工作原理

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Ca²⁺、Mg²⁺便與樹(shù)脂吸附的 鈉離子發(fā)生置換，樹(shù)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(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Ca²⁺、Mg²⁺之后，就進(jìn)行再生，再生過(guò)程就是用軟化水設(shè)備單閥單罐。

　　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Ca²⁺、Mg²⁺被置換成Na⁺。

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Na⁺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。

軟化水設(shè)備工作流程示意圖

工作要求

控制器類(lèi)型

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。

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，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(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。

　　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（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）。

　　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)。

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