[发明专利]电解水处理

说明书

本发明涉及水处理的方法和装置，特别是包含水与电极相接触的一种水处理的方法和装置。

电解是用电流促进化合物分解的方法。已知在许多应用中把电解用于水的处理。这些应用包括离化水的制备、用NaCl制备次氯酸盐、氢气的制备。Stoner署名的美国专利4384943介绍了含水液体的一种电解处理方法和装置，以消除有害的和其他不需要的有机体。

水的电解处理还通常用于游泳池水的处理和氯化。游泳池水的一种消毒装置见Levart署名的法国专利2656006号。该专利叙述了以100克/小时的速率制备氯的装置。游泳池水的氯化方法和装置还见之于Lindsteadt署名的美国专利2887444。不产生氯而降低游泳池中细菌和藻含量的电解系统见Brown署名的美国专利4936979。

利用电解法的水处理设备的一个问题，在于水垢积聚在一个或两个电极上。进行处理时，由于阳极处发生的氧化反应和阴极处发生的还原反应而形成化学污垢。还可能由于中性有机体的积聚而形成生物污垢。

水垢的积聚或污垢的形成对电解过程有许多有害的影响。水垢积聚时，保持电极间同一电位所需的电流增大。反之，若电流密度应保持不变，则必须增大电极之间的电位。最终达到一极限而不能继续增大电流或电压，必须清洗或更换电极。

已试图采用三种方法把形成水垢的影响降至最低限度。一种方法是研制水垢积聚降至最低限度的电极材料。另一方法是在电解液中加入添加剂(如五氧化二钒)来减慢沉积物的形成。第三种方法是定期转换电解装置的工作极性，从而在出现明显的水垢积聚之前逆变化学反应。

Bonine的美国专利1956411揭示了转换极性以提高电极寿命的一种自动化装置。上面提到的Stoner的发明涉及转换极性以提高电极寿命，但是该发明断言：为了尽可能连续地在电极两端施加电流，以在尽可能短的时间內完成极性转换，必须在转换时提供高于正常状况的电流。Spirig署名的英国专利2048944也叙述了有一手动极性转换开关的电解装置。

本发明的一个目的是提供一种包含水与电极接触的装置和方法以提高上述电极的使用寿命和效能。

本发明的一种形式的一个目的在于提供主要用于游泳池氯化的电解水处理装置。

本发明的一种形式，尽管不一定是唯一的或最完备的，所提出的一种电解水处理装置包括：一个或多个反应器，每个反应器有一液体容器和一对或多对电极；每个反应器的一台动力装置，该动力装置为电极提供电压和电流；用于控制提供给电极的电压和电流的一控制器。其中，电极所加电压的极性周期地转换，因而在一种极性和另一极性之间有一加给电极零电压的时间。

最好零电压时间足以能耗散电极间的反电动势。

电解水处理装置可以因所需反应器输出量不同而具有多个电极。虽然以偶数电极为好，但可以是偶数或奇数电极。

最好本装置还有一台或多台流体泵使流体流过一台或多台反应器。

最好本装置还有一些监控器，用以监控反应器的运作，并向可以改变反应器运作的控制器提供信息。控制器可以改变一台或多台反应器中的电压、电流和极性，并能改变每一反应器的运作时间。

最好本装置有一限压器，把工作周期(dutycycle)电压限制到小于电极额定容量的二分之一。

本发明的另一形式可以被认为属于一种液体的处理方法，包括步骤：使被处理液体流过反应器，每一反应器有一液体容器和一对或多对电极；在上述电极两端加电压和电流；周期地转换加给电极的电压的极性，在转换极性时，在原来极性和相反极性之间有一加给电极零电压的时间。

在一种形式中，零电压时间足以能使电极之间的反电动势至少下降切换时的电压的50％。

另一种形式是，零电压时间与电极所加电流与切换时的反电动势之和不超过上述电极的额定最大电流密度。

为深入理解起见，现将根据几种实施例介绍本发明，实施例的介绍参照附图进行，其中：

图1为本发明的电解水处理装置的方框图，示出了反应器的一般控制；

图2为反应器示意图，示出了电极、一传感器和反应器外壳的配置；

图3为优选反应器的局剖视图，示出了外壳內极板的配置；

图4为流程图，示出了多个反应器的应用；

图5为一电极以正反极性的工作周期工作时的定时曲线，包括两工作周期之间电压为零的无功周期；

图6为本发明应用范围示例；

图7为具有图4所示那种多反应器的实施例的控制框图；

图8为实验经验数据，示出由本发明一实施例所得电动势衰减。