1. 凈化水跟軟化水有什麼區別
凈化水跟軟化水這兩種水他們的使用方式都差不多,適用范圍也差不多,都可以為工業行業提供服務,同時也能給我們的生活日常飲用水提供服務,這兩種水的區別在:
凈化水的概念:
凈化水是一種經過反滲透設備處理之後的水,這種水的的主要特點在於水中不含有任何的雜質,就算是對我們身體有益的物質都會在水處理設備處理過程中被處理掉,同樣的水中的對人體有害的物質也會被處理干凈,所以凈化水是一種真的意義上的「水」也就是「H2O」。
凈化水的適用范圍:
凈化水在工業領域中有非常多的應用,在工業行業中使用的較多,能夠為電子行業、工業行業等提供主要的使用稅資源。而我們在小區中見到的小區用凈化水設備生產的水就是一種可以直接提供給我們飲用的凈化水,這是凈化水在飲用上的應用。
軟化水概念:
軟化水在某些程度上跟凈化水比較相似,凈化水主要是去除水中的雜質,細菌、病毒、膠體等物質全部去除掉,就連對我們身體有益的礦物質微量元素也不會留下。而軟化水則是將水中的硬物質全部去除掉,而留下其他的物質,什麼是硬物質呢?
其實大家在生活中可以經常看到水中硬物質凝結之後的現象:暖瓶中的白色凝結物就是水中硬物質凝結之後的水垢;洗面台中白色的物質也是水中硬物質長年累月積累之後的產物。而如果將水處理成軟化水之後則不管怎麼使用,怎麼加熱也都不會產生水垢,這就是軟化水。
軟化水的使用范圍:
軟化水在工業領域中佔有非常重要的地位,像我們在工廠中見到的鍋爐,就須要用到軟化水,因為不管是加熱鍋爐還是蒸汽鍋爐都是使用到水,而如果使用普通水的話,長時間的使用容易在鍋爐的內壁或者管道上留下水垢,這樣不僅會影響鍋爐的加熱效果在嚴重的時候還會堵塞鍋爐管道對鍋爐的周邊財產或者我們的人身健康造成影響。
硬水過濾是不能變成軟水的;
因為過濾只是出去一些肉眼可見的雜版質,然而水中有許多鈣權鎂化合物,這些都是無法用過濾可以解決的.不信你可以試一試的,用肥皂,如果過濾後放入肥皂,沒有很多泡沫的話,那麼還是硬水,蒸餾是可以的,可是條件比較刻薄,所以我們都選擇加熱煮沸這樣使硬水變成軟水.你仍然是可以用肥皂實驗的,會有很多泡沫.
3. 軟化水和純凈水有什麼區別
區別:純凈水能直接飲用,主要指飲用水。軟化水設備出來的軟化水原則專上不能飲用,主要用於屬生活用水,用軟水洗衣物,能使衣物更鮮艷、蓬鬆柔軟.
純水機過濾出來就是純凈水,它採用反滲透膜過濾技術,核心是微孔過濾,只有水分子和比水分子小的礦物質能通過過濾膜並保留下來,細菌、污染物、礦物質均不能通過過濾膜,從而保證出水水質的純凈。
軟水機基本是採用離子交換技術,採用再生鈉型樹脂置換水中的易結垢的鈣、鎂離子,從而軟化水質達到去除水垢的目的。
(3)軟化水過濾水擴展閱讀:
純凈水是通過相應的過濾材料,去除水中的鐵銹、泥沙、余氯、有機物、有害的重金屬離子、細菌、病毒等得到的水。一般屬於物理過濾方式。
軟化水,簡單講,就是去除水中的硬度離子,如鈣、鎂離子的水,降低水的硬度。一般來講是通過樹脂置換出溶解在自來水中的鈣、鎂等重金屬離子,屬於化學方式。
用軟水洗頭發,能使頭發更柔順富有光澤。用軟化水洗臉能起到美容的效果,可以說生活用水軟化後有著十分重要的作用。
4. 純水,凈水,軟水有什麼區別
純水,凈水,可以直接飲用,軟水不適合直接飲用。
5. 通過凈水器可以有效軟化水嗎
凈水器也叫凈水機、過濾器,用作污水處理。平時所講的凈水器,一般是指用作專家庭使用屬的小型過濾器。凈水器根據不同的凈化原理和工藝,可以分很多種類。其中RO反滲透技術過濾精度最高(過濾精度在0.0001微米),由於反滲透膜的孔徑只有頭發絲直徑的十萬分之一,只允許水分子和溶解氧通過,對水中所有含的雜質如農葯、細菌、病毒、重金屬等有害物質幾乎全部被截留排除。除了反滲透技術還有很多其他過濾技術:納濾(過濾精度在0.001-0.0001微米之間)超濾膜(過濾精度在0.1-0.01微米之間)、精濾(過濾精度在0.1微米以下,如陶瓷過濾、PP棉過濾等)。凈水器中PP棉可有效濾除水中的鐵銹、砂石、膠體以及直徑大於5微米的一切雜質;顆粒活性碳濾芯性碳有超強的吸附力,可以有效的吸附水中余氯、嗅味、異色、農葯等化學葯劑;精密活性碳濾芯,可有效去除水中的細菌、毒素、重金屬等。所以凈水機不可以軟化水質,軟水機是單獨功能的機器,它也不凈化水。
6. 軟水機過濾的水能不能喝
建議不要喝。
1、軟水過濾後是儲存在容器內的,有機物仍然存在,容易滋生細菌。
這個跟回用飲水機也答是一樣的,只要是密封空間就需要定期消毒。飲水機的大桶水理論保質期是開封4-5天飲用完,也需要定期消毒。
2、軟水機過濾掉鈣鎂離子降低了水的硬度,但是過濾方式中,增加了鈉離子的濃度。雖然微量但是長期飲用也會引起血壓升高、心律失常。
軟水機真正的用處是處理生活用水!!!
軟化的水失去了中和肥皂的能力,大大提高了洗滌劑的效率(洗衣服、清洗身體發膚);
軟化的水因為已經過濾掉鈣鎂離子,加熱不會產生水垢。可以有效保護、延長加熱設備(熱水器、鍋爐等)的壽命。
7. 軟水機過濾的水能喝嗎
作為「水垢的終結者」、「保護家電的秘密武器」、「美容養顏的法寶」,軟水機代表著更高品質、更時尚和更現代化的生活方式。在發達國家的家居生活設施中,軟水機普遍流行,占家庭用水量90%的烹飪、洗滌、沐浴等用水使用的都是軟水。近兩年軟水機在我國也逐漸流行開來,不過,,軟水直接飲用好不好?許多國內用戶紛紛有這樣的疑問,如果軟水機過濾的水能喝,一方面能徹底解決水垢問題,還能解決健康飲水問題,對於家庭來說,豈不是又節約了一筆大的開支? -鈉離子增加 軟化水去除了水中的鈣鎂離子,因此去除了水的硬度,使水失去了中和肥皂的能力,大大提高了洗滌劑的效率;軟化水不會結垢,有利於加熱器的使用,這才是軟水機真正的作用。但由於去除了鈣、鎂離子等人體必需的礦物質,而大量增加了鈉離子,鈉鹽的過多攝入會引起其他電解質的攝入,比如鉀離子,而鉀離子對於維持心臟的功能起著至關重要的作用,所以鈉離子過多攝入,會引起心臟鉀離子攝入減少,從而鈣離子大量進入心臟,使心臟收縮力加強(強心作用),血壓升高,嚴重可引起心律失常,甚至心室纖顫(非常嚴重的心臟病),所以,人體內鹽的攝入應當控制在一個比較合理的范圍,據專家稱,每天攝入四克左右的鈉鹽是合理的。所以,軟水機過濾的水不能直接喝,更不適合作為家庭日常飲用水和廚房烹飪用水。 -樹脂在再生時需要消毒殺菌 軟水機過濾出來的水是不可以直接飲用的,因為軟水機用於離子交換的樹脂封閉在樹脂罐中,軟化水後水中余氯、有機物等仍然存在,沒有得到凈化,長時間工作後會變成滋生細菌的溫床。一般負責任的軟水機廠商會在說明書上提醒使用者3個月左右需進行一次手動消毒殺菌。具體操作方法:啟動軟水機的手動再生,將消毒液倒入鹽井裡面,軟水機會將消毒液吸入到樹脂罐裡面對樹脂進行消毒處理。 -只能處理生活用水,不處理飲用水 軟水應該做為一種優質的生活用水(洗衣服、洗澡、清潔等)被使用。軟水機過濾出來的水,只是過濾掉水中的鈣鎂離子,它並不能去除水裡面的細菌與懸浮物,所以盡量不要喝。最好可以飲用純凈水機的產水,因為這種機器在是去除了水中的所以細菌與懸浮物,而且它還去除水中的大部份離子,它對人體是基本無害。 -如果不能,是否燒開了就可以 軟水機過濾的水燒開了只是殺掉一些病毒細菌什麼的,不能改變水中單分子的含量,硬水的話加熱會減少鈣鎂離子(結晶析出),但是軟水的話是去除鈣鎂離子而增加鈉離子,所以還是不建議直接飲用,軟水機的好處是對涉水產品和電器的清潔保護作用,及人體自身的外在洗浴的好處,同時有美容建議一天喝一杯軟水,說是對身體好,但是這些都是沒有經過長時間驗證的。 ,舒適100網專家不建議飲用。身在鋼筋水泥的都市森林裡,我們不得不依靠現代高科技產品保障健康飲用水。軟水機主要是軟化水質,解決生活用水的麻煩,而真正解決飲水問題則需要安裝一台凈水機、純水機或直飲機,充分過濾水中有害物質,達到生飲標准。
8. 經過軟水機過濾的水為什麼還是有硬度呢
高的可以在20,德國原裝進口的水麗軟水機可以說是目前最好的的吧,硬度是用水裡溶專解的鈣鎂屬離子的含量來表示的,但最低就是5,最低的可以到5,也就是說不可能全部去除,硬度可以調節,一般的軟水機都在10左右用軟水機軟化的水硬度不可能是零
9. 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。
10. 純凈水和軟化水有什麼區別
區別:純凈水能直接飲用,主要指飲用水。軟化水設備出來的軟化水原則上專不能飲用,主要用於生活用屬水,用軟水洗衣物,能使衣物更鮮艷、蓬鬆柔軟.
純水機過濾出來就是純凈水,它採用反滲透膜過濾技術,核心是微孔過濾,只有水分子和比水分子小的礦物質能通過過濾膜並保留下來,細菌、污染物、礦物質均不能通過過濾膜,從而保證出水水質的純凈。
軟水機基本是採用離子交換技術,採用再生鈉型樹脂置換水中的易結垢的鈣、鎂離子,從而軟化水質達到去除水垢的目的。
(10)軟化水過濾水擴展閱讀:
純凈水是通過相應的過濾材料,去除水中的鐵銹、泥沙、余氯、有機物、有害的重金屬離子、細菌、病毒等得到的水。一般屬於物理過濾方式。
軟化水,簡單講,就是去除水中的硬度離子,如鈣、鎂離子的水,降低水的硬度。一般來講是通過樹脂置換出溶解在自來水中的鈣、鎂等重金屬離子,屬於化學方式。
用軟水洗頭發,能使頭發更柔順富有光澤。用軟化水洗臉能起到美容的效果,可以說生活用水軟化後有著十分重要的作用。