非鈉離子的水處理技術

① 軟化水處理的工作流程

1)軟化水設備工作流程
工作(有時叫做產水，下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接 近，只是由於實際工藝的不同或控制的需要，可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來的(其中，全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程)。
反洗：工作一段時間後的設備，會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物，把這些污物除去後，離子交換樹脂才能完全曝露出來，再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鍾左右。 吸鹽(再生)：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統設備是採用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是採用專用的內置噴射器將鹽水吸入(只要進水有一定的壓力即 可)。在實際工作過程中，鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設備都是採用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過 程一般需要30分鍾左右，實際時間受用鹽量的影響。 慢沖洗(置換)：在用鹽水流過樹脂以後，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程叫慢沖洗，由於這個沖洗過程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂 離子被鈉離子交換，根據實際經驗，這個過程中是再生的主要過程，所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同，即30分鍾左右。 快沖洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要採用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的最後出水應為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鍾。
2)軟化水設備技術指標及工作要求：
入口水壓：0.18-0.6Mpa
工作溫度：1-55℃ 源水硬度：<8mmol/L
操作方式：自動/手動 出水硬度：≤0.03mmol/L
再生劑：NaCL 再生方式：順流/逆流
交換劑：001*7強酸性離子交換樹脂
控制方式：時間/流量 工作電源：220V/50Hz

② 怎樣去除鍋爐裡面的水垢

鍋爐中的水垢普遍採用化學清洗的方法除垢:
1、酸洗除垢法，採用循環清洗或循環與靜態浸泡相結合份額系統形成。對於不同水垢和金屬材料，應選用與之相適應的酸洗劑和助溶劑；為了保證金屬在酸洗時不受酸溶液的腐蝕，必須在酸洗中添加緩蝕劑。另外對酸溶液濃度、酸洗流速、酸洗溫度、酸洗時間均有要求：對於鋼制鍋爐，酸溶液濃度不得過大，最高濃度一般控制為：鹽酸、硝酸、EDTA10%，氫氟酸3%，不得向鍋爐內直接注入濃酸；酸洗時，鍋爐擼管內酸液的流速應維持在0.2-0.5m/s，不得大於1m/s；從酸液達到預定濃度起，到開始排酸的酸洗時間一般應不超過12h，對較厚和難溶水垢，在嚴格監督下可適當延長酸洗時間。
2、鹼煮除垢法，對硫酸鹽水垢或硫酸鹽與硅酸鹽混合水垢，應進行鹼煮。鹼煮法不能使水垢溶解掉，而僅能使水垢軟化，已便於立即與機械方法清除掉。但當鍋爐受熱面積被水垢覆蓋達80%以上，且水垢較厚，用機械方法無法清除徹底時，再採用酸洗除垢。
鹼煮法的要求如下：
根據水垢的厚度和成分，將溶解成溶液的碳酸鈉、磷酸三鈉混合液加入鍋內，並使鍋水中葯劑濃度均勻，碳酸鈉濃度0.3-0.6%，磷酸三鈉濃度0.5-1.0%；
鍋爐應緩慢升壓，一般5小時內咕嚕壓力升至額定工作壓力的1/2，並維持36-48小時；
鹼煮期間，應定期取樣分析，當鍋水鹼度低於45mmol/L，磷酸根濃度低於1000mg/L時，應適當補加碳酸鈉和磷酸三鈉；
鹼煮結束後，應放盡鹼液，並用清水沖洗至出口水PH值小於9為止。
以上方法必須有專業的清洗單位完成，並執行TSG G5003-2008《鍋爐化學清洗規則》。
鍋爐水垢的形成原因：
1、水加熱後鈣鎂等鹽類析出沉澱，形成水垢；
2、水不斷蒸發，使鈣鎂等鹽類不斷濃縮，形成水垢；
3、有些鹽類本省溶解度極低，容易沉澱和析出，形成水垢。
防止鍋爐結生水垢，採用鍋外化學水處理和鍋內加葯水處理都是行之有效的方法。一旦結垢，應立即清除水垢。

③ 工業重金屬離子廢水處理技術

下面是中達咨詢給大家帶來關於工業重金屬離子廢水處理技術，以供參考。
工業重金屬離子廢水處理技術
含重金屬廢水處理新技術主要包括兩方面，一方面是對傳統技術的改進，另一方面是處理重金屬廢水的新方法。
1.1化學沉澱法
化學沉澱法有中和沉澱法、硫化物沉澱法、鋇鹽沉澱法和鐵氧體法，其中較為新型的技術是鐵氧體法。鐵氧體法是日本電氣公司（NEC）研究出的一種從廢水中去除重金屬離子的新方法。做法是：在含重金屬離子的廢水中加入鐵鹽，利用共沉法從廢水中製取鐵氧體粉末。鐵氧體法可一次去除廢水中多種重金屬離子，鐵氧體沉澱不再溶解。鐵氧體法處理重金屬廢水效果好，投資省，設備簡單，沉渣量少，且化學性質比較穩定鍵迅。在自然條件下，一般不易造成二次污染。鐵氧體法捕集金屬離子的機理是通過晶格取代的方式而非一般磨亮旅的化學反應，因此有可能突破溶度積常數的限制而同時對多種重金屬離子產生作用，特別適用於處理工業生產中所產生的含多種重金屬離子的廢水。
1.2吸附法
吸附法是利用多孔性固態物質吸附水中污染物的一種方法。海泡石是一種天然纖維狀含鎂水合硅酸鹽粘土，對廢水中重金屬的吸附有很好的效果，理想分子式為[Si12Mg8（OH）4]（H2O）48H2O.海泡石對水中的Ni2+，Co2+，Pb2+，Cu2+和Cd2+有較好的吸附效果，尤其對高濃度重金屬有較好的吸附性能。有機硅吸附劑對重金屬也有較好的吸附效果。有機硅吸附劑是一類由碳官能有機硅單體制備的聚合物或經這些單體處理過的無機材料或合成材料。化工及金屬冶煉企業所排出的廢水中常含有有色金屬及有毒金屬元素，採用含NHC（S）CH3和NHC（S）NH官能團的有機硅可有效地吸附這些元素，它們具有很高的吸附容量及分配系數。此類有機硅吸附劑對Hg，Cu，As，Sb的吸附容量最大，對Cu，Hg，Te，Th，Bi的分配系數大。利用這些吸附劑可以同時分離多種金屬，並且可以在很寬的pH范圍內吸附重金屬，一般不需要特定的pH值，但凈化污水的最佳pH值為5~9.未改解的水解木質素本身可以作為吸附劑，主要用於吸附去除各種重金屬離子。Karsheva等人研究發現，水溶性木質素是一種有效的吸附劑，可用於去除水中的鉛離子。Lalvani發現一種可以吸附溶液中的Cr3+和Cr6+的木質素，該木質素可以去除63%的Cr6+、100%的Cr3+.
1.3離子交換法
由於重金屬廢水中的重金屬大多以離子狀態存在，所以用離子交換法處理能有效地除去和回收廢水中的重金屬。採用微波輻射促進化學反應技術，引用氧化還原引發體系，可在纖維素上接枝丙烯酸/丙烯醯胺來合成具有特定功能的吸附樹脂。研究表明：在最佳的合成工藝條件下，樹脂對Cu2+的吸附率為99.2%，吸附容量為49.6mg/g，用8%NH3H2O作為淋洗液對樹脂洗脫再生，洗脫率在85%以上。大昂吸附樹脂重復使用7次時，對重金屬離子的吸附率仍可保持在90%以上，具有良好的再生使用壽命。超級吸水樹脂SAPC也可以脫除廢水中的重金屬離子，SAPC對Cr3+，Co2+離子的富集能力強，對Hg2+，Pb2+，Ni2+富集能力次之。
1.4改性濾料法
同濟大學高乃雲教授分別用氧化鋁塗層砂和氧化鐵塗層砂去處水中的金屬鋅，發現pH>9時，塗瞎凳層砂除鋅率達100%.印度工業學院Jiban K.Satpathy用平均尺寸為0.71mm的過濾石英砂塗以硝酸鐵，將塗層濾料（15cm高度）置於直徑1.1cm的玻璃柱中，實現了分別在不同的pH值條件下從鍍鎘、鍍鉻廢水中有效去除鎘、鉻。Edwards等人用鐵氧化物覆蓋的砂粒柱進行了Pb2+，Cd2+，Ni3+和Cr3+吸附實驗，結果表明：水中溶解態的重金屬離子Pb2+，Cd2+，Ni3+，Cr3+在pH為8.5時幾乎可以全部除去。高乃雲等在用氧化鐵塗層改性濾料除砷，實驗中發現除砷效果顯著，去除率可以達到95%以上，且遵循pH值、高去除率的規律[8].
1.5萃取法
萃取法屬於物化處理法，是水處理技術中的一個重要方法，大多數重金屬廢水可以用萃取法處理。傳統重金屬的溶劑萃取，前處理費時費力，還必須使用大量有機溶劑，如果後期處理不當，會對環境造成二次污染。而超臨界CO2流體（CO2SFE），選擇性好，流程簡便，萃取速度快，能耗低，後處理簡單，具有溶劑萃取所沒有的優勢。超臨界流體是指處於臨界溫度和臨界壓力以上的流體。SFE化學性質穩定，萃取條件溫和，萃取後可回收，無溶劑殘留，被稱為「綠色溶劑」，是目前應用最為廣泛的超臨界流體萃取劑。盡管利用CO2SFE萃取技術大規模治理環境重金屬污染的經濟性尚無定論，但隨著工業級CO2SFE流體萃取技術的日益完善，其節能、節時、省力的優勢會逐漸顯現出來。
1.6新工藝法
1.6.1無害化誘導結晶新工藝
無害化誘導結晶新工藝利用誘導結晶原理，以碳酸鈉為沉澱劑，使重金屬離子形成難溶鹽在流態化的硅砂表面結晶沉積從而達到去除重金屬的目的。這種工藝操作方便，處理量大，佔地面積小，而且在硅砂表面產生的金屬沉積物，結構密實，含水率低。對反應飽和後的硅砂可採取加酸溶解回收重金屬或採用水泥固化硅砂的措施，從而達到對重金屬廢水的最終無害化處理。重金屬廢水經流態化結晶沉積法及過濾處理後，重金屬離子去除率可達99%，無需沉澱池，反應速度快，且無污泥產生。
1.6.2微電解生物法組合工藝
採用微電解生物法組合工藝處理含鉻廢水時，在實驗過程中，電鍍廢水中的重金屬離子通過微電解法預處理可去除90%以上，剩餘部分被後續工藝的微生物功能菌去除。實驗結果表明：對Cr6+含量為50mg/L，Cu2+含量為15mg/L，Ni2+含量為10mg/L的廢水，經處理後，重金屬離子的凈化率達99.9%，且無二次污染。微電解法利用機械加工過程中的廢鐵屑處理電鍍廢水，不僅處理效果較好，而且成本低廉，操作簡便。生物法凈化含鉻電鍍廢水的優點是污泥量少，凈化效果好。實際工程運用中，對電鍍廢水選用廉價的鐵碳法進行預處理，再用SR功能菌進行深度處理，也不失為一種降低處理費用提高處理效率的好方法。利用微電解生物法組合工藝處理含鉻電鍍廢水，完全能夠達到國家規定的排放標准。
1.6.3鐵屑固定床工藝
鐵屑固定床處理重金屬廢水工藝是指：電鍍生產工藝過程中產生的含Cr6+廢水，經過鐵屑固定床的綜合作用，出水在進入沉澱池沉澱後，上清液可作為處理水排放或回用。其基本原理是鐵屑對絮體的電附集和對反應的催化作用，以及電池反應產物的混凝、新生絮體的吸附和床層的過濾等作用的綜合效應的結果，其中主要作用是氧化還原和電附集。該工藝具有省水、節電、運行費用低、無二次污染等特點，可以解決重金屬廢水治理難題，對於其他重金屬的處理，只需調整工藝參數即可。
1.7生化處理法
生化處理法是藉助微生物或植物的絮凝、吸收、積累、富集等作用去除廢水中重金屬的方法，包括生物吸附、生物絮凝、微生物代謝等方法。
1.7.1生物吸附法
生物吸附法是指生物體藉助化學作用吸附金屬離子的方法。藻類和微生物菌體對重金屬有很好的吸附作用，並且具有成本低、選擇性好、吸附量大、濃度適用范圍廣等優點，是一種比較經濟的吸附劑。用生物吸附法從廢水中去除重金屬的研究，美國等國家已初見成效.有研究者預處理假單胞菌的菌膠團後，將其固定在細粒磁鐵礦上來吸附工業廢水中Cu2+，發現當濃度高至100mg/L時，除去率可達96%，用酸解吸，可以回收95%銅，預處理可以增加吸附容量。但生物吸附法也存在一些不足，例如吸附容量易受環境因素的影響，微生物對重金屬的吸附具有選擇性，而重金屬廢水常含有多種有害重金屬，影響微生物的作用，應用上受限制等，所以還需再進行進一步研究。
1.7.2生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。生物絮凝法的開發雖然不到20年，卻已經發現有17種以上的微生物具有較好的絮凝功能，如黴菌、細菌、放線菌和酵母菌等，並且大多數微生物可以用來處理重金屬。生物絮凝法具有安全無毒、絮凝效率高、絮凝物易於分離等優點，具有廣闊的發展前景。邵穎和葉玉漢研究了聚合鋁與天然陽離子有機高分子殼聚糖復合後的絮凝特徵及復合絮凝劑對重金屬廢水的處理應用。結果表明，聚合鋁與殼聚糖復合能相互促進其絮凝效能，對重金屬廢水的去除率可達97%以上。
2、結語
由於重金屬廢水處理比較復雜，且水體中含有多種重金屬離子，所以在處理過程中應該考慮採用多種方法和工藝的綜合運用，以達到最好的處理效果。在選擇方法上也應該遵循經濟、方便、不產生二次污染的原則。
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④ 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。

⑤ 目前主流的凈水技術有哪些

1、礦化法

是指在凈化的基礎上再向水中增添對人體有益的礦物元素（如鈣、鋅、鍶等元素）其目的是發揮礦泉水的保健作用。市售凈水器一般通過在凈水器中添加麥飯石來達到礦化的目的。

2、活性碳吸附

較為常用，多用本質、煤質、果殼（核）等含碳物質通過化學法或物理活化法製成。它有非常多的微孔和比表面積，因而具有很強的吸附能力，能有效地吸附水中的有機污染物。

此外在活化過程中，活性碳表面的非結晶部位形成一些含氧官能團，這些基團使活性碳具有化學吸附和催化氧化、還原性能，能有效去除水中一些金屬離子。

3、微過濾及超過濾法

微過濾法是用纖維素或高分子材料製成的微孔濾膜，利用其均一孔徑來截留水中的微粒、細菌、膠體等，使其不通過濾膜而被去除。這種微孔膜過濾技術又稱粒密過濾技術，能夠過濾微米或納米級的微粒和細菌。超過濾和微過濾都屬於膜分離技術。

(5)非鈉離子的水處理技術擴展閱讀：

反滲透系統是整個凈水系統的核心部件，只有通過反滲透才能達到凈水的標准。反滲透系統主要採用膜過濾工藝。然後水分子可以通過反滲透膜。其他一些如鈣、鎂、鈉等離子隨廢水一起排掉。

反滲透除鹽原理，就是在有鹽分的水中（如原水），施以比自然滲透壓力更大的壓力，使滲透向相反方向進行，把原水中的水分子壓到膜的另一邊，變成潔凈的水，從而達除去水中鹽分的目的，這就是反滲透除鹽原理。

⑥ 超純水處理流程和介紹！及純水處理那些甚

一、開抄機
1、打開水襲源進水球閥。
2、按下超純水處理系統「電源」開關，開關內置指示燈亮，純水設備進入自動工作狀態;純水設備將自動進行一系列檢測，合乎設定要求後，超純水機將自動造水，儲水桶滿水後自動停機，處於待機狀態。如果純水機有漏水現象，則停止進水電磁閥，檢修時，關閉電源總開關，待檢修完畢後，把漏水保護器上的水擦乾，重新開機。
二、取水
1、純水取用：
打開取水球閥，即可在純水取水口取用純水，取用完畢後，關閉球閥即可。
2、超純水取用：
按下「超純水取用」鍵，開關內置指示燈亮，即可取用超純水，此時電阻表顯示水質。取用完畢後，再按一下「超純水取用」鍵，開關內置指示燈滅，即可停止取用超純水。

⑦ 常用的凈水方法有哪些

常用方法有:

1. 煮開

2. 消毒

3. 蒸餾

4. 過濾
   

一杯健康的好水對我們的身體健康非常重要，現在水處理技術有很多，下面為大家詳細介紹以上幾種方法。

1. 這是能確保你喝上清潔水的最簡單方法。煮開水是傳統的凈化水方式，只需要將水加熱煮沸即可。在水達到沸點，冷卻後就能喝了。煮開水能馬上殺死微生物和寄生蟲。

2. 這一過程涉及用漂白粉等清潔劑凈化水。其主要作用是摧毀微生物。了解清潔劑類型很重要，因為有些會導致副作用，不安全。不要使用有氣味的漂白劑。用漂白粉消毒過的凈化水不應產生氣味。

3. 蒸餾法涉及煮開水釋放蒸汽，然後將收集到的蒸汽冷卻重新形成液體。有些不幹凈的雜質顆粒可能會在蒸餾過程中留下來，因此這種凈化水方式不是最佳方案。雖然蒸餾不能徹底凈化水，但水的大部分能被凈化。

4. 有時候，水凈化還不足以讓水可飲用。溶解的鹽和礦物質數量定義了水的純度。如果鹽和礦物質失去平衡，就會產生氣味或難聞味道。過濾能幫助清除導致失衡的元素，只留下能喝的水。使用活性炭可能是理想選擇，因為它能修復平衡，讓水保持純凈。
   

⑧ 2017年水處理技術論文(2)

2017年水處理技術論文篇二
淺談給水處理技術的發展

[摘要] 水與人們生活生產密切相關，而且水是保障人民生活發展工業生產不可缺少的物質基礎。近年來，人口增長、水資源的分布不均、污染加劇等問題造成水資源不足日益嚴重。因此給水處理技術一直在改進。本文旨在介紹一些給水處理日益發展的基本技術。

[關鍵詞] 給水處理 污染物 現代化 高級氧化 膜技術

1.現代化處理技術

1.1化學氧化

水質處理常用氯氧化，當有機污染尚未得到去除時，會產生較多的有害消毒副產物。目前採用KMnO4語氣復合劑(一種專門商品)的應用逐漸展開，對氧化有機物、改善混凝取得較好效果。臭氧預氧化可以提高有機物的可生物降解性，又可除嗅、脫色，去除鐵、錳，但往往結合後續深度處理臭氧—活性炭時才採用。

1.2加吸附劑粉末炭

粉末炭，具有吸附能力好、投加靈活、對污染物處理效能高等優點，但由於耗費較高(約105元/m^3左右)，一般只有在消除沖擊性污染時採用，投加量需10～20mg/L，現在一些水污染事件中就曾應用過此技術，此外還可以通過此技術對原水進行控制，並將該技術演化，如形成活性炭吸附帶控制突發性污染事件等。

1.3調節pH

由於投加酸與鹼，運行成本增加，又在原水中增加無機離子，在我國很少採用，國外在此方面研究較多，這里不做詳述。但其對原水pH的控制以及對某些污染物去除還具有良好的功效的，這一點也被業內廣泛認可。

1.4生物預處理

20世紀70年代以來，生物處理工藝越來越廣泛應用於市政給水生物處理方法包括生物接觸氧化法、生物轉盤、生物流化床、生物濾池氧化法、生物活性炭濾池和膜生物反應器等多種形式。生物預處理藉助微生物的生命活動對水中的氨氮等有機污染物和鐵、錳等無機物進行去除，從而改善水的混凝沉澱性能，使後續工藝較好的發揮作用，提高出水的水質。

2.給水處理的新技術

2.1高級氧化技術

高級氧化技術是給水處理的新技術，並受到了許多的關注，在水處理中有廣泛的應用，高級氧化技術包括臭氧氧化技術、超臨界水氧化技術、光催化氧化技術、超聲空化氧化技術等。

2.1.1臭氧氧化技術

臭氧由於其在水中有較高的氧化還原電位，常用來進行殺菌消毒、除臭、除味、脫色等，在飲用水處理中有著廣泛的應用。近年來，由於氯氧化發用於給水、循環水處理和廢水處理中有可能產生三氯甲烷等“三致”物質而受到限制，使臭氧在水處理中的作用受到了更多的關注。但臭氧應用於廢水處理還存在著一些問題，如臭氧發生的成本高，而利用率偏低，臭氧處理的費用高;臭氧與有機物的反應選擇性較強，在低劑量和短時間內臭氧不可能完全礦化污染物，且分解生成的中間產物會阻止臭氧的進一步氧化。因此，提高臭氧利用率和氧化能力就成為臭氧高級氧化法的研究熱點。臭氧的高級氧化技術就是通過臭氧氧化與各種水處理技術的結合，形成氧化性更強、反應選擇性較低的羥基自由基。

2.1.2超臨界水氧化技術

超臨界水反應與氧化組合為“超臨界水氧化(SCWO：Supercritical Water Oxidation)”技術，應用較多。超臨界水有優良的溶劑特性，增加了電導率和離子值。表示溶劑的極性的電導率，在常溫常壓下的值較高(78)，在高溫高壓下的己烷和甲醇等無極性，與弱極性的有機溶劑的電導率等值(2～30左右)。因此，在高溫高壓下的水溶解有機物是可能的。

SCWO技術有以下特點：

1) 將有機物完全分解成水和二氧化碳，使之無害化。

2) 不產生以二惡英為代表的有害的副產物。

3) 反應速度快，單位時間內處理量大，裝置小型化。

4) 與焚燒爐不同，不需要煙筒，不排放煙氣。

在臨界溫度下易於控制加水分解反應，或易於控制原子團的反應，這是超臨界水作為反應溶劑的優越性。不用酸和鹼即可進行廢水處理，是極好的環境處理技術。

2.1.3光催化氧化技術

所謂光催化氧化反應，就是在光的作用下進行的化學反應。光化學反應的活化能來源於光子的能量，在太陽能的利用中光電轉化以及光化學轉化一直是十分活躍的研究領域。光催化氧化技術利用光激發氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結合。所用光主要為紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工藝，可以用於處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯苯等難降解物。另外，在有紫外光的Fenton體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協同效應，使H2O2分解產生羥基自由基的速率大大加快，促進有機物的氧化去除。

2.1.4超聲空化氧化技術

超聲空化是指水中的微小泡核在超聲波作用下被激化，表現為泡核的振盪、生長、收縮及崩潰等一系列動力學過程。超聲空話技術就是利用聲解，將水中有機物轉化為CO2、水、無機離子和有機酸等成分。超聲空化技術具有少污染或無污染、設備簡單等優點，同時，還伴有殺菌消毒功效，是一種很有潛力的水處理新技術。但現階段超聲空話技術主要用於實驗室小水量的處理研究中，尚處於基礎研究階段。為了提高降解速度同時降低費用，國內外的水處理工作者又相繼研究開發了關於超聲波與其他技術相聯合的新工藝，如臭氧/超聲波聯合工藝。在臭氧/超聲聯合處理含酚水的實驗研究中，取得了較好的處理效果。

2.2膜處理技術

隨著人類對膜的逐步認識，各種人工合成膜也應運而生，其種類繁多，作用也千差萬別，但是它們具有一個共同的特點---選擇透過性。膜從廣義上可以定義為兩相之間的一個具有選擇透過性的薄層屏障。

膜式活性污泥法技術是分離技術與生物技術有機結合的新型的水處理技術。是利用膜分離設備截留生化反應池中的活性污泥和大分子有機物，省掉二沉池。活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時間和污泥停留時間可以分別控制，而難降解的物質在反應池中不斷反應、降解。因此膜處理工藝是通過膜分離技術大大強化了生物處理的功能。

3.結語

我國的給水處理目前普遍採用混凝、沉澱、過濾、消毒組成的常規水處理技術， 優點是水處理成本低， 平均處理效果較好。此外， 水源污染加劇， 常規水處理工藝對某些有機污染物的去除效果不佳。而新興的水處理技術對水質的改善提供了支撐。臭氧-活性炭處理、膜技術等水處理技術在去除效率、無害性等方面均有常規處理無法比擬的優勢， 並且在發達國家的使用經驗也表明了這些技術的可靠性。隨著科技的進步， 材料學的發展，這些新興工藝的成本也在逐漸降低。因此我們可以預見， 未來的水處理， 將朝著更安全、更高效、更環保的方向發展。

參考文獻

[1]陸煜康，唐鋰.水處理節能和新能源的應用.北京：化學工業出版社，2010，5

[2]苑寶玲，王洪傑.水處理新技術原理與應用.北京：化學工業出版社，2006，1

[3] 陸煜康.水處理新技術與能源自給途徑.機械工業出版社，2008，8

作者簡介：

闞沙沙(1992-)，女，漢族，吉林松原人，鄭州大學，水利與環境學院，給水排水工程.

郭丹丹(1991-)，女，漢族，河南許昌人，鄭州大學，水利與環境學院，給水排水工程.


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