軟化水給水系統

❶ 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。

❷ 軟化水制備的原理

軟化水制備的原理是：鈉離子交換。

軟化水制備使用的技術是樹脂分離軟水技回術。當含有答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，易結垢的鈣鎂化合物就轉變為不形成水垢的易溶性鈉化合物，這樣交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。

通過離子交換原理制備出的軟化水可適用於浴室、廚房、洗衣、暖氣、鍋爐、中央空調設備供水等廣大領域。

(2)軟化水給水系統擴展閱讀

軟化水制備的工作程序是：

1、供水：未處理的水通過樹脂層，發生交換反應，產生軟水。

2、反洗：水從樹脂層下部進入，松動樹脂，去除細碎雜物。

3 、進鹽水再生：利用較高濃度的鹽水（Nacl）流過樹脂，將失效樹脂重新還原為鈉型可用樹脂。

4、 沖洗：按照供水時的流程使水通過樹脂沖洗掉多餘的鹽液和再生交換下來的鈣、鎂離子。

5、注水：向鹽箱內注水，溶解食鹽，以備下次再生所用。

❸ 軟化水設備有什麼作用

軟化水設備的作用

1、軟化水設備的使用節約了大量浪費燃料當鍋爐專結有水垢時，對於工作屬壓力為1.4MPa的鍋爐會結生1毫米的水垢，會浪費8%的燃料。

2、軟化水設備提高熱效率降低出力當鍋爐蒸發面結有水垢時，火側的熱量不能很快傳遞給水側就會降低鍋爐的出力。如果因為水處理不當，鍋爐結垢，使鍋爐蒸發能力降低了三分之一，因供氣不足自動作業線不能開車。

3、軟化水設備的使用降低鍋爐檢修量鍋爐板或管道結有水垢以後，非常難以清除，特別是由於水垢引起鍋爐的泄漏，裂紋，折損，變形，腐蝕等病害。不僅損害了鍋爐，而且耗費大量人力，物力去檢修，不但縮短了運行的時間，也增加了檢修費用。

4、軟化水設備的應用減少危及安全鍋爐因水垢引起的事故，占鍋爐事故總數的20%以上，不但造成設備損失，也威脅著人身安全。而水處理的基建和運行費用，占各項節約費用的四分之一。

❹ 軟化給水和前置給水怎麼區分

不能這個區分的話肯定是有區別的，它的前置給水的話就是他前半部分給誰融化給水的話，整個系統都在給水。

❺ 如何選擇軟化水處理設備及其適用范圍

合理選擇軟化水來處理設備的自原則主要以水源水總硬度，來合理配備軟化水處理設備。以蒸汽鍋爐配套水處理設備來講，原水總硬度≮6mmol/L可以採用單級軟化系統。≯6·5mmol/L的原水總硬度，可以採用大一規格的單級軟化系統，最好採用兩級軟化系統。＞7mmol/L以上的原水總硬度必需採用兩級軟化系統。以上情況的水源水硬度配套的軟化水處理設備，其設備的軟化出水完全可以達到蒸汽鍋爐給水＜0·03mmol/L水質標准以內…。。華粼水質

❻ 軟化水設備如何選型

1.首先您要提供所需要使用軟化水的系統是:採暖?冷卻補水?工藝用水?蒸汽鍋爐?鋼鐵冶煉行業?化工制葯行業?

2.系統用水時間:既運行時間/小時用水量/平均值/峰值/

用戶是否需要連續供水?若需要則選擇單閥雙罐或雙控雙床系列，否則可選單閥單罐系統。

3.源水總硬度?:水源是市政自來水?地下水?地表水源(江,河,湖水)您需提供使用地區的原水硬度。對一定型號的軟水器來說水硬度高，其周期制水量必然要少，由此而來導致再生頻繁。對樹脂的使用壽命不利。為避免這種情況出現，應加大樹脂體積，這意味著選用加大型號的軟水器。 軟化水設備,一用一備軟化水設備,軟化樹脂。
4、所需的軟水單位流量(噸/小時)。這由用戶設備的性質和要求決定，以此選定標准型號的軟水器;

5、周期制水量的設定

在軟水器型號設定之後，根據原水硬度，所用樹脂的交換工作容量就可以確定理論周期制水量(噸)。

軟化設備選型須知

1、控制器:完全採用美國富萊克控制器

2、樹脂罐:可供選擇:國產玻璃鋼罐、金屬內襯塑罐(PE內襯)

進口(斯特洛)RFP罐 軟化水設備,一用一備軟化水設備,軟化樹脂

3、設備運行控制形式:

L-流量型:制備水量達到設定值時自動還原，可適用於所有的給水系統軟水制備。

S-時間型:以時間為控制再生計量方式，適合用水量穩定的系統供水，最短還原再生周期為24小時。

4、可供選擇的設備組合:

⑴-單控單床:還原期間停止供水2小時或繼續供原水(硬水旁通)。

⑵-單控雙床:交替供水，一用一備型。

⑶-雙控雙床:交替供水，一用一備型。

⑷-雙控雙床:同時供水，交替再生。

⑸-多控幾床:三個以上樹脂罐並聯使用，適合大型供水系統。

❼ 鍋爐給水處理系統工作原理

自來水經過軟化水處理，送到水箱，鍋爐低水位就給水泵個信號補水。

❽ 軟化水處理設備的應用

軟化水設備安裝

1、大型軟化水設備須放置在室內，以防凍，防曬，移動時必須防止撞擊。

2、安裝時，周圍應留0.5米空隙，以便檢修。

3、要求進水壓力在 0.2-0.6MPa 之間，如不滿足要示可增加另壓減壓措施。

4、用戶應自配軟化水箱一個，其容積應根據使用情況而定，以滿足用水要求，軟水箱應有防腐措施，以防軟水再次污染。

5、無須做安裝基礎，可在地基水平上安裝，要求附近地面有排污通道。

6、保持鹽液達到飽和濃度，固體鹽應高於鹽液面。

7、安裝完後應沖洗管道，以防止雜質造成堵塞及污染樹脂。
成套軟化水設備工作流程

工作(有時叫做產水，下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接近，只是由於實際工藝的不同或控制的需要，可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來的(其中，全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程)。

反洗：工作一段時間後的設備，會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物，把這些污物除去後，離子交換樹脂才能完全曝露出來，再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鍾左右。

吸鹽(再生)：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統設備是採用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是採用專用的內置噴射器將鹽水吸入(只要進水有一定的壓力即可)。在實際工作過程中，鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設備都是採用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過程一般需要30分鍾左右，實際時間受用鹽量的影響。

慢沖洗(置換)：在用鹽水流過樹脂以後，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程叫慢沖洗，由於這個沖洗過程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂離子被鈉離子交換，根據實際經驗，這個過程中是再生的主要過程，所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同，即30分鍾左右。

快沖洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要採用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的後出水應為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鍾。

❾ 軟化水設備多少錢作用是什麼

軟化水設備（YB-RHS-001）作用：廣泛應用於蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、交換器、陳發冷凝器回、空調、直燃機等系答統的補給水的軟化。還可用於賓館、飯店、寫字樓、公寓等生活用水的處理及食品、飲料、釀酒、洗衣、印染、化工、醫院等行業的軟化水處理。

鄭州友邦軟化水設備型號：1噸/小時---65噸/小時。

具體價位根據型號用途及工藝要求而定的，一般小型的在3千元左右。

❿ 鍋爐給水用軟水和純水的區別是什麼為什麼

智能全自動軟化水設備工作原理

水的硬度主要是由其中的陽離子：鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)離子構成的。當含有硬度離子的原水通過交換器樹脂層時，水中的鈣、鎂離子與樹脂內的鈉離子發生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進入水中，這樣從交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。隨著交換過程的不斷進行，樹脂中Na+全部
被置出來後就失去了交換功能，此時必須使用Nacl溶液對樹脂進行再生，將樹脂吸附的Ca2+、Mg2+置換下來，樹脂重新吸附了鈉離子，恢復了軟化交換能力。

大型電廠除鹽水設備製取工藝

1、採用離子交換方式，其流程如下：

原水→原水加壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟水器→精密過濾器→陽樹脂過濾床→陰樹脂過濾床→陰陽樹脂混床→微孔過濾器→用水點。

2、採用反滲透+混床方式，其流程如下：

自來水管網→原水泵→絮凝加葯→機械濾器→活性碳濾器→阻垢加葯→保安過濾器→高壓泵→反滲透裝置→中間水箱→混床泵→混床裝置→精密濾器→除鹽水箱。

3、採用EDI方式，其流程如下：

原水→原水加壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟水器→精密過濾器→一級反滲透機→中間水箱→中間水泵→EDI系統→微孔過濾器→用水點。

製取工藝比較

目前制備成套鍋爐補給除鹽水站設備超純水的工藝基本上是以上三種，其餘的工藝流程大都是在以上三種基本工藝流程的基礎上進行不同組合搭配衍生而來。現將他們的優缺點分別列於下面：

第一種採用離子交換樹脂其優點在於初投資少，佔用的地方少，但缺點就是需要經常進行離子再生，耗費大量酸鹼，而且對環境有一定的破壞性。

第二種採用反滲透+混床，這是目前製取超純水較經濟工藝，需要用酸鹼進行再生便可連續製取超純水，對環境有一定的破壞性。其優點在於初投資相對比較劃算。這也是很多熱電公司可以接受的工藝。

第三種採用反滲透作預處理再配上電去離子(EDI)裝置，這是目前製取超純水經濟，環保的超純水制備工藝，不需要用酸鹼進行再生便可連續製取超純水，對環境沒什麼破壞性。其缺點在於初投資相對以上兩種方式過於昂貴。