一种循环水处理方法及设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明创造属于环保设备技术领域，具体是一种循环水的电解水处理方法及具有 自动清理功能的预先结垢水处理设备。
【背景技术】
[0002] 工业上诸多领域都离不开循环水，循环水在热交换的过程中极易形成水垢，水垢 是一种导热性极差的物质，有水垢的存在大大降低了换热效率，白白耗费了大量的能源，而 且结垢还会伴随着腐蚀，会缩短设备使用寿命，还易引发安全事故。水垢的存在极大的困扰 了企业，清理水垢的工作复杂而繁琐，不仅需要拆卸设备和管道，还需停工停产，也耗费了 大量人工成本。
[0003] 目前，现有的除垢方法主要有水预处理法、物理法和化学法，其中水预处理法采用 离子交换设备可提前置换出水中的成垢离子，但该设备需定期更换交换介质，且工作效率 不稳定。物理法常采用电磁或强磁处理的方法，阻止水中成垢离子结合生成水垢，但该方法 阻垢除垢效果市场普遍反映不佳。化学法主要是向循环水中投加化学药剂来阻止水垢生 成，这样一来耗费成本过高，且容易造成二次污染。
【发明内容】
[0004] 本发明创造提出一种具有自动清理功能的预先结垢水处理设备，具体如下：
[0005] 一种循环水处理方法，步骤包括：
[0006] 1)阴极附近发生电解水反应，生成大量的氢氧根离子，使该区域的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离子即钙离子和镁离子反应生成碳酸钙 和碳酸镁，并且酸钙和碳酸镁以碳水垢的形式附着在反应室内壁上；阴极附近的化学反应 如下：
[0007] 2H20+2e - H2+20H
[0008] C02+0H-- HC03-
[0009] HC03-+0『- C032-+H2O
[0010] C032-+Ca2+-CaCO 3
[0011] 2)阳极附近，阳极为钛氧化物为半导体，钛氧化物具有特定外层电子结构，在电场 中会有"空穴"效应，具有强大的吸引电子的能力，在紫外线及电流的催化下，使水中的水分 子和氢氧根离子失去一个电子，从而生成具有超强氧化能力的羟基自由基· OH ;羟基自由 基来氧化水中的各类微生物和有机物，在杀菌灭藻的同时，去除了水中的有机物，消除了其 污染环境的隐患；其反应方程式如下：
【主权项】
1. 一种循环水处理方法，其特征是步骤包括： 1) 阴极附近发生电解水反应，生成大量的氢氧根离子，使该区域的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离子即钙离子和镁离子反应生成碳酸钙和 碳酸镁，并且酸钙和碳酸镁以碳水垢的形式附着在反应室内壁上；阴极附近的化学反应如 下： 2H20+2e^ H 2+20F C02+0!T- HCO 疒 HCCV+ΟΓ- CO 广+H2O CO广+Ca2+- CaCO 3 2) 阳极附近，阳极为钛氧化物为半导体，钛氧化物具有特定外层电子结构，在电场中会 有"空穴"效应，具有强大的吸引电子的能力，在紫外线及电流的催化下，使水中的水分子和 氢氧根离子失去一个电子，从而生成具有超强氧化能力的羟基自由基· 0H;羟基自由基来 氧化水中的各类微生物和有机物，在杀菌灭藻的同时，去除了水中的有机物，消除了其污染 环境的隐患；其反应方程式如下：
阳极附近在电流的作用下，还生成了臭氧、氯气、游离氯和双氧水，进一步杀菌灭藻；其 反应方程式如下： 〇2+20H - 0 3+H20+2e 2C1 - Cl 2+2e cr- Cl 〇+丨 2H20 - H202+2H++2e- 3) 结垢过程，打开进水口和出水口，水经反应室时在其内壁形成水垢，水垢的形成会造 成反应室内壁的电阻值的升高； 当水垢厚度达到一定值时，电阻值达到阈值时，关闭进水口和出水口，开始除垢，或者 达到设定的除垢间歇时间开始除垢；当电阻值达到到内壁无垢状态所对应的电阻值时，停 止除垢； 此时的反应室内水中充满水垢悬浮物，在水中电流的作用下，产生电絮凝现象，将水垢 悬浮物絮凝成较大颗粒而沉淀于反应室底部，开启进水口和排污口，将含水垢的水排出。
2. -种实现权利要求1所述方法的循环水处理设备，其特征是包括：桶体、阳极、进水 口、出水口、控制器、UV发射器和直流电源； 所述桶体的内壁为导电材质，该内壁作为阴极，桶体的内腔作为反应室，反应室为圆桶 形状； 所述阳极装在反应室内；阳极与外部电源连接；阳极的材料为钛氧化物金属半导体； 所述阳极为圆桶形状，且圆桶形状的阳极在反应室的中间位置，且阳极的轴线与反应室的 中心线重合；所述直流电源的输出端分别连接阴极和阳极； 所述反应室是密闭的；反应室内装有UV发射器，UV发射器向反应室内发射紫外线； 所述进水口和出水口都装在反应室上；所述反应室顶部设有排气口；反应室底部装有 排污口； 还包括电机；电机装在桶体外的上部，电机的动力输出轴通过联轴器连接中心轴；该 中心轴伸入反应室，且中心轴的轴线与反应室的轴线相同； 中心轴上连接有除垢刷；除垢刷随中心轴转动所成轨迹为圆筒形状，该圆筒形状的直 径与桶体内壁的直径对应。
3. 根据权利要求2所述的循环水处理设备，其特征是还包括控制器，所述控制器控制 进水口、出水口、排气口和排污口的开/闭，控制电机的启/停，控制直流电源与阴极和阳极 之间的通/断，控制UV发射器的启/停。
4. 根据权利要求2或3所述的循环水处理设备，其特征是所述进水口上装有进水阀； 所述出水口上装有过滤网，过滤网的外侧装有出水阀；排污口上装有排污阀。
5. 根据权利要求2所述的循环水处理设备，其特征是所述桶体的顶部装有可拆卸的端 盖。
6. 根据权利要求2所述的循环水处理设备，其特征是桶体外的底部装有支架。
7. 根据权利要求2所述的循环水处理设备，其特征是阴极材料为不锈钢、碳钢、铝或 铜。
8. 根据权利要求5所述的循环水处理设备，其特征是所述阳极与端盖相连接，并伸入 反应室中； 所述除垢刷与中心轴通过反应室内底部的不锈钢连接架相连；在反应室内上部通过钢 圈将除垢刷之间相连接来固定除垢刷； 钢圈围在阳极外壁以外，不锈钢连接架在阳极底部以下，除垢刷转动状态下，钢圈和不 锈钢连接架不接触阳极； 所述除垢刷由塑料或橡胶材料制成，数量为3?5个； UV发射器位于端盖上，向反应室内发射紫外线； 排气装置与出水口同时开/闭； 所述过滤网为70-100目； 反应室底部为圆锥形结构。
【专利摘要】一种循环水处理方法及设备，包括反应室，端盖，电机，除垢刷，支架，阳极，进出口与进水阀，出水口与出水阀，排污口与排污阀，控制中心，UV发射器，排气装置，过滤网。反应室的内壁作为阴极；阳极为桶型结构伸入反应室中；除垢刷与中心轴通过反应室底部不锈钢连接架相连，电机与中心轴相连，电机的转动带动中心轴的转动，从而使除垢刷的转动，在反应室上部通过钢圈将除垢刷之间相连接，钢圈和不锈钢连接架分别在阳极的外侧和底侧，确保在转动过程中不接触阳极；除垢刷数量为3—5个；控制中心固定于外壳上；UV发射器位于端盖上；排气装置与出水口所接受信号一致，当出水口打开时，排气装置打开，将反应室生成气体排出；出水口内置过滤网；反应室底部为圆锥形结构。
【IPC分类】C02F5-00, C02F1-467, C02F1-32
【公开号】CN104528957
【申请号】CN201410796207
【发明人】高冬, 朱骏峰, 殷骊, 乔新泉, 胡秋英, 周志坚
【申请人】江苏润聚新材料科技有限公司, 中国化学工程第十四建设有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月18日