一种循环冷却水处理设备及循环冷却水的处理方法

摘要

本发明提供了一种循环冷却水处理设备及循环冷却水的处理方法，设备包括作为阴极的壳体，其内部设置有除垢阳极和消毒阳极，消毒阳极的外周部套设有第一阻水隔膜，第一阻水隔膜的内部形成消毒气体发生室；壳体的外部设置有消毒组件，消毒组件的内部设置有消毒气体中转腔和储盐腔，所述消毒气体中转腔与所述消毒气体发生室之间分别设有输气管和回流管；消毒气体中转腔的顶部设有输气口；壳体的底部设置转轴，转轴上沿周向排布有刮刀，壳体的底部还设置有驱动装置；壳体的内腔的底部连通有排污管路，排污管路上设置有排污阀，壳体的外部还设置有电控箱。该循环冷却水处理设备能够全面高效地对循环冷却水实施处理，并保证其水质稳定平衡。

权利要求

1.一种循环冷却水处理设备，其特征在于，包括作为阴极的壳体；

所述阴极为全部电化学过程共同的阴极，所述阴极与电解电源负极相连；

所述壳体的下部设有进水口，所述进水口与上游循环水管路连通；

所述壳体的上部设有出水口，所述出水口与下游循环水管路连通；

所述壳体的内部设置有沿竖直方向延伸的除垢阳极和消毒阳极；所述消毒阳极的外周部套设有第一阻水隔膜，所述第一阻水隔膜的内部形成消毒气体发生室；所述第一阻水隔膜为离子选择性透过膜；

所述壳体的外部设置有消毒组件，所述消毒组件的内部设有可通断地相连接的消毒气体中转腔和储盐腔；所述消毒气体中转腔与所述消毒气体发生室之间分别设有输气管和回流管；所述输气管用于将消毒气体发生室产生的消毒气体导入消毒气体中转腔中；所述消毒气体中转腔下部为盐溶液暂存室，盐溶液暂存室与所述储盐腔相通；所述回流管用于将盐溶液暂存室中的盐溶液导入消毒气体发生室中；

所述消毒气体中转腔的顶部设有输气口；所述输气口通过射流器与循环水管路连通；

所述壳体的底部设置有沿轴线竖直方向延伸的转轴，所述转轴上沿周向排布有若干与所述壳体的内壁贴合适配的刮刀，所述刮刀沿所述壳体的径向位于所述壳体的内壁与各阳极之间，且所述壳体的底部还设置有可驱动所述转轴转动的驱动装置；

所述壳体的内腔的底部连通有排污管路，所述排污管路上设置有排污阀，所述壳体的外部还设置有电控箱；

所述壳体的内部沿竖直方向还设有缓蚀阻垢阳极；所述缓蚀阻垢阳极为铝镁锌合金阳极。

2.根据权利要求1所述的循环冷却水处理设备，其特征在于，所述回流管上设置有回流泵。

3.根据权利要求1所述的循环冷却水处理设备，其特征在于，所述除垢阳极外周部套设有第二阻水隔膜；所述第二阻水隔膜与所述壳体的内腔联通。

4.根据权利要求1所述的循环冷却水处理设备，其特征在于，所述回流管的下游连通有导流管；所述导流管插装于消毒气体发生室内。

5.根据权利要求1所述的循环冷却水处理设备，其特征在于，所述除垢阳极和所述消毒阳极均为DSA阳极。

6.根据权利要求1所述的循环冷却水处理设备，其特征在于，所述驱动装置为电机。

7.一种循环冷却水的处理方法，包括以下步骤：将待处理的循环冷却水的一部分以旁流形式，通过进水口通入至权利要求1～6任一项所述循环冷却水处理设备中，在壳体中进行除垢、生成消毒物质和杀菌后，回到循环冷却水系统，得到处理后的循环冷却水。

8.根据权利要求7所述的一种循环冷却水的处理方法，其特征在于，所述壳体中缓释阻垢阳极释放缓蚀阻垢离子。

说明书

一种循环冷却水处理设备及循环冷却水的处理方法

技术领域

[0001] 本发明属于涉及循环冷却水处理领域，尤其涉及一种循环冷却水处理设备及循环冷却水的处理方法。

背景技术

[0002] 循环冷却水系统是以水作为冷却介质，由换热设备、冷却设备、水泵、管道及其它有关设备组成，并循环使用的一种给水系统。旁流水，是从循环冷却水系统中分流并经处理
后，再返回循环冷却水系统的那部分水。

[0003] 冷却塔和换热器作为现代工业生产中极为重要的配套设备，二者间由循环冷却水系统连通并协同运行，通常情况下，循环冷却水通过换热器交换热量或直接接触换热方式
来交换介质热量并经冷却塔冷却后，循环使用，以节约水资源。一般情况下，循环水是中性
和弱碱性的，其pH值一般控制在7‑9.5之间。循环水经过冷却塔降温之后(通常蒸发掉1～
2％可以将剩下的98～99％的水的温度降低5～10℃)，重新回到换热器吸收热量，如此循环
不止。水循环过程中蒸发掉的是纯水，水中的盐份则会不断浓缩，溶解盐类的浓度不断升
高。难溶盐或微溶盐的浓度达到饱和浓度以上时，就会结晶析出，成为水垢，如碳酸钙即是
循环水中最为常见的水垢。同时冷却塔中的循环水温度一般为30℃左右，微生物滋生也是
循环水中常见的问题；此外，设备长期运行过程中，也会发生组件局部腐蚀现象，该腐蚀现
象通常发生在储罐和输水系统中，有高活性的局部阳极电位引起的，腐蚀是离子浓度不对
等或者氧浓度差异所致。经常发现在高温区、晶格缺陷处、切削部位、表面划痕或裂纹处。相
应地，点蚀是金属损坏的最常见因素，组件结构上的一个穿孔能够毁掉一台关键的热交换
器，进而导致整个工厂停产。

[0004] 综上所述，目前冷却水处理的主要内容是缓蚀、阻垢、杀生和防粘泥。但这几个问题密切相关，不能单一地靠某种药剂来解决问题，而必须把它视作一个整体对待。相应地，
现有技术中也存在诸多针对循环冷却水的处理方法和工艺流程，但这些现有技术受其自身
技术手段和相应设备结构所限，通常仅具备除垢和杀菌灭藻等一到两个技术效果，各电化
学过程的两个电极反应不能同时利用而降低了电流效率，且无法全方位地解决循环冷却水
中结垢、腐蚀、微生物、悬浮物等问题，严重制约了冷却循环水的水质平衡和处理效果，给冷
却塔和换热器等相关系统设备的稳定高效运行造成不利影响。

[0005] 因此，提供一种循环冷却水处理设备，同时利用电化学过程的全部电化学反应，以全面高效地对循环冷却水实施处理，并保证其水质稳定平衡是本领域技术人员目前需要解
决的重要技术问题。

发明内容

[0006] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种循环冷却水处理设备及循环冷却水的处理方法，该设备全面高效地对循环冷却水实施处理，并保证其水质稳定平衡。

[0007] 本发明提供了一种循环冷却水处理设备，包括作为阴极的壳体；

[0008] 所述阴极作为全部电化学过程共同的阴极，所述阴极与电解电源负极相连；

[0009] 所述壳体的下部设有进水口，所述进水口与上游循环水管路连通；

[0010] 所述壳体的上部设有出水口，所述出水口与下游循环水管路连通；

[0011] 所述壳体的内部设置有沿竖直方向延伸的除垢阳极和消毒阳极；所述消毒阳极的外周部套设有第一阻水隔膜，所述第一阻水隔膜的内部形成消毒气体发生室；

[0012] 所述壳体的外部设置有消毒组件，所述消毒组件的内部设有可通断地相连接的消毒气体中转腔和储盐腔；所述消毒气体中转腔与所述消毒气体发生室之间分别设有输气管
和回流管；所述输气管用于将消毒气体发生室产生的消毒气体导入消毒气体中转腔中；所
述消毒气体中转腔下部为盐溶液暂存室，盐溶液暂存室与所述储盐腔相通；所述回流管用
于将盐溶液暂存室中的盐溶液导入消毒气体发生腔中；

[0013] 所述消毒气体中转腔的顶部设有输气口；所述输气口通过射流器与循环水管路连通；

[0014] 所述壳体的底部设置有沿竖直方向延伸的转轴，所述转轴上沿周向排布有若干与所述壳体的内壁贴合适配的刮刀，所述刮刀沿所述壳体的径向位于所述壳体的内壁与各阳
极之间，且所述壳体的底部还设置有可驱动所述转轴转动的驱动装置；

[0015] 所述壳体的内腔的底部连通有排污管路，所述排污管路上设置有排污阀，所述壳体的外部还设置有电控箱。

[0016] 优选地，所述壳体的内部沿竖直方向还设有缓蚀阻垢阳极；所述缓蚀阻垢阳极为铝镁锌合金阳极。

[0017] 优选地，所述回流管上设置有回流泵。

[0018] 优选地，所述除垢阳极外周部套设有第二阻水隔膜；所述第二阻水隔膜与所述壳体的内腔联通。

[0019] 优选地，所述回流管的下游连通有导流管；所述导流管插装于消毒气体发生室内。

[0020] 优选地，所述除垢阳极和所述消毒阳极均为DSA阳极。

[0021] 优选地，所述驱动装置为电机。

[0022] 优选地，所述第一阻水隔膜为离子选择性透过膜。

[0023] 本发明提供了一种循环冷却水的处理方法，包括以下步骤：

[0024] 将待处理的循环冷却水的一部分以旁流形式，通过进水口通入至上述技术方案所述循环冷却水处理设备中，在壳体中进行除垢、生成消毒物质和杀菌后，回到循环冷却水系
统，得到处理后的循环冷却水。

[0025] 优选地，所述壳体中还进行释放缓蚀阻垢离子。

[0026] 相对上述背景技术，本发明所提供的循环冷却水处理设备，其工作运行过程中，除垢、生成消毒气体和释放缓蚀阻垢离子等全部电化学过程共用一个阴极；工作人员通过电
控箱控制各组件协同工作，在电流作用下，消毒阳极表面与由回流管输入的盐溶液接触并
发生氧化反应，生成消毒气体，并经由输气管将消毒气体输送至消毒气体中转腔内，之后消
毒气体于消毒气体中转腔内逸出并经由输气口送入循环水管路内，以便对循环水实施消毒
处理，第一阻水隔膜能够有效阻隔消毒气体发生室与壳体内腔内的循环水间的液体交流，
并容许循环水中的阴离子通过并进入消毒气体发生室内，以便参与相关电化学反应，保证
消毒气体的稳定生成；此外，设备长期运行后，可通过驱动装置驱动转轴转动，从而带动各
刮刀联动转动，以便将附着于壳体内壁上的水垢及杂质等整体刮除清理，并定期打开排污
阀，以使上述水垢等经由排污管路排出。所述循环冷却水处理设备通过除垢阳极和消毒阳
极组件的协同配合，实现了对循环冷却水的消毒、除垢和防粘泥沉积等多方面的协同处理，
处理效率较高，且处理效果较好，能够充分保证循环冷却水的水质平衡及稳定，并使冷却塔
及换热器等相关设备的稳定连续运行得以充分保障。

[0027] 所述输气口处设置有射流器；设备运行过程中，循环冷却水流经该射流器时形成负压环境，从而能够将消毒气体中转腔内的消毒气体吸出并送入循环水管路中，进而大幅
提高消毒气体与循环冷却水间的混合效率，以进一步保证循环冷却水的消毒处理效果。

[0028] 在本发明另一优选方案中，通过除垢阳极与缓蚀阻垢阳极协同配合，在除垢阳极表面生成杀菌灭藻物质，同时缓蚀阻垢阳极在电流作用下释放定量的金属离子至循环水
中，达到减缓腐蚀和阻止水垢生成的双重作用。

附图说明

[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。

[0030] 图1为本发明一种具体实施方式所提供的循环冷却水处理设备的整体结构示意图。

[0031] 其中，11‑壳体、111‑进水口、112‑出水口、12‑除垢阳极、13‑消毒阳极、131‑第一阻水隔膜、132‑消毒气体发生室、14‑缓蚀阻垢阳极、15‑消毒组件、151‑消毒气体中转腔、152‑
储盐腔、153‑输气口、154‑射流器、161‑输气管、162‑回流管、163‑回流泵、164‑导流管、17‑
转轴、171‑刮刀、172‑驱动装置、18‑排污管路、181‑排污阀、19‑电控箱。

具体实施方式

[0032] 本发明提供了一种循环冷却水处理设备，包括作为阴极的壳体；

[0033] 所述阴极为全部电化学过程共同的阴极，所述阴极与电解电源负极相连；

[0034] 所述壳体的下部设有进水口，所述进水口与上游循环水管路连通；

[0035] 所述壳体的上部设有出水口，所述出水口与下游循环水管路连通；

[0036] 所述壳体的内部设置有沿竖直方向延伸的除垢阳极和消毒阳极；所述消毒阳极的外周部套设有第一阻水隔膜，所述第一阻水隔膜的内部形成与所述壳体的内腔连通的消毒
气体发生室；

[0037] 所述壳体的外部设置有消毒组件，所述消毒组件的内部设有可通断地相连接的消毒气体中转腔消毒气体中转腔和储盐腔；所述消毒气体中转腔与所述消毒气体发生室之间
分别设有输气管和回流管；所述输气管用于将消毒气体发生室产生的消毒气体导入消毒气
体中转腔消毒气体中转腔中；所述消毒气体中转腔下部为盐溶液暂存室，盐溶液暂存室与
所述储盐腔相通；所述回流管用于将盐溶液暂存室中的盐溶液导入消毒气体发生腔中；

[0038] 所述消毒气体中转腔的顶部设有输气口；所述输气口通过射流器与循环水管路连通；

[0039] 所述壳体的底部设置有沿轴线竖直方向延伸的转轴，所述转轴上沿周向排布有若干与所述壳体的内壁贴合适配的刮刀，所述刮刀沿所述壳体的径向位于所述壳体的内壁与
各阳极之间，且所述壳体的底部还设置有可驱动所述转轴转动的驱动装置；

[0040] 所述壳体的内腔的底部连通有排污管路，所述排污管路上设置有排污阀，所述壳体的外部还设置有电控箱。

[0041] 在一个具体实施方式中，本发明所提供的循环冷却水处理设备，包括作为阴极的壳体11，壳体11的下部具有与上游循环水管路连通的进水口111，壳体11的上部具有与下游
循环水管路连通的出水口112，壳体11的内部设置有沿轴线竖直方向延伸的除垢阳极12、消
毒阳极13，消毒阳极13的外周部套设有第一阻水隔膜131，第一阻水隔膜131的内部形成与
壳体11内腔连通的消毒气体发生室132；壳体11的外部设置有消毒组件15，消毒组件15的内
部设置有可通断地相连接的消毒气体中转腔151和储盐腔152，所述消毒气体中转腔的顶部
设有输气口；所述输气口通过射流器154与循环水管路连通；消毒气体中转腔151与消毒气
体发生室132之间分别连通有可供消毒气体由消毒气体发生室132导入消毒气体中转腔151
的输气管161以及可供盐溶液由消毒气体中转腔151导入消毒气体发生室132的回流管162，
消毒气体中转腔151的顶部具有与循环水管路连通的输气口153；所述消毒气体中转腔下部
为盐溶液暂存室，盐溶液暂存室与所述储盐腔相通；所述回流管用于将暂存室中的盐溶液
优选通过回流泵导入消毒气体发生室中；壳体11的底部可定轴转动地设置有沿轴线竖直方
向延伸的转轴17，转轴17上沿周向排布有若干与壳体11的内壁贴合适配的刮刀171，刮刀
171沿壳体11的径向位于壳体11的内壁与各阳极之间，且壳体11的底部还设置有可驱动转
轴17转动的驱动装置172；壳体11的内腔的底部连通有排污管路18，排污管路18上设置有排
污阀181，壳体11的外部还设置有电控箱19。

[0042] 在本发明中，去除硬度、杀菌是水溶液电解过程的最基本的两个功能。而循环水系统中普遍存在的三个问题是结垢(硬度引起)、腐蚀和微生物。腐蚀问题与循环水系统中的
换热器材质相关，有的时候通过维持合适的水质即可将腐蚀控制在合理的范围内，此时就
不用缓释阻垢阳极14了。例如实施例中，补水为北京市自来水，换热器材质为紫铜，管道为
碳钢，只要循环水的硬度和碱度维持在合适的水平，腐蚀速率就可以控制在规定的范围内。
不用缓释电极，杀菌和结垢以及减缓腐蚀等问题同样可以解决。

[0043] 但是，结垢与换热器物料侧的温度有关，温度越高，越容易结垢。因此，缓释电极的另外一个作用是预防高温结垢。例如大型空气压缩机，夏季空气温度高的时候，压缩之后，
压缩空气温度更高，有时会达到80℃以上，此时用于冷却压缩空气的水，尤其是硬度较高的
地区，容易结垢，缓释电极释放的锌离子、镁离子即可起到阻垢的作用。

[0044] 而在有些场合，例如南方水质较软的时候，系统腐蚀和微生物滋生是主要问题，硬度是次要问题。在保证控制了腐蚀和微生物之后，再去除一定的硬度，即可保证水质的稳定
(不结垢、腐蚀和微生物控制在合理范围内)，此时三种电极除垢阳极、消毒阳极和缓蚀阻垢
阳极14需要同时使用。因为南方氯离子低，没有消毒阳极，杀菌物质产量不足，而南方微生
物更易滋生。南方水质也偏腐蚀，缓蚀措施要配备。如果少排水，结垢物质不断积累增长，硬
度去除也要保证。

[0045] 在任何情况下使用缓蚀阻垢阳极对循环冷却水处理是有好处的，都有缓蚀和预防结垢的作用，使用缓蚀阻垢阳极后，电解电流大了，硬度去除量增加；加上缓蚀电极释放离
子的絮凝作用，杀菌效果更好。从经济角度，增加电极和工作电流，带来运行费用增加。所
以，三种电极根据实际需要组合，同时满足技术和经济两方面的要求。

[0046] 工作运行过程中，工作人员通过电控箱19控制各组件协同工作，通过除垢阳极12与缓蚀阻垢阳极14协同配合，在除垢阳极12表面生成杀菌灭藻物质，同时缓蚀阻垢阳极14
在电流作用下释放定量的金属离子至壳体11内部的水到达循环水系统中，达到减缓腐蚀和
阻止水垢生成的双重作用，同时，在电流作用下，消毒阳极13表面与由回流管162输入的盐
溶液接触并发生氧化反应，生成消毒气体，并经由输气管161将消毒气体输送至消毒气体中
转腔151内，之后消毒气体于消毒气体中转腔151内逸出并经由输气口153送入循环水管路
内，以便对循环水实施消毒处理，第一阻水隔膜131能够有效阻隔消毒气体发生室132与壳
体11内腔内的循环水间的液体交流，并容许循环水中的阴离子通过并进入消毒气体发生室
132内，以便参与相关电化学反应，保证消毒气体的稳定高效生成；此外，设备长期运行后，
可通过驱动装置172驱动转轴17转动，从而带动各刮刀171联动转动，以便将附着于壳体11
内壁上的水垢及杂质等整体刮除清理，并定期打开排污阀181，以使上述水垢等经由排污管
路18排出。所述第一阻水隔膜131优选为离子选择性透过膜；所述离子选择性透过膜的透水
率很低，只有离子在电场作用下通过；具体的，所述第一阻水隔膜131可以选择NafionN966
或FlemionF865。所述循环冷却水处理设备通过各阳极组件的协同配合，全面彻底地实现了
对循环冷却水的消毒、除垢、缓蚀阻垢和防粘泥沉积等多方面的协同处理，处理效率较高，
且处理效果较好，能够充分保证循环冷却水的水质平衡及稳定，并使冷却塔及换热器等相
关设备的稳定连续运行得以充分保障。

[0047] 需要说明的是，考虑到实际处理效果及相应的设备运行成本，上述储盐腔152内的盐优选为氯化钠，相应地，导入消毒气体发生室132内的盐溶液为氯化钠溶液，经由消毒气
体发生室132生成的消毒气体为氯气，同时，采用上述第一阻水隔膜131能够使得消毒气体
发生室132内富集循环冷却水中的氯离子，并将富集的氯离子集中转化为氯气及次氯酸，从
而能够持续抑制水体内细菌滋生，并有效降低循环冷却水中的氯离子浓度，降低因氯离子
导致的部件腐蚀风险；此外，消毒阳极13附近的水体电解产生氧气和氧自由基，与水及水中
的溶解氧反应生成臭氧，从而维持腔室内的消毒环境。

[0048] 上述消毒阳极13处的化学反应表述如下：

[0049] 生成氧气：

[0050] 4HO‑→O2(g)+2H2O+4e‑；游离氯：

[0051] Cl‑–e‑→Cl；

[0052] 氯气：

[0053] 2Cl‑(aq)→Cl2(g)+2e‑；

[0054] 臭氧：

[0055] O2+2HO‑‑2e‑→O3(g)+H2O；

[0056] 自由基OH：

[0057] OH‑–e‑→OH；

[0058] 过氧化氢：

[0059] 2H2O–2e‑→H2O2+2H+。

[0060] 氧自由基：

[0061] 2H2O–2e‑→O+2H+。

[0062] 此外，壳体11作为阴极，由上述各阳极对应的全部电化学过程共用，具体而言，实际应用中除垢阳极12和消毒阳极13均优选为DSA(Dimension stable anode，即，形稳性阳
极)阳极，以免设备长期运行后发生阳极过度损耗，降低设备使用成本，同时，缓蚀阻垢阳极
14为铝镁锌合金阳极，以进一步保证减缓腐蚀的效果及相应的处理成本，且反应过程中液
体中的锌离子浓度优选为1.5ppm～4ppm，更优选为2～4ppm，且通常情况下液体环境中的
LSI(Langelier saturation index，即，朗格利尔饱和指数)要控制在1.5以内，以获得最优
的缓蚀效果，并预防高温区域结垢。

[0063] 在此基础上，在阴极附近，水溶液电解产生OH‑，在阴极附近界面层获得pH值高达14的强碱性溶液，碳酸钙和氢氧化镁在界面层处于过饱和状态，碳酸钙和氢氧化镁在阴极
表面和界面层中快速结晶，部分水垢结晶在阴极表面沉积析出，以便后续刮刀171集中刮除
清理。

[0064] 相应地，壳体11内壁，即阴极处的电化学反应表述如下：

[0065] 2H2O(l)+2e→H2(g)+2OH‑(aq)

[0066]

[0067]

[0068] Ca2+(aq)钙离子可能形成

[0069] 氢氧化钙:Ca(OH)2(垢)

[0070] 碳酸钙:CaCO3(垢)。

[0071] 进一步地，输气口153处设置有射流器154。设备运行过程中，循环冷却水流经该射流器154时形成负压环境，从而能够将消毒气体中转腔151内的消毒气体高效吸出并送入循
环水管路中，进而大幅提高消毒气体与循环冷却水间的混合效率，以进一步保证循环冷却
水的消毒处理效果。

[0072] 具体地，回流管162上设置有回流泵163。该回流泵163能够进一步增加回流管162内的导流压力，优化导流效果，从而进一步提高回流管162内的液体流通速率和流量，保证
设备整体运行效率。

[0073] 更具体地，回流管162的下游连通有插装于消毒气体发生室132内的导流管164。该导流管164能够保证回流管162内的液体可以直接通入位于消毒气体发生室132内的液体环
境中，从而进一步提高相关溶液的混合效率，保证相关电化学反应的连续高效实施。

[0074] 另一方面，除垢阳极12的外周部套设有第二阻水隔膜，第二阻水隔膜的内部与壳体11内腔连通。该第二阻水隔膜的功能与所述第一阻水隔膜131的功能基本一致，可直接参
考上文相关叙述，且该第二阻水隔膜与除垢阳极12间的相对位置关系也与上文所述第一阻
水隔膜131及消毒阳极13间的相对位置关系相似，因此，虽图中并未示出第二阻水隔膜，但
其配合件间的相对位置关系可直接参考图1中第一阻水隔膜131及其配合件间的相对位置
关系，在此不做赘述。

[0075] 另外，实际应用中，驱动装置172为电机，以保证转轴17的稳定高效运转，并提高其与电控箱19间的协同配合能力及控制效果。

[0076] 本发明提供了一种循环冷却水的处理方法，包括以下步骤：

[0077] 将待处理的循环冷却水的一部分以旁流形式，通过进水口通入至上述技方案所述循环冷却水处理设备中，在壳体中进行除垢、生成消毒物质和杀菌后，回到循环冷却水系统
中，得到处理后的循环冷却水。

[0078] 除垢阳极和消毒阳极均会产生消毒物质对循环冷却水进行消毒。在本发明中，为了提高循环冷却水的除垢效率，壳体中优选设置缓蚀阻垢阳极进行释放缓蚀阻垢离子过
程。

[0079] 从除垢角度，如果补充水(可以为自来水或河水)的硬度太低，例如补充水硬度低于50mg/L，则除垢功能需要弱化，杀菌灭藻和缓蚀功能需要强化，设备配置做相应调整。当
硬度范围在50～180mg/L时，除垢阳极外不用设置隔膜，除垢功能即可满足要求。当硬度大
于180mg/L时，除垢功能需要强化，除垢阳极外设置隔膜可以提高除垢效率。而且，除垢同时
‑ ‑
都需要碱度HCO3配合，如果HCO3越高，除垢任务越重，设备配置做相应调整。

[0080] 本发明采用上述设备处理循环冷却水，简单高效，能够根据不同补充水水质和工况灵活调整要解决的水质问题。使用该方法除垢、杀菌灭藻、阻垢和缓蚀问题可以同时解
决。

[0081] 为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种循环冷却水处理设备及循环冷却水的处理方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限
定。

[0082] 实施例1

[0083] 中央空调循环冷却水系统，循环水量850m3/h，系统容积50m3，补充市政自来水。设3
置2台电化学旁流水处理设备，每台处理水量25m/h，每台的工作电流30A。2018年制冷季，
结垢和腐蚀问题控制达到规定要求，但是微生物难以控制，水体中有菌藻滋生，尤其是冷却
塔填料外边缘，滋生青苔，水质分析数据见表1。其中钙硬度累计去除率69％(补充水钙硬
度*氯离子浓度比值‑循环水钙硬度，差值除以补充水钙硬度*氯离子比值，得出累计去除
率)。循环水中余氯为电化学旁流水处理设备生成，浓度只有0.01mg/L，对微生物控制不足。

[0084] 表1：2018年水质分析

[0085]

[0086]

[0087] 2019年5月，对电化学旁流处理设备改造，加装消毒气体发生室。水质分析数据见表2，钙硬度累计去除率达到了81％，提高了12％，循环水中的余氯浓度0.1mg/L，是改造前
的10倍，冷却塔内部和外边缘的微生物得到了有效控制。消毒气体发生室出水中氯离子比
循环水中氯离子高，余氯含量达到5.2mg/L，说明改造后设备不仅产生了余氯，同时富集了
部分氯离子，将氯离子转化成余氯。

[0088] 表2：2019年水质分析

[0089]

[0090] 实施例2

[0091] 汽车厂焊装车间循环冷却水系统，循环水量1050m3/h，系统容积500m3，蒸发速率平3
均0.5％，补充市政自来水。设置2台电化学旁流水处理设备，每台处理水量20m/h，每台的
工作电流20A。循环冷却水系统中不存在结垢现象，微生物处于控制范围内，腐蚀问题突出。

[0092] 补水水质参见表3，补水LSI为负数，RSI大于6，存在强腐蚀倾向；浓缩到6～8倍之后，循环水RSI仍然大于6，存在腐蚀倾向。碳钢挂片试验也表明，循环水存在腐蚀现象。自
2017年7月3日开始，每台电化学设备装4只除垢电极和2只缓蚀阻垢电极，锌离子含量平均2
～4mg/L，碳钢腐蚀速率为0.06mm/a，铜腐蚀速率为0.004mm/a。

[0093] 表3：汽车厂焊装车间循环冷却水水质分析

[0094]

[0095] 由以上实施例可知，本发明所提供的循环冷却水处理设备，其工作运行过程中，工作人员通过电控箱控制各组件协同工作，在电流作用下，消毒阳极表面与由回流管输入的
盐溶液接触并发生氧化反应，生成消毒气体，并经由输气管将消毒气体输送至消毒气体中
转腔内，之后消毒气体于消毒气体中转腔内逸出并经由输气口送入循环水管路内，以便对
循环水实施消毒处理，第一阻水隔膜能够有效阻隔消毒气体发生室与壳体内腔内的循环水
间的液体交流，并容许循环水中的阴离子通过并进入消毒气体发生室内，以便参与相关化
学反应，保证消毒气体的稳定高效生成；此外，设备长期运行后，可通过驱动装置驱动转轴
转动，从而带动各刮刀联动转动，以便将附着于壳体内壁上的水垢及杂质等整体刮除清理，
并定期打开排污阀，以使上述水垢等经由排污管路彻底排出，以保证壳体内部的水体环境
清洁。所述循环冷却水处理设备通过除垢阳极和消毒阳极组件的协同配合，全面彻底地实
现了对循环冷却水的消毒、除垢和防粘泥沉积等多方面的协同处理，处理效率较高，且处理
效果较好，能够充分保证循环冷却水的水质平衡及稳定，并使冷却塔及换热器等相关设备
的稳定连续运行得以充分保障。

[0096] 所述输气口处设置有射流器。设备运行过程中，循环冷却水流经该射流器时形成负压环境，从而能够将消毒气体中转腔内的消毒气体高效吸出并送入循环水管路中，进而
大幅提高消毒气体与循环冷却水间的混合效率，以进一步保证循环冷却水的消毒处理效
果。

[0097] 在本发明另一优选方案中，通过除垢阳极与缓蚀阻垢阳极协同配合，在除垢阳极表面生成杀菌灭藻物质，同时缓蚀阻垢阳极在电流作用下释放定量的金属离子至循环水
中，达到减缓腐蚀和阻止水垢生成的双重作用。

[0098] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应
视为本发明的保护范围。