[发明专利]一种方形矩阵式电吸附水处理技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种方形矩阵式电吸附水处理技术，属于水处理技术领域，尤其适合于离子浓度高、大流量的循环水系统。

背景技术

水资源通常有三种——地表水、地下水和城市中水。

地下水和地表水多为生活饮用水源，地下水虽不加处理即可直接使用，但硬度大，易结垢，长期饮用对人体有害，用反渗透工艺制成纯净水，由于水中有益的和有害的成分全被过滤掉了，长期饮用照样对人体不利。

地表水通过加药杀菌处理后可作为城市自来水源，但传统的处理方式无法应对水源的日益污染。

中水虽被大力提倡用于工业循环水，却有硬度大和微生物含量高和氯根腐蚀设备等诸多危害，处理手段和处理成本受限，至今不能得到充分利用。

作为工业用水大户采用的循环水的补水水源，原则上地表水、地下水和城市中水皆可使用，但需采用一定的技术进行处理。

电吸附水处理方法具有投资小，运行和维护费用低，水资源利用率高等优点。但目前采用的电吸附水处理技术不足之处也很明显：对流量、流速、浊度要求高，不宜直接处理循环水；由于同时吸附阴阳离子，需频繁充放电，水的硬度降低有限，反而加大了电除盐难度；因水处理量有限，需投入大量的碳纤维电极和电气设备，运行和维护费用较高；污水排放量较大、浪费水资源。

发明内容

本发明是为了解决现有电吸附水处理方法的不足、尤其是循环水硬度大、易结垢、氯根高、易腐蚀等问题，在电吸附水处理方法的基础上，解决离子浓度高、大流量的循环水问题。

方形矩阵式电吸附水处理设备包括电气和机械两部分：电气部分可以提供36伏的正、负极可交换的低压直流电源；机械部分是包含多个相同或者不相同尺寸的水处理单元，水处理单元是采用钢板焊接装配成方形截面的结构体，方形的中心位置放置正电极；设备至少应包含一个水处理单元；包括作为连接低压直流电源正极的正电极连接线（003）、正电极棒（002）、负电极板（001）、闸门（006）和闸门槽（005）。

对于方形矩阵式电吸附水处理设备，一个水处理单元包括四面金属负电极板（001）和一根金属正电极棒（002），四个面的金属负电极板（001）组成了一个正方形结构的过水断面，每个水处理单元是独立工作的，相互之间没有干扰。

在正常工作中，待处理水流过水处理单元的的正电极棒（002）和负电极板（001）之间的水流通道，金属正电极棒（002）、金属负电极板（001）和水流通道内待处理的水体形成电气回路，在直流电流的作用下，钙、镁离子流向电源负极，使其积聚金属负电极板（001）附近，形成了一个很强的碱性环境区域，会加速使溶于水中的二氧化碳与钙、镁离子发生化学反应，从而生成大量的碳酸钙、碳酸镁沉淀、吸附于阴极附近，使水中的钙、镁离子减少，降低水体的硬度，使经过处理后的水质满足生产要求。

在直流电流的作用下，水中含有的氯离子会被电解氧化成游离氯或次氯酸（OCL-），还可以起到防腐、杀菌的作用。

一个水处理单元有一定的过水断面和一定的用于水处理的有效工作长度，具有相应的水处理能力和水处理质量。

水处理的水量与过水断面有关，也与过水断面内的水流速度有关，在确定水处理的能力后，根据输水渠道的有关参数即可确定所需的过水断面。

水处理单元的水处理能力不能满足要求时，需要在过水断面上增加布置相应的水处理单元。

水处理单元的水处理质量不能满足要求时，需要在沿水流方向上进行串联布置水处理单元。

水处理单元的灵活布置，可以满足不同的水处理工程要求。

沿水流方向纵向串行布置的水处理单元，具有相同的断面参数，组成一个水处理单元组；每组水处理单元至少应有一扇进水口门和一扇出水口闸门，水处理单元的进水口和出水口的闸门关闭后，水处理单元内部的水体与外部的水体可以相互隔离。

正常工作的水处理单元，进出水口闸门全部敞开，所有的水体流经相应水处理单元的水流通道，水流通道内的水体在低压直流电源的作用下，在阴极附近形成大量的钙、镁离子，逐渐沉降、吸附于金属负电极板（001），形成水垢状的沉淀物。

水处理设备运行一段时间后，会在金属负电极板（001）形成较多的水垢状沉淀物，就需要进行清污处理了。

为保证设备的正常工作，清污工作可以分组进行，一次对一组或多组水处理单元组进行处理。