❶ 水的軟化處理方法有哪些
軟化處理的基本方法有三種。
(1) 化學軟化法 就是在水中加入一些葯劑,從而把水中的鈣、鎂離子轉變為難溶的化合物,並使其沉澱析出。如石灰軟化法等。
(2) 離子交換軟化法 利用離子交換劑活件基團中的H+、Na+等陽離子與水中的硬度成分Ca2+、Mg2+以達到軟化的目的。
(3) 熱力軟化法就是將水加熱到100℃或100℃以上,在煮沸過程中,使水中的鈣、鎂的碳酸氫鹽轉變為CaCO3和Mg(OH)2沉澱去除。熱力軟化法只能基本上除去碳酸酸鹽硬度,而不能去除非碳酸型硬度。
此外,還有電滲析軟化法等,但通常使用的主要方法是離子交換軟化法和化學軟化法。
❷ 電解水凈化水軟化水等哪種對人更適合
電解水是蒙人的;
軟化水是把水中的硬度(就是結垢性的東西,如鈣離子鎂版離子)變成鈉離子了;權
凈化水分為兩種:a.一種是過濾掉水中的細菌、微生物等雜質可以直接飲用的水。
b.一種是在此基礎上又去除掉水中大部分鹽類的水,也可以直接飲用,但水中的鹽類太少了,太純了,一些人體必需的離子太少了。
我是把a和b混著喝。
我是從事水處理工作的技術人員,但不是做家用水處理設備的。
❸ 軟水機的工作原理是什麼
軟水機的工作原理如下:
1、離子交換法:家用軟化水設備是應用離子交換技術,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(碳酸鈣或碳酸鎂)的目的。
使用軟水,水杯、茶壺、浴缸、水斗不再滋生水垢,更容易清洗。家中的自來水管不再結水垢,熱水器的使用壽命更加長,不會因為使用時間長,而熱水的流量越來越小。
2、物理打包法:利用納米晶高能聚合球體,把水中鈣、鎂離子、碳酸氫根等打包產生不溶於水的納米級晶體,從而抑制水垢的生產,納米晶軟水機不用電、不費水、不用鹽、不用任何化學添加劑,在高效抑垢的同時保留對人體有益的礦物質和微量元素,是一種綠色環保的軟水機,解決了現軟化技術多方面的缺陷。
(3)電軟化水擴展閱讀:
一、軟化水
1、天然水
天然水可分為硬水和軟水兩種:凡含有較大量鈣、鎂離子(無機礦物質)的水稱為硬水,反之則 稱為軟水.水的硬度若由含有碳酸鈣或碳酸氫鎂引起的,這種水則稱為暫時性硬水;水的硬度若由含有鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物引起的 這種水叫永久性硬水。
簡單地說,水中碳酸鈣的含量小於10毫克/升下的水就屬於高標準的軟水。在西方發達國家作為 90%的家庭用水(包括烹飪、洗滌、洗浴等)均使用軟水。無污染的雨水、雪水、露水都是天然軟水。
2、軟水
軟水與自來水相比較,有極明顯的口感和手感,軟水含氧量高,硬度低,可有效防止結石病,減輕心、腎負擔,有益健康。軟水沐浴、洗發、洗臉,光滑細嫩,對嬰幼兒的皮膚尤具保護作用,更可以使美容、美發、護膚的投資獲得事半功倍的效果。
軟水洗衣物潔凈、蓬鬆、艷麗、無殘留的洗滌和味感,衣物的壽命可延長15%以上。軟水洗餐具、茶具晶瑩剔透,臉盆、浴缸也不再有污漬,可節省很多的洗滌劑,且十分省力。
3、硬水
所謂硬水,就是含礦物質的水,主要是鈣鎂離子。鈣離子和鎂離子含量越多,水的硬度越大。當用硬水洗臉時,鈣鎂離子與香皂相互作用,形成不溶於水的鈣鎂皂,它像膠質的、有黏性的物質,粘附在臉上不易去掉。
這樣,原來皮膚上的污垢沒有洗凈,且又增添了新的污垢。這些污垢與鈣鎂皂形成的黏性物質堵塞在皮膚腺的開口處,不僅堵塞了皮膚的排泄通道,形成栓塞,刺激皮膚,還會影響皮膚的正常代謝,使皮膚過早地萎縮、老化。
因此,在洗臉時我們要注意選擇硬度小的軟水。在自然界中,井水、泉水的硬度最大,湖水、河水硬度中等,雨水、雪水、蒸餾水的硬度最小,故用後三種水洗臉較好。
水的軟硬與口感有關系,硬水爽口,多數礦泉水硬度較高,使人感到清爽可口,軟水顯得淡而無味。但用硬水泡茶,沖咖啡,口感將受到影響。
有些食品加工用水比較講究,水硬將影響食品加工,易造成蛋白質沉澱、無機鹽沉澱或較難煮熟,而飲料用水又用軟水較好。鍋爐用水一般應使硬水軟化,否則會因水垢太多而發生意外事故。
熱水壺和淋浴器上的水鹼,浴室中的瓷磚及衛生潔具上難以擦洗的污漬,玻璃器皿上的斑點等都是硬水造成的。硬水使家庭水管逐漸堵塞、浪費能源、縮短熱水器使用壽命,洗衣需要更多的洗滌用品,損傷棉織品,造成浪費。
二、軟水機特點:
1、自動運行:採用液晶顯示多路控制閥,實現全自動控制運行,質量可靠,產水穩定。
2、高效低能:設備的水、電、鹽耗量約為同類產品的30~60%,高效低耗,節省運行費用。
3、優質材料:控制閥體材質為無鉛黃銅,耐腐、抗污染;交換罐材質有玻璃鋼、不銹鋼等;鹽桶材質有PE塑料,可滿足各類需求。
4、經濟實用:設備結構緊湊、佔地面積極小,安裝位置靈活。
5、安裝簡單:安裝時按圖連接管道,無須固定,簡單易行;設備自動運行,無需人工操作。
6、形式多樣:控制閥控制型式多樣,如:單閥單罐、單閥雙罐、雙閥雙罐,可以採用時間型控制或流量型控制方式。
❹ 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。
❺ 洛陽全自動軟化水設備需要用電嗎一般應用於哪些行業和領域
手動機頭的軟化水設備不需要用電,但是全自動的軟化水設備必須用電。用電量不大,只有一二十瓦。
全自動軟化水設備應用范圍比較廣泛,一般用在去除鈣鎂離子阻止結垢方面。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都需要用到軟化水設備。
❻ 蓄電池弄軟化水會怎麼樣
蓄電池弄軟化水會:
1、極板重度軟化,加水增加脫落,容量下降。
2、可以增加蓄電池放電率。
❼ 電解可以軟化水嗎
電解不可以軟化水。
點解水只是把水變成了氫氣和氧氣,並不能把水裡導致水硬的鈣離子、鎂離子除掉。
真正能軟化水的方法是蒸餾,蒸餾既可以除去水中的雜質,又可以除去水中的鈣離子和鎂離子,從而降低水的硬度。
在日常生活中,我們經常見到水壺用久後內壁會有水垢生成。在我們取用的水中含有不少無機鹽類物質,如鈣、鎂鹽等。這些鹽在常溫下的水中肉眼無法發現,一旦它們加溫煮沸,便有不少鈣、鎂鹽以碳酸鹽形成沉澱出來,它們緊貼壺壁就形成水垢。
我們通常把水中鈣、鎂離子的含量用「硬度」這個指標來表示。硬度1度相當於每升水中含有10毫克氧化鈣。低於8度的水稱為軟水,高於17度的稱為硬水,介於8~17度之間的稱為中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是軟水,泉水、深井水、海水都是硬水。
❽ 電水壺可以軟化硬水嗎
電水壺可以通過加熱軟化由碳酸鹽(鈣、鎂)引發的硬水,形成碳酸鈣、碳酸鎂沉澱,而使水軟化。但是有硫酸鹽(鈣、鎂)的硬水,通過用加熱的方式是不能軟化的。
❾ 海爾電熱水器可以用軟化水嗎
可以。海爾電熱水器在水質方面最好使用經過軟化處理的自來水,減少水垢的產生,保戶內膽,延長機器使用壽命。如果水質過硬的話會使得電熱水器結成厚厚的水垢,降低加熱效率,耗電增大,減少機器使用壽命。
❿ 軟化水電解加熱後成黑色,為什麼,裡面起什麼化學反應了
1、軟化水電來解不會有黑色物質生成自
2、但是,你假如用鐵作為電極,則可能生成氫氧化鐵沉澱,為紅褐色,有時看上去是黑色的。
3、利用這個原理,某些推銷員會說那些水很「臟」,實際上,不是水有很多雜質,而是因為電極參加了反應而已。