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    軟化水設備(軟水器)


        軟化水設備(軟水器)是專門清除水中的鈣鎂離子,有效率高達99%,同時也可以去除水中的藻類、固體懸浮物,使處理后的水軟化、清澈。

    詳細介紹

    一、軟化水設備簡述
    什么是軟水(軟化)?為什么要軟化?
    水中雜質按其狀態不同,可以分為懸浮物、膠體和溶解物質三大類。
       懸浮物是指顆粒直徑約為10-4mm以上的微粒,包括泥砂、植物和動物有機體的微小碎片、纖維或死亡之后的腐敗產物等,根據各種物質的尺寸和密度,有些漂浮于水面,有些懸浮于水中,有些沉于水底。
       膠體是指顆粒直徑約在10-610-4mm之間的微粒,主要是鐵、鋁、矽的化合物及動植物有機體的分解產物,以帶電荷膠體微粒形式較均勻地存在于水中。
       溶解物質是指顆粒直徑小于10-4mm的微粒,通常以離子、分子或氣體狀態存于水中,其中溶解最多的離子有鈉離子(Na+)、鈣離子(Ca-)鎂離子(Mg+)、碳酸氫根(HCO3+)、硫酸根(SO42-)、氯離子(C1-)等,濃度含量差別較大,可從幾到幾萬mg/L。此外,水中常見的還有矽的化合物(含量從幾到幾十mg/L)。矽的化合物可以以離子狀態的矽酸氫根(HSiO3-)和矽酸根(SiO32-)存在,也可以以二氧化矽的膠體(SIO2.H20)或多矽酸XSIO2.YH20的狀態存在。
       
    將以上幾種離子進行組合,可以得到以下鹽類:
      氯化鈉(NaCl) 硫酸鎂(MgSO4)     氯化鈣(CaCl2) 碳酸氫鈉(NaHCO3
      氯化鎂(MgCl2) 碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]   硫酸鈉(Na2SO4) 碳酸氫鎂[MgHCO32]
      硫酸鈣(CaSO4
        我們都知道,這些可溶解的化合物的溶解度隨著溫度的變化有較明顯的變化,其中的碳酸鈣、碳酸鎂類的物質,其溶解度隨著溫度的升高而下降。當溫度升高時,原來溶解于水中的碳酸鈣、碳酸鎂析出形成沉淀物,這些沉淀物可以是以絮狀、粉末狀,或沉積在容器、管道表面,形成水垢。
      用來衡量鈣鎂離子總量的指標是硬度,總的說來,水的硬度主要由鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)離子構成的,其具體指標是同類離子折合為碳酸鈣來計時的數值,目前在國內常用的硬度單位是mg/L(毫克每升)、mmol/L(毫摩爾每升)、mgN/L(毫克當量每 升),
      鈣鎂離子含量較多的水稱為硬水,鈣鎂離子含量較少的水稱為軟水。硬水與軟水只是通俗上的叫法,并沒有標準的量的概念,在生活中,行內一般把硬度低于3mmol/L的水稱為較軟的水,3-6稱為普通水,6-8稱為較硬的水,10以上稱為高硬水。(工業上采用截然不同的標準,工業上一般只有硬度<1的水稱作軟水,1-10之間都經;\統地稱為硬水,硬度>10的水也多稱為高硬水)
        由于水垢的沉積對人們的生活及生產均有很明顯的影響,所以生產用水和生活用水均對硬度指標有一定的要求,特別是鍋爐用水中若含有硬度鹽類,會在鍋爐受熱面上生成水垢,從而降低鍋爐熱效率、增大燃料消耗,甚至因金屬壁面局部過熱而損傷部件、引起爆炸。因此對于低壓鍋爐要進行水的軟化處理;對于中、高壓鍋爐要進行水的軟化與脫鹽處理。
      采用某種方法降低水的硬度的過程叫做“軟化(一般是指采用設備)。

    二、軟化水設備(軟水器)工作原理

        根據實際使用經驗及特點,在工業鍋爐及工業生產中最常用的方式是離子交換法(目前基本上是標準設備),普通情況下所說的“軟水器”一般均指這種設備。
      在餐飲、食品、化工、醫藥等領域、空調、工業循環水等應用中,也多采用離子交換法對補水進行處理。小型熱水鍋爐、換熱器等應用中,多采用加藥法。
        離子交換樹脂是一種聚合物,一種多孔的、不可溶性交換材料,帶有相應的功能基團。一般情況下,常規的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。
        當含有硬度離子的原水通過軟水器內樹脂層時,水中的鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)離子被樹脂交換吸附,同時等物質量釋放出的鈉(Na2+)離子。從軟水器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。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Ca+、Mg+被置換成Na+。
        當鈉離子交換樹脂失效之后,為恢復其交換能力,就要進行再生處理。再生劑為價廉貨廣。的食鹽溶液。再生過程反應如下:

                          R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2
                          R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2

         經上述處理,再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層,把樹脂上的硬度離子再置換出來,隨再生廢液排出罐外,樹脂就又恢復了軟化交換的能力,具體工作流程如下:
         當水流過樹脂層時,離子交換樹脂可以釋放出鈉離子,功能基團與鈣鎂離子結合,這樣水中的鈣鎂離子含量降低,水的硬度下降。硬水就變為軟水,這是軟化水設備的工作過程。
      當樹脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結合后,樹脂的軟化能力下降,可以用氯化鈉溶液流過樹脂,此時溶液中的鈉離子含量高,功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合,這樣樹脂就恢復了交換能力,這個過程叫作再生。
      由于實際工作的需要, 軟化水設備的標準工作流程主要包括工作(有時叫做產水,下同)、反洗、吸鹽(再生)、正洗、鹽箱注水五個過程:
      反洗:主要有兩個作用,一是松動樹脂層,使鹽液與樹脂層充分接觸,使置換反應更徹底,二是沖洗掉被樹脂攔截的懸浮物,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,傳統設備是采用鹽泵將鹽水注入,全自動的設備是采用專用的內置噴射器將鹽水吸入(只要進水有一定的壓力即 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60分鐘左右,實際時間受用鹽量的影響。
      正洗: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,用原水對樹脂進行沖洗,這個過程的最后出水應為達標的軟水。一般情況下,快沖洗過程為5-15分鐘。

    三、設備運行參數及應用條件  

        1、 原水硬度<12 m·mol/L (原水硬度>8 m·mol/L時,請事先聲明)
        2、 出水硬度<0.03 m·mol/L (達到《國家低壓鍋爐水質標準》GB1576-2001要求)
        3、 工作水壓0.20-0.5 MPa
        4、 工作電壓~220V,50Hz
        5、 工作溫度0~50℃
        6、 原水濁度<5度 (原水含砂量偏高時應加裝過濾器)
        7、 鹽耗量<100 g/N (與原水硬度有關)
        8、 水耗~2%

    四、設備配置參數表

    罐體
    材質

    設備直徑
    (mm)

    處理水量
     (m3/h)

    控制
    方式

      配置功能

    配管
    材質

    其它
    配置

    濾料

    不銹鋼

    300~4000

    2.5-320

    手動
    自動

    1、控制正洗
    2、控制反洗
    3、控制運行
    4、再生系統
    5、再生鹽箱
    6、壓力監控

    ABS
    UPVC
    不銹鋼
    碳鋼
    其它

    流量計
    布水器
    取樣閥
    電磁閥
    壓力表

    各名牌陽離子樹脂

    碳鋼

    400~4000

    2.5-320

    仿玻璃鋼

    150~2000

    0.5-120

    玻璃鋼

    150~2000

    0.10-120

     

       

    、適用范圍
      反滲透、電滲析、離子交換器等預處理
     
    蒸餾器預處理
      各種鍋爐用水處理
     
    水處理廠
      生活用水處理
      紡織洗染等工業用水處理
      循環水系統
      其它對水質硬度有要求的用水

     

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