[发明专利]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

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＜M₁且η≤[(M₀+M₂)/(M₁+M₂)]时，M＝M₀；当M₀＜M₁且η＞[(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CO₃^2-，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<M₁且η＞[(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。