A. 軟化水設備的基本原理
軟化水設備的工作原理：
全自動鈉離子交換器採用去離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結垢離子。當含有硬度離子的原水通過交換器內樹脂層時，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的鈉離子發生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進入水中，這樣從交換器內流出的水就是去掉了硬度的軟化水。
由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般採用陽離子交換樹脂(軟水器)，將水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置換出來，隨著樹脂內Ca2+、Mg2+的增加，樹脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低。
當軟化水設備樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之後，就必須進行再生，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在置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換功能。
由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示鈉離子交換軟化水處理的原理是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂，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+。
一般軟化水設備控制閥的運行流程為：運行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補水、正洗。
B. 怎樣制軟化水
軟化水設備主要的工作原理就是利用陰陽離子軟化。讓原水通過陰陽離子轉化器，除去專水中的，鈣，鎂屬，鈉等離子。出來的水就只是水分子了。沒有其他的分子，那麼就可以有效的防止水垢。
在進水為深井水或者水源硬度很大的情況下，使用軟化水設備的作用是去除水中的鈣、鎂離子含量，使水中鈣鎂離子減少。如果沒有軟水器或軟水器失效，沒有及時用鹽再生樹脂，鈣、鎂鹽在反滲透膜表面因濃度急劇升高而形成難溶於水的沉澱物，堵塞反滲透膜孔，使反滲透膜的使用壽命縮短，增加設備的維護成本。
日常生活中是一般不會用到。現在軟化水設備已經被廣泛應用於鍋爐軟化水中，因為燒鍋爐用的水以前都是直接用自來水，後來縷縷發生鍋爐爆炸。那是因為水在鍋爐底部結一層厚厚的水垢而引發的。
C. 軟化水質的方法
軟化水質的方法有5種，我下面詳細介紹一下。一、離子交換法
方法：採用陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由於鈉鹽的溶解度很高，所以就減少了隨溫度的增加而造成水垢生成的情況。該軟化水處理法適用范圍：餐飲、食品、化工、醫葯等領域、空調、工業循環水等應用中。目前較常用的標准方式。
特點及作用：結果穩定，工藝成熟。可以將硬度降至0。
二、加葯法
方法：向水中加入阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結合的特性，從而使水垢不能析出、沉積。
該軟化水處理法適用范圍：由於加入了化學物質，所以水的應用受到很大限制，一般情況下不能應用於飲用、食品加工、工業生產等方面。在民用領域中也很少應用。
特點結果：一次性投入較少，適應性廣。水量軟大時運行成本偏。
三、膜分離法
方法：納濾膜（NF）及反滲透膜（RO）均可以攔截水中的鈣鎂離子，從而減少水的硬度。只能將硬度降到小范圍。該軟化水處理法適用范圍：一般較少用於軟化處理。
特點結果：結果而穩定，處理後的水適用較廣。對進水壓力有較高要求，設備投資、運行成本都較高。
四、電磁法
方法：採用在水中加上電場或磁場來改變離子的特性，從而改變碳酸鈣（碳酸鎂）沉積的速度及沉積時的物理特性來制止硬水垢的形成。該軟化水處理法適用范圍：多用於商業（如中央空調等）循環冷卻水的處理，不能應用於工業生產及鍋爐補給水的處理。
特點結果：設備投資小，安裝方便，運行費用低。不夠穩定性，沒有統一的衡量標准，而且由於主要功能是影響范圍內的水垢的物理性能，所以處理後的水的使用時間、距離都有局限。
五、石灰法
方法：向水中加入石灰。
該軟化水處理法適用范圍：適用范圍大流量的高硬水。
特點結果：只能將硬度降到小范圍。
D. 鈉離子交換器軟水器軟化水設備怎麼調
時間
再生方式
計量單位
再生周期
反洗時間
吸鹽慢洗時間
鹽箱補水時間
正洗時間
E. 離子交換實驗中如何設法提高軟化水水質
去離子水設備工作原理
去離子水設備採用離子交換方法，可以把水中呈版離子態的陽、陰離子去除，以氯權化鈉(NaCl)代表水中無機鹽類，水質除鹽的基本反應可以用下列方程式表達：
1、陽離子交換樹脂：R—H+Na+
R—Na+H+
2、陰離子交換樹脂：R—OH+Cl-
R—Cl+OH-
陽、陰離子交換樹脂總的反應式即可寫成：RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O由此可看出，水中的NaCl已分別被樹脂上的H+和OH-所取代，而反應生成物只有H2O，故達到了去除水中鹽的作用。
去離子水設備採用雙級RO+EDI模塊化設計模式，與前置預處理配套使用，利用反滲透原理，有效去除水中各種鹽份及雜質；系統具有工藝先進、產水水質穩定、操作簡便、運行費用低、綠色環保無污染、維護方便等優點。
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F. 軟化水設備加鹽製作方法都有哪些
軟化水設備加鹽製作方法都有哪些呢？要想知道軟化水設備加鹽製作方法都有哪些必須得了解軟化水設備的工作機制，那麼軟化水設備工作機制是什麼樣的呢？軟化水設備是怎麼運行的呢？
軟化水設備通常工作過程主要包括反洗、吸鹽、慢洗、置換、快沖洗五個步驟進行，並且這五個步驟循環組成，一直不斷的循環重復。用途不同的軟化水設備其實工序是非常接近的，這就需視情況而定了，根據需求不同，實際工藝的不同以及其需要達到的控制效果的不同，軟化水設備可能會在程序上有所變動。其中唯一不變的是：只要以鈉離子陽離子為基礎和水中的鈣鎂離子進行交換的軟化水設備，基本上就是上述的5個步驟。
1、運行：在原水在壓力為（(0.2-0.6Mpa)）范圍內、和一定的流量情況下，通過軟化水樹脂罐頂端的那個閥頭進行控制，擋水進入到裝有進行離子交換的樹脂罐裡面之後，此時樹脂罐中的陽離子（鈉離子）便於水中的鈣鎂離子進行置換反應，從而使原水在的鈣鎂離子含量降低，一定程度上避免了水垢的產生。最終降低了原水的硬度。
其次
2、反洗：設備運行後，當樹脂失效後，設備會進行再生功能，再生之前，原水進來樹脂罐之後，睡從下到上進行反洗。通過反洗是運行過得樹脂松動，從而增加樹脂與再生液的接觸完成再生；同時還可以將懸浮物和碎屑排除去。
3、吸鹽：吸鹽是為了再生功能的實現，當在一定濃度的鹽液下下和流量下，再生用鹽液與是小的樹脂接觸之後是樹脂重新獲得再生的能力。
4、慢洗：慢洗主要是完成置換，這一步還可以說是置換。當再生液用完之後，交換器內尚有殘余的再生液，此時水流速度一定小於或者是等於再生液的流速，這樣就可以使水與再生液接觸，為後續正洗的工作做好了完美鋪墊。
5、快沖：快沖主要目的是為了將樹脂罐中殘留的再生廢液排出去，一般採用正常留宿即可，直至出水合格為止。
上述5個步驟完成之後，此時便可以往再生劑箱裡面注入所需的鹽水量。軟化水設備工作流程完美走了一遍。要知道軟化水設備是不斷重復上述步驟一直工作循環不斷。
軟化水設備是怎麼工作運行的呢？通過上述內容的閱讀相信大傢伙也都了解了。在這里，河北禹興環保客服小編薇薇感謝大家耐心聽介紹講解，希望可以幫助到大傢伙。中心的祝願大家生活愉快，工作順心。
G. 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。
H. 軟化水的方法,設備也可以介紹幾個好的,謝謝1
可以採用離子交換器，離子交換法是水處理中軟化和除鹽的主要方法之一回，離子交換的實質是不溶性離答子化物（離子交換劑）與溶液中的其他同性離子的交換反應，通常是可逆性化學吸附。交換樹脂的選用和所處理水的PH有很大關系，一般說來強酸強鹼活性基團電離性強基本與PH無關，弱鹼性交換樹脂在酸性溶液中才有較強的交換能力，弱酸性交換樹脂在鹼性溶液中才有較強的交換能力，所以要看你的進水是什麼性質，如果是自來水稍加檢測就可以，順著這個思路找吧沒錯的，製造這種設備的廠家有很多，如果有興趣你還可以自己製造，技術門檻不是很高！！
樓上說的RO、UF、電滲析的確是很好的除鹽方法，但似乎沒有考慮樓主是用在紡織行業，又不是在造超純水，成本也是一個很大問題，所以綜合來考慮還是離子交換更實際些。
I. 鈉離子交換軟化水過程如何降低原水中的鹼度
鈉離子交換軟化水方法，在軟化過程中，其原水中的鹼度不能降低。當原版水中鹼度（pH值）過大權時，會影響蒸汽的品質，增加排污率，無效熱損失增大。 鍋筒等金屬受熱面也會因PH值過大使其產生苛性脆化，影響鍋滬的運行安全和使用壽命。所以，應採用在鈉離子交換後的水中加入硫酸溶液進行中和處理，以降低水的鹼度。在中和酸化過程中會產CO2可設除CO2器將其消除。在操作時注意加酸量的控制，不能使鍋爐受到酸的腐蝕。
以上內容均根據學員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。