碱性水如何软化
❶ 大家怎么软化水质的,水中碱性已经惊人了
你弄错概念了吧,水的软化是处理水中硬度,其水中碱度不变,一般情况水中维持一定碱版性是有好处的权。只有酸性水对于工农业生产和生活饮用水是百害无一利,至于你讲:″水中碱性已惊人了"是什么意思?其碱性水是多少(数据)?弱碱?强碱?如果没有一个具体指标数据,就不要乱讲…。一杰水质
❷ 水碱性太重 请问有什么简单的解决方法吗
烧开了喝。
水里的碱很大实际上是水质过硬。 引起水质过硬的物质主要是氢氧化镁,碳酸氢钙,长期饮用对人还是不太好(长期饮用有可能得结石类疾病)。 家庭最方便最实用的软化方法就是烧开了喝,因为氢氧化镁和碳酸氢钙是微溶物,随着水温升高溶解度下降,于是就以白色结晶的形态结晶出来,这时水中的碱的含量就变成正常水平了。
(2)碱性水如何软化扩展阅读:
水使用注意事项:
1、烧水沸腾时间不宜超过15分钟:为了最大限度地杀灭水中的病菌与病毒、尽量降低饮用水中的硬度以及减少饮用水中的亚硝酸盐含量,开水沸腾时间以控制在5--10分钟之内较好。如果沸腾时间超过15分钟,或者像公共场所的热水器反复沸腾。
2、水要彻底沸腾:烧水时不能看着水面马上就要沸腾了就认为水开了,这时候水的毒性比较大,还没有彻底煮沸,应该再煮一会儿才能喝。
3、用户需要避免长时间使用热得快:热得快烧的水相当于是电解水,烧开后会影响水的品质。而且一些劣质的热得快容易生锈,会污染水质的,更重要的是有触电等安全隐患。
❸ 怎样简易将地下水净化成软化水
简易将地下水净化成软化水的方法:
将水煮沸。是将地下水软化的最简易方法。生版活常用权方法。
蒸馏。实验室常用的将硬水软化的方法。
离子交换法。沸石和离子交换剂虽然都不溶于水,但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应,使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用,故此法是既经济又先进的软水法。
磷酸盐软水法。对于锅炉用水,可以加入亚磷酸钠(NaPO3)作为软水剂,它与钙、镁离子形成络合物,在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出,从而不会形成水垢。此法不适合于饮用水的软化。
❹ 含碱性的饮用水如何处理
离子交换,钙镁少来自,钠多了,心脑血管发病率会提高; 2. 饮用水中含有丰富的矿物离子对身体有好处;饮用水结垢多不代表碱性过大,只是钙镁离子容易形成碳酸盐; 3. 物质是不灭的,在水中加处理剂,必然在水中用残留,要非常慎重
❺ 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。
❻ 水质碱性大怎么治理
1、碱性大的水(俗称硬水),主要成分是碳酸镁,碳酸钙。长期饮用对身体不好。
2、应该对水进行软化,比如使用软化水的软水机。
❼ 如何软化水质
煮沸即可软化水质,软水机也可软化水质。
想要降低水的硬度,最简单的方法就是煮沸。在加热的过程中,硬水中的钙、镁等离子会沉淀,形成水垢。水中的钙、镁离子含量低了,水的硬度也就降低了。
软水机通过树脂类物质置换出水中的钙、镁离子等,软化水质,降低水的硬度,减少水中矿物质对衣物和皮肤的磨损,可以呵护肌肤,保护衣料。还能避免水中矿物质在洁具、餐具等形成黄斑,避免水管、热水器花洒产生水垢等。软水机产生的水主要用于生活用水,不能用来直接饮用。
(7)碱性水如何软化扩展阅读
世界卫生组织(WHO)定义,水的软硬程度取决于1L水中钙离子和镁离子含量的多少,硬度小于120mg/L为软水,超过120mg/L为硬水。硬水会给我们的日常生活和身体健康带来很大影响。
如果使用硬水洗衣服,需要在水中添加大量柔顺剂;如果使用硬水清洁,洁具上易生水垢;如果使用硬水沐浴,肌肤易干涩紧绷,头发易枯黄无光泽;如果在电热水器、加湿器中使用硬水,电器中易结水垢,从而增加能耗、缩短使用寿命。
不适应硬水的人偶尔饮用硬水,会造成肠胃功能紊乱,即所谓的“水土不服”;用硬水泡茶会改变茶的色、香、味,大大削弱其饮用质量;此外,据《南方日报》报道,深井水、山泉水等“硬水”中含矿物质较多,饮用过多这类水可能造成肾结石。
不过,这并不是说硬水对人体只有坏处,据《新民晚报》介绍,水溶性的钙、镁离子比钙片等更易被人体所吸收。此外,也有国外对照实验表明,喝硬度适中的硬水的人群比常喝软水的人心血管疾病发病率低25%-30%。
参考资料来源:人民网-你听说过硬水吗?原来水也不单纯
参考资料来源:人民网-健康饮水有要求!家用净水器该怎么选?
❽ 含碱性的饮用水如何处理
必须检测出碱含量然后根据需要加入食品级的酸制剂进行综合后过滤、消毒饮用。
❾ 如何软化水质 最好说的全面一些
因该水质呈弱碱性水,特别是对缺钙的小孩和老年人群)二、显得更有光泽…内、软化水对衣容服的洗涤是最好的水质,一,软化水对人们日常使用还是有好处、外“垃圾”(但作为饮用最好不要长期饮用、长期采用软化水用作沐浴可使人体皮肤更具有弹性,三。怎么讲呢、可以清除人体内
❿ 水里面碱太大怎么办
碱很来大实际上是水质过源硬,家庭最方便最实用的软化方法就是烧开了喝,因为氢氧化镁和碳酸氢钙是微溶物,随着水温升高溶解度下降,于是就以白色结晶的形态结晶出来,这时水中的碱的含量就变成正常水平了。
净水机只是起个过滤吸附的作用,不能软化水质,经常用净水机烧水,净水机的寿命会大减。引起水质过硬的物质主要是氢氧化镁,碳酸氢钙。
当水在大气中凝聚时,它与空气中的二氧化碳反应,形成了叫做碳酸的弱酸。该酸最终随雨落到地上,然后流过土壤上部到达岩石层,碳酸溶解了石灰(碳酸钙和碳酸镁),中和,并同时变硬。
(10)碱性水如何软化扩展阅读:
硬水的特征:
1、含有钙、镁、钾、钠等丰富矿物质;
2、硬水与水中的矿物质含量成正比;
3、硬水与软水不应作为“是否有益健康的生活和饮用水指标”。