铜与软化水

❶ 软化水设备与离子交换设备的区别

大型工业制水用锅炉软化水设备工作原理
大型工业制水用锅炉软化水设备是将水中专的钙镁属离子(形成水垢的主要成份)置换出来，随着树脂内钙镁离子的增加，树脂去除钙镁离子的效能逐渐降低，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再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。

❷ 软水和硬水有什么区别

最佳答案
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由提问者2006-11-27
12:54:40选出
一、软水和硬水要如何判断？
（1）水怎么会有软硬之分呢？这里所说的软硬并不是物理性能上的软硬，而是根据水中
所溶解的矿物质多寡来划分的，又依加热之后是否可以发生矿物质沉淀，而分为
「暂时硬水」和「永久硬水」两种。
（2）所谓暂时硬水，是指含有酸式碳酸盐（例如，碳酸氢钙、碳酸氢镁、碳酸氢锰…等
）的水。因为其中的金属离子可因加热而析出，故称为暂时硬水。
（
3）所谓永久硬水，是指含有硫酸盐、氯化物、硝酸盐（例如，硫酸锰、硝酸镁、氯化
钙…等）的水。因其中的金属离子，不因加热而析出，故称为永久硬水。
（4）硬水有许多缺点，使用时有不少麻烦。例如，在烧开水时易产生锅垢，又如硬水用
来洗涤衣服时，消耗肥皂会比较多等。
（5）软水和硬水的判断，通常必须使用化学分析方法才能决定，无法用肉眼直接判断。
二、什么是水的硬度及硬度离子？
（1）硬度可以用来描述水的软硬程度，其定义是指能使肥皂沉淀之量。这是因为肥皂是
硬脂酸的钠或钾盐，遇到水中的钙、镁离子，易生成不溶性的硬脂酸钙和硬脂酸
镁，使肥皂失去洗涤衣服的作用。
（2）除了钙、镁离
子外，肥皂亦能被铁、锰、锌、铜…等离
子所沉淀，所以在化学上
乃定义：凡是水体存在能被肥皂产生沉淀的矿物质离子，都称为「硬度离子」，包括钙、镁、铁、锰、锌、铜离
子…等。由此可知，硬度是所有硬度离子浓度的指标
值。
（3）在一般的自然水（包括自来水）中，除了钙、镁离子外，其余金属离子之存量很少
，它们的总含量可能不到3％，因此水之硬度可以说是水中钙和镁离
子之浓度所代表之特性。可分为「钙硬度」与「镁硬度」，两者之和，称为「总硬度」，或简称
「硬度」。其中钙硬度平均约占85％，镁硬度约占15％。（4）硬度通常以碳酸盐表示，而不以硫
酸盐、硝酸盐或氯化物表示，主要的原因是：在传统化学上的定量分析中，只有使用碳酸盐法才能使所有的硬度离子都被沉淀出来。又因钙硬度占总硬度中绝大部分，因此在国际上特别以碳酸钙（caco3）的量（ppm
）来表示。（5）使用碳酸钙（caco3）的量来表示硬度，在传统化学上的定量分析中，其结果可能会有一些操作上的误差，如果能再经过进一步的焙烧处理，让碳酸钙（caco3）变成氧化铁（cao），就可以更准确获得分析结果，例如，德国就是利用氧化钙（cao）的
量°dh），来描述硬度。
三、硬度是如何分级的？（1）强软水(very
soft
water)：德国硬度0~4°dh之水，相当于碳酸盐硬度约0~89ppm
之水。
（2）软水(soft
water)：德国硬度5~8°dh之水，相当于碳酸盐硬度约90~159ppm之水。
（3）适度硬水(medium
hard
water)：德国硬度9~12°dh之水，相当于碳酸盐硬度约
160~229ppm之水。
（4）中硬水(fairly
hard
water)：德国硬度13~18°dh之水，相当于碳酸盐硬度约
230~339ppm之水。
（5）硬水(medium
hard
water)：德国硬度19~30°dh之水，相当于碳酸盐硬度约340~534
ppm之水。
（6）强硬水(very
hard
water)：德国硬度30°dh以上之水，相当于碳酸盐硬度535ppm
以上之水。参考资料：
http://ks.cn.yahoo.com/question/1306112618705.html

❸ 铜与水（或水蒸气）在加热条件下会反应吗

不能。
因为CuO+H2=Cu+H2O,高温条件下,正反应进行的很彻底。
如果只是这样的之生成铜锈2Cu+O2+CO2+H2O==Cu2(OH)2CO3
，如果是铜制加热器在加热器皿中久放，会产生类似黄绿色的溶液是因为铜被氧气氧化生成CUO，高温下与水生成CU(OH)2，其为黄绿色液体。

❹ 蒸汽锅炉软水水质标准是什么

工业锅炉水质中显示，一般中小型蒸汽锅炉给水(软水)硬度≤0.03mmol/L，热水锅炉给水(软水)硬度0.6mmol/L。同时还有锅水碱度、PH值、氯根等水质指标...。

❺ 铜可以与什么溶液反应，有现象

置换反应（例：Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2,铜溶解，溶液由原颜色变为蓝色）；铜与热浓硫酸反应，产生刺激性气体（SO2）和蓝色溶液。铜和稀硝酸反应生成蓝色溶液与无色气体(NO)，收集气体与空气混合发现变为红棕色。铜也可以和浓硝酸反应直接生成红棕色的气体（NO2）；电解池，铜作阳极失电子变为铜离子，铜溶解电解质溶液变蓝，阴极现象有多种不好说。。。

❻ 请教个问题，哪种软化水对铜和铝没有腐蚀性！！！！求解！

软化水就是去除硬度的水，不含钙镁离子，一般的水对铜没有腐蚀性，对铝的腐蚀主要是水中碱度太高，要想对铝不腐蚀，就要除去水中的碱度

❼ 我们日常用的自来水属于硬水还是软水

我们日常饮用的自来水为硬水，并且是是经过标准化处理达到符合饮用标准的硬水回。

“硬水”和“软水”的区答分标准如下：

水中常见的的离子化合物为钙镁离子化合物，通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示，硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水，高于17度的称为硬水，介于8～17度之间的称为中度硬水。并且生活中常见的雨、雪水都是软水；泉水、深井水、海水、江、河、湖水，以及自来水都是硬水。

自来水煮沸后（即经过软化处理），其中的游离态钙、镁离子以碳酸盐形式沉淀出来，形成水垢。煮沸后得到的水称为软化水，即软水，其中钙镁化合物含量降为 1.0～50 毫克/升。因此煮沸法可以在日常生活中作为硬水软化处理的办法。

(7)铜与软化水扩展阅读

简易硬水软水区分方法：

方法1：取一杯热水，倒入肥皂水，轻轻搅拌。水面上出现泡沫的为软水，水面上出现浮渣的为硬水，浮渣越多，水的硬度越大[1]。

方法2：用烧杯加热，在杯壁留下较多水垢的是硬水。因为硬水是含有较多的可溶性钙，镁物质的水，加热后，这些可溶性的钙镁物质转化成不可溶性的物质，沉淀杂质多的是硬水，杂质越多，水的硬度越大。

❽ 紫铜水管能用软化水吗

紫铜水管不能用于软化水，因为用后紫铜水管会变黑腐蚀的。我详细介绍一下紫铜就是纯铜： 纯铜呈紫红色，又称紫铜 紫铜管与一般的塑料管相比较，可以发现塑料管的主要材料中含有增塑剂等化学添加成分，容易随时间与温度的变化而引起逸出或塑料的硬化和脆化现象。而紫铜铜管则没有塑料管的各种改性剂、助剂、添加剂等化学成分，性质非常稳定。
而且供水中的大肠杆菌在紫铜管道内不能再继续繁殖，99%以上的水中细菌在进入紫铜管道5个小时后被彻底杀灭。而且紫铜管组织结构极其致密，具有不可渗透性。无论是油脂、细菌、病毒、氧气和紫外线等有害物质都不能穿过它而污染水质。
此外，紫铜管不含化学添加成分，不会燃烧释放有毒的气体使人窒息。而且铜的再生利用有利于环境保护，是可持续发展的绿色建材。 编辑本段 实用性 紫铜管的连接牢固度非常强，使其更具实用价值。因为市场上的管材多种多样，接口配件以铜质的管材为主，即使有些管材部分可以不使用铜质配件，它在与水龙头接口的地方还是要有一个铜配件。
但铜管配件若与其他管材相连，由于管道与配件的材质不同，热胀冷缩时的物理和机械性能差别很大，连接的牢固度自然要受到额外的挑战。因此，铜管与铜质配件连接，牢固度将得到很大的增强。 编辑本段 应用用途 紫铜管的应用比纯铁广泛得多，每年有50%的铜被电解提纯为纯铜，用于电气工业。
这里所说的紫铜，确实要非常纯，含铜达99。95%以上才行，极少量的杂质，特别是磷、砷、铝等，会大大降低铜的导电率。铜中含氧(炼铜时容易混入少量氧)对导电率影响很大，用于电气工业的铜一般都必须是无氧铜。
另外，铅、锑、铋等杂质会使铜的结晶不能结合在一起，造成热脆，也会影响纯铜的加工。这种纯度很高的纯铜，一般用电解法精制：把不纯铜(即粗铜)作阳极，纯铜作阴极，以硫酸铜溶液为电解液。当电流通过后，阳极上不纯的铜逐渐熔解，纯铜便逐渐沉淀在阴极上。
这样精制而得的铜;纯度可达99。99%。紫铜是比较纯净的一种铜，一般可近似认为是纯铜，导电性、塑性都较好，但强度、硬度较差一些。

❾ 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。