申请日2015.07.14
公开(公告)日2015.10.28
IPC分类号C02F5/00
摘要
本发明公开了一种水处理设备及其全自动在线除垢杀菌装置，其中全自动在线除垢杀菌装置包括内置杀菌吸垢电极组的反应槽和除垢杀菌装置，杀菌吸垢电极组中阴极呈圆柱体状且转动设置在反应槽内，阳极呈弧形板状且固定在阴极的下方，除垢杀菌装置包括电动滑台和弹性刮刀，电动滑台固定在反应槽的外侧壁上，刮刀设置在刮刀架上且可由刮刀推进电机驱动其沿与阴极的轴线垂直的方向移动，刮刀架可由丝杠螺母机构驱动其沿与阴极的轴线平行的方向移动。本发明利用电化学进行水处理，并采用刮刀全自动去除阴极上的水垢，无需加入化学药剂，成本低、效率高、无环境污染，并可延长水处理设备的使用寿命，是一种在水处理领域具有广阔推广应用前景的清洁技术。
权利要求书
1.全自动在线除垢杀菌装置，包括反应槽和设置在所述反应槽内的杀 菌吸垢电极组，所述杀菌吸垢电极组由间隔设置的阳极和作为水垢吸附体 的阴极组成并分别与直流电源的正极和负极连接，所述反应槽的两个相对 的侧壁上分别设有进水口和出水口，其特征在于，还包括清垢机构，所述 清垢机构包括：
电动滑台，固定在所述反应槽的外侧壁上，所述电动滑台具有与所述 阴极的轴线平行的导轨，所述导轨上设有刮刀架，所述阴极的外形呈圆柱 体状设置在所述反应槽内，且可由阴极驱动电机驱动其转动，所述阳极呈 弧形状，且固定设置在所述阴极的下方，所述刮刀架可由驱动机构驱动沿 所述导轨移动;
刮刀，设置在所述刮刀架上，所述刮刀可由刮刀推进电机驱动其沿与 阴极的轴线垂直的方向移动。
2.如权利要求1所述的全自动在线除垢杀菌装置，其特征在于，所述 反应槽的底面内壁上间隔地固定设有多块紊流挡水板，所述紊流挡水板的 顶面上开有与所述阳极相适配的弧形槽，所述阳极具有网状镂空部且底面 支撑在多块所述紊流挡水板上的弧形槽内。
3.如权利要求1所述的全自动在线除垢杀菌装置，其特征在于，还包 括设置在所述反应槽敞口处的水垢收纳装置，所述水垢收纳装置包括朝向 所述刮刀架向下倾斜设置的水垢导流板，所述水垢导流板位于所述刮刀的 下方，且朝向所述刮刀的一面以软质塑料材料吻合抵靠在所述阴极的外圆 面上，朝向所述刮刀架的末端设有水垢收集槽。
4.如权利要求1所述的全自动在线除垢杀菌装置，其特征在于，所述 作为水垢吸附体的阴极为空心结构，且由不锈钢、钛金属或涂覆有贵金属 氧化物涂层的钛基金属材料制作而成。
5.如权利要求1所述的全自动在线除垢杀菌装置，其特征在于，所述 作为水垢吸附体的阴极的两端分别设有转动轴，所述转动轴设置在轴承座 上，所述轴承座通过轴承支架设置在所述反应槽内，所述轴承支架的下端 固定在所述反应槽的底面内壁上。
6.如权利要求1所述的全自动在线除垢杀菌装置，其特征在于，其中 一个所述转动轴的一端穿出所述反应槽的侧壁后与阴极驱动电机连接，且 所述转动轴与所述反应槽的侧壁之间设有机械密封件，所述阴极驱动电机 固定在所述反应槽的相应侧壁的外侧面上。
7.如权利要求1所述的全自动在线除垢杀菌装置，其特征在于，还包 括电导率在线监测仪，设置在所述反应槽的进水口处或水处理系统中，自 动控制系统根据所述电导率在线监测仪检测到的电导率值是否超过设定值 控制所述杀菌吸垢电极组与直流电源接通或断开。
8.如权利要求1所述的全自动在线除垢杀菌装置，其特征在于，自动 控制系统根据杀菌吸垢电极组的工作时间和工作电流大小，控制清垢机构 启动或停止。
9.如权利要求1所述的全自动在线除垢杀菌装置，其特征在于，还包 括余氯在线监测仪，设置在反应槽的出水口处或者水处理系统的循环管路 中，自动控制系统根据水体中余氯是否偏离设定值，控制杀菌吸垢电极组 的通电电流大小。
10.水处理设备，包括由管路连接的冷却水塔和换热器，其特征在于， 还包括如权利要求1至9项任一项所述的全自动在线除垢杀菌装置，所述 全自动在线除垢杀菌装置通过旁路连接到所述管路上。
说明书
水处理设备及其全自动在线除垢杀菌装置
技术领域
本发明涉及水处理设备，具体涉及水处理设备及其全自动在线除垢杀 菌装置。
背景技术
众所周知，采用电化学法进行水处理同物理法、化学法等其他水处理 技术相比，具有节约水资源、减少环境污染、延长设备使用寿命等许多明 显的优势，因此，近年来，电化学水处理技术迅速得到人们的青睐，并且 在诸多领域得到了实际应用。
电化学水处理技术的原理是：在反应器的阳极和阴极上施加直流电场， 利用电催化氧化还原反应产生羟基自由基·OH、次氯酸根CIO-、过氧化氢 H2O2、臭氧O3、二氧化氯CIO2、超氧O2·、单线原子氧O·、超二氧化氢H2O2·等 中间产物，这些中间产物可以对微生物、绿藻进行杀灭，从而抑制细菌和 微生物的繁殖;同时，水体中的Mg、Ca、SiO2等离子生成以碳酸镁、碳酸 钙和二氧化硅为主要成分的水垢，被阴极捕获并固结在其外表面上，从而 达到降低水体的硬度和浊度的作用。
采用电化学法进行水处理，不需添加任何药剂，因此，有效避免了对 环境造成的二次污染;另外，电化学过程一般在常温常压下进行，其化学 过程的主要运行参数是电流和电压，易于实现自动控制，从而使得电化学 水处理设备相对简单，对于电化学水处理设备而言，设计合理的系统，其 工作效率也比较高。
但是，阴极的结垢也是客观存在的一个现象。随着反应器工作时间的 增加，阴极上附着的垢层越来越厚，这将直接影响设备的工作效率，因此 必须加以清除。这是在实际应用中的一个关键问题，如何清除阴极结垢的 问题，是不可忽视的一个问题。
目前，阴极除垢的方法主要有以下几种：
(1)人工清除法。这种方法，不仅需要停机，而且清除工作繁琐且人 为因素影响大，没有实际应用价值优势。
(2)酸洗法。即采用较低浓度的盐酸浸泡，以使阴极表层上附着的水 垢溶解。此方法虽然简便，但是，一来采用化学药品增加了水处理的运行 成本，而且化学药剂的储运也不方便;二来化学药品废液排放会造成环境 污染;此外，使用酸洗除垢往往会对管道和设备产生损害，降低了设备的 正常使用寿命。
(3)脉冲电流法或超声法。该方法虽然水垢的聚集减少了，但是结晶 的固体水垢不能定期排放分离出系统之外，不能有效降低水体的硬度也是 不可取的。
(4)倒极法。即将正常工作模式的阴极作为阳极，于是阴极垢层发生 溶解，最终实现阴极除垢。这种方法，水垢吸附体阴极需进行贵金属涂层， 因此制造电极的成本较高。另外，周期性颠倒极性，不仅仅会明显影响电 极的催化活性，还会导致电极使用寿命直线下降，对于氧化还原可逆性较 差的钛基钌铱电极尤为明显。毫无疑问，从应用价值方面来讲也是不可取 的。
毋容置疑，无论何种除垢方式其目的无外乎是保持参与反应的极板表 面的清洁度，从而为保证设备的正常工作创造有利因素。
由此可见，现有的阴极除垢方法，均存在一定的不足，急需提供一种 更好的在线自动除垢方法，消除酸洗除垢的弊端、解决人工除垢的不便、 减少对环境的污染，并且自动化程度高、易于制作、成本低廉、工作效率 高、应用范围广泛。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何全自动地高效、低成本去除阴极表 面的水垢并排出原系统之外，且不产生环境污染的问题。
为了解决上述技术问题，实现在线除垢及时彻底，同时考虑环境保护、 拒绝化学药剂以及延长设备的使用寿命情况下，本发明采用滑动刮台断续 或者连续旋转进行水垢吸附体表面水垢除出。为此，本发明所采用的技术 方案是提供一种全自动在线除垢杀菌装置，包括反应槽、设置在所述反应 槽内的杀菌吸垢电极组和清垢机构，，所述杀菌吸垢电极组由间隔设置的阳 极和作为水垢吸附体的阴极组成并分别与直流电源的正极和负极连接，所 述反应槽的两个相对的侧壁上分别设有进水口和出水口，所述清垢机构包 括：
电动滑台，固定在所述反应槽的外侧壁上，所述电动滑台具有与所述 阴极的轴线平行的导轨，所述导轨上设有刮刀架，所述阴极的外形呈圆柱 体状设置在所述反应槽内，且可由阴极驱动电机驱动其转动，所述阳极呈 弧形板状，且固定设置在所述阴极的下方，所述刮刀架可由驱动机构驱动 沿所述导轨移动;
刮刀，设置在所述刮刀架上，所述刮刀可由刮刀推进电机驱动其沿与 阴极的轴线垂直的方向移动。
在上述全自动在线除垢杀菌装置中，所述反应槽的底面内壁上间隔地 固定设有多块紊流挡水板，所述紊流挡水板的顶面上开有与所述阳极相适 配的弧形槽，所述阳极具有网状镂空部且底面支撑在多块所述紊流挡水板 上的弧形槽内。
在上述全自动在线除垢杀菌装置中，还包括设置在所述反应槽敞口处 的水垢收纳装置，所述水垢收纳装置包括朝向所述刮刀架向下倾斜设置的 水垢导流板，所述水垢导流板位于所述刮刀的下方，且朝向所述刮刀的一 面以软质塑料材料吻合抵靠在所述阴极的外圆面上，朝向所述刮刀架的末 端设有水垢收集槽。
在上述全自动在线除垢杀菌装置中，所述作为水垢吸附体的阴极为空 心结构，且由不锈钢、钛金属或涂覆有贵金属氧化物涂层的钛基金属材料 制作而成。
在上述全自动在线除垢杀菌装置中，所述作为水垢吸附体的阴极的两 端分别设有转动轴，所述转动轴设置在轴承座上，所述轴承座通过轴承支 架设置在所述反应槽内，所述轴承支架的下端固定在所述反应槽的的底面 内壁上。
在上述全自动在线除垢杀菌装置中，其中一个所述转动轴的一端穿出 所述反应槽的侧壁后与阴极驱动电机连接，且所述转动轴与所述反应槽的 侧壁之间设有机械密封件，所述阴极驱动电机固定在所述反应槽的相应侧 壁的外侧面上。
在上述全自动在线除垢杀菌装置中，还包括电导率在线监测仪，设置 在所述反应槽的进水口处或水处理系统中，自动控制系统根据所述电导率 在线监测仪检测到的电导率值是否超过设定值控制所述杀菌吸垢电极组与 直流电源接通或断开。
在上述全自动在线除垢杀菌装置中，自动控制系统根据杀菌吸垢电极 组的工作时间和工作电流大小，控制清垢机构启动或停止。
在上述全自动在线除垢杀菌装置中为适应诸如游泳池一类的特定使用 场所，还包括余氯在线监测仪，设置在反应槽的出水口处或者水处理系统 的循环管路中，自动控制系统根据水体中余氯是否在设定值的范围内，可 自动控制杀菌吸垢电极组的通电电流大小，以使水体中的残留氯浓度在所 设定的希望达到的浓度。
本发明还提供了一种水处理设备，包括由管路连接的冷却水塔和换热 器，其特征在于，还包括上述结构的全自动在线除垢杀菌装置，所述全自 动在线除垢杀菌装置通过旁路连接到所述管路上。
本发明，利用电化学方式进行水处理，无需加入化学药剂，成本低、 无环境污染，并可延长水处理设备的使用寿命，当阴极上附着的水垢超出 极限值时，利用刮刀全自动去除，自动化程序高、效率高、无需人员值守， 是一种在水处理领域具有广阔推广应用前景的循环水在线自清洁技术。
