邢云卓

摘 要 作為一種兼具殺菌、滅藻、阻垢、緩蝕功能的新型水處理技術，電化學水處理技術近些年來在循環(huán)水處理系統(tǒng)中的應用日趨廣泛?；贓ST的電解水處理系統(tǒng)較傳統(tǒng)化學藥劑處理技術而言，具有顯著的優(yōu)勢，能夠顯著提高濃縮倍數，實現節(jié)能與節(jié)水，并能夠在節(jié)能節(jié)水、化學性質、濃縮倍率、腐蝕結垢、微生物等方面實現科學控制，真正實現節(jié)能環(huán)保的目的，且較傳統(tǒng)化學藥劑處理技術而言，采用該方式對循環(huán)水水質進行控制具有顯著優(yōu)勢。

關鍵詞 電化學水；循環(huán)水處理；微生物控制；

中圖分類號 TQ0 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2015）09-0045-02

為了更好地提升循環(huán)水處理的循環(huán)效率，減少用水指標，傳統(tǒng)方法通常需投入化學藥劑，以便維持水質，提升循環(huán)水處理的濃縮倍數，但是，應注意的是由于冷卻水的持續(xù)循環(huán)利用，會導致設備、管道表面附著大量沉積物，滋生大量微生物，管道腐蝕等問題，因而對于水質管理的要求也越來越高。

1 電化學水處理技術（EST）

1）電化學水處理技術的原理。該技術借助于帶電電極的表面，對水中帶點粒子進行吸附，從而實現水中溶解鹽、帶電物等于電極表面充分富集，達到凈化或淡化水的目的。待凈化水由一端源源不斷地流入陰、陽電極所形成的通道中，并由另一端出來。待凈化水于陰、陽電極間流動過程中，會受電場等的作用，因而水中所存在的帶電粒子將朝著帶著相反電荷的電極處進行遷移，并為該電極大量吸附，在不同電極表面充分富集與濃縮，確保水中所含的溶解鹽、膠體、帶電物濃度逐步降低，繼而達到了水的凈化與除鹽過程。就水溶液而言，若將其兩極施加相應的電壓，則將會電流成功流過，并于兩極之間發(fā)生電解或電離反應等。借助于電化學法，在陽極會發(fā)生相應的氧化反應，并生成H202、03等一系列強氧化物，并實現了水的除菌與滅藻，在水電解時，水中所存在的諸如Ca2+、Mg2+等正離子由于受到電場的作用而發(fā)生遷移，并被電極表面所吸附、濃縮。利用該方法能夠有效除去水中易成垢離子，顯著降低水硬度，實現對濃縮倍數的有效控制。

2）EST裝置的優(yōu)勢。EST裝置具有穩(wěn)定、安全、可靠、有效的特點，且利用該裝置可以實現整個操作過程的自動化，防止與危險化學藥劑的接觸，并解決了微生物、結垢、粘泥、腐蝕等一系列問題，無需添加化學藥品，不會對環(huán)境造成污染，且運行成本較低，操作過程簡單易行，能夠節(jié)約藥劑、補充水成本，進一步延長了換熱器的使用壽命，降低預膜使用次數，經濟高效。

2化學藥劑法應用過程中存在的問題

1）存在較多粘泥，而且所處理水溶液的濁度高。

2）存在嚴重的結垢問題。采用該方法處理循環(huán)水，會引發(fā)較為嚴重的結垢問題，一旦出現結垢，將與微生物所排放的代謝物質相聚集，成為更難以清除的污垢，并附著于裝置、設備表面或填料中，會對換熱效果造成不良影響。

3）存在著十分嚴重的腐蝕問題。就不同型號的換熱器而言，其所采用的材質也各不相同，為此，由于粘泥會導致大量微生物繁殖，并導致局部設備和裝置表面銹蝕。

4）化學藥劑水處理效果存在局限性，而且有賴于管理者豐富的經驗。為了確保所添加的化學藥物能夠收到良好的效果，要求管理者必須把握好人為因素的干擾。因此，不少經驗缺乏的管理人員采用該方法很難收到良好的效果。及時采用自動化方式投藥或監(jiān)測，但針對怎樣以監(jiān)測數據為依據，對檢測偏差進行糾正仍需管理人員借助于經驗來判斷。特別對于補水成分十分復雜，且養(yǎng)分含量較高等問題，很難有效解決微生物滋生的問題。

3 EST技術、化學藥劑處理法的對比

1）結垢問題。就循環(huán)水處理過程而言，需要大量的冷卻水持續(xù)地供應和循環(huán)利用，由于在此過程中會存在水份蒸發(fā)等問題，加之水中的礦物離子、有機物含量難以有效富集，致使重碳酸鈣含量不斷隨蒸發(fā)速度的加快而增加，如果其濃度大于飽和濃度，亦或熱交換器工作時常致使水溫大量升高之時，會致使CO2釋放，而碳酸鈣將呈水垢狀析出，沉積于設備、裝置傳熱表面，長期下來會形成十分嚴重的水垢，能夠顯著降低其傳熱率。

所積淀的水垢不只會影響系統(tǒng)的熱交換率，還會使設備、裝置等能耗劇增，甚至引發(fā)設備、系統(tǒng)的停車危機。如若對水垢進行清洗，又會增加大量的維護成本，且清洗過程中還容易引發(fā)設備銹蝕等問題。

為了解決這一問題，建議采取以下途徑。①投入化學藥劑。借助于阻垢劑等藥劑，改善結垢物溶解度，并防止其析出，干擾晶體的生長，轉變沉積物狀態(tài)，且不會使其粘附于熱交換器表面。②EST+SCP法。水垢在系統(tǒng)陰極處大量富集，由于水中礦物離子的大量減少，使得水硬度降低，保證了冷卻水礦物質始終溶解。借助于SCP系統(tǒng)，可以釋放金屬離子，避免碳酸鈣在高溫下析出。

2）微生物大量繁殖問題。由于循環(huán)水中不免含有大量可供菌體吸收和繁殖的養(yǎng)分，加之水溫度提高，細菌及藻類等真菌會大量繁殖，并形成大量新陳代謝化合物，即所謂的粘液，與水中原本存在的垢物發(fā)生聚集，形成相應的粘泥。粘泥的形成易引發(fā)設備銹蝕，阻塞循環(huán)水，降低其流量，降低熱交換率。具體而言，微生物滋生的危害性如下。①化學藥劑雖然具有殺菌抑菌作用，但由于水質及環(huán)境處于逐步變化過程中，藥效存在一定的滯后性，因而會引發(fā)代謝物質的持續(xù)增多，生成更多的粘泥。②粘泥的大量附著，降低了設備的傳熱效率，致使系統(tǒng)耗能大增。③菌群代謝物導致系統(tǒng)pH值降低，導致設備受腐蝕風險大增。為了解決這一問題，可采取如下措施。①添加化學藥劑法。采用氯和溴化合物能夠抑制微生物代謝物產生。而表面活性劑可以殺菌，并減少生物膜的產生。雙氧水、臭氧、次氯酸鹽等氧化劑可以殺菌滅藻。②電化學法。氯氣在陽極處可被氧化為游離的氯，并生成臭氧等強氧化物質，具有殺菌滅藻的功效。反應室中，微生物在強電流的作用下受到所形成新pH環(huán)境的影響而得到抑制。

3）腐蝕問題。腐蝕由于受到電化學作用的影響而迅速加快，在此過程中，金屬由陽極朝陰極電位遷移，并發(fā)生氧化還原反應。此時若金屬同含氧冷卻水相接觸，會導致金屬表面會形成微電池， 經氧化反應陽極處金屬不斷溶解。腐蝕危害性如下。①熱交換器壁被腐蝕穿孔，形成滲漏，或者工藝介質泄漏到冷卻水中，污染水質。②腐蝕減少設備管道的使用壽命，增加生產成本和導致設備停產。腐蝕的解決方法如下。①化學藥劑法。提高PH值，緩蝕劑減少金屬表面的可接觸面積，阻斷電化學腐蝕回路來保護金屬表面。磷酸鹽、鋅鹽、鉬酸鹽和聚合硅酸鹽是低碳鋼的緩蝕劑。②EST+SCP法。濃縮的鎂硬度在冷卻水中以氫氧化鎂的形式沉積在管道內壁，起到緩蝕和抑制生物膜的作用。溶解的重金屬離子積于陰極和水垢一起去除。

4 結論

EST電解水處理器通過維系水中礦物質平衡和產生氧化性的殺菌物質解決了循環(huán)冷卻水結垢、腐蝕、微生物大量繁殖等問題，是一種清潔、綠色、節(jié)能的循環(huán)冷卻水處理技術。EST系統(tǒng)能解決循環(huán)水系統(tǒng)中的結垢、腐蝕、微生物大量繁殖等問題，并實現了零排污，順應了我國節(jié)能減排的戰(zhàn)略要求，在國內環(huán)境水質不佳的地區(qū)使用具有良好的優(yōu)勢與前景。

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