[發明專利]一種自阻垢、自滅菌的循環冷卻水系統及循環冷卻水系統自阻垢、自滅菌的方法

在審

• 申請號: 202211223643.3
• 申請日: 2022-10-08
• 公開（公告）號: CN115745104A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 江波;巴胥臣;朱俊濤;張琪;李美秀;劉奕捷;孫好芬;王娟
• 申請（專利權）人: 青島理工大學;青島活水源芯科技有限公司
• 主分類號: C02F1/50
• 分類號: C02F1/50;C02F5/08;C25B1/26
• 代理公司: 山東三邦知識產權代理事務所(普通合伙) 37308
• 代理人: 肖太升

本發明提供了一種自阻垢、自滅菌的循環冷卻水系統，包括設置于循環水系統的管路上的電化學電解裝置；所述電化學電解裝置用于將含氯離子的水體在陽極轉化為H⁺和氧化性氯物種，之后再將富含H⁺和氧化性氯物種的水體輸送至管路中。本發明的系統在原有的循環冷卻水系統中直接接入電化學電解裝置，利用電化學電解裝置的作用生成富含H⁺和氧化性氯物種的水體并將水體輸入到管路中用于對水體阻垢和殺菌，取代傳統的向循環水系統內投加硫酸、阻垢劑和殺菌劑的技術手段。

技術領域

本發明涉及工業用循環冷卻水處理技術領域，尤其涉及一種自阻垢、自滅菌的循環冷卻水系統及循環冷卻水系統自阻垢、自滅菌的方法。

背景技術

循環冷卻水系統是工業系統用水量較大的系統，其穩定運行對于企業的安全穩定生產具有重要意義。目前，循環冷卻水系統面臨著結垢及細菌繁殖等問題。循環水中的硬度離子如鈣離子與HCO₃^-的結垢沉積及循環水中微生物及其分泌物形成的粘泥會堵塞管道并加速管道的腐蝕，嚴重影響循環水系統的安全運行。

循環水處理過程中常見的阻垢方法包括石灰軟化法及硫酸酸化法，常見的滅菌方法包括投加液氯、次氯酸鈉等滅菌劑。但是由于此類藥品具有危險性，其儲存及運輸大大增加了成本。此外，投加的這些化學藥劑增加了系統含鹽量，易引發系統腐蝕。電化學氧化技術因其綠色、使用性廣等特點，在循環水處理領域引起了廣泛關注。在傳統的單腔室電解體系內，陽極表面能夠產生H⁺和氧化性氯物種(HClO,Cl₂,ClO^-)。在陽極電解反應的同時，陰極電解水過程中會產生OH^-，會中和陽極氧化產生的H⁺，導致電解出水pH依然為中性，無法實現向循環水加酸的需求。此外，由于受陽極氧化面積的限制，陽極電解產生的氧化性氯物種含量不高，且這些物種會擴散至陰極表面后還會被還原成氯離子，導致最終出水中氧化性氯物種含量不高，無法傳統地取代向循環水系統投加殺菌劑方法。

盡管現有的利用離子交換膜隔離陰陽極反應體系能夠避免酸堿分離以及活性氯物種在陰極的還原，但是離子交換膜反應體系對進水水質極其苛刻。當用于處理循環水時，由于循環水中含有金屬離子、硅、硬度、濁度等，離子交換膜會快速污染，喪失離子穿透性和導電性，因此該反應體系無法用于向循環水系統原位投加H⁺和氧化性氯物種。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種自阻垢、自滅菌的循環冷卻水系統，包括設置于循環水系統的管路上的電化學電解裝置；所述電化學電解裝置用于將含氯離子的水體在陽極轉化為H⁺和氧化性氯物種，之后再將富含H⁺和氧化性氯物種的水體輸送至管路中。

在上述方案的基礎上，所述電化學電解裝置中用于電解的水體來自管路中的循環水。

在上述方案的基礎上，所述電化學電解裝置包括電解單元和用于為電解單元供電的電源；所述電解單元包括陽極和陰極；所述陽極為濾芯電極，內部為空腔，壁上為多孔結構，富含H⁺和氧化性氯物種的水體從陽極的內部空腔中抽出。

在上述方案的基礎上，所述陰極為多孔網筒電極，所述陽極套設于陰極內。

在上述方案的基礎上，所述電解單元還包括電解槽，所述陰極設置于電解槽內；所述電解槽的底部設置進水口，上部設置溢流口，所述陽極的頂部設置用于抽取陽極內部富含H⁺和氧化性氯物種的水體的抽水口。

本發明還提供一種循環冷卻水系統自阻垢、自滅菌的方法，在循環水系統的管路上設置電化學電解裝置并使用電化學電解裝置將含氯離子的水體在陽極轉化為H⁺和氧化性氯物種，之后再將富含H⁺和氧化性氯物種的水體輸送至管路中，所述電化學電解裝置使用上述的系統中的電化學電解裝置。