软化水废水处理方法

A. 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。

B. 锅炉系统常用的软化水处理有哪些方法

如果要保证锅炉用水质量，最好选择逆流再生工艺的软化水处理设备，目前都是以多路阀控制系统为主，优点是再生工艺先进，设备运行工况稳定，是锅炉配套较强的水处理设备...。一杰水质

C. 水的软化处理方法有哪些

水的软化方法有：

1)离子交换法：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。这种方法是目前最常用的标准方式。主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器” (由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为“钠离子交换器”)。

2)膜分离法：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。这种方法的特点是:效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。

3)石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。

4)加药法：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。目前工业上可以使用的的阻垢剂 很多。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广；但水量软大时运行成本偏高，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。由于加药法只是从化学原理上阻止水垢的生成，并没有降低水的硬度，所以一般不归入软化方法中，而是称为阻垢。

5)电磁法：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。其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定性，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。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(同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实)。另外，此种方法与加药法类似也是阻止水垢的生成，而不是降低硬度，所以一般不应归入软化方式中，而是应该称为防垢或阻垢。

D. 废水处理方法有哪些

废水处理方法有：

1、物理法：利用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物。例如沉淀法（重力分离法）除去水中相对密度大于1的悬浮物；过滤法（滤网沙层活性碳）可除去水中的悬浮物；蒸发法用于浓缩废水中不挥发性和可溶性物质，另外还有离心分离法、汽浮（浮选）法、高梯度磁分离法等。

2、化学法：利用化学反应或物理化学作用处理回收可溶性废物或胶状物质。例如中和法用于中和酸性或碱性废水；萃取法利用可溶性废物在两相作用中溶解度不同的“分配”，回收酚类和重金属等；氧化还原法用来除去废水中还原性或氧化性污染物，杀灭天然水体中的病原菌。此外还有混凝法和化学沉淀法等。

3、物理化学法：吸附法、离子交换法、萃取法、膜析法、蒸发法。

4、生物法：利用微生物的生化作用处理废水中的有机污染物。例如，生物过滤法和活性污泥法来处理生活污水或有机生产废水，使有机物转化降解成无机盐而得到净化。还有生物膜法、生物塘法。

5、污泥土地处理法：用于有机质处理。污水灌溉，慢速下渗，快速下渗就要通过污水处理厂进行处理，然后在循环使用，用来冲厕所等用。

E. 软化水一般都怎么处理

工业软化水大致有两类，一类是吸附，即利用阴树脂或阳树脂进行吸附，去除水中的硬度——钙镁离子；另一类就是RO反渗透过滤法，也可称为膜法或分子筛法。

F. 锅炉软化水怎么样处理

锅炉补给水对水质有什么要求（是什么水）：

1.锅炉补给水需经过软化处理后使用，这是因为水中含有钙镁等硬度离子，若是不去除硬度离子就会在锅炉内壁形成水垢。

2.在锅炉加热的过程中，水中的钙镁离子会结合其他离子形成沉淀析出，附着在管路或者锅炉内壁。若是长时间不清理会有安全隐患。所以一般要先对补给水提前进行软化。

3.我们把水中钙离子、镁离子的含量的多少有硬度来表示，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。所以锅炉补给对水质的要求产水电导率小于0.2us/cm，硬度约等于0，SiO2小于20ug/L。

锅炉补给水处理用什么树脂：

现在已经知道锅炉补给水是需要软化水的，那么锅炉补给水处理用什么树脂就很明了了。可以用软化水树脂。这里给大家介绍几种。

漂莱特C100E：

该树脂是凝胶型聚苯乙烯磺酸基阳离子交换树脂，是特级高纯度产品，符合美国FDA条款中第21条D3.25部分，具有强酸阳离子交换树脂具有运行能力强，良好的动力学性能，优异的物理和化学稳定性，强度高，交换容量高，选择性好，主要用于硬水软化和除盐工艺、锅炉补给水制备。

罗门哈斯IR120 Na：

罗门哈斯IR120 Na是一种磺酸化苯乙烯系凝胶型强酸性阳离子交换树脂。适合用于软化(钠离子型)及顺向再生纯化系统(氢离子型)，具有极佳的物理、化学及热稳定性，良好的离子交换能力与高交换容量特性。主要用于工业软水处理、锅炉补给水制备、食品加工或饮用水、用于纯水，高纯水的制备

三菱SK1B：

DIAION SK1B是含有强酸性磺酸交换基团的苯乙烯聚合物。通过特殊的反应步骤，将其制成粒径均匀的球形颗粒。它具有软水，纯水或化学试验过程的物理强度，反应性能和耐温性，并具有板高的操作能力。主要用于工业软水处理、纯水(特别用在混床)、化工制品、工业制造业等

锅炉水处理树脂的作用：

因为水质的硬度主要是因为水中钙离子和镁离子含量造成的，所以树脂的主要作用就是把这两种离子去除，用软化水树脂与水中的钙离子和镁离子发生离子交换反应被吸附在树脂上，从水中除去，达到软化的效果。

G. 常:用的软化水处理方法有哪些适用于哪里

软化水处理主要除祛水中的钙、镁离子，将硬水经过处理方式变成软水，从而应用到人们的生活、生产中。那么常见的软化水处理方法有哪些呢？
一、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。

H. 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。

I. 锅炉系统常用的软化水处理有哪些方法

锅炉系统软化水处理通常采用工业级软化水树脂进行处理。

型号有哪些？

C100：漂莱特C100离子交换树脂是一种凝胶型强酸性阳离子交换树脂，具有良好的动力学性能，优异的物理和化学稳定性，颗粒均匀，耐温性好，一般用于食品饮料行业、水处理软化等领域。

A500：漂莱特A500离子交换树脂是一种大孔型强碱性阴离子交换树脂，具有良好的抗有机污染性，高效再生，极高的操作容量，机械强度好，耐热性能高，使用寿命长等特点，一般用于工业软化水、超纯水的制备、化工行业等领域。

C150：漂莱特C150离子交换树脂是一种大孔型强酸性阳离子交换树脂，具有良好的抗渗透性和热冲击，再生效果好，耐温性好，工作温度达到了120℃，清洗方便等特点，一般用于工业软化水处理，特别是锅炉水软化。

工业级树脂应用：

矿石、镀锌电解液、酸洗池，工业废水中提取和回收金属的工艺，稀有金属分离，盐水脱钙，酸性酒和纸浆水处理，废水处理，等方面应用。

J. 软水机过滤后的废水如何利用

软水机过滤后排出的废水可以用在喷洒地面；
软水机通过软化盐再生排出富含钙镁离子的水，同时还有再生过程没有完全置换的软化盐排出。这也是软化水设备再生过程中排出咸的原因。