軟化水處理設備分析（一）

一、什麽是軟化水

日常生活中，我們經常見到水壺用久後內壁會有水垢生成。這是什麽原因呢？原來在我們取用的水中含有不少無機鹽類物質，如鈣、鎂鹽等。這些鹽在常溫下的水中肉眼無法發現，一旦它們加溫煮沸，便有不少鈣、鎂鹽以碳酸鹽形成沉澱出來，它們緊貼壺壁就形成水垢。我們通常把水中鈣、鎂離子的含量用“硬度”這個指標來表示。硬度1度相當於每升水中含有10毫克氧化鈣。低於8度的水稱為軟水，高於17度的稱為硬水，介於8～17度之間的稱為中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是軟水，泉水、深井水、海水都是硬水。

二、軟化水與其它水的區別

原水，是指未經過處理的水。從廣義來說，對於進入水處理工序前的水也稱為該水處理的原水。例如由水源送入澄清池處理的水稱為原水。

軟化水，是指水中硬度（主要指水中鈣、鎂離子）去除或降低一定程度的水。水在軟化的過程中，僅硬度降低，而總含鹽量不變。

除鹽水，是指水中鹽類（主要是溶於水中的強電解質）除去或降低到一定程度的水。其電導率一般為1.0～10.0µS/cm，電阻率（25℃）（0.1～1.0）×106Ω·cm ，含鹽量為1～5mg/L。

純水，是指水中的強電解質和弱電解質（如SiO2、CO2等），去除或降低到一定程度的水。其電導率一般為：1.0～0.1µS/cm，電導率（1.01.0～10.0）×106Ω·cm 。含鹽量為 <1mg/L。

超純水，是指水中的導電介質幾乎完全去除，同時不離解的氣體、膠體以及有機物質（包括細菌等）也去除至很低程度的水。其電導率一般為0.1～0.055µS/cm，電阻率（25℃）﹥10×106Ω·cm ，含鹽量﹤0.1 mg/L。理想純水（理論上）電導率為0.05µS/cm，電阻率（25℃）為18.3×106Ω·cm。

三、軟化水處理

采用強酸性陽離子樹脂將原水中的鈣、鎂離子置換出來，再經該軟化水設備過濾出的鍋爐進水就是成為硬度很低的鍋爐用軟化淨水。

軟化水處理工作原理：

1、離子交換法

方法：采用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由於鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。

特點及效果：效果穩定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。

使用範圍：餐飲、食品、化工、醫藥等領域、空調、工業循環水等應用中。目前常用的標準方式。

2、電磁法

方法：采用在水中加上一定的電場或磁場來改變離子的特性，從而改變碳酸鈣（碳酸鎂）沉積的速度及沉積時的物理特性來阻止硬水垢的形成。

特點效果：設備投資小，安裝方便，運行費用低。效果不夠穩定性，沒有統一的衡量標準，而且由於主要功能僅是影響一定範圍內的水垢的物理性能，所以處理後的水的使用時間、距離都有一定局限。

適用範圍：多用於商業（如中 央空調等）循環冷卻水的處理，不能應用於工業生產及鍋爐補給水的處理。

3、膜分離法

方法：納濾膜（NF）及反滲透膜（RO）均可以攔截水中的鈣鎂離子，從而從根本上降低水的硬度。

隻能將硬度降到一定的範圍。

特點效果：效果明顯而穩定，處理後的水適用範圍廣。對進水壓力有較高要求，設備投資、運行成本都較高。

適用範圍：一般較少用於專門的軟化處理。

4、石灰法

方法：向水中加入石灰。

特點效果：隻能將硬度降到一定的範圍。

適用範圍：適用範圍大流量的高硬水。

5、加藥法

方法：向水中加入專用的阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結合的特性，從而使水垢不能析出、沉積。

特點效果：一次性投入較少，適應性廣。水量軟大時運行成本偏。

適用範圍：由於加入了化學物質，所以水的應用受到很大限製，一般情況下不能應用於飲用、食品加工、工業生產等方麵。在民用領域中也很少應用。

四、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）、慢衝洗（置換）、快衝洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接 近，隻是由於實際工藝的不同或控製的需要，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）。

A、反洗：工作一段時間後的設備，會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的汙物，把這些汙物除去後，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汙物衝走。這個過程一般需要5-15分鍾左右。 　

B、吸鹽（再生）：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統設備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是采用專用的內置噴射器將鹽水吸入（隻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采用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過 程一般需要30分鍾左右，實際時間受用鹽量的影響。 　

C、慢衝洗（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衝洗幹淨的過程叫慢衝洗，由於這個衝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分鍾左右。 　

D、快衝洗：為了將殘留的鹽衝洗幹淨，要采用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行衝洗，這個過程的出水應為達標的軟水。一般情況下，快衝洗過程為5-15分鍾。

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 ；

控製方式：時間/流量 工作電源：220V/50Hz 。

五、軟換水處理的作用

1、軟化水設備的使用節約了大量浪費燃料

當鍋爐結有水垢時，對於工作壓力為1.4MPa的鍋爐會結生1毫米的水垢，會浪費百分之八的燃料。

2、軟化水設備提高熱效率降低出力

當鍋爐蒸發麵結有水垢時，火側的熱量不能很快傳遞給水側就會降低鍋爐的出力。如果因為水處理不當，鍋爐結垢，使鍋爐蒸發能力降低了三分之一，因供氣不足自動作業線不能開車。

3、軟化水設備的使用降低鍋爐檢修量

鍋爐板或管道結有水垢以後，非常難以清除，特別是由於水垢引起鍋爐的泄漏，裂紋，折損，變形，腐蝕等病害。不僅損害了鍋爐，而且耗費大量人力，物力去檢修，不但縮短了運行的時間，也增加了檢修費用。

4、軟化水設備的應用減少危及健康

鍋爐因水垢引起的事故，占鍋爐事故總數的百分之二十以上，不但造成設備損失，也威脅著人身安 全。而水處理的基建和運行費用，占各項節約費用的四分之一。