㈠ 软化水一般都怎么处理
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。
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。
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。
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。
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。
㈡ 硬水转化成软水的方法
煮沸或者蒸馏
将硬水变成软水的方法有煮沸凳盯或蒸馏．水的硬度是由碳酸氢钙或碳酸氢镁引起的．这种水经中粗袭过煮沸或蒸馏以后，水里所含的碳酸氢钙就分解成不溶于水卖兄的碳酸钙，水里所含的碳酸氢镁就生成难溶于水的碳酸镁沉淀．这些沉淀物析出，水的硬度就可以降低，从而使硬度较高的水得到软化．
㈢ 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”。
㈣ 工业加盐软化水的制作方法
全自动软水器是一种运行和再生操作过程全自动控制的离子交换器，利用钠型阳离子交换树脂去除水中钙镁离子，降低原水硬度，以达到软化硬水的目的 从而避免碳酸盐在管道、容器、锅炉产生结垢现象。大大节省投资成本的同时又能保证生产顺利进行。目前已广泛应用于各种蒸汽锅炉、热水锅炉、热交换器、蒸汽冷凝器、空调、直燃机等设备及系统的循环补给水中。此外还用作生活水处理，食品、电镀、医药、化工、印染、纺织、电子等工业水处理以及作为脱盐系统的前置处理。
原理：全自动软水器就是将软水器运行及再生的每一个步骤实现自动控制，并采用时间，流量或感应等方式来启动再生。通常一个全自动软水器的循环过程由以下几个具体步骤组成。1、运行原水在一定的压力，流量下，流经装有离子交换树脂的容器（软化器）。树脂中所含的可交换离子Na+，与水中的阳离子（Ca2+，Mg2+，Fe2+，…等）进行离子交换，使容器出水的Ca2+，Mg2+含量达到我们的要求。2、反洗 树脂失效后，在进行再生之前先用水自下而上的进行反洗，反洗的目的有两个，一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动，有利于树脂颗粒与再生液充分接触，二是清除运行时在树脂表层积累的悬浮物及树脂表面的悬浮物，同时一些碎树脂颗粒也可以随着反洗水排出。这样，交换器的水流阻力不会越来越大。3、再生 再生液在一定浓度，流量下流经失效的树脂层，将树脂还原再生，使其恢复原有的交换能力。4、置换 在再生液进完后，交换器膨胀空间及树脂层中还有尚未参与再生交换的盐液，为了充分利用这部分盐液，采用小于或相当于再生液流速的清水进行清洗，目的是不使清水与再生液产生混合。5、正洗 目的是清除树脂层中残留的再生废液，通常以正常运行流速清洗至出水合格为止。6、盐箱补水 向盐箱注入溶解再生所需盐耗量的水。通常1加仑水可溶解3磅
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㈤ 企业生产用软水水处理方法，经济适用的软水办法，日用量1000方
工程概况
一、恒压变频：要求供水量在250吨/小时，压力维持在0.3MPa。
二、车间用水：要求供水量在200吨/小时，硬度≤1 mmol/L。
三、用水为24小时连续不间断用水。
根据以上情况，结合以往的工程案例，具体工艺方案如下。
工艺流程
水池→水池过滤→管道→变频供水系统→软化系统（同时运行交替再生）→ 盘滤→ 混合器→ 用水处
设计依据及指标
1.1、根据《中华人民共和国工业锅炉水质》GBl576—2001蒸汽锅炉和汽水两用锅炉的给水一般应采用锅外化学水处理。
1.2、系统运行要求低能耗、低费用。
1.3、系统设备全面采用实现标准化、模块化和系统化的设计方式，
以便快速安装和以后系统维护。
1.4、设备选型以技术先进、经济合理、安全可靠、高效节能，最
大可能地减少维修费用为原则。
1.5、自动化控制设备以及主要检测仪器、仪表选用国外先进产品
或国内知名品牌。
四、工艺介绍
恒压供水系统
恒压变频主要是采用程序控制技术，变频调速技术，以实现恒定压力供水，同时做到省电，省心，安全理想的供水设备。
特 点：根据管网需求自动调节水泵启动台数及水泵转数,实现恒压供水。
工作特性：在单泵流量范围内自动调速恒压供水，当单泵不能满足管网需求时，自动增加一台水泵，并联供水，当两台泵仍不能满足管网需求时，再增加第三台水泵，以此类推，当用水量减少时，逐台减掉工频泵，只剩下单泵变频运行。
1.本变频系统采用四台水泵,三用一备,四台水泵即能轮流交替工作,又能同时工作
2.当一台泵流量不够时,系统自动启动其他水泵投入工作
3.当一台泵发生故障时,系统自动启动其他水泵投入工作
4.本系统可以实现先开先停,后开后停,后停先启等功能
5.本系统采用不锈钢多级离心泵,不锈钢外壳、不锈钢叶轮、不锈钢轴、外型美观品质高贵
6.采用日本三垦变频器、法国施耐德接触器，配置更高档，质量更可靠，减少维修烦恼
7.根据管网需求，数字设定压力，水泵所有的运行数据全部中文液晶显示。
软化水系统
1、全自动软化水系统 ：
考虑本套系统用水量较大，在设计时充分考虑，从以下几方面进行设计：
A、树脂软化采用逆流再生，因逆流再生比顺流再生可节省1/3的盐耗。
B、系统采用流量型控制，可做到用水精确，提高树脂使用效率，减小再生频率。
C、全自动控制，实现无人操作，避免人为事故。
D、24小时连续供水，
由于厂方需24小时不间断用水，为满足厂方对于水质的要求，符合国家标准，采用多罐并联型钠离子交换软化系统，全自动控制，无需人工管理，保证系统再生时树脂再生充分。
本方案选用英国漂莱特钠离子阳树脂，其交换容量之大、寿命之长、再生之充分约为国产树脂2倍左右。英国漂莱特树脂在目前全球树脂生产行业具有绝对的优势，占据了全球树脂销售量的50%以上。树脂工作一段时间后，当大部分的树脂都反应失效后，便需要对树脂进行再生处理，以使树脂恢复软化功能。本设计方案的过滤器流量型全自动控制头，自动化程度高，供水工况稳定，使用寿命长，全程自动，只需定期加盐，不需人工干预。高效率，低能耗，运行费用经济。过滤器罐体选用北京产的水处理专用玻璃钢罐。
2、阿速德过滤器 ：
西班牙德阿速德过滤器是作为本供水系统中安全保障的重要环节，他截留主各种肉眼可见的杂质、悬浮物等，使供入管道的水洁净，安全。采用高密度聚乙烯复合管(HDPE)的阿速德离心过滤系统是新一代的过滤系统。
1、过滤可靠性强：阿速德自动反冲洗离心盘过滤效果更有效、更可靠，更加节水、节能降低维护费用。其独特设计的关键在于高度精密制造的凹槽式叠片和位于叠片组底部的独家专利阿速德螺旋盘。
2、维护费用低：采用高密度聚乙烯复合管(HDPE)的阿速德离心过滤系统， 确保最大程度地降低过滤系统的维护耗费。
3、组合种类多： 具有根据过滤等级、管道口径、接口方式等不同种类的组合方式。抗腐蚀，耐久性强：采用高密度聚乙烯材料(HDPE)制造的复合管， 具有针对各种化学物质的抗腐蚀抗氧化性能。适用于工业、精致水源的过滤，并能够在各种恶劣环境下正常工作。
3、管材管件
采用高硬度高强度的UPVC管材及管件。
㈥ 工业上是如何软化水的
工业一般都是生产用水，用水量会很大，用蒸馏法确实是太浪费时内间和能源了。现在工业上容一般都用钠离子交换法，就是利用钠离子树脂把钙镁离子置换出来，君浩环保软化水设备就是这样做的，设备是全自动运行，省时省力，效率还高。
㈦ 硬水软水如何转化 硬水软水转化方法介绍【详解】
很多消费者在饮用白开水的时候，经常会觉得闻起来有一股怪味，喝到偶嘴里略微苦涩，时间长了水杯很容易形成水垢等，其实这种种迹象表明，普通的白开水就是我们水处理专家常说的硬水，而硬水里面含有各种物质对人体健康十分有益。与之相对应最适合居家生活、洗衣、洗碗用的便是软水。看到这里，相信很多消费者容易糊涂，究竟硬水软水如何转化呢?怎样搭配使用才最健康舒适呢?下面就和我一起来看看吧。
一、中央软水系统
水中的钙、镁离子实际上是溶解的矿石。当水流经岩层和地壤时溶解了钙和镁的沉积物，这种溶解的矿物最终进入到地下水层。当水从地下水层被抽到表面时，水中含有溶解的硬性矿物质，这种水称为硬水。软水器使溶解在水中的钙镁硬性矿物质被软化剂树脂上的软性矿物质钠交换。所有这三种矿物都是叫做阳离子的带正电荷离子。在适当的压力容器中，含硬性矿物的水通过离子交换树脂可发生离子交换反应。在现代的软水器中装有千百万颗微细的聚苯乙烯/二乙烯苯塑料球，所有小球都含有许多吸引正离子的负电荷交换位置。当树脂处在再生状态时，这些负电荷交换位置为带正电荷的钠离子占据。当钙和镁经过树脂贮槽时，它们与树脂小球接触，从交换位置上取代钠离子，从而被除去。通过天然树脂置换出水中钙、镁离子等，降低水的硬度;有效减少对衣物和皮肤的磨损，避免管道、洁具、卫浴设备等结垢问题。
运用离子交换的原理，用软化系统中的钠离子交换树脂吸附水中的钙、镁离子，释放钠离子，使水质得到软化的工作过程。可有效去除水垢，调节水质，减少硬水对肌肤、衣物的损害。
二、中央净水系统
中央净水系统
运用了KDF滤料、活性炭和反洗工艺，自来水首先经过KDF滤料，去除水中的杂质悬浮物及绝大部分的余氯和坦闷重金属、硫化氢等，并抑制细菌生长，活性炭可进一步对水中的微小有机物、余氯、重金属等进行吸附及过滤，并对水质进行脱色、除臭。反洗是对KDF和活性炭的定期清洗，保证其能效的持续发挥。可有效降低、分离水中的杂质和化学元素，提升饮用水的口感。
净水运行过程：
自来水→多路阀进水口→ KDF→活性炭→下布水器→中心管→多路阀出水口→用水点
在这个过程中，自来水首先经过KDF滤料，去除了水中的杂质悬浮物以及绝大部分的余氯和重金属、硫化氢等，并抑制细菌的生长，后进入活性炭。活性炭进一步对水中的微小有机物、余氯、重金属等进行吸附及过滤，并对水质进行脱色、除臭以改善水质口感。
反洗过程：
自来水→多路阀进水口→中心管→下布水器→活性炭→ KDF→多路阀排废口→排水管
经过一段时间的净水运行过镇信坦程，杂质和胶体会覆盖在 KDF的表面，活性炭也因大量吸附杂质而降低效能，因此，必须对KDF和活性炭进行定期的清洗。在反洗状态下，KDF和活性炭会浮起，在水流的作用下，带去积淀，露出新鲜表面，从而使他们恢复功能先有效清除水中的氯、重金属、细菌、病毒、藻类及固体悬浮物，后用活性炭进一步去除各种有机物，让出水清澈、洁净、无卤，可直接饮用;系统具备自动维护功能。
三、RO纯净水系统
逆渗透是美国政府所发展成功用于太空科技，利用自然界逆渗透原理，将污水加压，使纯净的水分子穿透薄膜产生纯水，同时将不能穿透薄膜之各种有害物质排放。美国太空总署〈NASA〉将RO用于太空梭回收太空人尿液纯化再供饮用，也用于航空母舰、及潜水艇将海水淡化供士兵饮用。目前则普遍应用于一般家庭之饮用水，此乃人类饮水的一大突破。
RO纯净水系统采用反渗透式工艺，主要利用半透膜的渗透原理，通过一定的方式给它施加一种压力，反于自然渗透方向的力，使浓溶液中的水向稀溶液中渗透，从而达到有效去除供水二次污染而产生的细菌、病毒、重金属离子等的作用，保留对人体有益的矿物质和微量元素，滤后水可直接生饮。纯净水系统采用5层过滤原理：
第一层：5微米PP棉沉积式前过滤，除去尘土、铁锈、砂砾;
第二层：颗粒状活性炭预过滤，除去氯、臭味、甲烷、农药;
第三层：压缩活性炭(或1微米PP棉)预过滤，除去大部分有机物质;
第四层：RO逆渗透膜，除去所有有机杂质及其他溶于水中的固体或重金属，制造纯水;
第五层：后置活性碳除去异味使水质甘醇甜美。
蓄水桶：密闭式高压蓄水桶确保过滤后活性水不受御桐二次污染。
四、选购水处理设备时的注意事项
1、看资质--选择正规产品，中华人民共和国卫生部卫生监督中心明确发布生活饮用水卫生监督管理办法。消费者在购买的时候可到卫生行政许可公众网进行查询。
2、看材质--选择耐用产品，市场上目前存在不锈钢、玻璃钢、铸铁、铝制、食品级树脂或PVC等材料。前三种属于抗压性比较好的材质，可以用做 前置过滤器 (中央机)。后两种属于抗压性比较差的材质，只能用在前置过滤器(中央机)的后端，用做 直饮机 使用。这几种材质中，抗压性和耐腐蚀性以不锈钢为最好，价格也相对较高，食品极树脂或PVC抗压性较差，价格也比较低。
3、定功能--选择适合自己用途的产品，选择水处理器要先明确自己的目的，首先从大的概念上说是要净化水还是要软化水。净化水是去除水中泥沙、杂质、细菌、重金属、余氯、有机物以及一些矿物质。软化水是去除水中的钙镁离子，最直接的说就是水垢。
4、选滤 --到底解决什么问题，目前净水材料常用的主要有PP棉，活性碳,KDF，超滤膜，RO膜(反渗透膜、逆渗透膜)，石英砂，麦饭石，红外线矿化球等。不同的净水材料会产生不同的净化效果，消费者可以根据自己想要的净化效果选择一款适合的 净水器 。
5、比大小--供水是否够自己用，这是最直观的办法，净水器一般都是根据瞬间出水量来定型号的，超过1。0吨/小时的可称为中央净水器，小于1。0吨/小时的可称为直饮净水器。而这个出水量跟体积和进出水口的直径有关系，通常是越大的净水机瞬间出水量越大。 ，当然也不能一味只追求大的出水量，还要保证出水质量才行，因此选择知名品牌更放心些!
6、比服务--选择值得信赖的销售商家，首先是安装净水机的售前服务，根据地区水质不同，水路设计不同，房间大小不同等各种因素，应该给出比较完善的购买建议并在安装后询问使用效果，根据客户的要求再做改善。另外，水处理材料在使用过程中由各种原因引起的渗漏都是有可能出现的， 选择信誉好的公司在使用材料，安装管件，安装师傅等环节都有保证，免去您的后顾之忧!
㈧ 全自动软水器工作原理及过程
我们每天都要喝水，并且很多地方都要用到水，用水刷牙、洗衣服煮饭等等。大家都知道一般的没有经过处理的水是不能喝的，而现在用的自来水都是经过过滤处理的。而全自动软水器应用在处理水的行业，是处理原水的一种设备。但是很多人多不了解什么是全自动软水器，更不了解它的工作原理，下面就由小编带你去了解全自动软水器的工作原理和过程吧。
一、工作原理
水力控制阀利用水流的动能驱动两组涡轮分别带动两组齿轮推动水表盘和控制盘的旋转。水表盘累计通过的流量，控制盘则将原水压力信号通过一组孔道引入一组阀室，在转动的同时按设定规律打开或关闭压力孔道，从而实现集成在一体的一组阀门的自动切换。
QC-RST系列软水器由两个树脂罐(主罐和副罐)水力控制阀、盐箱三部分组成，控制阀控制水路在主罐和副罐之间切换，确保总有一个罐处于工作状态，而另一个罐处于再生或备用状态，再生盐液靠阀内装设的文丘里喷射器负压吸入，再生及清洗用水是另一个罐的软化出水。对于不同的原水硬度配用不同号码的水表盘以达到对应的工作和再生周期。
水的硬度主要由其中的阳离子：钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子构成。当含有硬度的原水通过交换器的树态正脂层时，水中的钙、镁离子被树脂吸附，同时释放出钠离子，这样交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水,当树脂吸附钙、镁离子达到一定的饱和度后，出水的硬度增大，此时软水器会按照预定的程序自动进行失效树脂的再生工作，利用较高浓度的氯化钠溶液(盐水)通过树脂，使失效裂塌的树脂重新恢复至钠型树脂。
通常软水器的主要组成部分为：树脂罐、树脂、控制阀、溶盐箱，控制阀决定着软水器的工作方式，一般有手动和自动两种工作方式，自动工作方式的软水器在水处理行业有着广泛的应用，本文将详细介绍。
二、全自动软水器工作过程
全自动软水器一般采用的是固定床顺流再生，工作过程为运行、反洗、再生、置换、正洗、盐箱注水。
1、运行，也称产软水
原水在一定的压力、流量下，进入装有钠离子交换树脂的树脂罐，树脂中含有的可交换离子Na+，与水中的Ca2+、Mg2+进行离子交换软化反应，使出水硬度达到使用要求。
当出水硬度超过使用要求时，软水器会根据时间或流量信号启动再生程序，再生循环各步骤由再生控制器按设定的时间自动完成。
2、反洗(再生循环第一步)
树脂失效后，在进行树脂再生之前先用水自下而上的进行反洗，反洗的目的有两个，一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动，有利于树脂颗粒与再生液充分接触，二是清除运行中在树脂表面积累的悬浮物同时一些破碎树脂颗粒也可随着反洗水排出。这样，软水器的水流阻力不会越来越大。为了保证反洗时完整树脂不会被冲走，在设计软水器时，应在树脂层上留有一定的反洗空间。反洗强度越大，所要求的反洗空间也就越大，通常设计选用50%的树脂层高度作为反洗膨胀高度，它适应的反洗流速为12m/h，反洗的好坏直接影响再生效果。
3、再生，也称吸盐(再生循环第二步)
从盐箱内吸入饱和盐液，并稀释至规定浓度后，以一定的流量流经失效的树脂层，将树脂还原成钠型，使其恢复软化能力。
4、置换，也称慢洗(再生循环第三步)
在再生液进完后，软水器的膨胀空间及树脂层中还有尚未参与再生交换的盐液，为了充分利用这部分盐液，采用小于或相当于再生液流速的清水进行清洗，目的是不使清水与再生液产生混合。一般清洗水量为树脂体积的0.5-1倍。
5、正洗(再生循环第四步)
为清除树脂层中残留的再生废液，通常以反洗流速清洗至出水合格为止，水流方向与反洗相反。
6、盐箱注水(再生循环第五步)
向盐箱注入溶解下次再生所需耗盐量的水。通常1立方米水溶解360kg食盐(浓度为26.47%)，即1加仑水溶解3磅食盐。
为了保证盐箱中的盐液浓度达到饱和，首先帆源悔应保证食盐溶解时间不小于6小时，其次是必须保持盐箱中始终有固体颗粒食盐。
以上2-6为一个再生循环程序，软水器在正洗结束后，即盐箱注水工作开始时，已经转入到运行工作状态，也就是说盐箱注水工作与运行工作过程是同时进行的，直至盐箱注水工作结束。
如果采用固定床逆流再生工作过程为：运行、再生、置换、反洗、正洗。
全自动软水器由于采用的是无顶压式逆流再生，所以必须控制好再生流速，防止树脂乱层，一般要求再生流速小于2m/h，否则逆流再生的效果将受到很大影响。
大部分人每天都用到很多的水却对处理水的过程不甚了解，现在大家都应该大概知道到底是怎么一回事了吧。毕竟每天都要用水而且我们不可能离开水，对水处理有一定的了解还是很不错的。大家都知道水是很宝贵的，北方和西北地区是很少水的，有些偏远的地方还要从家到很远的地方去挑水。我们要珍惜每一滴水，就好像标语说的一样，不珍惜水浪费水，最后一滴水可能就是人类的眼泪。
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㈨ 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。
㈩ 软化水的交换树脂量如何计算
我简单整理了一个软化床设计简易方法，希望能帮助需要的网友：
首先你要得到4组必要数版据
1. 原水权中硬度浓度： XX mg/L(以碳酸钙计)
2. 每小时水流量：XX m³/h
3. 树脂线流速：≤20m/h
4. 树脂工作交换容量：900mol/m³
然后你将碳酸钙硬度浓度换算成离子摩尔浓度，如：
原水中硬度浓度300 mg/L / CaCO3的分子量50（1/2） = 6 mmol/L
然后就能得出1立方树脂能处理多少吨原水，如：
树脂工作交换容量900 ÷ 原水硬度离子摩尔浓度6 = 150 m³
至于设备尺寸设计，树脂装填高度、单床周期制水量等计算方法，参考我附件资料吧，这儿写起来太麻烦。这个方法简单实用，大家顶一个哦！谢谢！