工作原理

當(dāng)含有硬度離子的原水通過交換器內(nèi)樹脂層時，水中的Ca²⁺、Mg²⁺便與樹脂吸附的 鈉離子發(fā)生置換，樹脂吸附了Ca²⁺、Mg²⁺而Na⁺進(jìn)入水中，這樣從交換器內(nèi)流出的水就是去掉了硬度的軟化水。

　　由于水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般采用陽離子交換樹脂（軟水器），將水中的Ca²⁺、Mg²⁺（形成水垢的主要成份）置換出來，隨著樹脂內(nèi)Ca²⁺、Mg²⁺的增加，樹脂去除Ca²⁺、Mg²⁺的效能逐漸降低。

　　當(dāng)樹脂吸收一定量的Ca²⁺、Mg²⁺之后，就進(jìn)行再生，再生過程就是用軟化水設(shè)備單閥單罐。

　　鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子在置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復(fù)了軟化交換功能。

　　由于水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示由于水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示鈉離子交換軟化處理的原理是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂，其交換過程如下：

　　2RNa + Ca²⁺ = R2Ca + 2Na⁺

　　2RNa + Mg²⁺ = R2Mg + 2Na⁺

　　即水通過鈉離子交換器后，水中的Ca²⁺、Mg²⁺被置換成Na⁺。

工作流程

　　工作（有時叫做產(chǎn)水，下同）、反洗、吸鹽（再生）、慢沖洗（置換）、快沖洗五個過程。不同軟化水設(shè)備的所有工序非常接近，只是由于實際工藝的不同或控制的需要，可能會有一些附加的流程。任何以Na⁺交換為基礎(chǔ)的軟化水設(shè)備都是在這五個流程的基礎(chǔ)上發(fā)展來的（其中，全自動軟化水設(shè)備會增加鹽水重注過程）。

反洗：工作一段時間后的設(shè)備，會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物，把這些污物除去后，離子交換樹脂才能曝露出來，再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鐘左右。

　　吸鹽（再生）：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統(tǒng)設(shè)備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動的設(shè)備是采用專用的內(nèi)置噴射器將鹽水吸入（只要進(jìn)水有一定的壓力即可）。在實際工作過程中，鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設(shè)備都是采用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過程一般需要30分鐘左右，實際時間受用鹽量的影響。

　　慢沖洗（置換）：在用鹽水流過樹脂以后，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程叫慢沖洗，由于這個沖洗過程中仍有大量的功能基團(tuán)上的鈣鎂 離子被鈉離子交換，根據(jù)實際經(jīng)驗，這個過程中是再生的主要過程，所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同，即30分鐘左右。

　　快沖洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要采用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進(jìn)行沖洗，這個過程的后出水應(yīng)為達(dá)標(biāo)的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鐘。

軟化水設(shè)備工作流程示意圖

工作要求

控制器類型

手動型

這種方式是傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方式，主要有順流/無頂壓逆流兩種形式，一般是兩只碳鋼結(jié)構(gòu)的罐體并聯(lián)，根據(jù)工藝流程不同，每只罐體需要配用8-11只手動閥門（兩只罐體需要配16-20只閥門左右），再生時用專用的鹽泵將溶解好的鹽液泵入樹脂罐（這種設(shè)備曾是國內(nèi)軟化水設(shè)備的主要形式）。這種結(jié)構(gòu)的軟化水設(shè)備主要特點(diǎn)是：流程簡單易懂，易于操作，成本低，可以適用于流量很大的需要；但是技術(shù)落后，占地大，運(yùn)行消耗也大，實際操作時強(qiáng)度較大，鹽泵的腐蝕較重及維護(hù)成本高。

國產(chǎn)組合自動型

　　由于手動設(shè)備的使用過于復(fù)雜，在20世紀(jì)90年代初期，國內(nèi)出現(xiàn)了一種以組合式集成閥為核心的新型設(shè)備。這種設(shè)備的主要核心部件是一只多通道的集成閥，通過閥體的轉(zhuǎn)動來改變水流方向。這種設(shè)備與傳統(tǒng)的手動設(shè)備相比，這種設(shè)備與傳統(tǒng)的手動設(shè)備相比，設(shè)備的占地小了很多，自動化程度高。但是由于控制方式采用時間控制，運(yùn)行時控制精度較低。受設(shè)計思路、加工工藝及材料的限制，多數(shù)設(shè)備采用的平面集成閥容易磨損，一旦磨損后的可能性很小。國內(nèi)市場上這種設(shè)備的生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品的實際質(zhì)量差異較大，很多設(shè)備的運(yùn)行效果不如人意。

　　進(jìn)口全自動型

　　在歐美國家，自20世紀(jì)60年代起就開始對離子交換設(shè)備進(jìn)行自動化設(shè)計，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，逐漸發(fā)展出與國內(nèi)多通閥不一樣的多路閥和集成閥，主要以多路閥為主，主要材料有工程塑料和無鉛黃銅兩種。其核心部件為一只多通道集成閥，一般采用閥板或活塞控制水流方向，由小型電機(jī)帶動凸輪軸（或活塞）來動作。由于國外工業(yè)技術(shù)水平發(fā)展較好，所以這類設(shè)備已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)完善，產(chǎn)品規(guī)格從家用的0.2t/h到工業(yè)用70t/h左右均有，控制器自動化程度高（新的已經(jīng)可以與工業(yè)計算機(jī)或普通監(jiān)控計算機(jī)通訊）。

　　分立閥全自動型

　　分立閥一般是采用進(jìn)口的全自動隔膜閥或電磁閥，采用與傳統(tǒng)手動方式相類似的結(jié)構(gòu)。

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