电解水处理除垢

1. 电解液可以去水垢吗

现在家里都有烧水壶，三四分钟就能够烧开水，非常方便人们的生活。不过烧水壶里面容易积累水垢，烧的次数多了慢慢水垢就变成厚厚的一层。很多人想着用食用碱来清除水垢，那么食用碱真的能去除水垢吗?

食用碱能去水垢吗

另外，淀粉也能够用来去除水垢，淀粉的使用和食用碱差不多，将淀粉直接放在水壶里，倒入清水之后将水壶反复摇晃，这样就能将水垢去掉啦。另外还可以把含有淀粉的山药土豆切成片放到水壶里，然后加入清水煮上半个小时，之后用力摇晃的话，也能够将水壶里的水垢给清除掉。所以清除水垢有很多方法，大家看哪个方便就可以使用哪个。

2. 怎样清洗蒸汽锅炉的水垢

蒸汽锅炉在使用一段时间后，锅炉内壁就会结一层厚厚的水垢，水垢是锅炉的“百害之首”，是引起锅炉事故的主要原因，其危害性主要表现在：

浪费大量燃料 : 因为水垢的导热系数只有钢材的几十分之一，所以当受热面结垢后会使传热受阻，为了保持锅炉一定的出力，就必须提高火侧的温度，从而使向外辐射及排烟造成热损失。由于锅炉的工作压力不同，水垢的类型及厚度不同，所浪费的燃料数量不同，根据试验和计算，水垢的厚度和损耗燃料有如下比例： 当水垢厚度(S)≥1mm时，浪费燃料5～13%; ≥2mm时，浪费燃料13～18%; ≥3mm时，浪费燃料18～26%。

蒸汽锅炉清洗水垢的正确步骤：

1、清洗前，检查锅炉水垢，查看水垢的类型并测量厚度。用水冲洗剥离污泥，溶解药剂后注入蒸汽锅炉内。

2、待清洗药剂浓度符合要求后、开泵循环清洗，排除废液，用水漂洗。

3、加入酸洗药剂清洗排污，漂洗。

4、加热锅炉内的水，加预膜剂，进行循环预膜处理。

5、排出药液，清水冲洗。

6、恢复原来系统。

清洗水垢标准：

1、进行碳酸盐的水垢清洗时，除垢面须达原水垢覆盖面的80%以上;

2、进行硫酸盐及硅酸盐的水垢清洗时，除垢面须达原水垢覆盖面的60%;

为使锅炉能够正常运行，必须要进行锅炉清洗除垢，日常一定要做好锅炉的水处理工作，使锅炉给水水质符合标准，防止锅炉结垢。

3. 工业水垢是什么，一般怎么处理

如果想到达不二次污染与节约成本可以考虑以下方式；
化学式水处理技术虽然对钙及其他盐类的处理效果较好，但在解决腐蚀及微生物等问题方面受到局限（其原因在于：从技术角度几乎不可能做到使化学药剂在复杂的管路系统中分布均匀），同时会伴有二次污染问题。 物理式水处理技术，无论是电磁式还是永磁均有一个共同的问题：效果不稳定。当流量不匹配或水温升高时其处理效果就会消失。太赫兹孚纳森水处理技术利用水本身作为各种作用振波的传导和存储介质，从根本上解决水处理的死角问题，做到即使在水不流动或很少量流动的情况下亦能有效。在理想的条件下，作用振波可在管路系统中发挥作用达数星期之久。孚纳森实业工业除垢除锈

4. 海尔洗衣机有一款不用洗衣粉,什么原理

海尔洗衣机有一款不用洗衣粉，其洗衣原理是：将自来水电解为类似洗衣粉的弱碱性水（PH为9－11），污垢一般都是弱酸性的，因为正常人的皮肤是弱酸性的。只有弱碱性水才能有效分解衣服上的油渍和污垢。

目前市场上，海尔的环保双动力洗衣机。洗衣原理是将自来水电解为类似洗衣粉的弱碱性水，将污垢分解，通过活水处理技术将水活化、产生泡沫将污垢包起来并消族将其从衣物剥离出。

同时利用水电解，分解产生活性氧和次氯酸。将有机物性质的污垢分解成水和二氧化碳，使附着在衣服上的霉菌失去活性，同时破坏细菌细胞来达到除菌、除臭的目的。其原理和洗衣粉洗净原理一样。奥秘就在于：将中性自来水变成弱碱性水。其洁净比相对于普通使用洗衣粉的和粗洗衣机提高了1／4。

海尔洗衣机不用洗衣粉洗衣的原理是采用了独特的MW专利活水处理技术，自来水进入洗衣机后，通过化学、物理反应，产生如洗衣粉一样的功效，彻底洗干净衣服。

(4)电解水处理除垢扩展阅读：

目前卖场上已经出现了不少“不用洗衣粉”的洗衣机。例如：

1、超声波洗衣机

超声波洗衣机是通过超声波生发的微小气泡破裂时的作用来除垢的。超声波由插入电极的两个陶瓷振动元件产生。振动头的前端以极快的速度在微小的范围内上下振动。在振动头前端部分与衣物之间不断形成真空部分，并在此产生真空泡。在真空泡破裂之际，会产生拿棚弊冲击波，冲击波将衣物上污垢去除。

2、活性氧去污垢洗衣机

该洗衣机利用电解水产生的活性氧来分解衣服上的污垢。日本三洋公司利用这个原理已经研制开发出这种新型的洗衣机。

金属钛制成的电极作为阳极和阴极，并在其中保持一定的电压。由于洗衣机中的自来水含有氯等，于是水被电解并产生活性氧和次氯酸。活性氧和次氯酸均具有分解污垢和杀菌的作用。所以能够把衣服消毒和洗净。

3、离子洗衣机

用臭氧发生器将臭氧泵入洗衣机内的水中，臭氧分子可以分解衣服上的尘埃和污垢中的有机物分子，并将其溶入水中，将衣服洗净。这种洗衣机的污水经过过滤后，可以多次循环使用，因此是一种既节能又不会造成污染的洗衣机。

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. 电化学水处理怎么除垢的只用电吗

不对，不只是用电，电解除垢是利用电与化学能相互转化的产物，也内叫EST电化学水处理，也有叫容EST电解除垢的，当然，要想完成这一过程，必须给机器先通电，然后才能产生化学反应的动力，所以说，通电外部因素，化学反应是内部因素。上海亨祥宁科技希望能帮到你！

7. 钛阳极应用

钛阳极在多个行业中有着广泛的应用，主要得益于其优异的综合性能。以下是钛阳极的主要应用领域及具体说明：

1. 氯碱工业：

   • 钛阳极在隔膜法生产烧碱时，能显著提升生产效率，提高产品纯度，并降低能耗。

2. 电镀行业：

   • 钛阳极因其高电化学催化性能、低析氧过电位、稳定性高且不污染镀液等特点，广泛应用于各种电镀过程中，如镀镍、镀金、镀铬、镀锌、镀铜等，替代常规铅基合金阳极，降低能耗，延长使用寿命。

3. 水处理：

   • 在电解氧化法处理水中，钛阳极不仅传输电流，还催化有机物氧化降解，实现绿色水处理。适用于生活污水、工业用水、工厂废水处理，尤其在处理含有高浓度有机物的废水时效果显著。
   • 循环水处理用钛阳极通过电解方式实现软化水、杀菌消毒，适用于内陆电站、中央空调循环水、大型工业循环水系统以及消毒行业。

4. 焦化废水处理：

   • 专为焦化废水、含COD废水、含油质废水等设计，钛阳极组件耐腐蚀性好，寿命长，电流密度高，电解效率高，无污染，易于安装，广泛应用于除垢、杀菌、消毒以及各类废水处理领域。

5. 电解水消毒：

   • 钛阳极通过电解低浓度氯化钠溶液制取消毒剂，适用于泳池消毒、次氯酸钠发生器、二氧化氯发生器等消毒器专用。

6. 电解水制氢气和氧气：

   • 钛阳极用于电解水制氢气和氧气，节能效果好，适用于板、网、管形状，也可根据特殊需求定制。

7. 蚀刻液回收铜：

   • 在硫酸体系中，钛阳极通过特定的电解质和电流密度运行，使用寿命长，适用于蚀刻液回收铜的过程。

8. 电解提取金属：

   • 钛阳极在电解提取金属过程中，使经浸出、净化处理的电解液中的待提取金属离子在阴极还原，制得纯金属，适用于锌、镉、铜、锰、钴、铬、镍、铟等有色金属的生产。

此外，钛阳极还在外加电流阴极保护、电积金属等领域有着广泛的应用。这些应用都充分体现了钛阳极优异的综合性能，包括极低电阻率、良好的导电性、稳定的化学组成和晶体结构、高耐腐蚀性、长寿命以及优秀的电催化性能等。