水的软化降碱处理

① 硬水的软化处理

用石灰、纯碱等软水剂处理，使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出，过滤后即得软水，其中的专锰、铁等离子也可除属去。
常用软水剂
（1）磷酸钠： 3CaSO4+2Na3PO4→Ca3(PO)4↓+3Na2SO4
（2）六偏磷酸钠： Na4[Na2(P03)6]+Ca2+→Na4[Ca(P03)6]+2Na+
（3）胺的醋酸衍生物（EDTA）：与Ca2+、Fe2+、Cu2+等离子生成螯合物 （只适用于暂时硬水）煮沸暂时硬水时的反应：
Ca(HCO3)2=CaCO3 ↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2=MgCO3↓ +H2O+CO2↑
由于CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁：
MgCO3+H2O =Mg(OH)2↓+CO2↑
由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2

② 什么是水软化处理

简单的就是让水质不结垢

③ 锅炉水处理常用的降碱剂主要有哪些

软化水，锅炉水就是使用软化水。利用的是离子交换法，加的是树脂和颗粒比较大的工业盐。如果非要加点化学药剂，那就是除垢剂了。
再看看别人怎么说的。

④ 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。

⑤ 硬度过高的水进行软化处理主要包括哪些软化法

高硬度原水水质软化，最好采用一杰环保生产的两级串联软化，同时设备还需要釆用先进的逆流再生工艺，才能满足软化水的合格率…。

⑥ 水偏碱怎么处理成中性水

脱碱软化水质处理的应用 人们通常所说的软水器，即钠离子交换器，仅能去除原水中的硬度成份（Ca2+,Mg2+），而不能除去碱度成份（HCO3-等）。因此，经过软水器处理的水仍然含有碱度。含碱度过高的软化水进入锅炉内，在高温高压作用下，其中的重碳酸盐被浓缩并发生分解和水解反应，致使锅炉水中的苛性碱（NaOH）浓度大大增加，其反应如下：Na2CO3→NaOH+CO2，NaHCO3→NaOH+CO2 这种情况不仅造成锅炉水系统的碱腐蚀，蒸汽品质恶化，排污量增大，而且引起蒸汽和冷凝水系统的酸腐蚀。从而危及锅炉的安全运行，加大锅炉的运行成本，缩短锅炉与管道的使用寿命。所以，通常原水碱度高于2mmol/L时，需进行脱碱软化水质处理。 二．产品特点 1．自动脱碱软化水处理器对锅炉补水有极强的针对性。该系统氢罐选用弱酸性氢型阳离子树脂，该树脂交换容量大，制水周期长，在脱碱的同时已将很大部分硬度（约30-50%）去除。因此，大大减轻了钠罐的负荷，整个氢钠串联系统就如同一个双极软化系统，很好地适应了高碱、高硬地区锅炉水处理的要求。堪称是最合理，最经济的设计。 2．自动脱碱软化水处理器全面实践了“不足量酸再生”理论。该系统氢罐采用集控阀进行控制，真正、稳定地实践了“不足量酸再生”。从而在不配置PH值调节设备的前提下，保证不会有酸性水流入钠罐，并且可以按照锅炉补水的要求，在氢罐出水中稳定保持一定量的碱度。 3．自动脱碱软化水处理器的核心设备——氢罐和钠罐均采用进口集控阀实现自控再生。尤以氢罐采用意大利信亚公司生产的双活塞液动耐酸型集控阀为突出特点，使系统先进的设计与复杂的控制得以全面、可靠地实现。 4．自动脱碱软化水处理器可选择单罐或双罐运行方式，时间或流量控制方式，从而适应不同用户的要求，更好地实现运行成本低，水质保证好的优点。 5．自动脱碱软化水处理器结构简单、安装方便、集控性强、操作简单易懂，无须专业基础，只需短时培训即可上岗操作。 三．技术参数 1．处理效果（出水水质）： 硬度：≤0.03mmol/L； 碱度：根据用户需要可调 2．进水水质： 氢罐：总硬度：总碱度=1：1，钠罐：总硬度不可超过5mmol/L 进水压力：0.2-0.5MPa 工作温度：2-40℃ 3．运行参数 • 功率：3～30w； • 工作电压：220v±10%/50Hz； • 控制方式；时间/流量控制； • 罐体材质：缠绕玻璃钢； • 树 脂：（1）氢罐：弱酸性氢型阳离子交换树脂；（2）钠罐：强酸性钠型阳离子交换树脂。 四．脱碱软化工艺与原理 自动脱碱软化水处理系统是本公司针对我国广大的高碱度地区锅炉用户而设计的新一代水处理系统。该系统采用氢—钠串联的脱碱软化原理，其工艺流程如下： 1．氢罐中选用了弱酸性氢型阳离子交换树脂用以去除进水中的碳酸盐硬度和脱去碱度，将碱度转化成二氧化碳。即： • 2RCOOH+Ca(HCO3)2→(RCOOH)2Ca+2H2O+CO2 • 2RCOOH+Mg(HCO3)2→(RCOOH)2Mg+2H2O+CO2

⑦ 大家怎么软化水质的，水中碱性已经惊人了

你弄错概念了吧,水的软化是处理水中硬度,其水中碱度不变,一般情况水中维持一定碱性是内有好处容的。只有酸性水对于工农业生产和生活饮用水是百害无一利,至于你讲:″水中碱性已惊人了"是什么意思？其碱性水是多少(数据)？弱碱？强碱？如果没有一个具体指标数据,就不要乱讲…。一杰水质

⑧ 怎样消除水中的碱

水垢主要有以下几种清除方法：

1、小苏打除水垢。用结了水垢的铝制水壶烧水时，放1小勺小苏打，烧沸几分钟，水垢即除。

2、柠檬除水垢。把柠檬切片放入烧水壶（越薄越好，目的是让柠檬酸尽量释放出来）水烧开煮沸5分钟左右，烧开后让柠檬在水中浸泡2分钟即可除去。

3、醋除水垢。如烧水壶有了水垢，可将几勺醋放入水中，烧一二个小时，水垢即除。如水垢中的主要成分是硫酸钙，则可将纯碱溶液倒在水壶里烧煮，可去垢。

4、离子交换除水垢法。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。

(8)水的软化降碱处理扩展阅读

水垢分类

1、按化学成分分类，可分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢和混合水垢等。碳酸盐水垢的主要成分是碳酸钙和碳酸镁；硫酸盐水垢和硅酸盐水垢的主要成分各为硫酸钙及硅酸化合物；混合水垢则多为以上三种水垢的混合物。

2、按物理性质分类，有牢固粘结在锅筒壁及管壁上的水垢和质地疏松易于脱落的沉渣两种。

形成过程

高温状态下，含有微溶于水的硫酸钙会由于水的蒸发而析出，水中的碳酸根会与钙、镁等离子相结合，生成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁，也就是水碱。随着水分的不断蒸发、浓缩，水碱含量不断增加，以达到饱和后就形成了水垢。

⑨ 水的软化处理方法有哪些

软化处理的基本方法有三种。
    (1) 化学软化法 就是在水中加入一些药剂，从而把水中的钙、镁离子转变为难溶的化合物，并使其沉淀析出。如石灰软化法等。
    (2) 离子交换软化法  利用离子交换剂活件基团中的H+、Na+等阳离子与水中的硬度成分Ca2+、Mg2+以达到软化的目的。
    (3) 热力软化法就是将水加热到100℃或100℃以上，在煮沸过程中，使水中的钙、镁的碳酸氢盐转变为CaCO3和Mg(OH)2沉淀去除。热力软化法只能基本上除去碳酸酸盐硬度，而不能去除非碳酸型硬度。
    此外，还有电渗析软化法等，但通常使用的主要方法是离子交换软化法和化学软化法。

⑩ 如何脱除水中的碱，其有什么危害

水中碱度是爱热表面和传热表面的结垢腐蚀根源，其原因是碳酸氢镁和碳酸氢钙受热产生氢氧化镁和碳酸钙水垢的同时，放出二氧化碳，可引起蒸汽和凝结水系统腐蚀。即使对水进行离子交换软化处理，使碳酸氢镁和碳酸氢钙转变为碳酸氢钠，它在受热时，将热分解和水解，使与水接触的部分（如锅炉汽鼓的水侧、排管或水冷避管及集箱产生碱腐蚀）；使蒸汽和凝结水（或疏放水）系统产生二氧化碳碳腐蚀；锅炉水碱度过高还将起泡引起蒸汽携带盐分而结盐垢。这一切都是由于水具有碱度引起的。
原水的碱度主要是钙、镁的碳酸氢盐，软化水则是碳酸氢钠，到锅炉中则变成碳酸钠和氢氧化钠，锅炉参数越高，转为氢氧化钠的份额越大，达到5MPa时则全部变成氢氧化钠。因此，在软化水受热后，或在一般的热交换器中碱度是碳酸氢钠；在热水锅炉和低压蒸汽锅炉中，碱度是碳酸钠和氢氧化钠；在中压锅炉中主要是氢氧化钠；在次高压及以上锅炉全部是氢氧化钠。
向软化水加酸和采取氢钠离子交换水处理都可起到脱碱作用（氢钠离子交换含弱酸氢离子及强酸钠的离子交换方式），但是都难以深度脱碱（过低的残留碱度会产生酸腐蚀），安全又有效的方法属于膜法水处理。在中压锅炉上采取电渗析脱盐脱碱处理，可以消除93%的碱度，能很好地解决碱腐蚀问题。使用纳米过滤和反渗透均能达到相同的脱盐、脱碱效果。对于锅炉补充水的处理，由于原水含盐量和碱度通常都不高，可以使用低能耗的低压纳过滤或反渗透膜。所以脱除水中的碱至关重要。