CN205313276U

CN205313276U - 一种电絮凝软化硬水的处理设备

Info

Publication number: CN205313276U
Application number: CN201521127991.6U
Authority: CN
Inventors: 欧群飞; 赵勤; 张杨
Original assignee: Chengdu Feichuang Technology Co Ltd
Current assignee: Chengdu Feichuang Technology Co Ltd
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2015-12-29
Publication date: 2016-06-15
Anticipated expiration: 2025-12-29

Abstract

本实用新型涉及硬水软化处理设备领域，具体涉及一种电絮凝软化硬水的处理设备，包括主体和介质过滤系统，其特征在于，所述主体包括加碱反应池、电絮凝反应池和斜管沉淀池，所述加碱反应池、电絮凝反应池和斜管沉淀池依次连通，使硬水依次进入各反应池逐级处理，该设备通过加碱反应池、电絮凝反应池、斜管沉淀池和介质过滤系统之间的相互配合，通过溢流的方式逐一对硬水进行软化处理，不仅有效的对硬水进行了软化处理，效果好，适用性广，而且节省了水泵，节约了能耗。

Description

一种电絮凝软化硬水的处理设备

技术领域

本实用新型涉及硬水软化处理设备领域，具体涉及一种电絮凝软化硬水的处理设备。

背景技术

水的硬度通常是将水中的全部盐类换算为碳酸钙来计量，硬度作为一项重要的水质指标在饮用水和工业用水中受到了广泛关注。在生活上，水的硬度过高，用来洗涤可使肥皂不起泡沫而造成浪费；用硬水洗衣物易使纺织物纤维变硬发脆而损坏；用硬水洗澡、洗头时有发涩发黏的感觉；用硬水烧豆与肉类不易熟烂；用硬水烧开水易使水壶结垢，浪费燃料1/3以上。在人体健康上，饮用高硬水易使人患暂时性胃肠不适、腹胀、泻肚、排气多，甚至引起肾结石等疾病，严重危害人体健康。去除水中硬度离子是解决结垢、改善水用水安全、净化水质的根本途径。

电絮凝技术是在外加电压的作用下，利用可溶性阳极产生的阳离子在溶液中水解、聚合生成一系列多核羟基络合物和氢氧化物，作为絮凝剂吸附污水中的有机污染物及其他胶体物质，同时在阳极和阴极上产生的氧气和氢气的微小气泡具有良好的粘附性能，具有分离凝聚胶团及悬浮物的作用。电絮凝装置通过电化学反应使水中的杂质、金属离子等逐渐沉积在阴极，各种成分及化合物在电流的作用下将趋向寻找最稳定的状态，从而形成一个以非胶体或非溶解状态存在的固体物质，但单一的电絮凝技术去除废水中的可溶性钙镁离子的效果很差。

目前如化学沉淀、离子交换、纳滤、反渗透、电渗析、反向电渗析等多种技术都可应用于硬水的软化，然而每种处理技术都有其局限性：1)离子交换法是采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，从而避免了随温度的升高而生成水垢，该方法可以将水的硬度降至0，但阳离子交换树脂价格高昂，使用寿命短，不适用于大规模硬水的软化；2)膜分离法是指利用纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度，但是该方法对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高；3)化学沉淀法是指向水中加入石灰或专用的沉淀剂，然后进行过滤，主要是用于处理大流量的高硬水，但却只能将硬度降到一定的范围。因而，针对目前硬水软化技术存在的硬度去除率低的缺陷，发明一种硬度去除率高的硬水软化处理方法和设备，对于水资源的可持续应用和保障人体健康具有重要的意义。

发明内容

本实用新型为了解决目前硬水软化技术存在的硬度去除率低的缺陷，提出了一种电絮凝软化硬水的处理设备，该设备具有对硬水软化处理效果好，硬度去除率高，适用性广的特点。

本实用新型为了实现上述目的，提出一种电絮凝软化硬水的处理设备，包括主体和介质过滤系统，所述主体包括加碱反应池和斜管沉淀池，所述主体还包括电絮凝反应池，所述加碱反应池、电絮凝反应池和斜管沉淀池依次连通，使硬水依次进入各反应池逐级处理，能有效去除硬水中的钙镁离子，效果好，适应性广。

上述一种电絮凝软化硬水的处理设备，其中加碱反应池针对硬水中溶解的Ca²⁺、Mg²⁺的进行反应处理，将硬水中的绝大部分的Ca²⁺、Mg²⁺析出形成微小的颗粒物，是保证硬度去除率的重要设备。

上述一种电絮凝软化硬水的处理设备，其中电絮凝反应池中装有电絮凝模组，电絮凝组的极板材料为金属铝、铁中的一种，能有效絮凝水中的微小颗粒，形成大颗粒。

上述一种电絮凝软化硬水的处理设备，其中斜管沉淀池采用斜管沉淀的原理，沉淀除去水中的易沉淀的大颗粒物，保证介质过滤系统的正常过滤，避免堵塞，也是除去大部分钙镁沉淀物的重要设备。

上述一种电絮凝软化硬水的处理设备，其中介质过滤系统包括入水管、介质过滤器和出水管，是为了除去水中的不沉降颗粒物，是提高硬度去除率的重要设备。

上述一种电絮凝软化硬水的处理设备，其中斜管沉淀池上方设有集水槽，介质过滤系统的入水管与集水槽相连接，加碱反应池与电絮凝反应池之间有隔板a，所述电絮凝反应池与斜管沉淀池之间有隔板b，加碱反应池与斜管沉淀池之间有隔板c，其中隔板c比隔板a高20-40cm，隔板a比隔板b高10-20cm,隔板b比集水槽高10-20cm，有利于处理后水的溢出，才能够逐级对硬水进行处理，且节约能源。

上述一种电絮凝软化硬水的处理设备，其中加碱反应池、电絮凝反应池以及斜管沉淀池一体成套，布局紧凑，外形美观大方，便于安装和检修。

上述一种电絮凝软化硬水的处理设备，还包括加碱反应池、电絮凝反应池以及斜管沉淀池组成的主体上面的走道，在主体侧面的爬梯，有利于设备的管理和检修。

上述一种电絮凝软化硬水的处理设备，其中加碱反应池、电絮凝反应池以及斜管沉淀池底部为漏斗状，漏斗底设有排出口，用于沉淀或废液的排出，有利于设备的检修维护。

上述一种电絮凝软化硬水的处理设备，其中加碱反应池、电絮凝反应池以及斜管沉淀池的材料为钢、铁、合金中的一种。

采用上述一种电絮凝软化硬水的处理设备对硬水进行软化处理，其处理过程为：待处理硬水进入加碱反应池中与沉淀剂反应后，硬水通过溢流，从隔板a溢流入电絮凝反应池中，经过絮凝反应的硬水从隔板b溢流入斜管沉淀池中，经过沉淀的上清液通过溢流进入集水槽中，再通过入水管口、入水管进入介质过滤器中，经过介质过滤器过滤的水通过出水管进入中间水池。该设备增加了电絮凝反应池，并通过加碱反应池、电絮凝反应池、斜管沉淀池和介质过滤系统之间的相互配合，通过溢流的方式逐级对硬水进行软化处理，不仅有效的对硬水进行了软化处理，效果好，适用性广，而且节省了水泵，节约了能耗。

本实用新型为了实现上述目的，进一步提供使用该设备软化硬水的处理方法，其具体步骤如下：

（1）、将待处理硬水通入加碱反应池（11）中，然后向加碱反应池（11）加入沉淀剂，同时曝气，使硬水中的Ca2+、Mg2+生成悬浮颗粒物；

（2）、随着加碱反应池（11）中水位逐渐升高，步骤（1）中含有悬浮颗粒物的水从隔板a溢流入电絮凝反应池（16）中，通过电絮凝作用使得悬浮颗粒物变成大颗粒；

（3）、随着电絮凝反应池（16）中水位逐渐升高，步骤（2）中含有大颗粒物的水从隔板b溢流入斜管沉淀池（15）中进行沉淀，得上清液；

（4）、随着斜管沉淀池（15）中水位逐渐升高，上清液通过溢流进入集水槽（14）中，然后通过入水管（6）进入介质过滤器（5），去除上清液中剩余的悬浮物；

（5）、经过介质过滤器（5）过滤的上清液通过出水管（10）进入到调节池中，加酸调节pH值为5-8后进入中间水池，最后进入电渗析，得到软化水；

上述电絮凝软化硬水的处理方法中，步骤（1）所述的沉淀剂为任意质量比的碱和碳酸盐混合物，其中碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种；碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾中的一种或两种。

上述电絮凝软化硬水的处理方法中，步骤（1）所述沉淀剂的用量为：

5(D/1×10⁵)×VN≥(D/1×10⁵)×V

其中N为应加入沉淀剂的物质的量；D为待处理硬水的硬度值，单位ppm；V为待处理硬水的总体积，单位L，其中沉淀剂的用量过高会增加后期电渗析的处理时间和负荷，增加酸的用量，成本增加，用量太少不能使硬水中的钙镁离子完全生成微笑悬浮颗粒物，影响硬水软化效果。

上述电絮凝软化硬水的处理方法中，步骤（1）化学反应式为：

2OH^-+CO₂→CO₃ ^2-+H₂O；

Ca²⁺+CO₃ ^2-→CaCO₃↓；

Mg²⁺+CO₃ ^2-→MgCO₃↓；

Ca²⁺+OH^-→Ca(OH)₂↓；

Mg²⁺+OH^-→Mg(OH)₂↓；

Mg²⁺+OH^-+HCO₃ ^-→MgCO₃↓+H₂O；

Ca²⁺+OH^-+HCO₃ ^-→CaCO₃↓+H₂O。

上述一种电絮凝软化硬水的处理方法中，步骤（1）所述的曝气能增加水中二氧化碳的溶解量，生成更多的碳酸根，使硬水中溶解的钙镁离子更多的生成沉淀析出。

上述电絮凝软化硬水的处理方法中，步骤（4）所述的介质过滤系统为F6048HM系列过滤器。

上述电絮凝软化硬水的处理方法中，步骤（5）所述的酸为盐酸、硫酸中的一种或两种。

上述电絮凝软化硬水的处理方法中，步骤（5）所述的溶解性的离子包括Na⁺、K⁺、Cl^-、SO₄ ^2-。

上述电絮凝软化硬水的处理方法，先利用沉淀剂与溶解在硬水中的Ca²⁺、Mg²⁺反应生成悬浮在水中的不溶微小颗粒，但由于颗粒太小，不能直接采用斜管沉淀或介质过滤完全除去；然后通过电絮凝生成的一系列多核羟基络合物和氢氧化物，利用多核羟基络合物和氢氧化物具有的吸附作用，并在电场和电解生成的氧气与氢气的微小气泡的粘附作用协同下，将悬浮的微小颗粒吸附并粘合在一起，形成大颗粒；再通过斜管沉淀，去除易沉淀的大颗粒，通过介质过滤系统过滤除去悬浮的不易沉淀的大颗粒；最后通过电渗析除去水中的溶解性离子，从而得到软化水。该方法是经过合理的排序和组合，将电絮凝与化学沉淀法、斜管沉淀、电渗析等工艺技术有序的结合在一起，对硬水进行处理，硬水中溶解Ca²⁺、Mg²⁺的去除率≥95%，是普通硬水软化处理方法效果的1.3倍以上，硬水软化效率更高，效果更好，并且不含有其他杂质离子，软化水品质好。该处理方法具有成本低，过程简单，硬度去除率高、适用广泛的优点。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的显著区别和有益效果是：

1、本实用新型通过加碱反应池、电絮凝反应池、斜管沉淀池和介质过滤系统之间的相互配合，通过溢流的方式逐级对硬水进行软化处理，不仅有效的对硬水进行了软化处理，效果好，硬度去除率≥95%，适用性广。

2、本实用新型采用溢流的方法使水能依次从加碱反应池、电絮凝反应池、斜管沉淀池中溢出，节省了水泵，节约了能耗。

3、本实用新型加碱反应池、电絮凝反应池以及斜管沉淀池采用一体成套，布局紧凑，外形美观大方，便于安装和检修。

附图说明：

图1为本实用新型工艺流程图。

图2为本实用新型电絮凝软化硬水处理设备的正视图。

图3为本实用新型电絮凝软化硬水处理设备的俯视图。

图4为本实用新型电絮凝软化硬水处理设备的侧视图。

标记说明：1-主体，2-爬梯，3-主体支撑架，4-排出口，5-介质过滤器，6-入水管，7-入水管口，8-走道栏杆，9-爬梯扶手，10-出水管，11-加碱反应池，12-电絮凝模组，13-走道，14-集水槽，15-斜管沉淀池，16-电絮凝反应池，17-介质过滤系统，18-隔板a，19-隔板b，20-隔板c。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

实施例1

如图2-图4所示，本实施例设备：包括加碱反应池11、电絮凝反应池16、斜管沉淀池15和介质过滤系统17，其中加碱反应池11与电絮凝反应池16之间有隔板a18，电絮凝反应池16与斜管沉淀池15之间有隔板b19，加碱反应池11与斜管沉淀池16之间有隔板c20，加碱反应池11、电絮凝反应池16以及斜管沉淀池15一体成套；电絮凝反应池16中装有电絮凝模组12，斜管沉淀池15上方设有集水槽14，介质过滤系统17的入水管6与集水槽14相连接，还包括加碱反应池11、电絮凝反应池16以及斜管沉淀池15组成的主体1上面的走道13，在主体1侧面的爬梯2。

采用上述设备对硬度为800ppm，体积为100L的硬水进行处理，其具体步骤如下：

（1）、将硬水通入加碱反应池11中，然后向加碱反应池11加入1.2mol的氢氧化钾和碳酸钾按1：3的质量混合的混合沉淀剂，同时曝气，使硬水中的Ca2+、Mg2+生成悬浮颗粒物；

（2）、随着加碱反应池11中水位逐渐升高，步骤（1）中含有悬浮颗粒物的水从隔板a溢流入电絮凝反应池16中，通过电絮凝作用使得悬浮颗粒物变成大颗粒；

（3）、随着电絮凝反应池16中水位逐渐升高，步骤2中含有大颗粒物的水从隔板b溢流入斜管沉淀池15中进行沉淀，得上清液；

（4）、随着斜管沉淀池15中水位逐渐升高，上清液通过溢流进入集水槽14中，然后通过入水管6进入介质过滤器5，去除上清液中剩余的悬浮物；

（5）、经过介质过滤器5过滤的上清液通过出水管10进入到调节池中，加酸调节pH值为5后进入中间水池，最后进入电渗析，得到软化水。

将采用上述设备处理过得到的软化水进行硬度检测，测得其硬度为50ppm；由此可知，采用上述方法和设备处理的硬水硬度大幅降低，效率高，效果好。

实施例2：

采用上述设备对硬度为1000ppm，体积为100L的硬水进行处理，其具体步骤如下：

（1）、将硬水通入加碱反应池11中，然后向加碱反应池11加入2.2mol的氢氧化钾和碳酸钾按3：2的质量混合的混合沉淀剂，同时曝气，使硬水中的Ca2+、Mg2+生成悬浮颗粒物；

（5）、经过介质过滤器5过滤的上清液通过出水管10进入到调节池中，加酸调节pH值为8后进入中间水池，最后进入电渗析，得到软化水。

将采用上述设备和方法处理过得到的软化水进行硬度检测，测得其硬度为40ppm；由此可知，采用上述方法和设备处理的硬水硬度大幅降低，效率高，效果好。

对比实施1：

（2）、随着加碱反应池11中水位逐渐升高，步骤（1）中含有悬浮颗粒物的水从隔板a溢流入电絮凝反应池16中，不使用电絮凝作用使得悬浮颗粒物变成大颗粒；

（3）、随着电絮凝反应池16中水位逐渐升高，电絮凝反应池16的水从隔板b溢流入斜管沉淀池15中进行沉淀，得上清液；

将采用上述设备和方法处理过得到的软化水进行硬度检测，测得其硬度为530ppm；由此可知，缺少电絮凝处理对硬水的软化具有很大的影响，软化效果差。

对比实施例2：

（1）、将硬水通入加碱反应池11中，不向加碱反应池11加入混合沉淀剂，但要曝气，；

（2）、随着加碱反应池11中水位逐渐升高，加碱反应池11的水从隔板a溢流入电絮凝反应池16中，通过电絮凝作用使得悬浮颗粒物变成大颗粒；

将采用上述设备和方法处理过得到的软化水进行硬度检测，测得其硬度为480ppm；由此可知，不在硬水中加入沉淀剂，对硬水的软化处理有较大影响，处理效果欠佳。

对比实施例3：

（1）、将硬水通入加碱反应池11中，同时曝气；

（2）、随着加碱反应池11中水位逐渐升高，步骤（1）中的水从隔板a溢流入电絮凝反应池16中，然后向电絮凝反应池16中加入2.0mol的氢氧化钠和碳酸钠按2：1的质量混合的混合沉淀剂，并同时通过电絮凝进行处理；

（3）、随着电絮凝反应池16中水位逐渐升高，步骤（2）中的水从隔板b溢流入斜管沉淀池15中进行沉淀，得上清液；

将采用上述方法处理过得到的软化水进行硬度检测，测得其硬度为230ppm；由此可知，沉淀剂在电絮凝处理的时候加入，对硬水的软化处理有较大影响，处理效果差。

通过上述对比实施例可以看出，沉淀剂的加入和电絮凝处理都是硬水软化中不可缺少的技术要点，是硬水软化处理方法中最重要的部分，需要两者共同配合，协同才能完成对硬水的彻底软化，缺一不可，采用本实用新型方法对硬水进行软化处理，效果好，效率高，适应性广。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种电絮凝软化硬水的处理设备，包括主体（1）和介质过滤系统（17），其特征在于，所述主体包括加碱反应池（11）、电絮凝反应池（15）和斜管沉淀池（16），所述加碱反应池（11）、电絮凝反应池（16）和斜管沉淀池（15）依次连通，使硬水依次进入各反应池逐级处理。

2.根据权利要求1中所述的电絮凝软化硬水的处理设备，其特征在于，所述电絮凝反应池（16）中装有电絮凝模组(12)。

3.根据权利要求2中所述的电絮凝软化硬水的处理设备，其特征在于，所述电絮凝模组（12）极板材料为金属铝、铁中的一种。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电絮凝软化硬水的处理设备，其特征在于，所述介质过滤系统（17）包括入水管(6)、介质过滤器（5）和出水管（10）。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的电絮凝软化硬水的处理设备，其特征在于，所述斜管沉淀池(15)上还有集水槽（14），集水槽（14）与入水管(6)相连接。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的电絮凝软化硬水的处理设备，其特征在于，所述加碱反应池（11）与电絮凝反应池（16）之间有隔板a(18)，所述电絮凝反应池（16）与斜管沉淀池（15）之间有隔板b（19），所述加碱反应池(11)与斜管沉淀池(15)之间有隔板c（20）,所述的隔板c(20)高于隔板a(18),所述隔板a(18)高于隔板b(19),所述隔板b(19)高于集水槽（14），使水能依次从加碱反应池（11）、电絮凝反应池（16）、斜管沉淀池（15）中溢出。

7.根据权利要求6中所述的电絮凝软化硬水的处理设备，其特征在于，所述隔板c(20)比隔板a（18）高20-40cm,所述隔板a(18)比隔板b（19）高10-20cm,所述隔板b（19）比集水槽（14）高10-20cm，硬水依次通过加碱反应池(11)、电絮凝反应池(16)、斜管沉淀池(15)、介质过滤系统（17）。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的电絮凝软化硬水的处理设备，其特征在于，所述加碱反应池(11)、电絮凝反应池(16)以及斜管沉淀池(15)底部为漏斗状，漏斗底设有排出口（4）。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的电絮凝软化硬水的处理设备，其特征在于，所述加碱反应池(11)、电絮凝反应池(16)以及斜管沉淀池(15)的材料为钢、铁、合金中的一种。