不对,不只是用电,电解除垢是利用电与化学能相互转化的产物,也内叫EST电化学水处理,也有叫容EST电解除垢的,当然,要想完成这一过程,必须给机器先通电,然后才能产生化学反应的动力,所以说,通电外部因素,化学反应是内部因素。上海亨祥宁科技希望能帮到你!
Ⅱ 电化学水处理技术有哪些研究内容和设计方案
电化学水处理技术需要研究的内容实在很多,这要根据你的任务目标专而定。a)若是处理废水,需详属知废液组分,是含油废水还是印染废水等。然后选择设计合适的电化学处理方案。b)若是净化水,则有现有技术供你选择。除盐的话用EDR技术。
设计方案一般是公司或实验室保密,自行探索。
Ⅲ 谈谈对电化学技术的理解
电化学是研究电和化学反应相互关系的科学,而电化学技术就是基于电化学基本原理解决实际问题的一种技术。
从能量转换的角度出发,如果将化学反应释放的能量转换为电能并输出,形成电池,这就是化学电源技术基本工作原理;如果将电能转换成化学能,引发化学反应,形成电解池,这就是电解技术的基本工作原理。
电化学技术应用在水处理领域,主要是基于电解原理的电解技术。电化学水处理技术相关的元件、设备主要是电极、电解槽和电源,这三部分是电化学水处理技术最核心的内容。
(3)电化学水处理构造扩展阅读
在1663年,德国物理学家 Otto von Guericke 创造了第一个发电机,通过在机器中的摩擦而产生静电。这个发电机将一个巨大的硫球放入玻璃球中,并固定在一棵轴上制成的。通过摇动曲轴来转动球体,当一个衬垫与转动的球发生摩擦的时候就会产生静电火花。 这个球体可以拆卸并可以用作电学试验的来源。
在17世纪中叶,法国化学家 Charles François de Cisternay Fay 发现了两种不同的静电,即同种电荷相互排斥而不同种电荷相互吸引。
Du Fay 发布说电由两种不同液体组成:"vitreous" (拉丁语”玻璃“),或者正电;以及"resinous", 或者负电。这便是电的双液体理论,这个理论被17世纪晚期Benjamin Franklin 的单液体理论所否定。
1781年,查尔斯.奥古斯丁库仑(Charles-Augustin de Coulomb) 在试图研究由英国科学家Joseph Priestley 提出的电荷相斥法则的过程中发展了静电相吸的法则。
1791年伽伐尼发表了金属能使蛙腿肌肉抽缩的“动物电”现象,一般认为这是电化学的起源。1799年伏打在伽伐尼工作的基础上发明了用不同的金属片夹湿纸组成的“电堆”,即现今所谓“伏打堆”。
这是化学电源的雏型。在直流电机发明以前,各种化学电源是唯一能提供恒稳电流的电源。1834年法拉第电解定律的发现为电化学奠定了定量基础。
19世纪下半叶,赫尔姆霍兹和吉布斯的工作,赋于电池的“起电力”(今称“电动势”)以明确的热力学含义;1889年能斯特用热力学导出了参与电极反应的物质浓度与电极电势的关系,即著名的能斯脱公式;1923年德拜和休克尔提出了人们普遍接受的强电解质稀溶液静电理论,大大促进了电化学在理论探讨和实验方法方面的发展。
20世纪40年代以后,电化学暂态技术的应用和发展、电化学方法与光学和表面技术的联用,使人们可以研究快速和复杂的电极反应,可提供电极界面上分子的信息。电化学一直是物理化学中比较活跃的分支学科,它的发展与固体物理、催化、生命科学等学科的发展相互促进、相互渗透。
在物理化学的众多分支中,电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用主要有:电解工业,其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业;铝、钠等轻金属的冶炼,铜、锌等的精炼也都用的是电解法;机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整。
环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物;化学电源;金属的防腐蚀问题,大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题;许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。
Ⅳ 谁能告诉我电化学水处理的弊端有哪些
电凝聚作为废水处理的一种有效手段,很早就得到了应用,但由于其在实际应用专中单位电属耗和铁耗过大,使电凝聚法的发展及应用受到了限制。另外,电凝聚过程中,电解一段时间后,阳极极板会发生钝化现象。钝化时电极表面附着一层氧化物保护膜。检测电极电位可发现,电极电位偏离正常电化学反应电极电位而变正电位。表现为阳极溶出停止,电解槽只有氧化、还原和浮上作用,电凝聚作用消失,液面浮着大量的泡沫。这样就使电流效率降低,从而延缓电解进程。
Ⅳ 什么是微电解微电解水处理技术原理是什么
这是我复制粘贴过来的:
微电解法,又称内电解法、铁还原法、铁炭法、零价铁法等。该方法处理废水的
原理是:利用铁屑中的铁和碳组分构成微小原电池的正极和负极,以充入的废水为电
解质溶液,发生氧化
-
还原反应,形成原电池。新生态的电极产物活性极高,能与废水
中的有机污染物发生氧化还原反应,使其结构、形态发生变化,完成难处理到易处理、
由有色到无色的转变。
还原作用
铁屑内电解法处理废水过程中,发生如下反应:
阳极(Fe):Fe-2e→Fe2+
E0(Fe2+/Fe)=-0.44V
阴极(C)
:在酸性条件下:
2H++2e→H2↑
E0(H+/H2)=0.0V
在碱性或中性条件下:
O2+2H2O+4e→4OH-
E0(O2/OH-)=+0.4V
电极反应生成的产物具有很高的化学还原活性。在偏酸性废水中,电极反应产生
的新生态H能与废水中的有机物和无机物组分发生氧化还原反应,能使废水中的发色
基团破坏甚至使高分子断链,从而达到脱色的目的。
同时,铁是活泼金属,在酸性条件下可把某些硝基化合物还原成可生物降解的胺
基合物,提高
BOD5/COD
比值,即增强可生化性。反应式如下:
R—NO2+2Fe+4H+ R—NH2+2H2O+2Fe2+
电解生成的铁离子、亚铁离子经水解、聚合而形成的氢氧化铁、氢氧化亚铁聚合
体,以胶体形式存在,具有沉淀、絮凝和吸附作用,与污染物一起絮凝产生沉淀,可
以去除废水中的有机物。同时在原电池周围的电场作用下,废水中带电胶粒和杂质通
过静电引力和表面能的作用附集、凝聚,也可以使废水得到净化。总之,铁炭内电解
法处理废水是絮凝、吸附、架桥、卷扫、电沉积、电化学还原等综合效应的结果。
Ⅵ 求一篇关于“电化学方法,在污水处理方面的运用”
电镀废水处理技术的重大突破
—微波处理工艺(MWTD)的问世
MWTD是一种新型的电镀废水处理技术, 其工艺过程由化学反应、催化反应和物理反应的组成。电镀废水中以各种重金属、氰化物和COD为主要污染物,现有化学沉淀法工艺过程的控制要求较高、适应性不强,难以对电镀废水的处理实现稳定的达标排放,尤其是预处理要求高的生产线排放出的较高COD的电镀混合废水。
微波污水处理技术的基础是“极性分子理论”及“电磁原理”。微波对流体中物质进行选择性馈能,使场内吸波物质的电子加速运动碰撞;而污染物离子在微波场作用下定向排列,减轻或破除电子之间的络合、螯合健能,磁化胶体内粒子从而达到低温催化和加速流体中固、液分离作用;对场内物质的高频振荡从而达到低温杀菌作用,使废水中的有机污质BOD5、CODcr、NH3-N、磷酸盐和硫化物及重金属等转化为沉淀或部分完成了污染物分子形式的转化,经快速沉淀、过滤,从而使污水得以净化。
MWTD电镀废水处理工艺由广州九松源环保科技公司研发,该技术已申报了多项发明专利,能高效的去除电镀废水中的各种污染物并实现稳定达标排放。MWTD的出现是电镀废水处理技术的重大突破!
●技术来源
微波技术起源于20世纪30年代,最初应用于通信领域。我国于1973年研制成功了915MHz和2450MHz两个频段的磁控管(微波管),其生产的微波源已能供工业化生产的需要。微波技术在环境保护领域的应用则鲜有探讨。随着工业的发展,环境污染越来越严重,人们也在不断寻求新技术以便更有效解决环境问题。直到最近十几年,人们才开始注意到微波技术在环境保护领域的潜力.1986年,微波能开始被应用于水处理的研究中。至1992年,国内首先设计生产出世界上第一台“多功能工业微波炉”,经过多位科学家的共同努力,于1999年“多功能工业微波炉”取得突破性进展,获得成功,并取得了良好的效果。现已成功运用于废气、废水、固体废气物的处理及环境监测等方面.在此基础上,我公司更进一步完善和设计生产出工业化微波能水处理机组设备,并形成了微波化学污水处理技术工艺。该技术在环境保护领域具有广泛的应用前景。
我国微波功率应用技术取得了初步成绩。其主要标志为:(1)微波加热干燥、微波食品加工和微波杀菌、杀虫已在多种工业中广泛 应用;(2)家用微波炉已形成规模生产的能力;(3)微波医疗仪的临 床应用已取得了普遍的成功;(4)在多个领域前沿课题中采用微波功率已取得了许多可喜进展,拓展新领域研究阵地,跟上了世界的步伐。
从世界各国研究动向来看,微波功率应用正处在向新领域发展 的时期,研究重点已从传统的加热干燥、 食品加工转向多个高新技 术领域。目前主要研究的领域有:微波催化化学反应、新材料微波加 工处理、微波气体放电的多种应用等。
微波化学的实验研究:该研究几乎遍及化学、化工所有领域,大 量的文选报告显示了微波电磁场可以加速化学反应,可将反应时间 缩短到原需时间的十分之一到千分之一,给化学工业引入了诱人的 前景。
我们所涉及的技术就是利用微波催化化学反应在环保领域中的应用。
现在,我公司微波污水处理技术的推广与应用已全面在广东省启动,我公司成立之初便参与多项中试并取得成效,深得好评。MWTD电镀废水处理工艺由广州九松源环保科技有限公司研发,该技术已申报了三项发明专利,能高效的去除电镀废水中的各种污染物并实现稳定达标排放。MWTD的出现是电镀废水处理技术的重大突破。MWTD是一种新型的电镀废水处理技术, 其工艺过程由化学反应、催化反应和物理反应的组成。电镀废水中以各种重金属、氰化物和COD为主要污染物,现有化学沉淀法工艺过程的控制要求较高、适应性不强,尤其是对预处理要求高的生产线排放出的较高COD的电镀混合废水,难以实现稳定的达标排放。
微波能水处理技术在水处理中的应用效果,经专家、学者现场检测认定,该技术是水处理领域的一项技术革命,与传统工艺方法相比具有十大优势:
1、可有效地调整和提高可生化性条件。
2、可同时高效的处理各类重金属和高COD的电镀混合废水并实现稳定达标排放。
3、能很好的解决由于含氰、含铬废水混排而引起的氰化物或六价铬超标的问题。
4、工艺过程中药剂的利用效率高、直接处理费用较化学沉淀法低10~35%。
5、工艺过程中的响影因素少,过程控制简单和准确、操作运行管理方便。
6、工程占地面积小,约为化学沉淀法的20~50%。
7、工艺设备的扩展性强,主要设备可拆迁、并联,避免重复投资与建设。
8、处理后的出水,各种重金属离子的浓度远低于排放标准,有利于中水回用等后续深度处理工艺的正常运行以及有效降低后续深度处理处理费用。
9、污泥的沉降性能好,其沉淀速度是传统工艺的3~4倍;污泥的含水率低,为96~98%;污泥的脱水性能良好。
10、具有良好的杀菌除臭能功,经处理后出水细菌总数可直接达到废水排放要求。
其优点,必将使水治理事业发生深刻的变化,产生轰动性社会效益、经济效益和环境效益。
微波能水处理技术广泛适用于印染污水、电镀污水、造纸废水、洗水厂污水、石化污水、酒精制糖污水、淀粉厂污水、填埋场浸出液、生禽养殖屠宰场废水、市政污水、选矿提炼厂污水等等。
●技术原理
二、 技术原理
2.1微波概述
微波是指波长为1mm~1m,频率为300MHz~300000MHz的电磁波,由于微波的频率很高,所以亦称超高频电磁波。微波频段的具体划分见表1。
表1微波频段范围
频率范围/MHz波段中心波长/m常用主频率/MHz波长/m
890~940L0.3309150.328
2400~2500S0.12224500.122
5725~5875C0.05258000.052
22000~22250K0.014221250.014
注:目前只有915MHz和2450MHz被广泛应用,在较高的两个频段还没有合适的大功率工业设备。
2.2微波化学污水处理技术原理
微波能水处理技术基础是“极性分子理论”及“电磁原理”。微波对流体中物质进行选择性馈能,使场内吸波物质的电子加速运动碰撞;而污染物离子在微波场作用下定向排列,减轻或破除电子之间的络合、螯合健能,磁化胶体内粒子从而达到低温催化和加速流体中固、液分离作用;对场内物质的高频振荡从而达到低温杀菌作用,使废水中的有机污质BOD5、CODcr、NH3-N、磷酸盐和硫化物及重金属等转化为沉淀或部分完成了污染物分子形式的转化,经快速沉淀、过滤,使污水得于净化。
微波在处理水中污染物的同时,也能杀灭水中的细菌、藻类等微生物。其作用原理是:由于微波辐射的热效应,即微波辐射场照射生物体,引起生物体组织器官的加热作用而产生的生理影响和抑制、伤害作用。组成细胞的极性分子在外加微波场的作用下升温发热,从而导致组织温度有一定程度的升高。当微波源功率密度较大,生物体产热过多,超过了体温调节能力时,生物体的温度平衡功能失调,体温上升,于是生物体发生生理功能紊乱并发生病理变化,进而死
四、 设备
微波能水处理技术设备由添加剂混合装置、微波源和微波反应器三部分组成,其核心是微波反应器(以下简称反应器),见图5。微波源及反应器由反应器主体与二台20千瓦微波源组成,是根据微波能加热物质的原理,使吸波物质在微波场中经过加热物化、低温催化、高频穿透等作用,并使加入添加剂后的水中污染物生成速沉絮体物,经固液分离后去除。而反应器装置的主要性能是:①反应器中的化学反应速度、工作压力、温度等可控制;②在反应器的密闭条件下,实现连续给排物料,且数量可调控;③微波能输入功率大小可连续调控,并绝对屏蔽、安全。其主要指标是:①反应器内压力调控范围为0.085~0.098Mpa;②反应器中被加热物质温度调控范围为室温~90°C;③反应器中物料处理量可根据物料性质、实现工艺目标而进行系统设计。
●技术特点
MWTD法具有十大优势:
1、可有效地调整和提高可生化性条件。
2、可同时高效的处理各类重金属和高COD的电镀混合废水并实现稳定达标排放。
3、能很好的解决由于含氰、含铬废水混排而引起的氰化物或六价铬超标的问题。
4、工艺过程中药剂的利用效率高、直接处理费用较化学沉淀法低10~35%。
5、工艺过程中的响影因素少,过程控制简单和准确、操作运行管理方便。
6、工程占地面积小,约为化学沉淀法的20~50%。
7、工艺设备的扩展性强,主要设备可拆迁、并联,避免重复投资与建设。
8、处理后的出水,各种重金属离子的浓度远低于排放标准,有利于中水回用等后续深度处理工艺的正常运行以及有效降低后续深度处理处理费用。
9、污泥的沉降性能好,其沉淀速度是传统工艺的3~4倍;污泥的含水率低,为96~98%;污泥的脱水性能良好。
10、具有良好的杀菌除臭能功,经处理后出水细菌总数可直接达到废水排放要求。
●MWTD法的应用与展望
鉴于其技术原理和技术特点,MWTD法除能有效处理电镀废水外,在以下几类废水中可望得到成功的运用或与传统工艺进行优化组合进行污水净化处理,从而达到稳定的净化效果。
1、废水除磷:低浓度COD和高含磷酸盐的废水,对BOD/TP没有要求,可采用MWTD技术“一步法”实现除磷、COD等,实现达标排放,已成功完成了中试。
2、高难(浓)度有机废水的处理:对可生化差、有毒有害的有机废水,选用MWTD技术进行预处理去除大部分的COD,同时可提高废水的可生化性,有利于减少工艺负荷和提高废水处理工艺的运行质量。
3、线路版废水:只需对显影、脱膜等高浓度废水进行相应的预处理后,即可采用类似电镀废水的处理工艺进行有效地处理,可确保实现达标排放或再进行深度处理实现回用。已成功完成了中试。
4、医院污水:可实现成套设备完成医院污水的达标处理,无需投加消毒剂即可达到杀菌消毒的效果。
5、微污染水源的处理:采用微波技术,可同时实现COD、总磷和氨氮的净化,提高微污染水源的水质,运行费用和操作运行管理等具有明显的优势。
●结论
经大量实践证明:微波能水处理技术对水中污染物有显著的去除效果。出水中的色度、硫化物、悬浮物、CODcr、BOD5、挥发酚和总磷等去除率在80%以上;利用有效的传统工艺衔接可以使出水中的氨氮和阴离子洗涤剂达到排放要求。可以有效地调整和提高废水的可生化性,有利于减少工艺负荷和提高废水处理工艺的运行质量。处理后的出水,各种重金属离子的浓度远低于排放标准,有利于中水回用等后续深度处理工艺的正常运行以及有效降低后续深度处理处理费用。处理后水中的速沉絮体物的沉降速率为0.7cm/min,污泥的沉降性能好,其沉淀速度是传统工艺的3~4倍;污泥的含水率低,为96~98%;污泥的脱水性能良好。具有良好的杀菌除臭能功,经处理后出水细菌总数可直接达到废水排放要求。工艺设备的扩展性强,主要设备可拆迁、并联,避免重复投资与建设。工程占地面积小,约为传统工艺法的20~50%。工艺过程中药剂的利用效率高、直接处理费用较化学沉淀法低10~35%。工艺过程中的响影因素少,过程控制简单和准确、操作运行管理方便处理后检测项目符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准要求。另经有关权威专业部门检测,其微波漏能远远低于国家标准,证明其对人体绝对安全可靠。微波能水处理技术在国内外无先例,处于世界先进水平。
微波能水处理技术在治理江河湖泊,净化水体,改善水资源生态环境方面独具特点,可快速去污、高效杀菌,可靠除藻,达到去浊变清的目的,对水体不产生二次污染。将污水逐渐置换澄清,生成絮体物,快速沉降,覆盖于底部污泥层上,防止水质的进一步恶化。
微波能水处理技术在海水淡化的应用上有特别的优势,为低成本的扩展人类淡水资源做出巨大的贡献。
为保护人类赖以生存的自然生态环境,彻底解决水资源问题,保护我们的绿色家园,让微波能水处理技术把不可能变成可能!
Ⅶ 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。
Ⅷ 次氯酸钠发生器水处理设备的原理是什么
您好 我来回答您的问题
次氯酸钠发生器是一种用于水处理消毒、杀菌的设备,内其工作原理是将容食盐(氯化钠)配置一定浓度的水溶液,然后通过电解装置,在直流电场的作用下,溶液中的钠离子和氯离子分别移向阴极和阳极,当施加的电压大于氯化钠的分解电压时,便发生电解作用,产生次氯酸钠溶液。
次氯酸钠发生器
Ⅸ 电化学水处理,是物理还是化学
是化学方面的,用到了电解槽,阴极、阳极
一种电化学水处理装置,包括电源系统、电凝聚装置、进水口和出水口;所述电凝聚装置包括机架、前支撑板、液压装置、压板、前盖板、电解槽、后盖板、后支撑板;所述前支撑板的一侧连接液压装置的一侧,所述液压装置的另一侧连接压板的一侧,所述压板的另一侧连接前盖板的一侧,所述前盖板的另一侧通过橡胶条和电解槽的一侧密封连接,所述电解槽的另一侧通过橡胶条和后盖板的一侧密封连接,所述后盖板的另一侧连接后支承板的一侧,所述方形轴贯穿设置于压板、前盖板、电解槽、后盖板、后支撑板上,所述方形轴的外露于后支撑板的一端通过联轴器和减速器连接电机。