冷卻水幾種軟化法

A. 鍋爐軟化水的檢測方法是什麼EDTA如何標定

實驗九 EDTA標准溶液的配製和標定
一．實驗目的：
1．學習標准溶液的配製和標定方法。
2．掌握絡合滴定的原理，了解絡合滴定的特點。
3．熟悉鈣指示劑的使用。
二．實驗原理：
1．乙二胺四乙酸（簡稱EDTA，用H4Y表示），難溶於水，常溫下溶解度為0.2g/L，（約0.0007mol/L），在分析中通常使用其二鈉鹽配製標液。乙二胺四乙酸二鈉鹽的溶解度為120g/L，可配成0.3mol/L以上的溶液，其水溶液的PH=4.8，常採用間接法配製標准溶液。
2．標定EDTA常用的基準物有Zn,ZnO,CaCO3,Bi,CuMgSO4·7H2O,Hg,Pb等，通常選用其中與被測物組份相同的物質作基準物，這樣，滴定條件一致，可減小誤差。因下次實驗要測水的硬度，故選用碳酸鈣作基準物。
3．EDTA是個絡合性能很強的絡合劑，幾乎跟所有的陽離子進行1：1絡合，其應用相當廣泛。
4．變色原理：鈣指示劑用H3Ind表示在水中
H3Ind=2H++HInd2-
在PH≥12，HInd2-離子與Ca2+形成比較穩定的絡離子，其反應式：
HInd2-+ Ca2+=CaInd-+H+
純蘭色 酒紅色
所以在鈣標液中加入鈣指示劑時，溶液呈酒紅色。當用EDTA溶液滴定時，由於EDTA能與Ca2+形成比CaInd-絡離子更穩定的絡離子，因此在滴定終點附近，CaInd-絡離子不斷轉化為較穩定的CaY2-絡離子，而鈣指示劑游離出來。反應：CaInd-+H2Y2-+OH-=CaY2-+ HInd2-+H2O
酒紅色 無色 純蘭色
5．用此法測定鈣時，若有Mg2+共存（PH≥12時，Mg2+→Mg(OH)2↓），則Mg2+不僅不幹擾測定，而且使終點變化比Ca2+單獨存在時更敏銳。當Ca2+、Mg2+共存時，終點由酒紅色到純蘭色，當Ca2+單獨存在時，則由酒紅色→紫紅色，所以標定時常常加入少量Mg2+。
6．干擾：Fe3+,Al3+,Cu2+,Ca2+,Mg2+。
三．實驗內容：
1．配製400ml0.01mol/LEDTA標液及直接法鈣配製100ml標准鈣溶液。注意應將EDTA加入溫水中。
2．標定0.01mol/LEDTA溶液。注意控制PH值、滴定速度及終點顏色變化情況。
四．數據記錄及處理：計算EDTA溶液的濃度。要求相對平均偏差≤0.2%
五．講課重點：絡合原理、鈣標准溶液的配製、絡合指示劑的使用特點及終點顏色變化。
六．講課難點：鈣標准溶液的配製、絡合指示劑的使用及終點顏色變化。
七．思考題：P102
二、實驗原理

1．EDTA常因吸附水分和其中含有少量雜質而不能直接配製標准溶液，只能間接法配製。

2．標定：CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2

Ca2+ + Y4- === CaY2-

pH>12，HInd2- + Ca2+ === CaInd－ + H+

藍色 酒紅色

CaInd－ + Y4- === CaY2- + I nd3-

酒紅色 藍色

鉻黑T為指示劑，酒紅色→純藍色

三、實驗步驟

l. 0.01mol·L-1EDTA溶液的配製

用燒杯在粗天平上稱取約2.0g固體乙二胺四乙酸二鈉鹽，溶於500m水中（可溫熱溶解），充分搖勻。

2. 0.01mol·L-1EDTA標准溶液濃度的標定

以差減法准確稱取0.25-0.30gCaCO3 固體於小燒杯中，加少量水潤濕，蓋上表面皿，從燒杯嘴處往燒杯中滴加5ml（1+1）HCl溶液，加熱使CaCO3 全部溶解，並用水沖洗表面皿。冷卻後定量轉移至250ml容量瓶中，稀釋，搖勻。

移取上述溶液25.00ml，加1d甲基紅，用氨水中和CaCO3 溶液中的HCl，溶液由黃色變為紅色即可，加20ml水，加5.00ml Mg－EDTA，加10ml氨－氯化銨緩沖溶液，加3d鉻黑T指示劑，立即用EDTA滴定。酒紅色至紫藍色即為終點，記VEDTA，平行3份

B. 硬水軟化 葯劑法反應化學方程式一共4個

葯劑軟化法。向硬水中加入適當的化學葯劑，促使溶在水中的鈣，鎂離版子以沉澱的形式從水中分離出來權，以達到軟化的目的。常用的葯劑有石灰、純鹼或磷酸三鈉等。根據水的硬度和對水質的要求，決定使用某種葯劑或同時使用幾種葯劑。如果對水的軟化程度要求不高，或者僅為其它軟化法做預處理，可以使用石灰，它能消除水的暫時硬度：

CaO＋H2O=====Ca(OH)2

Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2=====2CaCO3↓+2H2O

Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2======Mg(OH)2↓+2CaCO3↓＋2H2O

如果對水的軟化程度要求高一些，可以使用石灰和純鹼的混合物，它既能消除水的暫時硬度，也可以消除水的永久硬度：

CaCl2＋Na2CO3CaCO3↓＋2NaCl

MgSO4＋Na2CO3=MgCO3↓＋Na2SO4

MgSO4＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaSO4

CaSO4＋Na2CO3＝CaCO3↓＋Na2SO4

C. 硬度過高的水進行軟化處理主要包括哪些軟化法

高硬度原水水質軟化，最好採用一傑環保生產的兩級串聯軟化，同時設備還需要釆用先進的逆流再生工藝，才能滿足軟化水的合格率…。

D. 硬水軟化的方法有哪幾種

哈哈 我的本行

常見硬水軟化主要方法有煮沸、蒸餾等，工業上也有用葯劑軟化。專

在國外用的最多的是 陽離屬子交換法：

通過在水中加入十水合碳酸鈉，將與碳酸根離子化合的碳酸鎂和碳酸鈣固體沉澱出來。

Ca2+(aq)+CO32−(aq) -> CaCO3(s)

Mg2+(aq)+CO32−(aq) -> MgCO3(s)

希望能幫到你

E. 有什麼常用的軟化水處理方法

本發明公開了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並分別置有陽極板和陰極板;根據I≥1.01Qη(M+2M2)得到電流，待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，產生的OH‑，使Ca2+生成CaCO3晶體，Mg2+生成Mg(OH)2晶體，且隨著pH值的增大，碳酸鈣晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而訊速形成晶核;過飽和的晶體懸浮液隨水流流出電解室的過程中，以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，再進行沉降或過濾，即完成軟化。本發明計算出適宜電流值，將水中鈣鎂離子一次性除去，且在處理過程中陰極板上幾乎不會附著水垢，電能利用效率高達90%，極大提高了設備的處理能力和便於實現數字化和自動化控制。
權利要求書
1.一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，包括以下步驟：
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流，所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到，其中，I為電極板的電流，單位：A;η為目標軟化率，單位：1;Q為陰極室的水流量，單位：L/s;當M0>M1時，M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度，單位：mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度，單位：mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度，單位：mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，電解產生的OH-，與HCO3-反應生成CO32-，然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體，且隨電解的繼續，陰極液pH值增大，CaCO3晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，生成肉眼可見的固體顆粒物，懸浮於水中，再進行沉降或過濾，即完成軟化。
2.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
3.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到，其中，Q1為向陰極室通入空氣的流量，單位：L/s。
4.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到，其中，Q0為向陰極室通入CO2的流量，單位：L/s。
5.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為定型導電材料中的一種。
6.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板。
7.一種利用權利要求1～6所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
8.根據權利要求7所述的軟化硬水的裝置，其特徵在於，至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口，在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口，在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
9.根據權利要求8所述的軟化硬水的裝置，其特徵在於，在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器。
10.一種軟化硬水的系統，其特徵在於，將若干個權利要求8所述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接，且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器。
說明書
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置
技術領域
本發明屬於電化學軟化水技術領域，特別涉及一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置。
背景技術
利用電化學技術進行水體脫鹽除垢處理，早在2006年就有文獻(Desalination,2006,201:150)報道，隨後也有不少國內文獻及專利(西安交通大學學報,2009,43(5):104;專利公開CN105523611A、CN204198498U)報道過，並在工程實踐中得到一定程度的應用。相比於傳統的消石灰軟化法，電化學脫鹽軟化水技術佔地空間小、處理速度快、不需要使用絮凝劑無二次污染、廢棄固體物少，操作簡單方便，可實現數字化控制，具有很高的經濟效益和環境效益。用於冷卻循環水的除垢防垢領域，與以往傳統的化學加葯方法以及電磁技術、超聲波技術相比，電化學技術的優點在於能夠將水中的成垢的鈣鎂離子以水垢沉積的方式從水中取出，並能提高濃縮倍數，達到節水減排的目的。
現有的電化學設備主要用於冷卻循環水的除垢防垢領域，為提高除垢效率，中國專利公開CN105621538A、CN201923867U及CN105329985A等專利對電化學除垢設備進行了相應的優化設計，其創新點在於充分優化電化學設備內部結構，擴大陰極面積，簡化操作，提高設備的處理效率與處理能力。
為了擺脫極板面積大小的限制因素，以色列文獻(Desalination,2010,263:285;Journal of Membrance Science,2013,445:88)提出了一種新的處理方法，利用陽離子交換膜將電解槽分隔為陽極室與陰極室，將待處理的水流經陰極室後，引入外部結晶器內進行誘發結晶以提高極板處理能力，電能利用率達到50%。中國專利CN204198498U利用刮刀刮掉陰極板垢以提供微小晶核增加結晶比表面積，雖在一定程度上提高了電能的利用率，但其電能利用率依舊偏低，一是增加了陰極動力旋轉部分的電耗，二是由於其輔助電極接正電且在陰極室內，其表面必定會析氧(氯)而產生H+，可消耗陰極產生的部分OH-而導致電能利用率降低，另外其在後續工藝中提及需添加絮凝劑造成二次污染及處理成本的增加，另外其設備內腔底部沒有隔膜將陰陽兩室分開，而其實施例中陽極室酸性水一直往復循環部分H+必會進入陰極室，也會降低電能的利用率。生活中大部分水體都是硬水即鹼度小於硬度(等同於重碳酸根的含量低於鈣鎂量)，故在不補加二氧化碳的情況下不能完全消除硬度。專利CN106277369A雖也提及陰陽極間加隔膜，但同樣要求陰極室出水口需連接一外部結晶器誘發結晶，結晶器體積龐大且時效性低，因無二氧化碳的補給同樣存在硬度水條件下不能完全消除硬度達到徹底軟化水的目的。
發明內容
本發明的第一目的是提供了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，向電解槽中通入電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，碳酸鈣晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶，避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染，減少了工序步驟，而且時間上也快很多，投資少、設備佔用空間也少，處理能力大。
本發明的第二目的是提供了一種利用上述高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置及其系統，向電解槽中通入電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶，避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染，減少了工序步驟，而且時間上也快很多，投資少、設備佔用空間也少，處理能力大。
本發明的技術方案如下：
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，包括以下步驟：
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流，所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到，其中，I為電極板的電流，單位：A;η為目標軟化率，單位：1;Q為陰極室的水流量，單位：L/s;當M0>M1時，M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度，單位：mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度，單位：mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度，單位：mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，電解產生的OH-，與HCO3-反應生成CO32-，然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體，且隨電解的進行陰極室pH值的增大，CaCO3晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，生成為肉眼可見的固體顆粒物，懸浮於水中，再進行沉降或過濾，即完成軟化。
優選為，還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
優選為，常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到，其中，Q1為向陰極室通入空氣的流量，單位：L/s。
優選為，常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到，其中，Q0為向陰極室通入CO2的流量，單位：L/s。
優選為，所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為不銹鋼、鑄鐵、石墨、鋁或銅等定型導電材料中的一種。
優選為，所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板，如聚四氟乙烯塑料薄板。
本發明還公開了一種利用上述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
優選為，至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口，在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口，在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
優選為，在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器，用來收集綠色能源—氫氣。
本發明還公開了一種軟化硬水的系統，將若干個上述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接，且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器，用來收集綠色能源—氫氣。
與現有技術相比，本發明的有益效果如下：
一、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，通過I≥1.01Qη(M+2M2)計算出一適宜電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，流出陰極室的過飽和懸浮液以此晶核為生長點高效自發結晶，實現將水中大部分或全部鈣鎂離子一次性除去，且在陰極板上不會附著水垢，無需誘發結晶和外加絮凝劑，避免了二次污染，減少了工序步驟，具有軟化效率稿，投資少、設備佔用空間少，處理能力大等優點;
二、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，還根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算通入空氣的流量和根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算通入二氧化碳的流量，以提供足夠量的HCO3-，達到所需軟化率;
三、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，根據通入電流的計算公式和通入空氣或二氧化碳的計算公式，計算出電流值及通入空氣或二氧化碳的速率，便於實現數控化和自動化，使用清潔電能作為唯一的「處理劑」，無色環保無污染。

F. 蒸餾和煮沸哪種硬水軟化的方法好為什麼

蒸餾。蒸餾時凈化水程度最高的一種方法。

G. 硬水軟化 葯劑法反應化學方程式一共4個

葯劑軟化法。向硬水中加入適當的化學葯劑，促使溶在水中的鈣，鎂離子以沉澱的形內式從水中分離出來，以達容到軟化的目的。常用的葯劑有石灰、純鹼或磷酸三鈉等。根據水的硬度和對水質的要求，決定使用某種葯劑或同時使用幾種葯劑。如果對水的軟化程度要求不高，或者僅為其它軟化法做預處理，可以使用石灰，它能消除水的暫時硬度：
CaO＋H2O=====Ca(OH)2
Ca(HCO3)2＋Ca(OH)2=====2CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2＋2Ca(OH)2======Mg(OH)2↓+2CaCO3↓＋2H2O
如果對水的軟化程度要求高一些，可以使用石灰和純鹼的混合物，它既能消除水的暫時硬度，也可以消除水的永久硬度：
CaCl2＋Na2CO3CaCO3↓＋2NaCl
MgSO4＋Na2CO3=MgCO3↓＋Na2SO4
MgSO4＋Ca(OH)2=Mg(OH)2↓＋CaSO4
CaSO4＋Na2CO3＝CaCO3↓＋Na2SO4

H. 水的蒸餾與煮沸的區別 有那種方法可以得到純凈水那種方法可以使硬水軟化蒸餾與煮沸還有什麼區別

1、蒸餾；2、離子交換；3、蒸餾是一種實驗流程；煮沸是一種實驗現象或狀態；

I. 水的軟化處理方法有哪些

軟化處理的基本方法有三種。
    (1) 化學軟化法 就是在水中加入一些葯劑，專從而把水中的鈣、鎂屬離子轉變為難溶的化合物，並使其沉澱析出。如石灰軟化法等。
    (2) 離子交換軟化法  利用離子交換劑活件基團中的H+、Na+等陽離子與水中的硬度成分Ca2+、Mg2+以達到軟化的目的。
    (3) 熱力軟化法就是將水加熱到100℃或100℃以上，在煮沸過程中，使水中的鈣、鎂的碳酸氫鹽轉變為CaCO3和Mg(OH)2沉澱去除。熱力軟化法只能基本上除去碳酸酸鹽硬度，而不能去除非碳酸型硬度。
    此外，還有電滲析軟化法等，但通常使用的主要方法是離子交換軟化法和化學軟化法。