大竹分厂旁流电解水处理技术(ECT)使用情况说明(1)

大竹分厂旁流电解水处理技术（ECT）使用情况说明

一、旁流电解水处理技术（ECT）介绍

ECT系统是在一个受控的反应室中提供一个受控的电解过程，用以除去循环水系统的钙镁离子，从而阻止系统管线和设备结垢，并同时控制细菌和藻类的滋生。反应器内部的钛基氧化镍涂层电极为阳极，反应器壁为阴极，反应过程中，水中的钙镁离子在阴极发生反应形成软质水垢附着在反应器壁上，并定时启动内置刮刀刮去后排出反应器。

反应器组成见图1。反应器通过旁路与循环水系统回水管线相连，循环水经ECT处理后再回到循环水池。

图1 ECT装置刨面示意图

①反应室②电极③刮刀驱动马达④刮刀⑤出水阀⑥排污阀⑦电源柜⑧排气/进气阀

（一）阴极电化学反应

反应室中维持的工作电流大概为直流10～25安培。结果是，在阴极（反应室内壁）附近形成高浓度的氢氧根，这种升高的pH环境（pH高达14），让易结垢的矿物质预先结垢，并从水中析出。实际上阴极附近局部的高氢氧根浓度所形成的化学环境，和用石灰处理形成的冷石灰软化环境类似。

2H2O(l) + 2e-H2(g) + 2OH-(aq)

CO2(aq)+ OH-(aq) HCO3-(aq)

HCO3-(aq) + OH- (aq) CO32-(aq) +H2O(l)

Ca2+(aq) 钙离子可能形成氢氧化钙Ca(OH)2(垢)和碳酸钙CaCO3(垢)

（二）阳极电化学反应

在阳极，电流将一部分的氯离子转化成氯气，在冷却水中形成持续杀菌效果的次氯酸。同时也产生臭氧、氧自由基、氢氧根自由基和双氧水。这一系列得产物提供了杀生效应，结合安培电流及局部高的和低的（阳极）pH区域，维持了ECT内部一个实时的消毒环境。

生成氧气: 4HO-O2(g) + 2H2O + 4e-

游离氯: Cl-–e-Cl0

氯气: 2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e-

臭氧: O2 + 2HO-–2e-O3(g) + H2O

OH0自由基: OH-–e-OH0

过氧化氢: 2H2O –2 e-H2O2 + 2H+

氧自由基: 2H2O –2 e-O0 + 2 H+

（三）pH控制

ECT处理冷却循环水时pH总体值控制范围在8.5到9.0之间，控制方式为自动添加柠檬酸。如前文提到的，阴极附近会形成高浓度的氢氧根，从而在反应室内壁附近维持较高的碱性环境。相反，在阳极附近维持较低pH的酸性环境。

由于循环水是切向进入和离开反应室，从而运行中能反复地将水中细菌置于低pH值区和高pH值区，使得细菌每次通过反应室时都经历了多次pH值环境的变化，起到一定杀菌作用。

（四）其它

ECT本身是一个碳钢制造的圆柱状的容器，直径大约为500毫米，深为900毫米。固定在碳钢盖子上有阳极和一组刮刀。阳极直伸到容器底部。电极用拥有专利的钛基镍氧化物制成，以便耐受局部低pH环境。刮刀用来定时刮掉内壁预沉淀出来的矿物质。

清洗过程由刮垢与排污两部分组成。刮垢频率与排放频率可视运行情况分别设置，排污时间也可调节。每次刮垢时，刮刀在马达的推动下在反应室内运动，

刮掉内壁沉淀出来的水垢，待排污时和冲洗水一起从底部排出。实际生产过程中，可根据设备内部结垢的情况，改变刮垢、排污频率和排污时间。

二、运行情况

（一）概况

大竹分厂自2017年11月11日投用ECT装置，原有循环水处理装置旁滤器（F-3101A/B）不再使用，自循环水系统回水管线上分出一根管线进入ECT系统，控制循环水量的5%（约15-20m3/h）进入ECT处理，出口直接接入循环水池PT-3101。同时，除循环水系统检修后开产的预膜过程中需要投加化学药剂，日常生产中不再投加ClO2、CT4-36、CT4-42等药剂。

现装置总循环水流量约200m3/h，ECT系统流量约17 m3/h。根据厂家（北京银海洁水处理公司）的技术指导，并结合生产实际，ECT工作电流一般设置在15A，随着气温的升高，可逐渐调大电流以降低电导率，最高到20A。现循环水浓缩倍数适控制在3左右，并根据浓缩倍数，设定20min刮垢1次，4h排污1次。

（二）控制指标情况

投用ECT设备后，缓蚀缓垢剂及杀菌灭藻剂不再投加，因此不再对总磷、ClO2余量进行分析。为了保证循环水水质，参照工业循环冷却水处理设计规范GB50050相关规定确定pH、浊度、总硬、总碱、电导、异养菌总数为控制指标，并调整了指标控制范围，具体见下表。

表1 ECT投用前后循环水分析控制指标对比表

（三）设备运行维护情况

ECT装置2017年11月11日投用至今，厂家进行了一次拆检。

2018年3月29日，第一次拆开检查：

厂家对设备拆开检查发现ECT设备顶盖、内壁结垢严重，见图2、图3。此

次共清理水垢约20Kg，为减少反应室内壁结垢，缩短刮垢间隔时间，由20min 改为10min，排污时间不变。

图2 3月29日顶盖结垢情况图3 3月29日内壁结垢情况从检查情况来看，打开设备均发现其内部存在较多水垢，说明其具有一定的除垢能力。

（四）投用前后运行参数对比分析

工业循环水系统水质主要受蒸发量，补充水水质、水量，排污量，杀菌除垢设备或药剂使用等情况影响，补充水水质和水量可以反应循环水蒸发浓缩的情况，也可以反映整个循环水的水质情况，为了确保运行前后参数比较的准确性，因2017年3月与2018年3月水质情况与补水量大致相同，因此选取这两个时期内循环水质情况进行对比。

下面对ECT设备投用前后循环水各项主要指标进行对比分析。

1.循环水“总硬+总碱”：

表2 大竹分厂2017年、2018年同期循环水总硬总碱化验数据统计

2017年3月2018年3月

项目时间

总硬

mmol/L

总碱

mmol/L

总硬+总碱

（mg/L）

项目

时间

总硬

mmol/L

总碱

mmol/L

总硬+总碱

（mg/L）

2017.3.1 32.6 7.16 3976 2018.3.1 7.64 5.85 1349