石英砂過濾的作用
石英砂過濾器是一種壓力式過濾器，利用過濾器內所填充的精製石英砂濾料，當進水自上而下流經濾層時，水中的懸浮物及粘膠質顆粒被去除，從而使水的濁度降低
主要用於水處理除濁、軟化水、電滲析、反滲透的前級預處理，也可用於地表水、地下水等方面。可有效地去除水中的懸浮物，有機物、膠體、泥沙等
可廣泛應用於電子電力、石油化工、冶金電鍍、造紙紡織、制葯透析、食品飲料、生活飲用水、工廠企業用水、游泳池等。可滿足各行業液體過濾需要
石英砂過濾是去除水中懸浮物最有效手段之一，是污水深度處理、污水回用和給水處理中重要的單元。其作用是將水中已經絮凝的污染物進一步去除，它通過濾料的截留、沉降和吸附作用，達到凈水的目的
㈡ 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。
㈢ 軟化水設備和前置過濾器是不是有很大區別啊 我不太懂這個 誰能幫忙介紹下 謝啦 家裡水銹多 不知道安哪種應
前置過濾器，主要是過濾自來水中的泥沙，鐵銹，大顆粒物質。防止城市及小區供水內管網中產生的大容量沉澱雜質對人體造成傷害，並且對暗敷管道、水龍頭、水暖、熱水器、鍋爐、中央空調、洗衣機、洗碗機、咖啡機及其他水家電（凈水機、純水機、軟水機）等起到積極的預保護作用。
軟水機，主要是通過樹脂中的鈉離子，將水中的鈣鎂離子（形成水垢）的主要成分置換出來，結合到樹脂上，這樣使水中的鈣鎂離子大幅降低，但是，軟水不適合長期飲用，水中適當的硬度（170mg/L)可以降低心血管疾病的發病率。
如果裝軟水機，建議在終端配一個凈水機，可以減少水中置換時產生的鈉離子，或者直接安裝終端凈水機。
㈣ 阻垢過濾器和軟水機有什麼區別哪個牌子的比較好
阻垢器主要是阻止水中的鈣鎂離子成垢，而軟水機是將水中的鈣鎂離子進行交換，使其變成其它的氯化鈣、氯化鎂。
㈤ 通過凈水器可以有效軟化水嗎
凈水器也叫凈水機、過濾器，用作污水處理。平時所講的凈水器，一般是指用作專家庭使用屬的小型過濾器。凈水器根據不同的凈化原理和工藝，可以分很多種類。其中RO反滲透技術過濾精度最高（過濾精度在0.0001微米)，由於反滲透膜的孔徑只有頭發絲直徑的十萬分之一，只允許水分子和溶解氧通過，對水中所有含的雜質如農葯、細菌、病毒、重金屬等有害物質幾乎全部被截留排除。除了反滲透技術還有很多其他過濾技術：納濾（過濾精度在0.001-0.0001微米之間）超濾膜（過濾精度在0.1-0.01微米之間）、精濾（過濾精度在0.1微米以下，如陶瓷過濾、PP棉過濾等）。凈水器中PP棉可有效濾除水中的鐵銹、砂石、膠體以及直徑大於5微米的一切雜質;顆粒活性碳濾芯性碳有超強的吸附力，可以有效的吸附水中余氯、嗅味、異色、農葯等化學葯劑;精密活性碳濾芯，可有效去除水中的細菌、毒素、重金屬等。所以凈水機不可以軟化水質，軟水機是單獨功能的機器，它也不凈化水。
㈥ 常見的全自動過濾器、軟化水及純水設備有哪些，有什麼區別
目前國內市場上可供家庭使用的水處理設備很多，主要分為兩大類：一是整機進口的(至少內賣家宣傳是整機容進口)，另一類就是主要部件從國外進口，其他部件國產如AUTOTROL(阿圖祖)、FLECK(富萊)、RunXin（潤新）等。
區別：從產品最初的設計思路角度及豐應產品在美國市場上的定位來看，ECOWATER(怡口)、KENTENICAL(康科)、ERICE(伊瑞)這三個品牌的產品主要是針對家庭及小型應用，在美國商用、工業及其他大型市場上應用很少(近年來相應的市場佔有率略有改變，但仍與其他品牌不在同一檔次)；而AUTOTRL(阿圖祖)、FLECK(富萊)主要針對商業(商場、酒店等)、工業(鍋爐、化工、食品生產等)及小型/家用(餐廳、酒吧、家庭等)領域。
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㈦ 能用過濾的方法把硬水變成軟水嗎
硬水過濾是不能變成軟水的；
因為過濾只是出去一些肉眼可見的雜版質,然而水中有許多鈣權鎂化合物,這些都是無法用過濾可以解決的.不信你可以試一試的,用肥皂,如果過濾後放入肥皂,沒有很多泡沫的話,那麼還是硬水,蒸餾是可以的,可是條件比較刻薄,所以我們都選擇加熱煮沸這樣使硬水變成軟水.你仍然是可以用肥皂實驗的,會有很多泡沫.
㈧ 德龍咖啡機用軟水過濾器還是用純凈水
有條件的話當然還是用軟水器最好，條件不夠就用純凈水，平時做好保養清潔工作。
㈨ 什麼是軟化水處理設備
軟水器是專門清除水中的鈣鎂離子，有效率高達99%，同時也可以去除水中的藻類、固體懸浮物，使處理後的水軟化、清澈。
當含有硬度離子的原水通過軟水器內樹脂層時，水中的鈣（Ca2+）、鎂（Mg2+）離子被樹脂交換吸附，同時等物質量釋放出的鈉（Na2+）離子。從軟水器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。其交換過程如下：
2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+
2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+
即水通過鈉離子交換器後，水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。
當鈉離子交換樹脂失效之後，為恢復其交換能力，就要進行再生處理。再生劑為價廉貨廣。的食鹽溶液。再生過程反應如下：
R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2
R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2
經上述處理，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子再置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換的能力，具體工作流程如下：
當水流過樹脂層時，離子交換樹脂可以釋放出鈉離子，功能基團與鈣鎂離子結合，這樣水中的鈣鎂離子含量降低，水的硬度下降。硬水就變為軟水，這是軟化水設備的工作過程。
當樹脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結合後，樹脂的軟化能力下降，可以用氯化鈉溶液流過樹脂，此時溶液中的鈉離子含量高，功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合，這樣樹脂就恢復了交換能力，這個過程叫作「再生」。
㈩ 凈水器和軟水器有什麼區別
凈水機和軟水機的區別：
凈水機的原理
凈水機，指能過濾出凈水的水處理設備，其活性炭吸附、PP棉和高純度KDF濾料實現凈水作用，能有效祛除水的泥沙，鐵銹，懸浮物，膠體，細菌，病毒，大分子有機物等有害物。
凈水機的作用
去除懸浮物及部分膠體或鐵離子等，活性炭可以用來去除有機物、膠體、過多的余氯等，PP棉或其他材質濾芯的超濾可以用來去除大多數的除懸浮物、膠體、有機物(少量)等，屬於較精細的過濾，KDF可以用於去除重金屬離子或其他有害物質，使水質更潔凈。
凈水機的優缺點
優點：凈水機水處理設備過濾精度高;凈化水接近礦泉水，能直接生飲;流量大;濾芯使用年限長;自動清洗濾芯;不需要電;不浪費水。
缺點：凈水機水處理設備祛除水垢，水鹼效果較差，凈水機能夠達到健康用水的標准，但是還是沒有達到直接飲用的目的，最好還是燒開後再飲用。
軟水機的原理
軟水機就是將水軟化，是一款去除水鹼的設備，主要是通過離子交換樹脂去除水中的鈣、鎂離子，降低水質硬度。可對全家的所有用水進行全面軟化。
軟水機的作用
用水設備(壁掛爐、散熱器、熱水器、太陽能等)永不結垢、堵塞，使用壽命更長，杜絕因水垢而產生的安全隱患和設備損耗，衛浴設施以及廚房裡的碗用軟水，再也沒有難以清理的白漬和銹斑。而且女士常用軟水洗澡有很好的美容作用，洗浴後皮膚不緊綳，透氣性好，用軟水洗發後，頭發表面柔滑，洗衣的話，洗出的衣服蓬鬆柔軟，顏色艷麗。
軟水機的優缺點：
優點：祛除水垢，水鹼效果好，同時流量大，基本上不降低水壓。經過軟水機水處理設備產生的水，清潔能力特強，洗衣，淋浴，美容護膚效果強;也能減輕能源消耗。同時也節約洗滌用品降，低家務強度。
缺點：軟水機水處理設備不能祛除細菌，病毒，有機物，不能直接飲用;再生時需要耗鹽;並產生一定量的廢水。
通過以上的介紹不難看出凈水機和軟水機是兩種各不相同的設備，一個起過濾的作用，另一個起軟化水的作用，二者分工不同，共同構成家庭中央水處理。目前，在很多用戶家中同時安裝有凈水機、軟水機以及直飲機，根據不同的用戶需要，「製造」不同的水，全方位滿足家庭用戶需求。