工藝設(shè)計(jì)

根據(jù)某水泥廠情況，設(shè)計(jì)循環(huán)水量近10%作為旁濾處理量，即100m³/h。

工藝流程說明：循環(huán)水電解系統(tǒng)安裝在冷卻塔旁的循環(huán)水回水處，依靠回水壓力進(jìn)行過濾和自動(dòng)反沖洗，屬于較節(jié)能的一種旁路安裝方式。這種方式對(duì)回水壓力有要求，一般要求大于0.2MPa。CWES電解殺菌除垢設(shè)備包括EST電解反應(yīng)器、控制系統(tǒng).

設(shè)備原理介紹

EST電解殺菌除垢的工作機(jī)理

EST電解殺菌除垢系統(tǒng)要求循環(huán)水流過EST反應(yīng)室，以便去除適當(dāng)?shù)拟}鎂離子礦物質(zhì)和殺死細(xì)菌。在反應(yīng)室中發(fā)生的這種實(shí)際的化學(xué)反應(yīng)，不同于任何一種其他的機(jī)械式和電磁式的處理方式。

 陰極化學(xué)反應(yīng)

通過電解，水中的礦物質(zhì)沉淀出來并被去除，這就是CWES的工作原理。反應(yīng)室中維持的工作電流大概為直流7～25安培。結(jié)果是，在陰極（反應(yīng)室內(nèi)壁）附近形成高濃度的氫氧根，這種升高的pH環(huán)境（pH大約為13），讓易結(jié)垢的礦物質(zhì)預(yù)先結(jié)垢，并從水中析出。實(shí)際上，陰極附近局部的高氫氧根濃度形成的化學(xué)環(huán)境，和用石灰處理形成的冷石灰軟化環(huán)境類似，主要用來去除水中的鈣、鎂離子。

電流也將一部分的氯離子轉(zhuǎn)化成游離氯，同時(shí)產(chǎn)生微量臭氧、氧自由基、氫氧根自由基和雙氧水。這一系列產(chǎn)物提供了殺生效應(yīng)，結(jié)合安培電流及局部高的和低的（陽極）pH區(qū)域，維持了CWES之外的一個(gè)事實(shí)上的消毒環(huán)境。

陽極化學(xué)反應(yīng)

反應(yīng)室本身是一個(gè)碳鋼制造的圓柱狀的容器。固定在碳鋼蓋子上有兩個(gè)陽極和一個(gè)電動(dòng)刮刀。陽極柱直徑大約為1英寸，直伸到容器底部。電極用特殊鈦鎳氧化物制成，以便耐受局部低pH環(huán)境。籃式塑料刮刀每次清洗時(shí)用來擦掉內(nèi)壁預(yù)沉淀出來的礦物質(zhì)。 

殺菌滅藻原理

由上可知，陰極和陽極的化學(xué)反應(yīng)，配合特別的流量設(shè)計(jì)，反復(fù)地將細(xì)菌暴露于破壞性的環(huán)境中，每次流經(jīng)反應(yīng)室就會(huì)暴露在極高和極低的pH、電流、和其它幾種氧化消毒環(huán)境之中。

l CWES環(huán)境:

CWES以旁流的方式安裝，也就是說，大約10%的冷卻水取出來經(jīng)過CWES處理后再回到系統(tǒng)中去。旁流量設(shè)計(jì)時(shí)基于系統(tǒng)中所有的冷卻水每天經(jīng)過CWES系統(tǒng)大約2次。因此，同樣地，每個(gè)來自空氣中或者水中懸浮物里的細(xì)菌，都會(huì)在24小時(shí)之內(nèi)經(jīng)過苛刻的CWES環(huán)境大約2次。

l pH值作用:

微生物對(duì)多種突然的環(huán)境變化很敏感。其中一個(gè)尤其敏感的參數(shù)是pH值（水的酸度或者堿度變化）。實(shí)際上，水的pH值哪怕簡(jiǎn)單地改變很少幾個(gè)單位，就能夠事實(shí)上消除某些微生物的生長(zhǎng)。如前所述，陰極附近會(huì)形成高濃度的氫氧根，從而在反應(yīng)室內(nèi)壁附近造成極高的堿性環(huán)境，pH值達(dá)到13。相反，在陽極附近，一直維持著低pH的酸性環(huán)境。

由于寄生在冷卻水懸浮物上面的細(xì)菌適應(yīng)了輕微弱堿性環(huán)境，pH值在8.5到9.0之間。這個(gè)pH值是使用CWES處理冷卻循環(huán)水時(shí)控制的范圍。于是，因?yàn)槔鋮s水進(jìn)入和離開反應(yīng)室，不斷地循環(huán)就會(huì)反復(fù)將細(xì)菌置于低pH值區(qū)和高pH值區(qū)。結(jié)果就是細(xì)菌每次通過反應(yīng)室時(shí)都經(jīng)歷了多次變化的pH值環(huán)境。

l 電流作用:

CWES在反應(yīng)室中維持大約10~25安培30~50伏特的直流電流。因此，細(xì)菌每次經(jīng)過反應(yīng)室時(shí)都會(huì)暴露在該電流中，會(huì)電解而死。

l 產(chǎn)生氯氣、臭氧和氧自由基:

由于陰極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，流經(jīng)反應(yīng)室的氯離子中約10%~30%的氯離子轉(zhuǎn)化成游離氯，因此循環(huán)水中余氯維持一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)量，約0.1~0.5ppm。這個(gè)余氯，就像向水中添加漂白粉一樣，通過氧化作用殺死細(xì)菌。同時(shí)，在陰極還產(chǎn)生了臭氧和氧自由基，這兩個(gè)氧化性物質(zhì)，和氯類似，具有殺生劑的作用。

工作過程

電解除垢器工作時(shí)，進(jìn)水閥門、出水閥門打開，原水從進(jìn)水閥門進(jìn)入，在反應(yīng)室內(nèi)進(jìn)行電化學(xué)作用，讓易結(jié)垢的礦物質(zhì)預(yù)先結(jié)垢，并從水中析出，并附著在反應(yīng)室內(nèi)壁（陰極）上。因反應(yīng)有微量氫氣產(chǎn)生，該水垢為疏松的水垢。

當(dāng)內(nèi)壁上的水垢積累到一定的量需要對(duì)其進(jìn)行清洗，清洗周期和清洗時(shí)間取決于每天要去除的礦物質(zhì)量。在PLC控制系統(tǒng)上可以設(shè)置每天需要清洗的次數(shù)。

每次清洗開始時(shí)，三個(gè)控制閥控制著流入EST內(nèi)的水的方向。清洗的第一步，進(jìn)出口閥門關(guān)閉，EST底部的排污閥門打開。刮刀在電機(jī)的帶動(dòng)下在反應(yīng)室內(nèi)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刮掉內(nèi)壁軟的預(yù)先沉淀出來的水垢，并和沖洗水一起從底部排出。第二步，進(jìn)水閥門打開，以便沖洗排放區(qū)域，沖洗2分鐘。第三步，排污閥門關(guān)閉，刮刀停止運(yùn)動(dòng)，出水閥門打開EST重新工作。