申请日2016.08.05
公开(公告)日2016.11.16
IPC分类号C02F9/06; F28G1/12
摘要
具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，涉及到工业循环水处理技术领域，解决现有的以化学水处理剂作为循环水冷却水系统的传统处理方式存在环境污染、水资源浪费、维护困难和运行成本高等问题;包括有：胶球在线清洗单元、电化学单元、水旋流除污单元、电控单元以及底座;所述的电化学单元包括有安装于底座上的电化学单元腔体，电化学单元腔体上分别设有与外部引管连接的电化学单元入水口和与水旋流除污单元连接的电化学单元出水口，电化学单元腔体内设有电解电极;所述的电控单元连接并控制电解电极、水旋流除污单元和三通电动阀。达到高效、环保、节能、无化学污染的一站式综合水处理效果。
权利要求书
1.具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于所述的设备包括有：胶球在线清洗单元(1)、电化学单元(2)、水旋流除污单元(3)、电控单元(4)以及底座(5);
所述的胶球在线清洗单元(1)包括有上腔体(11)和位于上腔体(11)下方的下腔体(12);上腔体(11)上分别连接有上腔体入水口(111)和上腔体出水口(112)，上腔体入水口(111)中设有向上腔体(11)内单向开启的第一单向阀(113)，上腔体出水口(112)通过外部引管(114)连接电化学单元(2);上腔体(11)的底部开设有与下腔体(12)相通的排球通孔(115)，在排球通孔(115)中设有向下腔体(12)方向单向开启的第二单向阀(116);下腔体(12)上分别连接有下腔体入水口(121)和下腔体出水口(122)，下腔体出水口(122)中设有向下腔体(12)外部单向开启的第三单向阀(123);
所述的电化学单元(2)包括有安装于底座(5)上的电化学单元腔体(201)，电化学单元腔体(201)上分别设有与外部引管(114)连接的电化学单元入水口(202)和与水旋流除污单元(3)连接的电化学单元出水口(203)，电化学单元腔体(201)内位于电化学单元入水口(202)与电化学单元出水口(203)之间位置设有至少一组用于电化学脱盐、杀菌的电解电极(204);
所述的水旋流除污单元(3)为安装于底座(5)上的旋流分离除污立式水泵，水旋流除污单元(3)的水泵入水口(31)与电化学单元出水口(203)连接，水旋流除污单元(3)的水泵出水口(32)通过第一回流管(61)连接有三通电动阀(6)，三通电动阀(6)的另两端分别通过第二回流管(62)连接下腔体入水口(121)，通过第三回流管(63)连接回水管路(7);
所述的电控单元(4)连接并控制电解电极(204)、水旋流除污单元(3)和三通电动阀(6)。
2.根据权利要求1所述的具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于：所述的上腔体(11)内部设有导球漏斗(117)，导球漏斗(117)的下端开口与排球通孔(115)对应，导球漏斗(117)的上端开口与上腔体(11)内侧壁贴合设置。
3.根据权利要求1或2所述的1、 具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于：所述的上腔体入水口(111)中设有用于检测是否有水进入上腔体(11)中，为电控单元(4)提供进水传感信号的水流开关(118)。
4.根据权利要求1所述的具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于：所述的上腔体(11)和下腔体(12)由一个开口朝下的外壳体和设于外壳体内的隔板分隔构成，外壳体底部开口通过法兰盘与电化学单元腔体(201)顶部密封连接。
5.根据权利要求1所述的具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于：所述的电解电极(204)包括有一片以上平行分布的阳极电极板和一片以上平行分布的阴极电极板，各阳极电极板与各阴极电极板交替平行分布;各阳极电极板之间通过钛棒垂直电连接，钛棒引出电化学单元腔体(201)，与电控单元(4)的电解电源的阳极电连接;各阴极电极板之间通过阴极电极棒垂直电连接，阴极电极棒引出电化学单元腔体(201)，与电控单元(4)的电解电源的阴极电连接。
6.根据权利要求5所述的具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于：所述各阳极电极板和各阴极电极板之间通过聚四氟乙烯棒等距隔开并固定成一个整体。
7.根据权利要求1所述的具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于：所述的电化学单元入水口(202)和电化学单元出水口(203)分别设于电化学单元腔体(201)的底部侧壁和顶部侧壁位置。
8.根据权利要求1所述的具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于：所述的上腔体(11)的顶部设有与电控单元(4)电连接用于检测上腔体(11)内水的电导性的电导率传感器。
9.根据权利要求5所述的具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于：所述的阳极电极板上的恒定电流密度为0.1~100A/ m2。
10.根据权利要求8所述的具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于：电导率传感器实时反馈被处理循环水的电导率，当循环水电导率高于一定值A时，电控单元提高电解电源的输出电压，增加各阳极电极板与各阴极电极板之间的电流密度;当循环水电导率低于一定值B时，电控单元提高电解电源的输出电压，减少各阳极电极板与各阴极电极板之间的电流密度。
说明书
具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置
技术领域
本发明涉及到工业循环水处理技术领域，具体是涉及一种具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学脱盐、杀菌、防腐蚀非化学全功能循环水处理装置。
背景技术
循环冷却水系统是石化工业、冶金工业以及建筑的空调系统必不可少的能源介质之一。循环冷却水系统将设备产生的热量通过水与大气的热交换而散发，所以系统必须补充一定水量来弥补蒸发损耗量，因此系统中各种无机离子和有机物质不断浓缩。此外冷却塔在室外受到阳光照射、风吹灰尘杂物的进入，以及设备结构和材料等多种因素的综合作用，共同造成了循环冷却水系统中三大问题——结垢、腐蚀和微生物滋生。污垢和微生物黏泥可以引起垢下腐蚀，而腐蚀产物又形成污垢，上述问题相互关联且均会造成系统传热效率降低，过水段面减少，甚至使设备管道腐蚀穿孔。
传统的循环水系统问题解决方法是添加化学水处理药剂，如阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂和分散剂等。目前的化学水处理药剂均以磷系为主，对水体环境易产生富营养化，而任何杀菌灭藻剂均存在一定的生物毒性，在《GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范》中规定“经过投加阻垢剂、缓蚀剂和杀菌灭藻剂处理后的循环冷却水不应作直流水使用”，所以必须处理达标后才能排放。高浓缩倍数的循环冷却水中含盐量太高，会引起设备腐蚀和结垢等问题，造成系统堵塞和换热效率下降导致的能源损失，远远超过节水效益，为了限制浓缩倍数，大量排污造成水资源的浪费。化学水处理药剂成本高昂，需要专业人员进行维护，但是不能完全解决换热器内结垢和黏泥等问题，而且需要定期清洗换热管，造成了生产波动和间接增加了系统设备的运行费用。
随着工业的高度发展，人类对生存环境改善的强烈需求，社会的可持续发展及其涉及的生态、环境、资源、经济等方面都成为国际和社会关注的焦点，以化学水处理剂作为循环水冷却水系统的传统处理方式会越来越受到社会的限制，并逐步淘汰，因此目前迫切需要一种全新的工业循环冷却水处理方法和理念，以适应现代工业的发展需求。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于解决现有的以化学水处理剂作为循环水冷却水系统的传统处理方式存在环境污染、水资源浪费、维护困难和运行成本高等问题的技术不足，而提出具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置。
为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：
具有胶球在线清洗、水旋流除污、电化学全功能循环水处理装置，其特征在于所述的设备包括有：胶球在线清洗单元、电化学单元、水旋流除污单元、电控单元以及底座;
所述的胶球在线清洗单元包括有上腔体和位于上腔体下方的下腔体;上腔体上分别连接有上腔体入水口和上腔体出水口，上腔体入水口中设有向上腔体内单向开启的第一单向阀，上腔体出水口通过外部引管连接电化学单元;上腔体的底部开设有与下腔体相通的排球通孔，在排球通孔中设有向下腔体方向单向开启的第二单向阀;下腔体上分别连接有下腔体入水口和下腔体出水口，下腔体出水口中设有向下腔体外部单向开启的第三单向阀;
所述的电化学单元包括有安装于底座上的电化学单元腔体，电化学单元腔体上分别设有与外部引管连接的电化学单元入水口和与水旋流除污单元连接的电化学单元出水口，电化学单元腔体内位于电化学单元入水口与电化学单元出水口之间位置设有至少一组用于电化学调节水中矿物质平衡的电解电极;
所述的水旋流除污单元为安装于底座上的旋流分离除污立式水泵，水旋流除污单元的水泵入水口与电化学单元出水口连接，水旋流除污单元的水泵出水口通过第一回流管连接有三通电动阀，三通电动阀的另两端分别通过第二回流管连接下腔体入水口，通过第三回流管连接回水管路;
所述的电控单元连接并控制电解电极、水旋流除污单元和三通电动阀。
作为对本发明技术方案进一步限定的技术方案包括有：
所述的上腔体内部设有导球漏斗，导球漏斗的下端开口与排球通孔对应，导球漏斗的上端开口与上腔体内侧壁贴合设置。
所述的上腔体入水口中设有用于检测是否有水进入上腔体中，为电控单元提供进水传感信号的水流开关。
所述的上腔体和下腔体由一个开口朝下的外壳体和设于外壳体内的隔板分隔构成，外壳体底部开口通过法兰盘与电化学单元腔体顶部密封连接。
所述的电解电极包括有一片以上平行分布的阳极电极板和一片以上平行分布的阴极电极板，各阳极电极板与各阴极电极板交替平行分布;各阳极电极板之间通过钛棒垂直电连接，钛棒引出电化学单元腔体，与电控单元的电解电源的阳极电连接;各阴极电极板之间通过阴极电极棒垂直电连接，阴极电极棒引出电化学单元腔体，与电控单元的电解电源的阴极电连接。
所述各阳极电极板和各阴极电极板之间通过聚四氟乙烯棒等距隔开并固定成一个整体。
所述的电化学单元入水口和电化学单元出水口分别设于电化学单元腔体的底部侧壁和顶部侧壁位置。
所述的上腔体的顶部设有与电控单元电连接用于检测上腔体内水的电导性的电导率传感器。
所述的阳极电极板上的恒定电流密度为0.1~100A/ m2。
电导率传感器实时反馈被处理循环水的电导率，当循环水电导率高于一定值A时，电控单元提高电解电源的输出电压，增加各阳极电极板与各阴极电极板之间的电流密度;当循环水电导率低于一定值B时，电控单元提高电解电源的输出电压，减少各阳极电极板与各阴极电极板之间的电流密度。
本发明的有益效果为：本发明设备采用胶球在线清洗单元向循环水系统循环发射清洗胶球，清洗胶球跟随水流进入换热铜管内部，利用清洗胶球与铜管内壁摩擦清洗污垢;采用电化学单元进行电化学来调节水中矿物质平衡，生成了具有杀菌能力的强氧化剂和氢氧根离子，完全替代了环境污染的化学试剂，防止了冷却水中微生物的繁殖和管道设备腐蚀，从而达到脱除结垢物质、防腐和抑制微生物滋生的目的;采用水旋流除污单元产生旋转向下的水流，在离心力的作用下将杂质沉降分离，综上所述，本发明主动脱除循环冷却水中的钙镁等成垢离子，提高了系统运行的浓缩倍数，将循环水的补充量控制在所需的最小限度内，抑制了水资源不必要的浪费，达到高效、环保、节能、无化学污染的一站式综合水处理效果。