软化水设备工作原理介绍

2023-05-18 23:00:13

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一．软化水设备的定义

软化水设备，即降低水硬度的设备，主要除祛水中的钙、镁离子。软化水设备在软化水的过程中，不能降低水中的总含盐量。

二．软化水设备的工作原理

全自动钠离子交换器采用离子交换原理，去除水中的钙、镁等结垢离子。由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分Ca²⁺、Mg²⁺与树脂中的Na⁺相交换，从而吸附水中的Ca²⁺、Mg²⁺，使水得到软化。

当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，随着树脂内Ca²⁺、Mg²⁺的增加，树脂去除Ca²⁺、Mg²⁺的效能逐渐降低，就必须进行再生。再生过程就是用盐箱中的盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。

以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下：

2RNa+Ca²⁺=R2Ca+2Na⁺

2RNa+Mg²+=R2Mg+2Na⁺

三．软化水设备工作流程

软化水设备工作流程有工作（有时叫做产水，下同）、反洗、再生（吸盐）、置换（慢冲洗）、正洗（快冲洗）五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的（其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程）。

工作

原水在一定的压力、时间下，通过控制器，进入装有离子交换树脂的容器（树脂罐），树脂中所含的Na⁺与水中的阳离子（Ca²+、Mg²+，Fe²⁺……等）进行交换，使容器出水的Ca²⁺、Mg²⁺ 离子含量达到既定的要求，实现了硬水的软化。

反洗

工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。

反洗的目的有两个，一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动，有利于树脂颗粒与再生液充分接触；一是使树脂表面积累的悬浮物及碎树脂随反洗水排出，从而使交换器的水流阻力不会越来越大。这个过程一般需要5-15分钟左右。

再生（吸盐）

即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入，全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入（只要进水有一定的压力即可）。在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法使其恢复原有的交换能力。这个过程一般需要30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。

置换（慢速清洗）

在再生液进完后，交换器内尚有未参与再生交换的盐液，采用小于或等于再生液流速的清水进行清洗（慢速清洗），以充分利用盐液的再生作用并减轻正洗的负荷。由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换，根据实际经验，这个过程中是再生的主要过程，所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同，即30分钟左右。

正洗（快速清洗）

为了将残留的盐彻底冲洗干净，用原水对树脂进行冲洗。目的是清除树脂层中残留的再生废液，通常以正常流速清洗至出水合格为止。一般情况下，快冲洗过程为5-15分钟。

再生箱注水

向再生箱中注入溶液再生一次所需盐量的水。为保证盐箱中的盐液浓度能达到饱和，首先必须保证溶液时间不小于8小时，其次是必须保证盐箱中有足够的盐量。

四．软化水设备技术指标与要求