㈠ 尾水处理处置的主要方法
1.三池两坝尾水处理模式
该模式对养殖水域进行科学规划,在池塘升级改造基础上(进排水分开),利用物理和生物生态的方法,采用“三池两坝”的工艺流程,对养殖尾水进行生态化处理,实现循环利用或达标排放。
养殖尾水治理设施单元面积占比:尾水处理设施单元面积应根据养殖品种、养殖密度、产量、排水水力停留时间等因素因地制宜进行设计。尾水治理设施单元包括生态沟渠、沉淀池、过滤坝、曝气池、生态净化池等,其总面积须达到养殖总面积的一定比例,根据不同养殖品种其设施面积建议要求如下:(1)鳜、鲈、鳢等肉食性鱼类的尾水治理设施总面积不小于养殖总面积的8%;罗非鱼、四大家鱼及其它养殖品种的则不小于养殖总面积的6%。(2)虾类的尾水治理设施总面积不小于养殖总面积的5%,蟹类的则不小于养殖总面积的3%。(3)龟鳖类、鳗鲡的尾水治理设施总面积不小于养殖总面积的10%。为达到尾水处理最佳效果,沉淀池与生态净化池面积应尽可能大,沉淀池、曝气池、生态净化池的比例约为45:5:50。
适用于面积在50亩以上集中连片淡水池塘养殖。
2.人工湿地尾水处理模式
该模式在池塘建立人工水生态系统,利用内基质、植物和微生物等协同作用,经过物理和生物两重处理,达到去除或消减水中污染物的目的。人工湿地应用于养殖尾水处理,可实现养殖尾水循环利用或达标排放。
工艺流程及处理要求:主要包括生态沟渠→沉淀池→人工湿地(复合式人工湿地)→养殖池塘(外部水域)。处理后水质达标排放或循环利用。
养殖尾水治理设施单元面积占比:人工湿地一般要求其总面积须达到所要治理的养殖总面积的10%以上。
适用于面积在50亩以上集中连片淡水池塘养殖模式。
3.渔稻共作尾水处理模式
采用渔农综合循环利用模式,使养殖尾水处理与稻渔共作相结合。养殖尾水直接进入稻田。稻田中养殖鱼、虾、蟹等经济动物,消除田间杂草和水稻害虫,并疏松土壤;水稻吸收氮、磷等营养元素净化水体,净化后的水体再次进入养殖系统进行循环利用,形成一个闭合的“稻-渔”互利共生良性生态循环系统,实现“一水多用、生态循环”。
工艺流程及处理要求:养殖池塘→稻田→养殖池塘。要求养殖用水循环使用。
面积配比:池塘养殖条件下,每2000~5000公斤产量配套10~15亩稻田。
适用淡水池塘、淡水养殖工程设施养殖尾水处理。
4.温室鱼菜共生处理模式
鱼菜共生是一种新型的复合农业,它把池塘养殖和作物栽培这两种原本完全不同的农耕技术,通过巧妙的生态设计,达到科学的协同共生,从而实现养鱼不换水而无水质忧患,种菜不施肥而正常生长的生态共生效应。该模式将池塘养殖中残饵和粪便等高污染物,通过底排的方式进入收集池,通过收集池沉淀后将浓缩的污染物排放到发酵池中,经过十几天发酵后,将发酵液通过管道进入温室鱼菜共生系统中,用于作物栽培,上清水回塘继续用于池塘养殖。鱼菜共生系统是一种可持续循环型零排放的低碳生产模式。当下,农村生活污水处理是涉及家家户户的“民心工程”,鱼菜共生系统能实现污水处理与循环利用,可以与美丽乡村建设相结合。
工艺流程及处理要求:主要包括养殖池塘→底排污管道→收集池→上清水回塘;沉积物进入发酵池→发酵液→温室鱼菜共生系统→养殖池塘。要求养殖用水循环使用。
养殖尾水治理设施占比面积:一般要求温室鱼菜共生系统与池塘配比为1:2~5左右。
适用于面积在50亩以上集中连片淡水池塘养殖模式。
5.“一池一渠”简易尾水处理模式
该模式是利用生物生态的方法,采用“一池一渠”的简易工艺流程,对养殖尾水进行处理实现循环利用。
工艺流程及处理要求:主要包括养殖池塘→生态沟渠→生态净化池→养殖池塘。要求养殖用水循环使用。
养殖尾水治理设施占比面积:一般要求尾水治理设施总面积须达到养殖总面积的3%~5%。
适用于50亩以下的分散型淡水池塘养殖模式。
6.池塘养殖底排污尾水处理模式
该模式利用物理与生物净化相结合的方法,在养殖池塘底部修建排污设施,将养殖过程中产生的含残饵、粪便等有机颗粒废弃物的废水排出池塘,经固液分离、过滤、鱼菜共生净化等处理后,循环利用或达标排放,而固体有机颗粒物作可为农作物有机肥。
工艺流程:养殖池塘→池塘底排污系统→固液分离池→鱼菜共生。
适用于山区池塘、小型水库等有水位差的养殖模式或者淡水高位池。
7.池塘养殖三级过滤池尾水处理模式
该模式充分利用池塘自然条件和辅助设施开展池塘养殖水生态治理,主要是在排水沟渠、空地等地方开挖并且修建水泥池,通过修建水泥池并添加滤料来完成。采用溢流系统—弧形筛—碎石过滤—细沙过滤—陶粒过滤+生物降解的工艺流程,尾水经过处理后,循环利用或达标排放。
养殖尾水治理设施占比面积:利用养殖池塘排水沟渠及配套设施用地等开展养殖水生态治理设施升级改建。根据不同养殖品种,设施面积占比建议如下:(1)四大家鱼、罗非鱼,设施总面积应达到养殖总面积的3%。(2)虾类,设施总面积应达到养殖总面积的2%;蟹类,设施总面积应达到养殖总面积的1.5%。(3)杂交鳢、加州鲈、太阳鱼、黄颡鱼、斑点叉尾鮰等鱼类,设施总面积不小于养殖总面积的5%。
适用于50亩以下的分散型淡水池塘养殖模式。
8.海水高位池养殖尾水处理模式
该模式以实施海洋生态系统食物链原理的生物净化为主,物理化学净化为辅的治理思路,采用“预处理+三池两坝”处理工艺进行尾水治理。养殖尾水首先经排水沙井网隔进行粗过滤,分离虾壳、死虾、残饵等大颗粒污染物后,排入初沉池(一级池)进行沉淀过滤处理;再进入生物净化池(二级池)作进一步净化处理;最后进入理化净化池(三级池),经沉淀净化后排放。回收三个池的沉积物,经过干燥、集中发酵后生产有机肥料,资源化利用。
尾水治理设施总面积占养殖总面积的10%~16%。
适用于沿海高位池养殖模式。
9.三池三槽尾水处理模式
该模式利用生物净化为主,物理化学净化为辅的方法,采用“三池三槽”生态处理工艺,形成生态多元化,结构合理,食物链丰富完整的工艺,提高污染物的去除有效率;并在传统技术基础上进行改良、创新,使养殖尾水通过综合治理得到有效净化,最终实现循环利用或达标排放。
养殖尾水治理设施占比面积:设施面积约占总养殖面积的5%~10%。
适用于海水普通池塘养殖模式。
10.海水稻渔耦合尾水处理模式
利用“海水养殖+海水稻种植”尾水处理模式可以构建“海水池塘+稻渔共生”“海水设施养殖+稻渔共作”等形式,是典型的渔农综合循环利用模式。“海水养殖+海水稻种植”将池塘养殖排污尾水处理及“跑道鱼”等设施转型分区式养殖尾水处理模式与稻渔共作相结合。稻田中进行水稻和鱼、虾、蟹的综合种养,放养的蟹、虾、鱼消除田间杂草,消灭稻田中的害虫,疏松土壤;环田沟中集中或分散建设标准流水养鱼槽,流水槽或排污池塘集约化养殖海水鱼、虾蟹等水产品,养鱼流水槽或底排污池塘中的肥水直接进入稻田促进水稻生长;水稻吸收氮、磷等营养元素净化水体,净化后的水体再次进入流水槽设施或排污池塘进行循环利用,形成了一个闭合的“稻-虾蟹-鱼”互利共生良性生态循环系统,实现“一水两用、生态循环”。
工艺流程及处理要求:池塘、跑道设施养殖→集污管道→海水稻田→池塘、跑道设施。
养殖尾水治理设施占比面积:每个流水槽(或相同产量的排污池塘)配套10~15亩稻田。
适用于盐度1.2%以下的排放水与海水稻田耦合,高于1.2%以上的排放水需要稀释盐度后方能进行耦合。
11.工厂化养殖尾水处理模式
该模式主要通过生物调控、物理调控、化学调控等方式进行循环水分流处理。
适用于海水工厂化养殖。
12.池塘岸基一体化设备尾水处理模式
该模式处理系统由池塘和一体化尾水处理设备构成,首先将池塘底部营养盐较高的水体抽提到一体化尾水处理设备中,一体化尾水处理设备处理分为三级处理,一级处理是利用快速离心的方式实现养殖尾水的初级固液分离,分离出大多部分的残饵和粪便,浓缩后的养殖尾水经水生植物及微生物处理器,实现脱氮、除磷和消毒后,可循环利用或达标排放。
工艺流程及处理要求:养殖池塘→一体化尾水处理设备→快速离心固液分离→上清水回塘;浓缩水进入下两级固液分离装置→循环利用或达标排放。
养殖尾水一体化处理设备占地面积:养殖尾水一体化处理设备总面积占地面积较小, 一般要求5~10m²。
适用于分散型集约化池塘、山区池塘等淡水池塘。
13.陆基集装箱处理模式
该模式的核心原理为“分区养殖,异位处理”,将养殖箱体摆放在池塘岸基,箱体内实施高效养殖,养殖箱体与池塘建设一体化的循环系统,从池塘抽水、经臭氧杀菌后在集装箱内进行流水养鱼,养殖尾水经过固液分离后再返回池塘生态处理,不向池塘投放饲料和渔用药物,池塘主要功能变为湿地生态净水池。另外,通过高效集污系统,将90%以上养殖残饵粪便集中收集处理,不进入池塘,降低池塘水处理负荷,大幅延长池塘清淤年限。集中收集的残饵粪便引至农业种植区,作为植物肥料重新利用,实现生态循环。
工艺流程及处理要求:主要包括集装箱→固液分离器→一级沉淀池→二级净化池→三级曝气池。要求养殖用水循环使用。
养殖尾水治理设施单元面积占比:采用20呎定制化“集装箱”,尺寸是6.1m×2.4m×2.8m,保持池塘与集装箱不间断地水体交换,常规5亩池塘配10个养殖箱。其中一级沉淀池:二级净化池:三级曝气池为1:1:8。每一级间保持20cm落差,形成水流剪力。
适用于陆基推水集装箱式养殖模式。
14.跑道式尾水处理模式
跑道式处理模式是集池塘循环流水养殖技术、生物净水技术和鱼类疾病生态防治技术于一体的新型池塘养殖模式。该模式对传统池塘进行工程化改造,将池塘分成小水体推水养殖区和大水体生态净化区,在小水体区通过增氧和推水设备,形成仿生态的常年流水环境,开展高密度养殖;在大水体区通过放养滤食性鱼类、种植水生植物、安置推水设施等,对水体进行生态净化和大小水体的循环。
㈡ 超声波处理水完整PPT
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概述 二十世纪九十年代进行超声空化降解水中的有害有机物的研究时,研究证明,超声降解水中有机物效果显著,从而引起很多学者的兴趣。超声作用于化学反应,主要来自超声空化现象,空化泡崩溃产生局部高温、高压和强烈的冲击波及射流,为在一般条件下难以实现或不可能实现的化学反应提供了一种新的非常特殊的物理化学环境。超声作用于水处理,是近年来声化学领域研究的新发展。
二、处理机理
(一)功率超声机理
(二)超声化学机理 (一)功率超声机理 当一定强度的超声波在媒质中传播时,会产生力学、热学、光学、电学和化学等一系列效应。这些效应可归纳为下列三种基本作用: 1、机械作用 2、空化作用 3、热作用 1、机械作用 超声波是机械能量的传播形式,与波动过程有关,会产生线性效变的振动作用。超声波在液体中传播时,其同质点位移振幅虽然很小,但超声引起的质点加速度却非常大。若20KHz、1W/m2的超声波在水中传播,则其产生的声压幅值为173Kpa,这意味着声压幅值每秒种内要在正负173Kpa之间变化2万次,最大质点的加速度达144万米每二次方秒,大约为重力加速度的1500倍,这样激烈而快速变化的机械运动就是功率超声的机械振动效应。 2、空化作用 超声波在液体媒质中传播时,当声强达到一定的强度,液体中声场作用区域形成局部的暂时负压,使液体中的微气泡生长、澎胀至突然破裂,导致气泡周围的液体中产生强烈的激波,形成局部点的高温高压,空化泡崩溃时,在空化泡周围极小空间内产生5000K的瞬态高温和约50Mpa的高压,且温度冷却率达109K/s,并伴有强烈冲击波和时速达400Km的射流,就是超声空化效应。 气蚀 当叶轮进口低压区的压力PK小于或等于饱和蒸汽压Pva时,水就大量汽化,同时,原先溶解在水里的气体也自动逸出,出现“冷沸”现象,形成的气泡中充满蒸汽和逸出的气体。气泡随水流带入叶轮中压力升高的区域时,气泡突然被四周水压压破,水流因惯性以高速冲向气泡中心,在气泡闭合区内产生强烈的局部水锤现象,其瞬间的局部压力,可以达到几十兆帕,此时,可以听到气泡冲破时炸裂的噪声,这种现象称为气穴现象。由这种现象得出的效应称为气蚀。 3、热作用 超声波在媒质中传播,其振动能量不断被媒质吸收转变为热能而使自身温度升高。声能不间断的吸收可引起媒质中的整体加热,边界外的局部加热和空化形成激波时,波前处的局部加热等,这就是功率超声的热作用。 (二)超声化学机理 1、超声催化 2、超声降解 1、超声催化 超声催化反应是一个新兴的研究领域。目前,有关反应模型、机理的研究尚很模糊,但众多的科研成果确认了催化反应的显著效果。其主要作用:一是高温高压条件有利于反应物裂解成自由基和二阶炭,形成更为活泼的物种。二是冲击波和微射流对固体表面有吸解和清洗作用。三是冲击波可破坏反应物结构,分散反应物系。四是超声空化导致金属品格的变形和内部应变区的形成,从而提高金属化学反应活性。超声条件下的反应速率比没有超声时增加了100000倍,且反应时间大大缩短。 2、超声降解 超声处理可以降解大分子,尤其是处理高分子量聚合物时,降解效果更为显著。超声降解源于超声的机械效应、空化效应和热效应。
三、相关工艺技术介绍 1、固液分离是超声处理的前提 2、过滤是污水处理中的必要条件 3、超声污水处理中水处理剂的作用 4、紫外线与超声波联天 1、固液分离是超声处理的前提 污水一般伴有悬浮污物或杂质,因此必须有收集装置,这种装置可以是污水池或污水槽,其中的大体积杂物和污物应与污水分离,当一些细小体积的悬浮物则可添加聚丙烯酰胺絮凝剂或无机絮凝剂。 阴、阳非离子型聚丙烯酰胺絮凝剂是一种水溶性的高分子聚合物或电解质。它能通过吸附污水中悬浮的固位粒子,使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚成大的絮凝物,从而加速悬浮液中粒子的沉降,有非常明显的加快溶液澄清,促进过滤等效果。若同时使用无机絮凝剂,则可显示出更大的效果。絮凝剂的添加量一般为0.011g/m3,在冷水中也能完全溶解。其主要作用是澄清净化作用、沉降促进作用、过滤促进作用、增稠(浓)作用,是废水、废液处理中的常用品。 2、过滤是污水处理中的必要条件 过滤的目的是将污水中含有小于等于20mg/L浓度的悬浮颗粒物、胶质颗粒物加以滤除。这里的过滤无须活性炭类精密昂贵的装置,普通机械过滤器完全
㈢ 游泳池水处理的方法
游泳池水处理基本方法—五步
一、 灭藻 抑藻(青苔)与杀虫:投放硫酸铜(蓝色粉剂),每1000立方水投2-3kg为宜,(新水加倍)每月1-2次,投药后两小时才可以进行下面的加药操作;
操作:水溶化药品后均匀泼洒水面,开动机器循环(RECIRE—不经过滤循环)30分钟
二、 调节PH值(酸碱度):PH在7.6左右,每提高1度每立方水要投放氢氧化钠10g
操作:水溶化药品后均匀泼洒水面,开动机器循环(RECIRE—不经过滤循环)30分钟
三、 杀菌与消毒:投三氯异氰尿酸(TCCA强氯精)灭菌灵消毒片,每立方水 投2g,最好在开放前1-2小时投放,每提高0.5ppm每立方水要投2g药
操作 :1、投放时间:开放前1-2小时 2、均匀把药片投放池中,开动机器循环;3、开放条件:测试含氯量:< 1.5
四、 投放净水剂(沉淀):聚合化铝(粉)每立方水投5-10g,
操作:投药时间:收场后;1、投药前(当天)要先用池刷把池壁、池底擦刷干净;2、把药品用水稀释溶化后泼洒水面;3、开动机器循环(RECIRE—不经过滤循环)30分钟,使水面出现矾花后静止(6-8小时后吸污)
五、 吸污 把沉淀到池底的污物吸收排出池外
操作:上午进行 禁止人入池 一边吸污一边补充水量
游泳池日常管理
1、 游泳池活动区域必须干净不积水
2、 每天使池水循环30分钟以上,打捞干净水里的杂物,保持水的PH值7.6以上
3、 按水质情况及时投药
4、 配套设施保养好、工具管理好
㈣ 反渗透水处理设备的实验室
实验室反渗透水处理设备工艺
1、预处理-反渗透-水箱-阳床-阴床版-混合床-纯化水箱-纯水权泵-紫外线杀菌器-精制混床-精密过滤器-用水对象
2、预处理-一级反渗透-加药机(PH调节)-中间水箱-二级反渗透-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象
3、预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI装置-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象
4、预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI装置-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-精制混床-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象
为满足用户需要,达到符合标准的水质,尽可能地减少各级的污染,在工艺设计上,自来水标准的水为源水,再设有介质过滤器,活性炭过滤器,精密过滤器等预处理系统、RO反渗透主机系统、离子交换混床系统等。
㈤ 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。
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㈦ 怎么做好游泳池水质处理
水质处理方法如下:
1、灭藻杀菌
新上的水池需要先购买硫酸铜除藻剂,大概投放比例1000立方投放6斤左右,大概就是一小包,500平方的水池,大概就是半包,自已掌握这个量,把除藻剂倒入砂缸过滤器中搅拌均匀,清洗后流入水池,发现水浑浊后就投放一次,一个月两次
(7)水处理演示区域扩展阅读
水质(water quality )水体质量的简称。它标志着水体的物理(如色度、浊度、臭味等)、化学(无机物和有机物的含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特性及其组成的状况。
未经人类活动污染的自然界水的物理化学特性及其动态特征。物理特性主要指水的温度、颜色、透明度、嗅和味。水的化学性质由溶解和分散在天然水中的气体、离子、分子、胶体物质及悬浮质、微生物和这些物质的含量所决定。天然水中溶解的气体主要是氧和二氧化碳;溶解的离子主要是钾、钠、钙、镁、氯、硫酸根、碳酸氢根和碳酸根等离子。
生物原生质有硝酸根、亚硝酸根、磷酸二氢根和磷酸氢根离子等。此外,还有某些微量元素,如溴、碘和锰等。胶体物质有无机硅酸胶体和腐殖酸类有机胶体。悬浮固体以无机质为主。微生物有细菌和大肠菌群。