一、 軟化水設備的定義

軟化水設備，顧名思義即降低水硬度的設備，主要除祛水中的鈣、鎂離子，軟化水設備在軟化水的過程中，不能降低水中的總含鹽量。 

　　 

   

軟化水設備

二、軟化水設備的工作原理

　　工作原理：全自動鈉離子交換器採用離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結垢離子。當含有硬度離子的原水通過交換器內樹脂層時，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的 鈉離子發生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進入水中，這樣從交換器內流出的水就是去掉了硬度的軟化水。 

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

　　當樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之後，就必須進行再生，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在置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換功能。 

　　由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示由於水的硬度主要由鈣、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Ca+、Mg+被置換成Na+。 

　　一般控制閥的運行流程為：運行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補水、正洗。 

三、軟化水設備工作流程及工作要求

1）軟化水設備工作流程

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

　　 

   

軟化水設備工作流程示意圖

[1]

　反洗：工作一段時間后的設備，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，離子交換樹脂才能完全曝露出來，再生的效果才能得到保証。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，傳統設備是採用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是採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採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後，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗乾淨的過程叫慢沖洗，由於這個沖洗過程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂 離子被鈉離子交換，根據實際經驗，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乾淨，要採用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的最後出水應為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鐘。 

2）軟化水設備技術指標及工作要求：

　　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/手動 出水硬度：≤0.03mmol/L　 

　　再生劑：NaCL 再生方式：順流/逆流　 

　　交換劑：001*7強酸性離子交換樹脂 

　　控制方式：時間/流量 工作電源：220V/50Hz 

四、軟化水設備的控制器類型

1.手動型:

　　這種方式是傳統的標準方式,主要有順流/無頂壓逆流兩種形式，一般是兩隻碳鋼結構的罐體並聯，根據工藝流程不同，每只罐體需要配用8-11隻手動閥門(兩隻罐體需要配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( 這種設備曾是國內軟化水設備的主要形式)。這種結構的軟化水設備主要特點是：流程簡單易懂，易於操作，成本低，可以適用於流量很大的需要；但是技術落後，佔地大，運行消耗也大，實際操作時強度較大，鹽泵的腐蝕較重及維護成本高。 

　　 

   

富萊克5600軟化水控制閥

2.國產組合自動型:

　　由於手動設備的使用過於複雜，在20世紀90年代初期，國內出現了一種以組合式集成閥為核心的新型設備。這種設備的主要核心部件是一只多通道的集成閥，通過閥體的轉動來改變水流方向。這種設備與傳統的手動設備相比，這種設備與傳統的手動設備相比，設備的佔地小了很多，自動化程度高。但是由於控制方式採用時間控制，運行時控制精度較低。受設計思路、加工工藝及材料的限制，目前多數設備採用的平面集成閥容易磨損，一旦磨損后修復的可能性很小。目前國內市場上這種設備的生產廠家很多，產品的實際質量差異較大，很多設備的運行效果不如人意。 

3.進口全自動型

　　在歐美國家，自20世紀60年代起就開始對離子交換設備進行自動化設計，隨着工業技術的發展，逐漸發展出與國內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，一般採用閥板或活塞控制水流方向，由小型電機帶動凸輪軸(或活塞)來動作。由於國外工業技術水平發展較好，所以這類設備已經發展得相當完善，產品規格從家用的0.2t/h到工業用70t/h左右均有，控制器自動化程度高(最新的已經可以與工業計算機或普通監控計算機通訊)。 

4.分立閥全自動型:

　　分立閥一般是採用進口的全自動隔膜閥或電磁閥，採用與傳統手動方式相類似的結構，配合專用的全自動控制器(單片機或PLC)來組成軟化水設備。全自動型設備主要用於流量較大的場合，也可以用於傳統手動設備的改造，可以在不改動原設備管路的情況下將傳統的手動設備改造成自動化設備。從而降低操作勞動強度，降低設備消耗。 

五、軟化水設備的選型

　　1、首先您要提供所需要使用軟化水的系統是哪種： 

　　1）采暖2）冷卻補水3）工藝用水4）蒸汽鍋爐5）鋼鐵冶煉行業6）化工製藥行業 

　　2、系統用水時間： 

　　即運行時間/小時用水量/平均值/峰值/ 

　　設備是否需要連續供水？若需要則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 

　　水源是市政自來水\地下水\地表水源,使用地區的原水總硬度。對一定型號的軟水器來說原水硬度高，其週期制水量必然要相對減少，由此導致軟水設備再生頻繁。相對減少樹脂的使用壽命。為避免此類情況，應加大樹脂體積，這意味着選用加大型號的軟水器。 

　　4、所需的軟水單位流量（噸/小時）。 

　　這由用戶設備的性質和要求而定； 

　　5、週期制水量的設定 

　　在軟水器型號設定之後，根據原水硬度，所用樹脂的交換工作容量就可以確定理論週期制水量（噸）。 

六、軟化水設備的應用：

　　可廣氾應用於蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、交換器、蒸發冷凝器、空調、直燃機等系統的補給水的軟化。還可用於賓館、飯店、寫字樓、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、醫藥等行業的軟化水處理。