① 工业上是如何软化水的
工业一般都是生产用水,用水量会很大,用蒸馏法确实是太浪费时内间和能源了。现在工业上容一般都用钠离子交换法,就是利用钠离子树脂把钙镁离子置换出来,君浩环保软化水设备就是这样做的,设备是全自动运行,省时省力,效率还高。
② 从地底深处打上来的硬水,怎么把它变成软水
水质的软硬是指水中钙镁离子含量的多少,与水的酸碱度没有必然的关系,硬度在8~9mmol/l,PH值在6.8左右即为硬水。怎么区别分水的软硬,最简单的是,用水冲洗打过肥皂的手,易冲洗干净的,三二下就发涩的,水质硬度较高。不易冲洗干净,久洗还滑滑的那是软水。
为了软化地下水,有必要了解是什么导致了地下水的硬度。
地下水的硬度很高,因为水中的钙和镁离子含量很高。这些钙和镁离子会形成水垢。因此,降低钙和镁离子的含量是软化地下水的方法。
③ 锅炉为什么要使用软化水
当锅炉蒸发面结有水垢时,火侧的热量不能很快传递给水侧,就会降低锅炉的出力。
随着水蒸气的蒸发,水蒸气中会大量携带盐类中的杂质,造成结盐的情况发生,影响锅炉的使用效率。过滤设备配合使用软化水设备,能保障锅炉给水的水质,不仅能去除水中的杂质,还能降低水的硬度,防止锅炉结垢。
镁离子和钙离子等一些在水中,受到高温加热时很容易形成一些白色沉淀物,影响到了设备的传热效率以及设计到安全性问题。
(3)软化水的操作规程扩展阅读:
注意事项:
1、锅炉出厂时应当附有安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安全及使用维修说明、监督检验证明(安全性能监督检验证书)。
2、锅炉安装、维修、改造的验收。施工完毕后施工单位要向质量技术监督局特种设备检验所申报锅炉的水压试验和安装监检。合格后由质量技术监督局、特种设备检验所、县质量技术监督局参与整体验收。
3、锅炉的运行。锅炉运行必须由经培训合格,取得《特种设备作业人员证》的持证人员操作,使用中必须严格遵守操作规程和八项制度、六项记录。
4、锅炉的检验。锅炉每年进行一次定期检验,未经安全定期检验的锅炉不得使用。锅炉的安全附件安全阀每年定期检验一次,压力表每半年检定一次,未经定期检验的安全附件不得使用。
④ 请问‘锅炉软化水的操作规程”是什么
锅炉给水和锅内的水都需要化验,硬度就是水中含有可形成水垢的钙镁离子含量。碱度是防止锅炉结垢的必须条件。那个操作规程是水处理流程及操作标准。具体标准看下文。
低压锅炉水质标准(2001年 GB1576-2001)
工 业 锅 炉 水 质 代替GBl576—1996
一、范围
本标准规定了工业锅炉运行时的水质要求。
本标准适用于额定出口蒸汽压力小于等于2.5MPa,以水为介质的固定式蒸汽锅炉和汽水两用锅炉也适用于以水为介质的固定式承压热水锅炉和常压热水锅炉。
二、水质标准
1、蒸汽锅炉和汽水两用锅炉的给水一般应采用锅外化学水处理,水质应符合表1规定
表1
项 目 给 水 锅 水
额定蒸汽压力, MPa ≤1.0 >1.0 >1.6 ≤1.0 >1.0 >1.6
≤1.6 ≤2.5 ≤1.6 ≤2.5
悬浮物,mg/L ≤5 ≤5 ≤5
总硬度,mmol/L1) ≤0.03 ≤0.03 ≤0.03
总碱度,mmol/L2) 无过热器 6-26 6-24 6-16
有过热器 ≤14 ≤12
pH(25℃) ≥7 ≥7 ≥7 10-12 10-12 10-12
溶解氧,mg/L3) ≤0.1 ≤0.1 ≤0.05
溶解固形物,mg/L4) 无过热器 <4000 <3500 <3000
有过热器 <3000 <2500
SO2-3,mg/L4) 10-30 10-30
PO4-3,mg/L 10-30 10-30
相对碱度
游离NaOH/溶解固形物)5) <0.2 <0.2
含油量,mg/L ≤2 ≤2 ≤2
含铁量,mg/L6) ≤0.3 ≤0.3 ≤0.3
1) 硬度mmol/L的基本单元为c(1/2Ca2+、1/2Mg2+),下同。
2) 碱度mmo1/L的基本单元为c(OH-、1/2CO2-3、HC03-),下同。
对蒸汽品质要求不高,且不带过热器的锅炉,使用单位在报当地锅炉压力容器安全监察机构同意后,碱度指标上限值可适当放宽。
3) 当锅炉额定蒸发量大于等于6t/h时应除氧,额定蒸发量小于6t/h的锅炉如发现局部腐蚀时,给水应采取除氧措施,对 于供汽轮机用汽的锅炉给水含氧量应小于等于0.05mg/L。
4) 如测定溶解固形物有困难时,可采用测定电导率或氯离子(C1-)的方法来间接控制,但溶解固形物与电导率或与氯离 子(Cl-)的比值关系应根据试验确定。并应定期复试和修正此比值关系。
5) 全焊接结构锅炉相对碱度可不控制。
6) 仅限燃油、燃气锅炉
2、额定蒸发量小于等于2t/h,且额定蒸汽压力小于等于1.0MPa的蒸汽锅炉和汽水两用锅炉(如对汽、水品质无特殊要求)也可采用锅内加药处理。但必须对锅炉的结垢、腐蚀和水质加强监督,认真做好加药、排污和清洗工作,其水质应符合表2规定。
项 目 给水 锅炉水
悬浮物,mg/L ≤20
总硬度,mmol/l ≤4
总碱度,mmol/l 8-26
pH(25℃) ≥7 10-12
溶解固形物,mg/L <5000
表2
3 、 承压热水锅炉给水应进行锅外水处理,对于额定功率小于等于4.2MW非管架式承压的热水锅炉和常压热水锅炉,可采用锅内加药处理,但必须对锅炉的结垢、腐蚀和水质加强监督,认真做好加药工作,其水质应符合表3的规定。
表3
项 目 锅内加药处理 锅外化学处理
给 水 锅 水 给 水 锅 水
悬浮物,mg/L ≤20 ≤5
总硬度,mmol/L ≤6 ≤0.6 .
PH(25℃)1) ≥7 10-12 ≥7
溶解氧,mg/L2) ≤0.1
含油量,mg/L ≤2 ≤2
1) 通过补加药剂使锅水pH值控制在10一12。
2) 额定功率大于等于4.2MW的承压热水锅炉给水应除氧,额定功率小于4.2MW的承压热水锅炉
和常压热水锅炉给水应尽量除氧。
4、直流(贯流)锅炉给水应采用锅外化学水处理,其水质按表1中额定蒸汽压力为大于1.6Mpa、小
于等于2.5Mpa的标准执行。
5、余热锅炉及电热锅炉的水质指标应符合同类型、同参数锅炉的要求。
6、水质检验方法应按附录A(标准的附录)执行。
⑤ 软化水质的方法
软化水质的方法有5种,我下面详细介绍一下。一、离子交换法
方法:采用阳离子交换树脂,以钠离子将水中的钙镁离子置换出来,由于钠盐的溶解度很高,所以就减少了随温度的增加而造成水垢生成的情况。该软化水处理法适用范围:餐饮、食品、化工、医药等领域、空调、工业循环水等应用中。目前较常用的标准方式。
特点及作用:结果稳定,工艺成熟。可以将硬度降至0。
二、加药法
方法:向水中加入阻垢剂,可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性,从而使水垢不能析出、沉积。
该软化水处理法适用范围:由于加入了化学物质,所以水的应用受到很大限制,一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。
特点结果:一次性投入较少,适应性广。水量软大时运行成本偏。
三、膜分离法
方法:纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子,从而减少水的硬度。只能将硬度降到小范围。该软化水处理法适用范围:一般较少用于软化处理。
特点结果:结果而稳定,处理后的水适用较广。对进水压力有较高要求,设备投资、运行成本都较高。
四、电磁法
方法:采用在水中加上电场或磁场来改变离子的特性,从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来制止硬水垢的形成。该软化水处理法适用范围:多用于商业(如中央空调等)循环冷却水的处理,不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理。
特点结果:设备投资小,安装方便,运行费用低。不够稳定性,没有统一的衡量标准,而且由于主要功能是影响范围内的水垢的物理性能,所以处理后的水的使用时间、距离都有局限。
五、石灰法
方法:向水中加入石灰。
该软化水处理法适用范围:适用范围大流量的高硬水。
特点结果:只能将硬度降到小范围。
⑥ 急急急急!锅炉水处理操作规程和岗位考核制度
1、水处理作业人员必须执行国家有关锅炉水处理工作的安全规定,严格执行锅炉水处理运行安全管理规章制度,精心操作,确保锅炉水处理安全运行,对因违章操作造成的事故承担责任。
2、水处理作业人员必须熟知各设备、仪器的操作程序,了解各步骤的目的及控制标准,并严格按标准进行操作。软化水作业严格遵守«软化水设备运行规程»及操作规程,防止误操作。
3、水处理作业人员在水处理及化验分析中严格执行«动力公司水处理工操作规程»,确保水处理系统正常运行。
4、锅炉发生停水、停电或爆炸等紧急操作时,水处理作业人员应当执行《锅炉房停水、停电或爆炸应急预案》的规定。
5、锅炉废水、废液控制必须执行«锅炉烟尘、废气及废水控制办法»的规定,执行锅炉水处理工HSE操作规程和岗位规范。
6、作业人员在进行水化验必须执行GB1576«低压锅炉水质标准»和操作规程,确保锅炉经济运行。
7、锅炉发生一般事故等异常操作时,水处理作业人员应当执行《锅炉事故处理规程》的规定。
8、作业人员应执行«锅炉水处理工作业指导书»的规定。
9、水处理作业人员应提高事故预防能力,发现锅炉有异常现象或危及安全时,应采取措施并及时报告有关负责人,拒绝执行有害锅炉安全运行的违章指挥。禁止在有害安全环境隐患的情况下进行工作。
10、操作指南:
(1)、水处理室试剂品应有标签注明,摆放整齐,妥善保管。化验分析中的腐蚀性标准溶液要分类存放,使用时不能洒落,用完后放回原处。
(2)、炉水取样要先冷水,后放炉水;阀门开启适当,防止烫伤;锅炉水处理化验时在化验分析过程中,对分析仪器及玻璃器皿要轻拿轻放,防止玻璃器皿破裂而划伤手指。
(3)、水质化验要认真细心,保证进炉水质量。在锅炉水处理过程中,如若有再生液洒或分析液到皮肤上,应立即用清水冲洗,再反复用碱水和清水反复冲洗即可。
(4)、启动泵系统时,应防止触电。检查及检修设备时,应确保断开电源。对转动设备巡查,要保持安全距离,防止设备伤人。进入工作现场进行作业或巡回检查设备时,防止触电、设备伤人。
(5)、在水处理及化验分析中合理使用劳动防护用品,在工业硫酸稀释过程中,应佩带好耐酸碱防护用品,防止硫酸洒出,发生意外烫伤事故、设备事故。
(6)、锅炉水处理设备在运行时,必须严格执行操作规程,严禁设备超压运行发生人孔泄露造成人员伤害事故。如遇超压后,应迅速关闭进水阀门,防止水喷洒。
(7)、在水处理设备运行过程中,如进水处理设备失效再生时,要挂上停用牌,防止误操作。
(8)、当氢离子交换器运行出水碱度≥2.5mmol/l,硬度≥5.0mmol/l时为失效,应停运进行再生处理.当钠离子交换器运行出口硬度≥0.03mmol/l时停运,进行再生处理.
(9)、交换器再生时一定要调好再生流量约35T/H,然后才启动计量泵,加酸时一定要注意浓度不超过0.8%,加盐时要注意浓度在5%--8%,再生产生的废液保证其PH值在6—9之间方可排放。认真做好离子交换器的清洗还原工作,努力降低损耗,保证锅炉给水合格。
(10)、作业人员开关阀门时必须缓慢开动阀门,待流量稳定后才可继续开大,特别是反洗时尤其要注意,以免使低部石英砂发生乱层现象或冲坏中间装置。
(11)、锅炉水处理人员必须执行«软化水设备运行规程»,每小时对生产的软化水、锅炉炉水、除氧水进行硬度、碱度、氯离子及PH值大小的分析,并将化验结果及变化情况报告司炉工,由司炉工调整参数,保证锅炉水质及蒸汽品质符合GB1576«低压锅炉水质标准».
(12)、将氯离子的化验分析废液集中收集,待采暖期结束后进行Gr6+--Gr3+还原处理,并将处理后的废液送往宝鸡市环境保护监测站进行检测,其余分析废液,稀释后排入冲渣沟.11、工作结束,整理、清洁仪器,打扫卫生,填写交接班记录。
⑦ 工业加盐软化水的制作方法
全自动软水器是一种运行和再生操作过程全自动控制的离子交换器,利用钠型阳离子交换树脂去除水中钙镁离子,降低原水硬度,以达到软化硬水的目的 从而避免碳酸盐在管道、容器、锅炉产生结垢现象。大大节省投资成本的同时又能保证生产顺利进行。目前已广泛应用于各种蒸汽锅炉、热水锅炉、热交换器、蒸汽冷凝器、空调、直燃机等设备及系统的循环补给水中。此外还用作生活水处理,食品、电镀、医药、化工、印染、纺织、电子等工业水处理以及作为脱盐系统的前置处理。
原理:全自动软水器就是将软水器运行及再生的每一个步骤实现自动控制,并采用时间,流量或感应等方式来启动再生。通常一个全自动软水器的循环过程由以下几个具体步骤组成。1、运行原水在一定的压力,流量下,流经装有离子交换树脂的容器(软化器)。树脂中所含的可交换离子Na+,与水中的阳离子(Ca2+,Mg2+,Fe2+,…等)进行离子交换,使容器出水的Ca2+,Mg2+含量达到我们的要求。2、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,二是清除运行时在树脂表层积累的悬浮物及树脂表面的悬浮物,同时一些碎树脂颗粒也可以随着反洗水排出。这样,交换器的水流阻力不会越来越大。3、再生 再生液在一定浓度,流量下流经失效的树脂层,将树脂还原再生,使其恢复原有的交换能力。4、置换 在再生液进完后,交换器膨胀空间及树脂层中还有尚未参与再生交换的盐液,为了充分利用这部分盐液,采用小于或相当于再生液流速的清水进行清洗,目的是不使清水与再生液产生混合。5、正洗 目的是清除树脂层中残留的再生废液,通常以正常运行流速清洗至出水合格为止。6、盐箱补水 向盐箱注入溶解再生所需盐耗量的水。通常1加仑水可溶解3磅
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⑧ 软化水设备的基本原理
软化水设备的工作原理:
全自动钠离子交换器采用去离子交换原理,去除水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时,水中的钙、镁离子便与树脂吸附的钠离子发生置换,树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中,这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。
由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示,故一般采用阳离子交换树脂(软水器),将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来,随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加,树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。
当软化水设备树脂吸收一定量的钙镁离子之后,就必须进行再生,再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层,把树脂上的硬度离子在置换出来,随再生废液排出罐外,树脂就又恢复了软化交换功能。
由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化水处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换,从而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂,其交换过程如下:
2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+
即水通过钠离子交换器后,水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。
一般软化水设备控制阀的运行流程为:运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。
⑨ 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。
⑩ 锅炉自动软化水处理器 的盐水罐 应该放多少盐 放多少水
自动化软水处理设备运行中,盐的作用是返洗钠离子树脂的,以防止钠离子树脂内铁中毒失效,所以运行中盐是不容能断的,要密切关注盐罐中的盐量,只要保持盐不断即可,盐量多少没有要求,但为了好控制,一般盐量在盐罐的三分之二左右,然后保持盐罐满水,供参考