軟化水設備內部結構

1. 軟化水設備的基本原理

軟化水設備的工作原理：

全自動鈉離子交換器採用去離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結垢離子。當含有硬度離子的原水通過交換器內樹脂層時，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的鈉離子發生置換，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的軟化水。

由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般採用陽離子交換樹脂(軟水器)，將水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置換出來，隨著樹脂內Ca2+、Mg2+的增加，樹脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低。

當軟化水設備樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之後，就必須進行再生，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子在置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換功能。

由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示鈉離子交換軟化水處理的原理是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂，其交換過程如下：

2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+

即水通過鈉離子交換器後，水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。

一般軟化水設備控制閥的運行流程為：運行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補水、正洗。

2. 電廠化學水處理的流程。

電站的水處理流程分為兩大組成部分，第一部分是物理軟化水流程，第二部分是化學除鹽水流程。

物理軟化水流程：來自廠區供水管網的原水（又稱生水），經過石英砂過濾器、活性炭過濾器，除去了原水中的固體顆粒和懸浮雜質，稱為澄清水；澄清水再經過反滲透裝置清除了其中大部分鈣、鎂離子，成為軟化水。

化學除鹽水流程：軟化水經過除碳器，除去水中的二氧化碳（嚴格地說是HCO3—），再經過混床，除去水中殘存的鈣、鎂、鈉、硅酸根等有害離子，成為除鹽水，也就是鍋爐補給水，存儲在除鹽水箱，再用除鹽水泵打入除氧器，最終經給水泵打入鍋爐汽包。

拓展資料：

關於「軟化水」

在日常生活中，我們經常見到水壺用久後內壁會有水垢生成。這是什麼原因呢？原來在我們取用的水中含有不少無機鹽類物質，如鈣、鎂鹽等。這些鹽在常溫下的水中肉眼無法發現，一旦它們加溫煮沸，便有不少鈣、鎂鹽以碳酸鹽形成沉澱出來，它們緊貼壺壁就形成水垢。我們通常把水中鈣、鎂離子的含量用「硬度」這個指標來表示。硬度1度相當於每升水中含有10毫克氧化鈣。低於8度的水稱為軟水，高於17度的稱為硬水，介於8～17度之間的稱為中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是軟水，泉水、深井水、海水都是硬水。

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。

（資料來源：網路：軟化水）

3. 凈水器有用嗎

凈水器是有用的。凈水器也叫凈水機、水質凈化器，是按對水的使用要求對水質進行深度過濾、凈化處理的水處理設備。平時所講的凈水器，一般是指用作家庭使用的小型凈化器。
主要作用
凈水器可有效濾除水中的鐵銹、砂石、膠體以及吸附水中余氯、嗅味、異色、農葯等化學葯劑。可有效去除水中的細菌、病菌、毒素、重金屬等雜質。凈水技術在飲用水領域的應用，使得「水土不服」的現象會很快成為歷史，有效地解決了很多地方由於地下水中有害物質超標而造成的地方性疾病。
工作原理
第一級： 微濾膜：微濾膜去除自來水中各種可見物/灰塵及雜質。這些顆粒物質來自於管道老化，生銹，屋頂水箱二次污染等等。
第二級：壓縮炭：壓縮碳去除氯和有機雜質，例如有害的殺蟲劑。還能吸收水中有機化合物產生的異味、顏色和氣味，這些物質來源於自來水消毒副產品。
第三級：超濾膜：超濾膜能夠去除水中的細菌、病毒及孢子等物質。
第四級：濾芯壽命指示器：該裝置內部為齒輪結構設計，隨著水流的通過，齒輪旋轉使得內部的一個軸向上運動，直到把 出水口堵住，水流不能通過，也就是通過設計好的行程來計算總的過凈水器水量，從而保證出水是安全的。
選購注意事項
1、凈水產品的性價比較高：產品的質量較好，性能穩定；使用較方便；維護成本和運行成本較低；有較強的專業技術和良好的售後服務。
2、生活用水選用軟水產品，飲用水選擇含有一定硬度的水(140mg/L——200mg/L)。
3、水的硬度在170mg/L以下地區最好選擇復合超濾機。
4、水的硬度在170mg/L—250mg/L以內的地區淋浴、洗衣用水最好是選用軟水，直飲水最好選擇 復合超濾水。
5、水的硬度在250mg/L以上的地區淋浴，洗衣用水最好選用軟水，直飲水選擇部分軟化水(軟 化水和未軟化水按一定比例混合)經過復合超濾機過濾後的超濾水。
6、含高氟、高咸、高硫地區的水選擇純水機，作為直飲水，並補充微量元素。
7、地下水或沙粒和鐵銹重的地區，建議在總表後再裝精密過濾器。

4. 水處理設備的設備分類

水處理設備按類別主要可分為污水處理設備、原水處理設備、凈水設備、過濾設備、超純水設備這幾大類。
像以下的水處理設備：全自動加葯設備，全自動軟水器，機械過濾器、反滲透設備、純水設備、超純水設備、中空纖維超濾裝置、離子交換、混床、拋光混床、EDI電除鹽系統裝置、工廠企業飲用水設備、袋式過濾器、臭氧殺菌消毒裝置、全效綜合水處理器、物化處理機組、物化全程綜合水處理器、永磁處理器、旋流除砂器、石英砂過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器、水箱自潔消毒器、紫外線水處理器、高效除污過濾器、手搖刷式過濾器、自清洗刷式過濾器、射頻水過濾器、旁流處理器、多功能電子除垢器、定壓補水機組、定壓補水加葯機組、無負壓變頻供水裝置、解析除氧器、真空脫氣除氧機、低位熱力除氧器、密閉式凝結水回收裝置、銅銀離子滅菌器、除鐵錳過濾設備、黃銹水過濾器、纖維束過濾器、高效纖維球過濾器、陶瓷膜過濾器、高效化學除油器、游泳池循環水處理成套設備、反滲透純水設備、景觀水一體化凈水機組、中水處理成套設備、工業水處理設備、污水處理成套設備，都是屬於廣泛應用在國內各行各業當中的水處理設備。家用水處理設備主要包括了有軟水機、純水機、凈水器三大類型。像軟水機、純水機、凈水器、精密過濾器和開水龍頭以及路設計、設備安裝和售後服務等，就算是一整套為消費者提供的水處理設備及服務。 高頻電子水處理儀（器），又名除垢防垢儀，是在國內同類產品的基礎上，博採眾長，不斷改進，最新研製開發的升級換代產品。該設備不需要添加任何化學葯物，安裝使用非常簡單，可廣泛用於鍋爐、中央空調、換熱設備、循環水系統、工業通用水處理設備等，對物理性、生物性、化學性的垢類均有明顯的預防和清除效果。
主要特點
⒈不改變水的化學性質，對人體無任何副作用。
⒉除垢效果明顯。該設備安裝在水循環系統，對原有垢厚在2mm以下的，一般情況下30天左右可逐漸使其松動脫落，處理後的水垢呈顆粒狀，可隨排污管路排出，不會堵塞管路系統。舊垢脫落以後，在一定范圍內不再產生新垢。
⒊設備體積小，安裝簡單方便，可長期無人值守使用。
⒋ 水流經設備以後，可使水變成磁化水，而且對於水中細菌有一定的抑制和殺滅作用。
⒌不腐蝕設備，可延長伺服設備的使用壽命。
工作原理
當水流經高壓、高頻電磁場時，水中的重碳酸鹽中的鈣、鎂離子和各重碳酸根離子會在高壓、高頻電磁場的作用下，失去化學性、物理性和相互吸引的能力，逐漸形成晶體團沉入底部，隨排污排出，從而達到防垢的目的。
水處理設備是應用在反滲透系統之後，它利用模塊兩端電極使水中的帶電離子移動，並配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜，以加速離子移動去除，進而達到水的純化，產水電阻率可達到15--18M。而離子交換樹脂再生所需的氫根及氫氧跟則來自於高壓電下，由水中的解離所供給，這樣就無需用酸、鹼來進行再生還原。
技術參數
⒈輸入電源電壓：220V/380v 50-60Hz
⒉輸出頻率：900KHZ-5.5MHZ
⒊輸出波形：正弦波 諧波<15%
⒋輔機工作壓力：0.1-1.6MPa
⒌進水水溫：10-95℃
⒍進水硬度：<900mg/L 水系統中的灰塵有三個來源：
第一個就是補給水中包含的如沙石、藻類、淤泥、樹葉及微生物。
第二個來源包括所產生的副產品，如垢及氧化鐵。
第三個來源是在開敞表面聚積的空氣中的微粒。因此如何通過有效的手段從源頭加以控制，以保證系統的良好運行並減少後續的損失其意義尤為重要。
應用目的及價值：從源頭上實施控制，可最大限度的保證系統的良好運行，減少損失。
在以下行業得到全面認可：空調、化學、塑料、食品、煤礦、鋼鐵、汽車、造紙、制葯、熱電廠、污水處理等；
在任何比重下去除固體：沙粒、藻類、淤泥、花粉、微生物、昆蟲、垢、綉、貝類等等；
幾乎從任何來源：冷卻水、過程水、再利用水、沖洗水、灌溉水、雨水等等；
用於保護：換熱器、空壓機、噴嘴、儀器、泵密封等等。
應用目的及價值：
由於水系統中大量的鈣鎂離子難以在前期得到有效處理，因此後續水系統在溫度的作用下析出CO2生成微溶於水的CaCO3和MgCO3。由於CaCO3和MgCO3的溶解度隨溫度的上升而下降，從水中結晶析出，並不斷地沉積於換熱器等設備系統表面，對能耗及連續產生重大影響。電子除垢儀的應用可以有效控制90%以上垢質的生成，因此也就意味著減少90%以上的能耗損失，同時最大限度的保證了連續生產。
工作原理：
電子除垢儀的基本原理是改變導致管垢形成的物理分子結構，運用磁力復合波紋來改變周圍環境的條件以粉碎電離子間的鍵，以及令他們合成穩定的非管垢物質。德科樂的作用原理不同於以往任何物理化學除垢方法，其核心是一個調制信號發生器。採用獨特的集成電路和信號處理技術，產生一種復雜頻率的調制信號，通過信號電纜將該調制信號加在管道上，在管道內部產生一個分子力動態干擾場（ADDMF信號場），作用於管道中的流體和溶於其中的溶鹽分子，產生一種核化效應。
⒈阻垢及除垢原理
它的原理是利用綜合電波改變水裡的鈣、鎂等離子的物理結構，變成不溶於水的新結晶體，它們會懸浮於水裡，不會粘附於管壁上，防止水垢形成。由於鈣鎂等離子從水中析出，水便回復於高溶解狀態，（水本身為高溶解度液體，但會因吸收其它物質而致飽和），當回復為高溶解狀態的水流經有水垢的管道，便能把水垢溶解並吸收，並於排水時排走，因此，該產品除具有防止水垢形成外，還能有效清除老垢。處理器內的微控制器會自動監視水流速率、水質和濃度等變化，因應情況釋放正確的訊號電波。自動干擾分子能量技術，專門控制CaCO3微晶基質的物理結構，造成 CaCO3 結晶體的霰石形式趨勢。
⒉殺菌滅藻
由於高頻電磁波在水體中產生紊流，破壞了細胞膜的離子通道，改變了細胞適應的內控電流和生存所需的環境條件。使其喪失生存能力而死亡。同時激勵後的水分子能將水中溶解氧包圍封鎖，切斷了微生物進行生命活動所需氧的來源，從而達到了較好的殺菌滅藻效果，同時也防止了生物污泥的產生。
⒊阻銹防腐
當水體接受高頻電磁能量的作用後，單個水分子包容了溶解在水中的氧分子，使溶解氧成為了惰性氧，切斷了金屬銹蝕所需氧的來源。同時，高頻電磁波激起的懸垂復合調制頻率的電磁場所產生的「集膚效應」在管壁上聚集了過剩的負電荷，而水內部聚集了過剩的正電荷，水中過剩的正電荷強烈排斥帶正電的同性Fe+，阻止Fe+從金屬管壁分離進入水中，（系統中產生的黃色銹水就是Fe+在水中呈現的顏色）。同時壁管上過剩的負電子也不斷吸引帶正電的Fe+，阻礙Fe+溶入水中，從而能使原有管壁上的Fe203（紅銹）還原成具有極強耐腐蝕力的黑銹外膜Fe304。
水處理設備之預處理系統
預處理是凈化水處理常用、必要的設備。主要的目的是去除水中的懸浮物、重金屬（如鐵、錳）、膠體物理學有機物，降低生物物質，同時去除或降低鈣、鎂等硬度和重碳酸根濃度。以減輕除鹽設備的負擔，保證出水水質指標。
混凝、沉澱處理：通過在源水中投加高分子物質（絮凝劑），使水體中細小而鬆散的絮粒變的粗大而密實，便於快速沉澱。
多介質過濾器：過濾器內裝有大小不同、種類不同的精製濾料，從上到下、由小到大依次排列，能去除水體中的懸浮物、泥沙、粘土、腐殖物等，使出水濁度達到理想效果。
活性炭吸附過濾器：活性炭吸附過濾是水質預處理的主要設備之一，其可以對各種性質的物質進行化學吸附，除去水體中的異味、有機物、膠體、余氯等。
除鐵錳過濾器：除鐵除錳設備吸收了國內成熟除鐵錳技術，採用了井泵余壓射流抽氣，管式靜態混合溶氧，自由盤散式脫氣濾床接觸氧化過濾等新工藝，並將傳統的體外氧化裝置於設備本體中，使設備工藝合理布置緊湊具有顯著的節能效果，是城鎮和農村生活用水及各行業用水除鐵除錳的理想設備。
軟化機組：水質中所含鈣、鎂離子的總量稱為水的硬度，在日常生活及工業用水過程中容易生成難溶的沉澱物（水垢），給生活及生產帶來許多不便，軟化機組可有效的去除水中鈣、鎂離子，使出水水質硬度≤0.02mmol/L.
精濾器：過濾器本體採用不銹鋼材質製作，濾芯由PP噴熔製成，孔形呈錐形結構，其擁有納污量大、使用壽命長、易於更換等特點，過濾精度從0.1μm至50μm不等。 ⒈軟水機原理及功能：根據離子交換的原理，即用 Na+交換Mg2+Ca2+，使水中的硬度降低到70毫克/升以下成為軟水，此水處理設備主要功能是祛除水鹼、水垢。
⒉ 軟水機水處理設備的優缺點：
優點：祛除水垢，水鹼效果好，同時流量大，基本上不降低水壓。經過軟水機水處理設備產生的水，清潔能力特強，洗衣，淋浴，美容護膚效果強；也能減輕能源消耗。同時也節約洗滌用品降，低家務強度。軟水機水處理設備產生的水最適宜作為生活用水的。
缺點：軟水機水處理設備不能祛除細菌，病毒，有機物，不能直接飲用；再生時需要耗鹽；並產生一定量的廢水。 ⒈純水機原理及功能：採用PP棉，活性炭及RO膜等濾芯，五級或五級以上過濾，其中最核心是RO膜，RO膜是過濾精度比較高的濾芯。制出的水為純凈水，可以直接生飲。
⒉ 純水機水處理設備優缺點：
優點：純水機水處理設備過濾精度高，適用於多種水質，凈化後的水是純凈水，口感好且不含任何雜質。
缺點：純水機水處理設備每日制水量少，只能解決飲用和做飯；前三級濾芯使用壽命短，需要定期更換濾芯；不適宜長期作為直飲水，尤其是兒童和老人更不宜長期飲用純凈水。 超濾機是凈水機水處理設備中的主流產品，具有精度高，凈化效果好，濾芯壽命長，並能自動清洗濾芯。
⒈凈水機原理及功能：採用0.01微米的超濾膜分離技術，能有效祛除水的泥沙，鐵銹，懸浮物，膠體，細菌，病毒，大分子有機物等有害物。
⒉ 凈水機水處理設備優點缺點：
優點：凈水機水處理設備過濾精度高；凈化水接近礦泉水，能直接生飲；流量大；濾芯使用年限長；自動清洗濾芯；不需要電；不浪費水。
缺點：凈水機水處理設備祛除水垢，水鹼效果較差，適用中等以下硬度地區；單一超濾機不能徹底去除水中異味，水質口感較差；換芯比較麻煩，不能徹底去除水中重金屬。 反滲透是一種藉助於選擇透過（半透過）性膜的工力能以壓力為推動力的膜 分離技術，當系統中所加的壓力大於進水溶液滲透壓時，水分子不斷地透過膜，經過產水流道流入中心管，然後在一端流出水中的雜質，如離子、有機物、細菌、病毒等，被截留在膜的進水側，然後在濃水出水端流出，從而達到分離凈化目的。
⒈原理及功能：反滲透設備是將原水經過精細過濾器、顆粒活性碳過濾器、壓縮活性碳過濾器等，再通過泵加壓，利用孔徑為1/10000μm（相當於大腸桿菌大小的1/6000，病毒的1/300）的反滲透膜（RO膜），使較高濃度的水變為低濃度水，同時將工業污染物、重金屬、細菌、病毒等大量混入水中的雜質全部隔離，從而達到飲用規定的理化指標及衛生標准，產出至清至純的水，是人體及時補充優質水份的最佳選擇.由於RO反滲透技術生產的水純凈度是人類掌握的一切制水技術中最高的，潔凈度幾乎達到100%，所以人們稱這種產水機器為反滲透純凈水機。
⒉特點：反滲透設備應用膜分離技術，能有效地去除水中的帶電離子、無機物、膠體微粒、細菌及有機物質等。是高純水制備、苦鹹水脫鹽和廢水處理工藝中的最佳設備。廣泛用於電子、醫葯、食品、輕紡、化工、發電等領域。 電去離子（Electrodeionization）簡稱EDI，是一種將離子交換技術，離子交換膜技術和離子電遷移技術相結合的純水製造技術。屬高科技綠色環保技術。
EDI凈水設備具有連續出水、無需酸鹼再生和無人看管等優點，已在制備純水的系統中逐步代替混床作為精處理設備使用。這種先進技術的環保特性好，操作使用簡便，愈來愈多地被人們所認可，也愈來愈多廣泛地在醫葯、電子、電力、化工等行業得到推廣。
⒈工作原理：電去離子（EDI）系統主要是在直流電場的作用下，通過隔板的水中電介質離子發生定向移動，利用交換膜對離子的選擇透過作用來對水質進行提純的一種科學的水處理技術。電滲析器的一對電極之間，通常由陰膜，陽膜和隔板（甲、乙）多組交替排列，構成濃室和淡室（即陽離子可透過陽膜，陰離子可透過陰膜）.淡室水中陽離子向負極遷移透過陽膜，被濃室中的陰膜截留；水中陰離子向正極方向遷移陰膜，被濃室中的陽膜截留，這樣通過淡室的水中離子數逐漸減少，成為淡水，而濃室的水中，由於濃室的陰陽離子不斷涌進，電介質離子濃度不斷升高，而成為濃水，從而達到淡化，提純，濃縮或精製的目的。
⒉系統優點：1. 無需酸鹼再生：在混床中樹脂需要用化學葯品酸鹼再生， 而EDI則消除了這些有害物質的處理和繁 重的工作。
⒉ 連續、簡單的操作：在混床中由於每次再生和水質量的變化，使操作過程變得復雜，而EDI的產水過程是穩定的連續的， 產水水質是恆定的，沒有復雜的操作程序，操作大大簡便化。
⒊ 降低了安裝的要求：EDI系統與相當處理水量的混床相比，有較不的體積，它採用積木式結構，可依據場地的高度和窨靈活地構造。模塊化的設計， 使EDI在生產工作時能方便維護。
⒊應用領域：
⒈電廠化學水處理
⒉電子、半導體、精密機械行業超純水
⒊食品、飲料、飲用水的制備
⒋小型純水站，團體飲用純水
⒌精細化工、精尖學科用水
⒍其他行業所需的高純水制備
⒎制葯工業工藝用水
⒏海水、苦鹹水的淡化 超濾（又稱超過濾Ultra Filtration,簡稱UF）是用半透膜作先擇障礙層，允許某些組分透過面保留混合物中的其他組分，從而達到分離的目的．它具有設備簡單、操作方便、無相變、無化學變化、處理效率高和節能等優點，已作為一種單元應用並且日益受到人們的重視。 特點： 工藝流程簡單，易於操作管理；
設備體積小、結構簡單、投資費用低；
分離過程不發生相變化，耗能少；
應用范圍廣，凡溶質分子量為1000-500.000道爾頓或者溶質尺寸為0.005-0.1 ? m左右，都可利用超濾分離技術。 應用范圍： 電子工業超純水制備中的應用
在電子元器件生產中，高純水主要用作清洗用水及用來配製各種溶液。不同的電子元器件生產中，純水的用途及對水質的要求也不同。
優質生活飲用水制備中的應用
用超濾膜能有效的濾除水中的微粒、膠體、大腸桿菌、細菌和高分子有機物等。
醫療用水制備中的應用
在醫療用水中，超濾裝置能有效的去除水中的細菌、熱原。
發電廠鍋爐被給水處理中的應用
食品工業用水處理中的應用
污水處理與回用系統 純化水設備是用於滿足各行業需求製取純凈水的設備，多用於醫葯、化學化工行業，整個系統 純化水設備也都由全不銹鋼材質組合而成，而且在用水點之前都必須裝備殺菌裝置。採用反滲透，EDI等最新工藝，比較有針對性地設計出成套高純水處理工藝，以滿足葯廠、醫院的純化水製取、大輸液製取的用水要求。
純化水設備主要功能介紹 多種介質過濾器 多介質過濾罐大多填充石英砂、無煙煤和錳砂等濾料。其作用主要是降低水濁度，並且可以去除水中的大量細菌、病毒、有機物等。從而為後續的消毒工序創造了有利條件。錳砂對鐵、錳的去除效果顯著。 活性碳過濾罐 活性炭具有大量的微孔和巨大的比表面積，具有極強的物理吸附能力。能夠十分有效的吸附水中雜質，尤其是有機物和微生物。活性炭表面形成的含氧催化氧化和化學吸附的功能，可以去除一部分水中的金屬離子。活性炭對水中尚存的余氯有極強的吸附作用，以保護下游的不銹鋼設備及管道表面和滿足後序水處理單元的入水要求。 自動反沖、再生軟化罐 軟化罐內填充鈉型陽離子交換樹脂。克通過樹脂的離子交換反應，降低水的硬度，防止鈣、鎂離子與碳酸根、硫酸根離子結合，在後序水處理設備或管道中結垢。 精密過濾器 精密過濾器又稱保安過濾器，過濾精度一般為5μm。其作用在於截留一切粒徑大於5μm的物質，以滿足反滲透的入水要求。 反滲透 反滲透技術應用的關鍵在於起除鹽作用的反滲透膜的性能。反滲透膜是一種只允許水分子通過而不允許溶質透過的半通透膜。反滲透技術除了應用反滲透和反滲透的原理外，還利用了膜的選擇吸附和針對有機物的篩分機理。反滲透膜的孔徑大多小於等於10×10-10m，其分離對象為溶液中處於離子范圍和分子量為幾百左右的有機物。它能濾除各種細菌，如最小的細菌之一綠膿桿菌（3000×10-10m），也能濾除各種病毒，如流感病毒（800×10-10m）,腦膜炎病毒（200×10-10m），還能濾除熱原（10~500×10-10m）。這是制葯用水十分關注的問題。 型工藝流程
· 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-第一級反滲透-PH調節-中間水箱-第二級反滲透設備(反滲透膜表面帶正電荷)-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器- 微孔過濾器-用水點推薦新工藝
· 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-一級反滲透設備-中間水箱-中間水泵-離子交換器-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-微孔過濾器-用水點傳統工藝
· 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-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-微孔過濾器-用水點新工藝
純化水制備系統
反滲透法：反滲透法制備純水技術是60年代發展起來的新技術。由於它操作工藝簡單，除鹽和除熱源效率高，又比較經濟。《美國葯典》從19版開始收載此法，為制備注射用水的法定方法之一。
機制：反滲透是滲透的逆過程，是指藉助一定的推力(如壓力差、溫度差等)迫使溶液中溶劑組分通過適當的半透膜從而阻留某一溶質組分的過程。

5. 鍋爐水硬度大的原因有幾點

工業鍋爐水的硬來度，一般是源指經水處理設備處理後用於鍋爐的水中所含鈣鎂離子的量，正常情況下它主要受以下幾方面因素的影響：地下水質的變化、鈉離子交換器形式結構、高度、分配水裝置、樹脂質量、裝填量、是否中毒、再生程度、再生方式、軟化水箱是否有滲漏及回水硬度是否超標等有關系，另外其數據指標還受化驗葯品是否過期、准確，化驗方式、化驗人員等的影響。加葯一般指加「三鈉」，其中不含鈣鎂離子，因此與硬度無關，只與鹼度、PH值等有關，排污與爐水質量、鹼度、PH值、懸浮物、溶解固形物等等有關，但與硬度無關。

6. 軟水器和除垢劑的作用分別是什麼

除垢劑通常都是按比例直接加到水箱里。有試紙可以測驗濃度是否超標。軟水器我在裝載機上沒見過。就只見過水濾芯。
我沒買過鍋爐除垢劑 - -

7. 高爐軟水系統膨脹罐的作用

眾所周知，高爐的一代爐齡取決於冷卻設備是否長壽，而冷卻設備是否完好又取決於冷卻設備結構設計是否合理、冷卻設備冷卻方式是否合理以及水質是否合乎標准等，然而膨脹罐就是起緩沖壓力波動及部分給水的作用。

高爐在冷卻系統上總結了過去許多的成功經驗，採用了一系列的先進技術，如整個系統採用了不產生結垢的軟水密閉循環冷卻,採用冷卻壁熱面從下到上直通供水，在易受鐵水和烙渣的化學侵蝕、物料機械磨損和高溫還原氣體沖刷的爐腹、爐腹及爐身下部採用了鍋冷卻壁等。

軟水密閉循環冷卻系統是由爐底水冷管及爐身中部蛇形冷卻管系統、爐缸 坨形冷卻管系統、風口 、熱風闊系統以及軟水補充水和凈環水輔助系統所組成，而高爐爐頂設置膨脹罐，軟水密閉循環的系統壓力由膨脹罐內充入的氮氣壓力決定。高爐頂部安裝膨脹罐是為了保證整個管道中的壓力保持在一定的值,不會因管路過長或缺水等原因造成壓力大幅度變化。

它的結構就是由一隻內部帶彈簧的壓力罐和一個泵組成的,罐體內部在彈簧的作用下維持管道內一定的壓力,當管道缺水或壓力不穩時,將膨脹罐的罐內的水迅速補充進去,同時開啟水泵補水,當壓力超過時,水會被罐體吸收進去,從而穩定管道壓力!膨脹罐為軟水系統中重要的一個配件，它使軟水系統自動化程序高，軟水泵房內可實現自動補水和自動操作，同時可實現自動穩壓和自動檢漏。

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8. 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。