[发明专利]一种基于振动强化倒极脱垢的电化学除硬装置及方法

权利要求书

1.一种基于振动强化倒极脱垢的电化学除硬装置，其特征在于，所述的电化学除硬装置包括依次连接的电解装置、过滤罐和缓冲罐单元，其中所述的电解装置的下部设置有原水进水口与原水进水管相连，顶部或侧面或其他靠近电解装置电极区的部位设置有振动发生器，底部设置有排渣口，所述的电解装置、过滤罐和缓冲罐各单元进出口设置为下进上出；运行时含硬水质从排渣口上方电解装置电极区下方反向折流，经电化学处理后进入所述过滤罐、缓冲罐，得到低硬度出水；

所述的电解装置自顶部至底部依次包括电极区、布水区和排渣区，所述的电极区顶部固定并均匀分布有板式、丝束式或其他形式的阴、阳极，所述的阴极与阳极边缘间距大于6mm，其中所述的阴极材质为钛或者其合金、或者其他阀型金属或合金，且阴极壁面平滑。

2.根据权利要求1所述的电化学除硬装置，其特征在于，所述的阳极为石墨、铅合金、钛基贵金属电极或钛基金属氧化物电极。

3.根据权利要求1所述的电化学除硬装置，其特征在于，所述的阴极任意面与水平面垂直或与水平面夹角为60-90度。

4.根据权利要求1所述的电化学除硬装置，其特征在于，所述的电解装置内阴、阳极按阴极和阳极面积比在4到100之间均匀布局。

5.根据权利要求1所述的电化学除硬装置，其特征在于，所述电极区固定阴、阳极板的固定装置为设置在电解装置顶部的钛集流板。

6.根据权利要求1所述的电化学除硬装置，其特征在于，所述的电解装置、过滤罐和缓冲罐各单元采用自动控制或半自动控制；所述自动控制优选包括信号输入单元、现场数据处理单元、远程数据处理单元及信号输出单元。

7.根据权利要求1所述的电化学除硬装置，其特征在于，所述布水室内原水进水管管口朝向排渣区，使进水折返缓冲后向上方均匀流入电极区；进水管数量根据电解装置大小可设置多支并均匀分布，且进水管边缘间距大于50mm；每支进水管上可均匀设置多个出水口。

8.根据权利要求1所述的电化学除硬装置，其特征在于，所述排渣区和布水区通过窄管连通，窄管内径大于40mm；所述布水区呈倒锥子形；所述布水区原水进水管管口朝向排渣口，使进水折返缓冲后向上方均匀流入电极区。

9.根据权利要求1所述的电化学除硬装置，其特征在于，所述的电解装置、过滤罐和缓冲罐各单元中壳体或壳体内壁采用耐氧化、耐压的工程塑料。

10.根据权利要求1所述的电化学除硬装置，其特征在于，所述的振动发生器为机械振动发生器或超声振动发生器。

11.一种采用权利要求1所述的电化学除硬装置处理含硬水过程中自脱垢的方法，其特征在于，包括如下步骤：含硬水经原水进水管进入所述电化学除硬装置的电解装置，经电化学除硬处理后进入所述过滤罐、缓冲罐，各单元水流方向均是下进上出，得到低硬度出水；

当所述的电化学除硬装置运行过程中阴极电流密度大于5A/m²，沉积垢层厚度大于0.3mm，或者相同水质条件、恒定电流条件下设备槽压升高10％到20％后，电化学倒极和振动开始交替运行，“倒极→振动”为一个周期，所述的电化学倒极和振动的循环周期数大于4，直到电化学除硬性能恢复到或接近初始水平后停止；其中：

在电化学倒极过程中，相对阴极面积，电流密度控制在5～40A/m²，每次倒极时间控制在2～8min；在振动过程中，振动强度、振动时长及振动发生器布置数量均根据电化学除硬装置内电极布置规模来确定，控制进水保持超低流量或者停止进水。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述的在电化学除硬阶段，采用周期性暂停电解并降低进水流量后，单独启动振动发生器2-8min，以脱除电极壁面疏松垢层。