电化学水处理考察报告
针对我公司设备冷却循环水质不达标情况，由能源部、机动部联合组织相关人员分别对上海东方维尔和山西和风佳会两家公司在工业领域的应用进行了实地考察，两家公司处理原理基本相同，只是处理设备的形式上有所区别。

两家公司电化学水处理技术的主要工作原理是利用电化学的氧化还原反应，将水中的Ca2+、Mg2+以固体形式排除，降低水体的硬度，同时产生氧化性物质，抑制循环水系统中菌藻的滋生，达到杀菌灭藻功能。

目前，对于电化学循环水处理技术的机理研究主要集中在以下几个方面：
1.电化学除垢原理
在直流电场的作用下水在阴极发生电解反应生成OH-，由阴极反应产生的OH-离子，打破阴极附近溶液中碱度与硬度的平衡，溶液中的HCO3-离子转化为CO32-离子，同时水中的Ca2+、Mg2+等成垢离子在静电引力的作用下向阴极区迁移，分别生成CaCO3、Mg(OH)2沉淀析出，同时在电场的作用下，CaCO3在阴极板表面的结晶形式由坚硬的方解石结构转变为较为疏松的文石型结构，更易于剥离去除
2.电化学杀菌原理
在电场的作用下，水中的氯离子会被氧化成氯气、次氯酸、次氯酸根等自由氯组分，电解氯化作用，主要通过次氯酸起作用。

次氯酸为很小的中性分子，它扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞
壁穿透到细菌内部。

当次氯酸到达细菌内部时，能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。

在电催化反应中，通过电解水以及溶解在水中的氧气在电极表面生成一些短寿命的中间产物，即臭氧、羟基自由基、过氧化氢和氧自由基等，这些强氧化性的物质能使微生物细胞中的多种成分发生氧化，从而使微生物产生不可逆的变化而死亡。

3.电化学处理设备的工作流程
冷却水在反应室内，经过电化学作用发生下列反应：（1）在阴极（反应室内壁）附近形成一个强碱性环境，使CaCO3从水中析出，与沉积的重金属离子一起附着在内壁上。

（2）电流导致悬浮颗粒失稳，形成较大絮体沉淀下来。

（3）在阳极附近，氯离子被电解氧化生成游离氯或者次氯酸。

（4）在阳极附近同时生成氢氧根自由基、氧自由基、臭氧和双氧水，这些物质进一步强化在反应室内和整个水系统的杀菌灭藻效果。

（5）当设备工作时间达到设定值或者水中电导率过高时，控制系统就启动自动刮垢、排污和清洗程序。

进水阀门自动关闭，同时排污阀门开启，电机启动刮刀刮掉反应室内壁的软质水垢，与沉淀物一起排出反应室。

然后进水阀门开启，刮刀停止运动，将水垢和沉淀物彻底清洗干净。

达到设定时间后，排污阀门自动关闭，设备恢复正常工作。

通过对两家公司电化学水处理设备在焦化行业循环水池的应用我们进行比较，东方维尔的设备安装在曹妃甸首钢京唐公司的焦化循环水池，该设备为矩形反应室，阳极和阴极都是板式结构，需要手动清理污垢，并且需要把反应设备停车进行处理。

山西和风佳会的处理
设备应用到美锦集团120万吨焦化循环水池，该设备为圆形反应室，顶部均匀分布十二根阳极棒，与反应室外壁形成直流电场，贴近外壁内部安装旋转刮刀，用于刮除阴极区的钙盐、镁盐结晶，该设备采用西门子S7-200模块和TD人机界面进行自动控制，通过测量反应室中的电导率来设定自动除垢周期，人工维护量很小。

通过综合比较，两家公司设备的处理原理相同，东方维尔的设备结构简单，人工维护量较大。

山西和风佳会的设备设计先进，采用PLC自动控制，人工维护量小。

能源部
2018.2.2。