軟化水設計

『壹』 軟化水標準是多少

是鍋爐給水補充，中央空調水的補充？還是其他用水標准？如果是鍋爐與中央空調，可以用同一指標；其總硬度標準是小於<0.03mmol/L以內，鍋水總鹼度標准要依據鍋爐設計壓力來確定… ～湖南華粼水處理技術發展中心

『貳』 設計過程中軟化水代號是什麼

把問題講清楚點，是軟化水製取設備?還設備內載體?不把問題弄明白,還談啥設計,別人看了都"一頭霧水"…。華粼水質

『叄』 我們常說的軟化水是什麼樣的水，能直接喝嗎

硬度低於8度的水稱為軟水，高於17度的稱為硬水，介於8～17度之間的稱版為中度硬水。雨、雪權水、江、河、湖水都是軟水，泉水、深井水、海水都是硬水。一般不能直接飲用。

水的硬度主要由其中的陽離子：鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)離子構成。 當含有硬度的原水通過交換器的樹脂層時，水中的鈣、鎂離子被樹脂吸附，同時釋放出鈉離子，這樣交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。

當樹脂吸附鈣、鎂離子達到一定的飽和度後，出水的硬度增大，此時軟水器會按照預定的程序自動進行失效樹脂的再生工作，利用較高濃度的氯化鈉溶液(鹽水)通過樹脂，使失效的樹脂重新恢復至鈉型樹脂

(3)軟化水設計擴展閱讀：

硬度減小方法：

在生活中，通常用煮沸的方法。在實驗室中，用蒸餾的方法。現代技術的發展，反滲透已經基本滲透到民用、工業領域。反滲透的核心組件是一種稱作反滲透膜的人工合成材料，能夠實現降低水中各種離子，實現硬度的降低。

不過反滲透不僅僅降低的是硬度，而是去除離子，生產「去離子水」也就是所謂純凈水。飲用純凈水已經普通用該方法生產，生產速度比蒸餾快，成本低。

『肆』 軟化水設備的基本原理

軟化水設備的工作原理：

全自動鈉離子交換器採用去離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結垢離子。當含有硬度離子的原水通過交換器內樹脂層時，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的鈉離子發生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進入水中，這樣從交換器內流出的水就是去掉了硬度的軟化水。

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。

當軟化水設備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水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。如以RNa代表鈉型樹脂，其交換過程如下：

2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+

即水通過鈉離子交換器後，水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。

一般軟化水設備控制閥的運行流程為：運行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補水、正洗。

『伍』 工業加鹽軟化水的製作方法

全自動軟水器是一種運行和再生操作過程全自動控制的離子交換器，利用鈉型陽離子交換樹脂去除水中鈣鎂離子，降低原水硬度，以達到軟化硬水的目的 從而避免碳酸鹽在管道、容器、鍋爐產生結垢現象。大大節省投資成本的同時又能保證生產順利進行。目前已廣泛應用於各種蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、熱交換器、蒸汽冷凝器、空調、直燃機等設備及系統的循環補給水中。此外還用作生活水處理，食品、電鍍、醫葯、化工、印染、紡織、電子等工業水處理以及作為脫鹽系統的前置處理。
原理：全自動軟水器就是將軟水器運行及再生的每一個步驟實現自動控制，並採用時間，流量或感應等方式來啟動再生。通常一個全自動軟水器的循環過程由以下幾個具體步驟組成。1、運行原水在一定的壓力，流量下，流經裝有離子交換樹脂的容器（軟化器）。樹脂中所含的可交換離子Na+，與水中的陽離子（Ca2+，Mg2+，Fe2+，…等）進行離子交換，使容器出水的Ca2+，Mg2+含量達到我們的要求。2、反洗 樹脂失效後，在進行再生之前先用水自下而上的進行反洗，反洗的目的有兩個，一是通過反洗，使運行中壓緊的樹脂層松動，有利於樹脂顆粒與再生液充分接觸，二是清除運行時在樹脂表層積累的懸浮物及樹脂表面的懸浮物，同時一些碎樹脂顆粒也可以隨著反洗水排出。這樣，交換器的水流阻力不會越來越大。3、再生 再生液在一定濃度，流量下流經失效的樹脂層，將樹脂還原再生，使其恢復原有的交換能力。4、置換 在再生液進完後，交換器膨脹空間及樹脂層中還有尚未參與再生交換的鹽液，為了充分利用這部分鹽液，採用小於或相當於再生液流速的清水進行清洗，目的是不使清水與再生液產生混合。5、正洗 目的是清除樹脂層中殘留的再生廢液，通常以正常運行流速清洗至出水合格為止。6、鹽箱補水 向鹽箱注入溶解再生所需鹽耗量的水。通常1加侖水可溶解3磅

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『陸』 什麼是軟化水處理設備

軟水器是專門清除水中的鈣鎂離子，有效率高達99%，同時也可以去除水中的藻類、固體懸浮物，使處理後的水軟化、清澈。
當含有硬度離子的原水通過軟水器內樹脂層時，水中的鈣（Ca2+）、鎂（Mg2+）離子被樹脂交換吸附，同時等物質量釋放出的鈉（Na2+）離子。從軟水器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。其交換過程如下：

2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+

2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+

即水通過鈉離子交換器後，水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。
當鈉離子交換樹脂失效之後，為恢復其交換能力，就要進行再生處理。再生劑為價廉貨廣。的食鹽溶液。再生過程反應如下：

R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2

R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2

經上述處理，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再置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換的能力，具體工作流程如下：
當水流過樹脂層時，離子交換樹脂可以釋放出鈉離子，功能基團與鈣鎂離子結合，這樣水中的鈣鎂離子含量降低，水的硬度下降。硬水就變為軟水，這是軟化水設備的工作過程。
當樹脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結合後，樹脂的軟化能力下降，可以用氯化鈉溶液流過樹脂，此時溶液中的鈉離子含量高，功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合，這樣樹脂就恢復了交換能力，這個過程叫作「再生」。

『柒』 軟化水設備有什麼工藝流程

工業作為我國的產業支柱，必須應用最好的設備，為了能夠讓我國的工業在生產中達到最好的效果，這就需要用到大量的水，做為起著輔助作用的工業全自動鍋爐軟化水設備也應該發揮最佳作用。鍋爐軟化水處理工藝先進運作平穩，不用專設制鹽系統操作簡便。
標准及規范
任何一台設備在製造過程中都要遵循標准和規范，做為生產中輔助作用的工業全自動鍋爐水軟化設備也是如此。出水水質達到《國家鍋爐用水硬度指標》和建築給水設計規范GBJ15-88，還要達到工業鍋爐用水軟化、軟水處理工藝除鹽設計規范GBJ109-87。
鍋爐軟化水設備運行過程
水的硬度根據地區的不同也有所不同，為了能在工業生產過程中達到最佳的水質。就需要用到工業鍋爐軟化水設備，原水在壓力0.2-0.6Mpa進入裝有離子交換樹脂的容器實現硬水的軟化，而後通過反洗的好壞直接影響再生效果。再生吸鹽將樹脂還原再生，經過慢速清洗和快速清洗，必須保持鹽箱中鹽平面始終高於水平面。
鍋爐水軟化設備特點
根據實際情況的不同可以選擇不同規模的設備，工業全自動鍋爐水軟化設備就是能自動化運行。設備安裝、操作和維護方便，運行穩定、環保、自動化程度高。鍋爐軟化水處理工藝完善，科學化管理程度高，有自動調整補償剩餘水量的特定功能。
新世紀的10多年來科技技術不斷進步，尤其是與環境保護有關的方面。水處理設備更是如此，工業全自動鍋爐軟化水設備出水水質能達到各項要求。設備各工序的切換幾乎是同步進行的，裝置可靠、高效節省人工成本。

『捌』 軟化水的好處

水質的硬度過於高，喝起來口感不好，水中也容易產生白色沉澱物狀的水內垢;水垢附在加熱容器或者是容加熱器上面，日積月累就會延長容器加熱的時間，也會加大能源的耗損。如果水垢進入人體，對人體的健康也會有影響，因為水垢是無法被吸收的。
北京科立潔公司的軟水器是大家值得信賴的產品。
特點：完全替代傳統手工控制閥門的鈉離子交換罐
1.
自動化程度高：安裝調試後，軟水器按預先設置好的程序自動完成工作，再生循環；只需定期加入足量的再生劑（鹽）既可。
2.
結構合理：採用新式的布水結構及反洗控制方式，使布水更均勻合理，樹脂的交換能力得到充分利用；反洗強度幾乎不受水壓高低波動的影響。
3.
耐腐蝕防污染：採用玻璃鋼罐體和工程塑料管件，耐腐蝕能力強。
4.
佔地少：設備設計結構緊湊，具有小巧輕便、美觀的特點，因而佔地面積小，安裝快捷方便。

『玖』 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。

『拾』 工業上是如何軟化水的

工業一般都是生產用水，用水量會很大，用蒸餾法確實是太浪費時內間和能源了。現在工業上容一般都用鈉離子交換法，就是利用鈉離子樹脂把鈣鎂離子置換出來，君浩環保軟化水設備就是這樣做的，設備是全自動運行，省時省力，效率還高。