工藝設計

根據某水泥廠(chǎng)情況，設計循環(huán)水量近10%作為旁濾處理量，即100m³/h。

工藝流程說(shuō)明：循環(huán)水電解系統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(guò)濾和自動(dòng)反沖洗，屬于較節能的一種旁路安裝方式。這種方式對回水壓力有要求，一般要求大于0.2MPa。CWES電解殺菌除垢設備包括EST電解反應器、控制系統.

設備原理介紹

EST電解殺菌除垢的工作機理

EST電解殺菌除垢系統要求循環(huán)水流過(guò)EST反應室，以便去除適當的鈣鎂離子礦物質(zhì)和殺死細菌。在反應室中發(fā)生的這種實(shí)際的化學(xué)反應，不同于任何一種其他的機械式和電磁式的處理方式。

 陰極化學(xué)反應

通過(guò)電解，水中的礦物質(zhì)沉淀出來(lái)并被去除，這就是CWES的工作原理。反應室中維持的工作電流大概為直流7～25安培。結果是，在陰極（反應室內壁）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），讓易結垢的礦物質(zhì)預先結垢，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(lèi)似，主要用來(lái)去除水中的鈣、鎂離子。

電流也將一部分的氯離子轉化成游離氯，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，結合安培電流及局部高的和低的（陽(yáng)極）pH區域，維持了CWES之外的一個(gè)事實(shí)上的消毒環(huán)境。

陽(yáng)極化學(xué)反應

反應室本身是一個(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(yáng)極和一個(gè)電動(dòng)刮刀。陽(yáng)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?；@式塑料刮刀每次清洗時(shí)用來(lái)擦掉內壁預沉淀出來(lái)的礦物質(zhì)。 

殺菌滅藻原理

由上可知，陰極和陽(yáng)極的化學(xué)反應，配合特別的流量設計，反復地將細菌暴露于破壞性的環(huán)境中，每次流經(jīng)反應室就會(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(shuō)，大約10%的冷卻水取出來(lái)經(jīng)過(guò)CWES處理后再回到系統中去。旁流量設計時(shí)基于系統中所有的冷卻水每天經(jīng)過(guò)CWES系統大約2次。因此，同樣地，每個(gè)來(lái)自空氣中或者水中懸浮物里的細菌，都會(huì )在24小時(shí)之內經(jīng)過(guò)苛刻的CWES環(huán)境大約2次。

l pH值作用:

微生物對多種突然的環(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(cháng)。如前所述，陰極附近會(huì )形成高濃度的氫氧根，從而在反應室內壁附近造成極高的堿性環(huán)境，pH值達到13。相反，在陽(yáng)極附近，一直維持著(zhù)低pH的酸性環(huán)境。

由于寄生在冷卻水懸浮物上面的細菌適應了輕微弱堿性環(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，因為冷卻水進(jìn)入和離開(kāi)反應室，不斷地循環(huán)就會(huì )反復將細菌置于低pH值區和高pH值區。結果就是細菌每次通過(guò)反應室時(shí)都經(jīng)歷了多次變化的pH值環(huán)境。

l 電流作用:

CWES在反應室中維持大約10~25安培30~50伏特的直流電流。因此，細菌每次經(jīng)過(guò)反應室時(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，流經(jīng)反應室的氯離子中約10%~30%的氯離子轉化成游離氯，因此循環(huán)水中余氯維持一個(gè)穩定的數量，約0.1~0.5ppm。這個(gè)余氯，就像向水中添加漂白粉一樣，通過(guò)氧化作用殺死細菌。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(lèi)似，具有殺生劑的作用。

工作過(guò)程

電解除垢器工作時(shí)，進(jìn)水閥門(mén)、出水閥門(mén)打開(kāi)，原水從進(jìn)水閥門(mén)進(jìn)入，在反應室內進(jìn)行電化學(xué)作用，讓易結垢的礦物質(zhì)預先結垢，并從水中析出，并附著(zhù)在反應室內壁（陰極）上。因反應有微量氫氣產(chǎn)生，該水垢為疏松的水垢。

當內壁上的水垢積累到一定的量需要對其進(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控制系統上可以設置每天需要清洗的次數。

每次清洗開(kāi)始時(shí)，三個(gè)控制閥控制著(zhù)流入EST內的水的方向。清洗的第一步，進(jìn)出口閥門(mén)關(guān)閉，EST底部的排污閥門(mén)打開(kāi)。刮刀在電機的帶動(dòng)下在反應室內旋轉運動(dòng)，刮掉內壁軟的預先沉淀出來(lái)的水垢，并和沖洗水一起從底部排出。第二步，進(jìn)水閥門(mén)打開(kāi)，以便沖洗排放區域，沖洗2分鐘。第三步，排污閥門(mén)關(guān)閉，刮刀停止運動(dòng)，出水閥門(mén)打開(kāi)EST重新工作。