[发明专利]空气冲刷脱垢的电化学软化水方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及电化学软化水方法与系统，尤其是涉及一种空气冲刷脱垢的电化学软化水方法与系统。

背景技术

电力、石油化工、钢铁制造行业蒸发冷却过程当中产生的循环冷的处理均涉及到软化。目前国内外软化的传统方法有化学药剂投加法，反渗透法等。这些方法各具特点。与传统的方法相比，电化学软化法具备环境友好、处理效率高、适用范围广等优点，因此在高硬度废水处理中具有良好的工业化应用前景。

电化学软化法虽具有上述众多优点，但在阴极脱垢方面，仍存在一些缺陷。目前国内外常用的脱垢方法有机械脱垢法、酸洗脱垢法与电极倒极脱垢法。机械脱垢法操作简便，目前应用最广，但机械刮板在阴阳极之间的安装不可避免地增加了电极之间的间距，这既增加能耗，又因阴极总面积受限而影响硬度去除效率。此外，经长时期使用后，机械脱垢效率会明显下降。酸洗脱垢法虽脱垢效率高，但需要消耗化学药剂，而且酸洗过程中会产生酸性废水。电极倒极脱垢法的脱垢效率也较高，但频繁倒极后，电极寿命会显著缩短。以上脱垢方法的明显缺陷严重制约了电化学软化法的推广应用。

发明内容

为了克服背景技术中脱垢所存在的问题，本发明的目的在于提供一种空气冲刷脱垢的电化学软化水方法与系统，以实现对电化学软化装置的高效脱垢。软化水阶段，电化学反应去除硬度离子并以沉淀形式吸附于阴极上；脱垢阶段，利用空气冲刷对阴极进行原位脱垢处理。

本发明采用的技术方案是：

一、一种空气冲刷脱垢的电化学软化水方法：

该方法的系统由电化学反应器和沉淀池串联而成；电化学反应器内依次垂直安装两块或者多块相间排列的阴、阳电极，采用硬水软化与阴极脱垢两个步骤交替操作；

1)水软化阶段：硬水通过电化学反应器，利用电流密度为10-300A/m² 的直流电促进水电解，阴极表面产生大量OH^- ，与水中HCO₃^- ，Ca²⁺ 和Mg²⁺ 反应分别生成CaCO₃ 和Mg(OH)₂并沉积于阴极表面，水中的硬度离子得到去除；

2)阴极脱垢阶段：向电化学反应器同时通入水和压缩空气，利用气泡破裂产生的剪切力，对阴极进行脱垢处理；在脱垢的同时，借助电化学反应器中连续流动的水流，使得被脱除的沉淀排出电化学反应器。电化学反应器出水经过沉淀池，水与悬浮固体在沉淀池得到分离，出水通过沉淀池出水阀排出。

所述阴极脱垢阶段，采用空气冲刷方式脱垢。

二、一种空气冲刷脱垢的电化学软化水方法的系统：

该系统由电化学反应器和沉淀池串联而成；其中：

电化学反应器：为左侧底部开有原水进水口、右侧上部开有电化学反应器出水口和右侧底部进气口的绝缘槽；阳极与阴极相间排列并垂直固定于绝缘槽内；各阳极互相连接，各阴极也互相连接；阳极与直流电源正极相连，阴极与直流电源负极相连；原水进水口经原水进水阀与原水进水泵连接；电化学反应器出水口经电化学反应器出水阀与沉淀池进水口相连；开有进气孔的进气管的一端从进气口装入绝缘槽内，进气管的另一端经进气阀与气泵连接；

沉淀池：为左侧中部开有沉淀池进水口和右侧上部开有沉淀池出水口的沉淀池外壳；沉淀池进水口与电化学反应器出水阀出水口相连；沉淀池出水口与沉淀池出水阀相连。

所述阳极和阴极相间排列，电极间距为2～10mm。

所述阳极与阴极均具有凸出打孔部分，凸出打孔部分与接线通过螺母固定方式连接，最终与直流电源相连。

所述阴极采用镜面耐腐蚀金属或合金，形状为板状。

本发明具有的有益效果是：

1)装置结构显著简化，运行管理更简便。

2)阴极有效面积显著增加，除垢效率大幅提高。

3)电极间显著缩短，能耗大幅下降。

本发明适用于电力，石油，暖通等行业工业循环水的软化以及电镀漂洗等含重金属离子废水的净化。

附图说明

图1是本发明结构原理图。

图2是图1电化学反应器的A-A剖视图。

图3是图1电化学反应器的B-B剖视图。