸；該 中心軸伸入反應(yīng)室，且中心軸的軸線與反應(yīng)室的軸線相同； 中心軸上連接有除垢刷；除垢刷隨中心軸轉(zhuǎn)動所成軌跡為圓筒形狀，該圓筒形狀的直 徑與桶體內(nèi)壁的直徑對應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)水處理設(shè)備，其特征是還包括控制器，所述控制器控制 進水口、出水口、排氣口和排污口的開/閉，控制電機的啟/停，控制直流電源與陰極和陽極 之間的通/斷，控制UV發(fā)射器的啟/停。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的循環(huán)水處理設(shè)備，其特征是所述進水口上裝有進水閥； 所述出水口上裝有過濾網(wǎng)，過濾網(wǎng)的外側(cè)裝有出水閥；排污口上裝有排污閥。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)水處理設(shè)備，其特征是所述桶體的頂部裝有可拆卸的端 蓋。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)水處理設(shè)備，其特征是桶體外的底部裝有支架。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)水處理設(shè)備，其特征是陰極材料為不銹鋼、碳鋼、鋁或 銅。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的循環(huán)水處理設(shè)備，其特征是所述陽極與端蓋相連接，并伸入 反應(yīng)室中； 所述除垢刷與中心軸通過反應(yīng)室內(nèi)底部的不銹鋼連接架相連；在反應(yīng)室內(nèi)上部通過鋼 圈將除垢刷之間相連接來固定除垢刷； 鋼圈圍在陽極外壁以外，不銹鋼連接架在陽極底部以下，除垢刷轉(zhuǎn)動狀態(tài)下，鋼圈和不 銹鋼連接架不接觸陽極； 所述除垢刷由塑料或橡膠材料制成，數(shù)量為3?5個； UV發(fā)射器位于端蓋上，向反應(yīng)室內(nèi)發(fā)射紫外線； 排氣裝置與出水口同時開/閉； 所述過濾網(wǎng)為70-100目； 反應(yīng)室底部為圓錐形結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】一種循環(huán)水處理方法及設(shè)備，包括反應(yīng)室，端蓋，電機，除垢刷，支架，陽極，進出口與進水閥，出水口與出水閥，排污口與排污閥，控制中心，UV發(fā)射器，排氣裝置，過濾網(wǎng)。反應(yīng)室的內(nèi)壁作為陰極；陽極為桶型結(jié)構(gòu)伸入反應(yīng)室中；除垢刷與中心軸通過反應(yīng)室底部不銹鋼連接架相連，電機與中心軸相連，電機的轉(zhuǎn)動帶動中心軸的轉(zhuǎn)動，從而使除垢刷的轉(zhuǎn)動，在反應(yīng)室上部通過鋼圈將除垢刷之間相連接，鋼圈和不銹鋼連接架分別在陽極的外側(cè)和底側(cè)，確保在轉(zhuǎn)動過程中不接觸陽極；除垢刷數(shù)量為3—5個；控制中心固定于外殼上；UV發(fā)射器位于端蓋上；排氣裝置與出水口所接受信號一致，當出水口打開時，排氣裝置打開，將反應(yīng)室生成氣體排出；出水口內(nèi)置過濾網(wǎng)；反應(yīng)室底部為圓錐形結(jié)構(gòu)。
【IPC分類】C02F5-00, C02F1-467, C02F1-32
【公開號】CN104528957
【申請?zhí)枴緾N201410796207
【發(fā)明人】高冬, 朱駿峰, 殷驪, 喬新泉, 胡秋英, 周志堅
【申請人】江蘇潤聚新材料科技有限公司, 中國化學(xué)工程第十四建設(shè)有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月18日