一种基于多级微结构抗结垢阴极的无隔膜电化学软化装置

本发明属于水处理技术领域，公开了一种电化学水软化装置，该装置由阴极沉淀区、阳极中和区和集垢区三部分组成。在一定的电流密度下，装置内部水平放置的多级微结构抗结垢阴极表面会产生微气泡并被阴极束缚，逐渐聚并，当气泡聚并到一定程度，会滑脱于电极表面，滑动过程产生的剪切力会剥落阴极表面生成的垢晶，起到了抗结垢作用。剥落的垢晶重力沉降，富集于反应装置的集垢区，通过下端的阀门流出收集。同时，反应出水由阳极中和区的出水口流出，在流体的作用下，阴极沉淀区生成的碱液流经阳极中和区，与其中的酸液中和，最后以近中性的水从出水口流出反应装置。该装置利用多级微结构抗结垢电极将电解过程产生的微气泡富集放大，利用其脱附滑动所产生的剪切力，实现了电化学软化装置在实际水软化过程中电极的抗结垢功能，避免了阴极连续结垢导致的反应终止。同时，该装置采用价格低廉的绝缘隔板对阴、阳极区进行物理隔离，借助水流与气泡的协同作用强化离子传质，扩散碱性区域，从而省略了传统电化学软化装置中的膜材料，显著降低材料成本与维护复杂度。