離子交換膜水處理

『壹』 陰離子交換交換膜能讓水分子通過嗎

水分子要比離子大得多，是難以通過陰離子交換膜的。
陽離子交換膜一般內能使陽離子通過，主要是H+、容Na+等。
陰離子交換膜的本質是一種鹼性電解質，對陰離子具有選擇透過性作用，因此還被稱為離子選擇透過性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽離子作為活性交換基團，並且在陰極產生OH-作為載流子，經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極。
陰離子交換膜具有非常廣泛的應用，它是分離裝置、提純裝置以及電化學組件中的重要組成部分，在氯鹼工業、水處理工業、重金屬回收、濕法冶金以及電化學工業等領域都起到舉足輕重的作用

『貳』 離子交換膜與離子交換樹脂這兩者有什麼區別

離子交換膜與離子交換樹脂

離子交換膜又稱「離子交換樹脂膜」或「離子選擇透過膜」。這是因為離子交換膜與用於水處理領域的粒狀離子交換膜樹脂，具有基本相同的結構，而且早期的離子交換膜就是使用離子交換樹脂，通過加入粘合劑混煉拉片，然後加網熱壓成為膜狀物的，所以，有「離子交換樹脂漠」之稱。

但是，離子交換膜和離子交換樹脂之間，除形狀之差而外，還有著根本不同的作用原理：離子交換樹脂是通過離子的吸附、葯品溶離和再生的離子交換機能進行脫鹽，但離子交換膜不是通過離子交換的機能，而是以選擇透過為其主要機理，將離子作為一種選擇性通過的媒介物。

此外，在應用方法上也不相同，例如，離子交換樹脂的使用過程包含著處理、交換、再生等步驟，而離子交換膜在應用過程中，可以連續作用，不必再生。由此看來，與其稱為離子交換膜，不如稱為「離子選擇透過膜」更為確切。不過，根據長期的習慣，人們還是沿稱「離子交換膜」。

離子交換膜可製成均相膜和非均相膜兩類。

而離子交換樹脂就屬於非均相膜

①均相膜。先用高分子材料如丁苯橡膠、纖維素衍生物、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈等製成膜，然後引入單體如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等，在膜內聚合成高分子，再通過化學反應引入所需功能基。也可通過甲醛、苯酚等單體聚合製得。

②非均相膜。用粒度為200400目的離子交換樹脂和普通成膜性高分子材料如聚苯乙烯、聚氯乙烯等充分混合後加工成膜製得。

『叄』 過濾膜在飲用水處理的優點有哪些

過濾膜性能
1.1過濾膜技術定義
膜的過濾是固液分離技術，它是以膜孔把水濾過，將水中雜質截留，而沒有化學變化，處理簡易的技術，但因膜孔非常細小，相應的存在某些技術問題。在給水也有用生物膜處理原水的方法，但它與過濾膜分離技術不同。用作膜分離的叫做membrance，用作生物膜處理的膜叫做film.
1.2過濾膜的種類和機理
過濾膜以截留原水顆粒的大小分類，膜孔從粗到細分為微濾膜(MF)，超濾膜(UF)，納諾濾膜(NF)和反滲透膜(RO)。MF膜孔徑0.05um以上，或為1000以上分子量，以去除膠體、高分子有機物為對象。NF膜孔徑為100～1000分子量。它去除的物質在UF與RO之間，以去除三鹵甲烷、異味、色度、農葯、可溶性有機物、Ca、Mg等。RO分離粒徑為數十分子量，以去除食鹽類和無機鹽為對象。RO滲透水的壓力比其滲透壓力要多1～2倍。除以上四種以外，還有離子交換膜和氣體滲透膜。MF、UF、NF和RO以壓力驅動使固液分離。離子交換膜則以電力驅動使鹽類分子分離，促成海水淡化等。氣體滲透膜是最近研究出來通過氣體的新型膜，能使乙醇濃縮和海水淡化。
1.3制膜材料
大體有纖維類、合成樹脂類和陶瓷類三種。有的膜材質有弱於鹽類和臭氧等氧化劑的材料和受微一物分解的材料。另外，用作海水淡化的RO有除去產生THM的溴的膜和不能去除溴的膜，要根據用途而定。
1.4膜的型式
水體透過膜流速不大，因此為通過需要的水量，膜裝置的單體面積要大，要在一個小的空間內裝入很多根的膜細管。另外，厚度100um以下的薄膜因承受高壓，還必須有耐壓能力，為此應設法製造各種耐強壓的膜。一般膜的型式有板框式、螺旋式、橋式、管式及中空纖維式五種。板框式的膜應使用多孔質的材料，螺旋式和橋式的膜與板框式的相同。螺旋式的為卷狀，橋式的為在折疊成小的體積中塞入大面積的膜。管式膜也需有多孔質的材料，原水從管的內側通過，滲透水流出管外的為內壓式膜，這種客用得很普遍，也有外壓管式的。中空系統外徑為幾百um，系統內包有多數纖維細管，因為纖維管細小，沒有必要特別用強度高的纖維管，膜本身就足以抵抗給予的壓力，中空纖維系統有原水從中空系統內側通過的內壓式，及從外部加壓的外壓式兩種。
1.5膜的使用
使用過濾膜裝置不需凝絮化學處理，也不需蒸發分離作用，只需要壓力使水中固液分離，這是過濾膜處理的一大特點。過濾方式有兩種：
(1)流動液體全部垂直地透過膜孔，將液體內雜質截留的全量過濾方式；
(2)流動液體的流動方向與膜面平等，形成液體與膜面成直角的透過膜孔，將液體內雜質截留的橫流過濾方式。全量過濾方式適用於微濾和一部分超濾。橫流過濾，由於液體在膜表面上流動，產生剪斷力，減少在膜表面上因為雜質濃縮堆積的黏垢，適用於易於積垢的超濾、納諾過濾和反滲透過濾。
1.6過濾膜沖洗
流體通過膜期間，其含有雜質堵塞膜孔，使流體通過膜孔困難。為了恢復濾水效率，可採用以下方法：
(1)反沖洗
與過濾相反方向通過清水，使抑留於膜孔雜質沖走。也有通過空氣沖洗法替代。
(2)海綿球沖洗
只單獨用於內壓式管形膜，它是將海綿球通過管膜內部，使海綿球與管膜內壁摩擦，把抑留物沖走的方法。
(3)空氣泡沖洗
它是用空氣泡攪拌力將附著膜壁的抑留物去除的方法。用空氣泡攪動軟質合成樹脂中空系統的膜內壁，收到沖洗效果。
(4)葯劑沖洗
膜經過長期使用，雜質進入膜孔之中，用一般沖洗方法不能解決，使用化學葯劑清洗。化學葯劑有苛性蘇打、鹽酸、次亞氯酸鈉、檸檬酸及過氧化氫等。
1.7過濾膜的用途
過濾膜除用作水處理以外，還可用於超純水製造和海水淡化，一般採用反滲透膜（納諾濾膜）。另外用於糞尿處理、城市中水道處理、各種廢水處理等，一般採用超濾膜和微濾膜。在工業上可用於乳製品製造、半導體製造、食品製造、紙張製造及葯品製造等，也一般採用超濾膜和微濾膜。
飲用水應用
2.1飲用水應用過濾膜設施
在MF、UF、NF及RO之中，除海水淡化應用RO以外，RO尚無使用之處。RO幾乎將鹽類全部除掉，處理後水成了一切鹽類都沒有的純水，甚至比蒸餾水還純，這樣的水當然不能做飲用水使用。如果採用就得要加對人體健康有益的鹽類，要達到這種要求，目前尚無條件做到。NF對鹽類的去除僅次於RO，但去除率也很高，一般作為軟水應用，對作飲用水由於上述原因也不宜採用。從而，用於凈水處理的膜應為MF和UF膜。用這樣的膜主要能將膠體和浮游生物等除去，能將不溶性的鐵和錳除去，及能將菌類除去。但為了避免細菌在清水池內不再重生，不能省掉滅菌處理程序。考慮到UF去除物質的分子量程度，它沒有能力將臭氧物質和三鹵乙烯等有機溶劑除去，這些溶劑會在膜面上形成一層薄膜，這些薄膜今後可能有辦法除掉，可在以後列題研究。在膜的型式上，外壓中空系統或管型等膜適於採用。如果採用外壓式膜，可將通過沉砂池的原水，直接與膜連接處理。直接接到板框式和螺旋式的膜的原水，為了使膜孔不被閉塞，在流入膜以前，應將原水中浮游物質除去。
2.2飲用水應用過濾膜程序
凈水廠常規處理程序為凝聚、沉澱、過濾，膜分離水廠在原水符合過濾膜處理條件下，處理程序簡單，只需過濾膜裝置處理即可（在原水水質惡化時，尚需增加常規處理或增加微篩網處理）。在能量消耗上，使用過濾膜全量濾過方式，由於通過過濾膜使壓力提高，原水泵尚需在增強壓力上考慮。
2.3飲用水使用過濾膜處理的優點
(1)不需混凝劑
從過去使用膜的經驗看，飲用水使用的原水（河水、水庫水和富營養的湖泊水），用不加混凝劑的MF膜處理，和用混凝劑的凝聚、沉澱、過濾的常規處理相比，前者與後者所處理後水的水質相當或超過。
(2)自動化操縱簡單，易於無人管理
採用膜分離技術只為供應原水提供必要的操作壓力，並只需要運行一個較長時間才沖洗濾膜，別無其他工序。當前凝聚、沉澱、過濾凈水處理則工序繁多，在投葯上尚不能設定投加率。在這樣情況下操縱膜裝置很容易使其自動化，做到無人管理，而常規處理做到自動化則不容易。
(3)過濾膜水廠佔地少
採用過濾膜水廠，膜裝置佔地面積小，很容易將同等產水量的常規處理所佔廠地面積降低一半。剩餘地方可設活性炭處理裝置。由於過濾膜水廠可以無人化，職工居住的建築物和配套設施都可削減。
(4)維護管理費用小
當前過濾膜使用壽命和價格尚是未知數，全部費用不好計算。但是從用膜處理用電費用和葯劑費用都少來看，比之常規處理維護管理費用高的狀況有很大優點。
(5)易於排水處理
用於要求出水濁度≤5mg/L能符合飲用水質標準的工業用水、生活用水及市政給水系統；
(6)工業污水中的懸浮物、固體物的去除；
3．可用作離子交換法軟化、除鹽系統中的預處理設備，對水質要求不高的工業給水的粗過濾設備；
以及用在游泳池循環處理系統、冷卻循環水凈化系統等。
由於用膜處理不需投葯，處理污泥量減少，因此易於處理。是否如此尚正在研究階段，未得出明確結果。
2.4過濾膜處理存在的問題
(1)膜的使用壽命
膜孔受到水中雜質阻塞，使流體通過膜孔時水頭損失加大，流體流速降低。這時通常可用水沖洗使膜孔恢復原有的滲過能力。在不能達到目的時，應適當用葯劑清洗，使膜孔又能繼續使用。但應考慮膜的使用壽命。因即使按上述辦法處理，膜也會由於積垢過多，用葯劑清洗收效不理想。在這樣情況下，加混凝劑，延長使用壽命，也可減低滲過流速，使膜的壽命延長，但要增大膜的使用面積。
(2)過濾膜水廠施工管理
膜管本身強度相當高，有一定可*性。但施工中多多少少有部分膜管損傷。當然由於一兩根膜管受損，不會影響膜管滲透水的水質。但一個中等水廠有上萬根膜管，就不是一兩根膜管受損的問題了，因此有必要對膜裝置加強部件管理和施工管理，不能與以往常規處理方式一樣對待。
(3)採用過濾膜新技術補救措施
一般採用新技術會遇到意想不到的狀況，尤其是採用過濾膜分離的場合，它整個變更了過去的常規處理系統，因此會有一定的顧慮。由於對膜技術沒有實用經驗，應當增加補充設施，以備在膜裝置發生異常情況時補救。例如，是否在膜處理以後，再增設生物活性炭設施以除去臭味的措施，以及增設其他設備的考慮。

『肆』 水處理中為什麼要先用陽離子交換膜再用陰離子交換膜

陰離子交換一般會是OH-交換則容易生成沉澱，再用陽離子的話已經不起作用了。北京華豫清源國際貿易有限公司，杜笙離子交換樹脂

『伍』 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。

『陸』 兩性離子交換膜和陰陽離子交換膜有什麼區別

一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等陽離子作為活性交換基團，陽離子交換膜可以看作是一種高分子電解質,而陰離子因為同性排斥而不能通過、水處理工業。陰離子交換膜具有非常廣泛的應用，在氯鹼工業、新型超級電容器等方面的應用也得到關注和研究，它是分離裝置、濕法冶金以及電化學工業等領域都起到舉足輕重的作用[1] ,他的高分子母體是不溶解的，並且在陰極產生OH-作為載流子,而連接在母體上的磺酸集團帶有負電荷和可解離離子相互吸引著、重金屬回收，陰離子交換膜作為電池隔膜在液流儲能電池,他們具有親水性由於陽膜帶負電荷離子交換膜是對離子具有選擇透過性的高分子材料製成的薄膜,帶有固定基團和可解離的離子 如鈉型磺酸型、提純裝置以及電化學組件中的重要組成部分，因此還被稱為離子選擇透過性膜,帶有正電荷的陽離子就可以通過陽膜,陽離子膜通常是磺酸型的，隨著新型化學電源的發展,但在膜外我們通電通過電場作用，對陰離子具有選擇透過性作用。近年來,所以具有選擇透過性，經過陰離子交換膜的選擇透過性作用移動到陽極:固定基團是磺酸根 解離離子是鈉離子,雖然原來的解離正離子受水分子作用解離到水中。 陰離子交換膜的本質是一種鹼性電解質、鹼性陰離子交換膜燃料電池

『柒』 水處理是什麼意思

循環水是在機器內部運行不接觸外部環境循環使用的水，循環水在專業的內角度建議你用去容離子水，也就是軟化水，這種水接近於蒸餾水，是不好任何離子的水，你可以找地暖有光的買，或者你采購一套凈水裝置，就是離子交換膜的凈水器。如果這些你都不方便做，建議你在普通的自來水裡面加入卡 潔 爾 的緩蝕阻垢劑使用，防止設備內部結垢。

『捌』 離子交換的水處理中的應用

EDI(Electro-de-ionization)是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術(電滲析技術)相結合的純水製造技術。該技術利用離子交換能深度脫鹽來克服電滲析極化而脫鹽不徹底,又利用電滲析極化而發生水電離產生H和OH離子實現樹脂自再生來克服樹脂失效後通過化學葯劑再生的缺陷,是20世紀80年代以來逐漸興起的新技術。經過十幾年的發展,EDI技術已經在北美及歐洲占據了相當部分的超純水市場。
EDI裝置包括陰/陽離子交換膜、離子交換樹脂、直流電源等設備。其中陰離子交換膜只允許陰離子透過,不允許陽離子通過,而陽離子交換膜只允許陽離子透過,不允許陰離子通過。離子交換樹脂充夾在陰陽離子交換膜之間形成單個處理單元,並構成淡水室。單元與單元之間用網狀物隔開,形成濃水室。在單元組兩端的直流電源陰陽電極形成電場。來水水流流經淡水室,水中的陰陽離子在電場作用下通過陰陽離子交換膜被清除,進入濃水室。在離子交換膜之間充填的離子交換樹脂大大地提高了離子被清除的速度。同時,水分子在電場作用下產生氫離子和氫氧根離子,這些離子對離子交換樹脂進行連續再生,以使離子交換樹脂保持最佳狀態。EDI裝置將給水分成三股獨立的水流:純水、濃水、和極水。純水(90%-95%)為最終得到水,濃水(5%-10%)可以再循環處理,極水(1%)排放掉。圖2表示了EDI的凈水基本過程。
EDI裝置屬於精處理水系統,一般多與反滲透(RO)配合使用,組成預處理、反滲透、EDI裝置的超純水處理系統,取代了傳統水處理工藝的混合離子交換設備。EDI裝置進水要求為電阻率為0.025-0.5MΩ·cm,反滲透裝置完全可以滿足要求。EDI裝置可生產電阻率高達15MΩ·cm以上的超純水。 EDI裝置不需要化學再生,可連續運行,進而不需要傳統水處理工藝的混合離子交換設備再生所需的酸鹼液,以及再生所排放的廢水。其主要特點如下:
EDI的凈水基本過程
·連續運行,產品水水質穩定
·容易實現全自動控制
·無須用酸鹼再生
·不會因再生而停機
·節省了再生用水及再生污水處理設施
·產水率高(可達95%)
·無須酸鹼儲備和酸鹼稀釋運送設施
·佔地面積小
·使用安全可靠,避免工人接觸酸鹼
·降低運行及維護成本
·設備單元模塊化,可靈活的組合各種流量的凈水設施
·安裝簡單、費用低廉
·設備初投資大 EDI裝置與混床離子交換設備屬於水處理系統中的精處理設備,下面將兩種設備在產水水質、投資量及運行成本方面進行比較,來說明EDI裝置在水處理中應用的優越性。
(1)產品水水質比較
EDI裝置是一個連續凈水過程,因此其產品水水質穩定,電阻率一般為15MΩ·cm,最高可達18MΩ·cm,達到超純水的指標。混床離子交換設施的凈水過程是間斷式的,在剛剛被再生後,其產品水水質較高,而在下次再生之前,其產品水水質較差。
(2)投資量比較
與混床離子交換設施相比EDI裝置投資量要高約20%左右,但從混床需要酸鹼儲存、酸鹼添加和廢水處理設施及後期維護、樹脂更換來看,兩者費用相差在10%左右。隨著技術的提高與批量生產,EDI裝置所需的投資量會大大的降低。另外,EDI裝置設備小巧,所需廠房遠遠小於混床。
(3)運行成本比較
EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、葯劑費及設備折舊等費用,省去了酸鹼消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費用。
在電耗方面,EDI裝置約0.5kWh/t水,混床工藝約0.35kWh/t水,電耗的成本在電廠來說是比較經濟的,可以用廠用電的價格核算。
在水耗方面,EDI裝置產水率高,不用再生用水,因此在此方面運行費用低於混床。
至於葯劑費和設備折舊費兩者相差不大。
總的來說,在運行費用中,EDI裝置噸水運行成本在2.4元左右,常規混床噸水運行成本在2.7元左右,高於EDI裝置。因此,EDI裝置多投資的費用在幾年內完全可以回收。 EDI裝置屬於水精處理設備, 具有連續產水、水質高、易控制、佔地少、不需酸鹼、利於環保等優點, 具有廣泛的應用前景。隨著設備改進與技術完善以及針對不同行業進行優化, 初投資費用會大大降低。可以相信在不久的將來會完全取代傳統的水處理工藝中的混合 。
控制氮含量的方法（4種）：生物硝化-反硝化（無機氮延時曝氣氧化成硝酸鹽，再厭氧反硝化轉化成氮氣）；折點氯化（二級出水投加氯，到殘余的全部溶解性氯達到最低點，水中氨氮全部氧化）；選擇性離子交換；氨的氣提（二級出水pH提高到11以上，使銨離子轉化為氨，對出水激烈曝氣，以氣體方式將氨從水中去除，再調節pH到合適值）。每種方法氮的去除率均可超過90%。

『玖』 陰陽離子交換膜是干什麼

讓離子選擇透過，更好的完成反應。