怎么做软水处理

① 如何软化水

一、离子交换法

家用软化水设备是应用离子交换技术，通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换，从而吸附水中多余的钙、镁离子，达到去除水垢(碳酸钙或碳酸镁)的目的。

二、物理打包法

利用纳米晶高能聚合球体，把水中钙、镁离子、碳酸氢根等打包产生不溶于水的纳米级晶体，从而抑制水垢的生产，纳米晶软水机不用电、不费水、不用盐、不用任何化学添加剂，在高效抑垢的同时保留对人体有益的矿物质和微量元素，是一种绿色环保的软水机，解决了现软化技术多方面的缺陷。

(1)怎么做软水处理扩展阅读：

软水有如下的作用:

一、防止水管道、热水器、咖啡机，加湿器、蒸汽电熨斗、浴缸、淋浴喷头、抽水马桶等家庭器具积留水垢、经常堵塞、热效率低等现象。

二、煮咖啡、冲茶叶，口感独特，味道纯正。养花，延长开花期，绿叶无斑点，花朵艳丽。养鱼，预防各类鱼类疾病。软水煮饭饱满、蓬松、口感好；卫生器具，晶莹剔透，无污渍斑点。

三、延长豆腐保质期，豆浆更香浓，豆芽不需生长素，长势粗壮。洗菜，清除农药成分，延长蔬菜保鲜期。煮饭，缩短时间，米粒松软光润、面食不易膨胀。烹调，保持蔬菜的天然口感和营养成分。

四、洗衣，预防静电、脱色、变型，清洗餐具，洁净无水渍，提高器皿光泽度。清洗厨房浴室，强劲去污、除异味。具有较强的去污力。软水洗涤衣物纤维，不会发硬，发脆，节约洗涤用品。

五、软水从根本上消除了水碱，使设备安全运行，节省经费支出，减少水设备及水管道维修费60%以上，减少热水燃料费30%以上，减少洗涤剂购置费50%以上。

② 怎么把水质变软的方法

1. 怎么让水变成软水
硬水软化一般采用 1）离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。

这种方法是目前最常用的标准方式。主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。

可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”（由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为“钠离子交换器”）。

2）膜分离法：纳滤膜（NF）及反渗透膜（RO）均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是，效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。

一般较少用于专门的软化处理。 3）石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。

4）电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙（碳酸镁）沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物激弯理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。

多用于商业（如中央空调等）循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理（同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实）。 5）加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。

目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广；但水量软大时运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。

在民用领域中也很少应用。
2. 家里自来水水质很硬,什么方法能把硬水变软
1. 煮沸法（只适用于暂时硬水）

煮沸暂时硬水时的反应：

Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑

Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑

由于CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁：

MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑

由此可见水垢的主要成分为CaCO3和Mg(OH)2

2. 石灰回——纯碱法 （工业用）

在这种方法中，暂时硬度加入石灰就可以完全消除，HCO3-都被转化成CO32-。而镁的永久硬度在石灰的作用下会转化为等物质的量的钙的硬度，最后被去除。反应过程中，镁都是以氢氧化镁的形式沉淀，而钙都是以碳酸钙的形式沉淀。

Ca2+(aq) --石灰-苏打法--> CaCO3(s)

Mg2+(aq)--石灰-苏打法--> Mg(OH)2(s)

3. 离子交换法

这种方法中用到的离子交换剂，有无机和答有机两种。无机离子交换剂，如沸石等；有机离子交换剂包括：碳质离子交换剂——磺化酶，阴阳离子交换树脂等。而且一般的离子交换剂在失效后还可以再生
3. 怎样让硬水变成软水
①石灰 -苏打法 。先测定水的硬度，然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠，硬水中的钙、镁离子便沉淀析出。

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O

②磷酸盐软水法。对于锅炉用水，可以加入亚磷酸钠（NaPO3）作为软水剂，它与钙、镁离子形成络合物，在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出，从而不会形成水垢。此法不适合于饮用水的软化。

Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O

③离子交换法。沸石和离子交换剂虽然都不溶于水，但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应，使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用，故此法是既经济又先进的软水法。

CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4
4. 怎么样使硬质水变软
硬水的处理方法有多种，包括过滤法、软化法、电磁水处理器和反渗透法等。

这里对几种主要的处理方法进行介绍和比较。 软化剂 Packaged Water Softeners 有些化学举逗品剂可用来减低水的硬度。

这样的软化正铅卖剂可以分为两类：沉析型和非沉析型。 沉析型软化剂包括结晶碳酸钠和硼砂等。

这些软化品剂与钙、镁等矿物离子形成不溶的沉淀物。这样处理后，矿物离子就不会再影响洗涤效率等，但沉淀会让水变混并在器具上结垢。

沉析型软化剂会增大水中的碱度，容易伤及皮肤和其它被清洗的器皿。 非沉析型软化剂使用合成磷酸盐来隔绝钙、镁离子。

没有沉淀结垢，水中的碱度也不会增大。如果剂量足够，非沉析型软化剂能在一段时间内溶解肥皂凝结微粒（肥皂凝结微粒的介绍详见第（三）章：硬水带来的困扰和麻烦）。

机械式软化装置 Mechanical Water Softeners 机械式软化装置可以长期地安装在管道系统中，用来消除钙、镁离子。 机械式软化装置采用离子交换原理。

在这个过程中，水会流经一个树脂层，一般是由磺化的聚苯乙烯颗粒组成。这些颗粒中蘸满了钠。

离子交换程序发生在硬质水流经树脂层的同时：硬质的矿物离子（钙、镁等）附着在树脂层上，同时树脂层上的钠离子被释放入水中。 当树脂层上的钙、镁离子饱和时，就必须重新补充钠成分了。

补充过程通过往树脂层上加盐（盐水）来完成：钠顶替了附着在树脂层上的钙、镁离子，钙、镁离子被滤入废水。 用离子交换式软化器处理硬质水，会增加水中的钠成分。

根据英国水质协会（WQA）的报告：在离子交换的软化过程中，水中硬度每下降一个“X”(“X”的解释详见第（五）章：水质硬度的测试），每升水中就会增加8毫克的钠。举例来说，当水的硬度是10X时，如果水中硬质的矿物成分都被软化器滤掉的话，每升水中会增加80毫克的钠！ 这样的软化水不适于饮用！饮软化水会导致人体钙质流失，危害健康。

当水质由硬变软，水中钙成分减少的同时钠成分大大增加，造成水质转呈酸性。这样的水不但本身含钙少，饮入体内后还会置换掉人体内的钙质成分，造成钙质流失。

曾经有过这样的例子：有人长期饮用软化过的水，结果严重缺钙，连指甲都软得可以用手撕下来。 在欧美许多国家，人们往往得到医生的告诫：不要在冷水管路上安装离子交换式软化器，而只在热水管路上安装软化器，从而保证饮用和烹煮用的仍是硬质水（富含钙等矿物质成分）。

同样，软化过的水不宜用于农田、草坪、花园等的灌溉，也是因为水中钠成分的过量增加的原因。平时多喝矿泉水而不是纯净水、市政锅炉供暖用的软化水不能喝，也都是这个道理。
5. 水怎么能变软
软化水的方法有：

①石灰 -苏打法 。先测定水的硬度，然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠，硬水中的钙、镁离子便沉淀析出。

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3↓+2H2O

②磷酸盐软水法。对于锅炉用水，可以加入亚磷酸钠（NaPO3）作为软水剂，它与钙、镁离子形成络合物，在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出，从而不会形成水垢。此法不适合于饮用水的软化。

Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+2H2O

③离子交换法。沸石和离子交换剂虽然都不溶于水，但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应，使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用，故此法是既经济又先进的软水法。

CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4

4加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广；但水量软大时运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。

5电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙（碳酸镁）沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业（如中央空调等）循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理（同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实）。

6膜分离法：纳滤膜（NF）及反渗透膜（RO）均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是，效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。一般较少用，多用于专门的软化处理。

软水使用好处

•软水使您头发光滑，皮肤细腻；

•软水预防结石病发病率，维护健康；

•软水洗衣物，节省各种洗涤剂50%~80%;

•软水降低衣物的磨损，使衣物洗后松软，使衣物色泽保持更长久；

•软水减小热水器维修维护，提高热效率；

•软水降低管道的维修维护；

•软水减少洁具污垢的产生。

特别注意：工业上处理的软化水人们不可饮用，因为成本问题，一般工业软化水处理是用钠离子置换出钙、镁离子，人们如果长期饮用含高钠盐的水，容易得心脑血管疾病。例如：高血压、冠心病、脑血栓等。

③ 怎样使鱼缸中的水变软

用化学方法进行软水处理，是用磺化煤，（把水用磺化煤过滤一下），最简单的方法，是内往鱼缸里加的水容，提前放太阳下晒一段时间。

④ 锅炉软化水操作过程

1、软化水再生操作规程：
（1）将盐缸中注满饱和nacl溶液后关闭。
（2）打开旁通阀至1/2位，打开软水器底阀，正排水，打开系统外排阀，关闭系统外输阀。
（3）反洗：将阀上红色按钮按下，逆时针旋转至“bakwash”位，慢慢开启手动进水阀至1/4到1/2，至有水从水阀排出时，慢慢将进水阀全部打开，冲洗10~18min之后关闭软水器底阀。
（4）加盐：打开6#阀门，逆时针旋转红色按钮至“brine
and
rise”位，加盐至盐液加完，大约52~60min
，关闭6#阀。
（5）加压：逆时针缓慢将指针转至“pressur”位，至少5min
。
（6）逆时针转红色按钮至“sewicc”位，冲流20~30min，至产水合格，再生结束。
（7）注意事项：
各阶段自动阀门是否到位见下表：
sevvice
backwash
brine
and
minse
pessnrcse
vaclves
open
1-2-6
3-3-5-6
2-4-5
5
valves
close
3-3-4-5
1-2-4
1-3-3-6
1-2-3-3-4-6
放置自动阀上红色按钮时，先按下，后逆时针旋转。
反洗
时，要缓慢开阀1#。
2、软水制水操作规程：
（1）打开2#、3#、%#、8#、16#、18#阀门，确认自动阀门处于servce状态。
（2）打开1#阀供水到软化水处理装置，供水压力2~3bar。
（3）当16#、5#、18#阀门有水溢出时，关闭该阀门。
（4）停止运行时只关闭1#阀。
（5）注意事项：
a.当一段时间没供水从新启动软水处理系统时，先排气。
b.当二次杀菌用水时，软化水处理系统会因供水量不足而使压力、流量低，此现象为正常现象。
c.软化水贮水缸必须每月清洗一次。

⑤ 怎样制软化水

软化水设备主要的工作原理就是利用阴阳离子软化。让原水通过阴阳离子转化器，除去专水中的，钙，镁属，钠等离子。出来的水就只是水分子了。没有其他的分子，那么就可以有效的防止水垢。

在进水为深井水或者水源硬度很大的情况下，使用软化水设备的作用是去除水中的钙、镁离子含量，使水中钙镁离子减少。如果没有软水器或软水器失效，没有及时用盐再生树脂，钙、镁盐在反渗透膜表面因浓度急剧升高而形成难溶于水的沉淀物，堵塞反渗透膜孔，使反渗透膜的使用寿命缩短，增加设备的维护成本。

日常生活中是一般不会用到。现在软化水设备已经被广泛应用于锅炉软化水中，因为烧锅炉用的水以前都是直接用自来水，后来缕缕发生锅炉爆炸。那是因为水在锅炉底部结一层厚厚的水垢而引发的。

⑥ 软化水制作方法及特点

水的软化方法有：①加热法;②石灰苏打法：用石灰降低暂时硬水硬度，用烧碱(苏打)降低非碳酸盐硬水的硬度;③离子交换法：用离子交换剂除去钙镁离子，如西安迪奥离子交换软化水设备。

二、软化水特点

离子交换法是：去除水中的钙、镁等结垢离子的传统工艺，它具有工艺成熟、投资少、适用性强、离子交换树脂、可再生等优点。本公司生产的离子交换器分为阳床、阴床、混床、和纳离子交换器等，并可以根据不同的用途和不同的水质而设计各类型的离子交换工艺流程。

软水、纯水设备均水处理控制技术。设备管路简单操作简便。出水水质稳定可靠。再生方便等优点。

离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团。一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。

当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，水的硬度下降。硬水就变为软水，这是软化水处理的工作过程。

当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠(盐)溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫作“再生”。

⑦ 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。

⑧ 硬水软化的方法

一、软水剂法

该法是用化学药品作为软水剂,与水中的钙、镁离子作用,或生成不溶性沉淀使之从水中去除,或形成稳定的可溶性络合物,降低水的硬度。

1.沉淀法
通常使用石灰和纯碱,使水中的钙离子形成CaCO3沉淀、镁离子形成Mg(OH)2沉淀而从水中除去,从而降低水的硬度,称为石灰—纯碱法,较经济实用。

Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2MgCO3+CaCO3↓+2H2O
MgCO3+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCO3↓
CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl
MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2
CaSO4+Na2CO3CaCO3↓+Na2SO4
MgSO4+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaSO4

在去除钙、镁离子的同时,水中的铁、锰盐等也可以转变成不溶性的氢氧化物沉淀而除去。
硬水中只加纯碱(Na2CO3),经煮沸也可以降低水的硬度,但由于碳酸镁在水中仍有一定的溶解度,故软化程度不高。

磷酸三钠也是常用的软水剂,具有较好的软水效果。

3Ca(HCO3)2+2Na3PO4Ca3(PO4)2↓+6NaHCO3
3CaSO4+2Na3PO4Ca3(PO4)2↓+3Na2SO4

经纯碱或磷酸三钠处理的软水,往往含有较高的碱度,仅可直接用于碱性条件下的练漂、染整加工。

工业上采用石灰—纯碱法进行软水处理时,是将水与需要量的化学药品在反应器中混合,处理后放出软水,沉淀物由反应器底部排出,而纯碱和磷酸三钠往往是在练漂、印染工作液中适量添加,起到软水剂的作用。

2.络合法
无机型络合剂如六偏磷酸钠,是染整加工中常使用的络合型软水剂,它能与水中的钙、镁离子形成稳定的水溶性络合物,而将钙、镁盐杂质去除,起到软化的作用:
Na4[Na2(PO3)6]+Ca2+Na4[Ca(PO3)6]+2Na+
Na4[Na2(PO3)6]+Mg2+Na4[Mg(PO3)6]+2Na+

由于六偏磷酸钠在软水过程中不会产生不溶性沉淀物,更适合于在染整工作液中直接作为软水剂添加使用,但价格相对偏高。

⑨ 软化水质的方法

软化水质的方法有5种，我下面详细介绍一下。一、离子交换法
方法：采用阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就减少了随温度的增加而造成水垢生成的情况。该软化水处理法适用范围：餐饮、食品、化工、医药等领域、空调、工业循环水等应用中。目前较常用的标准方式。
特点及作用：结果稳定，工艺成熟。可以将硬度降至0。
二、加药法
方法：向水中加入阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。
该软化水处理法适用范围：由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。
特点结果：一次性投入较少，适应性广。水量软大时运行成本偏。
三、膜分离法
方法：纳滤膜（NF）及反渗透膜（RO）均可以拦截水中的钙镁离子，从而减少水的硬度。只能将硬度降到小范围。该软化水处理法适用范围：一般较少用于软化处理。
特点结果：结果而稳定，处理后的水适用较广。对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。
四、电磁法
方法：采用在水中加上电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙（碳酸镁）沉积的速度及沉积时的物理特性来制止硬水垢的形成。该软化水处理法适用范围：多用于商业（如中央空调等）循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理。
特点结果：设备投资小，安装方便，运行费用低。不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能是影响范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有局限。
五、石灰法
方法：向水中加入石灰。
该软化水处理法适用范围：适用范围大流量的高硬水。
特点结果：只能将硬度降到小范围。