石灰軟化法處理循環冷卻水

⑴ 軟化水質的方法

軟化水質的方法有5種，我下面詳細介紹一下。一、離子交換法
方法：採用陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由於鈉鹽的溶解度很高，所以就減少了隨溫度的增加而造成水垢生成的情況。該軟化水處理法適用范圍：餐飲、食品、化工、醫葯等領域、空調、工業循環水等應用中。目前較常用的標准方式。
特點及作用：結果穩定，工藝成熟。可以將硬度降至0。
二、加葯法
方法：向水中加入阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結合的特性，從而使水垢不能析出、沉積。
該軟化水處理法適用范圍：由於加入了化學物質，所以水的應用受到很大限制，一般情況下不能應用於飲用、食品加工、工業生產等方面。在民用領域中也很少應用。
特點結果：一次性投入較少，適應性廣。水量軟大時運行成本偏。
三、膜分離法
方法：納濾膜（NF）及反滲透膜（RO）均可以攔截水中的鈣鎂離子，從而減少水的硬度。只能將硬度降到小范圍。該軟化水處理法適用范圍：一般較少用於軟化處理。
特點結果：結果而穩定，處理後的水適用較廣。對進水壓力有較高要求，設備投資、運行成本都較高。
四、電磁法
方法：採用在水中加上電場或磁場來改變離子的特性，從而改變碳酸鈣（碳酸鎂）沉積的速度及沉積時的物理特性來制止硬水垢的形成。該軟化水處理法適用范圍：多用於商業（如中央空調等）循環冷卻水的處理，不能應用於工業生產及鍋爐補給水的處理。
特點結果：設備投資小，安裝方便，運行費用低。不夠穩定性，沒有統一的衡量標准，而且由於主要功能是影響范圍內的水垢的物理性能，所以處理後的水的使用時間、距離都有局限。
五、石灰法
方法：向水中加入石灰。
該軟化水處理法適用范圍：適用范圍大流量的高硬水。
特點結果：只能將硬度降到小范圍。

⑵ 水處理的專業人士，石灰軟化方面的疑問

CO2是二氧化碳，進入水後和鈣離子沉澱，先用粗過濾，然後再進入超濾，鈣質高直接會在超濾膜表面結垢的。水質軟化到0.6mg/L以下再進超濾

⑶ 電廠循環冷卻水排污水水處理可以採用石灰混凝處理嗎

電廠循環水排污水中雜質很少，主要是循環水2-5倍濃縮後含鹽量增加，所以用石灰混凝處理不合適。

⑷ 軟化水設備怎樣去除循環水系統的水垢

下面為您介紹一些去除循環水系統的水垢的方法，希望對您有幫助。
水中回各種水垢答的產生為陰陽離子共同產生的結果，所以處理方法的主要手段就是去除其中一種離子或同時去除形成水垢的離子，或使其穩定在水中。
(一)從補充冷卻水中除去成垢的鈣、鎂離子
在補充水進入循環水系統之前進行軟化處理，除去Ca2+、Mg2+，也就形不成水垢。目前常用的軟化方法有三種：
1、是通過採用反滲透法(生成純水)。
2、是離子交換法(生產去離子水)，該法適用於補充水量小循環水系統間或採用。
3、是石灰軟化法，即投加石灰，使Ca(HCO3)2反應生成CaCO3沉澱提前析出。該方法成本低，適用於原水(尤其是暫時硬度大的結垢型原水)鈣含量高，補充水量較大的循環冷卻水系統。
(二)加酸或通入CO2氣體，降低pH值，穩定重碳酸鹽
在循環水中加酸(通常為硫酸)或通入CO2氣體，降低pH值，使下列平衡左移，重碳酸鹽處於穩定狀態。Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2

⑸ 用生石灰軟化的水人能飲用嗎

通常對硬度高、鹼度高的水採用石灰軟化法；對硬度高、鹼度低的水採用石灰-純鹼專軟化法；而屬對硬度低、鹼度高的負硬水則採用石灰-石膏處理法。估計你處理後硬度還是很高吧，可以組合起來使用，用樹脂時最好選用食用級別的，工業級別（有些很毒的微量物質)的不要使用，只要礦物質，重金屬含量不超標，飲用還是可以的.

⑹ 石灰軟化處理水質有何變化為什麼不能將水中

為何你一個問題都說不全？？？我簡單說一下：石灰能軟化水中部分硬度離子，目的是減輕後面離子交換設備的再生負擔…。

⑺ 循環冷卻水處理的處理技術

節水環保水處理是可持續發展的需要
為了控制工業循環冷卻水系統結垢和腐蝕，保證設備的換熱效率和使用年限。目前已有多種類型水處理技術。其中環保節水型水處理技術，更適應可持續發展的需要，也更受企業的歡迎。為使工業循環冷卻水處理達到技術先進，節約用水，符合環保需要，根據多年積累的成熟實踐經驗，提出在工業循環水冷卻水處理設計規范中，應增設環保節水型水處理設計條款，以適用新建、擴建、改建工程和間接換熱的工業循環冷卻水處理的需要，適應節水環保對給水排水的更高需求。
循環冷卻水處理，最重要的是解決換熱設備的結垢和腐蝕問題。結垢要影響換熱效率，多耗能源，影響工藝操作。腐蝕會減少設備使用壽命，並存在安全隱患。為了防止結垢和腐蝕，近年來大力推廣了磷系配方水處理技術，有效控制了水垢和腐蝕。但是，磷系葯劑存在不容忽視的問題：
一、磷是營養物質，促進了水系統中菌藻微生物的繁殖加劇，不僅加氯和投加各類殺菌滅藻劑成為必須手段，而且有大量含磷和含殺菌滅藻劑廢水排放，加重了環境水域污染和富營養化程度，成了公害性問題。
二、磷系配方葯劑在系統內停留時間有限制，水解成磷酸鈣垢，循環水濃縮倍數低，不利於節約用水。
環保節水型水處理技術，經多年來的實踐應用，具有良好的節約用水、保護環境的功效。例如LHE聚合物，對高鹼度、高硬度、含氨含鹼或水質相對較差的水適用性強，濃縮倍率高，抑制菌藻效果好，不需使用殺菌劑。因而在新規范中特別增加了節水環保水處理設計所要求的相關技術條件。
我國循環冷卻水處理已開發出較適應的節水環保型葯劑及技術，並經過了較長期的應用實踐，為循環冷卻水的節水環保設計提供了參考依據。由於我國水資源嚴重短缺，保護環境需求及法規日益嚴格。因此，循環冷卻水設計應考慮在不影響工藝條件情況下盡量採用節水環保新技術。

⑻ 超純水軟化處理中怎樣控制石灰軟化水的處理

離子交換法
方法：採用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由於鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。
特點及效果：效果穩定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。
使用范圍：餐飲、食品、化工、醫葯等領域、空調、工業循環水等應用中。目前最常用的標准方式。
電磁法
方法:採用在水中加上一定的電場或磁場來改變離子的特性，從而改變碳酸鈣(碳酸鎂)沉積的速度及沉積時的物理特性來阻止硬水垢的形成。
特點效果：設備投資小，安裝方便，運行費用低。效果不夠穩定性，沒有統一的衡量標准，而且由於主要功能僅是影響一定范圍內的水垢的物理性能，所以處理後的水的使用時間、距離都有一定局限。
適用范圍：多用於商業(如中央空調等)循環冷卻水的處理，不能應用於工業生產及鍋爐補給水的處理。
膜分離法
方法：納濾膜(NF)及反滲透膜(RO)均可以攔截水中的鈣鎂離子，從而從根本上降低水的硬度。
只能將硬度降到一定的范圍。
特點效果：效果明顯而穩定，處理後的水適用范圍廣。對進水壓力有較高要求，設備投資、運行成本都較高。
適用范圍：一般較少用於專門的軟化處理。
石灰法
方法：向水中加入石灰。
特點效果：只能將硬度降到一定的范圍。
適用范圍：適用范圍大流量的高硬水。
加葯法
方法：向水中加入專用的阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結合的特性，從而使水垢不能析出、沉積。
特點效果：一次性投入較少，適應性廣。水量軟大時運行成本偏。
適用范圍:由於加入了化學物質，所以水的應用受到很大限制，一般情況下不能應用於飲用、食品加工、工業生產等方面。在民用領域中也很少應用。

⑼ 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。

⑽ 石灰軟化處理後水質有何變化

水質中難容的Ca，Mg離子濃度降低，處理後的水更適合飲用。石灰軟化處理是將石灰[Ca(OH)2 ]加入水中，與水中的硬度成分起反應，生成難溶的CaCO3，或其他難溶的鹼性物質[如Mg(OH)2 ]，使其沉澱析出，以達到軟化的目的。軟化反應過程如下所示：
Ca(OH)2 + CO2 ? CaCO3 ↓ + H2 O
Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 ? 2CaCO3 ↓ + 2H2 O
Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 ? 2CaCO3 ↓ + MgCO3 + 2H2 O
Ca(OH)2 + MgCO3 ? CaCO3 ↓ + Mg(OH)2 ↓
熟石灰加入水中，首先與CO2起化學反應，然後再與Ca(HCO3)2以及Mg(HCO3)2 起反應。便是與Ca(OH)2 與Ca(HCO3)2和Ca(OH)2 與Mg(HCO3)2 的反應產物不同，由於MgCO3 的溶解度比CaCO3大得多，故要使Mg2+反應生成難溶的Mg(OH)2才會沉澱出來，所以石灰的消耗量也大，需增加一倍。
當水中的鹼度大於硬度時，此時水中含有鈉鹽鹼度，例如NaHCO3，因此，通常採用石灰－石膏軟化法，在進行軟化的同時，還可以降低水的鈉鹽鹼度，反應如下：
2NaHCO3 +CaSO4 + Ca(OH)2 ＝2CaCO3 ↓ + Na2 SO4 + 2H2 O
石灰軟化處理後，殘留暫硬可達到0.4~0.8mmol/L，殘留鹼度達0.8~1.2mmol/L，殘留鐵<0.1mg/L；可除COD25%，除硅酸鹽30%~35%。
雖然石灰軟化除去硬度還不夠徹底，操作條件也不大好，但由於石灰價格低廉，來源寬廣，因此，常常被用於原水中碳酸鹽硬度較高、非碳酸鹽硬度較低，且又不要求深度軟化的場所。