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电化学水垢去除技术处理能力核算及技术改进

工业水处理 2019年第2期39卷 17-20,74页

作者：徐浩雷佳妮杨鸿辉延卫杨柳西安交通大学环境科学与工程系陕西西安710049

电化学水垢去除技术是一种主动式水垢控制技术,可将水垢以固体形式从循环冷却水中析出。通过理论计算得出该技术处理能力计算表达式,并结合工程实践状况分析了影响处理能力的因素,重点分析了影响设备传质条件的因素。在此基础上,提出了... 详细信息

电化学水垢去除技术是一种主动式水垢控制技术,可将水垢以固体形式从循环冷却水中析出。通过理论计算得出该技术处理能力计算表达式,并结合工程实践状况分析了影响处理能力的因素,重点分析了影响设备传质条件的因素。在此基础上,提出了电化学水垢去除技术的2个改进方向:即将电化学水垢去除技术与其他除垢技术联用,以及发展与现有水垢阴极沉积思路相反的电化学阳极除碱技术。

关键词：水垢电化学除垢电化学阳极除碱

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车用发动机冷却系水垢及其防治

车用发动机 1998年第4期 57-58页

作者：肖永清东风汽车公司十堰442001

发动机冷却系在使用过程中常见其零件的腐蚀、杂质及其水污和积垢，直接影响了发动机的冷却效果，文中叙述了冷却系水垢的形成、危害及其处理方法。

关键词：汽车发动机冷却系统水垢处理

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循环水系统的水垢化学处理方法研究

工业锅炉 1996年第2期 32-35页

作者：陈华张琦南通第二棉纺织厂工程兵工程学院

分析了工业设备的常用循环水系统的锈蚀机理,介绍了防治方法和自制的复合型水垢化学处理剂的基本组成和效果。

关键词：循环水系统水垢化学处理添加剂水处理

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酸碱平衡曝气法去除地下水水垢工艺试验研究

酸碱平衡曝气法去除地下水水垢工艺试验研究

作者：华家西安建筑科技大学

学位级别：硕士

地下水是重要的城镇供水水源,普遍存在供水水质能达到国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),但其高硬度和高碱度导致在烧开饮用过程中产生大量水垢的问题。饮用烧开水是我国居民的一个重要饮水特征,用户从感官和健康担忧对地下水供... 详细信息

地下水是重要的城镇供水水源,普遍存在供水水质能达到国家《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),但其高硬度和高碱度导致在烧开饮用过程中产生大量水垢的问题。饮用烧开水是我国居民的一个重要饮水特征,用户从感官和健康担忧对地下水供水系统抱怨和投诉较多,大量居民为解决水垢而购置家用净水器或桶装水。水垢问题成为国内以地下水为水源的供水企业面临和亟待解决的问题之一。本论文从水垢形成机理出发,创新性提出了酸碱平衡曝气法水垢去除原理,建立酸碱平衡曝气法水垢去除工艺;在试验室小试中验证了水垢去除可行性的基础上,在陕西省某县城地下水源水厂,以其地下水进水为原水,设计和加工了两套处理规模为50m3/d的浅层(池深1.2m)曝气水垢去除工艺装置,为了进一步降低工艺占地面积,设计和加工了处理规模为100m3/d的深层(高度为5.5m)曝气水垢去除工艺装置,经过一年的现场参数优化和连续运行试验,取得了酸碱平衡曝气工艺去除该原水的主要参数,验证了工艺的可靠性和供水水质的安全性,提出了该水厂水垢去除改造工艺方案。论文主要结论如下:(1)浅层曝气水垢去除试验表明,使用以强酸为主要成分的阻垢剂,在投加量为0.14‰强酸/L、气水比为1:6时,水垢的去除率可达到90%以上,烧开水后的浊度可由原水5.0NTU以上降到1.0NTU以下,进出水的pH值基本保持一致。水垢的去除决定于阻垢剂投加,随着阻垢剂投量增加,水垢去除率提高,出水pH值决定于气水比,气水比增加出水pH值提高。(2)深层曝气水垢去除试验表明,阻垢剂的投加对于水垢的去除,深层曝气和浅层没有明显差异;但在同样气水比条件下,深层曝气试验出水pH值更高;气水比1:4就可使得进出水pH值相同,增加填料层可将气水比降至1:3,填料层距离曝气头30cm效果最佳。(3)浅层和深层曝气的稳定连续运行试验表明,系统出水水垢去除效果稳定,无明显的波动,10批次的出水水质全分析报告证明水质全部合格,阻垢剂的投加及曝气未对水质安全性产生影响,但增加了供水中阴离子浓度和总溶解固体,超过100人的现场饮用开水试验调查证实除垢过程对于供水水质口感没有明显差异。(4)提出了陕西省某县城地下水水垢去除改造工艺方案。水垢去除工艺改造供水规模为20000m3/d,新建搅拌反应池、曝气吹脱池和鼓风机房,结合水厂现有布局布置各构筑物,新建构筑物总占地约为250m2。

关键词：地下水水垢酸碱平衡曝气法暂时硬度 pH

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锅炉水垢晶体结构调控及其节能环保性能评价

锅炉水垢晶体结构调控及其节能环保性能评价

作者：明星河北工业大学

学位级别：硕士

在给水系统中,结垢是一个常见而耗资的问题,全球每年用于垢的清洗和结垢引起的热能损失耗资达百亿美元。在节能与环保成为世界两大主题的今天,开发绿色防垢技术具有广阔的市场应用前景。本工作应用新型铜锌合金和功能矿物陶瓷材料制备... 详细信息

在给水系统中,结垢是一个常见而耗资的问题,全球每年用于垢的清洗和结垢引起的热能损失耗资达百亿美元。在节能与环保成为世界两大主题的今天,开发绿色防垢技术具有广阔的市场应用前景。本工作应用新型铜锌合金和功能矿物陶瓷材料制备锅炉水处理活化床,实现水垢晶体结构的微观调控,抑制锅炉硬垢的形成;建立锅炉水垢晶体生长动力学模型,探索锅炉水处理用活化床的节能与环保性能评价方法。本工作首先建立了一种模拟锅炉系统,然后在进水管路中安装由功能矿物陶瓷材料和多种铜锌合金元件组成的水处理活化床,测定水质硬度、碱度、电导率、pH值和氧化还原电位等参数,研究活化床-锅炉水体系中Ca2+、Mg2+、Zn2+、CO32-、HCO3-等离子的相互作用及转移规律,以及水的蒸汽产量;最后对所结水垢样品进行扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X-射线衍射(XRD)及粒径分析,研究活化床对水垢晶体形态的影响。结果表明,铜锌合金在锅炉水系统中,由于发生电化学反应,锌离子溶出,水中锌离子浓度增大;在CaCO3部分钙位置取代Ca,水中Ca2+浓度增加,影响水垢晶体的生长,可以达到结软垢的目的,且可使水中铁离子得到电子,使其形成稳定的物质,阻止铁锈的生成;而陶瓷球活化水,使水的溶解能力增加,CaCO3的饱和度增大。在模拟锅炉循环水系统中,水处理活化床的节能效果可用蒸汽产量评价,环保性能可用耗酸量评价。通过对锅炉水垢晶体进行微观调控可以实现锅炉的节能与环保,活化床的节能环保性能与水垢微观晶体结构、疏松程度密切相关,即晶体尺寸大,晶粒之间团聚力小,其节能环保性能越好。

关键词：锅炉水垢铜锌合金功能矿物材料晶体结构节能环保活化床

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井口管道水垢检测方法研究

井口管道水垢检测方法研究

作者：蒲波西南石油大学

学位级别：硕士

油气田开发过程中,油气藏中的流体（油、气、水）从油气层中流出,经井筒、井口到地面集输系统,由于温度、压力和油气水平衡状态的变化,在油管内壁容易存在不同程度的结垢现象。井口油管结垢后会降低管道的输送能力,甚至停产,使油气井和... 详细信息

油气田开发过程中,油气藏中的流体（油、气、水）从油气层中流出,经井筒、井口到地面集输系统,由于温度、压力和油气水平衡状态的变化,在油管内壁容易存在不同程度的结垢现象。井口油管结垢后会降低管道的输送能力,甚至停产,使油气井和设备过早报废,因此,实时检测井口油管内的结垢情况,具有重要的现实意义。本论文研究期间在广泛调研国内外对于管道垢层厚度检测研究的基础上,选择利用X射线检测成像技术和超声波脉冲回波法作为测垢方法,在分析了X射线成像技术和超声波测厚理论基础上,提出了X射线测试和超声波测厚检测系统的总体方案,并通过测量模拟工件的实验验证了X射线测厚的可行性;设计和制作了超声波测垢厚实验系统,通过该实验系统完成对自制模拟垢层的钢/水泥复合工件的厚度检测,并利用MATLAB软件采用相关分析方法处理采集到的超声波信号,较好地验证了测试结果。试验结果表明,利用X射线和超声波方法检测井口油管内水垢厚度具有一定的可行性,论文研究成果对进一步研究井口管道水垢厚度测试装备具有一定的参考价值和指导作用。

关键词：水垢超声波厚度检测 X射线石油管道

基于饱和蒸汽技术的熨烫产品设计与水垢减控技术研究

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基于饱和蒸汽技术的熨烫产品设计与水垢减控技术研究

作者：沈海军宁波大学

学位级别：硕士

水垢是传热的一大障碍,尤其在锅炉类装置中,水垢的影响更为显著。全世界每年都因此而带来巨大的损失,我国每年因水垢造成的直接经济损失高达百亿元。因此研究水垢的形成机理、形成过程;研究抗垢、防垢的方法具有十分重要的意义。从学术... 详细信息

水垢是传热的一大障碍,尤其在锅炉类装置中,水垢的影响更为显著。全世界每年都因此而带来巨大的损失,我国每年因水垢造成的直接经济损失高达百亿元。因此研究水垢的形成机理、形成过程;研究抗垢、防垢的方法具有十分重要的意义。从学术的角度,水垢问题是传热学中未能彻底解决的问题之一;而在现实的角度,水垢问题的解决或一定程度上的缓解,均能节约各种能源消耗,同时又可减少用于水质控制的盐类消耗,从而达到环保的目的。本论文以实验为基础,分析蒸汽类家电产品中的核心部件——蒸汽发生装置内的水垢问题,从水质、装置结构、换热面形状、换热面材料等多个影响水垢的因素出发,设计各种测试实验并分析实验过程中出现的各种现象。通过对大量实验现象的分析,总结各影响因素的变化规律,以高效、节能、耐用为准则,确定结构设计与材料选择方案,为实际的设计工作给予指导。研究发现铝材料为最理想的传热介质材料与换热面材料;圆凸面为最理想的换热面形状;连通器补水方式为最稳定的补给水方式。此外,论文在简述了设计原理与概念设计方法及过程的基础上,结合蒸汽类家电产品具体的设计案例,提出了产品的设计不仅要反映时代的特性、发展的趋势,更要满足消费者对功能、审美、艺术等方面的追求,同时要能体现公司的设计文化这一理念。在设计过程中要充分考虑人机工程学原理中关于人的尺寸与操作环境或控制部件的关系,使所设计的产品能最大限度的实现操作舒适性。

关键词：水垢蒸汽发生装置水垢微粒饱和蒸汽

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换热设备水垢的电化学去除技术研究

换热设备水垢的电化学去除技术研究

作者：王丽霞哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

目前,换热设备在工业和民用领域广泛应用,换热器管道内壁上的水垢会降低设备的传热效率,从而导致燃料消耗量增加,并带来环境污染;水垢加快换热设备产生腐蚀,甚至可能产生爆炸。基于安全、节能、环保多方面考虑,对除垢技术进行深入研究... 详细信息

目前,换热设备在工业和民用领域广泛应用,换热器管道内壁上的水垢会降低设备的传热效率,从而导致燃料消耗量增加,并带来环境污染;水垢加快换热设备产生腐蚀,甚至可能产生爆炸。基于安全、节能、环保多方面考虑,对除垢技术进行深入研究具有十分重要的意义。本文对水垢的形成机理、特性和影响因素进行了研究,对目前各种物理法、化学法除垢技术的机理进行了深入分析,对其去除水垢的机理进行了归纳,即:降低水中成垢离子的浓度、改变水垢的结构使其变得疏松而易于去除。对低压电子除垢技术、铜锌合金(KDF)除垢技术进行了理论研究。低压电子除垢技术利用直流电源供电,使电极的阳极向水中释放出电子,则阴极会聚集大量的阳离子,水中的成垢离子的结垢速率加快并在阴极析出,从而使水中的成垢离子减少,达到了除垢、防垢的目的;铜锌合金(KDF)除垢技术是利用合金中铜、锌元素的电位差产生电动势,在水中形成原电池,向水中释放出锌离子,成垢的阴离子会与锌离子结合,从而减少成垢离子,并且锌离子的存在会使结在管壁上的水垢为文石垢,易被水冲走,从而达到除垢的目的。对低压电子除垢技术和铜锌合金(KDF)除垢技术进行了实验研究,设计了实验方案,搭建了实验平台,对其除垢效果进行了实验的验证,对其所结垢样的SEM图像和XRD图谱进行了分析;并通过实验对低压电子除垢技术的电压值、极板间距对除垢效果的影响进行了实验研究。基于铜锌合金(KDF)除垢技术的工作原理,设计了一种由四种元素构成的以铜、锌为主的能够形成多种微电解池的合金;基于低压电子除垢技术和铜锌合金(KDF)除垢技术的工作原理,提出了一种能向水中释放出锌离子以去除水中的成垢离子的锌电极脉冲电解除垢技术,该技术利用脉冲方波信号给锌电极供电,使阳极释放出锌离子,阴极附近同样会聚集大量的成垢阳离子,与阴离子结合在阴极析出;由于锌离子的存在,结在管道上的水垢为文石垢,易被水冲走,从而实现除垢、防垢。对提出的多成分铜锌合金除垢技术和锌电极脉冲电解除垢技术进行了深入的理论分析和实验研究,设计了实验方案,搭建了实验平台,对其除垢效果进行了实验验证,对其所结垢样的SEM图像和XRD图谱进行了分析。对KDF和自制的多成分铜锌合金除垢效果进行了对比;在锌电极脉冲电解除垢技术实验过程中,研究了其除垢效果与电压、电极间距的关系。

关键词：水垢电化学除垢铜锌合金电解

酸碱平衡曝气工艺在小型水垢去除设备中的应用研究及优化

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酸碱平衡曝气工艺在小型水垢去除设备中的应用研究及优化

作者：黄传昊西安建筑科技大学

学位级别：硕士

地下水作为我国常用的饮用水水源之一,大多数地下水体中的总硬度虽然符合我国《生活饮用水卫生标准》中的规定,但普遍存在水垢较高的问题,给人们的生活和生产带来诸多不便。为了解决用户对水质需求与供水系统水质总硬度标准之间的矛盾,... 详细信息

地下水作为我国常用的饮用水水源之一,大多数地下水体中的总硬度虽然符合我国《生活饮用水卫生标准》中的规定,但普遍存在水垢较高的问题,给人们的生活和生产带来诸多不便。为了解决用户对水质需求与供水系统水质总硬度标准之间的矛盾,以酸碱平衡曝气法为基本原理,将酸碱平衡曝气工艺中的各个工艺单元进行整合,设计和加工了一套小型水垢去除设备。实验以陕西省A、B两个水垢较多的地下水水源为研究对象,验证设备对A、B两种水源水垢去除的效果,进一步分析和优化加药量、气水比和水力停留时间等设备运行的关键参数,并对设备长期运行的稳定性进行实验。为了进一步减少设备运行的成本,分别设计加装填料、使用间歇曝气和使用混合酸三种实验方案,研究其对设备运行出水水质产生的影响。论文主要结论如下:（1）设备在A、B两地运行效果显示,在一定的运行工况下,可以较好的改善A、B两种水源的结垢现象。对于A、B两种水源,投药量分别为2.0‰~2.3‰和1.4‰~1.6‰,气水比分别为6:1~7:1和5:1~6:1,水力停留时间为18min~22min时,处理后的出水碱度分别降至138mg/L和154mg/L以下,冷开水浊度稳定在1.0NTU以下,出水pH基本与原水接近。长期运行结果显示,设备运行较为稳定,出水效果较好。（2）设备加装填料后可以增加气水接触面积和接触时间,提高气体吹脱效率,使出水的pH值比无填料运行时的pH值提升约0.05~0.07,可有效降低运行成本。设备使用间歇曝气后可有效提升出水的pH值。停曝时间越短,设备出水pH波动越小;水力停留时间越长,间歇曝气的出水pH越高。当停曝时间小于1min且水力停留时间为18min~22min时,间歇曝气的出水效果最佳。设备使用不同体积比的盐酸和硫酸配置的混合阻垢剂在相同的工况下运行时,出水碱度、暂时硬度、冷开水浊度和出水pH值与使用盐酸阻垢剂相比基本相同,连续运行结果显示各项出水水质稳定,可以代替盐酸阻垢剂。（3）为了更好地将设备推广应用,在结合之前研究成果的基础上,给设备设计自动控制方案,将酸碱平衡曝气法的各个工艺单元进行整合,配置集成化电源模块,建立自动控制系统。

关键词：地下水水垢碱度酸碱平衡曝气工艺 pH