軟化水技術方案

1. 軟化水的常見問題解決方案

一、軟水器不再生

1、控制器不能控制電機旋轉

A、電源適配器損壞（顯示屏無顯示）。

如有同類型的電源，可用其它電源進行測試；現潤新閥主要採用兩類電源適配器，輸出電壓及電流分別為DC12V、1000mA及DC24V、1500mA。

B、電機與主板的連接線短路。

如安裝時有水浸入控制板或閥芯漏水，可能會出現這種原因。

C、主板損壞。不能控制電機旋轉。

D、電機損壞。主要由閥芯漏水造成。

2、再生時間設置不合理

程序顯示再生時間或流量未到，但實際出水不合格。

A、時間型，再生時間設置不正確，超過系統的最大制水周期。如本應2天再生一次的，設為20天再生一次。

B、流量型，流量不向下減，流量計損壞，無瞬時流量。主要原因有：

①葉輪被異物卡住或吸住鐵物質，不能旋轉。

②流量計線損壞或流量計插口與主板松動。

③F74一體式流量型控制閥葉輪偏心，轉動不暢。

④主控板故障。

3、電機不能帶動閥芯轉動，即電機轉動閥芯不轉

A、電機小齒輪損壞。導致電機不能帶動閥芯上的終端大齒輪旋轉。

B、對帶手動手輪的閥門，如F63、F67、F68，中間傳動裝置與電機齒輪或終端大齒輪打滑。

C、閥芯被異物卡住，電機帶不動。

D、電機齒輪與閥芯上的終端大齒輪間被異物卡住。

4、設備不運行

A、主要是流量型軟化閥，運行流量設為0。

B、自動過濾閥中的F-00設為F-01或更大值。

C、定位板霍爾元件損壞。

二、軟水器輸送硬水

1、在軟水設備的取樣口檢測是合格的，但軟水箱中的水硬度超標。主要有以下幾點原因：

A、再生周期設定過大，或流量計故障造成的計量不準，使樹脂本該再生時未能及時再生，致使超標水注入軟水箱。

B、正洗時間偏短，使本應在正洗中被沖掉的廢鹽水被部分地帶到軟水箱中。

C、給水水壓不穩引發的鹽箱補水過少，吸鹽過少，正洗不足，其中上述任何一項都可造成該次再生後出水硬度超標，影響軟水箱水質。

D、鹽箱中的鹽很少時，未及時添加，造成某次再生效果不佳。

E、操作不當，在某次再生過程中關閉給水閥。

F、旁通球閥打開或漏水。

2、在軟水設備的取樣口多次檢測，均不合格。

1）新裝軟水設備初次試水硬度超標。主要有以下原因：

A、中心管與控制閥交接處的O形密封圈未形成密封，此時應檢查：

▲中心管的長度是否夠，外徑是否符合要求

▲是否忘記裝O形密封圈

▲O形密封圈是否破損

▲中心管是否破損或有裂紋。

B、給水TDS值與樹脂層高度比值過大。

C、給水TDS值與樹脂交換容量的比值過大。

D、進出水口接反。

2）在用軟水設備軟水硬度超標。主要有以下原因：

A、給水TDS值與樹脂層高度或樹脂交換容量的比值過大。與新樹脂初次試水相比，在用軟水設備對給水TDS值要求更嚴格，當樹脂層高度為1.5米，總硬度為10mmol/L，給水TDS值≥900mg/L時，確保軟水硬度≤0.03mmol/L將會比較困難。

B、樹脂中毒，老化引起的樹脂交換容量降低。由此種原因引起的軟水硬度超標是一漸進過程，不是突然出現的明顯超標。

C、鹽箱中的鹽量過少。當鹽箱中水量正常，而鹽的高度不及水的高度的1/3時，在吸鹽步驟的中後期吸上的鹽水很可能不飽和，致使經射流器稀釋後的鹽水濃度低於再生要求，影響再生效果。

D、鹽箱中的總水量過少，樹脂罐中每100L樹脂，所需鹽箱中的水量最低40L，過多低於這數值將會引發再生不充分。

E、吸鹽水太慢，在正常的時間內，不能吸入足夠的鹽水，其原因如下：

給水壓力過低

上下布水器被泥沙、樹脂等堵塞嚴重

廢水軟管變形、折彎等引發的排廢水不暢

樹脂層內雜質太多或樹脂破碎嚴重

吸鹽管路上有泄漏點，使空氣被吸入

射流器中有異物

空氣逆止閥失靈，提前關閉或被堵塞

射流器選型不符

F、樹脂罐中有大量氣體存在，該氣體可能來自於給水中帶氣，或慢洗過程空氣逆止閥關閉不嚴。

G、未使用大粒無碘鹽。

H、控制閥內部漏硬：一般的控制閥內部漏硬時，往往會出現軟水口與廢水口同時出水。

4、化驗試劑中有硬度或指示劑失效。

三、不吸鹽

1、進水壓力過低

A、對F63、F68等最大產水量4t/h以下的控制閥，吸鹽時的最低工作壓力為0.15MPa。

B、對F74、F77、F78等最大產水量10t/h以上的控制閥，吸鹽時的最低工作壓力為0.2MPa。

2、吸鹽管路堵塞

A、檢查射流器噴嘴是否被異物堵住。

B、使用的鹽含雜質太多，將鹽閥堵住。

C、鹽閥與控制閥間的管路堵塞。

3、吸鹽管路泄漏

吸鹽管路泄漏導致吸入空氣，氣體在樹脂罐頂部，導致吸鹽水阻大而不能吸鹽。

4、排水不暢

A、樹脂層內雜質太多或樹脂破碎嚴重，導致吸鹽排水水阻大。

B、排水限流圈與射流器不配套，偏小，導致排水阻力大，而不吸鹽。

5、閥體內部漏水

閥體內部漏水，使原水直接進入上布水器，形成壓力大於吸鹽產生的壓力，從而不吸鹽。

6、手動軟化閥手柄未到位

使用手動軟化閥時，應使手柄的箭頭指向裝飾蓋的「▲」吸鹽標記處。

7、射流器選型不配套

A、射流器與排水限流圈不配套。

B、射流器與所配套的罐體不匹配。

出廠射流器配置

a、F63、F68出廠時的默認射流器為9#，配套罐體16寸；

b、F65、F69出廠時的默認射流器為5# ，配套罐體10寸；

c、F74出廠時的默認射流器為3# ，配套罐體24寸；

d、F77出廠時的默認射流器為3# ，配套罐體36寸；

e、F78出廠時的默認射流器為3# ，配套罐體54寸。

每種射流器都有相對應的排水限流墊圈或鑽不同的孔。主要目的是使反洗、正洗流速符合標准，以免流速太快將樹脂損壞。

8、逆流再生常出現吸一會兒不吸的現象

逆流再生要求進水濁度≤2FTU，順流再生要求進水濁度≤5FTU。逆流再生時，如果水中懸浮物較多或樹脂顆粒較小再生時上布水器被堵塞導致排水不暢。

逆流再生閥請選用間隙為0.3mm的布水器及樹脂顆粒直徑為φ0.8～φ1.2之間，以防止顆粒小再生時堵住上布水導致不吸鹽。

四、鹽箱水外溢

1、補水太多

A、未安裝液位控制器或液位控制器失靈。

B、補水時間設置太長。

C、水壓變化大。導致補水量變化。

D、對F77、F78採用電動球閥控制的控制閥，電動球閥關閉不嚴。

2、吸鹽後剩餘的水過多

原因見「軟水器輸送硬水」中的第2中的2）的E。

五、水壓損失嚴重

1、通向軟水器的管路中有鐵物質堆積。

2、軟水器內有鐵物質堆積。

石家莊市陸升水處理設備有限公司

2. 工業上是如何軟化水的

工業一般都是生產用水，用水量會很大，用蒸餾法確實是太浪費時內間和能源了。現在工業上容一般都用鈉離子交換法，就是利用鈉離子樹脂把鈣鎂離子置換出來，君浩環保軟化水設備就是這樣做的，設備是全自動運行，省時省力，效率還高。

3. 軟化水的軟化原理

一、軟化水概述
目前國內常用的軟化水設備主要有手動軟化器、國產組合式自動軟水版設權備、國產多閥式全自動軟化器、進口多路閥式全自動軟化水器幾種，其中進口多路閥式自動軟化器是目前市場上的主要產品，這種軟化水設備小型的以國產為主，大型的以進口多路閥及控制器為核心，配用國產的樹脂罐、鹽箱、管道等材料構成全自動軟化水設備。中科治水設備引進美國先進的控制技術及控制部件研發生產的高效節能型全自動鈉離子交換設備。該設備可使軟化、反洗、吸鹽、慢洗、快洗、鹽箱注水等全自過程實現自動化。
二、離子交換器的工作原理
自動軟化器強酸性陽離子樹脂將原水中的鈣、鎂離子置換出去，經該設備流出的水而為硬度極低的軟化水。當樹脂吸附到一定量的鈣、鎂離子後必須進行再生。用飽和的鹽水浸泡樹脂把樹脂里的鈣、鎂離子等硬度置換出來。恢復樹脂的軟化交換能力，並將廢水排出。整個再生過程包括：反洗-松動樹脂層，吸鹽慢洗-發生交換反應，沖洗（正洗）-將化學反應交換下來的鈣、鎂離子沖洗，注水-為了下次再生。

4. 請教高硬度的地下水如何做軟化處理

隨著國內工業的不斷發展，將高硬度的地下水凈化成軟化水已經出現了一體化的軟化水設備，過程全自動，無需專人操作，省時省力。

5. 軟化硬水方法

硬水軟化的三種主要方法

1. 煮沸法（只適用於暫時硬水）

煮沸暫時硬水時的反應：

Ca(HCO3)2 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑

Mg(HCO3)2 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑

由於CaCO3不溶，MgCO3 微溶，所以碳酸鎂在進一步加熱的條件下還可以與水反應生成更難溶的氫氧化鎂：

MgCO3 +H2O = Mg(OH)2 ↓+CO2↑

由此可見水垢的主要成分為CaCO3和Mg(OH)2

2. 石灰——純鹼法 (工業用)

在這種方法中，暫時硬度加入石灰就可以完全消除，HCO3-都被轉化成CO32-。而鎂的永久硬度在石灰的作用下會轉化為等物質的量的鈣的硬度，最後被去除。反應過程中，鎂都是以氫氧化鎂的形式沉澱，而鈣都是以碳酸鈣的形式沉澱。

Ca2+(aq) --石灰-蘇打法--> CaCO3(s)

Mg2+(aq)--石灰-蘇打法--> Mg(OH)2(s)

3. 離子交換法

這種方法中用到的離子交換劑，有無機和有機兩種。無機離子交換劑，如沸石等；有機離子交換劑包括：碳質離子交換劑——磺化酶，陰陽離子交換樹脂等，而且一般的離子交換劑在失效後還可以再生。

採用特定的陽離子交換樹脂，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，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前最常用的標准方式。主要優點是：效果穩定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。採用這種方式的軟化水設備一般也叫做「離子交換器」(由於採用的多為鈉離子交換樹脂，所以也多稱為「鈉離子交換器」)，即軟水機原理。

6. 如何軟化水質

煮沸即可軟化水質，軟水機也可軟化水質。

想要降低水的硬度，最簡單的方法就是煮沸。在加熱的過程中，硬水中的鈣、鎂等離子會沉澱，形成水垢。水中的鈣、鎂離子含量低了，水的硬度也就降低了。

軟水機通過樹脂類物質置換出水中的鈣、鎂離子等，軟化水質，降低水的硬度，減少水中礦物質對衣物和皮膚的磨損，可以呵護肌膚，保護衣料。還能避免水中礦物質在潔具、餐具等形成黃斑，避免水管、熱水器花灑產生水垢等。軟水機產生的水主要用於生活用水，不能用來直接飲用。

(6)軟化水技術方案擴展閱讀

世界衛生組織（WHO）定義，水的軟硬程度取決於1L水中鈣離子和鎂離子含量的多少，硬度小於120mg/L為軟水，超過120mg/L為硬水。硬水會給我們的日常生活和身體健康帶來很大影響。

如果使用硬水洗衣服，需要在水中添加大量柔順劑；如果使用硬水清潔，潔具上易生水垢；如果使用硬水沐浴，肌膚易干澀緊綳，頭發易枯黃無光澤；如果在電熱水器、加濕器中使用硬水，電器中易結水垢，從而增加能耗、縮短使用壽命。

不適應硬水的人偶爾飲用硬水，會造成腸胃功能紊亂，即所謂的「水土不服」；用硬水泡茶會改變茶的色、香、味，大大削弱其飲用質量；此外，據《南方日報》報道，深井水、山泉水等「硬水」中含礦物質較多，飲用過多這類水可能造成腎結石。

不過，這並不是說硬水對人體只有壞處，據《新民晚報》介紹，水溶性的鈣、鎂離子比鈣片等更易被人體所吸收。此外，也有國外對照實驗表明，喝硬度適中的硬水的人群比常喝軟水的人心血管疾病發病率低25%-30%。

參考資料來源：人民網-你聽說過硬水嗎？原來水也不單純

參考資料來源：人民網-健康飲水有要求！家用凈水器該怎麼選?

7. 如何軟化水

一、離子交換法

家用軟化水設備是應用離子交換技術，通過樹脂上的功能離子與水中的鈣、鎂離子進行交換，從而吸附水中多餘的鈣、鎂離子，達到去除水垢(碳酸鈣或碳酸鎂)的目的。

二、物理打包法

利用納米晶高能聚合球體，把水中鈣、鎂離子、碳酸氫根等打包產生不溶於水的納米級晶體，從而抑制水垢的生產，納米晶軟水機不用電、不費水、不用鹽、不用任何化學添加劑，在高效抑垢的同時保留對人體有益的礦物質和微量元素，是一種綠色環保的軟水機，解決了現軟化技術多方面的缺陷。

(7)軟化水技術方案擴展閱讀：

軟水有如下的作用:

一、防止水管道、熱水器、咖啡機，加濕器、蒸汽電熨斗、浴缸、淋浴噴頭、抽水馬桶等家庭器具積留水垢、經常堵塞、熱效率低等現象。

二、煮咖啡、沖茶葉，口感獨特，味道純正。養花，延長開花期，綠葉無斑點，花朵艷麗。養魚，預防各類魚類疾病。軟水煮飯飽滿、蓬鬆、口感好；衛生器具，晶瑩剔透，無污漬斑點。

三、延長豆腐保質期，豆漿更香濃，豆芽不需生長素，長勢粗壯。洗菜，清除農葯成分，延長蔬菜保鮮期。煮飯，縮短時間，米粒松軟光潤、麵食不易膨脹。烹調，保持蔬菜的天然口感和營養成分。

四、洗衣，預防靜電、脫色、變型，清洗餐具，潔凈無水漬，提高器皿光澤度。清洗廚房浴室，強勁去污、除異味。具有較強的去污力。軟水洗滌衣物纖維，不會發硬，發脆，節約洗滌用品。

五、軟水從根本上消除了水鹼，使設備安全運行，節省經費支出，減少水設備及水管道維修費60%以上，減少熱水燃料費30%以上，減少洗滌劑購置費50%以上。

8. 怎樣簡易將地下水凈化成軟化水

簡易將地下水凈化抄成軟化水的方法：

1. 將水煮沸。是將地下水軟化的最簡易方法。生活常用方法。

2. 蒸餾。實驗室常用的將硬水軟化的方法。

3. 離子交換法。沸石和離子交換劑雖然都不溶於水，但其中的鈉離子和氫離子可與硬水中的鈣、鎂離子發生交換反應，使鈣、鎂離子被沸石、人造沸石、離子交換劑吸附而被除去。長期使用後失效的沸石和離子交換劑可以通過再生而重復使用，故此法是既經濟又先進的軟水法。

4. 磷酸鹽軟水法。對於鍋爐用水，可以加入亞磷酸鈉(NaPO3)作為軟水劑，它與鈣、鎂離子形成絡合物，在水煮沸時鈣、鎂不會以沉澱形式析出，從而不會形成水垢。此法不適合於飲用水的軟化。
   

9. 軟化水設備有什麼工藝流程

工業作為我國的產業支柱，必須應用最好的設備，為了能夠讓我國的工業在生產中達到最好的效果，這就需要用到大量的水，做為起著輔助作用的工業全自動鍋爐軟化水設備也應該發揮最佳作用。鍋爐軟化水處理工藝先進運作平穩，不用專設制鹽系統操作簡便。
標准及規范
任何一台設備在製造過程中都要遵循標准和規范，做為生產中輔助作用的工業全自動鍋爐水軟化設備也是如此。出水水質達到《國家鍋爐用水硬度指標》和建築給水設計規范GBJ15-88，還要達到工業鍋爐用水軟化、軟水處理工藝除鹽設計規范GBJ109-87。
鍋爐軟化水設備運行過程
水的硬度根據地區的不同也有所不同，為了能在工業生產過程中達到最佳的水質。就需要用到工業鍋爐軟化水設備，原水在壓力0.2-0.6Mpa進入裝有離子交換樹脂的容器實現硬水的軟化，而後通過反洗的好壞直接影響再生效果。再生吸鹽將樹脂還原再生，經過慢速清洗和快速清洗，必須保持鹽箱中鹽平面始終高於水平面。
鍋爐水軟化設備特點
根據實際情況的不同可以選擇不同規模的設備，工業全自動鍋爐水軟化設備就是能自動化運行。設備安裝、操作和維護方便，運行穩定、環保、自動化程度高。鍋爐軟化水處理工藝完善，科學化管理程度高，有自動調整補償剩餘水量的特定功能。
新世紀的10多年來科技技術不斷進步，尤其是與環境保護有關的方面。水處理設備更是如此，工業全自動鍋爐軟化水設備出水水質能達到各項要求。設備各工序的切換幾乎是同步進行的，裝置可靠、高效節省人工成本。

10. 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。