一种工业循环冷却水杀菌除硬装置及处理方法制造方法及图纸

一种工业循环冷却水杀菌除硬装置及处理方法，属于废水处理设备领域。工业循环冷却水杀菌除硬装置，其特征在于：双效反应槽（3）内部、在进水口（1）与出水口（7）之间按照水流方向安装平行设置的碳胶阴极（4）和催化阳极（5）。工业循环冷却水杀菌除硬装置的杀菌除硬方法，其特征在于：待处理循环水进入双效反应槽（3）；水中的阴离子在催化阳极（5）的阳极涂层的催化作用下发生氧化反应；水中的阳离子被吸附到碳胶阴极（4）中；进行碳胶阴极（4）的再生处理。本发明专利技术可同时完成循环冷却水的杀菌除硬，杀菌除硬的效率更高，且阴极再生不伤害电极，既能保证阳极、阴极的长时间使用，延长了电极的使用寿命，绿色环保。

【技术实现步骤摘要】

一种工业循环冷却水杀菌除硬装置及处理方法，属于废水处理设备领域。
技术介绍
中国是一个淡水资源缺乏的国家，随着现代工业的迅速发展，工业用水取水量越来越大。而工业用水中，工业装置的循环冷却水占较大的比重，减少工业装置循环冷却水的用量成为工业节水的关键所在。减少工业装置循环冷却水的用量的关键是提高循环水系统的浓缩倍数，而提高循环冷却水的浓缩倍数，则会导致循环水系统各种无机盐离子含量升高，无机盐含量的升高则会加剧对工业装置换热器的腐蚀速度。所以提高循环冷却水的浓缩倍数的同时必须降低水中的无机盐含量，才能保证循环冷却水系统的稳定运行。现降低工业循环冷却水无机盐含量的除硬工艺一般为反渗透、电渗析、电吸附等。反渗透是渗透的一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法，它已广泛应用于各种液体的提纯与浓缩，其中最普遍的应用实例便是在水处理工艺中，用反渗透技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，降低水的硬度；电渗析是膜分离过程中较为成熟的一项技术，因为各种不同的水中都有一定量的盐分，而组成这些盐的阴、阳离子在直流电场的作用下会分别向相反方向的电极移动。在电渗析器中插入阴、阳离子交换膜，由于离子交换膜具有选择透过性，即阳离子交换膜只允许阳离子自由通过，阴离子交换膜只允许阴离子以通过，这样在两个膜的中间隔室中，盐的浓度就会因为离子的定向迁移而降低，而靠近电极的两个隔室则分别为阴、阳离子的浓缩室，最后在中间的淡化室内达到脱盐除硬的目的；电吸附技术也称电容去离子技术，它是利用带电电极表面吸附水中离子及带电粒子的现象，使水中溶解盐类及其它带电物质在电极的表面富集浓缩而实现水的淡化的一种新型水除硬技术。工业循环冷却水系统在正常运行时，为防止循环水中细菌的滋生，降低因细菌滋生而导致换热器及管道的结垢和腐蚀，需要对定期对循环冷却水进行杀菌，杀菌的方法一般为投加杀菌药剂和采用臭氧、紫外线、电解等高级氧化工艺。杀菌剂又称杀生剂，通常是指能有效地控制或杀死水系统中的微生物—细菌、真菌和藻类的化学制剂。工业杀菌剂按照杀菌机理可分为氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂两大类。氧化性杀菌剂通常为强氧化剂，主要通过与细菌体内代谢酶发生氧化作用而达到杀菌目的。目前常用氧化性杀菌剂有氯气、二氧化氯、溴、臭氧、过氧化氢等。非氧化性杀菌剂是以致毒剂的方式作用于微生物的特殊部位，从而破坏微生物的细胞或者生命体而达到杀菌效果，常见非氧化性杀菌剂有氯酚类、异噻唑啉酮、季铵盐类等。高级氧化工艺如臭氧、紫外线、电解等对循环水进行杀菌时近年来的研究热点。臭氧以氧原子的氧化作用破坏微生物膜的结构，以实现杀菌作用；紫外线波长在240～280nm范围内具有破坏细菌病毒中的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，造成生长性细胞死亡和再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果；电解杀菌是指在外加直流电场的作用下，水中的氯离子被氧化为次氯酸，而次氯酸具有强氧化性，能迅速杀死水中的微生物。综上所述，通过提高循环冷却水系统的浓缩倍数来降低工业循环水的取水量，只有降低循环水的硬度和杀死循环水中的滋生微生物，才能保证循环水系统的稳定运行。专利CN102491456A公开一种冷却循环水电化学除垢、缓蚀、杀菌灭藻方法及装置，装置内设置有一组或多组阴极板及阳极板，在加载直流电时，阴阳极板界面发生电化学反应，水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、其他金属离子、硅酸盐、磷酸盐类等物质在阴极板上沉积形成疏松的针状纹石类矿物结晶；阳极板产生活性氧、自由氢氧基、O3等，灭活水中的菌藻，且经处理后的水与循环水混合后仍保持一定的菌藻灭活及抑制作用。该装置设置渣斗，当阴阳极极性互换时，水垢剥离并下沉至渣斗，通过排渣管排除。专利CN103058336A涉及一种循环冷却水直流电解处理工艺及设备，其核心思想是在循环冷却水系统上设置旁路循环系统并安装直流电解处理设备对循环冷却水进行处理。直流电解处理设备利用阴极析氢反应使循环水中钙镁离子结垢析出，再通过除垢和排垢使系统硬度不断下降，防止结垢；通过特殊形稳阳极析出的活性物质杀灭和抑制菌藻滋生，防止堵塞和腐蚀。同时电解析氢使pH值升高，可有效防止电化学腐蚀。该直流电解处理工艺在同一过程中实现除垢、杀菌灭藻和防腐蚀多种功能，与传统物理法和化学法相比，具有效果明显、清洁性、节约水资源、低能耗、低成本、可实现无人值守等优势。上述两篇相关专利所提供的方法及装置中电解阴极采用板式或网状电极，这两种方式均存在除硬效率低的不利因素，且在阴极垢层不断加厚的过程中，极板电压会逐步升高，造成耗电量升高；两篇相关专利提供的方法及装置均采用阴极结垢的方式除硬，在极板结垢除硬过程中有废渣等二次污染，且在除垢过程中采用倒极的方式对催化阳极的催化涂层有损坏作用，缩短阳极的使用寿命，而采用机械清扫的方式除垢则存在除垢不彻底和损伤阴极的弊端。因此，一种既能避免除硬过程中产生废渣二次污染，又不需要采用倒极或机械清扫的方式进行阴极再生，能够有效避免对极板损伤，延长电极的使用寿命的工业循环冷却水杀菌除硬装置及处理工艺是目前的技术难题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能同时对循环水进行杀菌除硬，简化工业循环冷却水系统的处理流程，无二次污染，易于实施的工业循环冷却水杀菌除硬装置及处理方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该工业循环冷却水杀菌除硬装置，包括双效反应槽，其特征在于：所述的双效反应槽一侧设有进水口，另一侧设有出水口，双效反应槽内部、在进水口与出水口之间按照水流方向安装平行设置的碳胶阴极和催化阳极，碳胶阴极一端通过导线连接直流电源的正极，催化阳极一端通过导线连接直流电源的负极。采用具有催化作用的电极为阳极，利用催化阳极将循环冷却水中的氯离子氧化为具有强氧化性的次氯酸，同时产生强氧化性的新生态氧，从而达到对循环冷却水杀菌的目的；采用碳胶电极为阴极，利用阴极对水中的阳离子进行吸附，从而达到对循环冷却水除硬的目的；杀菌除硬的效率更高，且无废渣等二次污染产生。所述的碳胶阴极和催化阳极设有两组或两组以上，且碳胶阴极与催化阳极间隔设置。所述的双效反应槽内进水口一侧设有布水槽，出水口一侧设有集水槽，碳胶阴极和催化阳极安装在布水槽与集水槽之间。待处理循环冷却水自进水口进入双效反应器，在布水槽的分布作用下均匀分布到阳极和阴极中间，保证循环冷却水的处理效果。所述的碳胶阴极为可吸附阳离子的块状物，所述的催化阳极表面涂有钛基涂层，涂层组成为PbO2、IrO2、RuO2中的一种、两种或三种。所述的块状物为多孔粉末碳混入胶黏剂经压制、干燥制备而成。含有多孔粉末碳的催化阴极对阳离子具有良好的吸附性能，且可将阳离子直接吸附在电极的多孔结构内部，从而避免了因在阳极表面长时间反应而形成不易清理的垢层。所述的碳胶阴极和催化阳极之间的间距为0.5~3cm。一种利用上述的工业循环冷却水杀菌除硬装置的杀菌除硬方法，其特征在于：包括如下步骤：待处理循环水通过进水口进入双效反应槽，进而进入催化阳极和碳胶阴极之间；在直流电源所加电场的作用下，水中的阴离子被吸附到催化阳极附近，在催化阳极的阳极涂层的催化作用下发生氧化反应，氧化反应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业循环冷却水杀菌除硬装置，包括双效反应槽（3），其特征在于：所述的双效反应槽（3）一侧设有进水口（1），另一侧设有出水口（7），双效反应槽（3）内部、在进水口（1）与出水口（7）之间按照水流方向安装平行设置的碳胶阴极（4）和催化阳极（5），碳胶阴极（4）一端通过导线连接直流电源（8）的正极，催化阳极（5）一端通过导线连接直流电源（8）的负极。

【技术特征摘要】
1.一种工业循环冷却水杀菌除硬装置，包括双效反应槽（3），其特征在于：所述的双效反应槽（3）一侧设有进水口（1），另一侧设有出水口（7），双效反应槽（3）内部、在进水口（1）与出水口（7）之间按照水流方向安装平行设置的碳胶阴极（4）和催化阳极（5），碳胶阴极（4）一端通过导线连接直流电源（8）的正极，催化阳极（5）一端通过导线连接直流电源（8）的负极。2.根据权利要求1所述的一种工业循环冷却水杀菌除硬装置，其特征在于：所述的碳胶阴极（4）和催化阳极（5）设有两组或两组以上，且碳胶阴极（4）与催化阳极（5）间隔设置。3.根据权利要求1所述的一种工业循环冷却水杀菌除硬装置，其特征在于：所述的双效反应槽（3）内进水口（1）一侧设有布水槽（2），出水口（7）一侧设有集水槽（6），碳胶阴极（4）和催化阳极（5）安装在布水槽（2）与集水槽（6）之间。4.根据权利要求2所述的一种工业循环冷却水杀菌除硬装置，其特征在于：所述的碳胶阴极（4）为可吸附阳离子的块状物，所述的催化阳极（5）表面涂有钛基涂层，涂层组成为PbO2、IrO2、RuO2中的一种、两种或三种。5.根据权利要求4所述的一种工业循环冷却水杀菌除硬装置，其特征在于：所述的块状物为多孔粉末碳混入胶黏剂经压制、干燥制备而成。6.根据权利要求2所述的一种工业循环冷却...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹宗海，潘咸峰，李波，刘婷婷，解红梅，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37