[发明专利]一种循环水处理方法及设备

说明书

技术领域

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

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。

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

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：

一种循环水处理方法，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：

2H₂O+2e^—→H₂+2OH^—

CO₂+OH^—→HCO₃^—

HCO₃^—+OH^—→CO₃^2—+H₂O

CO₃^2—+Ca²⁺→CaCO₃

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：

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：

O₂+2OH^—→O₃+H₂O+2e^—

2Cl^—→Cl₂+2e^—

Cl^—→Cl⁰+e^—

2H₂O→H₂O₂+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。

一种上述方法的循环水处理设备，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；