申请日2014.12.18
公开(公告)日2015.04.22
IPC分类号C02F5/00; C02F1/32; C02F1/467
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。
摘要附图
权利要求书
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：
2H2O+2e-→H2+2OH-
CO2+OH-→HCO3-
HCO3-+OH-→CO32-+H2O
CO32-+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。
2.一种实现权利要求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。
说明书
一种循环水处理方法及设备
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—→CO32—+H2O
CO32—+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;
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有 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。
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。
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。(进水阀、出水阀和排污阀可以是电控的)
所述桶体的顶部装有可拆卸的端盖。桶体外的底部装有支架。阴极材料为不 锈钢、碳钢、铝或铜。
具体实现时候，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。
