❶ 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。
❷ 關於冷卻水處理結垢的判斷
判定是否結垢，先要搞清楚水垢是什麼。
實際上，水垢就是水中溶解的鈣鎂離子形成不溶性版碳酸鹽而沉積的產物權。結垢是一個緩慢的過程。
判定是否有冷卻水結垢，如果假設冷卻水是封閉運行，假設冷卻水沒有蒸發和泄露減少，那麼通過檢測冷卻水中鈣鎂離子的減少就可以知道有否結垢，以及結垢的多少。
方法是：在初始注入冷卻水時取樣備存。（這一點很重要，因為所有的自來水或井水，其礦物質含量不是每時每刻都相同的），運行一段時間後，再取一份冷卻水樣。對兩者同時做分析，比較其鈣鎂離子含量。然後根據其減少量和總水量，就可計算結垢的數量。
❸ 求文檔: 油田除垢腐蝕率的國標
腐蝕率（來corrosion rate）單位時間內，單源位面積上金屬材料損失的重量，或單位時間內，金屬材料損失的平均損失的濃度厚度。單位：mm/a 腐蝕率的計算公式：
式中，m1為試驗前預處理乾燥後的碳鋼掛片質量； m0為試驗後經過酸、鹼、醇處理乾燥後的碳鋼掛片質量； △m為酸洗空白碳鋼掛片質量損失； S為碳鋼掛片的表面積； T為試驗時間； D為碳鋼掛片的密度．
❹ 鍋爐的水垢用什麼清除哪裡有賣草酸的
化學除垢, 簡單點, 可以用含緩蝕劑的除垢液或除垢劑按其說明加入換熱器中浸泡一定時間, 然後清水沖洗兩到3次即可，2mm的水垢還是比較好除的，估計浸泡12-24小時即可解決。
鍋爐水垢的清除方法
鍋爐應以積極的防垢、防腐為本。但當鍋爐結垢或腐蝕沉積物達到一定程度時，也應及時清洗除去，以免對鍋爐安全運行帶來隱患。
鍋爐清洗除垢的方法主要分為機械除垢和化學清洗兩大類，其中化學清洗又可分為鹼煮除垢和酸洗除垢。現將鍋爐除垢的方法和要求簡要介紹如下：
1．鍋爐機械除垢
主要採用電動洗管器、扁鏟、鋼絲刷及手錘等工具進行機械除垢。此法比較簡單，成本低，但勞動強度大，除垢效果差，易損壞金屬表面，只適用於結垢面積小，且構造簡單，便於機械工具接觸到水垢的小型鍋爐。近年來，由於清洗專用的高壓水槍的應用，使水力沖洗的機械除垢發展較快，這種高壓水力除垢的效果較使用原始的機械工具有很大的提高，且較為安全、方便。但
目前高壓水力除垢仍僅限於結構較簡單的工業鍋爐。
2．鍋爐鹼洗(煮)除垢
鍋爐鹼煮的作用主要是使水垢轉型，同時促使其松動脫落。單純的鹼煮除垢效果較差，常常需與機械除垢配合進行。鹼煮除垢對於以硫酸鹽、硅酸鹽為主的水垢有一定的效果，但對於碳酸鹽水垢，則遠不如酸洗除垢效果好。鹼洗煮爐也常用於新安裝鍋爐的除銹和除油污，有時也用於酸洗前的除油清洗或垢型轉化。
鹼洗葯劑用量應根據鍋爐結垢及臟污的程度來確定。一般用於除垢時的用量(每噸水的用量)為：工業磷酸三鈉5～10kg，碳酸鈉3～6kg，或氫氧化鈉2～4kg。這些鹼洗葯劑應先在溶液箱中配製成一定濃度，然後再用泵送人鍋內，並循環至均勻。
鹼煮除垢的方法與新鍋爐煮爐基本相同，只是煮爐結束後，應打開鍋爐的各檢查孔，及時加以機械(或高壓水力)輔助清垢，以免松軟的水垢重新變硬。
3．鍋爐酸洗除垢
目前在各種除垢方法中，以酸洗除垢效果較好，但酸洗工藝若不合適或控制不當也會影響除垢效果或腐蝕金屬，有時甚至會嚴重影響鍋爐的安全運行。為了確保鍋爐酸洗的安全和質量，國家質量技術監督局專門制定頒發了《鍋爐化學清洗規則》，並規定：從事鍋爐化學清洗的單位必須取得省級及省級以上鍋爐壓力容器安全監察機構的資格認可，才能承擔相應級別的鍋爐化學清洗。無相應資格的任何單位和個人(包括用爐單位)，都不得擅自酸洗鍋爐。
鍋爐在酸洗前應預先取有代表性的垢樣進行化驗，制定清洗方案；進酸開始時須在鍋爐內和酸箱內掛入腐蝕指標片(直到退酸時取出)；酸洗工藝流程及酸洗液的溫度、濃度、流速、酸洗時間等應按清洗方案實施和控制；清洗過程中應不斷取樣化驗並如實作好記錄。清洗結束後，用爐單位、清洗單位和鍋爐安全監察部門應對清洗質量進行驗收。工業鍋爐的酸洗質量要求如下：
(1)除垢率
1)清洗以碳酸鹽垢為主的水垢，除垢面積應達到原水垢覆蓋面積的80％以上。
2)清洗硅酸鹽或硫酸鹽水垢，除垢面積應達到原水垢覆蓋面積的60％以上。
鍋爐如除垢率低於上述規定，或雖達到規定要求但鍋爐主要受熱面上仍覆蓋有難以清理的水垢時，應在維持鍋水鹼度達到水質標准上限值的條件下，將鍋爐運行一個月左右再停爐，用人工或高壓水槍清理脫落的垢渣和殘垢。由於經酸洗後殘留的硬垢往往已有所松動，當鍋爐投入運行後會逐漸地脫落，若不作再次清理極易發生事故，所以當殘留垢較多時必須加以處理。
(2)鈍化膜 鍋爐清洗表面應形成良好的鈍化保護膜，金屬表面不出現二次浮銹，無點蝕。
(3)腐蝕速度 用腐蝕指示片測量的金屬腐蝕速度的平均值應小於6g／(m2·h)，且腐蝕總量不大於72g／m2。
(4)爐管暢通 清洗後鍋內所有的水冷壁管和對流管等爐管都應暢流無阻。如清洗前已堵塞的管子，清洗後仍無法疏通暢流的，應由有修理資格的單位修理更換。