申請日2015.07.14
公開(公告)日2015.10.28
IPC分類號C02F5/00
摘要
本發(fā)明公開了一種水處理設(shè)備及其全自動在線除垢殺菌裝置,其中全自動在線除垢殺菌裝置包括內(nèi)置殺菌吸垢電極組的反應槽和除垢殺菌裝置,殺菌吸垢電極組中陰極呈圓柱體狀且轉(zhuǎn)動設(shè)置在反應槽內(nèi),陽極呈弧形板狀且固定在陰極的下方,除垢殺菌裝置包括電動滑臺和彈性刮刀,電動滑臺固定在反應槽的外側(cè)壁上,刮刀設(shè)置在刮刀架上且可由刮刀推進電機驅(qū)動其沿與陰極的軸線垂直的方向移動,刮刀架可由絲杠螺母機構(gòu)驅(qū)動其沿與陰極的軸線平行的方向移動。本發(fā)明利用電化學進行水處理,并采用刮刀全自動去除陰極上的水垢,無需加入化學藥劑,成本低、效率高、無環(huán)境污染,并可延長水處理設(shè)備的使用壽命,是一種在水處理領(lǐng)域具有廣闊推廣應用前景的清潔技術(shù)。
權(quán)利要求書
1.全自動在線除垢殺菌裝置,包括反應槽和設(shè)置在所述反應槽內(nèi)的殺 菌吸垢電極組,所述殺菌吸垢電極組由間隔設(shè)置的陽極和作為水垢吸附體 的陰極組成并分別與直流電源的正極和負極連接,所述反應槽的兩個相對 的側(cè)壁上分別設(shè)有進水口和出水口,其特征在于,還包括清垢機構(gòu),所述 清垢機構(gòu)包括:
電動滑臺,固定在所述反應槽的外側(cè)壁上,所述電動滑臺具有與所述 陰極的軸線平行的導軌,所述導軌上設(shè)有刮刀架,所述陰極的外形呈圓柱 體狀設(shè)置在所述反應槽內(nèi),且可由陰極驅(qū)動電機驅(qū)動其轉(zhuǎn)動,所述陽極呈 弧形狀,且固定設(shè)置在所述陰極的下方,所述刮刀架可由驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動沿 所述導軌移動;
刮刀,設(shè)置在所述刮刀架上,所述刮刀可由刮刀推進電機驅(qū)動其沿與 陰極的軸線垂直的方向移動。
2.如權(quán)利要求1所述的全自動在線除垢殺菌裝置,其特征在于,所述 反應槽的底面內(nèi)壁上間隔地固定設(shè)有多塊紊流擋水板,所述紊流擋水板的 頂面上開有與所述陽極相適配的弧形槽,所述陽極具有網(wǎng)狀鏤空部且底面 支撐在多塊所述紊流擋水板上的弧形槽內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的全自動在線除垢殺菌裝置,其特征在于,還包 括設(shè)置在所述反應槽敞口處的水垢收納裝置,所述水垢收納裝置包括朝向 所述刮刀架向下傾斜設(shè)置的水垢導流板,所述水垢導流板位于所述刮刀的 下方,且朝向所述刮刀的一面以軟質(zhì)塑料材料吻合抵靠在所述陰極的外圓 面上,朝向所述刮刀架的末端設(shè)有水垢收集槽。
4.如權(quán)利要求1所述的全自動在線除垢殺菌裝置,其特征在于,所述 作為水垢吸附體的陰極為空心結(jié)構(gòu),且由不銹鋼、鈦金屬或涂覆有貴金屬 氧化物涂層的鈦基金屬材料制作而成。
5.如權(quán)利要求1所述的全自動在線除垢殺菌裝置,其特征在于,所述 作為水垢吸附體的陰極的兩端分別設(shè)有轉(zhuǎn)動軸,所述轉(zhuǎn)動軸設(shè)置在軸承座 上,所述軸承座通過軸承支架設(shè)置在所述反應槽內(nèi),所述軸承支架的下端 固定在所述反應槽的底面內(nèi)壁上。
6.如權(quán)利要求1所述的全自動在線除垢殺菌裝置,其特征在于,其中 一個所述轉(zhuǎn)動軸的一端穿出所述反應槽的側(cè)壁后與陰極驅(qū)動電機連接,且 所述轉(zhuǎn)動軸與所述反應槽的側(cè)壁之間設(shè)有機械密封件,所述陰極驅(qū)動電機 固定在所述反應槽的相應側(cè)壁的外側(cè)面上。
7.如權(quán)利要求1所述的全自動在線除垢殺菌裝置,其特征在于,還包 括電導率在線監(jiān)測儀,設(shè)置在所述反應槽的進水口處或水處理系統(tǒng)中,自 動控制系統(tǒng)根據(jù)所述電導率在線監(jiān)測儀檢測到的電導率值是否超過設(shè)定值 控制所述殺菌吸垢電極組與直流電源接通或斷開。
8.如權(quán)利要求1所述的全自動在線除垢殺菌裝置,其特征在于,自動 控制系統(tǒng)根據(jù)殺菌吸垢電極組的工作時間和工作電流大小,控制清垢機構(gòu) 啟動或停止。
9.如權(quán)利要求1所述的全自動在線除垢殺菌裝置,其特征在于,還包 括余氯在線監(jiān)測儀,設(shè)置在反應槽的出水口處或者水處理系統(tǒng)的循環(huán)管路 中,自動控制系統(tǒng)根據(jù)水體中余氯是否偏離設(shè)定值,控制殺菌吸垢電極組 的通電電流大小。
10.水處理設(shè)備,包括由管路連接的冷卻水塔和換熱器,其特征在于, 還包括如權(quán)利要求1至9項任一項所述的全自動在線除垢殺菌裝置,所述 全自動在線除垢殺菌裝置通過旁路連接到所述管路上。
說明書
水處理設(shè)備及其全自動在線除垢殺菌裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及水處理設(shè)備,具體涉及水處理設(shè)備及其全自動在線除垢殺 菌裝置。
背景技術(shù)
眾所周知,采用電化學法進行水處理同物理法、化學法等其他水處理 技術(shù)相比,具有節(jié)約水資源、減少環(huán)境污染、延長設(shè)備使用壽命等許多明 顯的優(yōu)勢,因此,近年來,電化學水處理技術(shù)迅速得到人們的青睞,并且 在諸多領(lǐng)域得到了實際應用。
電化學水處理技術(shù)的原理是:在反應器的陽極和陰極上施加直流電場, 利用電催化氧化還原反應產(chǎn)生羥基自由基·OH、次氯酸根CIO-、過氧化氫 H2O2、臭氧O3、二氧化氯CIO2、超氧O2·、單線原子氧O·、超二氧化氫H2O2·等 中間產(chǎn)物,這些中間產(chǎn)物可以對微生物、綠藻進行殺滅,從而抑制細菌和 微生物的繁殖;同時,水體中的Mg、Ca、SiO2等離子生成以碳酸鎂、碳酸 鈣和二氧化硅為主要成分的水垢,被陰極捕獲并固結(jié)在其外表面上,從而 達到降低水體的硬度和濁度的作用。
采用電化學法進行水處理,不需添加任何藥劑,因此,有效避免了對 環(huán)境造成的二次污染;另外,電化學過程一般在常溫常壓下進行,其化學 過程的主要運行參數(shù)是電流和電壓,易于實現(xiàn)自動控制,從而使得電化學 水處理設(shè)備相對簡單,對于電化學水處理設(shè)備而言,設(shè)計合理的系統(tǒng),其 工作效率也比較高。
但是,陰極的結(jié)垢也是客觀存在的一個現(xiàn)象。隨著反應器工作時間的 增加,陰極上附著的垢層越來越厚,這將直接影響設(shè)備的工作效率,因此 必須加以清除。這是在實際應用中的一個關(guān)鍵問題,如何清除陰極結(jié)垢的 問題,是不可忽視的一個問題。
目前,陰極除垢的方法主要有以下幾種:
(1)人工清除法。這種方法,不僅需要停機,而且清除工作繁瑣且人 為因素影響大,沒有實際應用價值優(yōu)勢。
(2)酸洗法。即采用較低濃度的鹽酸浸泡,以使陰極表層上附著的水 垢溶解。此方法雖然簡便,但是,一來采用化學藥品增加了水處理的運行 成本,而且化學藥劑的儲運也不方便;二來化學藥品廢液排放會造成環(huán)境 污染;此外,使用酸洗除垢往往會對管道和設(shè)備產(chǎn)生損害,降低了設(shè)備的 正常使用壽命。
(3)脈沖電流法或超聲法。該方法雖然水垢的聚集減少了,但是結(jié)晶 的固體水垢不能定期排放分離出系統(tǒng)之外,不能有效降低水體的硬度也是 不可取的。
(4)倒極法。即將正常工作模式的陰極作為陽極,于是陰極垢層發(fā)生 溶解,最終實現(xiàn)陰極除垢。這種方法,水垢吸附體陰極需進行貴金屬涂層, 因此制造電極的成本較高。另外,周期性顛倒極性,不僅僅會明顯影響電 極的催化活性,還會導致電極使用壽命直線下降,對于氧化還原可逆性較 差的鈦基釕銥電極尤為明顯。毫無疑問,從應用價值方面來講也是不可取 的。
毋容置疑,無論何種除垢方式其目的無外乎是保持參與反應的極板表 面的清潔度,從而為保證設(shè)備的正常工作創(chuàng)造有利因素。
由此可見,現(xiàn)有的陰極除垢方法,均存在一定的不足,急需提供一種 更好的在線自動除垢方法,消除酸洗除垢的弊端、解決人工除垢的不便、 減少對環(huán)境的污染,并且自動化程度高、易于制作、成本低廉、工作效率 高、應用范圍廣泛。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是如何全自動地高效、低成本去除陰極表 面的水垢并排出原系統(tǒng)之外,且不產(chǎn)生環(huán)境污染的問題。
為了解決上述技術(shù)問題,實現(xiàn)在線除垢及時徹底,同時考慮環(huán)境保護、 拒絕化學藥劑以及延長設(shè)備的使用壽命情況下,本發(fā)明采用滑動刮臺斷續(xù) 或者連續(xù)旋轉(zhuǎn)進行水垢吸附體表面水垢除出。為此,本發(fā)明所采用的技術(shù) 方案是提供一種全自動在線除垢殺菌裝置,包括反應槽、設(shè)置在所述反應 槽內(nèi)的殺菌吸垢電極組和清垢機構(gòu),,所述殺菌吸垢電極組由間隔設(shè)置的陽 極和作為水垢吸附體的陰極組成并分別與直流電源的正極和負極連接,所 述反應槽的兩個相對的側(cè)壁上分別設(shè)有進水口和出水口,所述清垢機構(gòu)包 括:
電動滑臺,固定在所述反應槽的外側(cè)壁上,所述電動滑臺具有與所述 陰極的軸線平行的導軌,所述導軌上設(shè)有刮刀架,所述陰極的外形呈圓柱 體狀設(shè)置在所述反應槽內(nèi),且可由陰極驅(qū)動電機驅(qū)動其轉(zhuǎn)動,所述陽極呈 弧形板狀,且固定設(shè)置在所述陰極的下方,所述刮刀架可由驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動 沿所述導軌移動;
刮刀,設(shè)置在所述刮刀架上,所述刮刀可由刮刀推進電機驅(qū)動其沿與 陰極的軸線垂直的方向移動。
在上述全自動在線除垢殺菌裝置中,所述反應槽的底面內(nèi)壁上間隔地 固定設(shè)有多塊紊流擋水板,所述紊流擋水板的頂面上開有與所述陽極相適 配的弧形槽,所述陽極具有網(wǎng)狀鏤空部且底面支撐在多塊所述紊流擋水板 上的弧形槽內(nèi)。
在上述全自動在線除垢殺菌裝置中,還包括設(shè)置在所述反應槽敞口處 的水垢收納裝置,所述水垢收納裝置包括朝向所述刮刀架向下傾斜設(shè)置的 水垢導流板,所述水垢導流板位于所述刮刀的下方,且朝向所述刮刀的一 面以軟質(zhì)塑料材料吻合抵靠在所述陰極的外圓面上,朝向所述刮刀架的末 端設(shè)有水垢收集槽。
在上述全自動在線除垢殺菌裝置中,所述作為水垢吸附體的陰極為空 心結(jié)構(gòu),且由不銹鋼、鈦金屬或涂覆有貴金屬氧化物涂層的鈦基金屬材料 制作而成。
在上述全自動在線除垢殺菌裝置中,所述作為水垢吸附體的陰極的兩 端分別設(shè)有轉(zhuǎn)動軸,所述轉(zhuǎn)動軸設(shè)置在軸承座上,所述軸承座通過軸承支 架設(shè)置在所述反應槽內(nèi),所述軸承支架的下端固定在所述反應槽的的底面 內(nèi)壁上。
在上述全自動在線除垢殺菌裝置中,其中一個所述轉(zhuǎn)動軸的一端穿出 所述反應槽的側(cè)壁后與陰極驅(qū)動電機連接,且所述轉(zhuǎn)動軸與所述反應槽的 側(cè)壁之間設(shè)有機械密封件,所述陰極驅(qū)動電機固定在所述反應槽的相應側(cè) 壁的外側(cè)面上。
在上述全自動在線除垢殺菌裝置中,還包括電導率在線監(jiān)測儀,設(shè)置 在所述反應槽的進水口處或水處理系統(tǒng)中,自動控制系統(tǒng)根據(jù)所述電導率 在線監(jiān)測儀檢測到的電導率值是否超過設(shè)定值控制所述殺菌吸垢電極組與 直流電源接通或斷開。
在上述全自動在線除垢殺菌裝置中,自動控制系統(tǒng)根據(jù)殺菌吸垢電極 組的工作時間和工作電流大小,控制清垢機構(gòu)啟動或停止。
在上述全自動在線除垢殺菌裝置中為適應諸如游泳池一類的特定使用 場所,還包括余氯在線監(jiān)測儀,設(shè)置在反應槽的出水口處或者水處理系統(tǒng) 的循環(huán)管路中,自動控制系統(tǒng)根據(jù)水體中余氯是否在設(shè)定值的范圍內(nèi),可 自動控制殺菌吸垢電極組的通電電流大小,以使水體中的殘留氯濃度在所 設(shè)定的希望達到的濃度。
本發(fā)明還提供了一種水處理設(shè)備,包括由管路連接的冷卻水塔和換熱 器,其特征在于,還包括上述結(jié)構(gòu)的全自動在線除垢殺菌裝置,所述全自 動在線除垢殺菌裝置通過旁路連接到所述管路上。
本發(fā)明,利用電化學方式進行水處理,無需加入化學藥劑,成本低、 無環(huán)境污染,并可延長水處理設(shè)備的使用壽命,當陰極上附著的水垢超出 極限值時,利用刮刀全自動去除,自動化程序高、效率高、無需人員值守, 是一種在水處理領(lǐng)域具有廣闊推廣應用前景的循環(huán)水在線自清潔技術(shù)。