软化水技术方案

1. 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

2. 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。

3. 软化水的软化原理

一、软化水概述
目前国内常用的软化水设备主要有手动软化器、国产组合式自动软水版设权备、国产多阀式全自动软化器、进口多路阀式全自动软化水器几种，其中进口多路阀式自动软化器是目前市场上的主要产品，这种软化水设备小型的以国产为主，大型的以进口多路阀及控制器为核心，配用国产的树脂罐、盐箱、管道等材料构成全自动软化水设备。中科治水设备引进美国先进的控制技术及控制部件研发生产的高效节能型全自动钠离子交换设备。该设备可使软化、反洗、吸盐、慢洗、快洗、盐箱注水等全自过程实现自动化。
二、离子交换器的工作原理
自动软化器强酸性阳离子树脂将原水中的钙、镁离子置换出去，经该设备流出的水而为硬度极低的软化水。当树脂吸附到一定量的钙、镁离子后必须进行再生。用饱和的盐水浸泡树脂把树脂里的钙、镁离子等硬度置换出来。恢复树脂的软化交换能力，并将废水排出。整个再生过程包括：反洗-松动树脂层，吸盐慢洗-发生交换反应，冲洗（正洗）-将化学反应交换下来的钙、镁离子冲洗，注水-为了下次再生。

4. 请教高硬度的地下水如何做软化处理

随着国内工业的不断发展，将高硬度的地下水净化成软化水已经出现了一体化的软化水设备，过程全自动，无需专人操作，省时省力。

5. 软化硬水方法

硬水软化的三种主要方法

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——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。

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”)，即软水机原理。

6. 如何软化水质

煮沸即可软化水质，软水机也可软化水质。

想要降低水的硬度，最简单的方法就是煮沸。在加热的过程中，硬水中的钙、镁等离子会沉淀，形成水垢。水中的钙、镁离子含量低了，水的硬度也就降低了。

软水机通过树脂类物质置换出水中的钙、镁离子等，软化水质，降低水的硬度，减少水中矿物质对衣物和皮肤的磨损，可以呵护肌肤，保护衣料。还能避免水中矿物质在洁具、餐具等形成黄斑，避免水管、热水器花洒产生水垢等。软水机产生的水主要用于生活用水，不能用来直接饮用。

(6)软化水技术方案扩展阅读

世界卫生组织（WHO）定义，水的软硬程度取决于1L水中钙离子和镁离子含量的多少，硬度小于120mg/L为软水，超过120mg/L为硬水。硬水会给我们的日常生活和身体健康带来很大影响。

如果使用硬水洗衣服，需要在水中添加大量柔顺剂；如果使用硬水清洁，洁具上易生水垢；如果使用硬水沐浴，肌肤易干涩紧绷，头发易枯黄无光泽；如果在电热水器、加湿器中使用硬水，电器中易结水垢，从而增加能耗、缩短使用寿命。

不适应硬水的人偶尔饮用硬水，会造成肠胃功能紊乱，即所谓的“水土不服”；用硬水泡茶会改变茶的色、香、味，大大削弱其饮用质量；此外，据《南方日报》报道，深井水、山泉水等“硬水”中含矿物质较多，饮用过多这类水可能造成肾结石。

不过，这并不是说硬水对人体只有坏处，据《新民晚报》介绍，水溶性的钙、镁离子比钙片等更易被人体所吸收。此外，也有国外对照实验表明，喝硬度适中的硬水的人群比常喝软水的人心血管疾病发病率低25%-30%。

参考资料来源：人民网-你听说过硬水吗？原来水也不单纯

参考资料来源：人民网-健康饮水有要求！家用净水器该怎么选?

7. 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。

(7)软化水技术方案扩展阅读：

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。

8. 怎样简易将地下水净化成软化水

简易将地下水净化抄成软化水的方法：

1. 将水煮沸。是将地下水软化的最简易方法。生活常用方法。

2. 蒸馏。实验室常用的将硬水软化的方法。

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。

4. 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。
   

9. 软化水设备有什么工艺流程

工业作为我国的产业支柱，必须应用最好的设备，为了能够让我国的工业在生产中达到最好的效果，这就需要用到大量的水，做为起着辅助作用的工业全自动锅炉软化水设备也应该发挥最佳作用。锅炉软化水处理工艺先进运作平稳，不用专设制盐系统操作简便。
标准及规范
任何一台设备在制造过程中都要遵循标准和规范，做为生产中辅助作用的工业全自动锅炉水软化设备也是如此。出水水质达到《国家锅炉用水硬度指标》和建筑给水设计规范GBJ15-88，还要达到工业锅炉用水软化、软水处理工艺除盐设计规范GBJ109-87。
锅炉软化水设备运行过程
水的硬度根据地区的不同也有所不同，为了能在工业生产过程中达到最佳的水质。就需要用到工业锅炉软化水设备，原水在压力0.2-0.6Mpa进入装有离子交换树脂的容器实现硬水的软化，而后通过反洗的好坏直接影响再生效果。再生吸盐将树脂还原再生，经过慢速清洗和快速清洗，必须保持盐箱中盐平面始终高于水平面。
锅炉水软化设备特点
根据实际情况的不同可以选择不同规模的设备，工业全自动锅炉水软化设备就是能自动化运行。设备安装、操作和维护方便，运行稳定、环保、自动化程度高。锅炉软化水处理工艺完善，科学化管理程度高，有自动调整补偿剩余水量的特定功能。
新世纪的10多年来科技技术不断进步，尤其是与环境保护有关的方面。水处理设备更是如此，工业全自动锅炉软化水设备出水水质能达到各项要求。设备各工序的切换几乎是同步进行的，装置可靠、高效节省人工成本。

10. 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。