不對,不只是用電,電解除垢是利用電與化學能相互轉化的產物,也內叫EST電化學水處理,也有叫容EST電解除垢的,當然,要想完成這一過程,必須給機器先通電,然後才能產生化學反應的動力,所以說,通電外部因素,化學反應是內部因素。上海亨祥寧科技希望能幫到你!
Ⅱ 電化學水處理技術有哪些研究內容和設計方案
電化學水處理技術需要研究的內容實在很多,這要根據你的任務目標專而定。a)若是處理廢水,需詳屬知廢液組分,是含油廢水還是印染廢水等。然後選擇設計合適的電化學處理方案。b)若是凈化水,則有現有技術供你選擇。除鹽的話用EDR技術。
設計方案一般是公司或實驗室保密,自行探索。
Ⅲ 談談對電化學技術的理解
電化學是研究電和化學反應相互關系的科學,而電化學技術就是基於電化學基本原理解決實際問題的一種技術。
從能量轉換的角度出發,如果將化學反應釋放的能量轉換為電能並輸出,形成電池,這就是化學電源技術基本工作原理;如果將電能轉換成化學能,引發化學反應,形成電解池,這就是電解技術的基本工作原理。
電化學技術應用在水處理領域,主要是基於電解原理的電解技術。電化學水處理技術相關的元件、設備主要是電極、電解槽和電源,這三部分是電化學水處理技術最核心的內容。
(3)電化學水處理構造擴展閱讀
在1663年,德國物理學家 Otto von Guericke 創造了第一個發電機,通過在機器中的摩擦而產生靜電。這個發電機將一個巨大的硫球放入玻璃球中,並固定在一棵軸上製成的。通過搖動曲軸來轉動球體,當一個襯墊與轉動的球發生摩擦的時候就會產生靜電火花。 這個球體可以拆卸並可以用作電學試驗的來源。
在17世紀中葉,法國化學家 Charles François de Cisternay Fay 發現了兩種不同的靜電,即同種電荷相互排斥而不同種電荷相互吸引。
Du Fay 發布說電由兩種不同液體組成:"vitreous" (拉丁語」玻璃「),或者正電;以及"resinous", 或者負電。這便是電的雙液體理論,這個理論被17世紀晚期Benjamin Franklin 的單液體理論所否定。
1781年,查爾斯.奧古斯丁庫侖(Charles-Augustin de Coulomb) 在試圖研究由英國科學家Joseph Priestley 提出的電荷相斥法則的過程中發展了靜電相吸的法則。
1791年伽伐尼發表了金屬能使蛙腿肌肉抽縮的「動物電」現象,一般認為這是電化學的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基礎上發明了用不同的金屬片夾濕紙組成的「電堆」,即現今所謂「伏打堆」。
這是化學電源的雛型。在直流電機發明以前,各種化學電源是唯一能提供恆穩電流的電源。1834年法拉第電解定律的發現為電化學奠定了定量基礎。
19世紀下半葉,赫爾姆霍茲和吉布斯的工作,賦於電池的「起電力」(今稱「電動勢」)以明確的熱力學含義;1889年能斯特用熱力學導出了參與電極反應的物質濃度與電極電勢的關系,即著名的能斯脫公式;1923年德拜和休克爾提出了人們普遍接受的強電解質稀溶液靜電理論,大大促進了電化學在理論探討和實驗方法方面的發展。
20世紀40年代以後,電化學暫態技術的應用和發展、電化學方法與光學和表面技術的聯用,使人們可以研究快速和復雜的電極反應,可提供電極界面上分子的信息。電化學一直是物理化學中比較活躍的分支學科,它的發展與固體物理、催化、生命科學等學科的發展相互促進、相互滲透。
在物理化學的眾多分支中,電化學是唯一以大工業為基礎的學科。它的應用主要有:電解工業,其中的氯鹼工業是僅次於合成氨和硫酸的無機物基礎工業;鋁、鈉等輕金屬的冶煉,銅、鋅等的精煉也都用的是電解法;機械工業使用電鍍、電拋光、電泳塗漆等來完成部件的表面精整。
環境保護可用電滲析的方法除去氰離子、鉻離子等污染物;化學電源;金屬的防腐蝕問題,大部分金屬腐蝕是電化學腐蝕問題;許多生命現象如肌肉運動、神經的信息傳遞都涉及到電化學機理。應用電化學原理發展起來的各種電化學分析法已成為實驗室和工業監控的不可缺少的手段。
Ⅳ 誰能告訴我電化學水處理的弊端有哪些
電凝聚作為廢水處理的一種有效手段,很早就得到了應用,但由於其在實際應用專中單位電屬耗和鐵耗過大,使電凝聚法的發展及應用受到了限制。另外,電凝聚過程中,電解一段時間後,陽極極板會發生鈍化現象。鈍化時電極表面附著一層氧化物保護膜。檢測電極電位可發現,電極電位偏離正常電化學反應電極電位而變正電位。表現為陽極溶出停止,電解槽只有氧化、還原和浮上作用,電凝聚作用消失,液面浮著大量的泡沫。這樣就使電流效率降低,從而延緩電解進程。
Ⅳ 什麼是微電解微電解水處理技術原理是什麼
這是我復制粘貼過來的:
微電解法,又稱內電解法、鐵還原法、鐵炭法、零價鐵法等。該方法處理廢水的
原理是:利用鐵屑中的鐵和碳組分構成微小原電池的正極和負極,以充入的廢水為電
解質溶液,發生氧化
-
還原反應,形成原電池。新生態的電極產物活性極高,能與廢水
中的有機污染物發生氧化還原反應,使其結構、形態發生變化,完成難處理到易處理、
由有色到無色的轉變。
還原作用
鐵屑內電解法處理廢水過程中,發生如下反應:
陽極(Fe):Fe-2e→Fe2+
E0(Fe2+/Fe)=-0.44V
陰極(C)
:在酸性條件下:
2H++2e→H2↑
E0(H+/H2)=0.0V
在鹼性或中性條件下:
O2+2H2O+4e→4OH-
E0(O2/OH-)=+0.4V
電極反應生成的產物具有很高的化學還原活性。在偏酸性廢水中,電極反應產生
的新生態H能與廢水中的有機物和無機物組分發生氧化還原反應,能使廢水中的發色
基團破壞甚至使高分子斷鏈,從而達到脫色的目的。
同時,鐵是活潑金屬,在酸性條件下可把某些硝基化合物還原成可生物降解的胺
基合物,提高
BOD5/COD
比值,即增強可生化性。反應式如下:
R—NO2+2Fe+4H+ R—NH2+2H2O+2Fe2+
電解生成的鐵離子、亞鐵離子經水解、聚合而形成的氫氧化鐵、氫氧化亞鐵聚合
體,以膠體形式存在,具有沉澱、絮凝和吸附作用,與污染物一起絮凝產生沉澱,可
以去除廢水中的有機物。同時在原電池周圍的電場作用下,廢水中帶電膠粒和雜質通
過靜電引力和表面能的作用附集、凝聚,也可以使廢水得到凈化。總之,鐵炭內電解
法處理廢水是絮凝、吸附、架橋、卷掃、電沉積、電化學還原等綜合效應的結果。
Ⅵ 求一篇關於「電化學方法,在污水處理方面的運用」
電鍍廢水處理技術的重大突破
—微波處理工藝(MWTD)的問世
MWTD是一種新型的電鍍廢水處理技術, 其工藝過程由化學反應、催化反應和物理反應的組成。電鍍廢水中以各種重金屬、氰化物和COD為主要污染物,現有化學沉澱法工藝過程的控制要求較高、適應性不強,難以對電鍍廢水的處理實現穩定的達標排放,尤其是預處理要求高的生產線排放出的較高COD的電鍍混合廢水。
微波污水處理技術的基礎是「極性分子理論」及「電磁原理」。微波對流體中物質進行選擇性饋能,使場內吸波物質的電子加速運動碰撞;而污染物離子在微波場作用下定向排列,減輕或破除電子之間的絡合、螯合健能,磁化膠體內粒子從而達到低溫催化和加速流體中固、液分離作用;對場內物質的高頻振盪從而達到低溫殺菌作用,使廢水中的有機污質BOD5、CODcr、NH3-N、磷酸鹽和硫化物及重金屬等轉化為沉澱或部分完成了污染物分子形式的轉化,經快速沉澱、過濾,從而使污水得以凈化。
MWTD電鍍廢水處理工藝由廣州九松源環保科技公司研發,該技術已申報了多項發明專利,能高效的去除電鍍廢水中的各種污染物並實現穩定達標排放。MWTD的出現是電鍍廢水處理技術的重大突破!
●技術來源
微波技術起源於20世紀30年代,最初應用於通信領域。我國於1973年研製成功了915MHz和2450MHz兩個頻段的磁控管(微波管),其生產的微波源已能供工業化生產的需要。微波技術在環境保護領域的應用則鮮有探討。隨著工業的發展,環境污染越來越嚴重,人們也在不斷尋求新技術以便更有效解決環境問題。直到最近十幾年,人們才開始注意到微波技術在環境保護領域的潛力.1986年,微波能開始被應用於水處理的研究中。至1992年,國內首先設計生產出世界上第一台「多功能工業微波爐」,經過多位科學家的共同努力,於1999年「多功能工業微波爐」取得突破性進展,獲得成功,並取得了良好的效果。現已成功運用於廢氣、廢水、固體廢氣物的處理及環境監測等方面.在此基礎上,我公司更進一步完善和設計生產出工業化微波能水處理機組設備,並形成了微波化學污水處理技術工藝。該技術在環境保護領域具有廣泛的應用前景。
我國微波功率應用技術取得了初步成績。其主要標志為:(1)微波加熱乾燥、微波食品加工和微波殺菌、殺蟲已在多種工業中廣泛 應用;(2)家用微波爐已形成規模生產的能力;(3)微波醫療儀的臨 床應用已取得了普遍的成功;(4)在多個領域前沿課題中採用微波功率已取得了許多可喜進展,拓展新領域研究陣地,跟上了世界的步伐。
從世界各國研究動向來看,微波功率應用正處在向新領域發展 的時期,研究重點已從傳統的加熱乾燥、 食品加工轉向多個高新技 術領域。目前主要研究的領域有:微波催化化學反應、新材料微波加 工處理、微波氣體放電的多種應用等。
微波化學的實驗研究:該研究幾乎遍及化學、化工所有領域,大 量的文選報告顯示了微波電磁場可以加速化學反應,可將反應時間 縮短到原需時間的十分之一到千分之一,給化學工業引入了誘人的 前景。
我們所涉及的技術就是利用微波催化化學反應在環保領域中的應用。
現在,我公司微波污水處理技術的推廣與應用已全面在廣東省啟動,我公司成立之初便參與多項中試並取得成效,深得好評。MWTD電鍍廢水處理工藝由廣州九松源環保科技有限公司研發,該技術已申報了三項發明專利,能高效的去除電鍍廢水中的各種污染物並實現穩定達標排放。MWTD的出現是電鍍廢水處理技術的重大突破。MWTD是一種新型的電鍍廢水處理技術, 其工藝過程由化學反應、催化反應和物理反應的組成。電鍍廢水中以各種重金屬、氰化物和COD為主要污染物,現有化學沉澱法工藝過程的控制要求較高、適應性不強,尤其是對預處理要求高的生產線排放出的較高COD的電鍍混合廢水,難以實現穩定的達標排放。
微波能水處理技術在水處理中的應用效果,經專家、學者現場檢測認定,該技術是水處理領域的一項技術革命,與傳統工藝方法相比具有十大優勢:
1、可有效地調整和提高可生化性條件。
2、可同時高效的處理各類重金屬和高COD的電鍍混合廢水並實現穩定達標排放。
3、能很好的解決由於含氰、含鉻廢水混排而引起的氰化物或六價鉻超標的問題。
4、工藝過程中葯劑的利用效率高、直接處理費用較化學沉澱法低10~35%。
5、工藝過程中的響影因素少,過程式控制制簡單和准確、操作運行管理方便。
6、工程佔地面積小,約為化學沉澱法的20~50%。
7、工藝設備的擴展性強,主要設備可拆遷、並聯,避免重復投資與建設。
8、處理後的出水,各種重金屬離子的濃度遠低於排放標准,有利於中水回用等後續深度處理工藝的正常運行以及有效降低後續深度處理處理費用。
9、污泥的沉降性能好,其沉澱速度是傳統工藝的3~4倍;污泥的含水率低,為96~98%;污泥的脫水性能良好。
10、具有良好的殺菌除臭能功,經處理後出水細菌總數可直接達到廢水排放要求。
其優點,必將使水治理事業發生深刻的變化,產生轟動性社會效益、經濟效益和環境效益。
微波能水處理技術廣泛適用於印染污水、電鍍污水、造紙廢水、洗水廠污水、石化污水、酒精製糖污水、澱粉廠污水、填埋場浸出液、生禽養殖屠宰場廢水、市政污水、選礦提煉廠污水等等。
●技術原理
二、 技術原理
2.1微波概述
微波是指波長為1mm~1m,頻率為300MHz~300000MHz的電磁波,由於微波的頻率很高,所以亦稱超高頻電磁波。微波頻段的具體劃分見表1。
表1微波頻段范圍
頻率范圍/MHz波段中心波長/m常用主頻率/MHz波長/m
890~940L0.3309150.328
2400~2500S0.12224500.122
5725~5875C0.05258000.052
22000~22250K0.014221250.014
註:目前只有915MHz和2450MHz被廣泛應用,在較高的兩個頻段還沒有合適的大功率工業設備。
2.2微波化學污水處理技術原理
微波能水處理技術基礎是「極性分子理論」及「電磁原理」。微波對流體中物質進行選擇性饋能,使場內吸波物質的電子加速運動碰撞;而污染物離子在微波場作用下定向排列,減輕或破除電子之間的絡合、螯合健能,磁化膠體內粒子從而達到低溫催化和加速流體中固、液分離作用;對場內物質的高頻振盪從而達到低溫殺菌作用,使廢水中的有機污質BOD5、CODcr、NH3-N、磷酸鹽和硫化物及重金屬等轉化為沉澱或部分完成了污染物分子形式的轉化,經快速沉澱、過濾,使污水得於凈化。
微波在處理水中污染物的同時,也能殺滅水中的細菌、藻類等微生物。其作用原理是:由於微波輻射的熱效應,即微波輻射場照射生物體,引起生物體組織器官的加熱作用而產生的生理影響和抑制、傷害作用。組成細胞的極性分子在外加微波場的作用下升溫發熱,從而導致組織溫度有一定程度的升高。當微波源功率密度較大,生物體產熱過多,超過了體溫調節能力時,生物體的溫度平衡功能失調,體溫上升,於是生物體發生生理功能紊亂並發生病理變化,進而死
四、 設備
微波能水處理技術設備由添加劑混合裝置、微波源和微波反應器三部分組成,其核心是微波反應器(以下簡稱反應器),見圖5。微波源及反應器由反應器主體與二台20千瓦微波源組成,是根據微波能加熱物質的原理,使吸波物質在微波場中經過加熱物化、低溫催化、高頻穿透等作用,並使加入添加劑後的水中污染物生成速沉絮體物,經固液分離後去除。而反應器裝置的主要性能是:①反應器中的化學反應速度、工作壓力、溫度等可控制;②在反應器的密閉條件下,實現連續給排物料,且數量可調控;③微波能輸入功率大小可連續調控,並絕對屏蔽、安全。其主要指標是:①反應器內壓力調控范圍為0.085~0.098Mpa;②反應器中被加熱物質溫度調控范圍為室溫~90°C;③反應器中物料處理量可根據物料性質、實現工藝目標而進行系統設計。
●技術特點
MWTD法具有十大優勢:
1、可有效地調整和提高可生化性條件。
2、可同時高效的處理各類重金屬和高COD的電鍍混合廢水並實現穩定達標排放。
3、能很好的解決由於含氰、含鉻廢水混排而引起的氰化物或六價鉻超標的問題。
4、工藝過程中葯劑的利用效率高、直接處理費用較化學沉澱法低10~35%。
5、工藝過程中的響影因素少,過程式控制制簡單和准確、操作運行管理方便。
6、工程佔地面積小,約為化學沉澱法的20~50%。
7、工藝設備的擴展性強,主要設備可拆遷、並聯,避免重復投資與建設。
8、處理後的出水,各種重金屬離子的濃度遠低於排放標准,有利於中水回用等後續深度處理工藝的正常運行以及有效降低後續深度處理處理費用。
9、污泥的沉降性能好,其沉澱速度是傳統工藝的3~4倍;污泥的含水率低,為96~98%;污泥的脫水性能良好。
10、具有良好的殺菌除臭能功,經處理後出水細菌總數可直接達到廢水排放要求。
●MWTD法的應用與展望
鑒於其技術原理和技術特點,MWTD法除能有效處理電鍍廢水外,在以下幾類廢水中可望得到成功的運用或與傳統工藝進行優化組合進行污水凈化處理,從而達到穩定的凈化效果。
1、廢水除磷:低濃度COD和高含磷酸鹽的廢水,對BOD/TP沒有要求,可採用MWTD技術「一步法」實現除磷、COD等,實現達標排放,已成功完成了中試。
2、高難(濃)度有機廢水的處理:對可生化差、有毒有害的有機廢水,選用MWTD技術進行預處理去除大部分的COD,同時可提高廢水的可生化性,有利於減少工藝負荷和提高廢水處理工藝的運行質量。
3、線路版廢水:只需對顯影、脫膜等高濃度廢水進行相應的預處理後,即可採用類似電鍍廢水的處理工藝進行有效地處理,可確保實現達標排放或再進行深度處理實現回用。已成功完成了中試。
4、醫院污水:可實現成套設備完成醫院污水的達標處理,無需投加消毒劑即可達到殺菌消毒的效果。
5、微污染水源的處理:採用微波技術,可同時實現COD、總磷和氨氮的凈化,提高微污染水源的水質,運行費用和操作運行管理等具有明顯的優勢。
●結論
經大量實踐證明:微波能水處理技術對水中污染物有顯著的去除效果。出水中的色度、硫化物、懸浮物、CODcr、BOD5、揮發酚和總磷等去除率在80%以上;利用有效的傳統工藝銜接可以使出水中的氨氮和陰離子洗滌劑達到排放要求。可以有效地調整和提高廢水的可生化性,有利於減少工藝負荷和提高廢水處理工藝的運行質量。處理後的出水,各種重金屬離子的濃度遠低於排放標准,有利於中水回用等後續深度處理工藝的正常運行以及有效降低後續深度處理處理費用。處理後水中的速沉絮體物的沉降速率為0.7cm/min,污泥的沉降性能好,其沉澱速度是傳統工藝的3~4倍;污泥的含水率低,為96~98%;污泥的脫水性能良好。具有良好的殺菌除臭能功,經處理後出水細菌總數可直接達到廢水排放要求。工藝設備的擴展性強,主要設備可拆遷、並聯,避免重復投資與建設。工程佔地面積小,約為傳統工藝法的20~50%。工藝過程中葯劑的利用效率高、直接處理費用較化學沉澱法低10~35%。工藝過程中的響影因素少,過程式控制制簡單和准確、操作運行管理方便處理後檢測項目符合《污水綜合排放標准》(GB8978-1996)中的一級標准要求。另經有關權威專業部門檢測,其微波漏能遠遠低於國家標准,證明其對人體絕對安全可靠。微波能水處理技術在國內外無先例,處於世界先進水平。
微波能水處理技術在治理江河湖泊,凈化水體,改善水資源生態環境方面獨具特點,可快速去污、高效殺菌,可靠除藻,達到去濁變清的目的,對水體不產生二次污染。將污水逐漸置換澄清,生成絮體物,快速沉降,覆蓋於底部污泥層上,防止水質的進一步惡化。
微波能水處理技術在海水淡化的應用上有特別的優勢,為低成本的擴展人類淡水資源做出巨大的貢獻。
為保護人類賴以生存的自然生態環境,徹底解決水資源問題,保護我們的綠色家園,讓微波能水處理技術把不可能變成可能!
Ⅶ 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。
Ⅷ 次氯酸鈉發生器水處理設備的原理是什麼
您好 我來回答您的問題
次氯酸鈉發生器是一種用於水處理消毒、殺菌的設備,內其工作原理是將容食鹽(氯化鈉)配置一定濃度的水溶液,然後通過電解裝置,在直流電場的作用下,溶液中的鈉離子和氯離子分別移向陰極和陽極,當施加的電壓大於氯化鈉的分解電壓時,便發生電解作用,產生次氯酸鈉溶液。
次氯酸鈉發生器
Ⅸ 電化學水處理,是物理還是化學
是化學方面的,用到了電解槽,陰極、陽極
一種電化學水處理裝置,包括電源系統、電凝聚裝置、進水口和出水口;所述電凝聚裝置包括機架、前支撐板、液壓裝置、壓板、前蓋板、電解槽、後蓋板、後支撐板;所述前支撐板的一側連接液壓裝置的一側,所述液壓裝置的另一側連接壓板的一側,所述壓板的另一側連接前蓋板的一側,所述前蓋板的另一側通過橡膠條和電解槽的一側密封連接,所述電解槽的另一側通過橡膠條和後蓋板的一側密封連接,所述後蓋板的另一側連接後支承板的一側,所述方形軸貫穿設置於壓板、前蓋板、電解槽、後蓋板、後支撐板上,所述方形軸的外露於後支撐板的一端通過聯軸器和減速器連接電機。