一軟化水設(shè)備的工作原理

1、全自動(dòng)軟水裝置使用說明一、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交換器內(nèi)樹脂層時(shí)，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的 鈉離子發(fā)生置換，樹脂吸附了鈣、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，故一般采用陽離子交換樹脂(軟水器)，將水中的Ca2+ 離子交換圖、Mg2+（形成水垢的主要成份）置換出來，隨著樹脂內(nèi)Ca2+、Mg2+的增加，樹脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低。 當(dāng)樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之后，就必須進(jìn)行再生，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂

2、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(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+。 軟化水設(shè)備單閥單罐一般控制閥的運(yùn)行流程為：運(yùn)行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補(bǔ)水、正

3、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)展來的(其中，全自動(dòng)軟化水設(shè)備會(huì)增加鹽水重注過程)。 軟化水設(shè)備工作流程示意圖反洗：工作一段時(shí)間后的設(shè)備，會(huì)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證。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(gè)過程一

4、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(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(shè)備都是采用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個(gè)過 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)：在用鹽水流過樹脂以后，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗干凈的過程叫慢沖洗，由于這個(gè)沖洗過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)過程中是再生的主要過程，所以很多人將這個(gè)過程稱作置換。

5、這個(gè)過程一般與吸鹽的時(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)樹脂進(jìn)行沖洗，這個(gè)過程的最后出水應(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/無頂壓逆流兩種形式

6、，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(兩只罐體需要配16-20只閥門左右)，再生時(shí)用專用的鹽泵將溶解好的鹽液泵入樹脂罐( 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，通過閥體的轉(zhuǎn)動(dòng)來改變水流方向。這種設(shè)備與傳統(tǒng)的手動(dòng)設(shè)

7、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(

8、或活塞)來動(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)方式相類似的結(jié)構(gòu)，配合專用的全自動(dòng)控制器(單片機(jī)或PLC)來組成軟化水設(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）

9、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)的軟水器來說原水硬度高，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)減少樹脂的使用壽命。為避免此類情況，應(yīng)加大樹脂體積，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，所用樹脂的

10、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（過濾器，除氧器）應(yīng)予留位置。 2 關(guān)于再生鹽罐及樹脂的位置： 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)于裝填石英砂及樹脂： （1） 了保證布水均勻盡量在交換柱底部鋪放150200mm的質(zhì)量良好的石英砂（不分解產(chǎn)生硅的氧化物或鹽類） （2） 裝填樹脂前，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）

11、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。 （3） 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，開始均勻地裝填石英砂或樹脂。 （4） 裝填樹脂時(shí)，注意人中心升降管的周圍均衡裝填，為保證予先計(jì)算好的數(shù) 量如數(shù)裝入柱內(nèi)，隨著裝置過程，應(yīng)不斷向交換柱內(nèi)注入清水，使之樹脂孔隙中

12、空氣排出。維持這種水封狀態(tài)裝填樹脂是最好的方法，干樹脂很難保障如數(shù)裝入應(yīng)該用的填量。 （5） 待樹脂裝填完畢后重新將控制閥沿順時(shí)針方向旋入交換柱上端螺紋口內(nèi)。 同時(shí)要求保證平整。 軟化水設(shè)備注：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) （1） 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 （2） 啟動(dòng)軟水器的開始，應(yīng)先打開軟水口的排出閥門，然后緩慢開啟進(jìn)水口的閥門，且保證開度由小到大，不可啟開太快，以免流失樹脂。 （3） 初次經(jīng)過樹脂排出的軟水，顏色帶有微黃，測(cè)試pH值時(shí)可能小于7呈酸性，過了三至五分鐘后，出水顏色轉(zhuǎn)至無色，此時(shí)pH值上升為7（中性

13、），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)入樹脂罐而導(dǎo)致樹脂報(bào)廢。 5 對(duì)再生程序的試轉(zhuǎn)動(dòng)及首次制備鹽水的問題 （1） 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)量以說明書項(xiàng)三“技術(shù)參數(shù)匯總表”提供的NaCL重量為準(zhǔn)） （2） 在不打開通水閥的情況下拉開后邊面板，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

14、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

15、水管道安裝系統(tǒng)不應(yīng)安裝任何閥門，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

16、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：0017陽樹脂裝填數(shù)量（m3） EI：0017陽樹脂的工作交換容量（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)Q周時(shí)，可保證軟水品質(zhì)。 （2）計(jì)算T周，當(dāng)T設(shè)T周時(shí)，也可保證軟水質(zhì)品質(zhì)合格。否則須重新調(diào)整原設(shè)定的周期流量或周期時(shí)間。 調(diào)整的原則，既要首先保證出軟水的品質(zhì)小于國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（YD

17、0.03mmol/L）同時(shí)還要有一定的經(jīng)濟(jì)性，二者要兼顧。 （3）配備簡(jiǎn)易的分析器及分析藥劑，于高速程序時(shí)，分析每周期持續(xù)最后時(shí)間的軟水水質(zhì)的水平。 注：1.凡用硬度單位mmol/L時(shí)，基本單元定為一價(jià)陽離子（Na+、1/2Ca2+、1/2Mg2+） 注：現(xiàn)在軟化水設(shè)備大多采用下中心管裝布水器，不用添加石英砂。 七、鍋爐軟化水設(shè)備介紹：鍋爐軟化水設(shè)備是針對(duì)鍋爐結(jié)垢而推出的一種原水預(yù)處理裝置，去除原水中的鈣、鎂離子以及導(dǎo)致鍋爐長(zhǎng)垢的原素。 鍋爐軟化水設(shè)備軟水硬度超標(biāo)的原因分析: 一、在軟水設(shè)備的取樣口檢測(cè)是合格的，但軟水箱中的水硬度超標(biāo)，造成此現(xiàn)象的原因如下： A、再生周期設(shè)定過大，或流量計(jì)故障

18、造成的計(jì)量不準(zhǔn)，使樹脂本該再生時(shí)未能及時(shí)再生，致使超標(biāo)水注入軟水箱。 B、正洗時(shí)間偏短，使本應(yīng)在正洗中被沖掉的廢鹽水被部分地帶到軟水箱中。 C、給水水壓不穩(wěn)引發(fā)的鹽箱補(bǔ)水過少，吸鹽過少，正洗不足，其中任何一項(xiàng)都可造成該次再生后出水硬度超標(biāo)，影響軟水箱水質(zhì)。 D、在鹽箱中的鹽很少時(shí)，未能及時(shí)添加，造成某次再生的效果不佳。 E、操作不當(dāng)，在某次再生過程中關(guān)閉給水閥。 以上錯(cuò)誤中任何一項(xiàng)均可造成短時(shí)間大量超標(biāo)水注水軟水箱，需要合格軟水長(zhǎng)時(shí)間稀釋超標(biāo)水才可使軟水箱中的水重新達(dá)標(biāo)。 二、在軟水設(shè)備的取樣口多次檢測(cè)，均不合格，將此情況分為新裝軟水設(shè)備初次試水硬度超標(biāo)及在用軟水設(shè)備硬度超標(biāo)分別討論： 1、新

19、裝軟水設(shè)備初次試水硬度超標(biāo)的原因： a 中心管與控制閥交接處的O形密封圈未形成密封，此時(shí)應(yīng)檢查：中心管的長(zhǎng)度是否夠，外徑是否符合要求；是否忘記裝O形密封圈；O形密封圈是否破損。 b 中心管上破損，有裂紋。 c 給水TDS值與樹脂層高度比值過大。 d 給水TDS值與樹脂交換容量的比值過大。 e 進(jìn)出水口接反。 2、在用軟水設(shè)備軟水硬度超標(biāo)的原因： a 給水TDS值與樹脂層高度或樹脂交換容量的比值過大。與新樹脂初次試水相比，在用軟水設(shè)備對(duì)給水TDS值要求更嚴(yán)格，當(dāng)樹脂層高度為1.5米，總硬度為13mmol/L，給水TDS值900mg/L時(shí)，確保軟水硬度0.03mmol/L將會(huì)比較困難。 b 樹脂中

20、毒，老化引起的樹脂交換容量降低。由此種原因引起的軟水硬度超標(biāo)是一漸進(jìn)過程，不是突然出現(xiàn)的明顯超標(biāo)。 c 鹽箱中的鹽量過少。當(dāng)鹽箱中水量正常，而鹽的高度不及水的高度的1/3時(shí)，在吸鹽步驟的中后期吸上的鹽水很可能不飽和，致使經(jīng)射流器稀釋后的鹽水濃度低于再生要求，影響再生效果。 d 鹽箱中的總水量過少，我們的經(jīng)驗(yàn)是樹脂罐中每100L樹脂，所需鹽箱中的水量約為35-40L，過多低于這一標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)引發(fā)再生不充分。 e 吸鹽水太慢，在正常的時(shí)間內(nèi)，不能吸入足夠的鹽水，其原因如下：給水壓力過低；上下布水中泥沙等雜物堵塞嚴(yán)重；廢水軟管變形、折彎等引發(fā)的排廢水不暢；樹脂層內(nèi)雜質(zhì)太多；吸鹽管路上有泄漏點(diǎn)，使空氣被吸入；射流器中有異物；空氣逆止閥失靈，提前關(guān)閉或被堵塞；射流器選型偏小。 三、技術(shù)參數(shù) 1）原水硬度6H+mmol/L，即300mg/L（以CaCO3計(jì)）；當(dāng)原