常用水处理方法

1. 一般水处理方法及原理有哪些

水处理”便是通过物理的、化学的手段，去除水中一些对生产、生活不需要的物质的过程。

是为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝，以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。

由于社会生产、生活与水密切相关，因此，水处理领域涉及的应用范围十分广泛，构成了一个庞大的产业应用。

常说的水处理包括：污水处理和饮用水处理两种。经常用到的水处理药剂有：聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、碱式氯化铝，聚丙烯酰胺，活性炭及各种滤料等。
常用的水处理方法有：(一)沉淀物过滤法、(二)硬水软化法、(三)活性炭吸附法、(四)去离子法、(五)逆渗透法、(六)超过滤法、(七)蒸馏法、(八)紫外线消毒法等，现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。

2. 一般水处理方法有哪些

常用的水处理方法有： (一)沉淀物过滤法、 (二)硬水软化法、 (三)活性炭吸附法、 (四)去离子法、 (五)逆渗透法、 (六)超过滤法、 (七)蒸馏法、 (八)紫外线消毒法 （九)生物化学法等， 现在将这些处理法之原理及功能在此一一说明。 沉淀物过滤法 沉淀物过滤法的目的是将水源内之悬浮颗粒物质或胶体物质清除乾净。这些颗粒物质如果没有清除，会对透析用水其它精密的过滤膜造成破坏或甚至水路的阻塞。这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器(filter)以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对于溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少。人们就是利用入水压与出水压差来判断滤器被阻塞的程度。因此滤器要定时逆冲以排除堆积其上的杂质，同时也要在固定时间内更换滤器。 沉淀物过滤法还有一个问题值得注意，因为颗粒物质不断被阻拦而堆积下来，这些物质 面或许有细菌在此繁殖，并释放毒性物质通过滤器，造成热原反应，所以要经常更换滤器，原则上进水与出水的压力落差升高达到原先的五倍时，就需要换掉滤器。 硬水软化法 硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，*此来降低水源内之钙镁离子的浓度。其软化的反应式如下: Ca2++2Na-EX→Ca-EX2+2Na+1 Mg2++2Na-EX→Mg-EX2+2Na+1 式中的EX表示离子交换树脂，这些离子交换树脂结合了Ca2+及Mg2+之后，将原本含在其内的Na+离子释放出来。 现在市面上出售的离子交换树脂为球状的合成有机物高分子电解质。树脂基质(resin matrix)内藏氯化钠，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原(regeneration)的工作，也就是每隔固定时间加入特定浓度的盐水，一般是10%，其反应方式如下: Ca-EX2+2Na+ (浓盐水)→ 2Na-EX+Ca2+ Mg-EX2+2Na+ (浓盐水)→ 2Na-EX+Mg2+ 如果水处理的过程中没有阳离子的软化，不只是逆渗透膜上会有钙镁体的沉积以致降低功效甚至破坏逆渗透膜，同时病人也容易得到硬水症候群。硬水软化器也会引起细菌繁殖的问题，所以设备上需要有逆冲的功能，一段时间后就要逆冲一次以防止太多杂质吸附其上。另一个值得注意问题的是高血钠症，因为透析用水的软化与再还原过程是*计时器来控制，正常情况还原作用大多发生在半夜，这是*阀门在控制，如果发生故障，大量盐水就会涌进水源，进而造成病人的高血钠症。 活性炭 活性炭是由木头，残木屑，水果核，椰子壳，煤炭或石油底渣等物质在高温下乾馏炭化而成，制成后还需以热空气或水蒸气加以活化。它的主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性炭的表面呈颗粒状，内部是多孔的，孔内有许多约1Onm~lA大小的毛细管,1g的活性炭内部表面积高达700-1400m2，而这些毛细管内表面及颗粒表面就是吸附作用之所在。影响活性炭清除有机物能力的因素有活性炭本身的面积，孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性(Polarity)，它主要*物理的吸附能力来排除杂物，当吸附能力达饱合之后，吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质，所以必须定时利用逆冲的方式来清除吸附其上的杂质。 这种活性炭滤器如果吸附能力明显下降，必须更新。测定进水及出水的TOC浓度差(或细菌数量差)是考量更换活性炭的依据之一。有些逆渗透膜对氯的耐受性不佳，所以在逆渗透之前要有活性碳的处理，使氯能够有效的被活性炭吸附，但是活性碳上的孔洞吸附的细菌容易繁殖滋长，同时对于分子较大有机物的清除，活性炭的功效有限，所以必须*逆渗透膜在后面补强。 去离子法 去离子法的目的是将溶解于水中的无机离子排除，与硬水软化器一样，也是利用离子交换树脂的原理。在这 使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子(H+)来交换阳离子;而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子(OH-)来交换阴离子，氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水，其反应方程式如下: M+x+xH-Re→M-M-Rex+xH+1 A-z+zOH-Re→A-Rez+zOH-1 上式中的的M+x表阳离子，x表电价数，M+x阳离子与阳离子树脂上H-Re的氢离子交换，A-z则表阴离子，z表电价数，A-z与阴离子交换树脂结合后，释放出OH-离子。H+离子与OH-离子结合后即成中性的水。 这些树脂之吸附能力耗尽之后也需要再还原，阳离子交换树脂需要强酸来还原;相反的，阴离子则需要强硷来还原。阳离子交换树脂对各种阳离子的吸附力有所差异，它们的强弱程度及相对关系如下: Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>CU2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>Ag1+>Cs1+>K1+>NH41+>Na1+>H1+ 阴离子交换树脂与各阴离子的亲合力强度如下: S02-4+>I->NO3->NO2->Cl->HCO3->OH->F- 如果阴离子交换树脂消耗殆尽而没有还原，则吸附力最弱的氟就会逐渐出现在透析用水中，造成软骨病，骨质疏松症及其它骨病变;如果阳离子交换树脂消耗尽了，氢离子也会出现在透析用水之中，造成水质酸性的增加，所以去离子功能是否有效，需要时常监视。一般是*水质的电阻系数(resistivity)或传导度(conctivity)来判断。去离子法所使用的离子交换树脂同样也会造成细菌的繁殖引起菌血症，这是值得注意的一点。 逆渗透法 逆渗透法可以有效的清除溶解于水中的无机物，有机物，细菌，热原及其它颗粒等，是透析用水之处理中最重要的一环。要了解"逆渗透"原理之前，要先解释"渗透(osmosis)的观念。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液，其中溶质不能透过半透膜，则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方，直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前，可以在浓度较高的一方逐渐施加压力，则前述之水分子移动状态会暂时停止，此时所需的压力叫作 "渗透压 (osmotic pressure)"，如果施加的力量大于渗透压时，则水份的移动会反方向而行，也就是从高浓度的一例流向低浓度的一方，这种现象就叫作"逆渗透"。逆渗透的纯化效果可以达到离子的层面，对于单价离于(monovalent ions)的排除率(rejection rate)可达90%-98%，而双价离子(divalent ions)可达95%-99%左右(可以防止分子量大于200道尔敦的物质通过)。 逆渗透水处理常用的半透膜材质有纤维质膜(cellulosic)，芳香族聚酝胺类(aromatic polyamides)，polyimide或polyfuranes等，至于它的结构形状有螺旋型(spiral wound)，空心纤维型(hollow fiber)及管状型(tubular)等。至于这些材质中纤维素膜的优点是耐氯性高，但在硷性的条件下(pH ≥8.0)或细菌存在的状况下，使用寿命会缩短。polyamide的缺点是对氯及氯氨之耐受性差。至于采用那一种材质较好，则目前还没有定论。 如果逆渗透前没有作好前置处理则渗透膜上容易有污物堆积，例如钙，镁，铁等离子，造成逆渗透功能的下降;有些膜(如polyamide)容易被氯与氯氨所破坏，因此在逆渗透膜之前要有活性碳及软化器等前置处理。逆渗透虽然价钱较高，因为一般逆渗透膜的孔径约在l0A以下，它可以排除细菌，病毒及热原甚至各种溶解性离子等，所以在准备血液透析析释用水最好准备这一道步骤。 详细说明请参考： http://www.beijingshui.cn/tech/ http://www.ruanhuashui.net/
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3. 废水处理常用方法

现如今污水处理方法多种多样，我们在选择处理方法的时候需要结合自身实际情况，综合各方面因素才可以进行选择，为此给大家介绍几种污水处理方法，希望可以帮助大家更好选择。

生物法：生物法有AO污水处理工艺，简单来说就是使得污水连续流经固态的填料，并且形成一层生物膜，在生物膜上滋生出特别多的微生物，这些微生物可以对于水中的有机物起到讲解吸附作用，从而让污水得到净化。而脱落下死亡的生物膜也会跟随污水回流到沉淀池中澄清净化。

自然生物处理法：就是利用在自然条件下所滋生的微生物来净化废水，这种方式可以有利于植物生长，从而实现较为满意的无害化、资源化、稳定化需求。该工艺较为简单并且费用较低，是一个符合生态理想的污水处理形式。但提醒这种方式具有很多局限性，很容易受到自然环境影响，因此在很多地方并不建议使用这种方式。

他们说你高冷，却没发现只不过是思想的不同
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物理法：这种方式理解起来比较简单一些，就是利用物理的作用，将污水中的污染物进行分离，通常可以使用沉淀、气浮、筛选等工艺。

化学法：和物理法相似，需要在污水中投放化学物质从而获得过滤效果法、混凝法、电解法、氧化还原法等。

以上就是为大家介绍的污水处理

4. 常见的污水处理方法

1. 生物污水处理法

   利用微生物将污水中的有机物降解为无害的物质，常见的技术有活性污泥法、生物膜法、AO工艺法等。

2. 物理污水处理法

   物理污水处理法常用到的有沉党淀法、过滤法、气浮法、离心分离和磁力分离

3. 化学法

   化学法常用到的方法有混凝沉淀法、中和法、氧化还原法和化学沉淀法

5. 常用的污水处理方法有哪两种

污水分很多种，相应的，处理方法也有很多种。
大体上，分为混凝沉淀法(物理法)和生物处理法(化学法)两种。

6. 常见的水处理工艺有哪些

目前，工业废水的处理技术主要有以下几种。 一、混凝沉淀法 混凝沉淀法是利用混凝剂对工业废水进行净化处理的一种方法。混凝剂通常有无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂和生物高分子絮凝剂3大类。目前，在水处理方面应用最为广泛的是无机高分子絮凝剂中的聚铝盐和复合型聚铝盐。聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)是工业上应用最广泛的两种聚铝盐，其生产工艺成熟，生产原料来源广泛。实验证明，PAC对处理石油化工废水具有高效的絮凝效果，不仅去浊率高，对原水的pH值影响小，处理后水的色度好，可作为石化污水回收处理的絮凝剂。用其处理河水除浊和除COD(化学需氧量)效果良好(除浊度低于 4mg/L、COD低于 6 mg/L )。PAS的絮凝效果大大优于传统的硫酸铝絮凝剂，温度适用范围广泛，适合于饮用水、工业用水及绝大多数废水的絮凝处理，用其处理河水无论是除浊还是去除COD均能达到良好的处理效果。近年来，为了改善单一聚铝盐的絮凝效果，人们合成了新型的高分子复合铝盐絮凝剂，如聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铝铁(PAFS)、聚合硫酸氯化铝铁(PAFCS)、聚合硅(磷)酸铝(铁)等。这些高分子复合铝盐絮凝剂广泛用来处理饮用水、工业用水、矿井废水、油田含油废水、生活用水、天然黄河水、长江原水、印染废水等。 二、吸附法 吸附法是利用吸附剂对废水进行处理。目前工业上应用较多的吸附剂有氢氧化镁、活性纤维素碳(ACF)及新型的吸附剂-壳聚糖及其衍生物。氢氧化镁作为酸性工业废水处理剂的应用范围很广，可以用于造纸和印染废水、城市生活污水、电镀废水、含氟废水等，安全可靠，即使中和过量其PH值也不会超过9，且中和过程平缓，沉淀晶粒粗大密实，淤泥易于过滤和排放。由于其比表面积大，吸附力强，可从各种不同的工业废水中吸附并除去对环境造成危害的Ni2+、Cd2+、Mn2+、Cr3+、Cr6+等重金属离子。氢氧化镁还可以有效地除去工业废水和生活污水中的氨和磷，降低江河等水系的富营养化，控制藻类的生长，有利于生态保护;活性纤维素碳(ACF)是一种高效的吸附材料，是天然纤维、人造纤维经炭化后得到的。其微孔结构分布狭窄均匀，微孔的体积占总体积的90%左右，其孔径在1nm左右，它具有巨大的比表面积(2000m3/g)，因而具有极强的吸附能力。它可以使水澄清、去除水中的异详情www.likeqing.com味、吸附水中的锰、铁离子效果最好，对于CN-、Cl-、F-、苯酚的去除率在98%以上，对于细菌有很好的过滤作用。与高分子絮凝剂相比，活性纤维素碳具有极强的再生能力，因此在水处理工业中具有很广的应用前景;壳聚糖是甲壳素的主要衍生物，分子中含有活性基团-胺基和羟基，是一种很好的絮凝剂和螯合剂，对过渡金属离子有极强的鏊合作用，可除去工业废水中的铜、铬、镉、汞、锌等贵金属离子，其中对汞离子的去除率大于99。8%，对电镀废水中的重金属离子Cr3+、Ni2+、Cu2+、Zn2+的去除率均大于99%，且可回收重金属。壳聚糖的羧甲基化衍生物对水溶性染料废水特别是水溶性很好的阴离子型染料脱色效果显着。研究表明，用羧甲基壳聚糖处理的印染废水，不仅脱色效果好，而且絮凝速度快，絮体不易破碎，优于合成高分子有机絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)和明矾。用壳聚糖其衍生物处理食品废水或含高蛋白质废水可以回收残渣作饲料，不引起二次污染。研究表明，用其处理味精厂废水，除浊率可达99.5%， CODcr的去除率可达89.7%;用于处理大豆加工食品生产的废水，可有效絮凝回收蛋白类固体，也可将处理后的残渣加工成饲料或饵料。另外，它还广泛用于水中有机物(如氯酚、联苯)、造纸废水的处理、城市生活污水和海水的处理，也用于处理赤潮生物及海水中的COD及固定氧化池废水中的藻类物质等。 三、生物降解法。 目前，印染和造纸废水是造成环境污染的两大主要因素。现在所用染料大多是人工合成的大分子芳香类化合物，结构复杂，难以降解，染料工业废水颜色深，用物理方法处理的染料废水色度降低程度虽大，但对COD的去除率较差，且处理费用昂贵，并易引起二次污染，而用化学合成的有机物则会使水体发生中毒，使用生物降解法不仅可以克服上述问题，同时还具有以下优点：①不需对污染物进行预处理;②对其它微生物具有抗括作用;③可以处理污染重、毒性大的污染物;④降解物具有广谱性。白腐真菌和黄胞原毛平抱菌是两种很好的可降解含本质素印染造纸废水的菌种。 四、离子交换树脂法 离子交换树脂(IER)是一种含有活性基团的合成功能高分子材料，它是交联的高分子共聚物引入不同性质离子交换基团而成的。离子交换树脂具有交换。选择、吸附和催化等功能，在工业废水处理中，主要用于回收重金属和贵稀有金属，净化有毒物质，除去有机废水中的酸性或碱性的有机物质如酚、酸以及胺等。目前，在工业废水处理中使用的离子交换树脂有阴离子交换树脂、阳离子交换树脂、两性离子交换树脂，应用IER进行工业废水处理，不仅树脂可以再生，而且操作简单，工艺条件成熟且流程短，目前已为一些大型企业采用，其应用前景很好。 五、膜分离技术 在工业废水处理中，应用膜分离技术可处理各种废水。用超滤膜对含油废水进行处理，可以使油脂去除率达到97%-100%。采用梯度氧化铝膜管和无机膜一生物反应器处理生活废水，BOD的去除率达83%，COD、NH3-N和浊度的去除率分别超过96%、95%和98%，对SS的去除率达100%。采用耐酸碱无机膜处理碱性造纸黑液，不需要调整PH值，利用不同孔径的膜可回收纤维素、木质素等有用成分，处理后的水质可用于蒸煮制浆、实现造纸废水的闭路循环;采用泥膜混合工艺处理制革废水，对CODCr、S2-、Cr6+的去除率分别达86.14%、88.39%和54.5%。此外，利用膜技术还可以处理餐饮废水、医药化工废水、染料废水等。 苏州昊诺整理解答

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7. 现在常用的水质处理的方法有哪些

1．软化法

是指将水中硬度（主要指水中钙、镁离子）去除或降低一定的程度。水在软化过程中，只是软化水质，而不能改善水质。

2．蒸馏法

是指将水煮沸，然后收集蒸汽，使之冷却和凝结成液体。蒸馏水是极安全的饮用水，但有一些问题要进一步探讨。由于蒸馏水不含矿物质，这成为反对者提出人的寿命容易老化的理由。另外利用蒸馏法成本较高，耗费能源，不能去除水中挥发性物质。

3．煮沸法

是指自来水煮沸后饮用，这是一种古老的方法，在国内普遍地应用。水煮沸可杀死细菌，但一些化学物质和重金属不能去除，即使其含量极低，所以饮用仍是不安全的。

4．磁化法

是指利用磁场效应处理水，称为水的磁化处理。磁化处理的过程就是水在垂直于磁力线的方向通过磁铁后，即完成磁化处理的过程。中国对水的磁化处理仍是处于实践和研究的初级阶段，国外的净水器没有磁化功能的要求，因为磁化水不属于净水的范围，而是属于医疗方面的问题。

5．矿化法

是指在净化的基础上再向水中增添对人体有益的矿物元素（如钙、锌、锶等元素）。市售净水器一般通过在净水器中添加麦饭石来达到矿化的目的，但国家卫生部已经明令指出：“涉水产品不得宣传任何保健功能”。

6．臭氧、紫外线杀菌

这些方面都只能杀菌，去除不掉水中的重金属和化学物质，经杀死的细菌尸体仍残留在水中，而成为热原。

7．活性碳吸附

可分为以下三种形态

7．1颗粒活性炭较为常用，多用本质、煤质、果壳（核）等含碳物质通过化学法或物理活化法制成。它有非常多的微孔和比表面积，因而具有很强的吸附能力，能有效地吸附水中的有机污染物。此外在活化过程中，活性碳表面的非结晶部位形成一些含氧官能团，这些基团使活性碳具有化学吸附和催化氧化、还原性能，能有效去除水中一些金属离子。

7．2渗银活性碳将活性炭和银结合在一起，不仅对水中有机污染物有吸附作用，还具有杀菌作用，而且在活性炭内不会滋长细菌，解决了净水器出水有时出现亚硝酸盐含净水器量高的问题。当水通过渗银活性碳时，银离子就会慢慢释放出来，起到消毒杀菌作用。由于活性炭对除去水中色、溴、氯、铁、砷、汞，氰化物、酚等具有较好效果，除菌效果90%以上，因此被应用小型净水器中。

7．3纤维活性炭有机炭纤维经活化处理后形成的一种新型吸附材料，具有发达的微孔结构，巨大的比表面积，以及众多的官能团。国外在采用纤维活性炭进行溶剂回收，气体净化等方面已取得了显着的成就；在水处理应用方面也做了大量的研究工作。

8．RO逆渗透膜

RO逆渗透是一种通过国际流行的反渗透等办法，对原水进行过滤处理（物理法）后不添加任何化合物而生产出可供人类直接饮用的纯净水机器（也称为终端净水设备）。采用水质符合中国卫生部《生活饮用水水质卫生规范》（2001）规定的市政自来水为原水，通过2个活性炭滤芯（1个颗粒活性炭、1个烧结活性炭）1个PPF溶喷滤芯对原水进行预过滤，再对预过滤水施加压力令其通过孔径大小为万分之一微米的RO（反渗透，英文Reverse Osmosis）膜，最后通过材质为果壳（椰壳）的载银活性碳（又名小T33）调节水的酸碱度（使制出的纯净水口感变得甘甜醇美）而生产出纯净水。

RO逆渗透净水机制出的纯净水相对于桶装水更新鲜、更卫生、更安全，它的用途非常广泛：可以生饮，也可以烧开喝，在这方面最突出的特点是水壶或电暖瓶再也不会结水垢了；纯水用于烹饪，更加卫生，更加可口；用纯水洗浴，可以清除皮肤上的杂质，滋润皮肤，起到自然美容的效果；可以提供给加湿器、蒸汽熨斗、美容仪等小家电所需用水，决不会出现让人讨厌的水垢；与制冰机配套使用，制成的冰块晶莹剔透，无任何异味。

逆渗透技术：逆渗透原文是REVERSE OSMOSIS，它是美国太空总署集合多国科学家， 在政府支持下，花费数十亿美元，经过多年研究而成。逆渗透的原理是在原水一方施加比自然渗透压力更大的压力，使水分子由浓度高的一方逆渗透到浓度低的一方。由于的孔径远远小于病例毒和细菌的几百倍乃至上千倍以上，故各种病毒、细菌、重金属、固体可溶物、污染有机物、钙镁离子等根本无法通过逆渗透膜，从而达到水质软化净化的目的。

9．微过滤及超过滤法

微过滤法是用纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜，利用其均一孔径来截留水中的微粒、细菌、胶体等，使其不通过滤膜而被去除。这种微孔膜过滤技术又称粒密过滤技术，能够过滤微米或纳米级的微粒和细菌。超过滤和微过滤都属于膜分离技术，两者之间不存在明显的界限，超过滤的工作压力一般以0.3兆帕左右，可去除水中大分子物质、细菌、病毒等，但通量较低。

10．复合型

当一种工艺难以去除水中有害物质时，采用二种或两种以上的工艺即为复合型。如活性炭吸附、紫外线杀菌、活性炭吸附反渗透、活性炭吸附微过滤（超过滤）、聚丙烯超细纤维、活性炭、微过滤（超过滤）等。在复合型净水器中，膜技术复合净水器净水性能优良，特别在去除微生物（细菌、藻类等）方面有比较显着的效果，其中一些品质优良的净水器出水可以直接生饮，得到了广大消费者的欢迎，已成为净水器当前发展的热点。

净水器的设计和制造是一门综合性科学技术。净水器的设计原则应为用户着想。就中国各地区水质特点而言，长江沿岸和人员稠密地区有机物污染严重，而全国各地乡镇小型的供水企业和地下水使用地区存在着细菌污染的问题。因此只有部分品质优良的净水器能适应全国各地不同的水质，所以净水器生产厂商应根据不同地区的水质条件，精心设计出能适应不同水源，但处理效果良好的净水器。

总之净水器关系到千百万人的饮水安全和身体健康，为此净水器的本身质量和出水品质必须受到生产厂商的重视，并不断吸收和采用先进技术装备，不断提高净水器的质量以满足人民群众日益高涨的消费需要。

8. 常用的水处理方法有哪些

给水工艺 混合絮凝沉淀 过滤 超滤 微滤 纳滤 反渗透

9. 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。

10. 常用的污水处理工艺都有几种

污水处理工艺：

一、不溶态污染物的分离技术：

1、重力沉降：沉砂池（平流、竖流、旋流、曝气）、沉淀池（平流、竖流、辐流、斜流）；

2、混凝澄清；

3、浮力浮上法：隔油、气浮；

4、其他：阻力截留、离心力分离法、磁力分离法

二、污染物的生物化学转化技术：

1、活性污泥法：SBR、A/O、A/A/O、氧化沟等

2、生物膜法：生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等

3、厌氧生物处理法：厌氧消化、水解酸化池、UASB等

4、自然条件下的生物处理法：稳定塘、生态系统塘、土地处理法

三、污染物的化学转化技术：

1、中和法：酸碱中和

2、化学沉淀法：氢氧化物沉淀、铁氧体沉淀、其他化学沉淀

3、氧化还原法：药剂氧化法、药剂还原法、电化学法

4、化学物理消毒法：臭氧、紫外线、二氧化氯、氯气、次氯酸钠

四、溶解态污染物的物理化学分离技术：

1、吸附法

2、离子交换法

3、膜分离法：扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤

4、其他分离方法：吹脱和气提、萃取、蒸发、结晶、冷冻

(10)常用水处理方法扩展阅读：

现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。

一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。

二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。

三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。