軟化水過程中常出現問題及處理
1. 軟化水出水口水小 反洗不正常 請問是什麼原因以及解決辦法 急求 謝謝
可能的原因:1、進水壓力太小;2、布水器有可能堵塞;3、排水管路堵塞;4、閥頭問題。
可以一一排除問題,希望採納
2. 工業軟化水設備在使用中常見故障有哪些
使用水處理設備需要掌握的幾種控制方式
關於水處理設備的應用在這里就不進行全面的介紹了,因為這可能會需要更多的時間來為大家介紹。今天河北禹興環保科技有限公司小編在這里就只為大家分享一些水處理設備在使用中會應用到的幾種控制方式,相信一定會對大家使用水處理設備有幫助。
1,時間控制:適合於日供水量比較穩定的場所,當達到用戶設定的再生時間自動啟動再生過程。
2,軟化水設備的樹脂再生時間可以根據用戶的需要自行設定在用水低峰時。該控制方式具有:控制方式簡單、價格便宜、操作簡單的特點。該系統主要用於硬度較低(4mmol/L),用水穩定(用水波動量不超過15%),出水要求不高,用水量較小的情況。
3,流量控制:該設備的運行由流量計來計算流量。當達到水量設定值時,自動啟動再生。水量的設定值是根據交換器的工作交換當量值與進水硬度當量值計算而得。該系統具有精確度高、出水穩定可靠,設有記憶功能,停電後不需要重新進行數值的設定。
水處理設備中軟化水設備的安裝要求
1,無需製作設備基礎,水泥或地面即可,但地面要平整。
2,用戶只需按照安裝圖將設備的進、出水管路,以及排污管路與系統連接好即可。
3,進水壓力如果太低,需要安裝自動增壓裝置。
4,軟化水處理設備周圍1米范圍內應預留排水溝。
5,軟水器出水口應設置儲水箱,儲水箱的容積需大於產水量的2.5~3倍,並安裝水位自動控制裝置。
6,設備管路應盡量選用不易生銹結構的管材,且管路上必須安裝活接管件,以便於日後維護拆卸。
7,設備進水管路上必須安裝合適的過濾裝置,以防止較大的雜質進入主控器的閥體造成損害。
8,如果用戶採用地下井水或地表水作為軟水器水源,建議用戶在設備前安裝合適的除鐵過濾器,以防止樹脂被深井或者其他雜質污染,從而造成樹脂的使用壽命大大下降。
這些就是水處理設備中軟化水設備的控制方式,還有一部分的關於水處理設備安裝要求的介紹,希望對大家使用水處理設備有幫助。
3. 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。
4. 我們常說的軟化水是什麼樣的水,能直接喝嗎
硬度低於8度的水稱為軟水,高於17度的稱為硬水,介於8~17度之間的稱為專中度硬水。雨、雪水屬、江、河、湖水都是軟水,泉水、深井水、海水都是硬水。一般不能直接飲用。
水的硬度主要由其中的陽離子:鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)離子構成。 當含有硬度的原水通過交換器的樹脂層時,水中的鈣、鎂離子被樹脂吸附,同時釋放出鈉離子,這樣交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。
當樹脂吸附鈣、鎂離子達到一定的飽和度後,出水的硬度增大,此時軟水器會按照預定的程序自動進行失效樹脂的再生工作,利用較高濃度的氯化鈉溶液(鹽水)通過樹脂,使失效的樹脂重新恢復至鈉型樹脂
(4)軟化水過程中常出現問題及處理擴展閱讀:
硬度減小方法:
在生活中,通常用煮沸的方法。在實驗室中,用蒸餾的方法。現代技術的發展,反滲透已經基本滲透到民用、工業領域。反滲透的核心組件是一種稱作反滲透膜的人工合成材料,能夠實現降低水中各種離子,實現硬度的降低。
不過反滲透不僅僅降低的是硬度,而是去除離子,生產「去離子水」也就是所謂純凈水。飲用純凈水已經普通用該方法生產,生產速度比蒸餾快,成本低。
5. 長期喝軟化水 對身體有什麼影響
最好的水是流復動中的山泉水,然制後再經過高溫燒開就可以飲用了,因為污染少,又不缺乏礦物質,如果長期飲用軟化水,對身體而言肯定是不得的,因為容易缺乏礦物質,不是說長期吃精細糧對身體不好嗎,所以經常喝軟化水因為也不太好的,你試試,祝你健康好運!
6. 常見鍋爐軟化水設備的故障問題有哪些
鍋爐軟化水設備是針對鍋爐結垢而推出的一種原水預處理裝置,去除原水中的鈣、鎂離子以及導致鍋爐長垢的原素。鍋爐軟化水設備軟水硬度超標的原因分析:
在軟水設備的取樣口檢測是合格的,但軟水箱中的水硬度超標,造成此現象的原因如下:
A、再生周期設定過大,或流量計故障造成的計量不準,使樹脂本該再生時未能及時再生,致使超標水注入軟水箱。
B、正洗時間偏短,使本應在正洗中被沖掉的廢鹽水被部分地帶到軟水箱中。
C、給水水壓不穩引發的鹽箱補水過少,吸鹽過少,正洗不足,其中任何一項都可造成該次再生後出水硬度超標,影響軟水箱水質。
D、在鹽箱中的鹽很少時,未能及時添加,造成某次再生的效果不佳。
E、操作不當,在某次再生過程中關閉給水閥。
以上錯誤中任何一項均可造成短時間大量超標水注水軟水箱,需要合格軟水長時間稀釋超標水才可使軟水箱中的水重新達標。
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在軟水設備的取樣口多次檢測,均不合格,將此情況分為新裝軟水設備初次試水硬度超標及在用軟水設備硬度超標分別討論:
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⒈新裝軟水設備初次試水硬度超標的原因:
a 中心管與控制閥交接處的O形密封圈未形成密封,此時應檢查:中心管的長度是否夠,外徑是否符合要求;是否忘記裝O形密封圈;O形密封圈是否破損。
b 中心管上破損,有裂紋。
c 給水TDS值與樹脂層高度比值過大。
d 給水TDS值與樹脂交換容量的比值過大。
e 進出水口接反。
⒉在用軟水設備軟水硬度超標的原因:
a 給水TDS值與樹脂層高度或樹脂交換容量的比值過大。與新樹脂初次試水相比,在用軟水設備對給水TDS值要求更嚴格,當樹脂層高度為1.5米,總硬度為13mmol/L,給水TDS值≧900mg/L時,確保軟水硬度≤0.03mmol/L將會比較困難。
b 樹脂中毒,老化引起的樹脂交換容量降低。由此種原因引起的軟水硬度超標是一漸進過程,不是突然出現的明顯超標。
c 鹽箱中的鹽量過少。當鹽箱中水量正常,而鹽的高度不及水的高度的1/3時,在吸鹽步驟的中後期吸上的鹽水很可能不飽和,致使經射流器稀釋後的鹽水濃度低於再生要求,影響再生效果。
d 鹽箱中的總水量過少,我們的經驗是樹脂罐中每100L樹脂,所需鹽箱中的水量約為35-40L,過多低於這一標准將會引發再生不充分。
e 吸鹽水太慢,在正常的時間內,不能吸入足夠的鹽水,其原因如下:給水壓力過低;上下布水中泥沙等雜物堵塞嚴重;廢水軟管變形、折彎等引發的排廢水不暢;樹脂層內雜質太多;吸鹽管路上有泄漏點,使空氣被吸入;射流器中有異物;空氣逆止閥失靈,提前關閉或被堵塞;射流器選型偏小。
7. 鍋爐系統常用的軟化水處理有哪些方法
如果要保證鍋爐用水質量,最好選擇逆流再生工藝的軟化水處理設備,目前都是以多路閥控制系統為主,優點是再生工藝先進,設備運行工況穩定,是鍋爐配套較強的水處理設備...。一傑水質
8. 軟化水的軟化原理
一、軟化水概述
目前國內常用的軟化水設備主要有手動軟專化器、國產組合式自動軟水設屬備、國產多閥式全自動軟化器、進口多路閥式全自動軟化水器幾種,其中進口多路閥式自動軟化器是目前市場上的主要產品,這種軟化水設備小型的以國產為主,大型的以進口多路閥及控制器為核心,配用國產的樹脂罐、鹽箱、管道等材料構成全自動軟化水設備。中科治水設備引進美國先進的控制技術及控制部件研發生產的高效節能型全自動鈉離子交換設備。該設備可使軟化、反洗、吸鹽、慢洗、快洗、鹽箱注水等全自過程實現自動化。
二、離子交換器的工作原理
自動軟化器強酸性陽離子樹脂將原水中的鈣、鎂離子置換出去,經該設備流出的水而為硬度極低的軟化水。當樹脂吸附到一定量的鈣、鎂離子後必須進行再生。用飽和的鹽水浸泡樹脂把樹脂里的鈣、鎂離子等硬度置換出來。恢復樹脂的軟化交換能力,並將廢水排出。整個再生過程包括:反洗-松動樹脂層,吸鹽慢洗-發生交換反應,沖洗(正洗)-將化學反應交換下來的鈣、鎂離子沖洗,注水-為了下次再生。
9. 軟化鹽水是什麼,對身體健康有什麼危害
軟化鹽水,實際上就是進入廚房的水本該接到凈水器上了,現在卻接到了軟水器上,版而軟水器內裝的都是軟化鹽水。權
如果長期飲用軟化鹽水,能夠增加身體內的鹽分,容易形成動脈硬化等等。
軟水不能喝太久。即使你感覺不到軟水鹽,仍然有一定量的氯化鈉。如果長期飲用,心臟和腎臟的負荷會增加。應安裝純水機(脫鹽)作為飲用水。純水機生產的水質高於瓶裝純水,可以安全飲用。
軟化水有點咸,這是由於軟化劑再生時洗滌時間不當造成的。檢查軟化劑的自動頭。根據正確的設置,可以適當增加清洗時間,避開鹹水。
(9)軟化水過程中常出現問題及處理擴展閱讀:
軟水有如下的作用:
(1)防止水管道、熱水器、咖啡機,加濕器、蒸汽電熨斗、浴缸、淋浴噴頭、抽水馬桶等家庭器具積留水垢、經常堵塞、熱效率低等現象。
(2)煮咖啡、沖茶葉,口感獨特,味道純正。養花,延長開花期,綠葉無斑點,花朵艷麗。養魚,預防各類魚類疾病。軟水煮飯飽滿、蓬鬆、口感好;衛生器具,晶瑩剔透,無污漬斑點。
(3)延長豆腐保質期,豆漿更香濃,豆芽不需生長素,長勢粗壯。洗菜,清除農葯成分,延長蔬菜保鮮期。煮飯,縮短時間,米粒松軟光潤、麵食不易膨脹。烹調,保持蔬菜的天然口感和營養成分。