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炼钢软水处理

发布时间:2021-02-14 00:22:05

Ⅰ 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。

Ⅱ 钢铁厂水处理工艺、程序

炼钢水系统工艺流程及设备
1、系统工艺流程简述:
(1)转炉净环工艺流程:本系统主要供给转炉冷却、氧枪、一文水套冷却、混铁炉除尘风机冷却、一次、二次除尘风机冷却等用水,设备冷却后开式回流至水泵房热水池,由冷却上塔泵加压上塔,冷却后流入冷水池,再由加压泵送至设备循环使用。
(2)转炉浊环工艺流程:本系统主要供给煤气洗涤用水,使用后的水经粗颗粒分离器去除大的杂质颗粒后,再经斜板沉淀池沉淀,处理后的水流入浊环热水池,由泵加压送至用水点循环使用。污泥部分加压送至污泥浓缩池处理。
(3)连铸浊环工艺流程:本系统主要供给连铸设备冷却、二冷水、冲氧化铁皮等,使用后的水流入旋流井沉淀后,一部分加压供冲渣循环使用,另一部分水加压送至化学除油器处理,处理后的水流入泵房连铸浊环水池,经过滤后加压上冷却塔,冷却后的水流入冷水池,再由泵加压供生产循环使用。污泥部分加压送至污泥浓缩池处理。
(4)连铸净环工艺流程:本系统主要供给连铸结晶器冷却用水,使用后的水利用余压上冷却塔,冷却后流入冷水池,然后经加压过滤供设备冷却循环使用,系统消耗用水由软水补入。
(5)汽包软水系统:软水制备后,经除氧器处理后,供汽包。
以上各系统为保证水质均设加药装置。
各系统消耗水均由厂区新水管道补入。
2、主要设备:
各系统加压泵组、泵房起吊设备、过滤器、冷却塔、加药装置、斜板沉淀池、化学除油器、电磁絮凝器、刮泥机,除氧器,软化装置、清渣设施等。
四、轧钢水系统工艺流程及设备
1、系统工艺流程简述:
(1)轧机净环工艺流程:本系统的不主要供给轧机电机设备冷却,使用后的水流入净环热水池,由泵加压上塔冷却后,流入冷水池,再由泵加压送至用水点循环使用。
(2)轧机浊环工艺流程:本系统主要供给冲渣及轧机喷射冷却等,使用后的水流入旋流井,沉淀后的水一部分加压送至冲渣循环使用,另一部分的水加压送至化学除油池,处理后的水自流入浊环热水池,加压过滤后上冷却塔,冷却后的水进入冷水池,再由泵加压送至设备冷却用水点循环使用。污泥部分加压送至污泥浓缩池处理。
(3) 冷轧车间 各个机组场地冲洗排出的含油废水,酸洗-轧机联合机组的地坑、轧机清洗等产生的含乳化液和油废水,连续退火机组的清洗循环处理段、地坑产生的含油废水,热镀锌机组脱脂的清洗段、地坑产生的含油废水,彩涂涂层机组脱脂的清洗及工艺段产生的含油废水,机修修磨辊间产生的乳化液和油废水,油库等冲洗废水进入轧钢厂的含油、乳化液废水处理系统。
工艺流程:酸洗机组间断或连续排出的含酸、含油及乳化液等废水。乳化液和含油废水计入调节槽,经静置分离后,上部的油经带式撇油机取出,中部浓度的乳化液送一级、二级超滤装置的循环槽循环浓缩分离,产生浓度为50%的废油。含酸废水采取中和沉淀及生化处理工艺,含酸废水进入调节均衡池,进行水量调节和PH的均衡,用泵送至辐流式中和沉淀池与石灰进行中和反应。
酸洗机组的漂洗水和其他含酸废水排入酸水处理系统,脱脂废水经过除油处理后,钝化清洗水除铬处理后都进入酸洗水处理系统。酸洗机组的高浓度废酸进入废酸再生站,采用RUTHNER喷雾焙烧工艺对废酸进行再生。回收废酸中99%以上的烟酸,并获得可作为磁性材料的氧化铁粉附加产品。
以上各系统为保证水质均设加药装置。
各系统消耗水均由厂区新水管道补入。
2、主要设备:
各系统加压泵组、泵房起吊设备、过滤器、冷却塔、加药装置、化学除油器、刮泥机,清渣设施等。

Ⅲ 软水处理设备有什么优点与缺点

优点:
1、埋设于地表以下,设备上面的地表可作为绿化或其他用版地,不需要建房及采暖、权保温。
2、二级生物接触氧化处理工艺均采用推流式生物接触氧化,其处理效果优于完全混合式或二级串联完全混合式生物接触氧化池。
3、地埋式生活污水处理设备的除臭方式除采用常规高空排气,另配有土壤脱臭措施。
缺点:
1.不利于维修.设备出现故障后,不方便检修与更换。
2.对环境适应性,冬天防冻、夏天防洪.北方需要埋入较深,并做保温处理。

Ⅳ 净水处理和软水处理的区别

净水主要指除去水中悬浮的杂质,难溶的杂质。如黄河水浑浊,加入明矾,利用明矾水解内得到的氢氧化铝胶体,将容悬浮的杂质吸附共同沉淀,得到澄清的水,就属于净水。
软化指除去水中的钙镁离子,钙镁离子含量高的水为硬水,硬水也是澄清的。利用氢氧化钙、碳酸钠等药品,将钙离子转化为碳酸钙沉淀,将镁离子转化为氢氧化镁沉淀,从而降低水中钙镁离子的含量,就属于软化。

Ⅳ 请问有谁知道最简单的“软水处理”方法

这需要对结垢进行检测确定是什么类型的,再决定用什么来清洗.
通常采用酸洗,就是内配5~10%的硝酸溶液,对管容道进行循环1小时以上.
软水处理可以用软化水装置(离子交换)来进行.
一般纯蒸汽发生器的进水都是用纯化水的.

Ⅵ 炼钢企业水处理设备最好的公司

上海适达

Ⅶ 钢厂水处理的技术问题

这个资料太多了。其实都是俗称。建议你先了解冶炼工艺。净环一般是跟平时的回循环答水一样的水系统,冷却设备,不与产品接触。浊环指直接跟产品或者烟气接触。软循环就是指一些炼钢设备需要用软水直接冷却的系统,制氧净环就是制氧厂的循环冷却水(该系统的处理要点是:防止水产生气泡造成分子筛中毒,再有一般的含磷药剂容易低温结晶)。

Ⅷ 软水处理证是干什么的有什么作用

什么叫“软水处来理证”自,我所看到的只有锅炉水处理人员操作证,该操作证是锅炉水处理人员独立上岗证件,是对水处理设备与水质分析化验等系统操作的一个上岗证件。锅炉水处理系统设备的正常运转,是保证锅炉安全经济运行的重要指标之一…。华粼水质

Ⅸ 为什么要进行软水处理

因为软水中含有不可溶解的Ca
Mg矿物质!

Ⅹ 软化水处理工艺

不需来要
水的软化方法有:①加自热法;②石灰苏打法:用石灰降低暂时硬水硬度,用烧碱(苏打)降低非碳酸盐硬水的硬度;③离子交换法:用离子交换剂除去钙镁离子,目前家用“净水器”多采用这种方法。

絮凝剂是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块的物质。

目前使用的絮凝剂按其来源及性质可分为无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂和天然生物高分子絮凝剂三大类。无机絮凝剂主要是铁盐和铝盐,这类药剂在使用过程中耗量较大,并具有一定的腐蚀性和毒性,对人类健康和生态环境会产生不利影响;合成的高分子絮凝剂,如聚丙烯酞胺、聚丙烯酸等具有用量少、絮凝速度快等优点,但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致畸、致癌、致突变),因而使其应用范围受到限制;相比之下,天然生物高分子絮凝剂,如壳聚糖、淀粉衍生物、明胶等,是从自然物质中提取并稍经化学改性处理的物质,这类絮凝剂无毒或低毒、无二次污染,但絮凝活性低,单独用于絮凝净化效果也不理想。现在提出一种新型的微生物絮凝剂。

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