軟化水除垢

1. 有什麼常用的軟化水處理方法

本發明公開了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並分別置有陽極板和陰極板;根據I≥1.01Qη(M+2M2)得到電流，待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，產生的OH‑，使Ca2+生成CaCO3晶體，Mg2+生成Mg(OH)2晶體，且隨著pH值的增大，碳酸鈣晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而訊速形成晶核;過飽和的晶體懸浮液隨水流流出電解室的過程中，以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，再進行沉降或過濾，即完成軟化。本發明計算出適宜電流值，將水中鈣鎂離子一次性除去，且在處理過程中陰極板上幾乎不會附著水垢，電能利用效率高達90%，極大提高了設備的處理能力和便於實現數字化和自動化控制。
權利要求書
1.一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，包括以下步驟：
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流，所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到，其中，I為電極板的電流，單位：A;η為目標軟化率，單位：1;Q為陰極室的水流量，單位：L/s;當M0>M1時，M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度，單位：mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度，單位：mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度，單位：mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，電解產生的OH-，與HCO3-反應生成CO32-，然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體，且隨電解的繼續，陰極液pH值增大，CaCO3晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，生成肉眼可見的固體顆粒物，懸浮於水中，再進行沉降或過濾，即完成軟化。
2.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
3.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到，其中，Q1為向陰極室通入空氣的流量，單位：L/s。
4.根據權利要求2所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到，其中，Q0為向陰極室通入CO2的流量，單位：L/s。
5.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為定型導電材料中的一種。
6.根據權利要求1所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，其特徵在於，所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板。
7.一種利用權利要求1～6所述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
8.根據權利要求7所述的軟化硬水的裝置，其特徵在於，至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口，在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口，在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
9.根據權利要求8所述的軟化硬水的裝置，其特徵在於，在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器。
10.一種軟化硬水的系統，其特徵在於，將若干個權利要求8所述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接，且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器。
說明書
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置
技術領域
本發明屬於電化學軟化水技術領域，特別涉及一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法及其裝置。
背景技術
利用電化學技術進行水體脫鹽除垢處理，早在2006年就有文獻(Desalination,2006,201:150)報道，隨後也有不少國內文獻及專利(西安交通大學學報,2009,43(5):104;專利公開CN105523611A、CN204198498U)報道過，並在工程實踐中得到一定程度的應用。相比於傳統的消石灰軟化法，電化學脫鹽軟化水技術佔地空間小、處理速度快、不需要使用絮凝劑無二次污染、廢棄固體物少，操作簡單方便，可實現數字化控制，具有很高的經濟效益和環境效益。用於冷卻循環水的除垢防垢領域，與以往傳統的化學加葯方法以及電磁技術、超聲波技術相比，電化學技術的優點在於能夠將水中的成垢的鈣鎂離子以水垢沉積的方式從水中取出，並能提高濃縮倍數，達到節水減排的目的。
現有的電化學設備主要用於冷卻循環水的除垢防垢領域，為提高除垢效率，中國專利公開CN105621538A、CN201923867U及CN105329985A等專利對電化學除垢設備進行了相應的優化設計，其創新點在於充分優化電化學設備內部結構，擴大陰極面積，簡化操作，提高設備的處理效率與處理能力。
為了擺脫極板面積大小的限制因素，以色列文獻(Desalination,2010,263:285;Journal of Membrance Science,2013,445:88)提出了一種新的處理方法，利用陽離子交換膜將電解槽分隔為陽極室與陰極室，將待處理的水流經陰極室後，引入外部結晶器內進行誘發結晶以提高極板處理能力，電能利用率達到50%。中國專利CN204198498U利用刮刀刮掉陰極板垢以提供微小晶核增加結晶比表面積，雖在一定程度上提高了電能的利用率，但其電能利用率依舊偏低，一是增加了陰極動力旋轉部分的電耗，二是由於其輔助電極接正電且在陰極室內，其表面必定會析氧(氯)而產生H+，可消耗陰極產生的部分OH-而導致電能利用率降低，另外其在後續工藝中提及需添加絮凝劑造成二次污染及處理成本的增加，另外其設備內腔底部沒有隔膜將陰陽兩室分開，而其實施例中陽極室酸性水一直往復循環部分H+必會進入陰極室，也會降低電能的利用率。生活中大部分水體都是硬水即鹼度小於硬度(等同於重碳酸根的含量低於鈣鎂量)，故在不補加二氧化碳的情況下不能完全消除硬度。專利CN106277369A雖也提及陰陽極間加隔膜，但同樣要求陰極室出水口需連接一外部結晶器誘發結晶，結晶器體積龐大且時效性低，因無二氧化碳的補給同樣存在硬度水條件下不能完全消除硬度達到徹底軟化水的目的。
發明內容
本發明的第一目的是提供了一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，向電解槽中通入電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，碳酸鈣晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶，避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染，減少了工序步驟，而且時間上也快很多，投資少、設備佔用空間也少，處理能力大。
本發明的第二目的是提供了一種利用上述高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置及其系統，向電解槽中通入電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，使得過飽和的CaCO3和Mg(OH)2懸浮液高效自發結晶，避免了誘發結晶和外加絮凝劑而帶來的二次污染，減少了工序步驟，而且時間上也快很多，投資少、設備佔用空間也少，處理能力大。
本發明的技術方案如下：
一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，包括以下步驟：
(1)通過隔膜或細孔板將電解槽分隔成陽極室和陰極室，並將陽極板和陰極板分別置於陽極室和陰極室中;
(2)通一電流，所述的電流根據I≥1.01Qη(M+2M2)計算得到，其中，I為電極板的電流，單位：A;η為目標軟化率，單位：1;Q為陰極室的水流量，單位：L/s;當M0>M1時，M=M0;當M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，M=2M1-M0;M0為待軟化水的鹼度，單位：mgCaCO3/L;M1為待軟化水的鈣硬度，單位：mgCaCO3/L;M2為待軟化水的鎂硬度，單位：mgCaCO3/L;
(3)待軟化的水流經陰極室，通電後，在陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，電解產生的OH-，與HCO3-反應生成CO32-，然後與水體中的Ca2+結合生成CaCO3晶體;與Mg2+結合生成Mg(OH)2晶體，且隨電解的進行陰極室pH值的增大，CaCO3晶體的zeta電位降低，晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，隨高速水流流出陰極室的過飽和CaCO3和Mg(OH)2懸浮液以此晶核為生長點並迅速成長，實現自發結晶，生成為肉眼可見的固體顆粒物，懸浮於水中，再進行沉降或過濾，即完成軟化。
優選為，還包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]時，向陰極液中通入足量空氣或二氧化碳。
優選為，常溫常壓下通入空氣的流量根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算得到，其中，Q1為向陰極室通入空氣的流量，單位：L/s。
優選為，常溫常壓下通入CO2的流量根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算得到，其中，Q0為向陰極室通入CO2的流量，單位：L/s。
優選為，所述的陽極板為碳電極、貴金屬電極或鈦基金屬氧化物電極中的一種;所述的陰極板為不銹鋼、鑄鐵、石墨、鋁或銅等定型導電材料中的一種。
優選為，所述的隔膜為陰離子交換膜、陽離子交換膜、雙極膜、石棉纖維膜、無紡布、化纖濾布或陶瓷隔膜中的一種;所述的細孔隔板為帶有微小細孔且不影響導電的塑料薄板，如聚四氟乙烯塑料薄板。
本發明還公開了一種利用上述的高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法軟化硬水的裝置。
優選為，至少在所述的陰極室的兩端分別設有進水口和出水口，在所述的進水口上設有空氣或二氧化碳補氣口，在所述的出水口上連有過濾器或沉降池。
優選為，在所述的出水口與所述的過濾器或沉降池之間設有第一氣液分離器，用來收集綠色能源—氫氣。
本發明還公開了一種軟化硬水的系統，將若干個上述的電解槽並聯、串聯或串並復合連接，且在陰極室出水口的匯集處設有第二氣液分離器，用來收集綠色能源—氫氣。
與現有技術相比，本發明的有益效果如下：
一、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，通過I≥1.01Qη(M+2M2)計算出一適宜電流，使得陰極室內形成強鹼性區域，體系pH≥10，利用電解產生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶體，與Mg2+生成Mg(OH)2晶體，並隨著電解的進行，陰極室pH值增大，CaCO3晶體聚團行為加強而迅速形成晶核，流出陰極室的過飽和懸浮液以此晶核為生長點高效自發結晶，實現將水中大部分或全部鈣鎂離子一次性除去，且在陰極板上不會附著水垢，無需誘發結晶和外加絮凝劑，避免了二次污染，減少了工序步驟，具有軟化效率稿，投資少、設備佔用空間少，處理能力大等優點;
二、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，還根據Q1=0.61Q(M1-M0)計算通入空氣的流量和根據Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4計算通入二氧化碳的流量，以提供足夠量的HCO3-，達到所需軟化率;
三、本發明的一種高效自發結晶的電化學脫鹽軟化水處理方法，根據通入電流的計算公式和通入空氣或二氧化碳的計算公式，計算出電流值及通入空氣或二氧化碳的速率，便於實現數控化和自動化，使用清潔電能作為唯一的「處理劑」，無色環保無污染。

2. 現在什麼軟水機除垢效果最好啊那些細菌讓人很是擔心

我家以前用的傳統軟水機水垢多很難清洗的，洗的衣服也不鮮亮，最近看朋友版家有納米晶TAC軟水機權，她洗的衣服沒有雜質衣服顏色鮮亮，另外玻璃器皿、衛生潔具能夠保持亮麗如新，不會產生黃色的、白色的難看的水垢。我買了用著效果不錯，你可以網路一下「派斯軟水機」納米晶TAC軟水機是派斯一家獨有的，你可以去看看。

3. 軟水鹽怎麼使用可以清洗嗎

軟水鹽，又名離子交換樹脂再生劑。軟水鹽的主要化學成分為氯化鈉（NaCl），含量在99.1%以上。顏色是白色，圓形球劑。軟水鹽的作用很大：

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軟水鹽是什麼?

軟水鹽的成分為高純度的氯化鈉，簡單來講，是用來恢復（還原）軟化水設備裡面離子交換樹脂（離子交換樹脂，是軟化水設備裡面核心部分，是用來吸附原水裡面的鈣鎂離子的，也就是水鹼）的活性的，所以也叫離子交換樹脂再生劑。軟化水處理設備工作、制水的時候，是不需要軟水鹽的；只有到了樹脂軟化水能力下降，才會利用反沖洗原理，通過飽和氯化鈉溶液沖洗樹脂，恢復樹脂活 性，也叫樹脂再生。
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軟水鹽用在哪裡呢？

1、家用軟水機

2、大型純凈水處理系統

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什麼樣的軟水鹽才是品質好的？

1、顆粒均勻，表面光滑，有光澤 ；

2、硬度較高，不容易被壓碎，包裝裡麵粉塵較少

3、粒粒潔白，顆粒表面未有斑點 ；

4、取適量溶解後，沒有雜質沉澱，溶液里沒有絮 狀漂浮物 ；

5、放入鹽箱，或者大量溶解後，在水溶液中，不 會碎掉，成泥，均勻溶解至消失。
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為什麼要選擇球劑軟水鹽？

1、球劑軟水鹽氯化鈉含量更高，達到99.1%以上，保證軟化水效率和質量 ；

2、更加潔凈，雜質少，不含重金屬等其他化合物，有機物，不損害樹脂能力；

3、球劑軟水鹽原料選擇嚴格，達到食品級別，生產工藝嚴格控制，使用更加安全可靠。

產品採用高純度精製鹽為原料，經特殊工藝壓製成球狀顆粒，工藝先進，粒度均勻，適用於各種品牌軟化水處理設備，能有效提升軟水處理效果和品質

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產品特點：

1、氯化鈉純度高；

2、產品硬度強化大，不易碎；

3、不添加粘合劑，溶解物雜質，不堵塞機器；

4、產品溶解均勻，不塔橋，不成坨。

夏日炎炎，人體需要補水，皮膚更需要補水，補水要從基本補起，軟水可以每天享受絲滑的美容盛宴！軟水不但對我們的皮膚有很大的好處，洗衣服還不容易褪色、變黃，最明顯的特徵就是不會有水垢。下面我們就來看看軟水都有什麼好處：
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軟水的好處：

1、燒開水再也不會結水垢，電暖瓶可以放心使用；

2、做出的冰塊，晶瑩剔透，無異味；

3、軟水洗浴，皮膚細膩爽滑；頭發柔順，改善頭屑，開叉、油膩等現象。

4、花灑噴頭再也不會堵塞，高檔衛浴永保光澤；

5、軟水洗衣服，告別柔軟劑，柔軟又蓬鬆；

6、獨立供暖不結垢，熱效率高，又安全；

7、生活用軟水，節省大量洗滌用品，節省家務勞動時間。

軟化水設備在軟化水的過程中，不能降低水中的總含鹽量，在熱水鍋爐系統、熱交換系統、工業冷卻系統、中央空調系統以及其他用水設備系統中都有廣泛的應用。軟化水過程都需要軟水鹽，選擇優質軟水鹽也就顯得更加重要，好的軟水鹽不僅純度高，而且不易碎，添加使用更方便。

4. 怎樣去除水垢

水壺用久了，內壁會長出一層厚厚的水垢。通常水垢主要是由「硬水」的作用下產生的，我們可以用以下幾個辦法來去除水垢： 1、小蘇打除水垢 用鋁制水壺燒水時， 放一小匙小蘇打， 燒沸幾分鍾， 水垢即除. 2、醋除水垢 如燒水壺有了水鹼， 可放入水中幾匙醋， 燒開後， 水鹼可除. 3、口罩防積水垢 在燒水壺里放一隻干凈的口罩， 燒水時， 水垢會被口罩吸附. 4、雞蛋除水垢 燒開水的壺， 用久了積垢堅硬難除. 對此， 可用它煮上兩次雞蛋， 會有理想的效果. 5、土豆皮除水垢 鋁壺或鋁鍋用一段時間後， 會結有薄層水垢. 將土豆皮放在裡面， 加適量水燒沸， 煮10分鍾左右可除去. 6、熱脹冷縮法除水垢 將空水壺放在爐上燒干水垢中的水分， 看到壺底有裂紋或燒至壺底有「嘭」響之時， 取下壺迅速注入涼水， 或用抹布包上提手和壺嘴， 兩手握住， 將燒乾的水壺迅速坐在冷水中(不要讓水注入壺內). 以上兩法均需重復2～3次， 壺底水垢因熱脹泠縮而脫落. 7、水壺煮山芋防垢 在新水壺內放半水壺以上的山芋， 加滿水， 將山芋煮熟. 以後再燒水， 就不會積水垢了. 水壺煮過山芋後， 內壁不要擦洗， 否則會失去防垢作用. 對於已有水垢的舊水壺， 用以上方法煮1～2次山芋後， 不僅原來的水垢會逐漸脫落， 並能防止再積水垢。 8、水壺中放磁鐵可除水垢 在水壺中放上一塊磁鐵， 燒水時會使厚厚的壺底水垢自行裂開， 這樣就很容易取出水垢塊了. 希望我的回答可以幫到您，祝您生活愉快！

5. 軟水機用後一年水垢很多為什麼

軟水機使用一年後，可能是軟化樹脂失效，導致軟水機 失去了去除水垢的功能，只需內更換新樹脂，即可恢復除垢容能力。

還有軟水機需要定期加鹽使用，如果沒有及時加鹽，軟水機也就沒有除垢能力了。

軟水機控制系統是否出現故障，軟水機的控制閥頭如果出現故障，導致各個工位無法正常運行，致使軟水機失去除垢能力，水垢很多。

【潤新水處理，www.irunxin.com】

6. 怎麼去除水管裡面的水垢

1、葯劑清除，來針對水垢的成分，開發自出了一種防垢葯劑，加入至管道加熱器中，可以軟化管道中的水垢並達到清除的效果。

2、磁化防垢，是指將水質磁化，從而軟化水垢，使其不易凝結也不易依附在內壁上。

3、離子棒防垢是現在新興的防垢方法，現在一些大型加熱器、中央空調中一般選擇的就是這種方法。

4、鈉離子軟化處理，是指使用含鈉離子的溶劑加入傳熱液體中，這樣就會達到軟化水垢、清除水垢的效果了

(6)軟化水除垢擴展閱讀

水垢主要是因鍋爐給水中所含鈣、鎂等的鹽類受熱後析出並粘結於金屬表面而形成。水垢的導熱系數很小，約為普通鋼材的2～5%，水垢結於鍋爐受熱面上，會大大惡化傳熱效果，影響鍋爐效率；容易使金屬材料因局部過熱而燒壞，甚至發生爆管事故。

會促使電化學腐蝕加劇，引起鍋爐水垢腐蝕，加速受熱面的損壞。水垢形成後應及時採用機械的或化學的方法予以清除。防止或減慢水垢形成的有效辦法在於嚴格控制給水品質，並採取適當的鍋爐水處理和鍋爐排污等措施。

參考資料來源：網路-水垢

7. 軟水器和除垢劑的作用分別是什麼

含有較多Ca+\Mg+等陽離子自的水成為「硬水」，這些離子暫時溶解於水中，但在加熱等情況下容易與OH-、CO3等陰離子結合為沉澱，軟水器的作用主要是除去水中的Ca+\Mg+等陽離子，防止沉澱產生。除垢劑顧名思義，就是水垢已經產生的情況下（通常就是上述Ca+\Mg+等陽離子產生的固體沉澱），用酸洗等方法將沉澱重新將其還原為可溶物，易於其去除。【內容采編來源於 新浪裝修搶工長】

8. 軟化水需要加消毒劑和除垢劑嗎

一般用到常用濃度就可以了，如果是二氧化氯消毒劑的話，100ppm濃度就完全ok了，消毒後的水就不要進入廢水處理了，臭氧消毒後會受到影響的，

9. 軟化水設備怎樣去除循環水系統的水垢

下面為您介紹一些去除循環水系統的水垢的方法，希望對您有幫助。
水中各種水垢的產生為陰陽離子共同產生的結果，所以處理方法的主要手段就是去除其中一種離子或同時去除形成水垢的離子，或使其穩定在水中。
(一)從補充冷卻水中除去成垢的鈣、鎂離子
在補充水進入循環水系統之前進行軟化處理，除去Ca2+、Mg2+，也就形不成水垢。目前常用的軟化方法有三種：
1、是通過採用反滲透法(生成純水)。
2、是離子交換法(生產去離子水)，該法適用於補充水量小循環水系統間或採用。
3、是石灰軟化法，即投加石灰，使Ca(HCO3)2反應生成CaCO3沉澱提前析出。該方法成本低，適用於原水(尤其是暫時硬度大的結垢型原水)鈣含量高，補充水量較大的循環冷卻水系統。
(二)加酸或通入CO2氣體，降低pH值，穩定重碳酸鹽
在循環水中加酸(通常為硫酸)或通入CO2氣體，降低pH值，使下列平衡左移，重碳酸鹽處於穩定狀態。Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2