[发明专利]一种用于闭式循环水系统的直流电解处理工艺及设备

说明书

技术领域

本发明涉及循环水处理技术领域，特别涉及一种用于闭式循环水系统的直流电解处理工艺及设备。

背景技术

水是最为常用的换热介质，工业换热用水用量很大，占整个用水量的2/3以上，许多行业换热水占到用水总量的80％～95％。为了节约水资源，换热用水通常要求闭路循环使用，称之为闭式循环水系统。中央空调循环水、民用供暖系统和部分工业冷却系统都采用闭式循环水系统。闭式循环水系统由于密闭循环，与外界接触少，水量蒸发损失少，因此水质变化较小，溶质几乎不发生浓缩，不会有严重堵塞和结垢问题。但闭式循环水系统通常会产生如下问题：

(1)闭式循环系统水质钙镁硬度和碱度低于平衡值，使循环水呈腐蚀倾向，长期运行过程中腐蚀问题积累严重。腐蚀产物会在换热表面沉积，导致换热效率大幅下降，同时腐蚀会导致渗漏、堵塞，甚至引发事故；

(2)闭式循环系统水质稳定，适合厌氧粘性军团菌、化能自养菌(如铁细菌)滋生，长期运行过程中会附着在换热表面而造成换热效率下降，同时引起垢下腐蚀，导致系统恶化。

为了解决闭式循环水系统的腐蚀问题，传统方法是向系统中添加化学药剂，尤其是缓蚀剂作为处理工艺，如CN201010599402、CN200910198911、CN200610112446中提出的闭式循环水缓蚀剂。这些缓蚀剂虽然可以取得较好的缓蚀效果，但具有如下不足：

(1)缓蚀剂组成复杂，并且组成成分具有明显的针对性，而不具有广泛适用性；

(2)缓蚀剂本身不具有杀菌灭藻效果，不能避免菌藻滋生导致的垢下腐蚀；

(3)缓蚀剂多为复配的液基药剂，运输、存储、配制、添加过程繁琐，增加了劳动强度和管理难度；

(4)缓蚀剂多含有难降解有机物、重金属离子等，二次污染严重，环境不友好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于闭式循环水系统的直流电解处理工艺及设备，以弥补传统化学药剂法的不足，本发明的工艺及设备可有效控制密闭式系统换热器和管道的化学腐蚀以及电化学腐蚀速率以及菌藻数量保持在国家标准《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)要求范围内。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于闭式循环水系统的直流电解处理工艺，是通过以下步骤实现的：

在闭式循环水系统的集水器处以旁路方式设置直流电解处理系统，所述直流电解处理系统包括直流电解设备及直流电解设备供料泵，通过直流电解设备对闭式循环水系统进行除垢、缓蚀和杀菌灭藻，由直流电解设备供料泵提供循环动力，设置循环比例为循环水量的1％～5％；

上述直流电解处理设备由两部分电解反应器组成，首先循环水通过直流电解设备供料泵进入第一部分电解反应器，第一部分电解反应器处理后的循环水再进入第二部分电解反应器，该反应器对于循环水进行二次除垢处理；

所述第一部分电解反应器为锌、铝或锌铝合金为阳极板的电解反应器，该反应器通过直流电解生成的锌离子、铝离子与闭式循环水系统中的换热机组以及管道金属腐蚀过程中产生的氢氧根离子反应沉淀，在金属表面生成保护膜，阻止金属腐蚀过程的进一步反应，该过程为活泼金属直流电解和主动沉积被膜过程。

第二部分电解反应器为杀菌灭藻电解反应器，该反应器采用以钌铱涂层钛电极作为催化阳极进行冲击性直流电解，在具有催化活性的阳极表面生成活性氧、活性氯强氧化性物质，可有效杀灭细菌和藻类，同时直流电场也可以通过改变细胞质电性或击穿细胞膜实现杀菌灭藻，该过程为冲击性直流电解杀菌灭藻过程。

进一步地，所述第一部分电解反应器电流密度为10-50A/m²；

进一步地，所述第二部分电解反应器电流密度为200-600A/m²。

一种如上述用于闭式循环水系统的直流电解处理工艺中所用的直流电解设备，包括闭式循环水系统，该系统包括闭式循环水泵，换热机组，分水器，终端设备及集水器依次连接，另外还设有补水箱，与所述集水器连接，所述闭式循环水系统上还设置直流电解处理系统，所述直流电解处理系统设置在所述集水器处，包括直流电解设备供料泵及直流电解设备；

所述直流电解设备包括第一部分电解反应器及第二部分电解反应器，两部分电解反应器串联连接，所述直流电解设备供料泵与第一部分电解反应器连接，其中第一部分电解反应器以锌、铝或锌铝合金为阳极板，第二部分反应器为杀菌灭藻电解反应器，使用钌铱涂层钛电极作为催化阳极。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：