㈠ 軟化水的軟化水樹脂
軟化樹脂是什麼?
軟化樹脂是專門用於硬水軟化的一種離子交換樹脂,能夠使水的硬度小於50mg/L,軟化樹脂分為食品級軟化樹脂和工業級軟化樹脂,工業級軟化樹脂生產的水是不能飲用的,而食品級軟化樹脂生產出的水可以直接飲用。
軟化樹脂的進口品牌有哪些?
軟化樹脂的進口品牌有羅門哈斯、陶氏、漂萊特、朗盛。
軟化樹脂的應用領域:
1.食品級軟化樹脂:
主要用於硬水軟化除鹽、食品飲料行業水處理軟化、醫葯提純、污水處理、純水制備、家用飲水機、凈水器等。
2.工業級軟化樹脂:
一般應用於礦石、鍍鋅電解液、酸洗池,蒸汽鍋爐用水,化工行業,工業廢水中提取和回收金屬的工藝,稀有金屬分離,鹽水脫鈣,酸性酒和紙漿水處理,廢水處理等領域。
軟化樹脂的價格:
因為食品級軟化樹脂要達到國際規定的環保標准和品質,食品級樹脂使用的材料要比工業級的材料好,所以食品級軟化樹脂的價格要比工業級軟化樹脂高一些。進口的軟化樹脂由於運費、進出口關稅等因素,價格要比國內的要貴一些,但是因為進口軟化樹脂的使用壽命長,交換效率高等優勢,大多數人還是選擇進口的軟化樹脂。
㈡ 軟化水處理設備中樹脂溫度注意事項有哪些
離子交換樹脂抄的使用溫度襲:
離子交換樹脂的使用溫度主要是根據樹脂基團的性質來決定的,一般情況下陽離子交換樹脂的耐溫性要比陰離子交換樹脂要高一些,鹽型樹脂比H型或OH型號,而鹽型又以Na型鹼性陰樹脂的耐熱性能要比強鹼性的好,離子交換樹脂的最高使用溫度是根據不同的類型和型號,能夠承受的溫度也有所不同,所以在使用之前,可以在藍膜官網上查詢一下型號的最高使用溫度,也可以詢問客服。
離子交換樹脂的儲存溫度:
離子交換樹脂在儲存的最佳溫度一般是在5-40℃,不能低於0℃,當樹脂的儲存溫度低於0℃以下,樹脂容易凍結,造成樹脂的機械強度下降,樹脂顆粒損壞,影響樹脂的使用壽命,儲存的最高溫度最好不要超過45℃,如果超過可能會導致樹脂脫水,造成性能下降,縮短樹脂的存儲時間。
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㈢ 軟化水處理原理
目前通常意義上的軟化指的是用鈉離子型離子交換樹脂將水中的鈣鎂離子去除版。
軟化水處理的原理是離權子交換。通過離子交換樹脂將形成硬度的鈣鎂離子置換為鈉離子,產水就是軟化水。
對水質影響:將原水中的鈣鎂離子取代為鈉離子。
處理後的水當然含有鹽分,軟化是置換而不是去除。處理前後含鹽量沒有明顯變化。
處理後的水鈉離子含量升高。做一般家庭用水可減少結垢情況。
㈣ 有什麼常用的軟化水處理方法
本發明公開了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,將電解槽分隔成陽極室和陰極室,並分別置有陽極板和陰極板;根據I≥1.01Qη(M+2M2)得到電流,待軟化的水流經陰極室,通電後,在陰極室內形成強鹼性區域,體系pH≥10,產生的OH‑,使Ca2+生成CaCO3晶體,Mg2+生成Mg(OH)2晶體,且隨著pH值的增大,碳酸鈣晶體的zeta電位降低,晶體聚團行為加強而訊速形成晶核;過飽和的晶體懸浮液隨水流流出電解室的過程中,以此晶核為生長點並迅速成長,實現自發結晶,再進行沉降或過濾,即完成軟化。本發明計算出適宜電流值,將水中鈣鎂離子一次性除去,且在處理過程中陰極板上幾乎不會附著水垢,電能利用效率高達90%,極大提高了設備的處理能力和便於實現數字化和自動化控制。
權利要求書
1.一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,包括以下步驟:
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室,並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流,所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到,其中,I為電極板的電流,單位:A;η為目標軟化率,單位:1;Q為陰極室的水流量,單位:L/s;當M0>M1時,M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時,M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度,單位:mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度,單位:mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度,單位:mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室,通電後,在陰極室內形成強鹼性區域,體系pH≥10,電解產生的OH-,與HCO3-反應生成CO32-,然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體,且隨電解的繼續,陰極液pH值增大,CaCO3晶體的zeta電位降低,晶體聚團行為加強而迅速形成晶核,隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長,實現自發結晶,生成肉眼可見的固體顆粒物,懸浮於水中,再進行沉降或過濾,即完成軟化。
2.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時,向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
3.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到,其中,Q1為向陰極室通入空氣的流量,單位:L/s。
4.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到,其中,Q0為向陰極室通入CO2的流量,單位:L/s。
5.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為定型導電材料中的一種。
6.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,其特徵在於,所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板。
7.一種利用權利要求1~6所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
8.根據權利要求7所述的軟化硬水的裝置,其特徵在於,至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口,在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口,在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
9.根據權利要求8所述的軟化硬水的裝置,其特徵在於,在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器。
10.一種軟化硬水的系統,其特徵在於,將若干個權利要求8所述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接,且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器。
說明書
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置
技術領域
本發明屬於電化學軟化水技術領域,特別涉及一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置。
背景技術
利用電化學技術進行水體脫鹽除垢處理,早在2006年就有文獻(Desalination,2006,201:150)報道,隨後也有不少國內文獻及專利(西安交通大學學報,2009,43(5):104;專利公開CN105523611A、CN204198498U)報道過,並在工程實踐中得到一定程度的應用。相比於傳統的消石灰軟化法,電化學脫鹽軟化水技術佔地空間小、處理速度快、不需要使用絮凝劑無二次污染、廢棄固體物少,操作簡單方便,可實現數字化控制,具有很高的經濟效益和環境效益。用於冷卻循環水的除垢防垢領域,與以往傳統的化學加葯方法以及電磁技術、超聲波技術相比,電化學技術的優點在於能夠將水中的成垢的鈣鎂離子以水垢沉積的方式從水中取出,並能提高濃縮倍數,達到節水減排的目的。
現有的電化學設備主要用於冷卻循環水的除垢防垢領域,為提高除垢效率,中國專利公開CN105621538A、CN201923867U及CN105329985A等專利對電化學除垢設備進行了相應的優化設計,其創新點在於充分優化電化學設備內部結構,擴大陰極面積,簡化操作,提高設備的處理效率與處理能力。
為了擺脫極板面積大小的限制因素,以色列文獻(Desalination,2010,263:285;Journal of Membrance Science,2013,445:88)提出了一種新的處理方法,利用陽離子交換膜將電解槽分隔為陽極室與陰極室,將待處理的水流經陰極室後,引入外部結晶器內進行誘發結晶以提高極板處理能力,電能利用率達到50%。中國專利CN204198498U利用刮刀刮掉陰極板垢以提供微小晶核增加結晶比表面積,雖在一定程度上提高了電能的利用率,但其電能利用率依舊偏低,一是增加了陰極動力旋轉部分的電耗,二是由於其輔助電極接正電且在陰極室內,其表面必定會析氧(氯)而產生H+,可消耗陰極產生的部分OH-而導致電能利用率降低,另外其在後續工藝中提及需添加絮凝劑造成二次污染及處理成本的增加,另外其設備內腔底部沒有隔膜將陰陽兩室分開,而其實施例中陽極室酸性水一直往復循環部分H+必會進入陰極室,也會降低電能的利用率。生活中大部分水體都是硬水即鹼度小於硬度(等同於重碳酸根的含量低於鈣鎂量),故在不補加二氧化碳的情況下不能完全消除硬度。專利CN106277369A雖也提及陰陽極間加隔膜,但同樣要求陰極室出水口需連接一外部結晶器誘發結晶,結晶器體積龐大且時效性低,因無二氧化碳的補給同樣存在硬度水條件下不能完全消除硬度達到徹底軟化水的目的。
發明內容
本發明的第一目的是提供了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,向電解槽中通入電流,使得陰極室內形成強鹼性區域,利用電解產生的OH-,使得Ca2+生成CaCO3晶體,與Mg2+生成Mg(OH)2晶體,並隨著電解的進行,陰極室pH值增大,碳酸鈣晶體聚團行為加強而迅速形成晶核,使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶,避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染,減少了工序步驟,而且時間上也快很多,投資少、設備佔用空間也少,處理能力大。
本發明的第二目的是提供了一種利用上述高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置及其系統,向電解槽中通入電流,使得陰極室內形成強鹼性區域,利用電解產生的OH-,使得Ca2+生成CaCO3晶體,與Mg2+生成Mg(OH)2晶體,並隨著電解的進行,陰極室pH值增大,CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核,使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶,避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染,減少了工序步驟,而且時間上也快很多,投資少、設備佔用空間也少,處理能力大。
本發明的技術方案如下:
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,包括以下步驟:
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室,並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流,所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到,其中,I為電極板的電流,單位:A;η為目標軟化率,單位:1;Q為陰極室的水流量,單位:L/s;當M0>M1時,M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時,M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度,單位:mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度,單位:mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度,單位:mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室,通電後,在陰極室內形成強鹼性區域,體系pH≥10,電解產生的OH-,與HCO3-反應生成CO32-,然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體,且隨電解的進行陰極室pH值的增大,CaCO3晶體的zeta電位降低,晶體聚團行為加強而迅速形成晶核,隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長,實現自發結晶,生成為肉眼可見的固體顆粒物,懸浮於水中,再進行沉降或過濾,即完成軟化。
優選為,還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時,向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
優選為,常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到,其中,Q1為向陰極室通入空氣的流量,單位:L/s。
優選為,常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到,其中,Q0為向陰極室通入CO2的流量,單位:L/s。
優選為,所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為不銹鋼、鑄鐵、石墨、鋁或銅等定型導電材料中的一種。
優選為,所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板,如聚四氟乙烯塑料薄板。
本發明還公開了一種利用上述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
優選為,至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口,在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口,在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
優選為,在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器,用來收集綠色能源—氫氣。
本發明還公開了一種軟化硬水的系統,將若干個上述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接,且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器,用來收集綠色能源—氫氣。
與現有技術相比,本發明的有益效果如下:
一、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,通過I≥1.01Qη(M+2M2)計算出一適宜電流,使得陰極室內形成強鹼性區域,體系pH≥10,利用電解產生的OH-,使得Ca2+生成CaCO3晶體,與Mg2+生成Mg(OH)2晶體,並隨著電解的進行,陰極室pH值增大,CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核,流出陰極室的過飽和懸浮液以此晶核為生長點高效自發結晶,實現將水中大部分或全部鈣鎂離子一次性除去,且在陰極板上不會附著水垢,無需誘發結晶和外加絮凝劑,避免了二次污染,減少了工序步驟,具有軟化效率稿,投資少、設備佔用空間少,處理能力大等優點;
二、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,還根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算通入空氣的流量和根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算通入二氧化碳的流量,以提供足夠量的HCO3-,達到所需軟化率;
三、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法,根據通入電流的計算公式和通入空氣或二氧化碳的計算公式,計算出電流值及通入空氣或二氧化碳的速率,便於實現數控化和自動化,使用清潔電能作為唯一的「處理劑」,無色環保無污染。
㈤ 軟水樹脂怎麼使用!!!
軟水樹脂由軟水機的內置樹脂罐,在水通過時將水中的硬度離子進行置換。採用回離子交換劑答,使交換劑中和水溶液中可交換離子產生符合等物質的量規則的可逆性交換,導致水質改善而交換劑的結構並不發生實質性(化學的)變化的水處理方式。
由於原水的水質千差萬別,而對出水水質的要求又多種多樣,所以有許多種類型的離子交換及某組合的水處理方法,採用這些水處理方法而使原水軟化、除鹼和除鹽。離子交換劑中參與交換反應的離子是鈉離子Na+時,此方法稱為鈉(Na)型離子交換法。
(5)樹脂軟化水處理操作擴展閱讀
再生劑用量是影響再生的重要因素,其概念是單位體積樹脂所用的再生劑的量,單位為kg/m3(樹脂)或g/L(樹脂)。另一個指標再生劑比耗是投入的再生劑的量與所獲得樹脂的工作交換容量的比值。還有一種表示法即再生劑耗量,是預計取得單位工作交換容量所需純再生劑量,單位g/mol。
軟化樹脂從理論上講1mol的再生劑應使交換樹脂恢復1mol的交換容量,但實際上再生反應最多隻能進行到離子交換化學反應的平衡狀態,只用理論量的再生劑再生樹脂,並不能完全恢復其交容量,所以用量必須超過理論量。
㈥ 急!急!急!工業鍋爐軟化水處理器的詳細使用方法
一、軟化水處理設備
概述
軟化水設備,顧名思義即降低水硬度的設備,主要除祛水中的鈣、鎂離子,軟化水設備在軟化水的過程中,不能降低水中的總含鹽量。
二、軟化水處理設備
工作原理
由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示,故一般採用陽離子交換樹脂(軟水器),將水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置換出來,隨著樹脂內Ca2+、Mg2+的增加,樹脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低。
當樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之後,就必須進行再生,再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層,把樹脂上的硬度離子在置換出來,隨再生廢液排出罐外,樹脂就又恢復了軟化交換功能。
由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示鈉離子交換軟化處理的原理是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換,從而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水得到軟化。
六、軟化水處理設備
應用
可廣泛應用於蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、交換器、蒸發冷凝器、空調、直燃機等系統的補給水的軟化。還可用於賓館、飯店、寫字樓、公寓、家居等生活用水的處理及食品、飲料、釀酒、洗衣、印染、化工、醫葯等行業的軟化水處理。
㈦ 樹脂處理水原理
軟水裝置工作原理是利用離子交換技術,通過樹脂上的功能離子與水中的鈣、鎂離子進行交換,從而吸附水中多餘的鈣、鎂離子,達到去除水垢的目的。
全自動軟水裝置中裝有軟化樹脂,這種人造的離子交換樹脂上有軟性礦物質鈉,可以與溶解在水中的鈣、鎂等硬性礦物質發生離子交換反應,而鈉離子不會以水垢的形式堆積在物體表面上,所以對與它接觸的物體危害很小。樹脂是一種多孔不可溶性交換材料。
在軟水裝置中裝有千百萬顆微細的塑料球,所有小球都含有許多吸收正離子的負電荷交換位置。當樹脂處在新生狀態時,這些電荷交換位置被帶正電荷的鈉離子占據。樹脂優先結合帶較強電荷的陽離子,鈣和鎂離子的電荷比鈉離子強,當含有鈣、鎂離子的水經過樹脂貯槽時,鈣、鎂離子與樹脂小珠接觸,從交換位置上取代鈉離子。經過離子交換後,鈣、鎂離子就被吸附在軟水機內的樹脂上,流出的水就變軟了。最後,所有樹脂都吸附滿鈣、鎂離子後,就不能再進行工作了,而需要再生處理。
軟水處理設備樹脂的再生是用氯化鈉和水的稀溶液進行的。在再生過程中,首先停止軟化水機的工作水流,從鹽水槽引出的鹽水與另外的稀釋水流混合,稀鹽水溶液流經樹脂,與附有鈣、鎂離子的樹脂接觸。盡管鈣和鎂離子帶有的電比鈉離子強,但濃鹽溶液含有千百萬個較弱電荷的鈉離子,有取代數目較少的鈣和鎂離子的能力。這樣,當鈣、鎂離子被取代交換後,樹脂就再生了,便為下一次軟化工作做好了准備。如此循環往復。
㈧ 利用陰陽離子交換樹脂進行水的軟化
如果方便的話,建議你去查閱《給水排水設計手冊》第六冊《工業給水處理》,裡面有關於離子交換和反深透的詳細解釋,網上也有電子版可以下到的。其實問題還是比較復雜的,根據原水的水質情況不同,採用的工藝流程也不同。今天剛看,還有點印象。
離子交換樹脂可以用於硬水軟化、除鹼度、除鹽(這里的鹽指的是除去水中的離子,降低電導率)。如果用於硬水軟化,則只要使用陽離子(RNa或RH)交換樹脂即可,根據進出水質要求,採用單級鈉離子或二級鈉離子或氫離子交換樹脂,對於壓力要求不高,正常壓力0.2~0.3MPa左右就行了。如果用於海水淡化,也可以採用陰陽離子混合床或者陰陽離子串連床的離子交換樹脂,但是比較浪費,因為要再生交換樹脂耗費NaOH和HCl的,還要排污,其實海水淡化直接用反深透就好了,這也是通常的做法,反深透是利用較高的反深透壓來維持淡化的,一般要好幾MPa的壓力甚至幾十MPa才行,一般是用卷材的反深透膜,內管套外管。溫度要求不高,因為沒有生化反應,一般在25~35度都是可以的。反深透的濾速主要取決於壓力和出流量,離子交換一般在幾厘米每秒的樣子。
工藝流程沒有一定,但是都分為幾個固定的處理單元,每個處理單元可以多種組合,有的單元也是可以根據情況刪減的:
引水到水池——化學混凝——沉澱——多種過濾——加壓泵——主要處理環節(離子交換樹脂或反深透裝置)——可附加的深度處理環節——儲水箱——加壓出水。
每個環節都有多種組合方式,甚至可以多次循環處理環節。
㈨ 如何使用樹脂進行水的軟化
軟化樹脂應該如何使用?
軟化樹脂的使用方法,主要分為四個部分,分別是填裝、反版洗、再生、清洗權,下面為大家詳細的介紹軟化樹脂的使用方法:
填裝:
1.先將干凈的水放入樹脂罐當中,高度在樹脂罐的三分之一左右,可以有效的防止樹脂與樹脂罐發生碰撞,造成樹脂的損壞。
2.將樹脂從樹脂罐頂部放入,然後對樹脂進行反洗,時間大概在30分鍾左右。
3.排水至液面高於樹脂層5cm,進氣混合樹脂15~20分鍾。
4.啟動設備,檢測正洗效果和出水電導率,如果數據正常,且產水能夠達標,即可正常使用。
反洗:
樹脂在工作一段時間之後,樹脂上會有很多雜質,為了樹脂的更好的使用,需要將這些雜質清除,一般的步驟是:從交換柱的底部進水,從頂部出水,對樹脂進行反洗,直至出水清澈為止。
再生:
使用一定濃度的食鹽水清洗樹脂,(實驗證明清洗的效果要比浸泡的效果更好)流速不能太快,一般再生的流速在10~15m/h左右,一般需要清洗半個小時左右,再生時需要根據實際的情況來決定清洗的時間。
清洗:
在食鹽水清洗之後,使用與食鹽水相同的流速進行沖洗,將樹脂中的鹽全部清洗干凈,這個過程也是樹脂再生的過程之一,所以很多人將這個過程叫做置換,時間大概一下30分鍾左右。
㈩ 軟水處理與操作方法
工業用水還是實驗室用水啊,
如果是工業用水,應該是向水體投加葯劑或用離子交換樹脂軟化