⑴ 軟化水處理設備的工作原理
軟化水設備工作原理
由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般採用陽離子交換樹脂(軟水器)，將水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置換出來，隨著樹脂內Ca2+、Mg2+的增加，樹脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低。當樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之後，就必須進行再生，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子在置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換功能。
軟化水設備特點
1、高效：軟化水裝置整體設計配套合理，使樹脂的有效工作交換容量得以充分發揮。
2、省工：自動化程度高，無需設專人值守。
3、省水：軟化水裝置制水率達98%以上。
4、省電：採用虹吸再生原理，無需鹽泵，耗電量僅相當於手動軟水設備的1%。
5、佔地空間小：只需提供樹脂罐和鹽罐的佔地空間，節省管路、鹽泵所佔空間。
6、調整方便：用戶可根據實際需要，自行調整再生周期和再生時間。
7、運行費用低：由於自動化程度高，軟水器能適應水量變化，精確地計量產水量、計量再生劑的用量，避免了再生時再生劑無辜的浪費，同時可節省大量的人工費。
工業水處理設備、飲用水處理設備、灌裝設備、水處理配件幾大類。
工業水處理設備
電廠大型反滲透設備，醫葯電子等行業超純水設備，花卉瓜果澆灌用純凈水設備，加葯設備，鍋爐軟化水設備;
飲用水處理設備
食品、飲料行業純凈水設備，水廠純凈水礦泉水設備，農村生活飲用水設備，賓館、學校、機關單位、食堂等直飲水設備。
灌裝設備
大桶、小瓶灌裝線，刷桶拔蓋機;
水處理配件
濾料，濾芯，增壓泵，反滲透膜，膜殼，精密過濾器，流量計，壓力表，臭氧發生器，紫外線殺菌器，阻垢劑等。
⑵ 水的軟化處理有哪些基本方法，水處理
水的硬度主要由其中的陽離子：鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)離子構成。
當含有硬度的原水流經鈉內離子的樹脂層時，水中的鈣容、鎂離子被樹脂吸附，同時釋放出鈉離子，這樣交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水,當樹脂吸附鈣、鎂離子達到一定的飽和度後，出水的硬度增大，此時軟水器會按照預定的程序自動進行失效樹脂的再生工作，利用較高濃度的氯化鈉溶液(鹽水)通過樹脂，使失效的樹脂重新恢復至鈉型樹脂。
⑶ 軟化水處理器5600在吸鹽時為什麼出水管仍然在流出硬水
1、富萊克5600是美國民用控制閥。就是家庭中用的，用水要求不嚴格，在吸鹽時，為了預防緊急用水，還是保留了硬水出口，就是不經過軟化的原水出來。
2、解決辦法：加個電磁閥、執行器。
⑷ 軟化水處理設備原理是什麼
由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般採用陽離子交換內樹脂(軟水器)，將水中的容Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置換出來，隨著樹脂內Ca2+、Mg2+的增加，樹脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低。
當樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之後，就必須進行再生，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子在置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換功能。
由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示鈉離子交換軟化處理的原理是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。
⑸ 為什麼要進行軟水處理
因為軟水中含有不可溶解的Ca
Mg礦物質！
⑹ 軟化水處理原理
目前通常意義上的軟化指的是用鈉離子型離子交換樹脂將水中的鈣鎂離子去除版。
軟化水處理的原理是離權子交換。通過離子交換樹脂將形成硬度的鈣鎂離子置換為鈉離子，產水就是軟化水。
對水質影響：將原水中的鈣鎂離子取代為鈉離子。
處理後的水當然含有鹽分，軟化是置換而不是去除。處理前後含鹽量沒有明顯變化。
處理後的水鈉離子含量升高。做一般家庭用水可減少結垢情況。
⑺ 經過水處理後軟化了的水洗起來是不是滑滑的
是的，水質是有些滑滑的感覺，主要是裡面的雜質去除了，就類似水內里只有H2O這種物質，容我們的洗手液或者洗衣粉及肥皂等洗化品里是與水裡的一些雜質和洗物之間進行一些結合，微量的聚合，而去離子水就沒有這些能力去聚合多於的洗化液里的一些成分，導致有些滑滑的手感。
做軟化水一的設備有鈉離子軟化系統和高級一些的反滲透設備 ，鈉離子去除設置里一般添加微量的水處理葯劑和一些樹脂產品，而高級的反滲透設備里除了定期對反滲透設備的入水口投加反滲透膜阻垢劑之外還需要對水質進行檢測，當然反滲透設備出來的水軟純度較高，一般的可能達到三級純水的標准，葯劑國內山東鑫泰水處理有， 還有提醒一下，關於反滲透葯出來的超純水大家不可多飲用，因為缺少了礦物質，對人的身體益較小。所以超純水一般做化工分析和一些特殊的試驗及水質要求使用。
⑻ 軟化水處理軟化水中影響軟化效果的因素是什麼
1. 流速(gpm/ft，m/h)
通常流速越大離子交換所需要的工作層越大，樹脂有效利用率會下降，但全自動鈉離子交換器產水能力會提高。反之流速越小所需的工作層越少，樹脂利用率增加，但設備產水能力下降。過小的流速會造成原水只與樹脂表面離子進行交換，水不能進入樹脂內部。樹脂表面通常僅提供20%的交換容量。樹脂裡面能提供80%交換容量。合理的交換流速對提高設備產水能力及交換能力是非常重要的，一般建議運行流速控制在（中國20-30m/h，美國4-10pm/ft2）小型全自動鈉離子交換器裝置可適當提高。
2. 水與樹脂的接觸時間：（gpm/ft3）
水與樹脂的接觸時間越長，交換越充分，但相對單位樹脂的產水能力下降，接觸的時間越短，交換越充分，單位樹脂的交換能力下降，而單位樹脂的產水能力提高。因此合理的接粗時間對於軟化器的經濟運行非常重要。一般建議1.0-5.0gpm/ft3樹脂或8-4bv/h。（每小時流量為樹脂裝載量的八至四十倍）
3. 樹脂層的高度
全自動鈉離子交換器罐體樹脂層越低，因流速對其交換能力的影響就越大，當樹脂層高度達到30英尺（762mm）時，樹脂層高度造成的流速對其交換能力的影響可降到比較低的程度。因此一般建議樹脂層高度大於30英尺（762mm）
4. 進水含鹽量
進水含鹽量的高低直接影響出水的品質，而進水含鹽量中K，Na的總含量對出水品質的影響非常大。
例：當原水含鹽量為500PPM，其中Na+K為零，硬度為10mol/m3，如果我們再生用151b/ft3(240g/L)出水質量可達到近乎0.00。
當原水含鹽量為500PPM而Na+K為250PPM，硬度為5mol/L接近0.04mmol/L(超過了國家低壓蒸汽鍋爐進水要求)若要出水達到0.03mmol/L以下，必須使用(181b/ft3，290g/L)
5. 溫度
水溫增加能同時加快內擴散，提高交換能力，無論是運行或再生，適當地提高水溫對全自動鈉離子交換器是有益的。
6. 再生劑質量(NaCl)
再生劑存度越高，樹脂的再生度越高，出水的離子泄露量越少，因此提高再生劑純度及運用軟化水溶鹽可提高再生度。
7. 再生液流量
通常再生液流量越小獲得的再生效果越好。但過低的再生液流量會使再生時間過長，易使再生劑繞過樹脂表面再生。因此一般要求再生液流量在0.25-0.9gpm/ft3(或順洗流量4-6m/h，逆流再生2-3m/h)
8. 再生液濃度
根據離子平衡原理，再生液濃度提高，可以使樹脂的交換能力提高， 但再生劑用量一定的條件下，再生液濃度過高，會縮短再生液與樹脂的接觸時間，從而降低了再生效果.一般鹽液濃度控制在10%左右為宜.
9. 再生劑用量
樹脂的交換在再生理論上是按等當量進行即1mol的再生劑可恢復 一個1mol的交換容量，(即使用58.43的NaCl).但實際上再生劑的耗量 要比理論值大得多.實驗證明再生劑用量越多，獲得的樹脂工作交換容量越大。出水質量越好。但隨著再生劑用量的不斷增加，工作交換容量的提高會越來越少。經濟性會不斷下降。因此再生耗鹽，應根據不同的原水水質，再保證一定的交換能力及水質條件下，盡可能選用比較經濟合理的耗鹽量。在美國通用低壓鍋爐的全自動鈉離子交換器，採用240g/l鹽再生1升樹脂。
10.樹脂
不同的樹脂所提供的交換能力是不一樣的。通常鍋爐用全自動鈉離子交換器要求使用的樹脂其交聯度不應低於7。
大哥，記得加分啊！！！呵呵
⑼ 鍋爐水處理軟化時加食鹽起什麼作用
鍋爐水使用鈉離子會越來越少，軟化是如果不及時補充，會得不到理想的軟化效果，加入食鹽或者其他鈉型還原劑都是可以的，只要能及時補充鍋爐水的鈉離子，又不影響水質即可。
⑽ 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。