A. 软化水处理有用吗 处理方法有哪些呢
软化水处理通俗地讲:就是对“硬水”的“软化”处理,利用树脂阳离子置换出水中含量过高的钙和镁离子,是最常用的的软化水处理方法,被应用于“餐饮,化工、甚至医药生毕差毕产”等生产生活的方方面面。
其实,软化水处理技术还有多种方法,根据操作的不同和相关的安全指数,在各自适用的行业领域发挥着不可替代的作用。除了上述的“离子交换软化水处理方法”外,还有“电磁软化水处理法,膜分离软化水处理法,加药软化水处理法和石灰软化水处理法”,其中电磁软化水处理法虽然成本很小,安装也很方便,但是没有一个确切稳定的效果品质,实际应用中,常被用做处理中央空调冷却水循环系统辅助;膜分离软化水处理法,处理效果精准明显,但造价和运行成本较高,需要特定的水压环境,在普通民用设备中较少看见;而石灰软化水处理法则相对比较原始,
是一种“备用,廉价,效果”有限的软化水处理方法;加药软化水处理法虽然效果明显,成本低廉,但化工原料带来的安全隐患也不容忽视,所以在日常生活餐饮用水上是绝对禁止使用加药软化水处理法的。
软化水处理设备一般应用于深井中水“硬度”过高的情况,
因为饮用水中如果含有的钙镁过高是会影响健康的,除此之外,软化水处理设备最常见应用于锅炉设备的“防水垢”处理,像一些酒店,宾馆和写字楼的供暖和供水系统中都离不开软化水处理设备,还有就是一些对水质要求比较高的特殊生产行业,像“酿酒和化工,印染,以及饮料生产”等同样离不开软化水处理设备。
当然,对于大多人而言,最应该关心的就是自己家中的空调安装和供暖系统中是否需要软化水处理设备,还有庆败已安装的软化水处理设备是否运行良好,这些都需要在实际遇到时多向专业人士咨询和确手芹认。
部分图片来源:网络,360。
B. 软化水制备的原理
软化水制备的原理是:钠离子交换。
软化水制备使用的技术是树脂分离软水技术。当含有版硬度的原水通过交换器权的树脂层时,水中的钙、镁离子被树脂吸附,同时释放出钠离子,易结垢的钙镁化合物就转变为不形成水垢的易溶性钠化合物,这样交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。
通过离子交换原理制备出的软化水可适用于浴室、厨房、洗衣、暖气、锅炉、中央空调设备供水等广大领域。
(2)传统软化水的技术扩展阅读
软化水制备的工作程序是:
1、供水:未处理的水通过树脂层,发生交换反应,产生软水。
2、反洗:水从树脂层下部进入,松动树脂,去除细碎杂物。
3 、进盐水再生:利用较高浓度的盐水(Nacl)流过树脂,将失效树脂重新还原为钠型可用树脂。
4、 冲洗:按照供水时的流程使水通过树脂冲洗掉多余的盐液和再生交换下来的钙、镁离子。
5、注水:向盐箱内注水,溶解食盐,以备下次再生所用。
C. 如何软化硬水 3种方法来软化硬水
目录方法1:分辨硬水1、确认你是否生活在硬水地区。2、留意肥皂在水中的起泡能力。3、决定是否需要完全软化水。方法2:使用前软化硬水1、把水烧开后再喝。2、用碳酸钠(洗涤碱)或石灰软化水。3、添加氨水、硼砂、碱液或碳酸钠。4、用滤水壶软化要饮用的水。5、在厨房和浴室水槽的水龙头装上类似的滤水器,软化从水龙头流出的水。方法3:安装硬水软化系统1、安装用钠替换钙和镁的水软化器。2、安装磁性净水器。硬水含有大量矿物质,特别是钙和镁。这些矿物质会留下沉淀物,堵塞排水管,在玻璃和瓷砖上形成水垢,使肥皂不能起泡,并在皮肤和头发留下一层薄膜,阻塞毛孔,使细菌和污垢难以清除。虽然研究表明硬水不会危害健康,但它的确造成很大的不便。本文会介绍几种软化硬水的方法,看看哪一种适合你吧!
方法1:分辨硬水
1、确认你是否生活在硬水地区。全球各地的水硬度不同。如果你使用自来水,可以向本地市政府水务部门了解水硬度。
如果你家有自己专属的水井,或许也可以向本地市政府了解这方面的信息。取决于你所在的地方,市政府也许能告诉你该区的主要水源,给你看一些测试结果,包括水的软硬度。
采集水样,交给本地水质测试实验室化验。如果你家有自己专属的水井,怀疑可能是硬水,也可以使用市售的水硬度试剂组。
2、留意肥皂在水中的起泡能力。用清洁用品,例如牙膏、洗碗液、洗衣精和其它家居清洁剂时,留意泡沫量。如果需要大量肥皂才能起泡,你家的水很可能是硬水。
3、决定是否需要完全软化水。即使家中用的是硬水,也不一定要软化它。硬水软化技术带来的副作用,远远大于硬水的麻烦程度。如果你可以忽略这个问题,不让它影响生活,不妨考虑接受硬水,或是按部分2的方法,做些小调整,改善生活方式,但不需要花钱安全水软化系统。离子软水器用钠离子代替矿物离子。这样做家务更方便,但水的含盐量高,会杀死植物,使土壤不适宜新植物生长,破坏盐水沉积处的水体。
不过,软化水能延长水管使用寿命,使需要用到肥皂的家务更方便。
一个好的折中方法是只将水软化系统安装在热水管,这样只有一半的用水经过钠离子软化。
方法2:使用前软化硬水
1、把水烧开后再喝。你也可以用沸水清洁厨房和浴室、刷牙、洗澡和洗头,提高清洁用品的效率。将水煮沸几分钟,然后让它冷却。水面上会结一层肉眼可见的石灰颗粒。使用水前,先将它们舀起来丢掉。
你也可以将水放久一些,等待颗粒沉入水底。小心地舀取清水,不要搅动沉淀在下面的石灰颗粒。等到水位只剩下几厘米高时,将底下渗着石灰颗粒的水倒掉。
2、用碳酸钠(洗涤碱)或石灰软化水。过去,住在硬水地区的家庭经常会装一大桶水,不需要盖着,放一点碳酸钠或石灰,静置几天,之后取上面的水用。这个方法很费时,所以如今并不常用。
3、添加氨水、硼砂、碱液或碳酸钠。当你洗衣或做其它家务,添加肥皂时,顺便将上述其中一种物质添加到水里,可以让洗涤剂发挥作用。虽然它们不能软化水,但据知能防止石灰与肥皂相互作用,帮助起泡。使用时,仔细遵循包装上的警告和指示。将500克碳酸钠放入1升沸水中溶解。水冷却后,将它装进瓶子里封好。做清洁工作时,将2汤匙溶液拌入约4升水中。
将1/4汤匙碱液放入1杯水中溶解,再将溶液拌入约4升水中。
4、用滤水壶软化要饮用的水。许多零售商店有出售各种品牌的滤水壶。有的能软化水,帮助饮用水、咖啡、茶和其它饮料保留味道和香气。
5、在厨房和浴室水槽的水龙头装上类似的滤水器,软化从水龙头流出的水。如果你想过滤清洁用的水,这是最简单的方法。某些款式的滤水器还有可以开关的阀门,让你决定是要直接使用水龙头的水,还是要先过滤一番。
方法3:安装硬水软化系统
1、安装用钠替换钙和镁的水软化器。如果你所在的地方水源硬度高,这是软化水最有效的方法。机械性水软化器防止水垢,提高加热水的效率,使衣服和经常清洗的物品有更长的使用寿命。
市面上有几种机械性水软化器,价格、运作成本和效率不一。饮用前,一定要先测试经过处理的水。
2、安装磁性净水器。这类软化系统改变钙离子,使它们无法形成水垢。净水器比软化器便宜,运作成本也比较低,处理过的水可以安全饮用。
净水器不是在所有情况下都有效,而且未必能软化水。批评者对它们是否有效抱有怀疑的态度。水软化程度的差异比软化器大。
小提示软化水可以立刻帮你省下清洁用品的开销,你不需要用大量牙膏、洗衣精等产品,就能取得良好的清洁效果。用电量也会减少,因为清洁东西变得更简单、更快,而且所需的清洁次数也减少了。水软化器可以延长水管和家用电器的使用寿命,用电器清洗的物品更耐久。
所有软化水的方法都需要花钱,但你省下的钱远比成本多。有的需要先支付一笔费用,有的需要一直给运作费,有的则需要付两种费用。不过,你也应该考虑到软化器能帮你省钱。
D. 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。
(4)传统软化水的技术扩展阅读:
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。
E. 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。
F. 软化水制作方法及特点
水的软化方法有:①加热法;②石灰苏打法:用石灰降低暂时硬水硬度,用烧碱(苏打)降低非碳酸盐硬水的硬度;③离子交换法:用离子交换剂除去钙镁离子,如西安迪奥离子交换软化水设备。
二、软化水特点
离子交换法是:去除水中的钙、镁等结垢离子的传统工艺,它具有工艺成熟、投资少、适用性强、离子交换树脂、可再生等优点。本公司生产的离子交换器分为阳床、阴床、混床、和纳离子交换器等,并可以根据不同的用途和不同的水质而设计各类型的离子交换工艺流程。
软水、纯水设备均水处理控制技术。设备管路简单操作简便。出水水质稳定可靠。再生方便等优点。
离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团。一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。
当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降。硬水就变为软水,这是软化水处理的工作过程。
当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠(盐)溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”。
G. 有什么生活小技巧可以软化水
软化水的方法有:
1.石灰 -苏打法 。先测定水的硬度,然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠,硬水中的钙、镁离子便沉淀析出。 Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O
2.磷酸盐软水法。对于锅炉用水,可以加入亚磷酸钠(NaPO3)作为软水剂,它与钙、镁离子形成络合物,在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出,从而不会形成水垢。此法不适合于饮用水的软化。 Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O ③离子交换法。沸石和离子交换剂虽然都不溶于水,但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应,使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用,故此法是既经济又先进的软水法。
CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4
3.加药法:向水中加入专用的阻垢剂,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。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是:一次性投入较少,适应性广;但水量软大时运行成本偏高,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。
4.电磁法:采用在水中加上一定的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阻止硬水垢的形成。其特点是:设备投资小,安装方便,运行费用低;但是效果不够稳定性,没有统一的衡量标准,而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能,所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。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(同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实)。
5.膜分离法:纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子,从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是,效果明显而稳定,处理后的水适用范围广;但是对进水压力有较高要求,设备投资、运行成本都较高。一般较少用,多用于专门的软化处理。
H. 软水器的工作原理
软水器的工作原理:一种是通过离子交换树脂去除水中的钙、镁离子,降低水质硬度;另外内一种是纳容米晶TAC技术,即Template Asisted Crystallization(模块辅助结晶),利用纳米晶产生的高能量,把水中游离的钙、镁、碳酸氢根离子打包成纳米级的晶体,从而阻止游离离子生成水垢。
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。经过单级或多级软水器处理后的产水硬度可大幅度降低。
(8)传统软化水的技术扩展阅读:
软水器主要特性:
1、 自动化程度高,供水工况稳定,使用寿命长,全程自动,只需定期加盐,不需人工干预。
2、高效率、低能耗、运行费用经济。
3、设备结构紧凑合理,操作维修方便,占地面积小,节省投资。
4、使用简便,安装、调试、操作简单易行,控制部件性能稳定,可使用户解决后顾之忧。
参考资料来源:网络—软水器