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50th軟化水設計方案

發布時間:2023-09-09 13:09:15

㈠ 軟化水一般都怎麼處理

離子交換

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。


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。


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。


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。


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。

㈡ 硬水轉化成軟水的方法

煮沸或者蒸餾
將硬水變成軟水的方法有煮沸凳盯或蒸餾.水的硬度是由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂引起的.這種水經中粗襲過煮沸或蒸餾以後,水裡所含的碳酸氫鈣就分解成不溶於水賣兄的碳酸鈣,水裡所含的碳酸氫鎂就生成難溶於水的碳酸鎂沉澱.這些沉澱物析出,水的硬度就可以降低,從而使硬度較高的水得到軟化.

㈢ 軟化水製作方法及特點

水的軟化方法有:①加熱法;②石灰蘇打法:用石灰降低暫時硬水硬度,用燒鹼(蘇打)降低非碳酸鹽硬水的硬度;③離子交換法:用離子交換劑除去鈣鎂離子,如西安迪奧離子交換軟化水設備

二、軟化水特點

離子交換法是:去除水中的鈣、鎂等結垢離子的傳統工藝,它具有工藝成熟、投資少、適用性強、離子交換樹脂、可再生等優點。本公司生產的離子交換器分為陽床、陰床、混床、和納離子交換器等,並可以根據不同的用途和不同的水質而設計各類型的離子交換工藝流程。

軟水、純水設備均水處理控制技術。設備管路簡單操作簡便。出水水質穩定可靠。再生方便等優點。

離子交換樹脂是一種聚合物,帶有相應的功能基團。一般情況下,常規的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。

當水中的鈣鎂離子含量高時,離子交換樹脂可以釋放出鈉離子,功能基團與鈣鎂離子結合,這樣水中的鈣鎂離子含量降低,水的硬度下降。硬水就變為軟水,這是軟化水處理的工作過程。

當樹脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結合後,樹脂的軟化能力下降,可以用氯化鈉(鹽)溶液流過樹脂,此時溶液中的鈉離子含量高,功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合,這樣樹脂就恢復了交換能力,這個過程叫作「再生」。

㈣ 工業加鹽軟化水的製作方法

全自動軟水器是一種運行和再生操作過程全自動控制的離子交換器,利用鈉型陽離子交換樹脂去除水中鈣鎂離子,降低原水硬度,以達到軟化硬水的目的 從而避免碳酸鹽在管道、容器、鍋爐產生結垢現象。大大節省投資成本的同時又能保證生產順利進行。目前已廣泛應用於各種蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、熱交換器、蒸汽冷凝器、空調、直燃機等設備及系統的循環補給水中。此外還用作生活水處理,食品、電鍍、醫葯、化工、印染、紡織、電子等工業水處理以及作為脫鹽系統的前置處理。
原理:全自動軟水器就是將軟水器運行及再生的每一個步驟實現自動控制,並採用時間,流量或感應等方式來啟動再生。通常一個全自動軟水器的循環過程由以下幾個具體步驟組成。1、運行原水在一定的壓力,流量下,流經裝有離子交換樹脂的容器(軟化器)。樹脂中所含的可交換離子Na+,與水中的陽離子(Ca2+,Mg2+,Fe2+,…等)進行離子交換,使容器出水的Ca2+,Mg2+含量達到我們的要求。2、反洗 樹脂失效後,在進行再生之前先用水自下而上的進行反洗,反洗的目的有兩個,一是通過反洗,使運行中壓緊的樹脂層松動,有利於樹脂顆粒與再生液充分接觸,二是清除運行時在樹脂表層積累的懸浮物及樹脂表面的懸浮物,同時一些碎樹脂顆粒也可以隨著反洗水排出。這樣,交換器的水流阻力不會越來越大。3、再生 再生液在一定濃度,流量下流經失效的樹脂層,將樹脂還原再生,使其恢復原有的交換能力。4、置換 在再生液進完後,交換器膨脹空間及樹脂層中還有尚未參與再生交換的鹽液,為了充分利用這部分鹽液,採用小於或相當於再生液流速的清水進行清洗,目的是不使清水與再生液產生混合。5、正洗 目的是清除樹脂層中殘留的再生廢液,通常以正常運行流速清洗至出水合格為止。6、鹽箱補水 向鹽箱注入溶解再生所需鹽耗量的水。通常1加侖水可溶解3磅

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㈤ 企業生產用軟水水處理方法,經濟適用的軟水辦法,日用量1000方

工程概況

一、恆壓變頻:要求供水量在250噸/小時,壓力維持在0.3MPa。
二、車間用水:要求供水量在200噸/小時,硬度≤1 mmol/L。
三、用水為24小時連續不間斷用水。
根據以上情況,結合以往的工程案例,具體工藝方案如下。

工藝流程
水池→水池過濾→管道→變頻供水系統→軟化系統(同時運行交替再生)→ 盤濾→ 混合器→ 用水處

設計依據及指標

1.1、根據《中華人民共和國工業鍋爐水質》GBl576—2001蒸汽鍋爐和汽水兩用鍋爐的給水一般應採用鍋外化學水處理。
1.2、系統運行要求低能耗、低費用。
1.3、系統設備全面採用實現標准化、模塊化和系統化的設計方式,
以便快速安裝和以後系統維護。
1.4、設備選型以技術先進、經濟合理、安全可靠、高效節能,最
大可能地減少維修費用為原則。
1.5、自動化控制設備以及主要檢測儀器、儀表選用國外先進產品
或國內知名品牌。

四、工藝介紹
恆壓供水系統
恆壓變頻主要是採用程序控制技術,變頻調速技術,以實現恆定壓力供水,同時做到省電,省心,安全理想的供水設備。

特 點:根據管網需求自動調節水泵啟動台數及水泵轉數,實現恆壓供水。
工作特性:在單泵流量范圍內自動調速恆壓供水,當單泵不能滿足管網需求時,自動增加一台水泵,並聯供水,當兩台泵仍不能滿足管網需求時,再增加第三台水泵,以此類推,當用水量減少時,逐台減掉工頻泵,只剩下單泵變頻運行。
1.本變頻系統採用四台水泵,三用一備,四台水泵即能輪流交替工作,又能同時工作
2.當一台泵流量不夠時,系統自動啟動其他水泵投入工作
3.當一台泵發生故障時,系統自動啟動其他水泵投入工作
4.本系統可以實現先開先停,後開後停,後停先啟等功能
5.本系統採用不銹鋼多級離心泵,不銹鋼外殼、不銹鋼葉輪、不銹鋼軸、外型美觀品質高貴
6.採用日本三墾變頻器、法國施耐德接觸器,配置更高檔,質量更可靠,減少維修煩惱
7.根據管網需求,數字設定壓力,水泵所有的運行數據全部中文液晶顯示。

軟化水系統
1、全自動軟化水系統 :
考慮本套系統用水量較大,在設計時充分考慮,從以下幾方面進行設計:
A、樹脂軟化採用逆流再生,因逆流再生比順流再生可節省1/3的鹽耗。
B、系統採用流量型控制,可做到用水精確,提高樹脂使用效率,減小再生頻率。
C、全自動控制,實現無人操作,避免人為事故。
D、24小時連續供水,
由於廠方需24小時不間斷用水,為滿足廠方對於水質的要求,符合國家標准,採用多罐並聯型鈉離子交換軟化系統,全自動控制,無需人工管理,保證系統再生時樹脂再生充分。
本方案選用英國漂萊特鈉離子陽樹脂,其交換容量之大、壽命之長、再生之充分約為國產樹脂2倍左右。英國漂萊特樹脂在目前全球樹脂生產行業具有絕對的優勢,占據了全球樹脂銷售量的50%以上。樹脂工作一段時間後,當大部分的樹脂都反應失效後,便需要對樹脂進行再生處理,以使樹脂恢復軟化功能。本設計方案的過濾器流量型全自動控制頭,自動化程度高,供水工況穩定,使用壽命長,全程自動,只需定期加鹽,不需人工干預。高效率,低能耗,運行費用經濟。過濾器罐體選用北京產的水處理專用玻璃鋼罐。

2、阿速德過濾器 :
西班牙德阿速德過濾器是作為本供水系統中安全保障的重要環節,他截留主各種肉眼可見的雜質、懸浮物等,使供入管道的水潔凈,安全。採用高密度聚乙烯復合管(HDPE)的阿速德離心過濾系統是新一代的過濾系統。
1、過濾可靠性強:阿速德自動反沖洗離心盤過濾效果更有效、更可靠,更加節水、節能降低維護費用。其獨特設計的關鍵在於高度精密製造的凹槽式疊片和位於疊片組底部的獨家專利阿速德螺旋盤。
2、維護費用低:採用高密度聚乙烯復合管(HDPE)的阿速德離心過濾系統, 確保最大程度地降低過濾系統的維護耗費。
3、組合種類多: 具有根據過濾等級、管道口徑、介面方式等不同種類的組合方式。抗腐蝕,耐久性強:採用高密度聚乙烯材料(HDPE)製造的復合管, 具有針對各種化學物質的抗腐蝕抗氧化性能。適用於工業、精緻水源的過濾,並能夠在各種惡劣環境下正常工作。
3、管材管件
採用高硬度高強度的UPVC管材及管件。

㈥ 工業上是如何軟化水的

工業一般都是生產用水,用水量會很大,用蒸餾法確實是太浪費時內間和能源了。現在工業上容一般都用鈉離子交換法,就是利用鈉離子樹脂把鈣鎂離子置換出來,君浩環保軟化水設備就是這樣做的,設備是全自動運行,省時省力,效率還高。

㈦ 硬水軟水如何轉化 硬水軟水轉化方法介紹【詳解】

很多消費者在飲用白開水的時候,經常會覺得聞起來有一股怪味,喝到偶嘴裡略微苦澀,時間長了水杯很容易形成水垢等,其實這種種跡象表明,普通的白開水就是我們水處理專家常說的硬水,而硬水裡面含有各種物質對人體健康十分有益。與之相對應最適合居家生活、洗衣、洗碗用的便是軟水。看到這里,相信很多消費者容易糊塗,究竟硬水軟水如何轉化呢?怎樣搭配使用才最健康舒適呢?下面就和我一起來看看吧。

一、中央軟水系統

水中的鈣、鎂離子實際上是溶解的礦石。當水流經岩層和地壤時溶解了鈣和鎂的沉積物,這種溶解的礦物最終進入到地下水層。當水從地下水層被抽到表面時,水中含有溶解的硬性礦物質,這種水稱為硬水。軟水器使溶解在水中的鈣鎂硬性礦物質被軟化劑樹脂上的軟性礦物質鈉交換。所有這三種礦物都是叫做陽離子的帶正電荷離子。在適當的壓力容器中,含硬性礦物的水通過離子交換樹脂可發生離子交換反應。在現代的軟水器中裝有千百萬顆微細的聚苯乙烯/二乙烯苯塑料球,所有小球都含有許多吸引正離子的負電荷交換位置。當樹脂處在再生狀態時,這些負電荷交換位置為帶正電荷的鈉離子占據。當鈣和鎂經過樹脂貯槽時,它們與樹脂小球接觸,從交換位置上取代鈉離子,從而被除去。通過天然樹脂置換出水中鈣、鎂離子等,降低水的硬度;有效減少對衣物和皮膚的磨損,避免管道、潔具、衛浴設備等結垢問題。

運用離子交換的原理,用軟化系統中的鈉離子交換樹脂吸附水中的鈣、鎂離子,釋放鈉離子,使水質得到軟化的工作過程。可有效去除水垢,調節水質,減少硬水對肌膚、衣物的損害。

二、中央凈水系統

中央凈水系統

運用了KDF濾料、活性炭和反洗工藝,自來水首先經過KDF濾料,去除水中的雜質懸浮物及絕大部分的余氯和坦悶重金屬、硫化氫等,並抑制細菌生長,活性炭可進一步對水中的微小有機物、余氯、重金屬等進行吸附及過濾,並對水質進行脫色、除臭。反洗是對KDF和活性炭的定期清洗,保證其能效的持續發揮。可有效降低、分離水中的雜質和化學元素,提升飲用水的口感。

凈水運行過程:

自來水→多路閥進水口→ KDF→活性炭→下布水器→中心管→多路閥出水口→用水點

在這個過程中,自來水首先經過KDF濾料,去除了水中的雜質懸浮物以及絕大部分的余氯和重金屬、硫化氫等,並抑制細菌的生長,後進入活性炭。活性炭進一步對水中的微小有機物、余氯、重金屬等進行吸附及過濾,並對水質進行脫色、除臭以改善水質口感。

反洗過程:

自來水→多路閥進水口→中心管→下布水器→活性炭→ KDF→多路閥排廢口→排水管

經過一段時間的凈水運行過鎮信坦程,雜質和膠體會覆蓋在 KDF的表面,活性炭也因大量吸附雜質而降低效能,因此,必須對KDF和活性炭進行定期的清洗。在反洗狀態下,KDF和活性炭會浮起,在水流的作用下,帶去積淀,露出新鮮表面,從而使他們恢復功能先有效清除水中的氯、重金屬、細菌、病毒、藻類及固體懸浮物,後用活性炭進一步去除各種有機物,讓出水清澈、潔凈、無鹵,可直接飲用;系統具備自動維護功能。

三、RO純凈水系統

逆滲透是美國政府所發展成功用於太空科技,利用自然界逆滲透原理,將污水加壓,使純凈的水分子穿透薄膜產生純水,同時將不能穿透薄膜之各種有害物質排放。美國太空總署〈NASA〉將RO用於太空梭回收太空人尿液純化再供飲用,也用於航空母艦、及潛水艇將海水淡化供士兵飲用。目前則普遍應用於一般家庭之飲用水,此乃人類飲水的一大突破。

RO純凈水系統採用反滲透式工藝,主要利用半透膜的滲透原理,通過一定的方式給它施加一種壓力,反於自然滲透方向的力,使濃溶液中的水向稀溶液中滲透,從而達到有效去除供水二次污染而產生的細菌、病毒、重金屬離子等的作用,保留對人體有益的礦物質和微量元素,濾後水可直接生飲。純凈水系統採用5層過濾原理:

第一層:5微米PP棉沉積式前過濾,除去塵土、鐵銹、砂礫;

第二層:顆粒狀活性炭預過濾,除去氯、臭味、甲烷、農葯;

第三層:壓縮活性炭(或1微米PP棉)預過濾,除去大部分有機物質;

第四層:RO逆滲透膜,除去所有有機雜質及其他溶於水中的固體或重金屬,製造純水;

第五層:後置活性碳除去異味使水質甘醇甜美。

蓄水桶:密閉式高壓蓄水桶確保過濾後活性水不受御桐二次污染。

四、選購水處理設備時的注意事項

1、看資質--選擇正規產品,中華人民共和國衛生部衛生監督中心明確發布生活飲用水衛生監督管理辦法。消費者在購買的時候可到衛生行政許可公眾網進行查詢。

2、看材質--選擇耐用產品,市場上目前存在不銹鋼、玻璃鋼、鑄鐵、鋁制、食品級樹脂或PVC等材料。前三種屬於抗壓性比較好的材質,可以用做 前置過濾器 (中央機)。後兩種屬於抗壓性比較差的材質,只能用在前置過濾器(中央機)的後端,用做 直飲機 使用。這幾種材質中,抗壓性和耐腐蝕性以不銹鋼為最好,價格也相對較高,食品極樹脂或PVC抗壓性較差,價格也比較低。

3、定功能--選擇適合自己用途的產品,選擇水處理器要先明確自己的目的,首先從大的概念上說是要凈化水還是要軟化水。凈化水是去除水中泥沙、雜質、細菌、重金屬、余氯、有機物以及一些礦物質。軟化水是去除水中的鈣鎂離子,最直接的說就是水垢。

4、選濾 --到底解決什麼問題,目前凈水材料常用的主要有PP棉,活性碳,KDF,超濾膜,RO膜(反滲透膜、逆滲透膜),石英砂,麥飯石,紅外線礦化球等。不同的凈水材料會產生不同的凈化效果,消費者可以根據自己想要的凈化效果選擇一款適合的 凈水器 。

5、比大小--供水是否夠自己用,這是最直觀的辦法,凈水器一般都是根據瞬間出水量來定型號的,超過1。0噸/小時的可稱為中央凈水器,小於1。0噸/小時的可稱為直飲凈水器。而這個出水量跟體積和進出水口的直徑有關系,通常是越大的凈水機瞬間出水量越大。 ,當然也不能一味只追求大的出水量,還要保證出水質量才行,因此選擇知名品牌更放心些!

6、比服務--選擇值得信賴的銷售商家,首先是安裝凈水機的售前服務,根據地區水質不同,水路設計不同,房間大小不同等各種因素,應該給出比較完善的購買建議並在安裝後詢問使用效果,根據客戶的要求再做改善。另外,水處理材料在使用過程中由各種原因引起的滲漏都是有可能出現的, 選擇信譽好的公司在使用材料,安裝管件,安裝師傅等環節都有保證,免去您的後顧之憂!

㈧ 全自動軟水器工作原理及過程

我們每天都要喝水,並且很多地方都要用到水,用水刷牙、洗衣服煮飯等等。大家都知道一般的沒有經過處理的水是不能喝的,而現在用的自來水都是經過過濾處理的。而全自動軟水器應用在處理水的行業,是處理原水的一種設備。但是很多人多不了解什麼是全自動軟水器,更不了解它的工作原理,下面就由小編帶你去了解全自動軟水器的工作原理和過程吧。




一、工作原理

水力控制閥利用水流的動能驅動兩組渦輪分別帶動兩組齒輪推動水表盤和控制盤的旋轉。水表盤累計通過的流量,控制盤則將原水壓力信號通過一組孔道引入一組閥室,在轉動的同時按設定規律打開或關閉壓力孔道,從而實現集成在一體的一組閥門的自動切換。


QC-RST系列軟水器由兩個樹脂罐(主罐和副罐)水力控制閥、鹽箱三部分組成,控制閥控制水路在主罐和副罐之間切換,確保總有一個罐處於工作狀態,而另一個罐處於再生或備用狀態,再生鹽液靠閥內裝設的文丘里噴射器負壓吸入,再生及清洗用水是另一個罐的軟化出水。對於不同的原水硬度配用不同號碼的水表盤以達到對應的工作和再生周期。


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態正脂層時,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,使失效裂塌的樹脂重新恢復至鈉型樹脂。


通常軟水器的主要組成部分為:樹脂罐、樹脂、控制閥、溶鹽箱,控制閥決定著軟水器的工作方式,一般有手動和自動兩種工作方式,自動工作方式的軟水器在水處理行業有著廣泛的應用,本文將詳細介紹。

二、全自動軟水器工作過程

全自動軟水器一般採用的是固定床順流再生,工作過程為運行、反洗、再生、置換、正洗、鹽箱注水。

1、運行,也稱產軟水

原水在一定的壓力、流量下,進入裝有鈉離子交換樹脂的樹脂罐,樹脂中含有的可交換離子Na+,與水中的Ca2+、Mg2+進行離子交換軟化反應,使出水硬度達到使用要求。

當出水硬度超過使用要求時,軟水器會根據時間或流量信號啟動再生程序,再生循環各步驟由再生控制器按設定的時間自動完成。

2、反洗(再生循環第一步)

樹脂失效後,在進行樹脂再生之前先用水自下而上的進行反洗,反洗的目的有兩個,一是通過反洗,使運行中壓緊的樹脂層松動,有利於樹脂顆粒與再生液充分接觸,二是清除運行中在樹脂表面積累的懸浮物同時一些破碎樹脂顆粒也可隨著反洗水排出。這樣,軟水器的水流阻力不會越來越大。為了保證反洗時完整樹脂不會被沖走,在設計軟水器時,應在樹脂層上留有一定的反洗空間。反洗強度越大,所要求的反洗空間也就越大,通常設計選用50%的樹脂層高度作為反洗膨脹高度,它適應的反洗流速為12m/h,反洗的好壞直接影響再生效果。


3、再生,也稱吸鹽(再生循環第二步)

從鹽箱內吸入飽和鹽液,並稀釋至規定濃度後,以一定的流量流經失效的樹脂層,將樹脂還原成鈉型,使其恢復軟化能力。

4、置換,也稱慢洗(再生循環第三步)

在再生液進完後,軟水器的膨脹空間及樹脂層中還有尚未參與再生交換的鹽液,為了充分利用這部分鹽液,採用小於或相當於再生液流速的清水進行清洗,目的是不使清水與再生液產生混合。一般清洗水量為樹脂體積的0.5-1倍。

5、正洗(再生循環第四步)

為清除樹脂層中殘留的再生廢液,通常以反洗流速清洗至出水合格為止,水流方向與反洗相反。

6、鹽箱注水(再生循環第五步)

向鹽箱注入溶解下次再生所需耗鹽量的水。通常1立方米水溶解360kg食鹽(濃度為26.47%),即1加侖水溶解3磅食鹽。

為了保證鹽箱中的鹽液濃度達到飽和,首先帆源悔應保證食鹽溶解時間不小於6小時,其次是必須保持鹽箱中始終有固體顆粒食鹽。

以上2-6為一個再生循環程序,軟水器在正洗結束後,即鹽箱注水工作開始時,已經轉入到運行工作狀態,也就是說鹽箱注水工作與運行工作過程是同時進行的,直至鹽箱注水工作結束。

如果採用固定床逆流再生工作過程為:運行、再生、置換、反洗、正洗。

全自動軟水器由於採用的是無頂壓式逆流再生,所以必須控制好再生流速,防止樹脂亂層,一般要求再生流速小於2m/h,否則逆流再生的效果將受到很大影響。


大部分人每天都用到很多的水卻對處理水的過程不甚了解,現在大家都應該大概知道到底是怎麼一回事了吧。畢竟每天都要用水而且我們不可能離開水,對水處理有一定的了解還是很不錯的。大家都知道水是很寶貴的,北方和西北地區是很少水的,有些偏遠的地方還要從家到很遠的地方去挑水。我們要珍惜每一滴水,就好像標語說的一樣,不珍惜水浪費水,最後一滴水可能就是人類的眼淚。

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㈨ 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。

㈩ 軟化水的交換樹脂量如何計算

我簡單整理了一個軟化床設計簡易方法,希望能幫助需要的網友:

首先你要得到4組必要數版據

1. 原水權中硬度濃度: XX mg/L(以碳酸鈣計)

2. 每小時水流量:XX m³/h

3. 樹脂線流速:≤20m/h

4. 樹脂工作交換容量:900mol/m³

然後你將碳酸鈣硬度濃度換算成離子摩爾濃度,如:

原水中硬度濃度300 mg/L / CaCO3的分子量50(1/2) = 6 mmol/L

然後就能得出1立方樹脂能處理多少噸原水,如:

樹脂工作交換容量900 ÷ 原水硬度離子摩爾濃度6 = 150 m³

至於設備尺寸設計,樹脂裝填高度、單床周期制水量等計算方法,參考我附件資料吧,這兒寫起來太麻煩。這個方法簡單實用,大家頂一個哦!謝謝!

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