软化水药剂如何处理

A. 软化水的硬度还高,如何解决

若水的硬度是暂时硬度，这种水经过煮沸以后，水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁专就会分解成不溶于属水的碳酸钙和难溶于水的氢氧化镁沉淀。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。 若水的硬度是永久硬度，往往使用药剂软化法和离子交换法等方法。 药剂软化法是在水中加入化学药剂，是钙镁离子沉淀出来，便于过滤分离，常用的药剂有石灰，纯碱等。

B. 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

C. 软化水怎么用

这是专业装，需要专业人士操作，不过上面有说明书可以照着做，但是检查起来就麻烦了，因为不同的发质检查的标准不一样，还是建议你到美发店去加工。（搞得不好头发要断或做毛糙）

D. 软化水严重超标，怎么处理

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.

E. 软化水处理工艺

不需要
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版硬度，用烧碱（苏打）降低非权碳酸盐硬水的硬度；③离子交换法：用离子交换剂除去钙镁离子，目前家用“净水器”多采用这种方法。

絮凝剂是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块的物质。

目前使用的絮凝剂按其来源及性质可分为无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂和天然生物高分子絮凝剂三大类。无机絮凝剂主要是铁盐和铝盐,这类药剂在使用过程中耗量较大,并具有一定的腐蚀性和毒性,对人类健康和生态环境会产生不利影响;合成的高分子絮凝剂,如聚丙烯酞胺、聚丙烯酸等具有用量少、絮凝速度快等优点,但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致畸、致癌、致突变),因而使其应用范围受到限制;相比之下,天然生物高分子絮凝剂,如壳聚糖、淀粉衍生物、明胶等,是从自然物质中提取并稍经化学改性处理的物质,这类絮凝剂无毒或低毒、无二次污染,但絮凝活性低,单独用于絮凝净化效果也不理想。现在提出一种新型的微生物絮凝剂。

F. 软化水过程中的排水，可以直接排放吗达到国家排污标准了吗

工业软化抄水设备又称为工业软水袭器，工业软水器是一种运行和再生操作过程离子交换软水器，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。软化水的过程中，除了加入工业盐以外，没有加入其它药剂，软化水的进水如果使用的是自来水或地下水，正洗、反洗、再生所排的废水是可以直接排放的，因为国家标准对于水质排放中氯化钠没有要求，除非所使用的软化进水本就不符合排放标准，那么你的排放水也不可能符合标准。

G. 水的软化处理方法有哪些

软化处理的基本方法有三种。
    (1) 化学软化法 就是在水中加入一些药剂，专从而把水中的钙、镁属离子转变为难溶的化合物，并使其沉淀析出。如石灰软化法等。
    (2) 离子交换软化法  利用离子交换剂活件基团中的H+、Na+等阳离子与水中的硬度成分Ca2+、Mg2+以达到软化的目的。
    (3) 热力软化法就是将水加热到100℃或100℃以上，在煮沸过程中，使水中的钙、镁的碳酸氢盐转变为CaCO3和Mg(OH)2沉淀去除。热力软化法只能基本上除去碳酸酸盐硬度，而不能去除非碳酸型硬度。
    此外，还有电渗析软化法等，但通常使用的主要方法是离子交换软化法和化学软化法。

H. 锅炉软化水怎么样处理

锅炉补给水对水质有什么要求（是什么水）：

1.锅炉补给水需经过软化处理后使用，这是因为水中含有钙镁等硬度离子，若是不去除硬度离子就会在锅炉内壁形成水垢。

2.在锅炉加热的过程中，水中的钙镁离子会结合其他离子形成沉淀析出，附着在管路或者锅炉内壁。若是长时间不清理会有安全隐患。所以一般要先对补给水提前进行软化。

3.我们把水中钙离子、镁离子的含量的多少有硬度来表示，硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水，高于17度的称为硬水。所以锅炉补给对水质的要求产水电导率小于0.2us/cm，硬度约等于0，SiO2小于20ug/L。

锅炉补给水处理用什么树脂：

现在已经知道锅炉补给水是需要软化水的，那么锅炉补给水处理用什么树脂就很明了了。可以用软化水树脂。这里给大家介绍几种。

漂莱特C100E：

该树脂是凝胶型聚苯乙烯磺酸基阳离子交换树脂，是特级高纯度产品，符合美国FDA条款中第21条D3.25部分，具有强酸阳离子交换树脂具有运行能力强，良好的动力学性能，优异的物理和化学稳定性，强度高，交换容量高，选择性好，主要用于硬水软化和除盐工艺、锅炉补给水制备。

罗门哈斯IR120 Na：

罗门哈斯IR120 Na是一种磺酸化苯乙烯系凝胶型强酸性阳离子交换树脂。适合用于软化(钠离子型)及顺向再生纯化系统(氢离子型)，具有极佳的物理、化学及热稳定性，良好的离子交换能力与高交换容量特性。主要用于工业软水处理、锅炉补给水制备、食品加工或饮用水、用于纯水，高纯水的制备

三菱SK1B：

DIAION SK1B是含有强酸性磺酸交换基团的苯乙烯聚合物。通过特殊的反应步骤，将其制成粒径均匀的球形颗粒。它具有软水，纯水或化学试验过程的物理强度，反应性能和耐温性，并具有板高的操作能力。主要用于工业软水处理、纯水(特别用在混床)、化工制品、工业制造业等

锅炉水处理树脂的作用：

因为水质的硬度主要是因为水中钙离子和镁离子含量造成的，所以树脂的主要作用就是把这两种离子去除，用软化水树脂与水中的钙离子和镁离子发生离子交换反应被吸附在树脂上，从水中除去，达到软化的效果。

I. 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。