❶ 净化水跟软化水有什么区别
净化水跟软化水这两种水他们的使用方式都差不多,适用范围也差不多,都可以为工业行业提供服务,同时也能给我们的生活日常饮用水提供服务,这两种水的区别在:
净化水的概念:
净化水是一种经过反渗透设备处理之后的水,这种水的的主要特点在于水中不含有任何的杂质,就算是对我们身体有益的物质都会在水处理设备处理过程中被处理掉,同样的水中的对人体有害的物质也会被处理干净,所以净化水是一种真的意义上的“水”也就是“H2O”。
净化水的适用范围:
净化水在工业领域中有非常多的应用,在工业行业中使用的较多,能够为电子行业、工业行业等提供主要的使用税资源。而我们在小区中见到的小区用净化水设备生产的水就是一种可以直接提供给我们饮用的净化水,这是净化水在饮用上的应用。
软化水概念:
软化水在某些程度上跟净化水比较相似,净化水主要是去除水中的杂质,细菌、病毒、胶体等物质全部去除掉,就连对我们身体有益的矿物质微量元素也不会留下。而软化水则是将水中的硬物质全部去除掉,而留下其他的物质,什么是硬物质呢?
其实大家在生活中可以经常看到水中硬物质凝结之后的现象:暖瓶中的白色凝结物就是水中硬物质凝结之后的水垢;洗面台中白色的物质也是水中硬物质长年累月积累之后的产物。而如果将水处理成软化水之后则不管怎么使用,怎么加热也都不会产生水垢,这就是软化水。
软化水的使用范围:
软化水在工业领域中占有非常重要的地位,像我们在工厂中见到的锅炉,就须要用到软化水,因为不管是加热锅炉还是蒸汽锅炉都是使用到水,而如果使用普通水的话,长时间的使用容易在锅炉的内壁或者管道上留下水垢,这样不仅会影响锅炉的加热效果在严重的时候还会堵塞锅炉管道对锅炉的周边财产或者我们的人身健康造成影响。
❷ 养热带鱼过滤软化水的有些什么材料
如果是滴流的
过滤盒里
先放洗氨石
(活性炭)一包就行
放粗过滤棉下边
不能放后专边啊!然后属是一层粗过滤棉
(好清洗
)
下面是棉布过滤棉
考虑到
滤盒本身也不能太大
也就能放这些了
最好在底层放些陶瓷环
在出水口处
放一层粗过滤棉
氧气不用天天打
但是过滤要常开!
不打氧气的时候把进气管插进水里
还能降低噪音!
❸ 软化水处理设备原理是什么
由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示,故一般采用阳离子交换内树脂(软水器),将水中的容Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来,随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加,树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。
当树脂吸收一定量的钙镁离子之后,就必须进行再生,再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层,把树脂上的硬度离子在置换出来,随再生废液排出罐外,树脂就又恢复了软化交换功能。
由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换,从而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水得到软化。
❹ 纯净水设备 砂滤,碳滤,还能加什么滤想软化水质
砂滤、炭滤后应加钠离子交换软化设备,目的是消除纯净水设备膜元件结内垢问题,所以想要纯净水容RO膜设备运行正常,就必须将水中钙镁硬度离子去除,否则是无法增加膜元件的使用寿命,更无法保证设备终端纯净水水质要求...。一杰水质
❺ 纯净水和软化水有什么区别
区别:纯净水能直接饮用,主要指饮用水。软化水设备出来的软化水原则上专不能饮用,主要用于生活用属水,用软水洗衣物,能使衣物更鲜艳、蓬松柔软.
纯水机过滤出来就是纯净水,它采用反渗透膜过滤技术,核心是微孔过滤,只有水分子和比水分子小的矿物质能通过过滤膜并保留下来,细菌、污染物、矿物质均不能通过过滤膜,从而保证出水水质的纯净。
软水机基本是采用离子交换技术,采用再生钠型树脂置换水中的易结垢的钙、镁离子,从而软化水质达到去除水垢的目的。
(5)软化水什么过滤扩展阅读:
纯净水是通过相应的过滤材料,去除水中的铁锈、泥沙、余氯、有机物、有害的重金属离子、细菌、病毒等得到的水。一般属于物理过滤方式。
软化水,简单讲,就是去除水中的硬度离子,如钙、镁离子的水,降低水的硬度。一般来讲是通过树脂置换出溶解在自来水中的钙、镁等重金属离子,属于化学方式。
用软水洗头发,能使头发更柔顺富有光泽。用软化水洗脸能起到美容的效果,可以说生活用水软化后有着十分重要的作用。
❻ 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。
❼ 软水设备石英砂过滤器有什么作用
石英砂过滤的作用
石英砂过滤器是一种压力式过滤器,利用过滤器内所填充的精制石英砂滤料,当进水自上而下流经滤层时,水中的悬浮物及粘胶质颗粒被去除,从而使水的浊度降低
主要用于水处理除浊、软化水、电渗析、反渗透的前级预处理,也可用于地表水、地下水等方面。可有效地去除水中的悬浮物,有机物、胶体、泥沙等
可广泛应用于电子电力、石油化工、冶金电镀、造纸纺织、制药透析、食品饮料、生活饮用水、工厂企业用水、游泳池等。可满足各行业液体过滤需要
石英砂过滤是去除水中悬浮物最有效手段之一,是污水深度处理、污水回用和给水处理中重要的单元。其作用是将水中已经絮凝的污染物进一步去除,它通过滤料的截留、沉降和吸附作用,达到净水的目的
❽ 用过滤的方法能将硬水转化为软水吗
不能,因复为过滤只是出去一些肉眼制可见的杂质,然而水中有许多钙镁化合物,这些都是无法用过滤可以解决的。不信你可以试一试的,用肥皂,如果过滤后放入肥皂,没有很多泡沫的话,那么还是硬水,蒸馏是可以的,可是条件比较刻薄,所以我们都选择加热煮沸这样使硬水变成软水。你仍然是可以用肥皂实验的,会有很多泡沫。
❾ 水质软化处理系统是什么原理
全自动抄软化水设备工作原理是袭: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。
软水器由两个树脂罐(主罐和副罐)水力控制阀、盐箱三部分组成,控制阀控制水路在主罐和副罐之间切换,确保总有一个罐处于工作状态,而另一个罐处于再生或备用状态,再生盐液靠阀内装设的文丘里喷射器负压吸入,再生及清洗用水是另一个罐的软化出水。对于不同的原水硬度配用不同号码的水表盘以达到对应的工作和再生周期。
❿ 软化水一般都怎么处理
离子交换法
方法:采用阳离子交换树脂,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,所以就减少了随温度的增加而造成水垢生成的情况。
该软化水处理法适用范围:餐饮、食品、化工、医药等领域、空调、工业循环水等应用中。目前较常用的标准方式。
特点及作用:结果稳定,工艺成熟。可以将硬度降至0。
加药法
方法:向水中加入阻垢剂,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。
该软化水处理法适用范围: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。
特点结果:一次性投入较少,适应性广。水量软大时运行成本偏。
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,从而减少水的硬度。只能将硬度降到小范围。该软化水处理法适用范围:一般较少用于软化处理。
特点结果:结果而稳定,处理后的水适用较广。对进水压力有较高要求,设备投资、运行成本都较高。
电磁法
方法:采用在水中加上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制止硬水垢的形成。该软化水处理法适用范围: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。
特点结果:设备投资小,安装方便,运行费用低。不够稳定性,没有统一的衡量标准,而且由于主要功能是影响范围内的水垢的物理性能,所以处理后的水的使用时间、距离都有局限。
石灰法
方法:向水中加入石灰。该软化水处理法适用范围:适用范围大流量的高硬水。
特点结果:只能将硬度降到小范围。