专利名称：一种低压-直流-开放式电化学消毒器的制作方法
技术领域：
本发明属于环境保护中水处理装置与技术领域。特别是提供了一种用于水体消毒的低压—直流—开放式电化学消毒器。
背景技术：
随着我国各种水质标准的不断提高，以及今年春季在中国香港、北京、广东等地区“非典型性肺炎”的大规模爆发，使得水处理领域对消毒应用的需求也显得愈发突出，各种传统的、现代化的消毒技术将在水处理领域以及污水无害化处理方面发挥巨大的作用。
作为消毒技术之一的电化学消毒技术，从19世纪末期开始就被用于水质管理，用来控制水中的微生物和杂质。从电化学角度出发，电化学消毒技术可以分为间接电化学氯消毒和直接电化学消毒两大类。间接电化学氯消毒技术是指采用专门的设备，利用电化学原理在现场制备次氯酸钠或氯气，然后加入待消毒的水体中，完成消毒过程；直接电化学消毒技术是指将待处理的液体通过专门的电化学消毒装置，在特定的反应时间内达到特定的消毒效果。电化学消毒过程的主要优势在于消毒剂在反应现场制备，如电解海水与污水的混合水体，生成有效氯，从而从根本上避免了传统氯消毒中存在的潜在危险性。据有关研究报道，电化学消毒方法可以杀死40多种微生物，与此同时可以利用电极的氧化还原等特征去除水中多种离子型杂质以及有机物，同时电化学消毒器出水还具有持续杀菌能力。
目前间接电化学氯消毒设备使用比较广泛，如国外ELTECH SYSTEM公司的SANILEC海水及盐水系统，美国化学设备公司的CLOR-TEC标准系统，WALLACE&TIERNAN的OSEC系统以及意大利ORONZIO DE NORA公司生产的DENORA SEACLOR海水及盐水系统。国内有北京永航机电公司开发的的BTT-III现场消毒剂发生器。在过去的几十年间，这些产品主要在多个国家和多个领域得到了广泛应用。其中包括冷却水的消毒(矿物能源燃料发电厂、核发电厂、工业企业等)，污水处理消毒，饮用水消毒，游泳池水消毒，石油开采的油井回注水的杀菌，纺织设备制造，工业漂白，制药用水，制糖业等。
由于间接电化学消毒氯消毒设备需要多种配套设施，如电解槽出水处理系统、用于氯气和氢氧化钠放热反应的冷却装置、次氯酸钠或者海水的收集罐。如果是海水系统，需要增加海水处理设施，如隔栅及机械微滤等；如果是盐水系统，则需要增加盐水制备装置，有时需要盐水处理装置。
直接电化学消毒装置主要由由电解槽、整流器、开关控制箱等组成，不需要间接电化学氯消毒装置所需要的辅助设施，因此系统构成比较简单，管理、维护比较方便；此外电化学消毒器出水还具有持续消毒作用，保证所要求水质的处理效果。
直接电化学消毒系统在运行模式上可以采用单程和循环运行两大类。如同济大学高廷耀教授研制开发的SC-B型系列微电解水处理器，其单程处理能力可以达到0.5-5m3/h，输入电压为220v，50Hz，能耗为20-800w·h/m3，应用范围包括工业用水、生活用水；食品、饮用水；喷泉、游泳池；微生物滋生水质；空调用水；循环冷却水；高层建筑屋顶水箱水；医院污水排放；工程建设、给排水系统辅助设备。根据实际处理需要，选择单程运行或者循环运行模式。目前直接电化学消毒设备主要应用于小规模水处理领域，对稍大规模的应用报道并不多见。
根据清华大学环境系环境模拟与污染控制国家重点实验室前期对电化学消毒机理、运行参数的研究结果，直接电化学消毒方法对于处理高含量氯离子的水质具有非常好的处理效果。采用重点实验室设计并加工完成的低压—直流—开放式电化学消毒器，对温州某养殖场养殖水的直接电化学消毒研究的结果表明，养殖水中的氯离子含量为10900mg/l，当停留时间仅为15s，消毒所需的能耗仅为5w·h/m3。此外对油田回注水的杀菌也进行了尝试，取得了比较好的处理效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低压—直流—开放式电化学消毒器。可用于生活杂用水、海产养殖水、油田回注水、游泳池等水处理领域。
本发明的构成本发明由开放式电解消毒器和直流电源构成，以聚丙烯酸甲酯为原料的有机玻璃板为壳体，外形为长方体，在消毒器内部每隔13-20mm的底部和左右两侧分别铣出2-3mm的浅槽以放置极板3；进水口6有4～6根布水管5设置在壳体外侧，进水口的浅槽内安装布水板4，保证进水混合均匀；极板全部安插在浅槽内，极板间距为15～20mm，在阴阳极板间未加设隔膜，所以称为“开放式”电化学消毒器，这样保证阳极产生的氯气溶于水后形成的次氯酸与阳极产生的氢氧化钠反应生成次氯酸盐，随着水流不断通过阴阳极板间，消毒剂的浓度不断增加，有助于加速水流内病原微生物的失活；在极板未插入槽体的一边焊上接线柱2，相邻两块极板的接线柱2交错排列；电化学消毒器的上盖8与电化学消毒器四周间的密封采用橡胶垫圈；为保证接线柱处密封性，在接线柱上套两层塑胶垫圈，然后穿过上盖板，穿出上盖板的部分再加两层塑胶垫圈，然后再套上一只不锈钢垫圈，上装不锈钢螺母，导线连到接线柱上后，再另装一螺母，避免导线滑落；电化学消毒器后部3～5厘米出水口7的上盖板处安装排气装置1，以使过程中产生的氢气尽快逸出，避免压力过大造成电化学消毒器的接缝处裂开；电极间连线采用并联、单极方式；采用直流电源；上盖8四周与壳体之间以不锈钢螺栓通过螺栓孔9相连，边缘上的螺栓孔数与上盖上螺栓孔数量相等，并且位置相同，确保上盖与消毒器的密封性。
本发明的优点在于处理能力可以达到1-3m3/h，输入电压为10-30V，能耗为5-220w·h/m3；应用范围广。并且结构简单，操作、管理、维护简便，处理效果好。处理后的海水养殖场养殖水的细菌指标达到了养殖水的标准。
图1a为本发明低压—直流—开放式电化学消毒器的上盖板示意图；其中，排气装置1，接线柱2，上盖8，螺栓孔9。
图1b为本发明低压—直流—开放式电化学消毒器的一种结构示意图。其中极板3，布水板4，进水口6，布水管5，出水口7。
具体实施例方式图1b为低压—直流—开放式电化学消毒器的结构示意图。待处理的水体如海水养殖场养殖用水，油田回注水，社区中水站二级处理后出水，必须经过过滤等预处理，油田回注水还需经过除油、混凝沉淀等处理工艺。经过预处理后的水流，泵入电化学消毒器内，由于布水管和布水板的作用，进水和反应器内的水流混合的均匀度较好，从而保证电解过程中产生的杀菌剂能够均匀分散在水体中。调节直流电源上的电流、电压，调节放气阀的开度，即能保证氢气的逸出，又要确保水流不会从放气阀排出。出水需测定余氯浓度，如果余氯浓度过高，需适当调整电流的输出大小、水流在电化学消毒器内的停留时间，如果余氯浓度过高，考虑加入硫代硫酸钠脱氯，保证用水的安全性。
权利要求
1.一种用于水体消毒的低压—直流—开放式电解消毒器，由开放式电化学消毒器和直流电源构成，以聚丙烯酸甲酯为原料的有机玻璃板为壳体，外形为长方体，其特征在于在电化学消毒器内部每隔13-20mm底部和左右两侧分别铣出2-3mm的浅槽以放置极板(3)；进水口(6)有4～6根布水管(5)设置在壳体外侧，进水口的浅槽内安装布水板(4)；极板全部安插在浅槽内，极板间距为15～17mm，在极板未插入槽体的一边焊上接线柱(2)，相邻两块极板的接线柱(2)交错排列；电化学消毒器的上盖(8)与电化学消毒器四周间的密封采用橡胶垫圈；在接线柱上套两层塑胶垫圈，然后穿过上盖板，穿出上盖板的部分再加两层塑胶垫圈，然后再套上一只不锈钢垫圈，上装不锈钢螺母，导线连到接线柱上后，再另装一螺母；反应器后部3～5厘米出水口(7)的上盖板处安装排气装置(1)，电极间连线采用并联、单极方式；采用直流电源；上盖(8)四周与壳体之间以不锈钢螺栓通过螺栓孔(9)相连，边缘上的螺栓孔数与上盖上螺栓孔数量相等，并且位置相同。
全文摘要
本发明提供了一种低压—直流—开放式电化学消毒器。其特征在于在电化学消毒器内部铣浅槽以放置极板(3)；进水口(6)有4～6根布水管(5)设置在壳体外侧，进水口的浅槽内安装布水板(4)；在极板未插入槽体的一边焊上接线柱(2)，电化学消毒器的上盖(8)与电化学消毒器四周间的密封采用橡胶垫圈；电化学消毒器后部3－5厘米出水口(7)的上盖板处安装排气装置(1)，电极间连线采用并联方式、单极方式；采用直流电源；上盖(8)四周与壳体之间以不锈钢螺栓通过螺栓孔(9)相连，边缘上的螺栓孔数与上盖上螺栓孔数量相等，并且位置相同。本发明的优点在于结构简单，操作、管理、维护简便，处理后的海水养殖场养殖水的细菌指标达到了养殖水的标准。
文档编号C02F1/461GK1526653SQ03157448
公开日2004年9月8日 申请日期2003年9月22日 优先权日2003年9月22日
发明者施汉昌, 刁惠芳 申请人:清华大学