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循環(huán)水電化學(xué)處理設(shè)備技術(shù)淺析

本文簡(jiǎn)略介紹了國(guó)內(nèi)循環(huán)水處理呈現(xiàn)的新技術(shù) --電化學(xué)循環(huán)水處理技術(shù), 介紹了國(guó)內(nèi) 運(yùn)用較多的 EST 電化學(xué)水處理設(shè)備的技術(shù)原理,結(jié)構(gòu)及運(yùn)用建議。
要害詞 :循環(huán)水,電化學(xué),結(jié)垢,腐蝕,滅菌,電極,
1、導(dǎo)語(yǔ)
現(xiàn)在, 電化學(xué)循環(huán)水處理技術(shù)在民用循環(huán)水系統(tǒng)中運(yùn)用非常廣泛, 如中央空調(diào)系統(tǒng)中的冷媒 水系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)研制的電化學(xué)設(shè)備也在武鋼制氧循環(huán)水處理中開(kāi)端了實(shí)踐運(yùn)用。其具有除垢、 防垢、滅菌滅藻、緩蝕的功用。
電化學(xué)循環(huán)水處理技術(shù)還沒(méi)有在工業(yè)循環(huán)水處理中得到廣泛運(yùn)用, 必定有其存在的技術(shù)和管 理問(wèn)題。
電化學(xué)循環(huán)水處理設(shè)備無(wú)論是國(guó)內(nèi)仍是國(guó)外產(chǎn)品, 其原理是相同的, 筆者以國(guó)內(nèi)民用及工業(yè) 循環(huán)水處理運(yùn)用較多的以色列艾格錫 EST 電化學(xué)循環(huán)水處理設(shè)備為例, 介紹其作業(yè)原理, 設(shè) 備結(jié)構(gòu)及運(yùn)用建議,供循環(huán)水處理作業(yè)者研討運(yùn)用電化學(xué)水處理技術(shù)參看。
2、 EST 電化學(xué)設(shè)備結(jié)構(gòu)及作業(yè)進(jìn)程
1) 、設(shè)備結(jié)構(gòu)
EST 電化學(xué)循環(huán)水處理設(shè)備結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 2-1。
圖 2-1 EST 電化學(xué)循環(huán)水處理設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖
① 反應(yīng)室
② 電極
③ 刮刀驅(qū)動(dòng)馬達(dá)
④ 刮刀
⑤ 進(jìn)水閥
⑥ 排污閥
⑦ 進(jìn)氣口(氣動(dòng))
⑧ 電源
⑨ 出水閥
⑩ 排氣 /進(jìn)氣閥
圖 2-2 電化學(xué)循環(huán)水處理設(shè)備內(nèi)部示意圖
2)設(shè)備作業(yè)進(jìn)程
電化學(xué)循環(huán)水處理設(shè)備(EST )自身是一個(gè)碳鋼制作的圓柱狀的容器,直徑大約為 24英寸,深為 36英寸,是帶 TiNiO 電極的反應(yīng)室,電動(dòng)馬達(dá) /氣缸,刮刀、自控閥門(mén)和專用的 控制電源系統(tǒng)組成。
水處理器中的水垢預(yù)堆積進(jìn)程,發(fā)生在反應(yīng)室內(nèi)壁附近,電動(dòng)馬達(dá) /氣缸推動(dòng)刮刀將反 應(yīng)室內(nèi)的預(yù)先堆積下來(lái)的水垢和其它堆積物污染物從反應(yīng)室內(nèi)壁上刮下并排掉, 然后完全降 低水中的硬度及堿度,這個(gè)動(dòng)作是完全自動(dòng)操作,每天可以操多次(根據(jù)水質(zhì)調(diào)整) ,其工 作進(jìn)程見(jiàn)圖 2-2, , 反應(yīng)室內(nèi)部效果參見(jiàn)圖 2-3,圖 2-4.
圖 2-3循環(huán)水處理 48小時(shí)反應(yīng)室效果圖 圖 2-4刮垢后反應(yīng)室的內(nèi)壁效果
3、電化學(xué)設(shè)備水處理原理
經(jīng)過(guò)電化學(xué)水處理技術(shù), 運(yùn)用水及水中礦產(chǎn)質(zhì)的電化學(xué)特性, 經(jīng)過(guò)電解來(lái)調(diào)度水中礦產(chǎn)質(zhì)的 平衡, 而完結(jié)阻垢、 防腐和防治微生物的意圖, 處理效果不隨被處理水的條件或組成而發(fā)生 改動(dòng),是一種綠色環(huán)保的循環(huán)冷卻水處理技術(shù)。
3.1、電解進(jìn)程中典型的化學(xué)反應(yīng)
1) 、陰極電化學(xué)反應(yīng)
反應(yīng)室中堅(jiān)持必定的作業(yè)電流。結(jié)果是,在陰極(反應(yīng)室內(nèi)壁)附近構(gòu)成高濃度的氫氧根, 這種升高的 pH 環(huán)境(pH 高達(dá) 13) ,讓易結(jié)垢的礦產(chǎn)質(zhì)預(yù)先結(jié)垢,并從水中分出。實(shí)際上, 陰極附近部分的高氫氧根濃度構(gòu)成的化學(xué)環(huán)境,和用石灰處理構(gòu)成的冷石灰軟化環(huán)境類似。 2H2O(l) + 2e- H2(氣 ) + 2OH-(aq)
CO2(aq)+ OH-(aq) HCO3-(aq)
HCO3 -(aq) + OH- (aq) CO32-(aq) +H20(液 )
Ca2 +(aq) 鈣離子可能構(gòu)成 氫氧化鈣 : Ca(OH)2(垢 ) 碳酸鈣 : CaCO3(垢 )
2) 、陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)
電流也將一部分的氯離子轉(zhuǎn)化成氯氣, 在冷卻水中構(gòu)成持續(xù)滅菌效果的次氯酸。 一同發(fā)生臭 氧、氧自由基、 氫氧根自由基和雙氧水。 這一系列產(chǎn)品供應(yīng)了殺生效應(yīng),結(jié)合安培電流及局 部高的和低的(陽(yáng)極) pH 區(qū)域,堅(jiān)持了 EST 內(nèi)部一個(gè)實(shí)際的消毒環(huán)境。
生成氧氣
4HO- O2(g) + 2H20 + 4e-
游離氯
Cl- – e- Cl0
氯氣
2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-
臭氧
O2 + 2HO- – 2e-O3(g) + H2O
自由基 OH0
OH- – e- OH0
過(guò)氧化氫
2H2O – 2 e- H2O2 + 2H+
氧自由基
2H2O – 2 e- O0 + 2 H+
3.2、阻垢、緩蝕、滅菌滅藻技術(shù)原理
1)電化學(xué)水處理設(shè)備運(yùn)用水電化學(xué)的基本原理為基礎(chǔ),在反應(yīng)室內(nèi)運(yùn)用水及水中的礦產(chǎn)質(zhì) 的電化學(xué)特性,電極(陽(yáng)極)和反應(yīng)室(陰極)內(nèi)壁附近分別制作出氧化反應(yīng)環(huán)境和恢復(fù)反 應(yīng)環(huán)境,然后完結(jié)預(yù)先堆積水垢并去除和在線發(fā)生滅菌滅藻物質(zhì)。
2)在反應(yīng)室內(nèi)壁附近水被電解發(fā)生 OH 根, 使 PH 值升高到 14,在高堿性環(huán)境下水中鈣離 子以碳酸鈣水垢方法分出并附著在內(nèi)壁上, 跟著反應(yīng)室內(nèi)壁堆積水垢增多, 守時(shí)將堆積的水 垢刮掉排出循環(huán)水系統(tǒng),堅(jiān)持循環(huán)水中礦產(chǎn)質(zhì)平衡,完結(jié)水質(zhì)安穩(wěn)。
3)在設(shè)備陽(yáng)極附近水中的氯離子被氧化,發(fā)生游離氯(≥ 0.1mg/L) ,以及臭氧、雙氧水等 物質(zhì),有用殺滅進(jìn)入反應(yīng)室中的微生物和持續(xù)控制整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)中細(xì)菌和藻類的繁衍。 4) 運(yùn)用水蒸發(fā)進(jìn)程中的堿度天然上升的特征,經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)?pH 值調(diào)度,維系循環(huán)水處于堿性 環(huán)境而下降腐蝕;一同水中的鎂離子濃縮后將很好防止腐蝕的發(fā)生。
5) 電化學(xué)水處理設(shè)備處理了循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)垢、 腐蝕和微生物污染問(wèn)題, 而循環(huán)水系統(tǒng)不需 要再添加化學(xué)阻垢劑、 緩蝕劑和滅菌滅藻藥劑; 電化學(xué)水處理是沒(méi)有任何污染的綠色環(huán)保水 處理技術(shù), 防止了循環(huán)水系統(tǒng)排污水中因添加化學(xué)藥劑構(gòu)成的二次污染, 減少了污水處理的 背負(fù)。
4、設(shè)備工作控制技術(shù)
1)運(yùn)用朗格里爾豐滿指數(shù) – LSI猜想結(jié)垢
反應(yīng)室中堅(jiān)持必定的作業(yè)電流。結(jié)果是,在陰極(反應(yīng)室內(nèi)壁)附近構(gòu)成高濃度的氫氧根, 這種升高的 pH 環(huán)境(pH 高達(dá) 13) ,讓易結(jié)垢的礦產(chǎn)質(zhì)預(yù)先結(jié)垢,并從水中分出。實(shí)際上, 陰極附近部分的高氫氧根濃度構(gòu)成的化學(xué)環(huán)境,和用石灰處理構(gòu)成的冷石灰軟化環(huán)境類似。 2H2O(l) + 2e- H2(氣 ) + 2OH-(aq)
CO2(aq)+ OH-(aq) HCO3-(aq)
HCO3 -(aq) + OH- (aq) CO32-(aq) +H20(液 )
Ca2 +(aq) 鈣離子可能構(gòu)成 氫氧化鈣 : Ca(OH)2(垢 ) 碳酸鈣 : CaCO3(垢 )
2) 、陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)
電流也將一部分的氯離子轉(zhuǎn)化成氯氣, 在冷卻水中構(gòu)成持續(xù)滅菌效果的次氯酸。 一同發(fā)生臭 氧、氧自由基、 氫氧根自由基和雙氧水。 這一系列產(chǎn)品供應(yīng)了殺生效應(yīng),結(jié)合安培電流及局 部高的和低的(陽(yáng)極) pH 區(qū)域,堅(jiān)持了 EST 內(nèi)部一個(gè)實(shí)際的消毒環(huán)境。
生成氧氣
4HO- O2(g) + 2H20 + 4e-
游離氯
Cl- – e- Cl0
氯氣
2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-
臭氧
O2 + 2HO- – 2e-O3(g) + H2O
自由基 OH0
OH- – e- OH0
過(guò)氧化氫
2H2O – 2 e- H2O2 + 2H+
氧自由基
2H2O – 2 e- O0 + 2 H+
3.2、阻垢、緩蝕、滅菌滅藻技術(shù)原理
1)電化學(xué)水處理設(shè)備運(yùn)用水電化學(xué)的基本原理為基礎(chǔ),在反應(yīng)室內(nèi)運(yùn)用水及水中的礦產(chǎn)質(zhì) 的電化學(xué)特性,電極(陽(yáng)極)和反應(yīng)室(陰極)內(nèi)壁附近分別制作出氧化反應(yīng)環(huán)境和恢復(fù)反 應(yīng)環(huán)境,然后完結(jié)預(yù)先堆積水垢并去除和在線發(fā)生滅菌滅藻物質(zhì)。
2)在反應(yīng)室內(nèi)壁附近水被電解發(fā)生 OH 根, 使 PH 值升高到 14,在高堿性環(huán)境下水中鈣離 子以碳酸鈣水垢方法分出并附著在內(nèi)壁上, 跟著反應(yīng)室內(nèi)壁堆積水垢增多, 守時(shí)將堆積的水 垢刮掉排出循環(huán)水系統(tǒng),堅(jiān)持循環(huán)水中礦產(chǎn)質(zhì)平衡,完結(jié)水質(zhì)安穩(wěn)。
3)在設(shè)備陽(yáng)極附近水中的氯離子被氧化,發(fā)生游離氯(≥ 0.1mg/L) ,以及臭氧、雙氧水等 物質(zhì),有用殺滅進(jìn)入反應(yīng)室中的微生物和持續(xù)控制整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)中細(xì)菌和藻類的繁衍。 4) 運(yùn)用水蒸發(fā)進(jìn)程中的堿度天然上升的特征,經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)?pH 值調(diào)度,維系循環(huán)水處于堿性 環(huán)境而下降腐蝕;一同水中的鎂離子濃縮后將很好防止腐蝕的發(fā)生。
5) 電化學(xué)水處理設(shè)備處理了循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)垢、 腐蝕和微生物污染問(wèn)題, 而循環(huán)水系統(tǒng)不需 要再添加化學(xué)阻垢劑、 緩蝕劑和滅菌滅藻藥劑; 電化學(xué)水處理是沒(méi)有任何污染的綠色環(huán)保水 處理技術(shù), 防止了循環(huán)水系統(tǒng)排污水中因添加化學(xué)藥劑構(gòu)成的二次污染, 減少了污水處理的 背負(fù)。
4、設(shè)備工作控制技術(shù)
1)運(yùn)用朗格里爾豐滿指數(shù) – LSI猜想結(jié)垢
反應(yīng)室中堅(jiān)持必定的作業(yè)電流。結(jié)果是,在陰極(反應(yīng)室內(nèi)壁)附近構(gòu)成高濃度的氫氧根, 這種升高的 pH 環(huán)境(pH 高達(dá) 13) ,讓易結(jié)垢的礦產(chǎn)質(zhì)預(yù)先結(jié)垢,并從水中分出。實(shí)際上, 陰極附近部分的高氫氧根濃度構(gòu)成的化學(xué)環(huán)境,和用石灰處理構(gòu)成的冷石灰軟化環(huán)境類似。 2H2O(l) + 2e- H2(氣 ) + 2OH-(aq)
CO2(aq)+ OH-(aq) HCO3-(aq)
HCO3 -(aq) + OH- (aq) CO32-(aq) +H20(液 )
Ca2 +(aq) 鈣離子可能構(gòu)成 氫氧化鈣 : Ca(OH)2(垢 ) 碳酸鈣 : CaCO3(垢 )
2) 、陽(yáng)極電化學(xué)反應(yīng)
電流也將一部分的氯離子轉(zhuǎn)化成氯氣, 在冷卻水中構(gòu)成持續(xù)滅菌效果的次氯酸。 一同發(fā)生臭 氧、氧自由基、 氫氧根自由基和雙氧水。 這一系列產(chǎn)品供應(yīng)了殺生效應(yīng),結(jié)合安培電流及局 部高的和低的(陽(yáng)極) pH 區(qū)域,堅(jiān)持了 EST 內(nèi)部一個(gè)實(shí)際的消毒環(huán)境。
生成氧氣
4HO- O2(g) + 2H20 + 4e-
游離氯
Cl- – e- Cl0
氯氣
2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-
臭氧
O2 + 2HO- – 2e-O3(g) + H2O
自由基 OH0
OH- – e- OH0
過(guò)氧化氫
2H2O – 2 e- H2O2 + 2H+
氧自由基
2H2O – 2 e- O0 + 2 H+
3.2、阻垢、緩蝕、滅菌滅藻技術(shù)原理
1)電化學(xué)水處理設(shè)備運(yùn)用水電化學(xué)的基本原理為基礎(chǔ),在反應(yīng)室內(nèi)運(yùn)用水及水中的礦產(chǎn)質(zhì) 的電化學(xué)特性,電極(陽(yáng)極)和反應(yīng)室(陰極)內(nèi)壁附近分別制作出氧化反應(yīng)環(huán)境和恢復(fù)反 應(yīng)環(huán)境,然后完結(jié)預(yù)先堆積水垢并去除和在線發(fā)生滅菌滅藻物質(zhì)。
2)在反應(yīng)室內(nèi)壁附近水被電解發(fā)生 OH 根, 使 PH 值升高到 14,在高堿性環(huán)境下水中鈣離 子以碳酸鈣水垢方法分出并附著在內(nèi)壁上, 跟著反應(yīng)室內(nèi)壁堆積水垢增多, 守時(shí)將堆積的水 垢刮掉排出循環(huán)水系統(tǒng),堅(jiān)持循環(huán)水中礦產(chǎn)質(zhì)平衡,完結(jié)水質(zhì)安穩(wěn)。
3)在設(shè)備陽(yáng)極附近水中的氯離子被氧化,發(fā)生游離氯(≥ 0.1mg/L) ,以及臭氧、雙氧水等 物質(zhì),有用殺滅進(jìn)入反應(yīng)室中的微生物和持續(xù)控制整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)中細(xì)菌和藻類的繁衍。 4) 運(yùn)用水蒸發(fā)進(jìn)程中的堿度天然上升的特征,經(jīng)過(guò)恰當(dāng)?shù)?pH 值調(diào)度,維系循環(huán)水處于堿性 環(huán)境而下降腐蝕;一同水中的鎂離子濃縮后將很好防止腐蝕的發(fā)生。
5) 電化學(xué)水處理設(shè)備處理了循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)垢、 腐蝕和微生物污染問(wèn)題, 而循環(huán)水系統(tǒng)不需 要再添加化學(xué)阻垢劑、 緩蝕劑和滅菌滅藻藥劑; 電化學(xué)水處理是沒(méi)有任何污染的綠色環(huán)保水 處理技術(shù), 防止了循環(huán)水系統(tǒng)排污水中因添加化學(xué)藥劑構(gòu)成的二次污染, 減少了污水處理的 背負(fù)。
4、設(shè)備工作控制技術(shù)
1)運(yùn)用朗格里爾豐滿指數(shù) – LSI猜想結(jié)垢循環(huán)水選用用化學(xué)藥劑處理的政策是讓一切的物質(zhì)都處于溶解平衡情況, 并且用朗格里爾飽 和指數(shù) - LSI 進(jìn)行循環(huán)水結(jié)垢猜想,同理,電化學(xué)選用水中礦產(chǎn)去除技術(shù)堅(jiān)持循環(huán)水中礦 物質(zhì)的平衡情況,故此相同可選用朗格里爾豐滿指數(shù) - LSI 進(jìn)行循環(huán)水結(jié)垢猜想來(lái)處理和 控制設(shè)備的工作情況,抵達(dá)控制循環(huán)水結(jié)垢的意圖。
2)選用電阻測(cè)驗(yàn)技術(shù)控制水垢預(yù)堆積的打掃
在 EST 電解水處理器中的水垢預(yù)堆積進(jìn)程,發(fā)生在反應(yīng)室內(nèi)壁附近。 因?yàn)檫\(yùn)用了電阻測(cè)驗(yàn) 系統(tǒng), 預(yù)堆積的水垢只在反應(yīng)室內(nèi)壁附近堆積很薄的一層。 經(jīng)過(guò)這個(gè)系統(tǒng), 反應(yīng)室內(nèi)壁上會(huì) 一向殘留一薄層水垢,這有利于提高水垢的堆積功率。一同,系統(tǒng)為了保證水垢不會(huì)太厚, 規(guī)劃了自動(dòng)刮刀來(lái)守時(shí)將水垢刮掉排出反應(yīng)室。
3)在線電導(dǎo)和 pH 值檢測(cè)控制技術(shù)
設(shè)備配備在線 pH 傳感器和 pH 值調(diào)度設(shè)備、在線電導(dǎo)率檢測(cè)系統(tǒng),及水質(zhì)調(diào)度設(shè)備等。 5、設(shè)備運(yùn)用要害
1) 、 電解水處理器運(yùn)用水垢預(yù)堆積和氯離子及氧離子的氧化產(chǎn)品, 用于工業(yè)循環(huán)冷卻水、 中 央空調(diào)循環(huán)水、工業(yè)制作冷卻水系統(tǒng),然后處理結(jié)垢和微生物控制的問(wèn)題。
2) 、 電化學(xué)水處理技術(shù)是根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)工藝要求, 經(jīng)過(guò)對(duì)補(bǔ)償水和循環(huán)水水質(zhì)的分析核算 來(lái)量身擬定循環(huán)水系統(tǒng)水質(zhì)安穩(wěn)的技術(shù)方案。
3) 、 電化學(xué)循環(huán)水處理系統(tǒng)對(duì)技術(shù)控制處理要求與化學(xué)水處理技術(shù)相同, 并且有必要符合循環(huán) 水出產(chǎn)工作的特性要求,不然不能發(fā)揮設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕、微生物控制功用而構(gòu)成失利。
4) 、電化學(xué)設(shè)備的在線表面及自動(dòng)化控制系統(tǒng)要求牢靠安穩(wěn)有用才華保證設(shè)備有用工作。
5) 、電化學(xué)設(shè)備的保護(hù)處理是設(shè)備安全牢靠工作的基礎(chǔ)保證。
6) 、 單臺(tái)電化學(xué)水處理設(shè)備處理才華較小, 國(guó)外電化學(xué)水處理設(shè)備在國(guó)內(nèi)沒(méi)有見(jiàn)到在大規(guī)模 循環(huán)水處理系統(tǒng)中運(yùn)用。 國(guó)產(chǎn)設(shè)備在大規(guī)模循環(huán)水量處理系統(tǒng)中運(yùn)用案例也很少, 其詳細(xì)效 果及安穩(wěn)牢靠性有待查詢。 只有多年堆集的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)做基礎(chǔ), 才華制作出符合水處理功用要 求的設(shè)備, 故此設(shè)備選型擬定水處理方案要穩(wěn)重, 最好選用化學(xué)處理技術(shù)做補(bǔ)償, 設(shè)備投運(yùn) 后逐步減少藥劑投加直至終究撤出藥劑不失為一個(gè)穩(wěn)妥方案。
6. 
1)電化學(xué)循環(huán)水處理設(shè)備,自動(dòng)化操作程度高,一同完結(jié)阻垢、防止生物污染、防腐,設(shè) 備保護(hù)便利簡(jiǎn)略,應(yīng)該是一個(gè)很有前景的循環(huán)水處理技術(shù)。
2)電化學(xué)水處設(shè)備是綠色環(huán)保水處理技術(shù),不會(huì)給冷卻水帶來(lái)二次污染,循環(huán)水系統(tǒng)的排 污水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)略沉積后,可用于美化灌溉等,減少污水排放量,下降污水處理的費(fèi)用。 3)電化學(xué)水處理設(shè)備用于循環(huán)水處理系統(tǒng)需求技術(shù)人員守時(shí)分析工作數(shù)據(jù)并進(jìn)行管控,在 技術(shù)處理上沒(méi)有下降要求。
4)豐盛的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)的處理是電化學(xué)設(shè)備成功運(yùn)用的基本條件。
5)電化學(xué)運(yùn)用于循環(huán)水處理時(shí)間較短,沒(méi)有得到大型工業(yè)循環(huán)水處理系統(tǒng)的運(yùn)用,其價(jià)格 和保護(hù)成本化學(xué)藥劑法處理比較不占優(yōu)勢(shì), 其能否得到用戶選擇的認(rèn)可, 需求由實(shí)踐中的使 用效果,設(shè)備出資及工作處理費(fèi)用等要素決議。