一种自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统及循环冷却水系统自阻垢、自灭菌的方法技术方案

本发明专利技术提供了一种自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统，包括设置于循环水系统的管路上的电化学电解装置；所述电化学电解装置用于将含氯离子的水体在阳极转化为H

【技术实现步骤摘要】
一种自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统及循环冷却水系统自阻垢、自灭菌的方法


[0001]本专利技术涉及工业用循环冷却水处理
，尤其涉及一种自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统及循环冷却水系统自阻垢、自灭菌的方法。

技术介绍

[0002]循环冷却水系统是工业系统用水量较大的系统，其稳定运行对于企业的安全稳定生产具有重要意义。目前，循环冷却水系统面临着结垢及细菌繁殖等问题。循环水中的硬度离子如钙离子与HCO3‑
的结垢沉积及循环水中微生物及其分泌物形成的粘泥会堵塞管道并加速管道的腐蚀，严重影响循环水系统的安全运行。
[0003]循环水处理过程中常见的阻垢方法包括石灰软化法及硫酸酸化法，常见的灭菌方法包括投加液氯、次氯酸钠等灭菌剂。但是由于此类药品具有危险性，其储存及运输大大增加了成本。此外，投加的这些化学药剂增加了系统含盐量，易引发系统腐蚀。电化学氧化技术因其绿色、使用性广等特点，在循环水处理领域引起了广泛关注。在传统的单腔室电解体系内，阳极表面能够产生H
+
和氧化性氯物种(HClO,Cl2,ClO
‑
)。在阳极电解反应的同时，阴极电解水过程中会产生OH
‑
，会中和阳极氧化产生的H
+
，导致电解出水pH依然为中性，无法实现向循环水加酸的需求。此外，由于受阳极氧化面积的限制，阳极电解产生的氧化性氯物种含量不高，且这些物种会扩散至阴极表面后还会被还原成氯离子，导致最终出水中氧化性氯物种含量不高，无法传统地取代向循环水系统投加杀菌剂方法。/>[0004]尽管现有的利用离子交换膜隔离阴阳极反应体系能够避免酸碱分离以及活性氯物种在阴极的还原，但是离子交换膜反应体系对进水水质极其苛刻。当用于处理循环水时，由于循环水中含有金属离子、硅、硬度、浊度等，离子交换膜会快速污染，丧失离子穿透性和导电性，因此该反应体系无法用于向循环水系统原位投加H
+
和氧化性氯物种。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统，包括设置于循环水系统的管路上的电化学电解装置；所述电化学电解装置用于将含氯离子的水体在阳极转化为H
+
和氧化性氯物种，之后再将富含H
+
和氧化性氯物种的水体输送至管路中。
[0006]在上述方案的基础上，所述电化学电解装置中用于电解的水体来自管路中的循环水。
[0007]在上述方案的基础上，所述电化学电解装置包括电解单元和用于为电解单元供电的电源；所述电解单元包括阳极和阴极；所述阳极为滤芯电极，内部为空腔，壁上为多孔结构，富含H
+
和氧化性氯物种的水体从阳极的内部空腔中抽出。
[0008]在上述方案的基础上，所述阴极为多孔网筒电极，所述阳极套设于阴极内。
[0009]在上述方案的基础上，所述电解单元还包括电解槽，所述阴极设置于电解槽内；所
述电解槽的底部设置进水口，上部设置溢流口，所述阳极的顶部设置用于抽取阳极内部富含H
+
和氧化性氯物种的水体的抽水口。
[0010]本专利技术还提供一种循环冷却水系统自阻垢、自灭菌的方法，在循环水系统的管路上设置电化学电解装置并使用电化学电解装置将含氯离子的水体在阳极转化为H
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和氧化性氯物种，之后再将富含H
+
和氧化性氯物种的水体输送至管路中，所述电化学电解装置使用上述的系统中的电化学电解装置。
[0011]本专利技术的自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统在原有的循环冷却水系统中直接接入电化学电解装置，利用电化学电解装置的作用生成富含H
+
和氧化性氯物种的水体并将水体输入到管路中用于对水体阻垢和杀菌，取代传统的向循环水系统内投加硫酸、阻垢剂和杀菌剂的技术手段。由于循环水中氯离子是普遍且大量存在的，本专利技术无需添加额外的氯离子即可在阳极生成HClO,Cl2,ClO
‑
等强氧化性物质。避免了对水体造成的二次污染和引入外来离子，因此具有广阔的市场前景和环境意义。本专利技术的系统中的电化学电解装置利用滤芯电极作为阳极，由于阳极电解产生的H
+
和氧化性氯物种富集在阳极表面液膜内，因此可通过负压抽取方式实现将富含H
+
和氧化性氯物种的水体从电化学反应系统内提取出来，简捷、方便。
附图说明
[0012]图1是本专利技术的循环冷却水系统系统的结构示意图；
[0013]图2是本专利技术循环冷却水系统中电解单元的结构示意图；
[0014]图3是本专利技术使用例中不同电流密度下抽水口的出水的pH值；
[0015]图4是本专利技术使用例中不同电流密度下抽水口的出水中余氯的含量。
具体实施方式
[0016]为更进一步阐述本专利技术为实现预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
[0017]实施例1
[0018]如图1所示，本专利技术提供一种自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统，包括设置于循环水系统的管路1上的电化学电解装置2；所述电化学电解装置2用于将含氯离子的水体在阳极转化为H
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和氧化性氯物种，之后再将富含H
+
和氧化性氯物种的水体输送至管路1中。其中，氧化性氯物种指的是氯离子在阳极转化成的HClO，Cl2，ClO
‑
等强氧化性物质。电化学电解装置2工作过程中，H
+
和氧化性氯物种会在阳极表面液膜内富集，将富含H
+
和氧化性氯物种的水体从阳极表面分离后阳极还会继续生成新的富含H
+
和氧化性氯物种的水体，因此，这个过程是持续性的。
[0019]富含H
+
和氧化性氯物种的水体被输入到循环冷却水系统的管路1中，起到原位加酸和杀菌剂的作用，可以有效抑制循环水系统结垢趋势和微生物粘泥的形成。
[0020]图1中，电化学电解装置2中用于电解的水体来自管路1中的循环水，因为循环水中氯离子是普遍且大量存在的，因此，本专利技术可以无需添加额外的氯离子即可在阳极生成HClO，Cl2，ClO
‑
等强氧化性物质。除了使用循环水外，当然也可以使用加入有氯离子的水体，在此不再赘述。
[0021]作为一个具体的实施方案，如图1和2所示，所述电化学电解装置2包括电解单元2
‑
1和用于为电解单元2
‑
1供电的电源；所述电解单元2
‑
1包括阳极2
‑
11和阴极2
‑
12；富含H
+
和氧化性氯物种的水体来自于阳极2
‑
11附近。
[0022]作为一个可实施的方案，所述阳极2
‑
11为滤芯电极，内部为空腔，壁上为多孔结构，过滤精度0.45
‑
50μm，孔隙度3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统，其特征在于，包括设置于循环水系统的管路(1)上的电化学电解装置(2)；所述电化学电解装置(2)用于将含氯离子的水体在阳极转化为H
+
和氧化性氯物种，之后再将富含H
+
和氧化性氯物种的水体输送至管路(1)中。2.根据权利要求1所述的自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统，其特征在于，所述电化学电解装置(2)中用于电解的水体来自管路(1)中的循环水。3.根据权利要求1或2所述的自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统，其特征在于，所述电化学电解装置(2)包括电解单元(2
‑
1)和用于为电解单元(2
‑
1)供电的电源；所述电解单元(2
‑
1)包括阳极(2
‑
11)和阴极(2
‑
12)；富含H
+
和氧化性氯物种的水体来自于阳极(2
‑
11)附近。4.根据权利要求3所述的自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统，其特征在于，所述阳极(2
‑
11)为滤芯电极，内部为空腔，壁上为多孔结构，富含H
+
和氧化性氯物种的水体从阳极(2
‑
11)的内部空腔中抽出。5.根据权利要求3所述的自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统，其特征在于，所述阴极(2
‑
12)为多孔网筒电极，所述阳极(2
‑
11)套设于阴极(2
‑
12)内。6.根据权利要求4所述的自阻垢、自灭菌的循环冷却水系统，其特征在于，所述阳极(2
‑
11)的材料为钛滤芯、亚氧化钛滤芯或碳滤芯。...

【专利技术属性】
技术研发人员：江波，巴胥臣，朱俊涛，张琪，李美秀，刘奕捷，孙好芬，王娟，
申请(专利权)人：青岛活水源芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：