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軟水濾料SP3

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軟水濾料SP3


德國沃奇新型濾料

產(chǎn)品概述:德國沃奇新型濾料,是德國沃奇公司新開發(fā)的水處理濾料,主要包括Katalox Light系列(用于過濾砂,沉積物和固體懸浮物等, 可以效去除鐵,錳,硫化氫等,有效的降低砷,鋅,銅,鉛,鐳,鈾,放射性核素以及其他重金屬等),Catch系列(廣泛用于去除砷/鋇/硼/鉻(六價)/銅;氰化物/鈷/氟/鉛;鉬/汞/硝酸鹽;鎳/硒/錫),SP3系列(廣泛用于軟化水),以及Ferrolox系列(用于除磷),擁有NSF認(rèn)證,廣泛用于飲用水,鍋爐水,廢水等各個行業(yè),詳情請參考各個系列分類,或聯(lián)系我司。

設(shè)備分類:沃奇催化防垢濾料

設(shè)備型號:SP3

設(shè)備功能:催化阻垢

應(yīng)用行業(yè):飲用水,鍋爐水等

SP3.jpg

產(chǎn)品詳情:
BEST  BOILER  TECHNOLOGIES 

"Best"    意味著可以有效的保護(hù)健康和環(huán)境。 

"Boiler"   FILTERSORB SP3 系統(tǒng)已經(jīng)在世界各地成功的安裝和使用,包括成千上萬的換熱器,熱水 鍋爐,蒸汽鍋爐或者蒸汽蒸餾設(shè)備。 

 

第一

FILTERSORB SP3可以減少或者完全控制腐蝕。并且現(xiàn)有的鐵銹等沉積物也可以被溶解

第二

FILTERSORB SP3減少水垢和排污量。如果使用得當(dāng),它可以清除鍋爐內(nèi)的 污垢,然后這些污垢可以被沖洗排出。 

第三

FILTERSORB SP3阻止或者減少在熱交換過程中結(jié)構(gòu)。 

 

“ Technologies”包括Nucleation Assisted Crystallization ”(NAC) 核輔助結(jié)晶技術(shù),SP3是在此基礎(chǔ)上設(shè)計,安裝,建造,維護(hù),運營和服役的。這是一種綠色環(huán)保技術(shù),它無需使用鹽,磁鐵,電力或者模板設(shè)備。NAC 是沃奇水處理的標(biāo)志。

2.1 FILTERSORB SP3概述

    2.1.1 定義

       (SCALE水垢(PPREVENTION預(yù)防 (3Ca(HCO3)2SOLUBLE可溶性轉(zhuǎn)變暫時性硬水成為:

碳酸鈣        +        純水        +        二氧化碳

CaCO3          +          H2O         +        CO2

        SP3是一種不需要再生和任何化學(xué)藥劑就可以改變防垢效率的材料。它參與反應(yīng)并且把硬度轉(zhuǎn)變?yōu)闊o效的和無害的晶體。

        2.1.2 Nucleation Assisted Crystallization ”(NAC) 核輔助結(jié)晶技術(shù)

NAC(核輔助結(jié)晶)是不同于其他的水結(jié)晶的結(jié)晶工藝。是一種固態(tài)和水或者氣/溶液反應(yīng)。

反應(yīng)發(fā)生在SP3涂了鈣和陶瓷球的玻璃狀表面上。反應(yīng)物被吸附在催化劑SP3碎玻璃狀表面的“活性位點”上。這些反應(yīng)物通過物理吸附,非?!拔⑷酢钡母街赟P3表面。當(dāng)反應(yīng)物的濃度升到彼此非常接近時,就會削弱反應(yīng)物內(nèi)部原始的分子鍵,伴隨著“卓有成效”的碰撞的巨大成功離子在瞬間被分開。

碳酸氫根離子以HCO3表示 

 Ca(HCO3)2      CaCO3+ H2O + CO2

不溶的碳酸鈣,純水和CO2氣體,并且在SP3表面與碳酸根CO32-離子作為集體,獲得兩個質(zhì)子形成

H2O + CO2+ Ca2+

這些物質(zhì)可以從SP3表面分離下來,在這個公式中CO2作為飽和CO2Ca開始核結(jié)晶過程,并終形成晶體。

2.1.3 FILTERSORB SP3功能

附著于催化劑SP3玻璃狀表面的反應(yīng)物Ca(HCO3)2化學(xué)吸附/物理吸附)必須足夠強大以能夠盡快的分離反應(yīng)物離子,但是又足夠處理所有的離子,并且這些產(chǎn)物可以從SP3表面“脫離”,它被稱之為脫附過程。

Nucleation 成核現(xiàn)象                 Adsorption 吸附

Assisted 輔助                            Desorption 脫附

Crystallization 結(jié)晶                   in one process 在同一過程中

SP3 Nucleation Assisted Crystallization ”(NAC)過程中會使用價格昂貴的陶瓷微球。催化劑表面的玻璃狀涂層是非常特殊的,但是它卻保證了可以提供大的表面積,因此它擁有的反應(yīng)效率。這也就意味著SP3催化劑必須具備物理支持,可以通過分布著耐溫的陶瓷微球的玻璃狀表面來實現(xiàn)。工業(yè)上所有其他的有用材料都需擴展,并且在催化劑表面的活性位點都非常少。這大大降低了反應(yīng)效率。

舉例:板輔助結(jié)晶材料(TAC)擴展到原來尺寸的兩倍才會釋放活性位點去反應(yīng)。

2.1.4 FILTERSORB SP3中毒

活性位點:因為在離子水平,Ca2+結(jié)晶方面可能會有微小的瑕疵,因此并不是介質(zhì)的所有表面都是有效的。對于任何的催化劑表面,他們都期望有一個裂面,因為他們比那些粗糙擴展的有更的效率。

關(guān)鍵:在任何情況下都要盡量避免SP3催化劑中毒。

 銅和含量的鐵可能會造成這些影響,因為它們會附著在SP3表面的活性位點上。大大降低了SP3的效率,特別是在效的SP3催化劑位點上的Ca(HCO3)2雜質(zhì)更強,將會   和反應(yīng)物離子產(chǎn)生巨大的競爭。 

 硫化氫類會毒害SP3介質(zhì),所以要防止水里面含硫。

 商業(yè)系統(tǒng)好3年更換一次。

2.2 設(shè)計基礎(chǔ)

    2.2.1 基于科學(xué)事實

首先科學(xué)是基于如下對于世界的描述:

通過可以測量的事實,【數(shù)據(jù)】,以及可以試驗的構(gòu)想去說明硬水是如何工作的。

事實

硬水

【數(shù)據(jù)】

碳酸鈣 CaCO3

 

并且設(shè)定鈣和鎂的化合物都用M表示 = 金屬鈣和鎂都位于第二列(元素周期表),有相識的性質(zhì)” 

可以試驗說明

O

氧化物

CaO=氧化鈣

MgO=氧化鎂

OH

氫氧化物

Ca(OH)2=氫氧化鈣

Mg(OH)2=氫氧化鎂

HCO3-

碳酸氫根

Ca(HCO3)2=碳酸氫鈣

Mg(HCO3)2=碳酸氫鎂

CO3

碳酸根

CaCO3=碳酸鈣

MgCO3=碳酸鎂

H2O是一種中性的氧化物,因為它的PH是7,理論上,氧/水合質(zhì)子離濃度與氫氧根離子濃度相當(dāng)

    2H2O ? (H3O+   +   (OH-) 這是一個科學(xué)存在的事實

對于一個非常光滑的表面吸附強度是非常重要的,并且SP3擁有一個玻璃狀的表面。

     水 ? 氧離子/水合質(zhì)  +  子氫氧根離子 

在這個反應(yīng)中,水實際上是同時作為酸和堿存在的,一個水分子酸提 供一個質(zhì)子給另一個水分子,使得該水分子變成一個氧鎓離子(水合質(zhì)子), 同時另一個水分子(堿)同時獲得一個質(zhì)子!

因此,水是一種兩性氧化物: 它既是反應(yīng)中質(zhì)子的提供者,同時也是質(zhì)子的接受者。

現(xiàn)在,碳酸氫根離子HCO3-可以作為一種碳酸根離子同時既是酸又是堿或者說既是堿又是酸,這種現(xiàn)象稱之為兩性。

HCO3-作為一種堿,接受來自酸的一個質(zhì)子。

HCO3-  +  OH-                     H2O   +    CO2

HCO3-作為一種酸釋放一個質(zhì)子給氫氧根離子堿基。

    2.2.2 科學(xué)公理

1.水的化學(xué)行為,在自然規(guī)律作用下

H+)氫離子 + (OH-)氫氧根離子 = 水(H2O)

2.每一個水垢發(fā)生的背后都有一個原因和影響的關(guān)系

 可能有人會問,這些水垢來自哪里?

 引起水垢的根本原因是什么?

        原因

 + 二氧化碳 + 鈣 + 鎂 + 氧化劑+ 氫氧根 +碳酸氫根,造成的水的硬度被稱作為暫時硬度。H2O + CO2+ Ca + Mg + O + OH + HCO3飽和后形成Ca(HCO3)

暫時硬度的存在是一個科學(xué)事實。

    2.2.3 試驗證明

    SP3處理提供了一種可以試驗的說明,這種說明可以被測試驗證

    鈣鎂化合物的溶解性以及他們的反應(yīng)

溶劑:

測試中溶解物質(zhì)的液體。 

溶質(zhì):

測試中溶解在溶液瓶中的物質(zhì)。 

溶液:

溶質(zhì)溶解在測試水溶劑中的結(jié)果。 


溶質(zhì) + 溶劑 = 澄清溶液

溶解度:

測試粉(溶質(zhì))溶解的大程度 

可溶性:

材料或者測試粉將溶解在水中 

不溶性:

不溶解,不會溶解在SP3水中,例如硫酸鈣CaSO4和硫酸鎂MgSO4

 

 注解:CO2(aq.)溶液有時候被稱作為碳酸H2CO3,但是這并不是真的存在的!

 CO2(aq.) + H2O ? H+(aq.) + HCO3-(aq.)

飽和:

意思是說物質(zhì)在飽和溶液中的溶解達(dá)到大值,不能再溶解 

v   硫酸鈣飽和水溶液將不會再溶解測試粉

v   鈣和鎂的氧化物或者氫氧化物溶解在H2CO3水溶液中直至得到飽和Ca(HCO3)2

這些是導(dǎo)致水垢和堿性溶液的主要原因 

碳酸鈣和碳酸鎂都不溶于水,但是他們實際上溶于酸。

水的PH不變,并且水的堿度也不變。 

2.3 使用方法

2.3.1 FILTERSORB SP3工作機制

注意要點:

l SP3濾料作為防垢介質(zhì)的目標(biāo)只是暫時水硬度(僅僅是碳酸氫鹽而已?。@是結(jié)垢的主要原因。

l SP3不會對永久硬度起作用(如:硫酸鹽,氯化物,硅酸鹽,磷酸鹽等)

l SP 3可以替代離子交換樹脂,但其本身不是離子交換樹脂。 

l SP3不交換給水的任何離子。

l 預(yù)防結(jié)垢的基本原則:SP3的一功能是通過將造成水的暫時硬度的鈣和鎂的碳酸氫鹽轉(zhuǎn)換為亞微米的晶體(碳酸鈣和碳酸鎂),防止形成任何水垢,從而以中和碳酸氫鹽水的硬度。

與離子交換樹脂的功能對比:


FILTERSORB SP3

離子交換樹脂

主要成分

改性陶瓷珠

樹脂

功能

輔助成核結(jié)晶

鈉離子交換

基本反應(yīng)

 

 Ca(HCO3)2 + SP3 = CaCO3 + H2O + CO2 

 

 

 Ca(HCO3)2 + IER = 2NaHCO3

 

再生

無需再生

應(yīng)用一段時間后必須再生

鈣和鎂的碳酸氫鹽發(fā)生了什么變化?

鈣和鎂的碳酸氫鹽被轉(zhuǎn)換為鈣和鎂的碳酸鹽亞微米晶體,懸浮在水中

離子交換樹脂用鈉取代了鈣和鎂。因此鈣和鎂從水中去除,取而代之的是碳酸氫鈉。

注意:

1.  軟化水:通過用鈉置換水中的鈣和鎂,從而使得碳酸氫鈉溶解于處理后的水中。 

2. 是否FILTERSORB SP3“軟化”了硬水?

         沒有。它不會軟化硬水。它限制水的硬度以使其不形成水垢。

3. TDS(溶解總固體)是否發(fā)生了改變?

         沒有。因為在SP3處理前后,鈣和鎂的濃度仍然相同,因此TDS沒有改變。

     2.3.2 確定SP3使用量

1. 確定FILTERSORB SP3 的體積(L)

要求輸入?yún)?shù):

A. 水的硬度(以mg/L或者ppm計)

B. 流量

         對于他們的單位選擇以及正確的取值是非常重要的。(詳見具體計算)

SP3量的計算近似于直線函數(shù),3L SP3可以處理1m3/h的流量,可以處理達(dá)417.95ppm(mg/L)的臨時硬度。417.95ppm的值來自于標(biāo)準(zhǔn)25°dH(德國水的硬度單位)。

2. 對于給定SP3的量,來確定流量

相反的,對于處理所用的量的SP3介質(zhì)也可以確定處理流量

要求輸入?yún)?shù):

         A.水的硬度(以mg/L或者ppm計)

         B. FILTERSORB SP3 的體積

     2.3.3 設(shè)置壓力容器或者測試柱

壓力容器(或測試柱)的體積應(yīng)該小是SP3介質(zhì)體積的5-7倍,去制做SP3的浮動床,這樣SP3介質(zhì)可以在流量的沖擊下自由移動。

流動方向: FILTERSORB SP3 必須是逆流設(shè)置。

     2.3.4 測試程序和性能測定

  如果它是地下水或地表水,則需要預(yù)處理系統(tǒng);

  根據(jù)每次測定,必須保持流量穩(wěn)定;

  系統(tǒng)必須是逆流工作;

  必須保持進(jìn)水40℃;

測試時間: 強烈建議運行這個測試兩天,每天間隔幾小時。

原因: SP3介質(zhì)球有玻璃一樣的涂層。這個球在吸附一定量的水后會膨脹,表面的玻璃涂層會產(chǎn)生裂紋。這些裂紋增加了性能,因為他們充當(dāng)成核位點的快速結(jié)晶過程。因此,建議運行這些水兩天,以使這些材料可以充分的發(fā)揮出佳性能。

    2.3.4 FILTERSORB SP3處理水測試

由于FILTERSORB SP3的工作機制與傳統(tǒng)的離子交換樹脂有很大不同,人們卻總是想用相同的測試來確定水的硬度含量。

這里有一個關(guān)鍵點要注意(很多人把他們SP3處理后的水進(jìn)行常規(guī)測試,因此無法看到任何硬度的變化)

1. 傳統(tǒng)的離子交換

        對于常規(guī)的離子交換樹脂,硬度改變是Ca(HCO3)2 + IER = 2NaHCO3 

硬度測試方法對傳統(tǒng)的離子交換處理水進(jìn)行性能測試時,它測試的是硬水中陽離子鈣鎂的含量。他給與否定,因為鈣鎂離子被鈉離子取代了。

2. FILTERSORB SP3

        現(xiàn)在要考慮SP3的工作機制,這個工作機制是:Ca(HCO3)2 + SP3 = CaCO3 + H2O + CO2

CaCO3是不形成水垢的亞微米形式。很明顯,鈣和鎂仍然在處理后的水中,保持和處理前相同的量(TDS不發(fā)生變化,沒有離子交換)。因此,那些為離子交換樹脂設(shè)計的硬度測試對于SP3將給出否定的結(jié)果。

然而,這里有一些簡單的現(xiàn)象,可以通過視覺來直觀的判斷出SP3的性能。

A. 視覺判斷

CO2: 如公式中所展示的,水的硬度的架構(gòu)被打開,轉(zhuǎn)換為亞微米晶體,純水和二氧化碳:Ca(HCO3)2 + SP3 = CaCO3 + H2O + CO2,當(dāng)硬水流經(jīng)SP3時,處理后的水中有大量的二氧化碳?xì)馀菝俺觯梢酝ㄟ^肉眼觀察到)。

B. 肥皂水測試

一個簡單的肥皂水測試,可以用來觀察SP3性能,并且可以和軟水做對比。肥皂很難在硬水中形成泡沫,這是一種傳統(tǒng)的對軟化水檢測的基本方式?,F(xiàn)在可以用相同的方式對SP3處理水進(jìn)行測試。

C. FILTERSORB SP3形成碳酸鈣晶體

 所形成的亞微米晶體顆粒仍然懸浮在處理后的水中,但不會在疏水管道中形成水垢等,因為晶體是電中性的,在其表面不會形成任何強烈的化學(xué)鍵結(jié)合。

 亞微米碳酸鈣CaCO3晶體是非常穩(wěn)定的,可以作為人體必需的礦物質(zhì)被直接消耗掉,并且他們對環(huán)境是有益的。

 所形成的的晶體對于溫度的變化也是非常穩(wěn)定的,直到溫度達(dá)到360℃之前都會以穩(wěn)定的碳酸鈣晶體形式存在,過360℃之后才會分解為方解石形式。

 亞微米碳酸鈣CaCO3晶體用肉眼看不到。

 該晶體可以被過濾器表面過濾掉,在其表面可以觀察到類似的針狀晶體(文石類型)成增長模式(在我們的實驗室中,按照在SP3后面的20um的過濾器上可以觀察到)。這類  似于生物礦化過程,如同珊瑚礁的形成。

 亞微米碳酸鈣CaCO3晶體溶于酸。

D. 其他自制的測試

其他自己設(shè)計的可以觀測到其形象的測試。

    2.3.5 FILTERSORB SP3應(yīng)用技術(shù)參數(shù)

 

FILTERSORB SP3特性

操作參數(shù)與水中雜質(zhì)

外觀

白色顆粒

工作溫度

3-90℃

組成

改性陶瓷聚合物

PH

6.5 - 9.5

密度(g/L)

0.80

大硬度

1400 ppm

粒度(mm)

0.55 - 0.75

大鹽度

35000ppm

體積變化

大60%

大鐵含量

0.5ppm*

含水量

10 - 25%

大錳含量

0.05ppm


大游離氯

3ppm

大銅含量

1.3ppm

油脂

無要求

硫化氫

無要求

磷酸鹽

無要求

FILTERSORB SP3也可以效率的從水中去除鐵。請與我們聯(lián)系。

注意:請不要在含有不安全的微生物,或者不明水質(zhì)水中使用,或者未充分消毒后使用。系統(tǒng)必須按照制造商的說明進(jìn)行安裝維護(hù)。按照條件,需要對泥沙,鐵,硫化氫,錳和銅等進(jìn)行預(yù)處理。在一些用銅管道安裝的新系統(tǒng),請在用水6周后使用。

特別提示: FILTERSORB SP3對鐵,銅,錳,鉛,鋅等有很好的吸附能力,因此,在含有含量的這類污染物的水中,F(xiàn)ILTERSORB SP3球可能改變顏色,或者縮短使用壽命。研究表明,介質(zhì)球發(fā)生顏色變化也可能是聚乙烯的罐子導(dǎo)致的。其他的任何變化,請與我們聯(lián)系,以便于分析處理。

        2.4 SP3與離子交換的對比分析

綜合對比FILTERSORB SP3與離子交換樹脂,有如下結(jié)論:單


FILTERSORB SP3

離子交換樹脂

主要成分

改性陶瓷珠

樹脂

功能

輔助成核結(jié)晶

鈉離子交換

基本反應(yīng)

Ca(HCO3)2 + SP3 = CaCO3 + H2O + CO2 

 

Ca(HCO3)2 + IER = 2NaHCO3 

 

再生

無需再生

應(yīng)用一段時間后必須再生

使用量

300-350BV/H(使用量極?。?/span>

10-30BV/H

運行成本

消耗NaCl再生

設(shè)備腐蝕

不腐蝕設(shè)備

碳酸氫鈉可能腐蝕設(shè)備

設(shè)備體積

廢水量

無廢水產(chǎn)生

再生與沖洗過程中產(chǎn)生廢水

鈉鹽

不增加鍋爐水中鈉鹽

增加鍋爐水中鈉含量

鈣和鎂的碳酸氫鹽發(fā)生了什么變化?

鈣和鎂的碳酸氫鹽被轉(zhuǎn)換為鈣和鎂的碳酸鹽亞微米晶體,懸浮在水中

離子交換樹脂用鈉取代了鈣和鎂。因此鈣和鎂從水中去除,取而代之的是碳酸氫鈉。

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