❶ 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。
❷ 电解水净化水软化水等哪种对人更适合
电解水是蒙人的;
软化水是把水中的硬度(就是结垢性的东西,如钙离子镁版离子)变成钠离子了;权
净化水分为两种:a.一种是过滤掉水中的细菌、微生物等杂质可以直接饮用的水。
b.一种是在此基础上又去除掉水中大部分盐类的水,也可以直接饮用,但水中的盐类太少了,太纯了,一些人体必需的离子太少了。
我是把a和b混着喝。
我是从事水处理工作的技术人员,但不是做家用水处理设备的。
❸ 软水机的工作原理是什么
软水机的工作原理如下:
1、离子交换法:家用软化水设备是应用离子交换技术,通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换,从而吸附水中多余的钙、镁离子,达到去除水垢(碳酸钙或碳酸镁)的目的。
使用软水,水杯、茶壶、浴缸、水斗不再滋生水垢,更容易清洗。家中的自来水管不再结水垢,热水器的使用寿命更加长,不会因为使用时间长,而热水的流量越来越小。
2、物理打包法:利用纳米晶高能聚合球体,把水中钙、镁离子、碳酸氢根等打包产生不溶于水的纳米级晶体,从而抑制水垢的生产,纳米晶软水机不用电、不费水、不用盐、不用任何化学添加剂,在高效抑垢的同时保留对人体有益的矿物质和微量元素,是一种绿色环保的软水机,解决了现软化技术多方面的缺陷。
(3)电软化水扩展阅读:
一、软化水
1、天然水
天然水可分为硬水和软水两种:凡含有较大量钙、镁离子(无机矿物质)的水称为硬水,反之则 称为软水.水的硬度若由含有碳酸钙或碳酸氢镁引起的,这种水则称为暂时性硬水;水的硬度若由含有钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的 这种水叫永久性硬水。
简单地说,水中碳酸钙的含量小于10毫克/升下的水就属于高标准的软水。在西方发达国家作为 90%的家庭用水(包括烹饪、洗涤、洗浴等)均使用软水。无污染的雨水、雪水、露水都是天然软水。
2、软水
软水与自来水相比较,有极明显的口感和手感,软水含氧量高,硬度低,可有效防止结石病,减轻心、肾负担,有益健康。软水沐浴、洗发、洗脸,光滑细嫩,对婴幼儿的皮肤尤具保护作用,更可以使美容、美发、护肤的投资获得事半功倍的效果。
软水洗衣物洁净、蓬松、艳丽、无残留的洗涤和味感,衣物的寿命可延长15%以上。软水洗餐具、茶具晶莹剔透,脸盆、浴缸也不再有污渍,可节省很多的洗涤剂,且十分省力。
3、硬水
所谓硬水,就是含矿物质的水,主要是钙镁离子。钙离子和镁离子含量越多,水的硬度越大。当用硬水洗脸时,钙镁离子与香皂相互作用,形成不溶于水的钙镁皂,它像胶质的、有黏性的物质,粘附在脸上不易去掉。
这样,原来皮肤上的污垢没有洗净,且又增添了新的污垢。这些污垢与钙镁皂形成的黏性物质堵塞在皮肤腺的开口处,不仅堵塞了皮肤的排泄通道,形成栓塞,刺激皮肤,还会影响皮肤的正常代谢,使皮肤过早地萎缩、老化。
因此,在洗脸时我们要注意选择硬度小的软水。在自然界中,井水、泉水的硬度最大,湖水、河水硬度中等,雨水、雪水、蒸馏水的硬度最小,故用后三种水洗脸较好。
水的软硬与口感有关系,硬水爽口,多数矿泉水硬度较高,使人感到清爽可口,软水显得淡而无味。但用硬水泡茶,冲咖啡,口感将受到影响。
有些食品加工用水比较讲究,水硬将影响食品加工,易造成蛋白质沉淀、无机盐沉淀或较难煮熟,而饮料用水又用软水较好。锅炉用水一般应使硬水软化,否则会因水垢太多而发生意外事故。
热水壶和淋浴器上的水碱,浴室中的瓷砖及卫生洁具上难以擦洗的污渍,玻璃器皿上的斑点等都是硬水造成的。硬水使家庭水管逐渐堵塞、浪费能源、缩短热水器使用寿命,洗衣需要更多的洗涤用品,损伤棉织品,造成浪费。
二、软水机特点:
1、自动运行:采用液晶显示多路控制阀,实现全自动控制运行,质量可靠,产水稳定。
2、高效低能:设备的水、电、盐耗量约为同类产品的30~60%,高效低耗,节省运行费用。
3、优质材料:控制阀体材质为无铅黄铜,耐腐、抗污染;交换罐材质有玻璃钢、不锈钢等;盐桶材质有PE塑料,可满足各类需求。
4、经济实用:设备结构紧凑、占地面积极小,安装位置灵活。
5、安装简单:安装时按图连接管道,无须固定,简单易行;设备自动运行,无需人工操作。
6、形式多样:控制阀控制型式多样,如:单阀单罐、单阀双罐、双阀双罐,可以采用时间型控制或流量型控制方式。
❹ 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。
❺ 洛阳全自动软化水设备需要用电吗一般应用于哪些行业和领域
手动机头的软化水设备不需要用电,但是全自动的软化水设备必须用电。用电量不大,只有一二十瓦。
全自动软化水设备应用范围比较广泛,一般用在去除钙镁离子阻止结垢方面。蒸汽锅炉、热水锅炉、交换器、蒸发冷凝器、空调、直燃机等系统的补给水的软化都需要用到软化水设备。
❻ 蓄电池弄软化水会怎么样
蓄电池弄软化水会:
1、极板重度软化,加水增加脱落,容量下降。
2、可以增加蓄电池放电率。
❼ 电解可以软化水吗
电解不可以软化水。
点解水只是把水变成了氢气和氧气,并不能把水里导致水硬的钙离子、镁离子除掉。
真正能软化水的方法是蒸馏,蒸馏既可以除去水中的杂质,又可以除去水中的钙离子和镁离子,从而降低水的硬度。
在日常生活中,我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成。在我们取用的水中含有不少无机盐类物质,如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现,一旦它们加温煮沸,便有不少钙、镁盐以碳酸盐形成沉淀出来,它们紧贴壶壁就形成水垢。
我们通常把水中钙、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。雨、雪水、江、河、湖水都是软水,泉水、深井水、海水都是硬水。
❽ 电水壶可以软化硬水吗
电水壶可以通过加热软化由碳酸盐(钙、镁)引发的硬水,形成碳酸钙、碳酸镁沉淀,而使水软化。但是有硫酸盐(钙、镁)的硬水,通过用加热的方式是不能软化的。
❾ 海尔电热水器可以用软化水吗
可以。海尔电热水器在水质方面最好使用经过软化处理的自来水,减少水垢的产生,保户内胆,延长机器使用寿命。如果水质过硬的话会使得电热水器结成厚厚的水垢,降低加热效率,耗电增大,减少机器使用寿命。
❿ 软化水电解加热后成黑色,为什么,里面起什么化学反应了
1、软化水电来解不会有黑色物质生成自
2、但是,你假如用铁作为电极,则可能生成氢氧化铁沉淀,为红褐色,有时看上去是黑色的。
3、利用这个原理,某些推销员会说那些水很“脏”,实际上,不是水有很多杂质,而是因为电极参加了反应而已。