軟化水設(shè)備工作原理介紹：
一、軟化水設(shè)備的定義：
軟化水設(shè)備，即降低水硬度的設(shè)備，主要除祛水中的鈣、鎂離子。軟化水設(shè)備在軟化水的過(guò)程中，不能降低水中的總含鹽量。
二、軟化水設(shè)備的工作原理：
全自動(dòng)鈉離子交換器采用離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結(jié)垢離子。由于水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，將原水通過(guò)鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹(shù)脂中的Na+相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。
當(dāng)樹(shù)脂吸收一定量的鈣鎂離子之后，隨著樹(shù)脂內(nèi)Ca2+、Mg2+的增加，樹(shù)脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低，就必須進(jìn)行再生。再生過(guò)程就是用鹽箱中的鹽水沖洗樹(shù)脂層，把樹(shù)脂上的硬度離子在置換出來(lái)，隨再生廢液排出罐外，樹(shù)脂就又恢復(fù)了軟化交換功能。
以RNa代表鈉型樹(shù)脂，其交換過(guò)程如下：
2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+
2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+
三、軟化水設(shè)備工作流程：
軟化水設(shè)備工作流程有工作（有時(shí)叫做產(chǎn)水，下同）、反洗、再生（吸鹽）、置換（慢沖洗）、正洗（快沖洗）五個(gè)過(guò)程。不同軟化水設(shè)備的所有工序非常接近，只是由于實(shí)際工藝的不同或控制的需要，可能會(huì)有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎(chǔ)的軟化水設(shè)備都是在這五個(gè)流程的基礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的（其中，全自動(dòng)軟化水設(shè)備會(huì)增加鹽水重注過(guò)程）。
1、工作
原水在一定的壓力、時(shí)間下，通過(guò)控制器，進(jìn)入裝有離子交換樹(shù)脂的容器（樹(shù)脂罐），樹(shù)脂中所含的Na+與水中的陽(yáng)離子（Ca2+、Mg2+，F(xiàn)e2+……等）進(jìn)行交換，使容器出水的Ca2+、Mg2+ 離子含量達(dá)到既定的要求，實(shí)現(xiàn)了硬水的軟化。
2、反洗
工作一段時(shí)間后的設(shè)備，會(huì)在樹(shù)脂上部攔截很多由原水帶來(lái)的污物，把這些污物除去后，離子交換樹(shù)脂才能完全曝露出來(lái)，再生的效果才能得到保證。反洗過(guò)程就是水從樹(shù)脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來(lái)的污物沖走。
反洗的目的有兩個(gè)：一是通過(guò)反洗，使運(yùn)行中壓緊的樹(shù)脂層松動(dòng)，有利于樹(shù)脂顆粒與再生液充分接觸；一是使樹(shù)脂表面積累的懸浮物及碎樹(shù)脂隨反洗水排出，從而使交換器的水流阻力不會(huì)越來(lái)越大。這個(gè)過(guò)程一般需要5-15分鐘左右。
3、再生（吸鹽）
即將鹽水注入樹(shù)脂罐體的過(guò)程，傳統(tǒng)設(shè)備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動(dòng)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(shí)際工作過(guò)程中，鹽水以較慢的速度流過(guò)樹(shù)脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹(shù)脂的效果好，所以軟化水設(shè)備都是采用鹽水慢速流過(guò)樹(shù)脂的方法使其恢復(fù)原有的交換能力。這個(gè)過(guò)程一般需要30分鐘左右，實(shí)際時(shí)間受用鹽量的影響。
4、置換（慢速清洗）
在再生液進(jìn)完后，交換器內(nèi)尚有未參與再生交換的鹽液，采用小于或等于再生液流速的清水進(jìn)行清洗（慢速清洗），以充分利用鹽液的再生作用并減輕正洗的負(fù)荷。由于這個(gè)沖洗過(guò)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(shí)際經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)過(guò)程中是再生的主要過(guò)程，所以很多人將這個(gè)過(guò)程稱作置換。這個(gè)過(guò)程一般與吸鹽的時(shí)間相同，即30分鐘左右。
5、正洗（快速清洗）
為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，用原水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行沖洗。目的是清除樹(shù)脂層中殘留的再生廢液，通常以正常流速清洗至出水合格為止。一般情況下，快沖洗過(guò)程為5-15分鐘。
6、再生箱注水
向再生箱中注入溶液再生一次所需鹽量的水。為保證鹽箱中的鹽液濃度能達(dá)到飽和，首先必須保證溶液時(shí)間不小于8小時(shí)，其次是必須保證鹽箱中有足夠的鹽量。
四、軟化水設(shè)備技術(shù)指標(biāo)與要求
入口水壓：0.18-0.6Mpa；
工作溫度：1-55℃；
源水硬度：<8mmol/L；
操作方式：自動(dòng)/手動(dòng)；
出水硬度：≤0.03mmol/L；
再生劑：NaCl；
再生方式：順流/逆流；
交換劑：001*7強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂；
控制方式：時(shí)間/流量；
工作電源：220V/50HZ。
五、軟化水設(shè)備結(jié)構(gòu)與選型
① 控制器：分為自動(dòng)控制及手動(dòng)控制。品牌上的選擇可以選擇進(jìn)口也可以選擇國(guó)產(chǎn)。閥體的材質(zhì)為高強(qiáng)度輕質(zhì)耐腐蝕工程塑料、無(wú)鉛黃銅。
② 樹(shù)脂罐：軟化水裝置罐體材料分為玻璃鋼、碳鋼、不銹鋼。罐體材質(zhì)一般為玻璃鋼罐(可選用碳鋼或不銹鋼襯塑罐體)，罐體防腐、耐壓，使用壽命長(zhǎng)。
③ 均勻布水系統(tǒng)：采用射流式布水，樹(shù)脂有效交換容量得以充分發(fā)揮，用鹽控制精確，無(wú)須鹽泵。
④ 進(jìn)口高性能樹(shù)脂：選用強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂001*7，破損率低，粒度均勻，提高離子樹(shù)脂交換率。
⑤ 設(shè)備控制形式：一種是制備水量達(dá)到設(shè)定值是自動(dòng)還原，稱為流量型;適用于所有的給水系統(tǒng)軟化水處理設(shè)備。第二種是以時(shí)間為控制再生計(jì)量的方式，稱為時(shí)間型;適用于水量穩(wěn)定的供水系統(tǒng)，最短還原再生周期為24小時(shí)。
⑥ 設(shè)備組合：
單控單床：還原期間停止供水2小時(shí)或繼續(xù)供原水(硬水旁通)。
單控雙床：交替供水，一用一備型。
雙控雙床：交替供水，一用一備型。
雙控雙床：同時(shí)供水，交替再生。
多控幾床：三個(gè)以上軟化水樹(shù)脂罐并聯(lián)使用，適合大型供水系統(tǒng)。
可廣泛應(yīng)用于蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、交換器、蒸發(fā)冷凝器、空調(diào)、直燃機(jī)等系統(tǒng)的補(bǔ)給水的軟化。還可用于賓館、飯店、寫(xiě)字樓、公寓、家居等生活用水的處理及食品、飲料、釀酒、洗衣、印染、化工、醫(yī)藥等行業(yè)的軟化水處理。
六、設(shè)備優(yōu)點(diǎn)
高效：軟化水設(shè)備整體設(shè)計(jì)配套合理，使樹(shù)脂的有效工作交換容量得以充分發(fā)揮。
省工：自動(dòng)化程度高，無(wú)需設(shè)專人值守。
省水省電：軟化水裝置制水率達(dá)98%以上。采用虹吸再生原理，無(wú)需鹽泵，耗電量?jī)H相當(dāng)于手動(dòng)軟水設(shè)備的1%。
占地空間?。褐恍杼峁?shù)脂罐和鹽箱的占地空間，節(jié)省管路所占空間。
調(diào)整方便：用戶可根據(jù)實(shí)際需要，自行調(diào)整再生周期和再生時(shí)間。
運(yùn)行費(fèi)用低：由于自動(dòng)化程度高，軟水器能適應(yīng)水量變化，精確地計(jì)量產(chǎn)水量、計(jì)量再生劑的用量，避免了再生時(shí)再生劑無(wú)辜的浪費(fèi)，同時(shí)可節(jié)省大量的人工費(fèi)。
七、軟化水設(shè)備安裝步驟
1、保證罐體水平：先將樹(shù)脂罐、鹽罐就位于堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)上。
2、把下布水器牢固安裝在中心管底端。中心管上端低于罐口0.5mm處截?cái)嗖?dǎo)角，然后用膠帶封住中心管口，以防樹(shù)脂漏入。
3、將樹(shù)脂均勻地裝入樹(shù)脂罐中。取下中心管的封口膠帶，將中心管上部及樹(shù)脂罐端面用水沖洗并擦干凈，中心管及控制器密封圈處涂上硅油。
4、將上布水器安裝到控制閥上，然后將中心管從上布水器內(nèi)插入到控制閥內(nèi)。小心地沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)控制閥，直至旋緊在樹(shù)脂罐接口上(或用法蘭連接固定)一定要確保中心管插入閥體。下布水器與中心管必須嚴(yán)密，注意：上布水器與控制閥、中心管。防止樹(shù)脂跑出。中心管與控制閥必需嚴(yán)密不漏水，否則會(huì)出現(xiàn)竄硬水現(xiàn)象。
5、鍋爐軟化水設(shè)備鹽閥組裝，把不銹鋼濾網(wǎng)插入小銅配件內(nèi)；帶濾網(wǎng)的一端與控制閥的吸鹽接口相連接，①、將吸鹽管與閥體連接的小銅配件插入吸鹽管內(nèi)后。不漏空氣就行。然后與塑料彎頭連接;鹽水管路連接長(zhǎng)度不應(yīng)超越2m一定要保持良好的密封性，②、把鹽閥置入鹽箱的鹽井中。否則會(huì)影響軟水器的再生效果。
6、排水管的連接長(zhǎng)度不應(yīng)超越6m不得采用軟塑料管。影響排水效果。
7、鍋爐軟化水設(shè)備管道連接。
八、設(shè)計(jì)安裝要點(diǎn)
設(shè)備本身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地較小，所以在設(shè)計(jì)安裝方面沒(méi)有特殊要求。在設(shè)計(jì)安裝時(shí)僅需注意以下幾點(diǎn)：
1、設(shè)備需簡(jiǎn)單水平地基;距墻約250~450mm，可根據(jù)實(shí)際情況靠邊角布置；
2、因?yàn)樵O(shè)備本身較輕，一般只需考慮設(shè)備所裝樹(shù)脂及水的重量即可；
3、進(jìn)、出水管為標(biāo)準(zhǔn)法蘭或螺紋連接,需固定支撐好,不能依托閥體做支撐，以防產(chǎn)生應(yīng)力；
4、進(jìn)水管上應(yīng)裝水壓表。設(shè)備運(yùn)行時(shí)有沖洗水排放，就近設(shè)置地漏或排水溝。
5、鹽水管：鹽水箱應(yīng)盡量靠近軟化罐，鹽水管越短越好；
6、排污管不要長(zhǎng)于6米，不要裝截止閥，出口不要高于閥體，終端開(kāi)口以免產(chǎn)生虹吸，彎頭越少越好；
7、在設(shè)備附近的墻上安置配電插座，應(yīng)裝有保險(xiǎn)絲(一般不要裝開(kāi)關(guān))，要求接地良好。
軟化水設(shè)備常見(jiàn)參數(shù)計(jì)算及取值
軟水設(shè)備再生完全至下一次失效的產(chǎn)水量，與樹(shù)脂的工作交換容量、樹(shù)脂填充量、原水的硬度及軟化器的工作狀況有關(guān)。
周期制水量
Q=VR×K÷YD（m3），VR為樹(shù)脂體積，m3；
K為交換系數(shù)，mmol/L，400-1000，順流再生取400-750，進(jìn)水硬度大時(shí)，取較小值；
YD為交換器進(jìn)水硬度，mmol/L。
再生周期
再生周期=周期產(chǎn)水量÷額定出水量
比如1T純水設(shè)備，周期產(chǎn)水量=24T，
工作8小時(shí)，額定出水量=8T，24/8=3，即3天再生一次.。
工作12小時(shí)，額定出水量=12T，24/12=2，即2天再生一次。
反洗時(shí)間
一般取10-15分鐘，進(jìn)水濁度大時(shí)，反洗時(shí)間取大值。當(dāng)進(jìn)水濁度大于5FTU時(shí)，在交換器前應(yīng)加裝過(guò)濾器。
吸鹽+慢洗時(shí)間
T=（40-50）×HR（min），HR為交換罐內(nèi)樹(shù)脂填裝高度。
鹽箱補(bǔ)水時(shí)間
順流再生：T=0.45×VR÷補(bǔ)水速率，VR為樹(shù)脂體積，m3；
鹽箱補(bǔ)水速率與進(jìn)水壓力有關(guān)，為保證鹽箱內(nèi)注水充足，建議實(shí)際補(bǔ)水時(shí)間大于計(jì)算值1-2分鐘。
正洗時(shí)間
T=12×HR（min），HR為交換罐內(nèi)樹(shù)脂填裝高度。
正洗水量一般為3-6倍樹(shù)脂填裝量，一般情況下，正洗時(shí)間取10-15min，應(yīng)正洗至出水水質(zhì)符合要求為準(zhǔn)。
交換系數(shù)=E/（k×1000）
E：樹(shù)脂工作交換容量（mol/m3），與樹(shù)脂質(zhì)量有關(guān)，順流再生為800-900；
k：安全系數(shù)，常取1.2-2，與進(jìn)水硬度有關(guān)，硬度越高，k值越大。
再生時(shí)間
再生的整個(gè)周期需要2個(gè)小時(shí)左右，根據(jù)實(shí)際情況，再生時(shí)間盡量設(shè)定在不需用水的時(shí)間。
樹(shù)脂再生耗鹽量
理論上說(shuō)，樹(shù)脂再生耗鹽量跟進(jìn)水硬度是沒(méi)有關(guān)系的，只跟樹(shù)脂的工作交換容量有關(guān)。以001×7陽(yáng)樹(shù)脂為例，001×7陽(yáng)樹(shù)脂的工作交換容量一般為800mol/m3。經(jīng)過(guò)交換失效后，每立方樹(shù)脂再生需要的鹽量為：800×1.5×58.5/850=82.5公斤(1.5為比鹽耗，850為食鹽純度乘1000，58.5為氯化鈉分子量)。
比鹽耗跟設(shè)備及再生工藝有關(guān)，流動(dòng)床的比鹽耗一般為1.5-2.0，固定床一般為1.2-1.5.因此用固定床相對(duì)來(lái)說(shuō)用鹽就少一些。
如果用鹽量超過(guò)上式的計(jì)算值，則可能是以下原因：
1、設(shè)備設(shè)計(jì)或再生工藝不合理；
2、樹(shù)脂中毒；
3、操作不當(dāng)。
用鹽量與用鹽濃度的計(jì)算
一般來(lái)說(shuō)，可以這樣計(jì)算 ，樹(shù)脂量(L)*160=鹽量(克) ，軟水鹽NaCl再生液濃度5-12%；如樹(shù)脂量10L，一般每次再生為10*160=1600g即1.6公斤，這個(gè)需要根據(jù)進(jìn)水硬度和出水水質(zhì)的要求。
軟水樹(shù)脂更換的周期
軟化水樹(shù)脂的更換時(shí)間，一般是幾個(gè)月至一年不等，主要和原水水質(zhì)（原水硬度）、樹(shù)脂的質(zhì)量、用水量（設(shè)備使用情況）等因素有關(guān)。樹(shù)脂是否需要更換，主要看樹(shù)脂的強(qiáng)度，交換能力，再生能力而定，比如：樹(shù)脂強(qiáng)度破碎達(dá)到40%以上，則必須更換；樹(shù)脂交換能力下降30%，則必須更換。
