一种诱导结晶的流化床软化水处理装置和水处理系统的制作方法

本技术涉及电化学软化水装置，具体涉及一种诱导结晶的流化床软化水处理装置和水处理系统。

背景技术：

1、硬度是水质监测中的重要指标，主要是由溶解于水中的多价阳离子决定的，其中最主要的物质是钙和镁，因此通常也把硬度称为钙镁硬度。硬水软化装置普遍用于医疗、食品、化工多个领域。同时企业产生的废水也存在硬度过高问题。因此对高硬度水中硬度的去除具有重要的现实意义。当前可以采用的主要技术手段有化学药剂法、反渗透膜法、离子交换法和电化学方法等。化学药剂法存在需要添加药剂、控制困难、处理后出水水质不稳定的问题；反渗透法存在运行成本高、反洗和浓水出路问题；离子交换法存在运行成本高和再生等问题。

2、电化学去除方法无需添加化学药剂即可将钙镁离子以固体形式从水中析出。但在实践过程中依然存在水质失稳、效力不足、成本偏高等问题。特别是电极水垢清理及电极寿命等都限制了该技术的推广应用。结垢多发生在阴极，且下部居多，常用的结垢清洗方式主要有两种：水力清洗和机械清洗。水力清洗主要采用高压水枪对极板结垢清除，机械清洗主要采用刮刀或刷子进行清除；两种操作都是在电极已经结垢的情况下，在特定的时间点停机进行操作，清洗力度、时间都需要单独调控，操作复杂。随着清洗次数的增加，对电极的使用寿命也存在一定的影响。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种诱导结晶的流化床软化水处理装置和水处理系统，降低电极结垢速度，减少电极清洗频次，延长电极使用寿命。

2、为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现。

3、本实用新型提供了一种诱导结晶的流化床软化水处理装置，包括反应池、电极组和循环流化装置；

4、所述反应池中安装电极组，所述反应池中填充粉砂，电极组的下端埋没在粉砂层中；

5、所述反应池在粉砂层上方设置循环入口，反应池底部设置循环出口，循环出口和循环入口在反应池外连通循环流化装置。

6、可选的，所述电极组为阴极、阳极间隔布置的电极板，电极组在反应池外连通电源。

7、可选的，所述电极组包括多组电极板，多组电极板水平并列放置和/或竖直多层放置，每块电极板的下端都埋没于粉砂中。

8、可选的，所述电极板竖直设置于反应池中。

9、可选的，所述循环入口设置在电极组上方。

10、可选的,所述反应池的底部设置进水口、循环出口和排渣口；所述进水口外连通进水管道，所述排渣口外接排渣管道，排渣管道上设置排渣阀门；进水管道上设置进水泵、阀门和流量计。

11、可选的,所述反应池的底部为大端向上的锥斗形状，电极组位于锥斗上方，锥斗底部设置进水口、循环出口和排渣口。

12、可选的，所述反应池的电极组上方设置出水口和排气口，出水口位于循环入口上方，所述出水口通过管道连接至清水池。

13、可选的，所述排气口位于出水口上方，通过管道外接至排放装置或储气罐。

14、第二方面，一种水处理系统，包括上述诱导结晶的流化床软化水处理装置。

15、可选的，电极组外接直流电源。

16、本实用新型的有益效果如下：

17、1.本实用新型中在电极板周围布置粉砂层，粉砂的比表面积比阴极板的比表面积大上百倍，促使水垢更多地在粉砂表面结晶析出，可实现70～90％钙镁硬度离子在粉砂表面结晶，则电极上附着的水垢变少，有效保护电极板。

18、2.本实用新型克服了传统诱晶流化床技术需要外加碱等药剂的问题，电化学技术在阴极附近形成ph值达到12～13的碱性环境，因此无需再外加药剂即可实现结晶。

19、3.本实用新型采用流化装置，使粉砂在流化状态下与电极表面的结垢物质进行摩擦，进一步降低电极表面的结垢率，同时还起到清洗电极的作用，延长电极使用寿命。

技术特征：

1.一种诱导结晶的流化床软化水处理装置，其特征在于，包括：反应池、电极组和循环流化装置；

2.如权利要求1所述的诱导结晶的流化床软化水处理装置，其特征在于，所述电极组为阴极、阳极间隔布置的电极板，电极组在反应池外连通电源。

3.如权利要求2所述的诱导结晶的流化床软化水处理装置，其特征在于，所述电极组包括多组电极板，多组电极板水平并列放置和/或竖直多层放置，每块电极板的下端都埋没于粉砂中。

4.如权利要求2所述的诱导结晶的流化床软化水处理装置，其特征在于，所述电极板竖直设置于反应池中。

5.如权利要求1所述的诱导结晶的流化床软化水处理装置，其特征在于，所述循环入口设置在电极组上方。

6.如权利要求1所述的诱导结晶的流化床软化水处理装置，其特征在于，所述反应池的底部设置进水口、循环出口和排渣口；所述进水口外连通进水管道，所述排渣口外接排渣管道，排渣管道上设置排渣阀门；进水管道上设置进水泵、阀门和流量计。

7.如权利要求6所述的诱导结晶的流化床软化水处理装置，其特征在于，所述反应池的底部为大端向上的锥斗形状，电极组位于锥斗上方，锥斗底部设置进水口、循环出口和排渣口。

8.如权利要求1所述的诱导结晶的流化床软化水处理装置，其特征在于，所述反应池的电极组上方设置出水口和排气口，出水口位于循环入口上方，所述出水口通过管道连接至清水池。

9.如权利要求8所述的诱导结晶的流化床软化水处理装置，其特征在于，所述排气口位于出水口上方，通过管道外接至排放装置或储气罐。

10.一种水处理系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的诱导结晶的流化床软化水处理装置；电极组外接直流电源。

技术总结本技术公开了一种诱导结晶的流化床软化水处理装置和水处理系统，属于电化学软化水装置技术领域。装置包括反应池、电极组和循环流化装置；所述反应池中安装电极组，所述反应池中填充粉砂，电极组的下端埋没在粉砂层中；所述反应池在粉砂层上方设置循环入口，反应池底部设置循环出口，循环出口和循环入口在反应池外连通循环流化装置。本技术在电极板周围布置粉砂层，由于粉砂的表面积比阴极板的比表面积大上百倍，促使水垢更多地在粉砂表面结晶析出，可实现70～90％钙镁硬度离子在粉砂表面结晶。则电极上附着的水垢变少，有效保护电极板。技术研发人员：张玉生,王全勇,谢海涛,付成胜,王新伟,江玉强受保护的技术使用者：山东华城工程技术有限公司技术研发日：20230928技术公布日：2024/7/23