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软化水设备(软水器)


    软化水设备(软水器)是专门清除水中的钙镁离子,有效率高达99%,同时也可以去除水中的藻类、固体悬浮物,使处理后的水软化、清澈。

详细介绍

一、软化水设备简述
什么是软水(软化)?为什么要软化?
水中杂质按其状态不同,可以分为悬浮物、胶体和溶解物质三大类。
   悬浮物是指颗粒直径约为10-4mm以上的微粒,包括泥砂、植物和动物有机体的微小碎片、纤维或死亡之后的腐败产物等,根据各种物质的尺寸和密度,有些漂浮于水面,有些悬浮于水中,有些沉于水底。
   胶体是指颗粒直径约在10-610-4mm之间的微粒,主要是铁、铝、矽的化合物及动植物有机体的分解产物,以带电荷胶体微粒形式较均匀地存在于水中。
   溶解物质是指颗粒直径小于10-4mm的微粒,通常以离子、分子或气体状态存于水中,其中溶解最多的离子有钠离子(Na+)、钙离子(Ca-)镁离子(Mg+)、碳酸氢根(HCO3+)、硫酸根(SO42-)、氯离子(C1-)等,浓度含量差别较大,可从几到几万mg/L。此外,水中常见的还有矽的化合物(含量从几到几十mg/L)。矽的化合物可以以离子状态的矽酸氢根(HSiO3-)和矽酸根(SiO32-)存在,也可以以二氧化矽的胶体(SIO2.H20)或多矽酸XSIO2.YH20的状态存在。
   
将以上几种离子进行组合,可以得到以下盐类:
  氯化钠(NaCl) 硫酸镁(MgSO4)     氯化钙(CaCl2) 碳酸氢钠(NaHCO3
  氯化镁(MgCl2) 碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]   硫酸钠(Na2SO4) 碳酸氢镁[MgHCO32]
  硫酸钙(CaSO4
    我们都知道,这些可溶解的化合物的溶解度随着温度的变化有较明显的变化,其中的碳酸钙、碳酸镁类的物质,其溶解度随着温度的升高而下降。当温度升高时,原来溶解于水中的碳酸钙、碳酸镁析出形成沉淀物,这些沉淀物可以是以絮状、粉末状,或沉积在容器、管道表面,形成水垢。
  用来衡量钙镁离子总量的指标是硬度,总的说来,水的硬度主要由钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子构成的,其具体指标是同类离子折合为碳酸钙来计时的数值,目前在国内常用的硬度单位是mg/L(毫克每升)mmol/L(毫摩尔每升)mgN/L(毫克当量每 升)
  钙镁离子含量较多的水称为硬水,钙镁离子含量较少的水称为软水。硬水与软水只是通俗上的叫法,并没有标准的量的概念,在生活中,行内一般把硬度低于3mmol/L的水称为较软的水,3-6称为普通水,6-8称为较硬的水,10以上称为高硬水。(工业上采用截然不同的标准,工业上一般只有硬度<1的水称作软水,1-10之间都经常笼统地称为硬水,硬度>10的水也多称为高硬水)
    由于水垢的沉积对人们的生活及生产均有很明显的影响,所以生产用水和生活用水均对硬度指标有一定的要求,特别是锅炉用水中若含有硬度盐类,会在锅炉受热面上生成水垢,从而降低锅炉热效率、增大燃料消耗,甚至因金属壁面局部过热而损伤部件、引起爆炸。因此对于低压锅炉要进行水的软化处理;对于中、高压锅炉要进行水的软化与脱盐处理。
  采用某种方法降低水的硬度的过程叫做“软化(一般是指采用设备)

二、软化水设备(软水器)工作原理

    根据实际使用经验及特点,在工业锅炉及工业生产中最常用的方式是离子交换法(目前基本上是标准设备),普通情况下所说的“软水器”一般均指这种设备。
  在餐饮、食品、化工、医药等领域、空调、工业循环水等应用中,也多采用离子交换法对补水进行处理。小型热水锅炉、换热器等应用中,多采用加药法。
    离子交换树脂是一种聚合物,一种多孔的、不可溶性交换材料,带有相应的功能基团。一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。
    当含有硬度离子的原水通过软水器内树脂层时,水中的钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子被树脂交换吸附,同时等物质量释放出的钠(Na2+)离子。从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。其交换过程如下:
                       
                      2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+
                      2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+

即水通过钠离子交换器后,水中的Ca+Mg+被置换成Na+
    当钠离子交换树脂失效之后,为恢复其交换能力,就要进行再生处理。再生剂为价廉货广。的食盐溶液。再生过程反应如下:

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

     经上述处理,再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层,把树脂上的硬度离子再置换出来,随再生废液排出罐外,树脂就又恢复了软化交换的能力,具体工作流程如下:
     当水流过树脂层时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降。硬水就变为软水,这是软化水设备的工作过程。
  当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后,树脂的软化能力下降,可以用氯化钠溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作再生
  由于实际工作的需要, 软化水设备的标准工作流程主要包括工作(有时叫做产水,下同)、反洗、吸盐(再生)、正洗、盐箱注水五个过程:
  反洗:主要有两个作用,一是松动树脂层,使盐液与树脂层充分接触,使置换反应更彻底,二是冲洗掉被树脂拦截的悬浮物,这个过程一般需要5-15分钟左右。
  吸盐(再生):即将盐水注入树脂罐体的过程,传统设备是采用盐泵将盐水注入,全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入(只要进水有一定的压力即 可)。在实际工作过程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好,所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生,这个过程一般需要60分钟左右,实际时间受用盐量的影响。
  正洗:为了将残留的盐彻底冲洗干净,要采用与实际工作接近的流速,用原水对树脂进行冲洗,这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下,快冲洗过程为5-15分钟。

三、设备运行参数及应用条件  

    1、 原水硬度<12 m·mol/L (原水硬度>8 m·mol/L时,请事先声明)
    2、 出水硬度<0.03 m·mol/L (达到《国家低压锅炉水质标准》GB1576-2001要求)
    3、 工作水压0.20-0.5 MPa
    4、 工作电压~220V,50Hz
    5、 工作温度0~50℃
    6、 原水浊度<5度 (原水含砂量偏高时应加装过滤器)
    7、 盐耗量<100 g/N (与原水硬度有关)
    8、 水耗~2%

四、设备配置参数表

罐体
材质

设备直径
(mm)

处理水量
 (m3/h)

控制
方式

  配置功能

配管
材质

其它
配置

滤料

不锈钢

300~4000

2.5-320

手动
自动

1、控制正洗
2、控制反洗
3、控制运行
4、再生系统
5、再生盐箱
6、压力监控

ABS
UPVC
不锈钢
碳钢
其它

流量计
布水器
取样阀
电磁阀
压力表

各名牌阳离子树脂

碳钢

400~4000

2.5-320

仿玻璃钢

150~2000

0.5-120

玻璃钢

150~2000

0.10-120

 

   

、适用范围
  反渗透、电渗析、离子交换器等预处理
 
蒸馏器预处理
  各种锅炉用水处理
 
水处理厂
  生活用水处理
  纺织洗染等工业用水处理
  循环水系统
  其它对水质硬度有要求的用水

 

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