A. 有什么常用的软化水处理方法
本发明公开了一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，将电解槽分隔成阳极室和阴极室，并分别置有阳极板和阴极板;根据I≥1.01Qη(M+2M2)得到电流，待软化的水流经阴极室，通电后，在阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，产生的OH‑，使Ca2+生成CaCO3晶体，Mg2+生成Mg(OH)2晶体，且随着pH值的增大，碳酸钙晶体的zeta电位降低，晶体聚团行为加强而讯速形成晶核;过饱和的晶体悬浮液随水流流出电解室的过程中，以此晶核为生长点并迅速成长，实现自发结晶，再进行沉降或过滤，即完成软化。本发明计算出适宜电流值，将水中钙镁离子一次性除去，且在处理过程中阴极板上几乎不会附着水垢，电能利用效率高达90%，极大提高了设备的处理能力和便于实现数字化和自动化控制。
权利要求书
1.一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)通过隔膜或细孔板将电解槽分隔成阳极室和阴极室，并将阳极板和阴极板分别置于阳极室和阴极室中;
(2)通一电流，所述的电流根据I≥1.01Qη(M+2M2)计算得到，其中，I为电极板的电流，单位：A;η为目标软化率，单位：1;Q为阴极室的水流量，单位：L/s;当M0>M1时，M=M0;当M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，M=2M1-M0;M0为待软化水的碱度，单位：mgCaCO3/L;M1为待软化水的钙硬度，单位：mgCaCO3/L;M2为待软化水的镁硬度，单位：mgCaCO3/L;
(3)待软化的水流经阴极室，通电后，在阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，电解产生的OH-，与HCO3-反应生成CO32-，然后与水体中的Ca2+结合生成CaCO3晶体;与Mg2+结合生成Mg(OH)2晶体，且随电解的继续，阴极液pH值增大，CaCO3晶体的zeta电位降低，晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，随高速水流流出阴极室的过饱和CaCO3和Mg(OH)2悬浮液以此晶核为生长点并迅速成长，实现自发结晶，生成肉眼可见的固体颗粒物，悬浮于水中，再进行沉降或过滤，即完成软化。
2.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，还包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，向阴极液中通入足量空气或二氧化碳。
3.根据权利要求2所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，常温常压下通入空气的流量根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算得到，其中，Q1为向阴极室通入空气的流量，单位：L/s。
4.根据权利要求2所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，常温常压下通入CO2的流量根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算得到，其中，Q0为向阴极室通入CO2的流量，单位：L/s。
5.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，所述的阳极板为碳电极、贵金属电极或钛基金属氧化物电极中的一种;所述的阴极板为定型导电材料中的一种。
6.根据权利要求1所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，其特征在于，所述的隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜、石棉纤维膜、无纺布、化纤滤布或陶瓷隔膜中的一种;所述的细孔隔板为带有微小细孔且不影响导电的塑料薄板。
7.一种利用权利要求1～6所述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置。
8.根据权利要求7所述的软化硬水的装置，其特征在于，至少在所述的阴极室的两端分别设有进水口和出水口，在所述的进水口上设有空气或二氧化碳补气口，在所述的出水口上连有过滤器或沉降池。
9.根据权利要求8所述的软化硬水的装置，其特征在于，在所述的出水口与所述的过滤器或沉降池之间设有第一气液分离器。
10.一种软化硬水的系统，其特征在于，将若干个权利要求8所述的电解槽并联、串联或串并复合连接，且在阴极室出水口的汇集处设有第二气液分离器。
说明书
一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法及其装置
技术领域
本发明属于电化学软化水技术领域，特别涉及一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法及其装置。
背景技术
利用电化学技术进行水体脱盐除垢处理，早在2006年就有文献(Desalination,2006,201:150)报道，随后也有不少国内文献及专利(西安交通大学学报,2009,43(5):104;专利公开CN105523611A、CN204198498U)报道过，并在工程实践中得到一定程度的应用。相比于传统的消石灰软化法，电化学脱盐软化水技术占地空间小、处理速度快、不需要使用絮凝剂无二次污染、废弃固体物少，操作简单方便，可实现数字化控制，具有很高的经济效益和环境效益。用于冷却循环水的除垢防垢领域，与以往传统的化学加药方法以及电磁技术、超声波技术相比，电化学技术的优点在于能够将水中的成垢的钙镁离子以水垢沉积的方式从水中取出，并能提高浓缩倍数，达到节水减排的目的。
现有的电化学设备主要用于冷却循环水的除垢防垢领域，为提高除垢效率，中国专利公开CN105621538A、CN201923867U及CN105329985A等专利对电化学除垢设备进行了相应的优化设计，其创新点在于充分优化电化学设备内部结构，扩大阴极面积，简化操作，提高设备的处理效率与处理能力。
为了摆脱极板面积大小的限制因素，以色列文献(Desalination,2010,263:285;Journal of Membrance Science,2013,445:88)提出了一种新的处理方法，利用阳离子交换膜将电解槽分隔为阳极室与阴极室，将待处理的水流经阴极室后，引入外部结晶器内进行诱发结晶以提高极板处理能力，电能利用率达到50%。中国专利CN204198498U利用刮刀刮掉阴极板垢以提供微小晶核增加结晶比表面积，虽在一定程度上提高了电能的利用率，但其电能利用率依旧偏低，一是增加了阴极动力旋转部分的电耗，二是由于其辅助电极接正电且在阴极室内，其表面必定会析氧(氯)而产生H+，可消耗阴极产生的部分OH-而导致电能利用率降低，另外其在后续工艺中提及需添加絮凝剂造成二次污染及处理成本的增加，另外其设备内腔底部没有隔膜将阴阳两室分开，而其实施例中阳极室酸性水一直往复循环部分H+必会进入阴极室，也会降低电能的利用率。生活中大部分水体都是硬水即碱度小于硬度(等同于重碳酸根的含量低于钙镁量)，故在不补加二氧化碳的情况下不能完全消除硬度。专利CN106277369A虽也提及阴阳极间加隔膜，但同样要求阴极室出水口需连接一外部结晶器诱发结晶，结晶器体积庞大且时效性低，因无二氧化碳的补给同样存在硬度水条件下不能完全消除硬度达到彻底软化水的目的。
发明内容
本发明的第一目的是提供了一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，向电解槽中通入电流，使得阴极室内形成强碱性区域，利用电解产生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶体，与Mg2+生成Mg(OH)2晶体，并随着电解的进行，阴极室pH值增大，碳酸钙晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，使得过饱和的CaCO3和Mg(OH)2悬浮液高效自发结晶，避免了诱发结晶和外加絮凝剂而带来的二次污染，减少了工序步骤，而且时间上也快很多，投资少、设备占用空间也少，处理能力大。
本发明的第二目的是提供了一种利用上述高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置及其系统，向电解槽中通入电流，使得阴极室内形成强碱性区域，利用电解产生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶体，与Mg2+生成Mg(OH)2晶体，并随着电解的进行，阴极室pH值增大，CaCO3晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，使得过饱和的CaCO3和Mg(OH)2悬浮液高效自发结晶，避免了诱发结晶和外加絮凝剂而带来的二次污染，减少了工序步骤，而且时间上也快很多，投资少、设备占用空间也少，处理能力大。
本发明的技术方案如下：
一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，包括以下步骤：
(1)通过隔膜或细孔板将电解槽分隔成阳极室和阴极室，并将阳极板和阴极板分别置于阳极室和阴极室中;
(2)通一电流，所述的电流根据I≥1.01Qη(M+2M2)计算得到，其中，I为电极板的电流，单位：A;η为目标软化率，单位：1;Q为阴极室的水流量，单位：L/s;当M0>M1时，M=M0;当M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，M=2M1-M0;M0为待软化水的碱度，单位：mgCaCO3/L;M1为待软化水的钙硬度，单位：mgCaCO3/L;M2为待软化水的镁硬度，单位：mgCaCO3/L;
(3)待软化的水流经阴极室，通电后，在阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，电解产生的OH-，与HCO3-反应生成CO32-，然后与水体中的Ca2+结合生成CaCO3晶体;与Mg2+结合生成Mg(OH)2晶体，且随电解的进行阴极室pH值的增大，CaCO3晶体的zeta电位降低，晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，随高速水流流出阴极室的过饱和CaCO3和Mg(OH)2悬浮液以此晶核为生长点并迅速成长，实现自发结晶，生成为肉眼可见的固体颗粒物，悬浮于水中，再进行沉降或过滤，即完成软化。
优选为，还包括在M0[(M0+M2)/(M1+M2)]时，向阴极液中通入足量空气或二氧化碳。
优选为，常温常压下通入空气的流量根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算得到，其中，Q1为向阴极室通入空气的流量，单位：L/s。
优选为，常温常压下通入CO2的流量根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算得到，其中，Q0为向阴极室通入CO2的流量，单位：L/s。
优选为，所述的阳极板为碳电极、贵金属电极或钛基金属氧化物电极中的一种;所述的阴极板为不锈钢、铸铁、石墨、铝或铜等定型导电材料中的一种。
优选为，所述的隔膜为阴离子交换膜、阳离子交换膜、双极膜、石棉纤维膜、无纺布、化纤滤布或陶瓷隔膜中的一种;所述的细孔隔板为带有微小细孔且不影响导电的塑料薄板，如聚四氟乙烯塑料薄板。
本发明还公开了一种利用上述的高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法软化硬水的装置。
优选为，至少在所述的阴极室的两端分别设有进水口和出水口，在所述的进水口上设有空气或二氧化碳补气口，在所述的出水口上连有过滤器或沉降池。
优选为，在所述的出水口与所述的过滤器或沉降池之间设有第一气液分离器，用来收集绿色能源—氢气。
本发明还公开了一种软化硬水的系统，将若干个上述的电解槽并联、串联或串并复合连接，且在阴极室出水口的汇集处设有第二气液分离器，用来收集绿色能源—氢气。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
一、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，通过I≥1.01Qη(M+2M2)计算出一适宜电流，使得阴极室内形成强碱性区域，体系pH≥10，利用电解产生的OH-，使得Ca2+生成CaCO3晶体，与Mg2+生成Mg(OH)2晶体，并随着电解的进行，阴极室pH值增大，CaCO3晶体聚团行为加强而迅速形成晶核，流出阴极室的过饱和悬浮液以此晶核为生长点高效自发结晶，实现将水中大部分或全部钙镁离子一次性除去，且在阴极板上不会附着水垢，无需诱发结晶和外加絮凝剂，避免了二次污染，减少了工序步骤，具有软化效率稿，投资少、设备占用空间少，处理能力大等优点;
二、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，还根据Q1=0.61Q(M1-M0)计算通入空气的流量和根据Q0=2.45Q(M1-M0)·10-4计算通入二氧化碳的流量，以提供足够量的HCO3-，达到所需软化率;
三、本发明的一种高效自发结晶的电化学脱盐软化水处理方法，根据通入电流的计算公式和通入空气或二氧化碳的计算公式，计算出电流值及通入空气或二氧化碳的速率，便于实现数控化和自动化，使用清洁电能作为唯一的“处理剂”，无色环保无污染。
B. 锅炉软化水设备保养方法谁知道
1、软化水设备定期检修，注意布水器有没有破损，树脂有没有不合理的减少，有没内有漏水现象；
2、根据出水水容质，用水量，定期对软化树脂进行吸盐还原再生，保证软化效果；
3、注意设备的管道，如果有不锈钢管或者无缝钢管，应该注意腐蚀生锈问题；
4、注意水温的变化，进水温度；
5、如果用水需要除碱，还应该添加除碱的设备。
希望可以帮到你！
C. 1吨软化水设备都包含哪些水处理耗材
看原水水质，一般前级需要进行多介质过滤器出去水中胶体、悬浮物，活版性炭过滤器进权行除水中的余氯，这部分余氯会造成树脂氯中毒，再进软化器，软化树脂还需要再生盐箱。这是工艺部分，具体耗材的话，需要泵，加药系统，水箱，精密过滤器，管阀，流量压力之类的仪表。
D. 滨特尔软水机维护保养需要更换什么耗材
软水机最常用的就是加钠离子盐，用几年以后需要向里面加树脂，也就是说滤料
E. 开能软水机的滤芯是什么多久更换一次，大概需要多少钱
开能软水机的滤芯学名是树脂。开能采用美国罗门哈斯或者英国漂莱特食品级回树答脂，一般5-8年更换一次。软水机的树脂是可以还原的，通过软水盐来实现。但是就好像充电电池一样，时间久了，也会无法还原彻底，这个时候就需要更换。影响树脂寿命最大的是余氯、铁、锰元素。所以一般建议软水机前面增加中央净水机来保护和延长树脂寿命。
F. 20吨软化水设备方案
单纯的水质软化器并不难,主要已知水源水水质情况(原水是深井水还是自来水,总硬度含量是多少),才能确定20吨出力的软化器方案…。华粼水质
G. 水质太硬，除了用净水器，还有别的办法吗
普通水，钙镁化合物比较多，加热后就会有水垢。软水机简单说就是通过离子交换树脂去除水中的钙、镁离子，降低水质硬度，再用软水盐使树脂再生。
有水垢
皮肤容易干燥粗糙
头发干枯、打结，不易梳理
增加热水器加热成本
增加洗涤剂用量
全棉衣服或毛巾板结僵硬，多次洗涤后颜色黯淡
影响喝茶口感，正经茶道是用软水的
增加一些内脏负担
增加结石几率
利用离子置换原理，通过机器内的钠盐中的Na+置换掉水中的钙镁离子。从而得到软水。
使用软水的优点太明显了：
1、浴室镜面没什么水渍了，好擦洗；
2、全棉衣服或毛巾洗净晾干后不会板结僵硬，多次洗涤后不会那么容易暗淡、发黄；
3、热水器、太阳能、加湿器等管路不再阻塞、流量减小、寿命缩短；
4、浴缸或坐便器等设备不容易泛黄；
5、水龙头、花洒不再结满水垢，镀铬的表面不再水渍斑斑；
6、洗澡后皮肤干燥、粗糙、发痒、头发干枯、打结，不易梳理有一定程度的缓解；
至于你认为，自己家在南方，水质比较好，似乎可以不用软水：
按美国WQA（水质量协会）标准，水的硬度分为6级：
按中国目前的情况，大部分地区的生活用水为各自来水厂净化处理后的自来水，硬度范围为8 ~ 14 GPG ，属于硬或很硬范围。（使用井水的地区硬度更高，达到极硬范围）。所以……
和超滤机类似，也需要更换耗材（虽然只用换盐）。功能比较单一。
定期更换滤芯，不同滤芯的更换周期略有不同。
H. 软化水处理设计方案cad图
主要看你的原水指标和用途而定 10吨的缓冲水箱就可以
I. 软化水的常见问题解决方案
一、软水器不再生
1、控制器不能控制电机旋转
A、电源适配器损坏（显示屏无显示）。
如有同类型的电源，可用其它电源进行测试；现润新阀主要采用两类电源适配器，输出电压及电流分别为DC12V、1000mA及DC24V、1500mA。
B、电机与主板的连接线短路。
如安装时有水浸入控制板或阀芯漏水，可能会出现这种原因。
C、主板损坏。不能控制电机旋转。
D、电机损坏。主要由阀芯漏水造成。
2、再生时间设置不合理
程序显示再生时间或流量未到，但实际出水不合格。
A、时间型，再生时间设置不正确，超过系统的最大制水周期。如本应2天再生一次的，设为20天再生一次。
B、流量型，流量不向下减，流量计损坏，无瞬时流量。主要原因有：
①叶轮被异物卡住或吸住铁物质，不能旋转。
②流量计线损坏或流量计插口与主板松动。
③F74一体式流量型控制阀叶轮偏心，转动不畅。
④主控板故障。
3、电机不能带动阀芯转动，即电机转动阀芯不转
A、电机小齿轮损坏。导致电机不能带动阀芯上的终端大齿轮旋转。
B、对带手动手轮的阀门，如F63、F67、F68，中间传动装置与电机齿轮或终端大齿轮打滑。
C、阀芯被异物卡住，电机带不动。
D、电机齿轮与阀芯上的终端大齿轮间被异物卡住。
4、设备不运行
A、主要是流量型软化阀，运行流量设为0。
B、自动过滤阀中的F-00设为F-01或更大值。
C、定位板霍尔元件损坏。
二、软水器输送硬水
1、在软水设备的取样口检测是合格的，但软水箱中的水硬度超标。主要有以下几点原因：
A、再生周期设定过大，或流量计故障造成的计量不准，使树脂本该再生时未能及时再生，致使超标水注入软水箱。
B、正洗时间偏短，使本应在正洗中被冲掉的废盐水被部分地带到软水箱中。
C、给水水压不稳引发的盐箱补水过少，吸盐过少，正洗不足，其中上述任何一项都可造成该次再生后出水硬度超标，影响软水箱水质。
D、盐箱中的盐很少时，未及时添加，造成某次再生效果不佳。
E、操作不当，在某次再生过程中关闭给水阀。
F、旁通球阀打开或漏水。
2、在软水设备的取样口多次检测，均不合格。
1）新装软水设备初次试水硬度超标。主要有以下原因：
A、中心管与控制阀交接处的O形密封圈未形成密封，此时应检查：
▲中心管的长度是否够，外径是否符合要求
▲是否忘记装O形密封圈
▲O形密封圈是否破损
▲中心管是否破损或有裂纹。
B、给水TDS值与树脂层高度比值过大。
C、给水TDS值与树脂交换容量的比值过大。
D、进出水口接反。
2）在用软水设备软水硬度超标。主要有以下原因：
A、给水TDS值与树脂层高度或树脂交换容量的比值过大。与新树脂初次试水相比，在用软水设备对给水TDS值要求更严格，当树脂层高度为1.5米，总硬度为10mmol/L，给水TDS值≥900mg/L时，确保软水硬度≤0.03mmol/L将会比较困难。
B、树脂中毒，老化引起的树脂交换容量降低。由此种原因引起的软水硬度超标是一渐进过程，不是突然出现的明显超标。
C、盐箱中的盐量过少。当盐箱中水量正常，而盐的高度不及水的高度的1/3时，在吸盐步骤的中后期吸上的盐水很可能不饱和，致使经射流器稀释后的盐水浓度低于再生要求，影响再生效果。
D、盐箱中的总水量过少，树脂罐中每100L树脂，所需盐箱中的水量最低40L，过多低于这数值将会引发再生不充分。
E、吸盐水太慢，在正常的时间内，不能吸入足够的盐水，其原因如下：
给水压力过低
上下布水器被泥沙、树脂等堵塞严重
废水软管变形、折弯等引发的排废水不畅
树脂层内杂质太多或树脂破碎严重
吸盐管路上有泄漏点，使空气被吸入
射流器中有异物
空气逆止阀失灵，提前关闭或被堵塞
射流器选型不符
F、树脂罐中有大量气体存在，该气体可能来自于给水中带气，或慢洗过程空气逆止阀关闭不严。
G、未使用大粒无碘盐。
H、控制阀内部漏硬：一般的控制阀内部漏硬时，往往会出现软水口与废水口同时出水。
4、化验试剂中有硬度或指示剂失效。
三、不吸盐
1、进水压力过低
A、对F63、F68等最大产水量4t/h以下的控制阀，吸盐时的最低工作压力为0.15MPa。
B、对F74、F77、F78等最大产水量10t/h以上的控制阀，吸盐时的最低工作压力为0.2MPa。
2、吸盐管路堵塞
A、检查射流器喷嘴是否被异物堵住。
B、使用的盐含杂质太多，将盐阀堵住。
C、盐阀与控制阀间的管路堵塞。
3、吸盐管路泄漏
吸盐管路泄漏导致吸入空气，气体在树脂罐顶部，导致吸盐水阻大而不能吸盐。
4、排水不畅
A、树脂层内杂质太多或树脂破碎严重，导致吸盐排水水阻大。
B、排水限流圈与射流器不配套，偏小，导致排水阻力大，而不吸盐。
5、阀体内部漏水
阀体内部漏水，使原水直接进入上布水器，形成压力大于吸盐产生的压力，从而不吸盐。
6、手动软化阀手柄未到位
使用手动软化阀时，应使手柄的箭头指向装饰盖的“▲”吸盐标记处。
7、射流器选型不配套
A、射流器与排水限流圈不配套。
B、射流器与所配套的罐体不匹配。
出厂射流器配置
a、F63、F68出厂时的默认射流器为9#，配套罐体16寸；
b、F65、F69出厂时的默认射流器为5# ，配套罐体10寸；
c、F74出厂时的默认射流器为3# ，配套罐体24寸；
d、F77出厂时的默认射流器为3# ，配套罐体36寸；
e、F78出厂时的默认射流器为3# ，配套罐体54寸。
每种射流器都有相对应的排水限流垫圈或钻不同的孔。主要目的是使反洗、正洗流速符合标准，以免流速太快将树脂损坏。
8、逆流再生常出现吸一会儿不吸的现象
逆流再生要求进水浊度≤2FTU，顺流再生要求进水浊度≤5FTU。逆流再生时，如果水中悬浮物较多或树脂颗粒较小再生时上布水器被堵塞导致排水不畅。
逆流再生阀请选用间隙为0.3mm的布水器及树脂颗粒直径为φ0.8～φ1.2之间，以防止颗粒小再生时堵住上布水导致不吸盐。
四、盐箱水外溢
1、补水太多
A、未安装液位控制器或液位控制器失灵。
B、补水时间设置太长。
C、水压变化大。导致补水量变化。
D、对F77、F78采用电动球阀控制的控制阀，电动球阀关闭不严。
2、吸盐后剩余的水过多
原因见“软水器输送硬水”中的第2中的2）的E。
五、水压损失严重
1、通向软水器的管路中有铁物质堆积。
2、软水器内有铁物质堆积。
石家庄市陆升水处理设备有限公司
J. 哪位了解家庭用软化水装置给介绍一下
软化水一般抄是用在锅炉及中央空调设备,就是所谓的纳离子交换设备,耗材主要是树脂和盐,一些韩国人 愿意装此设备,装在卫生间用于洗澡,不适合饮用这样的水流在身上感觉很滑很舒服,类似与韩国的自来水,纯净水设备(膜处理设备)造出的水可以直饮,桶装水厂用的都是此设备,家用的只是小点而已工艺相同,前处理包括石英沙活性炭树脂,粗过滤及精过滤臭氧杀菌等设备,家用的没这么多膜前边一般是3-5级滤心过滤,现在也许有复杂一些的,因为维护需具有一定的专业知识,不建议家庭安装,家庭不具备水质检测仪器,所以不能保证水质达标