循环水电解除垢装置的介绍及应用
2018-12-27 13:52阅读：
循环水电解除垢装置的介绍及应用
循环水的问题
循环冷却水系统属于敞开式，直接和空气接触，导致循环水中细菌藻类滋生。这些细菌藻类迅速繁殖，新陈代谢的分泌物及死亡后会形成大量尸体而形成生物粘泥，将严重影响系统的运行。
循环水不断浓缩，导致钙镁离子浓度升高，使循环水易于结垢。如果在用水点结垢，则将大大影响换热设备的换热效率，并且会严重影响循环水相关设备的运行和使用寿命。
方案概述
针对循环水中钙镁离子浓度，氯离子浓度较高，微生物，藻类滋生等问题分别提出对应的处理方法，并且取代传统加药，以减少传统加药的高额成本。
工艺流程说明：
1）主循环:
工业用水循环：循环水经过用水点利用后，回到循环水池，水池的循环水经旁路循环净化后，又流向用水点，提高了循环水的利用率。并且在主循环中，伴有补给水，飘洒水，蒸发水，影响着主循环水流量。
2）旁路循环:
进水：
在主循环系统的回水总管上开一个支路，在支路上设流量计和阀门。通过流量计来调节阀门开度，按100m3/h的流量进行取水，进入旁路循环处理系统（即CWES系统）。这种进水方法利用管网的水压，从而不用另外配水泵，如果主循环水压不够，则配置增压水泵。
进入CWES系统的循环水，首先经过电解水处理器（MF-EST）进行电解处理（相关原理见下文中设备简介），使循环水中的钙镁离子析出，预先形成水垢附着在电解水处理器的筒壁上，通过定期的刮垢处理，将筒壁上的水垢进行清除，并定期排放到排污池内。
经过电解水处理器电解处理后的循环水，再流入高效介质过滤器中，将水中的悬浮物去除，然后回到主循环系统的循环水池中。
EST电解水处理器简介
EST工作时，进水阀门、出水阀门打开，原水从进水阀门进入，在反应室内进行电解杀菌电化学作用，让易结垢的矿物质预先结垢，并从水中析出，并附着在反应室内壁（阴极）上。因反应有微量氢气产生，该水垢为疏松的水垢。
当内壁上的水垢积累到一定的量需要对其进行清洗，清洗周期和清洗时间取决于每天要去除的矿物质量。在PLC控制系统上可以设置每天需要清洗的次数。
1功能
（1）去除水垢，通过电解作用，水中易结垢的矿物质预先结垢，形成的水垢吸附在设备内壁上。达到去除水中的钙镁离子。
（2）控制细菌（包括军团菌）和藻类滋生，通过主动向一台MF-EST反应器添加氯化钠溶液，电流将水中的部分氯离子转化成游离氯，同时产生臭氧、氧自由基、双氧水等强氧化剂，实现杀菌灭藻的功能。同时结合安培电流，阴极高PH和阳极低PH环境，进一步增强杀菌能力。
（3）防止腐蚀：一方面，通过主动控制水质LSI指数，让循环水工作在微弱结垢倾向的状态，有效抑制腐蚀的发生。另外一方面，电解阴极与管道连接，起到阴极保护作用，而且，电解产生的活性氧在管壁上生成氧化膜，阻止管道腐蚀。活性氧会对管壁持续的镀膜、钝化，抑制微生物腐蚀和沉积腐蚀。
（4）电解过程反冲洗水耗水量少，可有效降低排污费，节约水费开支。
（5）设备的可将连接DCS系统或PLC系统进行远程控制，控制系统的刮垢，反冲洗、排污，显示工作状态和报警信息等。
2 特点
l
电解是在外部电流作用下一个电子导体（特种金属制成的电极）和一个离子导体（水中的电解质）之间发生的系列化学反应。
l 电解制造了一个氧化反应和还原反应分别进行的环境。
l 电解过程可以控制和测量，从而可以精确预知处理后水的水质。
l 降低污染，环境友好。
l 处理效果不随被处理水的条件或组成而发生变化。
3 运行原理
MF-EST电解杀菌除垢器要求循环水流过MF-EST反应室，去除部分的钙镁离子矿物质，对循环水系统进行硬度预处理。在反应室中发生的这种实际的化学反应，不同于任何一种其他的机械式和电磁式的处理方式。
3.1 阴极化学反应
通过电解，水中的矿物质沉淀出来并被去除，这就是MF-EST的工作原理。结果是，在阴极（反应室内壁）附近形成高浓度的氢氧根，这种升高的pH环境（pH大约为13），让易结垢的矿物质预先结垢，并从水中析出。实际上，阴极附近局部的高氢氧根浓度形成的化学环境，和用石灰处理形成的冷石灰软化环境类似，主要用来去除水中的钙、镁离子。
电解水: 2H2O+ 2e-=H2↑+ 2OH-
产生CO32- ： CO2+OH-=HCO3- HCO3-+OH-=CO32-
+H20
产生沉淀： Ca2++CO32-=CaCO3↓
Ca2++2OH-=Ca(OH)2↓
Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓
3.2 阳极化学反应
电流也将一部分的氯离子转化成游离氯，同时产生微量臭氧、氧自由基、氢氧根自由基和双氧水。这一系列产物提供了杀生效应，结合安培电流及局部高的和低的（阳极）pH区域，维持了一个事实上的消毒环境。
生成氧气4HO- O2(g) + 2H20 + 4e-
游离余氯 Cl--e-CL(余氯)
氯气2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-
臭氧O2 + 2HO--2e-O3(g) + H2O
自由基OH-OH- - e- OH-
过氧化氢2H2O - 2e- H2O2 + 2H+
氧自由基2H2O - 2e- O- + 2 H+
3.3杀菌灭藻原理
由上可知，阴极和阳极的化学反应，配合特别的流量设计，反复地将细菌暴露于破坏性的环境中，每次流经反应室就会暴露在极高和极低的pH、电流、和其它几种氧化消毒环境之中。
l MF-EST环境:
冷却水取出来经过MF-EST处理后再回到循环水系统中去。旁流量设计时基于系统中所有的冷却水每天经过MF-EST系统大约1次。因此，同样地，每个来自空气中或者水中悬浮物里的细菌，都会在24小时之内经过苛刻的MF-EST环境大约1次。
l pH值作用:
微生物对多种突然的环境变化很敏感。其中一个尤其敏感的参数是pH值（水的酸度或者碱度变化）。实际上，水的pH值哪怕简单地改变很少几个单位，就能够事实上消除某些微生物的生长。如前所述，阴极附近会形成高浓度的氢氧根，从而在反应室内壁附近造成极高的碱性环境，pH值达到13。相反，在阳极附近，一直维持着低pH的酸性环境。由于寄生在冷却水悬浮物上面的细菌适应了轻微弱碱性环境，pH值在8.5到9.0之间。这个pH值是使用MF-EST处理冷却循环水时控制的范围。于是，因为冷却水进入和离开反应室，不断地循环就会反复将细菌置于低pH值区和高pH值区。结果就是细菌每次通过反应室时都经历了多次变化的pH值环境。
l 电流作用:
细菌每次经过反应室时都会暴露在电流中，会电解而死。
l 产生氯气、臭氧和氧自由基:
由于阴极发生的化学反应，流经反应室的氯离子中约10%~30%的氯离子转化成游离氯，因此循环水中余氯维持一个稳定的数量，约0.1~0.5ppm。这个余氯，就像向水中添加漂白粉一样，通过氧化作用杀死细菌。同时，在阴极还产生了臭氧和氧自由基，这两个氧化性物质，和氯类似，具有杀生剂的作用。
高效浅层介质过滤器
1介质过滤器工作原理
(1)过滤过程
当系统处于过滤状态时，未经过滤的水通过布水器，配合特殊设计的外壳，以接近平流的状态到达过滤器内的填料层。当水流过填料层时，杂质被截留在填料层内。过滤器底部有特殊设计的支管集水器，将过滤后的水均匀地收集并流出。平流过滤，决定过滤器可以在高的流速下过滤，仍可达到较好的过滤效果。
(2)反冲洗过程
随着杂质在填料层中的不断聚积，水头损失将不断增大。当水头损失到达一定的设定限度时，或者经过一个预先设定好的时间段后，系统将自动转换至反洗状态，以清洗聚积起来的杂质。
对系统来说，经常性的反洗以清除聚积起来的杂质是必须的。当系统处于反洗状态时，某个过滤器会将干净的、经过过滤的水通过一个三通反洗阀同时逆流入这个过滤器中。在这个逆流过程中，被反洗的过滤单元的填料层在水流的冲击下被冲起，杂质则通过一个三通的反洗口被排出。在过滤系统中，特殊设计的集水器使填料层在反洗状态时形成内环流，填料之间互相搓洗，最大限度地提高反冲洗效率，减少所需的反洗水，同时反洗时不跑沙。当反洗结束时，阀门又回复到过滤状态，下一个过滤器则准备进入反洗状态。
过滤 反洗
4.2介质过滤器的性能特点
1) 高效砂滤过滤器，过滤介质高度为40 CM。
2)过滤精度高，悬浮物去除率高。
3)过滤介质有吸附性，可有效降低浊度。
4)滤罐的材质为碳钢，内外烤漆并含有100微米以上的高强度聚酯保护层，结合流体优化计算，保证内涂漆层在过滤和反冲洗过程中不会磨损。因此在获取最佳过滤效果的同时，罐体使用寿命延长，而且避免了罐体锈蚀导致的二次诱导堵塞。
5)布水器使未过滤水流即使在高流量的情况下亦能均匀流过填料层，并在填料层上维持一平整水面。
6)特殊设计的支管集水器，使系统在过滤状态下各部分水压平衡，过滤流速高，效率高；在反洗状态下，形成内环流，在反冲洗过程中，分水器形成涡流，保证污物被完全地反冲出过滤罐且不跑砂。
7)全自动控制过滤系统采用模块化设计，根据流量的大小，选用不同数量的过滤器。
8)系统全自动运行，无需专人看守。可采用时间，压差等多种方式自动启动反冲洗，系统内各过滤器依次进行反冲洗，其他过滤器仍然在过滤，以保证系统在反冲洗过程中不中断供水。
9)反冲洗节水，反冲效率高，反冲时间短，反冲洗时节水（反冲用水量小于过滤水量的1%，是传统砂滤器的30%左右）
10)安装方便。系统重量轻，不需要特别的地基，一般平整的水泥地面即可。
4.5 MF660介质过滤系统控制系统简单描述
