CN106082416A - 一种暂时硬水处理系统与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种暂时硬水处理系统与方法，包括用于添加药剂的液体混合比例泵、用于储存药剂的塑料罐、用于抽样处理后水质的取样龙头；液体混合比例泵串接入暂时硬水输送管道；液体混合比例泵的添加剂就药管与所述塑料罐底部连接或者放入所述塑料罐底部；塑料罐中盛有稀盐酸液体添加剂，所述稀盐酸液体通过液体混合比例泵加入暂时硬水输送管道；取样龙头串接入暂时硬水输送管道，位于液体混合比例泵出水口之后，通过测量处理后水质的PH值，调节所述液体混合比例泵混入稀盐酸液体添加剂的比例，达到暂时硬水处理要求达到的目标PH值。

Description

一种暂时硬水处理系统与方法
技术领域
本发明涉及硬水的软化方法与系统，具体涉及暂时硬水的处理方法与系统。
背景技术
水的硬度(也叫矿化度)是指溶解在水中的钙盐与镁盐含量的多少，量多的硬度大，反之则小。
1升水中含有10mg的CaO(或者相当于10mg的CaO)称为1度。低于8度的水称为软水，高于17度的称为硬水，介于8～17度之间的称为中度硬水。雨、雪水都是软水，泉水、深井水、海水、江、河、湖水都是硬水。
硬水又分为暂时硬水和永久硬水。暂时硬水的硬度是由碳酸氢钙与碳酸氢镁引起的，经煮沸后可被去掉，这种硬度又叫碳酸盐硬度。永久硬水的硬度是由硫酸钙和硫酸镁等盐类物质引起的，经煮沸后不能去除。
硬水的软化方法，降低水中钙离子和镁离子含量使硬水变成软水的处理叫作水的软化。其主要方法如下：煮沸法,只适用于暂时硬水,煮沸暂时硬水时的反应：
Ca(HCO3)2＝CaCO3↓+H2O+CO2↑
Mg(HCO3)2＝MgCO3↓+H2O+CO2↑
由于CaCO3不溶，MgCO3微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁：
MgCO3+H2O＝Mg(OH)2↓+CO2↑
由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2
药剂软化法,工业上的经典水质处理方法是药剂软化法，如加入石灰(CaO)、磷酸钠等。加入石灰，可使水中的二氧化碳、碳酸氢钙和碳酸氢镁生成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对永久硬度大的硬水，可再加适量纯碱。软化时石灰添加量，根据经验，每降低一千升水中暂时硬度一度，需加纯氧化钙10克。反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。
离子交换法,它是利用离子交换剂，把水中的离子与离子交换剂中可扩散的离子进行交换作用，使水得到软化的方法。饮料用水大都采用有机合成离子交换树脂作离子交换剂。在处理水时，先让水从阳柱自上而下通过，使水中的金属离子被阳离子交换树脂吸附，阳离子交换树脂中的氢离子被交换到水中去；然后再通过阴柱，使水中的阴离子被阴离子树脂吸附，阴离子树脂将氢氧根离子交换到水中，和氢离子化合成水，使水得到净化。
电渗析和超滤技术,电渗析法是在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性，使水中阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜向阳极和阴极移动，从而达到净化作用。这项技术常用于将自来水制备初级纯水。反渗透法(超滤技术)是以压力为驱动力，提高水的压力来克服渗透压，使水穿过功能性的半透膜而除盐净化。反渗透法也能除去胶体物质，对水的利用率可达75％以上；反渗透法产水能力大，操作简便，能有效使水净化到符合国家标准。
安徽省半汤工人疗养院使用的是用冷泉水经加热疗养的。该泉水暂时硬度得到239.29mg/L，碳酸氢根为5.86mmol/l(见检测报告),水垢CaCO3和Mg(OH)2很快使加热器不能正常工作、堵塞其它管道，被迫停止运营。暂时硬水加热后不产生水垢是个急待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种暂时硬水处理系统与方法，以解决暂时硬水在加热过程中产生水垢堵塞管道的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种暂时硬水处理系统，包括用于添加药剂的液体混合比例泵、用于储存药剂的塑料罐、用于抽样处理后水质的取样龙头；
液体混合比例泵串接入暂时硬水输送管道；液体混合比例泵的添加剂就药管与所述塑料罐底部连接或者放入所述塑料罐底部；
塑料罐中盛有稀盐酸液体添加剂，稀盐酸液体通过液体混合比例泵加入暂时硬水输送管道；
取样龙头串接入暂时硬水输送管道，位于液体混合比例泵出水口之后，通过测量处理后水质的PH值，调节所述液体混合比例泵混入稀盐酸液体添加剂的比例，达到暂时硬水处理要求达到的PH值。
上述稀盐酸液体添加剂的摩尔浓度可以为1mol/l至10mol/l。
上述还可以包括用于关断隔离所述液体混合比例泵的比例泵进口阀与比例泵出口阀，暂时硬水输送管关断阀；
比例泵进口阀、液体混合比例泵、比例泵出口阀按顺序串联后，与所述暂时硬水输送管关断阀并联；
使用状态中，关闭暂时硬水输送管关断阀，打开比例泵进口阀与比例泵出口阀，液体混合比例泵处于工作状态；
使用状态中，打开暂时硬水输送管关断阀，关闭比例泵进口阀与比例泵出口阀，液体混合比例泵处于非工作状态。
上述目标PH值可以设定为5.5至7.0。经实验测定如果目标PH值为7.0 时，管道内壁有一点点沉淀；如PH值为5.5时，整个管道内壁是干干净净的。
上述还包括至少一路比例泵进口阀、液体混合比例泵、比例泵出口阀按顺序串联后与所述的暂时硬水输送管关断阀并联，形成多路液体混合比例泵并联工作以提高日处理水量。
一种暂时硬水处理方法，包括如下步骤：
步骤A10：通过在暂时硬水输送管道中串入的液体混合比例泵向暂时硬水混入稀盐酸液体添加剂；
步骤A20：在液体混合比例泵出水口处，通过取样龙头取得处理后的暂时硬水样品，测试所述暂时硬水样品PH值；
步骤A30：判定所述暂时硬水样品PH值与处理目标PH值的差距，如果硬水样品PH偏低，调节所述液体混合比例泵，减小混入稀盐酸液体添加剂比例；如果硬水样品PH偏高，调节所述液体混合比例泵，增加混入稀盐酸液体添加剂比例。
上述述稀盐酸液体添加剂的摩尔浓度为1mol/l至10mol/l。
上述目标PH值为5.5至7.0。
与现有技术相比，本发明发明的有益效果是：1、稀盐酸液体易于获得，水体处理的成本低；2、利用液体混合比例泵，在输送过程中，消除碳酸氢根，虽然没有消除Ca离子与Mg离子，，在温泉疗养等非食用场景下，高效快捷的保护了加热管道与设备，保证了正常的生产运作。
附图说明
图1为优选实施方案之液体混合比例泵串入主管道示意图。
图2为优选实施方案之液体混合比例泵并入主管道示意图。
图3为一种暂时硬水处理系统优选实施方案的原理框图。
图4为公开的一份水质检测报告影印照片。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图3为一种暂时硬水处理系统原理框图，暂时硬水，通过液体混合比例泵混入稀盐酸液体添加剂，通过取样龙头对混合后的水抽样检查做PH测试，根据测试结果与目标PH值对比来调节液体混合比例泵的混合比例，一般来说，暂时硬水的成份波动范围并不频繁，而稀盐酸液体添加剂的浓度范围变化的可能性更大，PH测试一般在更换稀盐酸液体添加剂后进行测试和调节液体混合比例泵的混合比例；
具体请参阅图1，图中包括添加药剂的液体混合比例泵120、用于储存药剂的塑料罐130、用于抽样处理后水质的取样龙头150，用于关断暂时硬水输送管道的阀门110，阀门110可以根据具体情况配置或者不配置；
液体混合比例泵串接入暂时硬水输送管道；液体混合比例泵的添加剂就药管121与所述塑料罐底部连接或者放入所述塑料罐底部；
塑料罐中盛有稀盐酸液体添加剂，稀盐酸液体通过液体混合比例泵加入暂时硬水输送管道；
取样龙头串接入暂时硬水输送管道，位于液体混合比例泵出水口之后，通过测量处理后水质的PH值，调节液体混合比例泵混入稀盐酸液体添加剂的比例，达到暂时硬水处理要求达到的目标PH值。
上述稀盐酸液体添加剂的1mol/l至10mol/l。
如图2，上述系统，还可以包括用于关断隔离所述液体混合比例泵的比例泵进口阀270与比例泵出口阀260，暂时硬水输送管关断阀210；
比例泵进口阀、液体混合比例泵、比例泵出口阀按顺序串联后，与暂时硬水输送管关断阀并联；
使用状态中，关闭暂时硬水输送管关断阀，打开比例泵进口阀与比例泵出口阀，液体混合比例泵处于工作状态；
使用状态中，打开暂时硬水输送管关断阀，关闭比例泵进口阀与比例泵出口阀，液体混合比例泵处于非工作状态。
上述目标PH值为5.5至7.0。
上述还包括至少一路比例泵进口阀、液体混合比例泵、比例泵出口阀按顺序串联后与所述的暂时硬水输送管关断阀并联，形成多路液体混合比例泵并联工作以提高日处理水量。
一种暂时硬水处理方法，包括如下步骤：
步骤A10：通过在暂时硬水输送管道中串入的液体混合比例泵向暂时硬水混入稀盐酸液体添加剂；
步骤A20：在液体混合比例泵出水口处，通过取样龙头取得处理后的暂时硬水样品，测试所述暂时硬水样品PH值；
步骤A30：判定所述暂时硬水样品PH值与目标PH值的差距，如果硬水样品PH偏低，调节所述液体混合比例泵，减小混入稀盐酸液体添加剂比例；如果硬水样品PH偏高，调节所述液体混合比例泵，增加混入稀盐酸液体添加剂比例。
上述稀盐酸液体添加剂的摩尔浓度为1mol/l至10mol/l。
上述目标PH值为5.5至7.0。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。
附件公开：公开实验测试方法与处理前水质检测报告
如图4未处理前的水质报告，安徽省半汤工人疗养院使用的是用冷泉水经加热疗养的，即泡温泉不饮用。该泉水暂时硬度得到239.29mg/L，碳酸氢根为5.86mmol/l,水垢CaCO3和Mg(OH)2很快使加热器不能正常工作、堵塞其它管道，被迫停止运营。暂时硬水加热后不产生水垢是个急待解决的问题。
暂时硬水加热后不产生水垢的原理：
Ca(HCO3)2+2HCl＝CaCl2+2H2O+2CO2↑
Mg(HCO3)2+2HCl＝MgCl2+2H2O+2CO2↑
试验：取两个200毫升烧杯并编号，各加入200毫升泉水，用精密ph值试纸测得为7.5。在1号烧杯里滴加4滴1:1的稀盐酸，2号不加稀盐酸作为对照。同时放入沸水中维持20分钟，取出比较。
结果：
1、ph值：1号烧杯ph值由原来的7.5变成为6.5，2号烧杯仍然为7.5没有变化；
2、漂浮物：1号烧杯则清澈透底，2号烧杯水的表面上漂浮一层碳酸钙漂浮物；
3、沉淀物：1号烧杯则清澈透底，2号烧杯水底部有白色碳酸钙沉淀颗粒；
4、烧杯内壁：1号烧杯则清澈透底，2号烧杯水里内壁上有一层坚硬的碳酸钙沉淀；
试验与原理相符。
现将另一组试验以表格表示如下：
1毫升移液管的滴数是27滴，每滴是1/27＝0.037毫升。加入量0.037毫升--0.593毫升，并换算成摩尔浓度。1:1稀盐酸为6mol/l。
计算公式：C1V1＝C2V2
将相关数值代入公式得到的范围为0.001110mol/l—0.01779mol/l之间。浓度过高则影响设备和水质，浓度过低则不能消除水垢，一般可以选择0.002220mol/l为宜。此浓度是随泉水里碳酸氢根的浓度变化。

Claims (8)

1.一种暂时硬水处理系统，其特征在于，包括用于添加药剂的液体混合比例泵、用于储存药剂的塑料罐、用于抽样处理后水质的取样龙头；
所述液体混合比例泵串接入暂时硬水输送管道；液体混合比例泵的添加剂就药管与所述塑料罐底部连接或者放入所述塑料罐底部；
塑料罐中盛有稀盐酸液体添加剂，所述稀盐酸液体通过液体混合比例泵加入暂时硬水输送管道；
取样龙头串接入暂时硬水输送管道，位于液体混合比例泵出水口之后，通过测量处理后水质的PH值，调节所述液体混合比例泵混入稀盐酸液体添加剂的比例，达到暂时硬水处理要求达到的目标PH值。
2.根据权利要求1所述的硬水处理系统，其特征在于，所述稀盐酸液体添加剂的摩尔浓度为1mol/l至10mol/l。
3.根据权利要求1所述的硬水处理系统，其特征在于，还包括用于关断隔离所述液体混合比例泵的比例泵进口阀与比例泵出口阀，暂时硬水输送管关断阀；
比例泵进口阀、液体混合比例泵、比例泵出口阀按顺序串联后，与所述暂时硬水输送管关断阀并联；
使用状态中，关闭暂时硬水输送管关断阀，打开比例泵进口阀与比例泵出口阀，液体混合比例泵处于工作状态；
使用状态中，打开暂时硬水输送管关断阀，关闭比例泵进口阀与比例泵出口阀，液体混合比例泵处于非工作状态。
4.根据权利要求1所述的硬水处理系统，其特征在于，所述目标PH值为5.5至7.0。
5.根据权利要求3所述的硬水处理系统，其特征在于，还包括至少一路比例泵进口阀、液体混合比例泵、比例泵出口阀按顺序串联后与所述的暂时硬水输送管关断阀并联，形成多路液体混合比例泵并联工作以提高日处理水量。
6.一种暂时硬水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A10：通过在暂时硬水输送管道中串入的液体混合比例泵向暂时硬水混入稀盐酸液体添加剂；
步骤A20：在液体混合比例泵出水口处，通过取样龙头取得处理后的暂时硬水样品，测试所述暂时硬水样品PH值；
步骤A30：判定所述暂时硬水样品PH值与目标PH值的差距，如果硬水样品PH偏低，调节所述液体混合比例泵，减小混入稀盐酸液体添加剂比例；如果硬水样品PH偏高，调节所述液体混合比例泵，增加混入稀盐酸液体添加剂比例。
7.根据权利要求6所述的暂时硬水处理方法，其特征在于，所述稀盐酸液体添加剂的摩尔浓度为1mol/l至10mol/l。
8.根据权利要求6所述的暂时硬水处理方法，其特征在于，所述目标PH值为5.5至7.0。
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