電解軟化水

A. 軟水能再通過電解水機嗎

只要不是純水，就都能電解。如果是用樹脂軟化的水。電解後陰極出水不再富含鈣鎂離子，但鈉離子會較多，陽極酸性水不變。

B. 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。

C. 脫鹽水,生活水,軟化水,三者的區別

脫鹽水，生活來水，軟化水，三者自的區別:

1、性質不同

脫鹽水是將所含易於除去的強電解質除去或減少到一定程度的水。生活水是指以符合生活飲用水衛生標準的水。軟水是指水的硬度低於8度的水。

2、製取方法不同

脫鹽水的製取方法是電滲析法、離子交換法、蒸餾法。軟化水，軟化水的製取方法是離子交換法、石灰-蘇打法、磷酸鹽軟水法。活性炭過濾法、臭氧殺菌法、離子交換法、逆滲透法、蒸餾法、煮沸法等。

3、水的硬度不同

水的硬度適中（以碳酸鈣計算：50-200mg/L)，脫鹽水硬度控制指標小於4umol/l，軟水低於8度。

D. 電解水可以長期喝嗎

少喝。

據國家疾控中心環境與健康相關產品安全所專家介紹，國家衛生部尚未制定專門針對「電解水機」的相關標准，消費者選購須謹慎。

我國一些科研機構一直在開展電解水功能方面的實驗研究。根據解放軍總醫院老年醫學研究所韓志濤等專家進行的《鹼性電解水對大鼠抗氧化及抗纖維蛋白原作用的實驗研究》顯示：

「鹼性電解水」具有一定抗氧化及降低纖維蛋白原的功效，長期飲用可緩沖體內積蓄的酸性代謝廢物，對亞健康群體大有裨益。」然而也有研究提示應避免一次大量飲用「電解鹼性水」。

據了解，「飲用離子水」除PH值在8.5以下時完全符合衛生部飲用水審批標准以外，並不符合國家任何保健食品的審批標准。

為促進「功能水」行業的健康發展，中國保健協會已於2007年發布了《電解制水機CAS124-2007》協會標准，有關機構也一直在極力促成「功能水」的行業標准，但據國家疾控中心環境與健康相關產品安全所專家介紹，目前我國還沒有「飲用功能水」的相關標准，因此消費者選購須謹慎。

(4)電解軟化水擴展閱讀

鹼性水、負電位等保健功能缺乏科學論證。

首先，鹼性水已經在凈水界炒了多年。京華時報記者了解到，2012年7月1日起正式實施的國家強制性標准《生活飲用水衛生標准》（GB5749-2006）規定,自來水的pH值必須在6.5-8.5之間。

專家表示，該標准主要是考慮水的酸鹼性對供水管道的影響，與健康無關。而國家標准對於「鹼性水」的定義是pH值大於8.0。

另外，專家表示，雖然富氫水、鹼性水、負電位等物質確實存在，但電解水機要宣傳其存在保健、治療等功效，也必須得到相關監管部門的許可。如果產品確實在功能中有這類宣傳，應該注意查證許可證號。

E. 軟化水電解加熱後成黑色，為什麼，裡面起什麼化學反應了

1、軟化水電解不會有黑色物質生成
2、但是，你假如用鐵作為電極，則可專能生成氫氧化鐵沉澱屬，為紅褐色，有時看上去是黑色的。
3、利用這個原理，某些推銷員會說那些水很「臟」，實際上，不是水有很多雜質，而是因為電極參加了反應而已。

F. 電解水機和凈水器的區別

一、功能不同

1、凈水器功能：按對水的使用要求對水質進行深度過濾、凈化處理的水處理設備。

2、電解水機功能：根據「電化學」和「電解」的原理，採用鈦白金（鉑）材料或其他合金材料作為電解槽的極板，具有陶瓷離子分離膜的透析和分離功能。

二、優勢不同

1、凈水器優勢：凈水器能有效去除水中的鐵銹、沙粒、膠體，吸附水中的余氯、異味、變色、農葯等化學物質。能有效去除水中的細菌、病原體、毒素、重金屬等雜質。凈水技術在飲用水領域的應用，將很快使「土水不相容」現象成為歷史，有效解決許多地方因地下水中有害物質過多而引發的局部疾病。

2、電解水機優勢：應用在農業蟲害防治、食具環境消毒、皮膚創傷的抗炎、鎮痛、殺菌等方面有一定的效果，因此受到重視和發展。

(6)電解軟化水擴展閱讀：

大多數凈水器採用分級過濾的分級結構原理，由多級濾芯自始至終串聯而成。濾芯的精度由低到高依次排列，實現多級濾芯之間污垢的分配和截留，從而減少濾芯堵塞和人工排污，減少清污次數，延長濾芯更換周期。

另一個新的設計思想是將質量分布原理應用於自清潔結構。它的設計理念不再是提供盡可能多的空間藏污納垢，而是採用質量分離的原理，將一小部分清水分離出來，同時使原水正常流動，使污物能及時隨水流攜帶。一直走到流水不腐為止。

G. 軟化水，純水，超純水的區別和處理工藝

低於8度的水稱為軟水，高於17度的稱為硬水，介於8～17度之間的稱為中度硬水。雨版、雪水、江、河、湖水都權是軟水，泉水、深井水、海水都是硬水。

原水，是指未經過處理的水。

軟化水，是指水中硬度(主要指水中鈣、鎂離子)去除或降低一定程度的水。水在軟化的過程中，僅硬度降低，而總含鹽量不變。

純水，是指水中的強電解質和弱電解質(如SiO2、CO2等)，去除或降低到一定程度的水。

超純水，是指水中的導電介質幾乎完全去除，同時不離解的氣體、膠體以及有機物質(包括細菌等)也去除至很低程度的水。

H. 軟化水電解加熱後成黑色,為什麼,裡面起什麼化學反應了

應該是水裡面含有錳,你自己查查錳的資料,我沒有時間,只能這樣提示你了

I. 電解水凈化水軟化水等哪種對人更適合

電解水是蒙人的；
軟化水是把水中的硬度（就是結垢性的東西，如鈣離子鎂離子）變內成鈉離子了；
凈化水容分為兩種：a.一種是過濾掉水中的細菌、微生物等雜質可以直接飲用的水。
b.一種是在此基礎上又去除掉水中大部分鹽類的水，也可以直接飲用，但水中的鹽類太少了，太純了，一些人體必需的離子太少了。
我是把a和b混著喝。
我是從事水處理工作的技術人員，但不是做家用水處理設備的。