一、工艺原理:电解反应驱动的全维度水质净化机制
中天恒远电解水处理器基于 “电化学氧化还原 + 物理吸附协同” 技术,以钛基涂层电极(阳极 / 阴极)为核心反应单元,通过施加直流电场引发水中离子与分子的电化学反应,实现杀菌灭藻、除垢防垢、防腐阻蚀三大核心功能,核心工艺分为电解反应阶段、水质净化阶段、产物分离阶段,全程自动化控制,具体原理如下:
1. 电解反应阶段:电极催化与离子转化
电极结构与电场构建:设备核心为模块化电解槽(单槽含 2-8 组电极对),阳极采用钛基二氧化铅(PbO₂)或铱钽涂层(具有高氧化电位与耐腐蚀性),阴极采用钛板或不锈钢板;电极间距可调节(通常 5-15mm),通过 PLC 控制系统施加 12-36V 直流电压,在电解槽内形成均匀电场,驱动水中离子定向迁移。
阳极氧化反应:阳极表面发生强烈氧化反应,产生多种强氧化性物质:
① 水分子被氧化生成羟基自由基(・OH,氧化电位 2.8V) 与氧气(O₂),・OH 可快速破坏微生物细胞壁与酶系统,杀灭细菌、藻类(如大肠杆菌、军团菌、绿藻);
② 水中氯离子(Cl⁻)被氧化生成次氯酸(HClO,氧化电位 1.49V) 与氯气(Cl₂),HClO 具有广谱杀菌性,可长效抑制微生物繁殖;
③ 有机物(如腐殖酸、藻类代谢产物)在阳极被氧化降解为小分子有机物或 CO₂、H₂O,降低水中 COD(化学需氧量)。
阴极还原反应:阴极表面发生还原反应,水中氢离子(H⁺)被还原生成氢气(H₂),同时使阴极附近水体 pH 值升高(局部 pH 达 9-11),为碳酸钙(CaCO₃)、碳酸镁(MgCO₃)等水垢成分的析出创造碱性环境;此外,阴极还可还原水中的氧化性物质(如溶解氧、Fe³⁺),减少管道腐蚀。
2. 水质净化阶段:杀菌、除垢、防腐协同作用
杀菌灭藻:氧化破坏与长效抑制
阳极产生的・OH、HClO 等强氧化性物质,可在 10-30 秒内穿透微生物细胞膜,破坏 DNA 与蛋白质结构,杀菌率达 99.9% 以上;同时,HClO 在水中可维持 0.1-0.5mg/L 的残留浓度(根据水质调节),形成 “即时杀菌 + 长效抑菌” 双重机制,避免微生物再生与生物黏泥形成(生物黏泥去除率达 90% 以上)。
除垢防垢:结晶调控与分散阻垢
阴极附近碱性环境使水中 Ca²⁺、Mg²⁺与 CO₃²⁻结合,生成纳米级碳酸钙晶体(粒径 50-200nm),该晶体呈松散状,不易附着在管道或设备表面,随水流排出系统;同时,设备可添加微量阻垢剂(如聚磷酸盐,可选配),通过吸附在晶体表面阻止其长大,进一步提升防垢效果,水垢去除率达 85% 以上,管道流通面积恢复率≥90%。
防腐阻蚀:氧化膜与 pH 调节双重保护
一方面,阳极氧化反应可在管道内壁形成钝化氧化膜(如 Fe₃O₄),隔绝水体与金属表面,减少电化学腐蚀;另一方面,阴极附近 pH 值升高可中和水中酸性物质(如 H⁺、SO₄²⁻),降低水体腐蚀性(腐蚀速率降低 60-80%);此外,电解产生的细小气泡(H₂、O₂)可携带水中溶解氧脱离金属表面,避免氧腐蚀。
3. 产物分离阶段:安全排放与水质优化
气体分离与处理:电解产生的 H₂、O₂、Cl₂(少量)通过电解槽顶部的排气装置收集,其中 H₂与 O₂按 2:1 体积比混合(类似电解水制氢),可通过放空阀安全排放(浓度低于爆炸极限),或接入气体燃烧装置处理(可选);Cl₂与水反应生成 HClO,避免有毒气体泄漏。
固体产物排出:除垢过程中生成的纳米级 CaCO₃晶体,部分随水流进入后续系统(不附着管壁),部分在电解槽底部沉积,设备配备自动排污阀,根据水质浊度(内置浊度传感器)或定时(通常 1-7 天)开启排污,将沉积的固体杂质排出,确保电解槽内电极清洁,维持反应效率。
水质监测与调节:设备实时监测进水流量、pH 值、余氯浓度、浊度等参数,通过 PLC 自动调节电解电压、电流(通常 0.5-5A)与排污周期,确保出水水质稳定(如余氯浓度 0.1-0.3mg/L、pH 值 7.5-8.5),适配不同水质场景(如循环水、泳池水、景观水)。
4. 系统协同:模块化设计与连续运行
中天恒远电解水处理器采用 “多电解槽并联 + 交替运行” 设计,单台设备处理量 5-500m³/h,当某一电解槽需排污或维护时,其他电解槽正常运行,确保供水不中断;同时,设备可与循环水系统、泳池过滤系统等联动,根据后端用水需求动态调整电解参数,实现 “按需处理”,避免能源浪费。
二、核心优势:
相较于传统水质处理设备(如化学加药装置、紫外线消毒器、离子交换器),中天恒远电解水处理器在环保性、节能性、运维便捷性、适配场景等方面具备显著优势,具体可归纳为以下五点:
1. 无化学药剂,绿色环保安全
零药剂添加,避免二次污染:无需投加杀菌剂(如氯片、臭氧)、阻垢剂(如磷酸盐)、缓蚀剂(如铬酸盐),仅通过电解水自身离子反应实现水质净化,避免化学药剂残留对水体、土壤及人体的危害(如余氯超标导致的管道腐蚀、加药过量引发的水体富营养化),符合国家 “双碳” 与环保政策要求。
产物安全可控:电解产物以 H₂O、O₂、微量 HClO 为主,H₂O₂、・OH 等强氧化性物质在反应后快速分解,无有毒副产物(如三卤甲烷,传统氯消毒易产生);除垢产物为天然 CaCO₃晶体,可作为建筑材料或土壤改良剂回收,实现 “零废物排放”。
饮用水级材质:电解槽、管道采用 304/316 不锈钢或 UPVC 材质,电极涂层符合《生活饮用水输配水设备及防护材料安全性评价规范》(GB/T 17219-2001),可用于饮用水预处理(如小区二次供水、农村安全饮水工程),水质达标率 100%。
2. 节能低耗,长期运行成本低
电耗低,运行效率高:设备单位水处理能耗仅 0.05-0.2kW・h/m³(根据水质与处理目标调整),远低于传统化学加药装置(需加药泵、搅拌设备,能耗 0.3-0.5kW・h/m³)与臭氧发生器(能耗 1-3kW・h/m³),处理量 100m³/h 的设备年电费仅 3-12 万元。
无耗材更换,维护成本低:电极使用寿命长(钛基涂层电极正常使用 5-8 年),无需频繁更换;无滤料、药剂等耗材,仅需定期(每 1-3 个月)清洗电极表面(自动清洗功能可选),年均维护成本仅为传统设备的 1/5-1/3(如传统加药装置年药剂费用可达 10-50 万元)。
降低后续设备能耗:通过除垢防垢减少换热器、管道的结垢厚度(结垢速率降低 80% 以上),提升换热效率(换热效率恢复率≥90%),间接降低空调、锅炉等设备的能耗(节能 10-15%),长期运行可大幅降低整体系统能耗成本。
3. 全自动化运行,运维便捷
无人值守,智能调控:配备 PLC 控制系统与触摸屏,可预设进水流量、余氯浓度、pH 值等参数,系统自动调节电解电压、电流与排污周期,全程无需人工干预;支持 “手动 / 自动” 双模式切换,便于现场调试与应急处理。
远程监控与故障报警:具备 485 通讯接口与物联网模块,可通过手机 APP 或电脑端实时查看设备运行状态(电流、电压、余氯、浊度)、历史数据(近 1 年运行记录),当出现电极故障、水质超标、流量异常等问题时,自动发送声光报警与短信通知,响应时间≤1 分钟,便于及时排查维护。
安装便捷,适配性强:设备为整体式模块化设计,占地面积仅 0.5-3㎡(如处理量 50m³/h 的设备占地约 1.5㎡),无需复杂土建工程,现场仅需连接进出水管、电源即可投入使用,单台设备安装周期 1-2 天;支持多台并联(处理量可扩展至 1000m³/h 以上),适配不同规模的循环水系统、泳池、景观水等场景。
4. 多功能集成,处理效果稳定
“杀菌 + 除垢 + 防腐” 三位一体:一台设备实现传统多台设备(消毒器、阻垢器、缓蚀器)的功能,避免多系统联动的复杂性与兼容性问题,处理效果稳定(杀菌率≥99.9%、除垢率≥85%、腐蚀速率降低≥60%),不受水质波动(如硬度、浊度、氯离子浓度)影响,适应 pH 值 5-9、水温 5-50℃的宽范围水质。
长效稳定,无抗药性:通过物理电解产生的强氧化性物质(・OH、HClO)作用于微生物的多个靶点(细胞膜、酶、DNA),微生物难以产生抗药性,解决传统化学药剂长期使用导致的杀菌效果下降问题;除垢采用 “晶体调控” 技术,而非化学抑制,长期使用无药效衰减。
数据可追溯,便于监管:设备自动记录运行数据(如处理水量、电解参数、水质指标),可生成日报表、月报表,数据可存储 1 年以上,便于环保部门与企业内部监管,满足合规要求(如《工业循环冷却水处理设计规范》GB 50050-2017)。
5. 安全可靠,使用寿命长
多重安全保护:配备过流保护(电流超过额定值时自动断电)、过压保护(电压异常时报警停机)、漏电保护(接地电阻≤4Ω)、液位保护(电解槽缺水时停止运行)等装置,避免设备损坏与安全事故;电解槽采用防爆设计,H₂排放浓度低于爆炸极限(4%),确保运行安全。
耐候性与耐腐蚀性强:设备外壳采用 304 不锈钢或玻璃钢材质,防护等级达 IP54,适应潮湿、粉尘、酸碱等恶劣环境(如化工车间、户外循环水系统);电极涂层耐磨损、耐氧化,在高硬度、高氯离子水质中仍可稳定运行,设备整体使用寿命达 8-10 年(传统化学加药装置约 5-6 年)。
合规认证,质量保障:设备通过 ISO9001 质量管理体系认证、CE 认证、涉水卫生安全认证(卫水字),核心部件(如电极、PLC、传感器)采用知名品牌(如西门子 PLC、E+H 传感器),产品故障率低于 0.3%/ 年,售后服务响应时间≤24 小时,确保设备长期稳定运行。
三、适用场景与典型应用案例
基于上述优势,中天恒远电解水处理器广泛应用于工业、市政、民用等领域,典型案例可直观体现其实际价值:
1. 工业循环水处理
应用需求:工业循环水(如化工、电力、冶金、纺织行业)需控制微生物滋生(避免生物黏泥堵塞管道)、防止水垢沉积(保障换热器效率)、减少管道腐蚀(延长设备寿命),传统化学加药存在药剂残留与环保风险。
解决方案:采用处理量 10-500m³/h 的电解水处理器,安装于循环水系统旁滤管道或总回水管,根据循环水硬度、氯离子浓度调节电解参数(电流 1-5A、电压 24-36V),实现无药剂处理。
典型案例:某化工企业循环水系统(处理量 200m³/h,硬度 600mg/L)采用中天恒远电解水处理器,运行 6 个月后:生物黏泥量从 20mg/L 降至 3mg/L,换热器结垢厚度从 1.5mm 降至 0.2mm,换热效率提升 12%,管道腐蚀速率从 0.2mm/a 降至 0.08mm/a,年节省化学药剂费用 28 万元、换热器清洗费用 15 万元。
2. 市政与民用水处理
应用场景 1:小区二次供水
需求:二次供水水箱易滋生细菌(如军团菌),传统消毒(如氯片)易导致余氯超标,影响水质口感。
方案:采用处理量 5-50m³/h 的小型电解水处理器,安装于水箱出水管,控制余氯浓度 0.1-0.3mg/L,杀菌率≥99.9%,无药剂残留。
案例:某小区二次供水项目(处理量 20m³/h),运行后水箱水质细菌总数从 50CFU/mL 降至<1CFU/mL,余氯稳定在 0.2mg/L,居民投诉率下降 90%。
应用场景 2:泳池与景观水处理
需求:泳池水需长效杀菌(防止大肠杆菌、绿藻)、控制浊度(≤5NTU),传统氯消毒易产生三卤甲烷,影响人体健康;景观水需抑制藻类生长,避免水体发绿发臭。
方案:泳池采用处理量 10-100m³/h 的电解水处理器,配合过滤系统,余氯控制 0.3-0.5mg/L;景观水采用处理量 50-200m³/h 的设备,定期电解处理,藻类去除率≥95%。
案例:某酒店泳池项目(处理量 50m³/h),运行后泳池水浊度稳定在 2-3NTU,三卤甲烷含量<0.02mg/L(远低于国家标准 0.06mg/L),年节省消毒药剂费用 6 万元。
3. 农业与养殖水处理
应用需求:农业灌溉水需杀菌(防止作物病害)、除垢(避免滴灌带堵塞);水产养殖水需控制病原菌(如弧菌)、降低 COD(减少水体污染),传统化学药剂易残留,影响农产品与水产品安全。
解决方案:农业灌溉采用处理量 50-500m³/h 的电解水处理器,过滤精度 50μm + 电解处理,除垢率≥85%,杀菌率≥99%;水产养殖采用处理量 10-100m³/h 的设备,控制水体余氯 0.05-0.1mg/L,COD 去除率≥30%。
典型案例:某水产养殖场(南美白对虾养殖,水体量 1000m³)采用中天恒远电解水处理器(处理量 50m³/h,循环处理),运行后水体弧菌数量从 1000CFU/mL 降至<10CFU/mL,COD 从 80mg/L 降至 50mg/L,对虾成活率从 60% 提升至 85%,年增收 30 万元。





