CN113955864B - 一种用于降低水体硬度的系统及降低水体硬度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于降低水体硬度的系统，该系统在电解过程中，不断抽出阳极滤芯附近的酸性水体，无需内置离子交换膜即可实现酸碱分离的效果，减缓了电极产生的酸碱混合，维持了阴极腔室的碱性氛围，为碳酸钙晶种的生成创造了良好的环境；同时，从电化学电解单元的阳极附近抽出的酸性水体可用于再生离子交换柱内的离子交换树脂，实现资源的充分利用。

Description

一种用于降低水体硬度的系统及降低水体硬度的方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种用于降低水体硬度的系统及降低水体硬度的方法。

背景技术

硬度是水质测评的一个重要指标。水体硬度过高不但会影响人的身体健康，也会给工业生产带来诸多不利。

目前，降低水体硬度的方法包括化学沉淀法、化学阻垢法、反渗透法、离子交换方法(IE)和电化学方法等。

由于化学沉淀法添加的化学试剂具有强碱性，水体需要进一步中和处理。此外，产生的大量污泥仍需后续处理。

化学阻垢法虽然使用阻垢剂可以减缓晶体生长防止结垢，但是水体中的硬度离子含量并没有降低，同时排放废水中含磷阻垢剂的存在会导致水体富营养化。

反渗透法由于硬度离子倾向于在膜表面上发生沉积，反渗透膜易于结垢。这不仅导致软化效率会逐渐降低，同时又增加了能耗。

离子交换方法(IE)使用的树脂需要定期再生，会消耗腐蚀性化学物质，产生具有强酸性或强碱性的二次废水，并且需要大量辅助设施来进行化学物质存储和废水处理的缺点。

在传统电化学除垢体系内，实现较高除硬效率需要较大的阴极表面积。内置离子交换膜可有效分隔酸碱，提升除硬效率的同时还可降低对阴极面积的需求。但是，该阴阳腔室分离体系面临离子交换膜污染以及膜频繁更换等问题。此外，阴阳腔室分离反应体系的阴极室出水需要微滤才可实现结晶物从水相中分离出来，但是市场上广为使用的微滤膜组件造价昂贵，且反洗过程也易造成二次污染。以MBR中空纤维膜为例，仅运行数小时之后便易发生污堵，通常是使用大量的化学药剂如盐酸、草酸等离线清洗。使用药剂造成二次污染，还会导致目标水体含盐量增加，且在清洗过程中易造成膜组件的损伤或损坏。Mg²⁺与HCO₃ ^-对OH^-的竞争关系使得反应出水的镁硬度难以进一步降低，解决此问题尚且较为困难。

发明内容

一种用于降低水体硬度的系统，包括：用于对水体进行电解的电化学电解单元，所述电化学电解单元包括阴极和阳极滤芯，在电化学电解单元的电解过程中，不断抽出阳极滤芯附近的酸性水体。

具体的，所述阳极滤芯的材质为钛滤芯、亚氧化钛滤芯或碳滤芯；所述阴极为多孔网筒，材质为不锈钢或钛；进一步的：阴极与阳极滤芯之间的距离为1cm-10cm。

通过不断抽出阳极滤芯附近的酸性水体可以实现无需质子交换膜即可达到酸碱分离的效果，既能提升水体除硬效果，又能减少设备的损耗。

具体的，上述的用于降低水体硬度的系统，还包括：

用于对电化学电解单元电解后的水体中的CaCO₃进行结晶、过滤的结晶微滤单元；

用于对来自于结晶微滤单元的水体进行离子交换去除Ca²⁺、Mg²⁺的离子交换柱；

和

用于向电化学电解单元供电的第一电源；

所述阳极滤芯为圆筒形，内部为空腔，壁上为多孔结构，孔径0.2～10μm；在电化学电解单元的电解过程中，不断从阳极滤芯的顶端抽出阳极滤芯附近的酸性水体。电化学电解单元的阳极使用这种结构，可以从在从顶端抽出酸性水体时，阳极外部的酸性水体会通过阳极的壁上的孔进入内部的空腔，有效实现酸性水体的收集，提高了酸碱分离的效果。

在上述方案的基础上，电化学电解单元在电解过程中不断从阳极滤芯的底端往阳极滤芯的空腔内注入从阳极滤芯的顶端抽出的酸性水体；酸性水体抽出的流量大于注入的流量。

因为酸性水体抽出的流量大于注入的流量，所以会产生多余的酸性水体，因此，用于降低水体硬度的系统还可以设置一个储酸室，储酸室用于存储从阳极滤芯抽出的酸性水体。

随着离子交换柱的使用，离子交换柱内的离子交换树脂会不断消耗，多余的酸性水体可以用来对离子交换柱内的离子交换树脂进行清洗、再生。

所述结晶微滤单元包括结晶微滤单元外壳体、设置于结晶微滤单元外壳体内壁的筒状阴极以及设置于结晶微滤单元内部的导电滤芯；进一步的：所述结晶微滤单元还包括用于对结晶微滤单元进行反洗的第二电源，第二电源的正极接导电滤芯，电源的负极接筒状阴极。

所述离子交换柱中装填有强酸性或弱酸阳离子交换树脂；进一步的：所述阳离子交换树脂为D113型树脂、DOWEX MAC-3树脂、AMBERLITE IRC83树脂或AMBERLITE IRC84树脂。

本专利还提供一种用于降低水体硬度的方法，包括使用电化学电解单元对水体进行电解的步骤，具体的，在电解过程中，不断抽出电化学电解单元的阳极附近产生的酸性水体。

本专利所使用的阳极是圆筒形的阳极滤芯，内部为空腔，壁上为多孔结构，孔径0.2～10μm；因此，在电化学电解单元的电解过程中，实际上是不断从阳极滤芯的顶端抽出阳极滤芯附近的酸性水体。

结合整体的系统，本专利提供的用于降低水体硬度的方法具体步骤如下：

(1)向电化学电解单元通入水体，打开第一电源进行电解；

(2)电解后的水体进入结晶微滤单元进行结晶、过滤；

(3)过滤后的水体进入离子交换柱进行离子交换；

步骤(1)中，电化学电解单元在电解过程中，不断从阳极滤芯的顶端抽出阳极滤芯附近的酸性水体。

步骤(1)中，电化学电解单元在电解过程中，不断从阳极滤芯的底端往阳极滤芯的空腔内注入从阳极滤芯的顶端抽取的酸性水体；抽出酸性水体的流量大于注入的流量。

步骤(3)中，当从离子交换柱流出的水体的硬度达到100mg/L时，使用从阳极滤芯的顶端抽出的阳极滤芯空腔内的酸性水体进行清洗、再生。

本发明所具备的优点及积极效果为：

本发明中电化学电解单元通过抽取阳极滤芯附近的酸液的方法，无需内置离子交换膜即可实现酸碱分离的效果，减缓了电极产生的酸碱混合，维持了阴极腔室的碱性氛围，为碳酸钙晶种的生成创造了良好的环境；同时，从电化学电解单元的阳极附近抽出的酸性水体可用于再生离子交换柱内的离子交换树脂，实现资源的充分利用。

导电滤芯的过滤减少了碳酸钙结晶沉降反应所需停留时间，无需设施大型沉淀池，减少基建费用的投入。过滤过程中在滤芯表面形成碳酸钙滤饼，使过滤效果进一步加强。同时，使用钛滤芯、亚氧化钛滤芯或碳滤芯作为阳极，在通电条件下可实现快速反洗，避免酸洗产生废水造成二次污染，以及投加药剂、药剂存放和运输等潜在风险。离子交换柱可以进一步降低在结晶单元中难以去除的Mg²⁺，并将出水维持在中性范围。

附图说明

通过阅读下文的具体实施方式的详细描述，本发明的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图是说明性的，并不认为是对本发明的限制。在附图中：

图1为本专利系统的结构示意图；

图2为本专利系统中电化学电解单元的结构示意图；

图3为本专利系统中抽取酸性液体时的水体流向示意图；

图4为本发明系统中结晶微滤单元的结构示意图；

图5为应用例中使用本发明的系统降低水体硬度的效果；

图6为应用例中电流密度对降低水体硬度的效果的影响。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

实施例1

如图1所示，一种使用电化学方法降低水体硬度的系统，包括：用于对水体进行电解的电化学电解单元2，所述电化学电解单元2包括阴极2-2和阳极滤芯2-3，在电化学电解单元2的电解过程中，不断抽出阳极滤芯2-3附近的酸性水体，具体的，电解过程由第一电源6供电，电解的电流密度为1mA/cm²-50mA/cm²。

电解时，阳极滤芯2-3附近可以发生如下反应：

2H₂O-4e-→O₂↑+4H⁺

阴极附近可以发生如下反应：

2H₂O+2e^-→H₂↑+2OH^-

O₂+2H₂O+4e^-→4OH^-

由此可见，在水体进行电解的过程中，阳极、阴极之间产生酸碱混合的现象，为了解决这一问题，本实施方式的系统采用如下的技术手段：在电化学电解单元2电解过程中，不断抽出阳极滤芯2-3附近的酸性水体(比如使用泵抽出酸性水体)。

具体的，如图2和3所示，所述电化学电解单元2包括电解单元外壳体2-1、设置于外壳体2-1内壁内的阴极2-2和设置于电解单元外壳体2-1内的阳极滤芯2-3；

所述阴极2-2为多孔网筒状，材质为不锈钢或钛；阳极滤芯2-3套设于多孔网筒阴极2-2内，所述电化学电解单元2的多孔网筒阴极2-2与阳极滤芯2-3之间的距离为1-10cm。

本实施方式使用的阳极滤芯2-3为圆筒形，内部为空腔，壁上为多孔结构，过滤精度0.45-50μm，孔隙度35-45％；阳极滤芯2-3的顶部设置滤芯出水口2-8；

本实施方式的阳极滤芯2-3为钛滤芯、亚氧化钛滤芯或碳滤芯。

在水体进行电解的过程中，阳极(阳极滤芯2-3)、阴极(阴极2-2)之间产生酸碱混合的现象，为了解决这一问题，采用如下的技术手段：电化学电解单元2在电解过程中不断从阳极滤芯2-3的顶端(具体的是从滤芯出水口2-8)抽出阳极滤芯2-3附近的酸性水体(比如使用泵抽出酸性水体，图1中使用的是第二泵7-2)。具体如图3所示，在抽出的过程中，阳极滤芯2-3外由电解所产生的H⁺会不断从阳极滤芯2-3的外部穿过阳极滤芯2-3的壁进入到阳极滤芯2-3内，再从顶端被抽出，这个过程可以有效地避免酸碱混合的现象，从而提高电解效率。

在持续抽取酸性水体的同时，从阳极滤芯2-3的底端往阳极滤芯2-3的空腔内持续输入从阳极滤芯2-3的顶端抽取的酸性水体；抽取水体的流量大于输入水体的流量。

具体的，为了实现这一目的，可以采用以下方案：

如图2所示，在电解单元外壳体2-1的底壁上设置贯通阳极滤芯2-3内部空腔的滤芯进水口2-5；

如图1所示，使用第二泵7-2通过滤芯出水口2-8从阳极滤芯2-3内抽取水体(水体为酸性水体)；也可以再使用第四泵7-4将酸性水体通过滤芯进水口2-5输送至阳极滤芯2-3内，不断循环，循环过程中，单位时间内从滤芯出水口2-8抽取水体的量(即：流量)大于从滤芯进水口2-5输入水体的量。

作为一个具体的实施方案，所述电解单元外壳体2-1为顶端开口、底端封闭的筒状容器；所述阳极滤芯2-3的下端开口，下端固定于所述电解单元外壳体2-1的底壁上；

所述外壳体2-1的底壁上设有第一进水口2-4，外壳体2-1开口端设置溢流堰2-6，所述溢流堰2-6上设置第一出水口2-7；第一进水口2-4用于向电化学电解单元2内输入需要去除硬度的水体具体的输入方式可以使用如图1所示的第一泵7-1，第一出水口2-7用于输出电解后的水体。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例提供一种具体的用于降低水体硬度的系统，除了实施例1中的电化学电解单元2，本实施例的系统还包括结晶微滤单元4和离子交换柱5；

结晶微滤单元4用于对电化学电解单元2电解后的水体进行结晶、过滤；

如图4所示，所述结晶微滤单元4包括结晶微滤单元外壳体4-1、设置于结晶微滤单元外壳体4-1内壁的筒状阴极4-2以及设置于结晶微滤单元4内部的导电滤芯4-3。

作为一种具体的实施方案，所述导电滤芯4-3为钛滤芯、亚氧化钛滤芯或碳滤芯，膜孔径在0.1-50μm之间。

所述筒状阴极4-2为多孔网筒，材料可以使用不锈钢或钛。

所述结晶微滤单元外壳体4-1的底部设置有连通电化学电解单元2的第二进水口4-4(“连通”指的是水体能够流通，本句中的指的是水体能够从电化学电解单元2的第一出水口2-7进入第二进水口4-4)；

所述导电滤芯4-3为筒状滤芯，固定于所述结晶微滤单元外壳体4-1的顶壁，导电滤芯4-3的顶部设置第二出水口4-5，第二出水口4-5穿过结晶微滤单元外壳体4-1的顶壁与离子交换柱5联通；

结晶微滤单元外壳体4-1的底部还设置有清污口4-7，用于清除结晶后的碳酸钙。

如图1所示，从电化学电解单元2的第一出水口2-7流出的水体通过第二进水口4-4进入到筒状阴极4-2和导电滤芯4-3之间进行结晶，析出碳酸钙，为了提高结晶效果，在筒状阴极4-2和导电滤芯4-3之间提前放置碳酸钙晶种；所述结晶微滤单元4中碳酸钙晶种的浓度大于0g/L且小于或等于20g/L。添加碳酸钙晶种可以促进异相结晶，促进导电滤芯4-3上形成滤饼；水力停留时间在1-30min之间；之后水体通过导电滤芯4-3进行过滤；过滤后的水体由第三泵7-3送入离子交换柱5进行离子交换处理。

水体自电化学电解单元2出水后进入结晶微滤单元4，结晶微滤单元4内置的碳酸钙晶种溶液使水体与晶种充分接触，从而快速结晶成核；含钙硬水体在筒状阴极4-2和导电滤芯4-3之间停留数分钟(1-30min)后，经导电滤芯4-3过滤出水，并在导电滤芯4-3表面形成滤饼，滤芯及滤饼上微孔道的存在提升了传质效率，使水体中的Ca²⁺、CO₃ ^2-充分混合，进一步强化了过滤效果，提升了Ca²⁺的去除效率。

随着导电滤芯4-3表面形成的滤饼不断增厚，导电滤芯4-3的膜通量会下降，为了解决这一问题，所述结晶微滤单元4设置有第二电源4-6，电源的正极接导电滤芯4-3，电源的负极接筒状阴极4-2，当导电滤芯4-3在膜通量下降时，接通电源进行反洗，电解产生的H⁺与滤芯表面上的水垢反应产生的大量二氧化碳以及滤芯表面电解产生的氧气，使水垢更易在滤芯表面剥离脱落；在不投加任何药剂情况下，短时间内可恢复初始通量。反洗所使用的电流密度在5-30mA/cm²之间，反洗时间为1-10min，反洗频率为1-5h一次。

离子交换柱5用于对来自于结晶微滤单元4的水体进离子交换；

来自于结晶微滤单元4的水体在离子交换柱5中进行离子交换，停留时间为1-5min。

作为一种具体的实施方案，所述离子交换柱5中装填有强酸性或弱酸阳离子交换树脂；具体的可以是D113型树脂、DOWEX MAC-3树脂、AMBERLITE IRC83树脂或AMBERLITEIRC84树脂。

离子交换柱5内装填的阳离子交换树脂可以进一步去除来自结晶微滤单元4的水体中的Ca²⁺，同时降低在结晶微滤单元4中难以去除的Mg²⁺的含量。

基于上述的系统，作为一个更优化的系统，在上述系统中设置一个储酸室3，储酸室3接收第二泵7-2从从阳极滤芯2-3内抽取水体(水体为酸性水体)。

存储在储酸室3内的水体可以使用第四泵7-4将储酸室3中的酸性水体通过滤芯进水口2-5输送至阳极滤芯2-3内，不断循环，循环过程中，单位时间内从滤芯出水口2-8抽取水体的量(即：流量)大于从滤芯进水口2-5输入水体的量，这种设置会在储酸室3内储存越来越多的酸性水体。

抽取水体的流量大于输入水体的流量，可以使储酸室3内累积的酸液总量不断增加。同时在抽取、输入循环的过程中，酸性水体中的硬度离子会在电场的作用下不断向阴极区域迁移，从而可以降低酸性水体中硬度离子(Ca²⁺、Mg²⁺)的含量。

随着离子交换柱5的使用，离子交换柱5内的离子交换树脂不断消耗，离子交换柱5的出水中Ca²⁺、Mg²⁺离子含量不断上升；此时，停止结晶微滤单元4向离子交换柱5供水，并使用第五泵7-5将储酸室3中的酸液通入离子交换柱进行反洗，用以再生阳离子交换树脂，恢复离子交换树脂对Ca²⁺、Mg²⁺离子的吸附能力。反洗时水力停留时间(Hydraulic RetentionTime)为1-2min。

实施例3

在实施例1的基础上，提供一种降低水体硬度的方法，该方法包括：(1)使用电化学电解单元2对水体进行电解的步骤，在电解过程中，不断抽出电化学电解单元2的阳极附近产生的酸性水体。

电解过程由第一电源6供电，电解的电流密度为1-50mA/cm²。

具体的，水体进入电化学电解单元2(可以由第一泵7-1从料液池1中将水体输入到电化学电解单元2)，打开第一电源6进行电解，电解过程中，不断抽出(可以使用第二泵7-2)电化学电解单元2的阳极附近产生的酸性水体。电解时的水力停留时间为2-10min。

上述方法可以有效解决电解过程中酸碱混合带来的问题，为了更好的达到降低水体硬度的目的，该方法还包含以下步骤：

(2)电解后的水体进入结晶微滤单元4进行结晶、过滤；水力停留时间为1-30min；

水体在结晶微滤单元4的筒状阴极4-2和导电滤芯4-3之间进行结晶，结晶后的水体由导电滤芯4-3进行过滤；为了提高结晶效果，在筒状阴极4-2和导电滤芯4-3之间提前放置碳酸钙晶种；所述结晶微滤单元4中碳酸钙晶种的浓度在0-20g/L；水力停留时间在1-30min之间；当导电滤芯4-3的膜通量下降时，接通第二电源4-6进行反洗，反洗所使用的电流密度在5-30mA/cm²之间，反洗时间为1-10min，反洗频率为1-5h一次。

(3)过滤后的水体进入离子交换柱5进行离子交换。水力停留时间为1-5min。

作为一种更优化的方案，如图1所示，步骤1中，使用第二泵7-2从阳极滤芯2-3的顶端抽出阳极滤芯2-3附近的酸性水体，抽取的水体送入到储酸室3内，再通过第四泵7-4将储酸室3内的酸性水体从阳极滤芯2-3的底端输回阳极滤芯2-3的空腔内；抽取流量大于注入流量。

作为一种更优化的方案，如图1所示，步骤(3)中，当离子交换柱5内的阳离子交换树脂不断消耗后，可以停止结晶微滤单元4向离子交换柱5供水，使用第五泵7-5将储酸室3中的酸性水体输送到离子交换柱5内进行阳离子交换树脂的清洗、再生。

应用例：

使用实施例3的方法来降低水体的硬度。具体的，

进入电化学电解单元2的电流密度为10mA/cm²，电化学电解单元2内水力停留时间为2min；

使用的阳极滤芯为孔隙度34-45％、过滤精度为10μm的钛滤芯。

酸性水体的抽取流量60ml/min，输入流量10ml/mim。储酸室3中的酸性水体的pH值一开始即达到1.5，随着电解过程的进行，变化不大。

结晶微滤单元内加5g/L碳酸钙结晶种(本应用例使用国药试剂集团生产的碳酸钙AR级分析纯，批号：20200720)，水力停留时间在2min；

离子交换柱5填装D113型树脂，水体在离子交换柱5中的停留时间10s。

各阶段的水体硬度如图5所示。高硬度水体经过电化学电解单元2、结晶微滤单元4后硬度逐步降低，最终离子交换柱5进一步去除水体的硬度离子，特别是可以去除前端电化学电解单元2与结晶微滤单元4难以去除的镁硬度。

使用上述方法测试不同电流密度下降低水体硬度的效果，结果如图6所示。随着电流密度的不断提高，本发明系统去除水体硬度的效果逐渐提高，当电流密度达到10mA/cm²时，达到该实验条件下本系统的最佳电流密度条件。

当离子交换柱5内的树脂不断消耗后，当离子交换柱5的出水的总硬度达到100(以CaCO₃计，mg/L)时，使用储酸室3内的酸性水体(pH值1.5)对离子交换柱5进行反洗，反洗时，水力停留时间为1min。

反洗30min后，离子交换柱的再生率为80％。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种用于降低水体硬度的系统，其特征在于，包括：

用于对水体进行电解的电化学电解单元（2）；

用于对电化学电解单元（2）电解后的水体中的CaCO₃进行结晶、过滤的结晶微滤单元（4）；

用于对来自于结晶微滤单元（4）的水体进行离子交换去除Ca²⁺、Mg²⁺的离子交换柱（5）；

和

用于向电化学电解单元（2）供电的第一电源（6）；

所述电化学电解单元（2）包括阴极（2-2）和阳极滤芯（2-3），所述阳极滤芯（2-3）为圆筒形，内部为空腔，壁上为多孔结构；在电化学电解单元（2）的电解过程中，不断从阳极滤芯（2-3）的顶端抽出阳极滤芯（2-3）附近的酸性水体；电化学电解单元（2）在电解过程中不断从阳极滤芯（2-3）的底端往阳极滤芯（2-3）的空腔内注入从阳极滤芯（2-3）的顶端抽出的酸性水体；酸性水体抽出的流量大于注入的流量。

2.根据权利要求1所述的用于降低水体硬度的系统，其特征在于，还包括储酸室（3），储酸室（3）用于存储从阳极滤芯（2-3）抽出的酸性水体。

3.根据权利要求2所述的用于降低水体硬度的系统，其特征在于，所述储酸室（3）存储的酸性水体还用于清洗离子交换柱（5）。

4.根据权利要求1所述的用于降低水体硬度的系统，其特征在于，所述阳极滤芯（2-3）的材质为钛滤芯、亚氧化钛滤芯或碳滤芯；所述阴极（2-2）为多孔网筒，材质为不锈钢或钛；阴极（2-2）与阳极滤芯（2-3）之间的距离为1 -10cm。

5.根据权利要求1所述的用于降低水体硬度的系统，其特征在于，所述结晶微滤单元（4）包括结晶微滤单元外壳体（4-1）、设置于结晶微滤单元外壳体（4-1）内壁的筒状阴极（4-2）以及设置于结晶微滤单元（4）内部的导电滤芯（4-3）；

所述筒状阴极（4-2）为多孔网筒，材料使用不锈钢或钛；所述导电滤芯（4-3）为钛滤芯、亚氧化钛滤芯或碳滤芯，膜孔径在0.1 -50μm之间。

6.根据权利要求5所述的用于降低水体硬度的系统，其特征在于，所述结晶微滤单元（4）还包括用于对结晶微滤单元（4）进行反洗的第二电源（4-6），第二电源（4-6）的正极接导电滤芯（4-3），电源的负极接筒状阴极（4-2）。

7.根据权利要求2所述的用于降低水体硬度的系统，其特征在于，所述离子交换柱（5）中装填有强酸性或弱酸阳离子交换树脂。

8.根据权利要求7所述的用于降低水体硬度的系统，其特征在于，所述阳离子交换树脂为D113型树脂、DOWEX MAC-3树脂、AMBERLITE IRC83树脂或AMBERLITE IRC84树脂。

9.一种用于降低水体硬度的方法，其特征在于，使用权利要求6所述的用于降低水体硬度的系统，包括：

（1）使用电化学电解单元（2）对水体进行电解的步骤；电化学电解单元（2）在电解过程中，不断从阳极滤芯（2-3）的底端往阳极滤芯（2-3）的空腔内注入从阳极滤芯（2-3）的顶端抽取的酸性水体；抽出酸性水体的流量大于注入的流量；

（2）电解后的水体进入结晶微滤单元（4）进行结晶、过滤；

（3）过滤后的水体进入离子交换柱（5）进行离子交换。

10.根据权利要求9所述的用于降低水体硬度的方法，其特征在于，步骤（2）中，当导电滤芯（4-3）的膜通量下降时，接通第二电源（4-6）进行反洗，反洗所使用的电流密度在5-30mA/cm²之间，反洗时间为1-10 min，反洗频率为1-5 h一次。

11.根据权利要求9所述的用于降低水体硬度的方法，其特征在于，步骤（3）中，当从离子交换柱（5）流出的水体的硬度达到100 mg /L时，使用从阳极滤芯（2-3）的顶端抽出的阳极滤芯（2-3）空腔内的酸性水体进行清洗、再生。

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