循环水电化学处理设备技术浅析

本文简略介绍了国内循环水处理呈现的新技术 --电化学循环水处理技术, 介绍了国内 运用较多的 EST 电化学水处理设备的技术原理,结构及运用建议。
要害词 :循环水,电化学,结垢,腐蚀,灭菌,电极,
1、导语
现在, 电化学循环水处理技术在民用循环水系统中运用非常广泛, 如中央空调系统中的冷媒 水系统。国内研制的电化学设备也在武钢制氧循环水处理中开端了实践运用。其具有除垢、 防垢、灭菌灭藻、缓蚀的功用。
电化学循环水处理技术还没有在工业循环水处理中得到广泛运用, 必定有其存在的技术和管 理问题。
电化学循环水处理设备无论是国内仍是国外产品, 其原理是相同的, 笔者以国内民用及工业 循环水处理运用较多的以色列艾格锡 EST 电化学循环水处理设备为例, 介绍其作业原理, 设 备结构及运用建议,供循环水处理作业者研讨运用电化学水处理技术参看。
2、 EST 电化学设备结构及作业进程
1) 、设备结构
EST 电化学循环水处理设备结构见图 2-1。
图 2-1 EST 电化学循环水处理设备结构示意图
① 反应室
② 电极
③ 刮刀驱动马达
④ 刮刀
⑤ 进水阀
⑥ 排污阀
⑦ 进气口(气动)
⑧ 电源
⑨ 出水阀
⑩ 排气 /进气阀
图 2-2 电化学循环水处理设备内部示意图
2)设备作业进程
电化学循环水处理设备(EST )自身是一个碳钢制作的圆柱状的容器,直径大约为 24英寸,深为 36英寸,是带 TiNiO 电极的反应室,电动马达 /气缸,刮刀、自控阀门和专用的 控制电源系统组成。
水处理器中的水垢预堆积进程,发生在反应室内壁附近,电动马达 /气缸推动刮刀将反 应室内的预先堆积下来的水垢和其它堆积物污染物从反应室内壁上刮下并排掉, 然后完全降 低水中的硬度及碱度,这个动作是完全自动操作,每天可以操多次(根据水质调整) ,其工 作进程见图 2-2, , 反应室内部效果参见图 2-3,图 2-4.
图 2-3循环水处理 48小时反应室效果图 图 2-4刮垢后反应室的内壁效果
3、电化学设备水处理原理
经过电化学水处理技术, 运用水及水中矿产质的电化学特性, 经过电解来调度水中矿产质的 平衡, 而完结阻垢、 防腐和防治微生物的意图, 处理效果不随被处理水的条件或组成而发生 改动,是一种绿色环保的循环冷却水处理技术。
3.1、电解进程中典型的化学反应
1) 、阴极电化学反应
反应室中坚持必定的作业电流。结果是,在阴极(反应室内壁)附近构成高浓度的氢氧根, 这种升高的 pH 环境(pH 高达 13) ,让易结垢的矿产质预先结垢,并从水中分出。实际上, 阴极附近部分的高氢氧根浓度构成的化学环境,和用石灰处理构成的冷石灰软化环境类似。 2H2O(l) + 2e- H2(气 ) + 2OH-(aq)
CO2(aq)+ OH-(aq) HCO3-(aq)
HCO3 -(aq) + OH- (aq) CO32-(aq) +H20(液 )
Ca2 +(aq) 钙离子可能构成 氢氧化钙 : Ca(OH)2(垢 ) 碳酸钙 : CaCO3(垢 )
2) 、阳极电化学反应
电流也将一部分的氯离子转化成氯气, 在冷却水中构成持续灭菌效果的次氯酸。 一同发生臭 氧、氧自由基、 氢氧根自由基和双氧水。 这一系列产品供应了杀生效应,结合安培电流及局 部高的和低的(阳极) pH 区域,坚持了 EST 内部一个实际的消毒环境。
生成氧气
4HO- O2(g) + 2H20 + 4e-
游离氯
Cl- – e- Cl0
氯气
2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-
臭氧
O2 + 2HO- – 2e-O3(g) + H2O
自由基 OH0
OH- – e- OH0
过氧化氢
2H2O – 2 e- H2O2 + 2H+
氧自由基
2H2O – 2 e- O0 + 2 H+
3.2、阻垢、缓蚀、灭菌灭藻技术原理
1)电化学水处理设备运用水电化学的基本原理为基础,在反应室内运用水及水中的矿产质 的电化学特性,电极(阳极)和反应室(阴极)内壁附近分别制作出氧化反应环境和恢复反 应环境,然后完结预先堆积水垢并去除和在线发生灭菌灭藻物质。
2)在反应室内壁附近水被电解发生 OH 根, 使 PH 值升高到 14,在高碱性环境下水中钙离 子以碳酸钙水垢方法分出并附着在内壁上, 跟着反应室内壁堆积水垢增多, 守时将堆积的水 垢刮掉排出循环水系统,坚持循环水中矿产质平衡,完结水质安稳。
3)在设备阳极附近水中的氯离子被氧化,发生游离氯(≥ 0.1mg/L) ,以及臭氧、双氧水等 物质,有用杀灭进入反应室中的微生物和持续控制整个循环水系统中细菌和藻类的繁衍。 4) 运用水蒸发进程中的碱度天然上升的特征,经过恰当的 pH 值调度,维系循环水处于碱性 环境而下降腐蚀;一同水中的镁离子浓缩后将很好防止腐蚀的发生。
5) 电化学水处理设备处理了循环水系统的结垢、 腐蚀和微生物污染问题, 而循环水系统不需 要再添加化学阻垢剂、 缓蚀剂和灭菌灭藻药剂; 电化学水处理是没有任何污染的绿色环保水 处理技术, 防止了循环水系统排污水中因添加化学药剂构成的二次污染, 减少了污水处理的 背负。
4、设备工作控制技术
1)运用朗格里尔丰满指数 – LSI猜想结垢
反应室中坚持必定的作业电流。结果是,在阴极(反应室内壁)附近构成高浓度的氢氧根, 这种升高的 pH 环境(pH 高达 13) ,让易结垢的矿产质预先结垢,并从水中分出。实际上, 阴极附近部分的高氢氧根浓度构成的化学环境,和用石灰处理构成的冷石灰软化环境类似。 2H2O(l) + 2e- H2(气 ) + 2OH-(aq)
CO2(aq)+ OH-(aq) HCO3-(aq)
HCO3 -(aq) + OH- (aq) CO32-(aq) +H20(液 )
Ca2 +(aq) 钙离子可能构成 氢氧化钙 : Ca(OH)2(垢 ) 碳酸钙 : CaCO3(垢 )
2) 、阳极电化学反应
电流也将一部分的氯离子转化成氯气, 在冷却水中构成持续灭菌效果的次氯酸。 一同发生臭 氧、氧自由基、 氢氧根自由基和双氧水。 这一系列产品供应了杀生效应,结合安培电流及局 部高的和低的(阳极) pH 区域,坚持了 EST 内部一个实际的消毒环境。
生成氧气
4HO- O2(g) + 2H20 + 4e-
游离氯
Cl- – e- Cl0
氯气
2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-
臭氧
O2 + 2HO- – 2e-O3(g) + H2O
自由基 OH0
OH- – e- OH0
过氧化氢
2H2O – 2 e- H2O2 + 2H+
氧自由基
2H2O – 2 e- O0 + 2 H+
3.2、阻垢、缓蚀、灭菌灭藻技术原理
1)电化学水处理设备运用水电化学的基本原理为基础,在反应室内运用水及水中的矿产质 的电化学特性,电极(阳极)和反应室(阴极)内壁附近分别制作出氧化反应环境和恢复反 应环境,然后完结预先堆积水垢并去除和在线发生灭菌灭藻物质。
2)在反应室内壁附近水被电解发生 OH 根, 使 PH 值升高到 14,在高碱性环境下水中钙离 子以碳酸钙水垢方法分出并附着在内壁上, 跟着反应室内壁堆积水垢增多, 守时将堆积的水 垢刮掉排出循环水系统,坚持循环水中矿产质平衡,完结水质安稳。
3)在设备阳极附近水中的氯离子被氧化,发生游离氯(≥ 0.1mg/L) ,以及臭氧、双氧水等 物质,有用杀灭进入反应室中的微生物和持续控制整个循环水系统中细菌和藻类的繁衍。 4) 运用水蒸发进程中的碱度天然上升的特征,经过恰当的 pH 值调度,维系循环水处于碱性 环境而下降腐蚀;一同水中的镁离子浓缩后将很好防止腐蚀的发生。
5) 电化学水处理设备处理了循环水系统的结垢、 腐蚀和微生物污染问题, 而循环水系统不需 要再添加化学阻垢剂、 缓蚀剂和灭菌灭藻药剂; 电化学水处理是没有任何污染的绿色环保水 处理技术, 防止了循环水系统排污水中因添加化学药剂构成的二次污染, 减少了污水处理的 背负。
4、设备工作控制技术
1)运用朗格里尔丰满指数 – LSI猜想结垢
反应室中坚持必定的作业电流。结果是,在阴极(反应室内壁)附近构成高浓度的氢氧根, 这种升高的 pH 环境(pH 高达 13) ,让易结垢的矿产质预先结垢,并从水中分出。实际上, 阴极附近部分的高氢氧根浓度构成的化学环境,和用石灰处理构成的冷石灰软化环境类似。 2H2O(l) + 2e- H2(气 ) + 2OH-(aq)
CO2(aq)+ OH-(aq) HCO3-(aq)
HCO3 -(aq) + OH- (aq) CO32-(aq) +H20(液 )
Ca2 +(aq) 钙离子可能构成 氢氧化钙 : Ca(OH)2(垢 ) 碳酸钙 : CaCO3(垢 )
2) 、阳极电化学反应
电流也将一部分的氯离子转化成氯气, 在冷却水中构成持续灭菌效果的次氯酸。 一同发生臭 氧、氧自由基、 氢氧根自由基和双氧水。 这一系列产品供应了杀生效应,结合安培电流及局 部高的和低的(阳极) pH 区域,坚持了 EST 内部一个实际的消毒环境。
生成氧气
4HO- O2(g) + 2H20 + 4e-
游离氯
Cl- – e- Cl0
氯气
2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-
臭氧
O2 + 2HO- – 2e-O3(g) + H2O
自由基 OH0
OH- – e- OH0
过氧化氢
2H2O – 2 e- H2O2 + 2H+
氧自由基
2H2O – 2 e- O0 + 2 H+
3.2、阻垢、缓蚀、灭菌灭藻技术原理
1)电化学水处理设备运用水电化学的基本原理为基础,在反应室内运用水及水中的矿产质 的电化学特性,电极(阳极)和反应室(阴极)内壁附近分别制作出氧化反应环境和恢复反 应环境,然后完结预先堆积水垢并去除和在线发生灭菌灭藻物质。
2)在反应室内壁附近水被电解发生 OH 根, 使 PH 值升高到 14,在高碱性环境下水中钙离 子以碳酸钙水垢方法分出并附着在内壁上, 跟着反应室内壁堆积水垢增多, 守时将堆积的水 垢刮掉排出循环水系统,坚持循环水中矿产质平衡,完结水质安稳。
3)在设备阳极附近水中的氯离子被氧化,发生游离氯(≥ 0.1mg/L) ,以及臭氧、双氧水等 物质,有用杀灭进入反应室中的微生物和持续控制整个循环水系统中细菌和藻类的繁衍。 4) 运用水蒸发进程中的碱度天然上升的特征,经过恰当的 pH 值调度,维系循环水处于碱性 环境而下降腐蚀;一同水中的镁离子浓缩后将很好防止腐蚀的发生。
5) 电化学水处理设备处理了循环水系统的结垢、 腐蚀和微生物污染问题, 而循环水系统不需 要再添加化学阻垢剂、 缓蚀剂和灭菌灭藻药剂; 电化学水处理是没有任何污染的绿色环保水 处理技术, 防止了循环水系统排污水中因添加化学药剂构成的二次污染, 减少了污水处理的 背负。
4、设备工作控制技术
1)运用朗格里尔丰满指数 – LSI猜想结垢循环水选用用化学药剂处理的政策是让一切的物质都处于溶解平衡情况, 并且用朗格里尔饱 和指数 - LSI 进行循环水结垢猜想,同理,电化学选用水中矿产去除技术坚持循环水中矿 物质的平衡情况,故此相同可选用朗格里尔丰满指数 - LSI 进行循环水结垢猜想来处理和 控制设备的工作情况,抵达控制循环水结垢的意图。
2)选用电阻测验技术控制水垢预堆积的打扫
在 EST 电解水处理器中的水垢预堆积进程,发生在反应室内壁附近。 因为运用了电阻测验 系统, 预堆积的水垢只在反应室内壁附近堆积很薄的一层。 经过这个系统, 反应室内壁上会 一向残留一薄层水垢,这有利于提高水垢的堆积功率。一同,系统为了保证水垢不会太厚, 规划了自动刮刀来守时将水垢刮掉排出反应室。
3)在线电导和 pH 值检测控制技术
设备配备在线 pH 传感器和 pH 值调度设备、在线电导率检测系统,及水质调度设备等。 5、设备运用要害
1) 、 电解水处理器运用水垢预堆积和氯离子及氧离子的氧化产品, 用于工业循环冷却水、 中 央空调循环水、工业制作冷却水系统,然后处理结垢和微生物控制的问题。
2) 、 电化学水处理技术是根据循环水系统工艺要求, 经过对补偿水和循环水水质的分析核算 来量身拟定循环水系统水质安稳的技术方案。
3) 、 电化学循环水处理系统对技术控制处理要求与化学水处理技术相同, 并且有必要符合循环 水出产工作的特性要求,不然不能发挥设备的结垢、腐蚀、微生物控制功用而构成失利。
4) 、电化学设备的在线表面及自动化控制系统要求牢靠安稳有用才华保证设备有用工作。
5) 、电化学设备的保护处理是设备安全牢靠工作的基础保证。
6) 、 单台电化学水处理设备处理才华较小, 国外电化学水处理设备在国内没有见到在大规模 循环水处理系统中运用。 国产设备在大规模循环水量处理系统中运用案例也很少, 其详细效 果及安稳牢靠性有待查询。 只有多年堆集的实践经验做基础, 才华制作出符合水处理功用要 求的设备, 故此设备选型拟定水处理方案要稳重, 最好选用化学处理技术做补偿, 设备投运 后逐步减少药剂投加直至终究撤出药剂不失为一个稳妥方案。
6. 
1)电化学循环水处理设备,自动化操作程度高,一同完结阻垢、防止生物污染、防腐,设 备保护便利简略,应该是一个很有前景的循环水处理技术。
2)电化学水处设备是绿色环保水处理技术,不会给冷却水带来二次污染,循环水系统的排 污水经过简略沉积后,可用于美化灌溉等,减少污水排放量,下降污水处理的费用。 3)电化学水处理设备用于循环水处理系统需求技术人员守时分析工作数据并进行管控,在 技术处理上没有下降要求。
4)丰盛的现场运用实践经验和科学的处理是电化学设备成功运用的基本条件。
5)电化学运用于循环水处理时间较短,没有得到大型工业循环水处理系统的运用,其价格 和保护成本化学药剂法处理比较不占优势, 其能否得到用户选择的认可, 需求由实践中的使 用效果,设备出资及工作处理费用等要素决议。