❶ 怎樣簡易將地下水凈化成軟化水
將地下水凈化成軟化水通常需要通過以下步驟:
1. 沉澱過濾:將地下水通過一個沉澱池,使其中的沉澱物沉澱到池底,然後再通過過濾器過濾掉雜質和懸浮物。
2. 陽離子交鉛顫換:將過濾後的水通過一個陽離子交換器,將其中的鈣、鎂等硬度離子和鐵、錳等金屬離子交換成鈉離子,使水質變軟。
3. 活性炭吸附:將加鈉離子後的水通過活性炭過濾器,去除其中的異味、色度和氯等有機物質。
4. 紫外線消毒:將通過前三步處理後的水通過紫外線消毒器,進行殺菌消毒,保證水質安全。
需要注意的是,上述方法僅適用於家庭使用的小型軟化水處理設備,如果需槐模敗要處理大量地下水,需要使用碼碰更為先進的處理設備和技術。另外,軟化水處理的過程中需要使用一些化學試劑,應當注意安全,避免直接接觸皮膚和吸入有害氣體。
❷ 要使硬水變為軟水有幾種方法
硬水變為軟水可以通過以下方法:
1、用石灰、純鹼等軟水劑處理,使水中Ca2+、Mg2+生成沉澱析出,版過濾、沉澱法。權
2、對硬水進行加熱的煮沸法。
3、使用泡沸石、水化硅酸鈉鋁進行的離子交換法。
4、電滲析法:用直流電源作動力,使水中的離子選擇性地透過離子交換膜而獲得軟水。
5、石灰—純鹼法:暫時硬度加入石灰就可以完全消除。
(2)一天20方軟化水技術方案擴展閱讀:
硬水的特徵:
1、含有鈣、鎂、鉀、鈉等豐富礦物質;
2、硬水與水中的礦物質含量成正比;
3、硬水與軟水不應作為「是否有益健康的生活和飲用水指標」。
❸ 如何軟化水
一、離子交換法
家用軟化水設備是應用離子交換技術,通過樹脂上的功能離子與水中的鈣、鎂離子進行交換,從而吸附水中多餘的鈣、鎂離子,達到去除水垢(碳酸鈣或碳酸鎂)的目的。
二、物理打包法
利用納米晶高能聚合球體,把水中鈣、鎂離子、碳酸氫根等打包產生不溶於水的納米級晶體,從而抑制水垢的生產,納米晶軟水機不用電、不費水、不用鹽、不用任何化學添加劑,在高效抑垢的同時保留對人體有益的礦物質和微量元素,是一種綠色環保的軟水機,解決了現軟化技術多方面的缺陷。
(3)一天20方軟化水技術方案擴展閱讀:
軟水有如下的作用:
一、防止水管道、熱水器、咖啡機,加濕器、蒸汽電熨斗、浴缸、淋浴噴頭、抽水馬桶等家庭器具積留水垢、經常堵塞、熱效率低等現象。
二、煮咖啡、沖茶葉,口感獨特,味道純正。養花,延長開花期,綠葉無斑點,花朵艷麗。養魚,預防各類魚類疾病。軟水煮飯飽滿、蓬鬆、口感好;衛生器具,晶瑩剔透,無污漬斑點。
三、延長豆腐保質期,豆漿更香濃,豆芽不需生長素,長勢粗壯。洗菜,清除農葯成分,延長蔬菜保鮮期。煮飯,縮短時間,米粒松軟光潤、麵食不易膨脹。烹調,保持蔬菜的天然口感和營養成分。
四、洗衣,預防靜電、脫色、變型,清洗餐具,潔凈無水漬,提高器皿光澤度。清洗廚房浴室,強勁去污、除異味。具有較強的去污力。軟水洗滌衣物纖維,不會發硬,發脆,節約洗滌用品。
五、軟水從根本上消除了水鹼,使設備安全運行,節省經費支出,減少水設備及水管道維修費60%以上,減少熱水燃料費30%以上,減少洗滌劑購置費50%以上。
❹ 硬水軟水如何轉化 硬水軟水轉化方法介紹【詳解】
很多消費者在飲用白開水的時候,經常會覺得聞起來有一股怪味,喝到偶嘴裡略微苦澀,時間長了水杯很容易形成水垢等,其實這種種跡象表明,普通的白開水就是我們水處理專家常說的硬水,而硬水裡面含有各種物質對人體健康十分有益。與之相對應最適合居家生活、洗衣、洗碗用的便是軟水。看到這里,相信很多消費者容易糊塗,究竟硬水軟水如何轉化呢?怎樣搭配使用才最健康舒適呢?下面就和我一起來看看吧。
一、中央軟水系統
水中的鈣、鎂離子實際上是溶解的礦石。當水流經岩層和地壤時溶解了鈣和鎂的沉積物,這種溶解的礦物最終進入到地下水層。當水從地下水層被抽到表面時,水中含有溶解的硬性礦物質,這種水稱為硬水。軟水器使溶解在水中的鈣鎂硬性礦物質被軟化劑樹脂上的軟性礦物質鈉交換。所有這三種礦物都是叫做陽離子的帶正電荷離子。在適當的壓力容器中,含硬性礦物的水通過離子交換樹脂可發生離子交換反應。在現代的軟水器中裝有千百萬顆微細的聚苯乙烯/二乙烯苯塑料球,所有小球都含有許多吸引正離子的負電荷交換位置。當樹脂處在再生狀態時,這些負電荷交換位置為帶正電荷的鈉離子占據。當鈣和鎂經過樹脂貯槽時,它們與樹脂小球接觸,從交換位置上取代鈉離子,從而被除去。通過天然樹脂置換出水中鈣、鎂離子等,降低水的硬度;有效減少對衣物和皮膚的磨損,避免管道、潔具、衛浴設備等結垢問題。
運用離子交換的原理,用軟化系統中的鈉離子交換樹脂吸附水中的鈣、鎂離子,釋放鈉離子,使水質得到軟化的工作過程。可有效去除水垢,調節水質,減少硬水對肌膚、衣物的損害。
二、中央凈水系統
中央凈水系統
運用了KDF濾料、活性炭和反洗工藝,自來水首先經過KDF濾料,去除水中的雜質懸浮物及絕大部分的余氯和坦悶重金屬、硫化氫等,並抑制細菌生長,活性炭可進一步對水中的微小有機物、余氯、重金屬等進行吸附及過濾,並對水質進行脫色、除臭。反洗是對KDF和活性炭的定期清洗,保證其能效的持續發揮。可有效降低、分離水中的雜質和化學元素,提升飲用水的口感。
凈水運行過程:
自來水→多路閥進水口→ KDF→活性炭→下布水器→中心管→多路閥出水口→用水點
在這個過程中,自來水首先經過KDF濾料,去除了水中的雜質懸浮物以及絕大部分的余氯和重金屬、硫化氫等,並抑制細菌的生長,後進入活性炭。活性炭進一步對水中的微小有機物、余氯、重金屬等進行吸附及過濾,並對水質進行脫色、除臭以改善水質口感。
反洗過程:
自來水→多路閥進水口→中心管→下布水器→活性炭→ KDF→多路閥排廢口→排水管
經過一段時間的凈水運行過鎮信坦程,雜質和膠體會覆蓋在 KDF的表面,活性炭也因大量吸附雜質而降低效能,因此,必須對KDF和活性炭進行定期的清洗。在反洗狀態下,KDF和活性炭會浮起,在水流的作用下,帶去積淀,露出新鮮表面,從而使他們恢復功能先有效清除水中的氯、重金屬、細菌、病毒、藻類及固體懸浮物,後用活性炭進一步去除各種有機物,讓出水清澈、潔凈、無鹵,可直接飲用;系統具備自動維護功能。
三、RO純凈水系統
逆滲透是美國政府所發展成功用於太空科技,利用自然界逆滲透原理,將污水加壓,使純凈的水分子穿透薄膜產生純水,同時將不能穿透薄膜之各種有害物質排放。美國太空總署〈NASA〉將RO用於太空梭回收太空人尿液純化再供飲用,也用於航空母艦、及潛水艇將海水淡化供士兵飲用。目前則普遍應用於一般家庭之飲用水,此乃人類飲水的一大突破。
RO純凈水系統採用反滲透式工藝,主要利用半透膜的滲透原理,通過一定的方式給它施加一種壓力,反於自然滲透方向的力,使濃溶液中的水向稀溶液中滲透,從而達到有效去除供水二次污染而產生的細菌、病毒、重金屬離子等的作用,保留對人體有益的礦物質和微量元素,濾後水可直接生飲。純凈水系統採用5層過濾原理:
第一層:5微米PP棉沉積式前過濾,除去塵土、鐵銹、砂礫;
第二層:顆粒狀活性炭預過濾,除去氯、臭味、甲烷、農葯;
第三層:壓縮活性炭(或1微米PP棉)預過濾,除去大部分有機物質;
第四層:RO逆滲透膜,除去所有有機雜質及其他溶於水中的固體或重金屬,製造純水;
第五層:後置活性碳除去異味使水質甘醇甜美。
蓄水桶:密閉式高壓蓄水桶確保過濾後活性水不受御桐二次污染。
四、選購水處理設備時的注意事項
1、看資質--選擇正規產品,中華人民共和國衛生部衛生監督中心明確發布生活飲用水衛生監督管理辦法。消費者在購買的時候可到衛生行政許可公眾網進行查詢。
2、看材質--選擇耐用產品,市場上目前存在不銹鋼、玻璃鋼、鑄鐵、鋁制、食品級樹脂或PVC等材料。前三種屬於抗壓性比較好的材質,可以用做 前置過濾器 (中央機)。後兩種屬於抗壓性比較差的材質,只能用在前置過濾器(中央機)的後端,用做 直飲機 使用。這幾種材質中,抗壓性和耐腐蝕性以不銹鋼為最好,價格也相對較高,食品極樹脂或PVC抗壓性較差,價格也比較低。
3、定功能--選擇適合自己用途的產品,選擇水處理器要先明確自己的目的,首先從大的概念上說是要凈化水還是要軟化水。凈化水是去除水中泥沙、雜質、細菌、重金屬、余氯、有機物以及一些礦物質。軟化水是去除水中的鈣鎂離子,最直接的說就是水垢。
4、選濾 --到底解決什麼問題,目前凈水材料常用的主要有PP棉,活性碳,KDF,超濾膜,RO膜(反滲透膜、逆滲透膜),石英砂,麥飯石,紅外線礦化球等。不同的凈水材料會產生不同的凈化效果,消費者可以根據自己想要的凈化效果選擇一款適合的 凈水器 。
5、比大小--供水是否夠自己用,這是最直觀的辦法,凈水器一般都是根據瞬間出水量來定型號的,超過1。0噸/小時的可稱為中央凈水器,小於1。0噸/小時的可稱為直飲凈水器。而這個出水量跟體積和進出水口的直徑有關系,通常是越大的凈水機瞬間出水量越大。 ,當然也不能一味只追求大的出水量,還要保證出水質量才行,因此選擇知名品牌更放心些!
6、比服務--選擇值得信賴的銷售商家,首先是安裝凈水機的售前服務,根據地區水質不同,水路設計不同,房間大小不同等各種因素,應該給出比較完善的購買建議並在安裝後詢問使用效果,根據客戶的要求再做改善。另外,水處理材料在使用過程中由各種原因引起的滲漏都是有可能出現的, 選擇信譽好的公司在使用材料,安裝管件,安裝師傅等環節都有保證,免去您的後顧之憂!
❺ 軟化硬水方法
硬水軟化的三種主要方法
1. 煮沸法(只適用於暫時硬水)
煮沸暫時硬水時的反應:
Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑
由於CaCO3不溶,MgCO3 微溶,所以碳酸鎂在進一步加熱的條件下還可以與水反應生成更難溶的氫氧化鎂:
MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑
由此可見水垢的主要成分為CaCO3和Mg(OH)2
2. 石灰——純鹼法 (工業用)
在這種方法中,暫時硬度加入石灰就可以完全消除,HCO3-都被轉化成CO32-。而鎂的永久硬度在石灰的作用下會轉化為等物質的量的鈣的硬度,最後被去除。反應過程中,鎂都是以氫氧化鎂的形式沉澱,而鈣都是以碳酸鈣的形式沉澱。
Ca2+(aq) --石灰-蘇打法--> CaCO3(s)
Mg2+(aq)--石灰-蘇打法--> Mg(OH)2(s)
3. 離子交換法
這種方法中用到的離子交換劑,有無機和有機兩種。無機離子交換劑,如沸石等;有機離子交換劑包括:碳質離子交換劑——磺化酶,陰陽離子交換樹脂等,而且一般的離子交換劑在失效後還可以再生。
採用特定的陽離子交換樹脂,以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來,由於鈉鹽的溶解度很高,所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前最常用的標准方式。主要優點是:效果穩定準確,工藝成熟。可以將硬度降至0。採用這種方式的軟化水設備一般也叫做「離子交換器」(由於採用的多為鈉離子交換樹脂,所以也多稱為「鈉離子交換器」),即軟水機原理。
❻ 怎樣簡易將地下水凈化成軟化水
簡易將地下水凈化抄成軟化水的方法:
將水煮沸。是將地下水軟化的最簡易方法。生活常用方法。
蒸餾。實驗室常用的將硬水軟化的方法。
離子交換法。沸石和離子交換劑雖然都不溶於水,但其中的鈉離子和氫離子可與硬水中的鈣、鎂離子發生交換反應,使鈣、鎂離子被沸石、人造沸石、離子交換劑吸附而被除去。長期使用後失效的沸石和離子交換劑可以通過再生而重復使用,故此法是既經濟又先進的軟水法。
磷酸鹽軟水法。對於鍋爐用水,可以加入亞磷酸鈉(NaPO3)作為軟水劑,它與鈣、鎂離子形成絡合物,在水煮沸時鈣、鎂不會以沉澱形式析出,從而不會形成水垢。此法不適合於飲用水的軟化。
❼ 軟化水質的方法
軟化水質的方法有5種,我下面詳細介紹一下。一、離子交換法
方法:採用陽離子交換樹脂,以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來,由於鈉鹽的溶解度很高,所以就減少了隨溫度的增加而造成水垢生成的情況。該軟化水處理法適用范圍:餐飲、食品、化工、醫葯等領域、空調、工業循環水等應用中。目前較常用的標准方式。
特點及作用:結果穩定,工藝成熟。可以將硬度降至0。
二、加葯法
方法:向水中加入阻垢劑,可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結合的特性,從而使水垢不能析出、沉積。
該軟化水處理法適用范圍:由於加入了化學物質,所以水的應用受到很大限制,一般情況下不能應用於飲用、食品加工、工業生產等方面。在民用領域中也很少應用。
特點結果:一次性投入較少,適應性廣。水量軟大時運行成本偏。
三、膜分離法
方法:納濾膜(NF)及反滲透膜(RO)均可以攔截水中的鈣鎂離子,從而減少水的硬度。只能將硬度降到小范圍。該軟化水處理法適用范圍:一般較少用於軟化處理。
特點結果:結果而穩定,處理後的水適用較廣。對進水壓力有較高要求,設備投資、運行成本都較高。
四、電磁法
方法:採用在水中加上電場或磁場來改變離子的特性,從而改變碳酸鈣(碳酸鎂)沉積的速度及沉積時的物理特性來制止硬水垢的形成。該軟化水處理法適用范圍:多用於商業(如中央空調等)循環冷卻水的處理,不能應用於工業生產及鍋爐補給水的處理。
特點結果:設備投資小,安裝方便,運行費用低。不夠穩定性,沒有統一的衡量標准,而且由於主要功能是影響范圍內的水垢的物理性能,所以處理後的水的使用時間、距離都有局限。
五、石灰法
方法:向水中加入石灰。
該軟化水處理法適用范圍:適用范圍大流量的高硬水。
特點結果:只能將硬度降到小范圍。
❽ 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。
❾ 工業上是如何軟化水的
工業一般都是生產用水,用水量會很大,用蒸餾法確實是太浪費時內間和能源了。現在工業上容一般都用鈉離子交換法,就是利用鈉離子樹脂把鈣鎂離子置換出來,君浩環保軟化水設備就是這樣做的,設備是全自動運行,省時省力,效率還高。
❿ 如何軟化硬水 3種方法來軟化硬水
目錄方法1:分辨硬水1、確認你是否生活在硬水地區。2、留意肥皂在水中的起泡能力。3、決定是否需要完全軟化水。方法2:使用前軟化硬水1、把水燒開後再喝。2、用碳酸鈉(洗滌鹼)或石灰軟化水。3、添加氨水、硼砂、鹼液或碳酸鈉。4、用濾水壺軟化要飲用的水。5、在廚房和浴室水槽的水龍頭裝上類似的濾水器,軟化從水龍頭流出的水。方法3:安裝硬水軟化系統1、安裝用鈉替換鈣和鎂的水軟化器。2、安裝磁性凈水器。硬水含有大量礦物質,特別是鈣和鎂。這些礦物質會留下沉澱物,堵塞排水管,在玻璃和瓷磚上形成水垢,使肥皂不能起泡,並在皮膚和頭發留下一層薄膜,阻塞毛孔,使細菌和污垢難以清除。雖然研究表明硬水不會危害健康,但它的確造成很大的不便。本文會介紹幾種軟化硬水的方法,看看哪一種適合你吧!
方法1:分辨硬水
1、確認你是否生活在硬水地區。全球各地的水硬度不同。如果你使用自來水,可以向本地市政府水務部門了解水硬度。
如果你家有自己專屬的水井,或許也可以向本地市政府了解這方面的信息。取決於你所在的地方,市政府也許能告訴你該區的主要水源,給你看一些測試結果,包括水的軟硬度。
採集水樣,交給本地水質測試實驗室化驗。如果你家有自己專屬的水井,懷疑可能是硬水,也可以使用市售的水硬度試劑組。
2、留意肥皂在水中的起泡能力。用清潔用品,例如牙膏、洗碗液、洗衣精和其它家居清潔劑時,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、決定是否需要完全軟化水。即使家中用的是硬水,也不一定要軟化它。硬水軟化技術帶來的副作用,遠遠大於硬水的麻煩程度。如果你可以忽略這個問題,不讓它影響生活,不妨考慮接受硬水,或是按部分2的方法,做些小調整,改善生活方式,但不需要花錢安全水軟化系統。離子軟水器用鈉離子代替礦物離子。這樣做家務更方便,但水的含鹽量高,會殺死植物,使土壤不適宜新植物生長,破壞鹽水沉積處的水體。
不過,軟化水能延長水管使用壽命,使需要用到肥皂的家務更方便。
一個好的折中方法是只將水軟化系統安裝在熱水管,這樣只有一半的用水經過鈉離子軟化。
方法2:使用前軟化硬水
1、把水燒開後再喝。你也可以用沸水清潔廚房和浴室、刷牙、洗澡和洗頭,提高清潔用品的效率。將水煮沸幾分鍾,然後讓它冷卻。水面上會結一層肉眼可見的石灰顆粒。使用水前,先將它們舀起來丟掉。
你也可以將水放久一些,等待顆粒沉入水底。小心地舀取清水,不要攪動沉澱在下面的石灰顆粒。等到水位只剩下幾厘米高時,將底下滲著石灰顆粒的水倒掉。
2、用碳酸鈉(洗滌鹼)或石灰軟化水。過去,住在硬水地區的家庭經常會裝一大桶水,不需要蓋著,放一點碳酸鈉或石灰,靜置幾天,之後取上面的水用。這個方法很費時,所以如今並不常用。
3、添加氨水、硼砂、鹼液或碳酸鈉。當你洗衣或做其它家務,添加肥皂時,順便將上述其中一種物質添加到水裡,可以讓洗滌劑發揮作用。雖然它們不能軟化水,但據知能防止石灰與肥皂相互作用,幫助起泡。使用時,仔細遵循包裝上的警告和指示。將500克碳酸鈉放入1升沸水中溶解。水冷卻後,將它裝進瓶子里封好。做清潔工作時,將2湯匙溶液拌入約4升水中。
將1/4湯匙鹼液放入1杯水中溶解,再將溶液拌入約4升水中。
4、用濾水壺軟化要飲用的水。許多零售商店有出售各種品牌的濾水壺。有的能軟化水,幫助飲用水、咖啡、茶和其它飲料保留味道和香氣。
5、在廚房和浴室水槽的水龍頭裝上類似的濾水器,軟化從水龍頭流出的水。如果你想過濾清潔用的水,這是最簡單的方法。某些款式的濾水器還有可以開關的閥門,讓你決定是要直接使用水龍頭的水,還是要先過濾一番。
方法3:安裝硬水軟化系統
1、安裝用鈉替換鈣和鎂的水軟化器。如果你所在的地方水源硬度高,這是軟化水最有效的方法。機械性水軟化器防止水垢,提高加熱水的效率,使衣服和經常清洗的物品有更長的使用壽命。
市面上有幾種機械性水軟化器,價格、運作成本和效率不一。飲用前,一定要先測試經過處理的水。
2、安裝磁性凈水器。這類軟化系統改變鈣離子,使它們無法形成水垢。凈水器比軟化器便宜,運作成本也比較低,處理過的水可以安全飲用。
凈水器不是在所有情況下都有效,而且未必能軟化水。批評者對它們是否有效抱有懷疑的態度。水軟化程度的差異比軟化器大。
小提示軟化水可以立刻幫你省下清潔用品的開銷,你不需要用大量牙膏、洗衣精等產品,就能取得良好的清潔效果。用電量也會減少,因為清潔東西變得更簡單、更快,而且所需的清潔次數也減少了。水軟化器可以延長水管和家用電器的使用壽命,用電器清洗的物品更耐久。
所有軟化水的方法都需要花錢,但你省下的錢遠比成本多。有的需要先支付一筆費用,有的需要一直給運作費,有的則需要付兩種費用。不過,你也應該考慮到軟化器能幫你省錢。