软化水的步骤
① 软水机加盐步骤是哪些
软水机加盐步骤:
1、新买的软水机在第一次加好软水盐以后,往盐桶里面加1-2升的自来水就可以,以帮助盐溶化。
4、软水盐的消耗量和用水量、软水指数是成正比的。
注:软水机是通过离子交换树脂去除水中的钙、镁离子,降低水质硬度。另一种技术是区别于化学离子交换法的物理软水方法,是通过高能聚合球将水中的钙镁离子打包成结晶体存在于水中,使其在水中不结垢。主要技术有纳米晶技术。软水与自来水相比,有极明显的口感和手感。
(1)软化水的步骤扩展阅读:
软水机工作原理:
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。
使用软水可使洗涤剂及肥皂等洗涤用品的使用量减少,可使水管维修费用大大减少,可使衣服的寿命比在硬水中洗涤增加32%,而且洗涤后衣服不易泛黄,白衬衫更白,蓝衬衫更蓝,颜色更鲜艳。
也可以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。
② 软化水的方法有哪些
锅炉软化水是非常成熟的工艺了,一般都是采用自动软化水设备(钠离子交换原理)。软化水设备是由全自动软水控制器
③ 如何软化水
一、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。
二、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)软化水的步骤扩展阅读:
软水有如下的作用:
一、防止水管道、热水器、咖啡机,加湿器、蒸汽电熨斗、浴缸、淋浴喷头、抽水马桶等家庭器具积留水垢、经常堵塞、热效率低等现象。
二、煮咖啡、冲茶叶,口感独特,味道纯正。养花,延长开花期,绿叶无斑点,花朵艳丽。养鱼,预防各类鱼类疾病。软水煮饭饱满、蓬松、口感好;卫生器具,晶莹剔透,无污渍斑点。
三、延长豆腐保质期,豆浆更香浓,豆芽不需生长素,长势粗壮。洗菜,清除农药成分,延长蔬菜保鲜期。煮饭,缩短时间,米粒松软光润、面食不易膨胀。烹调,保持蔬菜的天然口感和营养成分。
四、洗衣,预防静电、脱色、变型,清洗餐具,洁净无水渍,提高器皿光泽度。清洗厨房浴室,强劲去污、除异味。具有较强的去污力。软水洗涤衣物纤维,不会发硬,发脆,节约洗涤用品。
五、软水从根本上消除了水碱,使设备安全运行,节省经费支出,减少水设备及水管道维修费60%以上,减少热水燃料费30%以上,减少洗涤剂购置费50%以上。
④ 软水机加盐的步骤
如果是新买的软水机在第一次加好盐以后,往盐桶里面加1-2升的自来水就可以内,以帮助盐溶化。
软水容盐的正常用量----具体的一次加多少要看软水机盐桶的容量,一般加到1/2箱到2/3箱为好,尽量不要低于1/3,总量不超过盐箱的3/4。盐过多水过少会影响再生水的量,可能造成再生水缺少,造成盐桥现象,影响再生质量。盐过少会增加生水溶化盐时间,浓度低的话也会影响再生质量。
软水盐的消耗量和用水量、软水指数是成正比的。
⑤ 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。
⑥ 盐洗ro软化水系统顺序有哪几个步骤
RO膜组件设备是脱盐水(纯水)系统的核心机组,是不可能进行所谓"盐洗",盐液是软化水专设备(钠离子交属换器)启动再生程序时所要用的还原剂,如果你所讲的是单独的软化器设备,其再生工艺程序有两种,一种是顺流再生,二种是逆流再生工艺,控制方式有自动和手动两种方式,你发一张实物图片或说清楚软化器规格型号,我才能给你一个正确答案…。一杰水质
⑦ 软化水圬的方法
检验水是硬水还是软水可用肥皂水,在等量的水样中分别加入等量的肥皂水振专荡,泡沫多的是饮用纯属净水,泡沫少的是硬水;硬水是含有较多可溶性的钙、镁化合物的水,主要是碳酸氢钙和碳酸氢,前者加热分解能生成不溶的碳酸钙而沉淀下来,后者最终能生成不溶的氢氧化镁而沉淀下来,故生活中使硬水软化的一种常用方法是煮沸.
活性炭具有吸附作用,可以吸附色素和异味.
水污染的途径是:生活污水和工业废水的任意排放,农业上化肥、农药的过量使用.所以生活污水、工业废水处理达标后排放,合理使用农药、化肥,都可以减少水的污染.
故答案为:肥皂水;煮沸;活性炭;生活污水处理达标后排放.
⑧ 软化水装置操作方法
软水器的工作过程软化水设备工作流程示意图,一般由下列几个步骤循环组成:反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来。自动软化器运行程序:
A.运行(工作)
原水在一定的压力(0.2-0.6Mpa)、流量下,通过控制器阀腔,进入装有离子交换树脂的容器(树脂罐),树脂中所含的Na+与水中的阳离子(Ca2+,Mg2+,Fe2+……等)进行交换,使容器出水的Ca2+,Mg2+离子含量达到既定的要求,实现了硬水的软化。
B. 反洗
树脂失效后,在进行再生之前,先用水自下而上的进行反洗。反洗的目的有两个,一是通过反洗,使运行中压紧的树脂层松动,有利于树脂颗粒与再生液充分接触;一是使树脂表面积累的悬浮物及碎树脂随反洗水排出,从而使交换器的水流阻力不会越来越大。
C. 再生吸盐
再生用盐液在一定浓度、流量下,流经失效的树脂层,使其恢复原有的交换能力。
D. 置换(慢速清洗)
在再生液进完后,交换器内尚有未参与再生交换的盐液,采用小于或等于再生液流速的清水进行清洗(慢速清洗),以充分利用盐液的再生作用并减轻正洗的负荷。
E. 正洗(快速清洗)
目的是清除树脂层中残留的再生废液,通常以正常流速清洗至出水合格为止。
F. 再生剂箱注水
向再生剂箱中注入溶液再生一次所需盐量的水。
⑨ 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,专从而把水中的钙、镁属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。
⑩ 软化水硬度测定方法
软水硬度来的测量有两种方法,一种自是EDTA滴定法,一种是用软水硬度测量盒直接测定。
通常水质硬度分析是采用国标的EDTA滴定法,单位表示的方法多种,在国内一般以mg/L和mmol/L居多。
软水硬度测试盒主要是将标准方法中复杂的EDTA滴定过程和使用的试剂整合成试剂盒形式,方便非专业用户与现场用户快速检测经软化处理后的水水质硬度,使用方法极为简单,不需要专业技术人员,其检测精度视不同的产品可以达到1PPM或更高。
(10)软化水的步骤扩展阅读:
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,这是因为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、镁盐以碳酸盐形式沉淀出来,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、雪水都是软水,泉水、深井水、海水、江、河、湖水都是硬水。