电化学处理技术在循环水处理中的应用有哪些

一、 核心应用功能及原理

1. 阻垢防垢

   这是电化学处理技术最核心的应用，适配高硬度循环水系统（如钢铁厂、电厂循环水）。
   • 原理：在电解槽阴极，水发生还原反应生成 OH⁻，使局部水体 pH 升高，水中 Ca²⁺、Mg²⁺与 HCO₃⁻结合，生成疏松的碳酸钙 / 氢氧化镁微晶沉淀，附着在阴极板上，而非沉积在换热器、管道内壁；阳极产生的微小气泡（O₂、H₂）会吸附微晶颗粒，加速其脱离水体。
   • 应用优势：相比化学阻垢剂，可将循环水浓缩倍数提升至8~12 倍（传统化学法仅 3~5 倍），大幅降低补水和排污量，节能节水效果显著。
2. 缓蚀保护

   针对循环水系统中的碳钢、铜合金管道和设备，解决腐蚀穿孔问题。
   • 原理：一是通过阴极极化，降低金属管道的腐蚀电位，抑制析氢腐蚀和吸氧腐蚀；二是阳极产生的氧化性物质（如次氯酸），会在金属表面形成一层薄而致密的钝化膜（如 Fe₂O₃、CuO），隔绝水体与金属的接触；三是去除水中的 Cl⁻、S²⁻等腐蚀性离子。
   • 应用效果：可将循环水系统的腐蚀速率控制在0.05mm/a 以下，远低于国家标准要求的 0.125mm/a。
3. 杀菌灭藻

   替代传统氧化性杀菌剂（如氯气、二氧化氯），适用于对环保要求高的场景（如食品厂、医院中央空调循环水）。
   • 原理：① 阳极电解产生活性氧物质（如・OH、O₃、HClO），破坏微生物细胞膜和 DNA，杀灭细菌、藻类；② 电极表面产生的微电流，会干扰微生物的代谢活动，抑制其繁殖；③ 阴极产生的 H₂气泡，可剥离附着在管壁的生物黏泥。
   • 应用优势：无药剂残留，不会产生三卤甲烷等致癌副产物，杀菌率可达 99% 以上，且能长效抑制生物黏泥滋生。
4. 去除悬浮物及重金属离子

   针对含悬浮物、重金属的工业循环水（如电镀废水、冶金循环水）。
   • 原理：阳极产生的 Fe²⁺（若采用铁阳极）或 Al³⁺（若采用铝阳极），水解生成氢氧化铁 / 氢氧化铝絮凝体，吸附水中的悬浮物、胶体颗粒；同时，重金属离子（如 Cu²⁺、Zn²⁺）在阴极发生还原反应，沉积在电极表面被回收。
   • 应用场景：可作为循环水旁流处理单元，降低水体浊度，提升水质透明度。

二、 典型应用场景及设备形式

1. 中央空调循环水系统
   • 设备形式：一体式电化学水处理装置（集成电解槽、智能控制系统、反洗装置），安装在冷却水旁流管路上，处理流量通常为系统循环水量的 1%~5%。
   • 应用价值：替代化学加药系统，避免药剂对冷却塔填料的腐蚀，同时降低水泵运行阻力，节能 10%~20%。
2. 工业循环冷却水系统
   • 适用行业：钢铁、化工、电厂、纺织等。
   • 设备形式：大型模块化电化学处理设备，可根据循环水量并联多组电解槽，适配万立方米级别的循环水系统。
   • 核心优势：耐受高硬度、高盐度水质，解决传统化学法因排污受限导致的结垢腐蚀问题。
3. 闭式循环水系统
   • 应用特点：闭式系统水质稳定但易滋生微生物，电化学装置可通过杀菌和缓蚀功能，延长闭式系统的换水周期（从 6 个月延长至 2~3 年），降低维护成本。

三、 应用中的关键注意事项

1. 电极材质选择
   • 阴极优先选用钛合金、不锈钢，耐腐蚀性强；阳极可根据需求选钛涂钌（长效杀菌）、铁 / 铝（强化絮凝）。
2. 定期维护电极
   • 阴极板会附着水垢沉淀，需定期（1~3 个月）进行反洗或人工清理，避免影响电解效率；阳极若出现钝化，需进行酸洗活化。
3. 智能控制联动
   • 配套电导率、pH、浊度传感器，根据水质参数自动调节电解电流、电压，实现无人值守运行。