❶ 循环水除垢防垢方法
循环水除垢防垢方法就是使用高能物理水处理技术。
循环水通过高能物理装置后,水中的大分子团变成小分子团,并且会带上一个电核,水中的钙镁离子结构发生改变,不会在形成结晶体附着在器壁上,而是形成蓬松松软状漂浮在水面上,并随着循环水排出。
循环水主要有工业和家用两种,主要目的都是为了节约用水。工业循环水主要用在冷却水系统中,所以也叫循环冷却水;家庭循环水主要用在热水器上。循环水由循环泵、控制系统、单向阀等组成,它与热水器、热水主管、热水回管组成一套完整的热水循环系统;工作原理是控制系统给信号循环泵,循环泵带动水在内部循环启动热水器加热,达到设定时间或温度时停止工作,热水使用点即开既有热水。
❷ 电化学除垢的缺点
对管道材质的使用范围有限,仅对塑料管道材质有效,且流速不稳定,电化学除垢效果也有所不同,存在一定的局限性。
❸ 工业循环水除垢用什么
主要看啥垢,酸不溶物为主的垢一般分为几类,微生物粘泥垢(粘泥玻璃清洗附带脉冲通气),沙和土类建议用物理冲洗,锈和碳酸钙垢建议用酸洗即可!最主要的还是尽量日常运行阻垢缓蚀杀菌灭藻好好做!
❹ 电化学除水垢,是用什么东西产生的化学反应
是利用电能和化学能相互转化的原理,电解反应将水分子打散,变成中性的小分子还原水,细化后的水分子具有很强的溶解性和渗透性,它们可以渗透到水垢及铁锈层,将其分解,达到除垢、除锈的目的。
❺ 工业循环水除垢杀菌化学方法和物理方法各有什么优缺点
工业循环水除垢,化学杀菌的方法高效,但是有毒害作用,物理方法成本低,但是效果不明显。
❻ 中央空调循环水处理的清洗除垢处理
按照国际惯例,中央空调每年都应科学清洗保养一次,否则就会出现生物粘泥堵塞,从而影响中央空调制冷效果,浪费能源,增加维修费用。根据日本栗田水处理公司提供的资料,生垢0.2~0.5mm厚度,换热效率降低33%,中央空调运行耗能平均增加20%左右。
化学清洗是清除中央空调水系统内水垢和污垢的最为有效的办法,但会腐蚀管道。中央空调清洗的范围主要包括:
1.冷冻水系统清洗(包括:膨胀水箱、蒸发器、管道等)
1.1 膨胀水箱的清洗。
1.2 整个系统的杀菌剥离处理和全有机化学清洗
1.3 整个系统的缓蚀预膜处理。
2.冷却水系统清洗(包括冷却塔、冷凝器、管道等)
2.1 冷却塔的物理清洗及杀菌灭藻。
2.2 整个系统的杀菌剥离处理和全有机化学清洗。
2.3 整个系统的预膜处理。
清洗之前要对水质进行采样分析,调查了解设备运行使用情况,判断污垢主要成分,根据水质分析、系统材质和设备系统运行与结垢情况制订清洗方案。其具体操作步骤分为:
清水冲洗:启动系统循环水泵,用大流量的清水尽可能的冲洗掉系统中的灰尘、泥沙、脱落的藻类及腐蚀产物等疏松的污垢,以节约用清洗药剂量,降低清洗成本,为下一步的化学清洗做准备。
杀菌剥离:排放出污水后补充清水,在循环水系统内的冷却塔和膨胀水箱中分别一次性的加入杀菌剥离剂,杀死系统中菌藻类微生物,并使设备、管道内表面附着的生物粘泥剥离脱落;通过水泵循环运行12~24小时,进行杀菌灭藻剥离污垢,最后从最低点排放污水。
清洗除垢:系统补入清水后加入具有溶垢、渗透与分散作用的清洗剂和清洗缓蚀剂,启动水泵将管道系统内的浮锈、水垢、油污等清洗下来,分散于水中,随水排出,还原清洁的金属表面。循环清洗两次,每次12小时,并要求加清水置换排污至浊度小于20ppm即视为清洗结束,最后将Y型过滤器上的过滤网拆开,蘸药剂手工清洗干净。
钝化或预膜:设备管道经过清洗后其金属表面处于十分活跃的活性状态,极易二次氧化锈蚀。A:若设备清洗后封存,则对设备进行预膜钝化处理;B:若设备清洗后立即投入使用,则需进行预膜缓蚀处理,以更好的保护洁净的金属表面防止氧化锈蚀。
对于循环水系统预膜处理的药剂主要有专用预膜剂和缓蚀剂两种。
采用专用预膜剂进行预膜处理时,系统先补入清水,并确认系统中水的浊度小于15ppm后,则于冷却塔或膨胀水箱处一次性投加具有分散作用的预膜剂,启动循环水泵运行72小时以上,在金属表面形成致密的聚合高分子保护膜;最后加水置换排污至浊度小于10ppm。这种预膜方式主要在敞开式冷却水系统中较为广泛应用。
若采用缓蚀剂来进行系统预膜时,系统先补入清水,并确认系统中水的浊度小于15ppm后,则于冷却塔或膨胀水箱处一次性大剂量的缓蚀剂,启动水泵循环运行48小时以上,使药剂能均匀分散于整个循环水系统中,在金属表面形成致密的聚合高分子保护膜,以起防蚀作用。其后可以直接转入日常水质稳定处理,无须再排污。这种预膜方式主要在密闭式的冷冻水系统中较为广泛应用,这其实也就是冷冻水系统水质日常维护中投加缓蚀剂。
循环水系统清洗过程完成后,就进入了日常水质维护阶段,即通过加入水质稳定剂,降低金属材质生锈速率,抑制水中菌藻滋生,防止钙、镁盐结垢、沉淀,最大限度的保持设备和管道的金属表面清洁。这样就可减少中央空调清洗次数,延长设备的使用寿命。
❼ 智流的污水提升器怎么样今年下半年准备动工,现在在看污水提升的设备
问:污水提升器怎么样
答:
电化学除垢技术被称之为“环境友好”型技术,是一种能够“主动除垢”的技术,能够从根本上去除成垢离子,应用在工业循环水的处理中,可以代替或减少阻垢剂,减少杀菌灭藻剂、缓蚀剂投加量,提高循环冷却水的浓缩倍率从而降低循环水系统补水量和排污水量,提高整个系统的循环利用率,同时降低药剂带来的二次污染,有很好的节能减排和环境保护效果。
一、电化学除垢原理
电化学除垢技术虽然能够“主动除垢”、从根本上去除成垢离子,可以缓解系统内腐蚀和微生物生长问题,还可以去除水系统中的重金属离子、氨氮、COD等,能够提高循环水系统浓缩倍数,减少排污和补水,但仍然存在除垢速率低、缓蚀性能差、杀菌灭藻不足的问题,尤其在高硬、高碱、高氯强结垢、强腐蚀的水质中容易出现结垢、腐蚀、菌藻滋生问题。
❽ 有什么常用的软化水处理方法
本发明公开了一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,将电解槽分隔成阳极室和阴极室,并分别置有阳极板和阴极板;根据I≥1.01Qη(M+2M2)得到电流,待软化的水流经阴极室,通电后,在阴极室内形成强碱性区域,体系pH≥10,产生的OH‑,使Ca2+生成CaCO3晶体,Mg2+生成Mg(OH)2晶体,且随着pH值的增大,碳酸钙晶体的zeta电位降低,晶体聚团行为加强而讯速形成晶核;过饱和的晶体悬浮液随水流流出电解室的过程中,以此晶核为生长点并迅速成长,实现自发结晶,再进行沉降或过滤,即完成软化。本发明计算出适宜电流值,将水中钙镁离子一次性除去,且在处理过程中阴极板上几乎不会附着水垢,电能利用效率高达90%,极大提高了设备的处理能力和便于实现数字化和自动化控制。
权利要求书
1.一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)通过隔膜或细孔板将电解槽分隔成阳极室和阴极室,并将阳极板和阴极板分别置于阳极室和阴极室中;
(2)通一电流,所述的电流根据I≥1.01Qη(M+2M2)计算得到,其中,I为电极板的电流,单位:A;η为目标软化率,单位:1;Q为阴极室的水流量,单位:L/s;当M0>M1时,M=M0;当M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时,M=2M1-M0;M0为待软化水的碱度,单位:mgCaCO3/L;M1为待软化水的钙硬度,单位:mgCaCO3/L;M2为待软化水的镁硬度,单位:mgCaCO3/L;
(3)待软化的水流经阴极室,通电后,在阴极室内形成强碱性区域,体系pH≥10,电解产生的OH-,与HCO3-反应生成CO32-,然后与水体中的Ca2+结合生成CaCO3晶体;与Mg2+结合生成Mg(OH)2晶体,且随电解的继续,阴极液pH值增大,CaCO3晶体的zeta电位降低,晶体聚团行为加强而迅速形成晶核,随高速水流流出阴极室的过饱和CaCO3和Mg(OH)2悬浮液以此晶核为生长点并迅速成长,实现自发结晶,生成肉眼可见的固体颗粒物,悬浮于水中,再进行沉降或过滤,即完成软化。
2.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,其特征在于,还包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时,向阴极液中通入足量空气或二氧化碳。
3.根据权利要求2所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,其特征在于,常温常压下通入空气的流量根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算得到,其中,Q1为向阴极室通入空气的流量,单位:L/s。
4.根据权利要求2所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,其特征在于,常温常压下通入CO2的流量根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算得到,其中,Q0为向阴极室通入CO2的流量,单位:L/s。
5.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,其特征在于,所述的阳极板为碳电极、贵金属电极或钛基金属氧化物电极中的一种;所述的阴极板为定型导电材料中的一种。
6.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,其特征在于,所述的隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜、石棉纤维膜、无纺布、化纤滤布或陶瓷隔膜中的一种;所述的细孔隔板为带有微小细孔且不影响导电的塑料薄板。
7.一种利用权利要求1~6所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置。
8.根据权利要求7所述的软化硬水的装置,其特征在于,至少在所述的阴极室的两端分别设有进水口和出水口,在所述的进水口上设有空气或二氧化碳补气口,在所述的出水口上连有过滤器或沉降池。
9.根据权利要求8所述的软化硬水的装置,其特征在于,在所述的出水口与所述的过滤器或沉降池之间设有第一气液分离器。
10.一种软化硬水的系统,其特征在于,将若干个权利要求8所述的电解槽并联、串联或串并复合连接,且在阴极室出水口的汇集处设有第二气液分离器。
说明书
一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法及其装置
技术领域
本发明属于电化学软化水技术领域,特别涉及一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法及其装置。
背景技术
利用电化学技术进行水体脱盐除垢处理,早在2006年就有文献(Desalination,2006,201:150)报道,随后也有不少国内文献及专利(西安交通大学学报,2009,43(5):104;专利公开CN105523611A、CN204198498U)报道过,并在工程实践中得到一定程度的应用。相比于传统的消石灰软化法,电化学脱盐软化水技术占地空间小、处理速度快、不需要使用絮凝剂无二次污染、废弃固体物少,操作简单方便,可实现数字化控制,具有很高的经济效益和环境效益。用于冷却循环水的除垢防垢领域,与以往传统的化学加药方法以及电磁技术、超声波技术相比,电化学技术的优点在于能够将水中的成垢的钙镁离子以水垢沉积的方式从水中取出,并能提高浓缩倍数,达到节水减排的目的。
现有的电化学设备主要用于冷却循环水的除垢防垢领域,为提高除垢效率,中国专利公开CN105621538A、CN201923867U及CN105329985A等专利对电化学除垢设备进行了相应的优化设计,其创新点在于充分优化电化学设备内部结构,扩大阴极面积,简化操作,提高设备的处理效率与处理能力。
为了摆脱极板面积大小的限制因素,以色列文献(Desalination,2010,263:285;Journal of Membrance Science,2013,445:88)提出了一种新的处理方法,利用阳离子交换膜将电解槽分隔为阳极室与阴极室,将待处理的水流经阴极室后,引入外部结晶器内进行诱发结晶以提高极板处理能力,电能利用率达到50%。中国专利CN204198498U利用刮刀刮掉阴极板垢以提供微小晶核增加结晶比表面积,虽在一定程度上提高了电能的利用率,但其电能利用率依旧偏低,一是增加了阴极动力旋转部分的电耗,二是由于其辅助电极接正电且在阴极室内,其表面必定会析氧(氯)而产生H+,可消耗阴极产生的部分OH-而导致电能利用率降低,另外其在后续工艺中提及需添加絮凝剂造成二次污染及处理成本的增加,另外其设备内腔底部没有隔膜将阴阳两室分开,而其实施例中阳极室酸性水一直往复循环部分H+必会进入阴极室,也会降低电能的利用率。生活中大部分水体都是硬水即碱度小于硬度(等同于重碳酸根的含量低于钙镁量),故在不补加二氧化碳的情况下不能完全消除硬度。专利CN106277369A虽也提及阴阳极间加隔膜,但同样要求阴极室出水口需连接一外部结晶器诱发结晶,结晶器体积庞大且时效性低,因无二氧化碳的补给同样存在硬度水条件下不能完全消除硬度达到彻底软化水的目的。
发明内容
本发明的第一目的是提供了一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,向电解槽中通入电流,使得阴极室内形成强碱性区域,利用电解产生的OH-,使得Ca2+生成CaCO3晶体,与Mg2+生成Mg(OH)2晶体,并随着电解的进行,阴极室pH值增大,碳酸钙晶体聚团行为加强而迅速形成晶核,使得过饱和的CaCO3和Mg(OH)2悬浮液高效自发结晶,避免了诱发结晶和外加絮凝剂而带来的二次污染,减少了工序步骤,而且时间上也快很多,投资少、设备占用空间也少,处理能力大。
本发明的第二目的是提供了一种利用上述高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置及其系统,向电解槽中通入电流,使得阴极室内形成强碱性区域,利用电解产生的OH-,使得Ca2+生成CaCO3晶体,与Mg2+生成Mg(OH)2晶体,并随着电解的进行,阴极室pH值增大,CaCO3晶体聚团行为加强而迅速形成晶核,使得过饱和的CaCO3和Mg(OH)2悬浮液高效自发结晶,避免了诱发结晶和外加絮凝剂而带来的二次污染,减少了工序步骤,而且时间上也快很多,投资少、设备占用空间也少,处理能力大。
本发明的技术方案如下:
一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,包括以下步骤:
(1)通过隔膜或细孔板将电解槽分隔成阳极室和阴极室,并将阳极板和阴极板分别置于阳极室和阴极室中;
(2)通一电流,所述的电流根据I≥1.01Qη(M+2M2)计算得到,其中,I为电极板的电流,单位:A;η为目标软化率,单位:1;Q为阴极室的水流量,单位:L/s;当M0>M1时,M=M0;当M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时,M=2M1-M0;M0为待软化水的碱度,单位:mgCaCO3/L;M1为待软化水的钙硬度,单位:mgCaCO3/L;M2为待软化水的镁硬度,单位:mgCaCO3/L;
(3)待软化的水流经阴极室,通电后,在阴极室内形成强碱性区域,体系pH≥10,电解产生的OH-,与HCO3-反应生成CO32-,然后与水体中的Ca2+结合生成CaCO3晶体;与Mg2+结合生成Mg(OH)2晶体,且随电解的进行阴极室pH值的增大,CaCO3晶体的zeta电位降低,晶体聚团行为加强而迅速形成晶核,随高速水流流出阴极室的过饱和CaCO3和Mg(OH)2悬浮液以此晶核为生长点并迅速成长,实现自发结晶,生成为肉眼可见的固体颗粒物,悬浮于水中,再进行沉降或过滤,即完成软化。
优选为,还包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时,向阴极液中通入足量空气或二氧化碳。
优选为,常温常压下通入空气的流量根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算得到,其中,Q1为向阴极室通入空气的流量,单位:L/s。
优选为,常温常压下通入CO2的流量根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算得到,其中,Q0为向阴极室通入CO2的流量,单位:L/s。
优选为,所述的阳极板为碳电极、贵金属电极或钛基金属氧化物电极中的一种;所述的阴极板为不锈钢、铸铁、石墨、铝或铜等定型导电材料中的一种。
优选为,所述的隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜、石棉纤维膜、无纺布、化纤滤布或陶瓷隔膜中的一种;所述的细孔隔板为带有微小细孔且不影响导电的塑料薄板,如聚四氟乙烯塑料薄板。
本发明还公开了一种利用上述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置。
优选为,至少在所述的阴极室的两端分别设有进水口和出水口,在所述的进水口上设有空气或二氧化碳补气口,在所述的出水口上连有过滤器或沉降池。
优选为,在所述的出水口与所述的过滤器或沉降池之间设有第一气液分离器,用来收集绿色能源—氢气。
本发明还公开了一种软化硬水的系统,将若干个上述的电解槽并联、串联或串并复合连接,且在阴极室出水口的汇集处设有第二气液分离器,用来收集绿色能源—氢气。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
一、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,通过I≥1.01Qη(M+2M2)计算出一适宜电流,使得阴极室内形成强碱性区域,体系pH≥10,利用电解产生的OH-,使得Ca2+生成CaCO3晶体,与Mg2+生成Mg(OH)2晶体,并随着电解的进行,阴极室pH值增大,CaCO3晶体聚团行为加强而迅速形成晶核,流出阴极室的过饱和悬浮液以此晶核为生长点高效自发结晶,实现将水中大部分或全部钙镁离子一次性除去,且在阴极板上不会附着水垢,无需诱发结晶和外加絮凝剂,避免了二次污染,减少了工序步骤,具有软化效率稿,投资少、设备占用空间少,处理能力大等优点;
二、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,还根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算通入空气的流量和根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算通入二氧化碳的流量,以提供足够量的HCO3-,达到所需软化率;
三、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法,根据通入电流的计算公式和通入空气或二氧化碳的计算公式,计算出电流值及通入空气或二氧化碳的速率,便于实现数控化和自动化,使用清洁电能作为唯一的“处理剂”,无色环保无污染。
❾ 冷却塔循环水除垢、防垢有什么好的办法
使用辽宁抄星力电化学除垢设备袭,该设备是引进以色列技术研发生产的。设备主要有阴极板和阳极板(专利)组成,安装在循环水管道的旁路上,其工作原理是利用电化学法氧化和还原循环水中的成垢物质,使其定向生成在电极板上,定期处理。在电解过程中阳极板主要生成次氯酸HCLO3等强氧化物质,氧化循环水中的有机物和无机物起到杀菌除藻的作用;阴极板主要生成氢氧根离子(OH-)碳酸根离子(CO3-)当循环水中的钙镁离子经过该区域时产生还原反应,生成碳酸钙,氢氧化镁,硅酸钙等附着在阴极板上,达到一定厚度即可清理,排除循环水体系外,从而达到很好的杀菌除藻,除垢防垢的效果。使用星力电化学定向除垢设备无需添加缓蚀剂,阻垢剂和杀菌剂,可以减少循环水的污水排放,同时也可以提高循环水的浓缩倍数,节约用水20%-40% 。