水处理软化水数据

⑴ 软化水处理器的操作流程

工作(有时叫做产水，下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程) 。

⑵ 软化水处理的作用

1.软化水设备的使用节约了大量浪费燃料
当锅炉结有水垢时，对于工作压力为1.4MPa的锅炉会结生1毫米的水垢，会浪费8%的燃料。
2.软化水设备提高热效率降低出力
当锅炉蒸发面结有水垢时，火侧的热量不能很快传递给水侧就会降低锅炉的出力。如果因为水处理不当，锅炉结垢，使锅炉蒸发能力降低了三分之一，因供气不足自动作业线不能开车。
3.软化水设备的使用降低锅炉检修量
锅炉板或管道结有水垢以后，非常难以清除，特别是由于水垢引起锅炉的泄漏，裂纹，折损，变形，腐蚀等病害。不仅损害了锅炉，而且耗费大量人力，物力去检修，不但缩短了运行的时间，也增加了检修费用。
4.软化水设备的应用减少危及安全
锅炉因水垢引起的事故，占锅炉事故总数的20%以上，不但造成设备损失，也威胁着人身安全。而水处理的基建和运行费用，占各项节约费用的四分之一。

⑶ 有什么常用的软化水处理方法

本发明公开了一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，将电解槽分隔成阳极室和阴极室，并分别置有阳极板和阴极板;根据I≥1.01Qη(M+2M2)得到电流，待软化的水流经阴极室，通电后，在阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，产生的OH‑，使Ca2+生成CaCO3晶体，Mg2+生成Mg(OH)2晶体，且随着pH值的增大，碳酸钙晶体的zeta电位降低，晶体聚团行为加强而讯速形成晶核;过饱和的晶体悬浮液随水流流出电解室的过程中，以此晶核为生长点并迅速成长，实现自发结晶，再进行沉降或过滤，即完成软化。本发明计算出适宜电流值，将水中钙镁离子一次性除去，且在处理过程中阴极板上几乎不会附着水垢，电能利用效率高达90%，极大提高了设备的处理能力和便于实现数字化和自动化控制。
权利要求书
1.一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过隔膜或细孔板将电解槽分隔成阳极室和阴极室，并将阳极板和阴极板分别置于阳极室和阴极室中;
(2)通一电流，所述的电流根据I≥1.01Qη(M+2M2)计算得到，其中，I为电极板的电流，单位：A;η为目标软化率，单位：1;Q为阴极室的水流量，单位：L/s;当M0>M1时，M=M0;当M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，M=2M1-M0;M0为待软化水的碱度，单位：mgCaCO3/L;M1为待软化水的钙硬度，单位：mgCaCO3/L;M2为待软化水的镁硬度，单位：mgCaCO3/L;
(3)待软化的水流经阴极室，通电后，在阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，电解产生的OH-，与HCO3-反应生成CO32-，然后与水体中的Ca2+结合生成CaCO3晶体;与Mg2+结合生成Mg(OH)2晶体，且随电解的继续，阴极液pH值增大，CaCO3晶体的zeta电位降低，晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，随高速水流流出阴极室的过饱和CaCO3和Mg(OH)2悬浮液以此晶核为生长点并迅速成长，实现自发结晶，生成肉眼可见的固体颗粒物，悬浮于水中，再进行沉降或过滤，即完成软化。
2.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，还包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，向阴极液中通入足量空气或二氧化碳。
3.根据权利要求2所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，常温常压下通入空气的流量根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算得到，其中，Q1为向阴极室通入空气的流量，单位：L/s。
4.根据权利要求2所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，常温常压下通入CO2的流量根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算得到，其中，Q0为向阴极室通入CO2的流量，单位：L/s。
5.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，所述的阳极板为碳电极、贵金属电极或钛基金属氧化物电极中的一种;所述的阴极板为定型导电材料中的一种。
6.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，所述的隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜、石棉纤维膜、无纺布、化纤滤布或陶瓷隔膜中的一种;所述的细孔隔板为带有微小细孔且不影响导电的塑料薄板。
7.一种利用权利要求1～6所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置。
8.根据权利要求7所述的软化硬水的装置，其特征在于，至少在所述的阴极室的两端分别设有进水口和出水口，在所述的进水口上设有空气或二氧化碳补气口，在所述的出水口上连有过滤器或沉降池。
9.根据权利要求8所述的软化硬水的装置，其特征在于，在所述的出水口与所述的过滤器或沉降池之间设有第一气液分离器。
10.一种软化硬水的系统，其特征在于，将若干个权利要求8所述的电解槽并联、串联或串并复合连接，且在阴极室出水口的汇集处设有第二气液分离器。
说明书
一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法及其装置
技术领域
本发明属于电化学软化水技术领域，特别涉及一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法及其装置。
背景技术
利用电化学技术进行水体脱盐除垢处理，早在2006年就有文献(Desalination,2006,201:150)报道，随后也有不少国内文献及专利(西安交通大学学报,2009,43(5):104;专利公开CN105523611A、CN204198498U)报道过，并在工程实践中得到一定程度的应用。相比于传统的消石灰软化法，电化学脱盐软化水技术占地空间小、处理速度快、不需要使用絮凝剂无二次污染、废弃固体物少，操作简单方便，可实现数字化控制，具有很高的经济效益和环境效益。用于冷却循环水的除垢防垢领域，与以往传统的化学加药方法以及电磁技术、超声波技术相比，电化学技术的优点在于能够将水中的成垢的钙镁离子以水垢沉积的方式从水中取出，并能提高浓缩倍数，达到节水减排的目的。
现有的电化学设备主要用于冷却循环水的除垢防垢领域，为提高除垢效率，中国专利公开CN105621538A、CN201923867U及CN105329985A等专利对电化学除垢设备进行了相应的优化设计，其创新点在于充分优化电化学设备内部结构，扩大阴极面积，简化操作，提高设备的处理效率与处理能力。
为了摆脱极板面积大小的限制因素，以色列文献(Desalination,2010,263:285;Journal of Membrance Science,2013,445:88)提出了一种新的处理方法，利用阳离子交换膜将电解槽分隔为阳极室与阴极室，将待处理的水流经阴极室后，引入外部结晶器内进行诱发结晶以提高极板处理能力，电能利用率达到50%。中国专利CN204198498U利用刮刀刮掉阴极板垢以提供微小晶核增加结晶比表面积，虽在一定程度上提高了电能的利用率，但其电能利用率依旧偏低，一是增加了阴极动力旋转部分的电耗，二是由于其辅助电极接正电且在阴极室内，其表面必定会析氧(氯)而产生H+，可消耗阴极产生的部分OH-而导致电能利用率降低，另外其在后续工艺中提及需添加絮凝剂造成二次污染及处理成本的增加，另外其设备内腔底部没有隔膜将阴阳两室分开，而其实施例中阳极室酸性水一直往复循环部分H+必会进入阴极室，也会降低电能的利用率。生活中大部分水体都是硬水即碱度小于硬度(等同于重碳酸根的含量低于钙镁量)，故在不补加二氧化碳的情况下不能完全消除硬度。专利CN106277369A虽也提及阴阳极间加隔膜，但同样要求阴极室出水口需连接一外部结晶器诱发结晶，结晶器体积庞大且时效性低，因无二氧化碳的补给同样存在硬度水条件下不能完全消除硬度达到彻底软化水的目的。
发明内容
本发明的第一目的是提供了一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，向电解槽中通入电流，使得阴极室内形成强碱性区域，利用电解产生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶体，与Mg2+生成Mg(OH)2晶体，并随着电解的进行，阴极室pH值增大，碳酸钙晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，使得过饱和的CaCO3和Mg(OH)2悬浮液高效自发结晶，避免了诱发结晶和外加絮凝剂而带来的二次污染，减少了工序步骤，而且时间上也快很多，投资少、设备占用空间也少，处理能力大。
本发明的第二目的是提供了一种利用上述高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置及其系统，向电解槽中通入电流，使得阴极室内形成强碱性区域，利用电解产生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶体，与Mg2+生成Mg(OH)2晶体，并随着电解的进行，阴极室pH值增大，CaCO3晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，使得过饱和的CaCO3和Mg(OH)2悬浮液高效自发结晶，避免了诱发结晶和外加絮凝剂而带来的二次污染，减少了工序步骤，而且时间上也快很多，投资少、设备占用空间也少，处理能力大。
本发明的技术方案如下：
一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，包括以下步骤：
(1)通过隔膜或细孔板将电解槽分隔成阳极室和阴极室，并将阳极板和阴极板分别置于阳极室和阴极室中;
(2)通一电流，所述的电流根据I≥1.01Qη(M+2M2)计算得到，其中，I为电极板的电流，单位：A;η为目标软化率，单位：1;Q为阴极室的水流量，单位：L/s;当M0>M1时，M=M0;当M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，M=2M1-M0;M0为待软化水的碱度，单位：mgCaCO3/L;M1为待软化水的钙硬度，单位：mgCaCO3/L;M2为待软化水的镁硬度，单位：mgCaCO3/L;
(3)待软化的水流经阴极室，通电后，在阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，电解产生的OH-，与HCO3-反应生成CO32-，然后与水体中的Ca2+结合生成CaCO3晶体;与Mg2+结合生成Mg(OH)2晶体，且随电解的进行阴极室pH值的增大，CaCO3晶体的zeta电位降低，晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，随高速水流流出阴极室的过饱和CaCO3和Mg(OH)2悬浮液以此晶核为生长点并迅速成长，实现自发结晶，生成为肉眼可见的固体颗粒物，悬浮于水中，再进行沉降或过滤，即完成软化。
优选为，还包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，向阴极液中通入足量空气或二氧化碳。
优选为，常温常压下通入空气的流量根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算得到，其中，Q1为向阴极室通入空气的流量，单位：L/s。
优选为，常温常压下通入CO2的流量根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算得到，其中，Q0为向阴极室通入CO2的流量，单位：L/s。
优选为，所述的阳极板为碳电极、贵金属电极或钛基金属氧化物电极中的一种;所述的阴极板为不锈钢、铸铁、石墨、铝或铜等定型导电材料中的一种。
优选为，所述的隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜、石棉纤维膜、无纺布、化纤滤布或陶瓷隔膜中的一种;所述的细孔隔板为带有微小细孔且不影响导电的塑料薄板，如聚四氟乙烯塑料薄板。
本发明还公开了一种利用上述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置。
优选为，至少在所述的阴极室的两端分别设有进水口和出水口，在所述的进水口上设有空气或二氧化碳补气口，在所述的出水口上连有过滤器或沉降池。
优选为，在所述的出水口与所述的过滤器或沉降池之间设有第一气液分离器，用来收集绿色能源—氢气。
本发明还公开了一种软化硬水的系统，将若干个上述的电解槽并联、串联或串并复合连接，且在阴极室出水口的汇集处设有第二气液分离器，用来收集绿色能源—氢气。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，通过I≥1.01Qη(M+2M2)计算出一适宜电流，使得阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，利用电解产生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶体，与Mg2+生成Mg(OH)2晶体，并随着电解的进行，阴极室pH值增大，CaCO3晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，流出阴极室的过饱和悬浮液以此晶核为生长点高效自发结晶，实现将水中大部分或全部钙镁离子一次性除去，且在阴极板上不会附着水垢，无需诱发结晶和外加絮凝剂，避免了二次污染，减少了工序步骤，具有软化效率稿，投资少、设备占用空间少，处理能力大等优点;
二、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，还根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算通入空气的流量和根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算通入二氧化碳的流量，以提供足够量的HCO3-，达到所需软化率;
三、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，根据通入电流的计算公式和通入空气或二氧化碳的计算公式，计算出电流值及通入空气或二氧化碳的速率，便于实现数控化和自动化，使用清洁电能作为唯一的“处理剂”，无色环保无污染。

⑷ 企业生产用软水水处理方法，经济适用的软水办法，日用量1000方

工程概况

一、恒压变频：要求供水量在250吨/小时，压力维持在0.3MPa。
二、车间用水：要求供水量在200吨/小时，硬度≤1 mmol/L。
三、用水为24小时连续不间断用水。
根据以上情况，结合以往的工程案例，具体工艺方案如下。

工艺流程
水池→水池过滤→管道→变频供水系统→软化系统（同时运行交替再生）→ 盘滤→ 混合器→ 用水处

设计依据及指标

1.1、根据《中华人民共和国工业锅炉水质》GBl576—2001蒸汽锅炉和汽水两用锅炉的给水一般应采用锅外化学水处理。
1.2、系统运行要求低能耗、低费用。
1.3、系统设备全面采用实现标准化、模块化和系统化的设计方式，
以便快速安装和以后系统维护。
1.4、设备选型以技术先进、经济合理、安全可靠、高效节能，最
大可能地减少维修费用为原则。
1.5、自动化控制设备以及主要检测仪器、仪表选用国外先进产品
或国内知名品牌。

四、工艺介绍
恒压供水系统
恒压变频主要是采用程序控制技术，变频调速技术，以实现恒定压力供水，同时做到省电，省心，安全理想的供水设备。

特 点：根据管网需求自动调节水泵启动台数及水泵转数,实现恒压供水。
工作特性：在单泵流量范围内自动调速恒压供水，当单泵不能满足管网需求时，自动增加一台水泵，并联供水，当两台泵仍不能满足管网需求时，再增加第三台水泵，以此类推，当用水量减少时，逐台减掉工频泵，只剩下单泵变频运行。
1.本变频系统采用四台水泵,三用一备,四台水泵即能轮流交替工作,又能同时工作
2.当一台泵流量不够时,系统自动启动其他水泵投入工作
3.当一台泵发生故障时,系统自动启动其他水泵投入工作
4.本系统可以实现先开先停,后开后停,后停先启等功能
5.本系统采用不锈钢多级离心泵,不锈钢外壳、不锈钢叶轮、不锈钢轴、外型美观品质高贵
6.采用日本三垦变频器、法国施耐德接触器，配置更高档，质量更可靠，减少维修烦恼
7.根据管网需求，数字设定压力，水泵所有的运行数据全部中文液晶显示。

软化水系统
1、全自动软化水系统 ：
考虑本套系统用水量较大，在设计时充分考虑，从以下几方面进行设计：
A、树脂软化采用逆流再生，因逆流再生比顺流再生可节省1/3的盐耗。
B、系统采用流量型控制，可做到用水精确，提高树脂使用效率，减小再生频率。
C、全自动控制，实现无人操作，避免人为事故。
D、24小时连续供水，
由于厂方需24小时不间断用水，为满足厂方对于水质的要求，符合国家标准，采用多罐并联型钠离子交换软化系统，全自动控制，无需人工管理，保证系统再生时树脂再生充分。
本方案选用英国漂莱特钠离子阳树脂，其交换容量之大、寿命之长、再生之充分约为国产树脂2倍左右。英国漂莱特树脂在目前全球树脂生产行业具有绝对的优势，占据了全球树脂销售量的50%以上。树脂工作一段时间后，当大部分的树脂都反应失效后，便需要对树脂进行再生处理，以使树脂恢复软化功能。本设计方案的过滤器流量型全自动控制头，自动化程度高，供水工况稳定，使用寿命长，全程自动，只需定期加盐，不需人工干预。高效率，低能耗，运行费用经济。过滤器罐体选用北京产的水处理专用玻璃钢罐。

2、阿速德过滤器 ：
西班牙德阿速德过滤器是作为本供水系统中安全保障的重要环节，他截留主各种肉眼可见的杂质、悬浮物等，使供入管道的水洁净，安全。采用高密度聚乙烯复合管(HDPE)的阿速德离心过滤系统是新一代的过滤系统。
1、过滤可靠性强：阿速德自动反冲洗离心盘过滤效果更有效、更可靠，更加节水、节能降低维护费用。其独特设计的关键在于高度精密制造的凹槽式叠片和位于叠片组底部的独家专利阿速德螺旋盘。
2、维护费用低：采用高密度聚乙烯复合管(HDPE)的阿速德离心过滤系统， 确保最大程度地降低过滤系统的维护耗费。
3、组合种类多： 具有根据过滤等级、管道口径、接口方式等不同种类的组合方式。抗腐蚀，耐久性强：采用高密度聚乙烯材料(HDPE)制造的复合管， 具有针对各种化学物质的抗腐蚀抗氧化性能。适用于工业、精致水源的过滤，并能够在各种恶劣环境下正常工作。
3、管材管件
采用高硬度高强度的UPVC管材及管件。

⑸ 一般软化水处理器进水流速是多少

这个要看水软化设备是安装在那个部位了，如果是在末端的话，要跟前面的处理装置联动，那么其流速就是前处理装置的出水流速（根据口径大小，在流量相同的情况下进行换算）。

⑹ 软化水处理原理

目前通常意义上的软化指的是用钠离子型离子交换树脂将水中的钙镁离子去除版。
软化水处理的原理是离权子交换。通过离子交换树脂将形成硬度的钙镁离子置换为钠离子，产水就是软化水。
对水质影响：将原水中的钙镁离子取代为钠离子。
处理后的水当然含有盐分，软化是置换而不是去除。处理前后含盐量没有明显变化。
处理后的水钠离子含量升高。做一般家庭用水可减少结垢情况。

⑺ 软化水设备一吨原水能产生多少废水

软化水是不直接产生废水的，但是再生过程用水会变成废水，大约专占总产水属量1%~5%之间，进水1吨，出水也是1吨，通常反渗透设备才会有废水产生。

全自动软化水设备工作原理是：水力控制阀利用水流的动能驱动两组涡轮分别带动两组齿轮推动水表盘和控制盘的旋转。水表盘累计通过的流量，控制盘则将原水压力信号通过一组孔道引入一组阀室，在转动的同时按设定规律打开或关闭压力孔道，从而实现集成在一体的一组阀门的自动切换。

(7)水处理软化水数据扩展阅读：

软化水设备主要的工作原理就是利用阴阳离子软化。让原水通过阴阳离子转化器，除去水中的，钙，镁，钠等离子。出来的水就只是水分子了。没有其他的分子，那么就可以有效的防止水垢。

在进水为深井水或者水源硬度很大的情况下，使用软化水设备的作用是去除水中的钙、镁离子含量，使水中钙镁离子减少。

⑻ 软化水处理设备的技术指标

如果是生产手动型软化水设备依据JB/T2932-1999水处理设备技术条件。如果是自动控制软化水设备依照GB/T18300-2001自动控制钠离子交换器设备技术条件…一杰水质

⑼ 软化水处理的软化方法

离子交换法
方法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。
特点及效果：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。
使用范围：餐饮、食品、化工、医药等领域、空调、工业循环水等应用中。目前最常用的标准方式。
电磁法
方法:采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。
特点效果：设备投资小，安装方便，运行费用低。效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。
适用范围：多用于商业(如中央空调等)循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理。
膜分离法
方法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。
只能将硬度降到一定的范围。
特点效果：效果明显而稳定，处理后的水适用范围广。对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。
适用范围：一般较少用于专门的软化处理。
石灰法
方法：向水中加入石灰。
特点效果：只能将硬度降到一定的范围。
适用范围：适用范围大流量的高硬水。
加药法
方法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。
特点效果：一次性投入较少，适应性广。水量软大时运行成本偏。
适用范围:由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。

⑽ 废水处理标准中什么是软化水处理

废水处理标准中软化水处理是指水处理除盐工艺。即我们通常把水中钙、镁专离子的含量用属硬度这个指标来表示，低于8度的水称为软水。采用强酸性阳离子树脂将原水中的钙、镁离子置换出来。它的化学反应公式为：2RNa+Ca2+(Mg2)=R2Ca(Mg)+2Na+。也可以通过反渗透的工艺来获得除盐的目的。