一、軟化水設(shè)備的工作原理

　　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。當(dāng)含有硬度離子的原水通過(guò)交換器內(nèi)樹(shù)脂層時(shí)，水中的鈣、鎂離子便與樹(shù)脂吸附的 鈉離子發(fā)生置換，樹(shù)脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進(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(yáng)離子交換樹(shù)脂(軟水器)，將水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置換出來(lái)，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。 　　當(dāng)樹(shù)脂吸收一定量的鈣鎂離子之后，就必須進(jìn)行再生，再生過(guò)程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹(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。 　　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(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。如以RNa代表鈉型樹(shù)脂，其交換過(guò)程如下： 　　2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 　　2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+ 　　即水通過(guò)鈉離子交換器后，水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。 　　一般控制閥的運(yùn)行流程為：運(yùn)行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補(bǔ)水、正洗。

二、軟化水設(shè)備工作流程及工作要求

1）軟化水設(shè)備工作流程

　　工作(有時(shí)叫做產(chǎn)水，下同)、反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、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)。 　　　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。這個(gè)過(guò)程一般需要5-15分鐘左右。 　　吸鹽(再生)：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(zhuān)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)脂的方法再生，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。 　　慢沖洗(置換)：在用鹽水流過(guò)樹(shù)脂以后，用原水以同樣的流速慢慢將樹(shù)脂中的鹽全部沖洗干凈的過(guò)程叫慢沖洗，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(chēng)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。 　　快沖洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要采用與實(shí)際工作接近的流速，用原水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行沖洗，這個(gè)過(guò)程的最后出水應(yīng)為達(dá)標(biāo)的軟水。一般情況下，快沖洗過(guò)程為5-15分鐘。

2）軟化水設(shè)備技術(shù)指標(biāo)及工作要求：

　　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

三、軟化水設(shè)備的控制器類(lèi)型

1.手動(dòng)型:

　　這種方式是傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方式,主要有順流/無(wú)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(dòng)閥門(mén)(兩只罐體需要配16-20只閥門(mén)左右)，再生時(shí)用專(zhuān)用的鹽泵將溶解好的鹽液泵入樹(shù)脂罐( 這種設(shè)備曾是國(guó)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(jiǎn)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(shí)際操作時(shí)強(qiáng)度較大，鹽泵的腐蝕較重及維護(hù)成本高。 　　

2.國(guó)產(chǎn)組合自動(dòng)型:

　　由于手動(dòng)設(shè)備的使用過(guò)于復(fù)雜，在20世紀(jì)90年代初期，國(guó)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(guò)閥體的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)改變水流方向。這種設(shè)備與傳統(tǒng)的手動(dòng)設(shè)備相比，這種設(shè)備與傳統(tǒng)的手動(dòng)設(shè)備相比，設(shè)備的占地小了很多，自動(dòng)化程度高。但是由于控制方式采用時(shí)間控制，運(yùn)行時(shí)控制精度較低。受設(shè)計(jì)思路、加工工藝及材料的限制，目前多數(shù)設(shè)備采用的平面集成閥容易磨損，一旦磨損后修復(fù)的可能性很小。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上這種設(shè)備的生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量差異較大，很多設(shè)備的運(yùn)行效果不如人意。

3.進(jìn)口全自動(dòng)型

　　在歐美國(guó)家，自20世紀(jì)60年代起就開(kāi)始對(duì)離子交換設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，逐漸發(fā)展出與國(guó)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(wú)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(dòng)凸輪軸(或活塞)來(lái)動(dòng)作。由于國(guó)外工業(yè)技術(shù)水平發(fā)展較好，所以這類(lèi)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(dòng)化程度高(最新的已經(jīng)可以與工業(yè)計(jì)算機(jī)或普通監(jiān)控計(jì)算機(jī)通訊)。

4.分立閥全自動(dòng)型:

　　分立閥一般是采用進(jìn)口的全自動(dòng)隔膜閥或電磁閥，采用與傳統(tǒng)手動(dòng)方式相類(lèi)似的結(jié)構(gòu)，配合專(zhuān)用的全自動(dòng)控制器(單片機(jī)或PLC)來(lái)組成軟化水設(shè)備。全自動(dòng)型設(shè)備主要用于流量較大的場(chǎng)合，也可以用于傳統(tǒng)手動(dòng)設(shè)備的改造，可以在不改動(dòng)原設(shè)備管路的情況下將傳統(tǒng)的手動(dòng)設(shè)備改造成自動(dòng)化設(shè)備。從而降低操作勞動(dòng)強(qiáng)度，降低設(shè)備消耗。

四、軟化水設(shè)備的選型

　　1、首先您要提供所需要使用軟化水的系統(tǒng)是哪種： 　　1）采暖2）冷卻補(bǔ)水3）工藝用水4）蒸汽鍋爐5）鋼鐵冶煉行業(yè)6）化工制藥行業(yè) 　　2、系統(tǒng)用水時(shí)間： 　　即運(yùn)行時(shí)間/小時(shí)用水量/平均值/峰值/ 　　設(shè)備是否需要連續(xù)供水？若需要?jiǎng)t選擇雙床集控或雙控雙床系列，否則可選單閥單罐系列。 　　3、源水總硬度 　　水源是市政自來(lái)水\地下水\地表水源,使用地區(qū)的原水總硬度。對(duì)一定型號(hào)的軟水器來(lái)說(shuō)原水硬度高，其周期制水量必然要相對(duì)減少，由此導(dǎo)致軟水設(shè)備再生頻繁。相對(duì)減少樹(shù)脂的使用壽命。為避免此類(lèi)情況，應(yīng)加大樹(shù)脂體積，這意味著選用加大型號(hào)的軟水器。 　　4、所需的軟水單位流量（噸/小時(shí)）。 　　這由用戶設(shè)備的性質(zhì)和要求而定； 　　5、周期制水量的設(shè)定 　　在軟水器型號(hào)設(shè)定之后，根據(jù)原水硬度，所用樹(shù)脂的交換工作容量就可以確定理論周期制水量（噸）。

五、軟化水設(shè)備安裝調(diào)試

　　1． 關(guān)于軟水設(shè)備的位置選擇： 軟水器必須放置于牢固的水平地面上，距排水溝的距離以短為佳，距離鍋爐等熱源必須大于3米以上，絕對(duì)禁止靠近酸性液體或氣體。如需增加其它水處理設(shè)備（過(guò)濾器，除氧器）應(yīng)予留位置 　　2． 關(guān)于再生鹽罐及樹(shù)脂的位置： 　　應(yīng)盡量安放于交換柱的附近，為充分利用鹽液，應(yīng)盡力縮短吸鹽塑料管的尺寸。 　　3． 關(guān)于裝填石英砂及樹(shù)脂： 　?。?） 了保證布水均勻盡量在交換柱底部鋪放150~200mm的質(zhì)量良好的石英砂（不分解產(chǎn)生硅的氧化物或鹽類(lèi)） 　　（2） 裝填樹(shù)脂前，應(yīng)檢查中心升降管的長(zhǎng)度，是否合適。 　　先將上布水器卡入自控機(jī)頭（控制閥）底部中央承接口，再將中心管下端對(duì)準(zhǔn)交換柱底部窩槽內(nèi)，并將上端插入上布水器的下端管口，然后極小心地沿順時(shí)方向旋入交換柱上端螺口內(nèi)，確認(rèn)整個(gè)控制閥螺口能平整的旋入交換柱上端螺口內(nèi)，以確認(rèn)中心管的長(zhǎng)短符合要求，且能使中心升降管緊密連接閥頭并保持同心。 　?。?） 上述試裝機(jī)頭工作完畢后，再將機(jī)頭反時(shí)針旋轉(zhuǎn)取下，再次保持中心管位 　　置居中，將下端原粘牢中心升降管下邊的下布水器端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)底部的槽窩，并用軟布或塑料帶將中心升降管上端入口封死，開(kāi)始均勻地裝填石英砂或樹(shù)脂。 　?。?） 裝填樹(shù)脂時(shí)，注意人中心升降管的周?chē)庋b填，為保證予先計(jì)算好的數(shù) 　　量如數(shù)裝入柱內(nèi)，隨著裝置過(guò)程，應(yīng)不斷向交換柱內(nèi)注入清水，使之樹(shù)脂孔隙中空氣排出。維持這種水封狀態(tài)裝填樹(shù)脂是最好的方法，干樹(shù)脂很難保障如數(shù)裝入應(yīng)該用的填量。 　?。?） 待樹(shù)脂裝填完畢后重新將控制閥沿順時(shí)針?lè)较蛐虢粨Q柱上端螺紋口內(nèi)。 　　同時(shí)要求保證平整。注：勿忘將上布水器裝入控制閥底座。 　　4． 按照安裝示意圖配接管和電源后，進(jìn)行通水試驗(yàn) 　?。?） 所有進(jìn)出口管路必須有獨(dú)立支撐，絕對(duì)不可以用閥頭做支撐 　?。?） 啟動(dòng)軟水器的開(kāi)始，應(yīng)先打開(kāi)軟水口的排出閥門(mén)，然后緩慢開(kāi)啟進(jìn)水口的閥門(mén)，且保證開(kāi)度由小到大，不可啟開(kāi)太快，以免流失樹(shù)脂。 　?。?） 初次經(jīng)過(guò)樹(shù)脂排出的軟水，顏色帶有微黃，測(cè)試pH值時(shí)可能小于7呈酸性，過(guò)了三至五分鐘后，出水顏色轉(zhuǎn)至無(wú)色，此時(shí)pH值上升為7（中性），同時(shí)軟水硬度已合格≤0.03mmol/L(1/2Ca2+、1/2Mg2+) 　　（4） 對(duì)于急待使用軟化水的鍋爐，立即可將合格軟水導(dǎo)入給水水箱。 　　（5） 對(duì)已曾用過(guò)的舊管道，與軟水器連接前必須極認(rèn)真地通水沖去管道中積存的銹渣、泥土等雜物且應(yīng)嚴(yán)防蒸汽進(jìn)入樹(shù)脂罐而導(dǎo)致樹(shù)脂報(bào)廢。 　　5． 對(duì)再生程序的試轉(zhuǎn)動(dòng)及首次制備鹽水的問(wèn)題 　?。?） 首次投用的軟化設(shè)備，必需向再生鹽罐投放足夠的固體NaCL，（數(shù)量以說(shuō)明書(shū)項(xiàng)三“技術(shù)參數(shù)匯總表”提供的NaCL重量為準(zhǔn)） 　　（2） 在不打開(kāi)通水閥的情況下拉開(kāi)后邊面板，手動(dòng)試轉(zhuǎn)再生定時(shí)器，檢查反洗，進(jìn)鹽與小沖冼、大沖冼、制水備鹽等工藝流程是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)確認(rèn)功能完備即可維持制水備鹽程序階段，在通電通水時(shí)，會(huì)有軟水輸出，同時(shí)向鹽罐中開(kāi)始送入溶解NaCL的軟水，直至此程序時(shí)間結(jié)束，又轉(zhuǎn)入自動(dòng)制取軟水流程。當(dāng)此設(shè)備所設(shè)定的制水程序總時(shí)間到達(dá)后，立即又會(huì)自動(dòng)依次轉(zhuǎn)入反洗 進(jìn)下鹽與小沖冼 大沖冼 制水備鹽 制水，周而往復(fù)地自動(dòng)化完成制水與再生流程，只需分階段向鹽罐如數(shù)投加固體NaCL并定期清理鹽罐內(nèi)的雜質(zhì)，其它工作無(wú)需人工，而始終是自動(dòng)化實(shí)施連續(xù)制取軟水的功能。 　　6． 照本說(shuō)明介紹的方法設(shè)定時(shí)間和控制器，最初運(yùn)行階段加強(qiáng)出水水質(zhì)化驗(yàn)監(jiān)測(cè)并根據(jù)水質(zhì)變化調(diào)整還原程序，使之處理達(dá)到最佳工況。 　　7． 鹽罐內(nèi)始終保持有足夠的固體再生劑，以維持飽和食鹽水，保證每次再生周期所用的鹽量。 　　8． 排水管道安裝系統(tǒng)不應(yīng)安裝任何閥門(mén)，且管道愈短愈好，總長(zhǎng)少于6米，不應(yīng)提高布置排水管，應(yīng)防止排水管產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。 　　9． 軟水進(jìn)入水箱前必須設(shè)置排污閥，以應(yīng)急排除予料之外的超標(biāo)水質(zhì)。 　　10．對(duì)于水質(zhì)、壓力波動(dòng)的的調(diào)整問(wèn)題 　　由于我國(guó)某些地區(qū)供水硬度、壓力均有較大的變化時(shí)，用戶使用流量型或時(shí)間型的軟水設(shè)備，予先的程序均會(huì)受到影響或出現(xiàn)提前再生而浪費(fèi)再生劑，或拖后再生而不能保證軟水品質(zhì)，二者問(wèn)題的出現(xiàn)，會(huì)給鍋爐等壓力容器設(shè)備安全運(yùn)行帶來(lái)相應(yīng)的危害，為此提出如下應(yīng)急措施： 　　第一， 軟化水出口管道上均應(yīng)設(shè)置講師準(zhǔn)確的流量表，自來(lái)水進(jìn)口管道上應(yīng)設(shè)置壓力表，操作工人，必須認(rèn)真記錄供水壓力及流量的變化數(shù)值。 　　第二， 按下列公式計(jì)算有關(guān)數(shù)據(jù)，并調(diào)整所設(shè)流量或時(shí)間參數(shù)值。 　　Q周= 　　式中符號(hào)含義及單位： 　　Q周：軟化設(shè)備整個(gè)運(yùn)行周期制取軟化水總量（m3或t） 　　V樹(shù)：001×7陽(yáng)樹(shù)脂裝填數(shù)量（m3） 　　EI：001×7陽(yáng)樹(shù)脂的工作交換容量（mol/m3） 　　YD生：生水總硬度（mmol/L） 　　YD軟：軟水總硬度（mmol/L） 　　Q單均：?jiǎn)挝粫r(shí)間平均產(chǎn)軟化水量（m3/h或t/h） 　　通過(guò)公式（1），計(jì)算Q周，與原設(shè)定的流量總數(shù)值（Q設(shè)）相比較，當(dāng)Q設(shè)