樹脂軟化水設(shè)備

軟化水設(shè)備，顧名思義即降低水硬度的設(shè)備，主要除祛水中的鈣、鎂離子，在進水為深井水或者水源硬度很大的情況下，使用軟化水設(shè)備的作用是去除水中的鈣、鎂離子含量，使水中鈣鎂離子減少。軟化水設(shè)備在軟化水的過程中，不能降低水中的總含鹽量，在熱水鍋爐系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、工業(yè)冷卻系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)以及其他用水設(shè)備系統(tǒng)中都有廣泛的應(yīng)用。


基本原理

軟化水設(shè)備主要的工作原理就是利用陰陽離子軟化。讓原水通過陰陽離子轉(zhuǎn)化器，除去水中的，鈣，鎂，鈉等離子。出來的水就只是水分子了。沒有其他的分子，那么就可以有效的防止水垢。

離子交換圖

在進水為深井水或者水源硬度很大的情況下，使用軟化水設(shè)備的作用是去除水中的鈣、鎂離子含量，使水中鈣鎂離子減少。如果沒有軟水器或軟水器失效，鈣、鎂鹽在反滲透膜表面因濃度急劇升高而形成難溶于水的沉淀物，堵塞反滲透膜孔，使反滲透膜的使用壽命縮短，增加設(shè)備的維護成本。



設(shè)備分類


工業(yè)水處理設(shè)備、飲用水處理設(shè)備、灌裝設(shè)備、水處理配件幾大類。

工業(yè)水處理設(shè)備
電廠大型反滲透設(shè)備，醫(yī)藥電子等行業(yè)超純水設(shè)備，花卉瓜果澆灌用純凈水設(shè)備，加藥設(shè)備，鍋爐軟化水設(shè)備；
飲用水處理設(shè)備
食品、飲料行業(yè)純凈水設(shè)備，水廠純凈水礦泉水設(shè)備，農(nóng)村生活飲用水設(shè)備，賓館、學校、機關(guān)單位、食堂等直飲水設(shè)備。
灌裝設(shè)備
大桶、小瓶灌裝線，刷桶拔蓋機；
水處理配件
濾料，濾芯，增壓泵，反滲透膜，膜殼，精密過濾器，流量計，壓力表，臭氧發(fā)生器，紫外線殺菌器，阻垢劑等。




工作流程




軟水器的工作過程

軟化水設(shè)備工作流程示意圖
，一般由下列幾個步驟循環(huán)組成：反洗、吸鹽（再生）、慢沖洗（置換）、快沖洗五個過程。不同軟化水設(shè)備的所有工序非常接 近，只是由于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(chǔ)的軟化水設(shè)備都是在這五個流程的基礎(chǔ)上發(fā)展來。自動軟化器運行程序：
A.運行(工作)
原水在一定的壓力(0.2-0.6Mpa)、流量下，通過控制器閥腔，進入裝有離子交換樹脂的容器(樹脂罐)，樹脂中所含的Na+與水中的陽離子(Ca2+，Mg2+，F(xiàn)e2+……等)進行交換，使容器出水的Ca2+，Mg2+離子含量達到既定的要求，實現(xiàn)了硬水的軟化。
B. 反洗
樹脂失效后，在進行再生之前，先用水自下而上的進行反洗。反洗的目的有兩個，一是通過反洗，使運行中壓緊的樹脂層松動，有利于樹脂顆粒與再生液充分接觸;一是使樹脂表面積累的懸浮物及碎樹脂隨反洗水排出，從而使交換器的水流阻力不會越來越大。
C. 再生吸鹽
再生用鹽液在一定濃度、流量下，流經(jīng)失效的樹脂層，使其恢復原有的交換能力。
D. 置換(慢速清洗)
在再生液進完后，交換器內(nèi)尚有未參與再生交換的鹽液，采用小于或等于再生液流速的清水進行清洗(慢速清洗)，以充分利用鹽液的再生作用并減輕正洗的負荷。
E. 正洗(快速清洗)
目的是清除樹脂層中殘留的再生廢液，通常以正常流速清洗至出水合格為止。
F. 再生劑箱注水
向再生劑箱中注入溶液再生一次所需鹽量的水。





控制工具


手動型
這種方式是傳統(tǒng)的標準方式，主要有順流/無頂壓逆流兩種形式，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只手動閥門（兩只罐體需要配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(shè)備曾是國內(nèi)軟化水設(shè)備的主要形式）。這種結(jié)構(gòu)的軟化水設(shè)備主要特點是：流程簡單易懂，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。
自動型
國產(chǎn)組合自動型
由于手動設(shè)備的使用過于復雜，在20世紀90年代初期，國內(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)動來改變水流方向。這種設(shè)備與傳統(tǒng)的手動設(shè)備相比，這種設(shè)備與傳統(tǒng)的手動設(shè)備相比，設(shè)備的占地小了很多，自動化程度高。但是由于控制方式采用時間控制，運行時控制精度較低。受設(shè)計思路、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，一旦磨損后修復的可能性很小。國內(nèi)市場上這種設(shè)備的生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品的實際質(zhì)量差異較大，很多設(shè)備的運行效果不如人意。
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(shè)備進行自動化設(shè)計，隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，逐漸發(fā)展出與國內(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，由小型電機帶動凸輪軸（或活塞）來動作。由于國外工業(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，控制器自動化程度高（新的已經(jīng)可以與工業(yè)計算機或普通監(jiān)控計算機通訊）。
分立閥全自動型
分立閥一般是采用進口的全自動隔膜閥或電磁閥，采用與傳統(tǒng)手動方式相類似的結(jié)構(gòu)，配合專用的全自動控制器（單片機或PLC）來組成軟化水設(shè)備。全自動型設(shè)備主要用于流量較大的場合，也可以用于傳統(tǒng)手動設(shè)備的改造，可以在不改動原設(shè)備管路的情況下將傳統(tǒng)的手動設(shè)備改造成自動化設(shè)備。從而降低操作勞動強度，降低設(shè)備消耗。



安裝調(diào)試



⒈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。
⒉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。
⒊關(guān)于裝填石英砂及樹脂：
⑴了保證布水均勻盡量在交換柱底部鋪放150~200mm的質(zhì)量良好的石英砂（不分解產(chǎn)生硅的氧化物或鹽類）
⑵裝填樹脂前，應(yīng)檢查中心升降管的長度，是否合適。
先將上布水器卡入自控機頭（控制閥）底部中央承接口，再將中心管下端對準交換柱底部窩槽內(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方向旋入交換柱上端螺口內(nèi)，確認整個控制閥螺口能平整的旋入交換柱上端螺口內(nèi)，以確認中心管的長短符合要求，且能使中心升降管緊密連接閥頭并保持同心。
⑶上述試裝機頭工作完畢后，再將機頭反時針旋轉(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對準底部的槽窩，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。
⑷裝填樹脂時，注意人中心升降管的周圍均衡裝填，為保證予先計算好的數(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，使之樹脂孔隙中空氣排出。維持這種水封狀態(tài)裝填樹脂是好的方法，干樹脂很難保障如數(shù)裝入應(yīng)該用的填量。
⑸待樹脂裝填完畢后重新將控制閥沿順時針方向旋入交換柱上端螺紋口內(nèi)。
同時要求保證平整。

軟化水設(shè)備
注：勿忘將上布水器裝入控制閥底座。
⒋按照安裝示意圖配接管和電源后，進行通水試驗
⑴所有進出口管路必須有獨立支撐，絕對不可以用閥頭做支撐
⑵啟動軟水器的開始，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。
⑶初次經(jīng)過樹脂排出的軟水，顏色帶有微黃，測試pH值時可能小于7呈酸性，過了三至五分鐘后，出水顏色轉(zhuǎn)至無色，此時pH值上升為7（中性），同時軟水硬度已合格≤0.03mmol/L（1/2Ca2+、1/2Mg2+)
⑷對于急待使用軟化水的鍋爐，立即可將合格軟水導入給水水箱。
⑸對已曾用過的舊管道，與軟水器連接前必須極認真地通水沖去管道中積存的銹渣、泥土等雜物且應(yīng)嚴防蒸汽進入樹脂罐而導致樹脂報廢。
⒌對再生程序的試轉(zhuǎn)動及首次制備鹽水的問題
⑴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)量以說明書項三“技術(shù)參數(shù)匯總表”提供的NaCL重量為準）
⑵在不打開通水閥的情況下拉開后邊面板，手動試轉(zhuǎn)再生定時器，檢查反洗，進鹽與小沖冼、大沖冼、制水備鹽等工藝流程是否正常運轉(zhuǎn)，當確認功能完備即可維持制水備鹽程序階段，在通電通水時，會有軟水輸出，同時向鹽罐中開始送入溶解NaCL的軟水，直至此程序時間結(jié)束，又轉(zhuǎn)入自動制取軟水流程。當此設(shè)備所設(shè)定的制水程序總時間到達后，立即又會自動依次轉(zhuǎn)入反洗 進下鹽與小沖冼 大沖冼 制水備鹽 制水，周而往復地自動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，而始終是自動化實施連續(xù)制取軟水的功能。
⒍照本說明介紹的方法設(shè)定時間和控制器，初運行階段加強出水水質(zhì)化驗監(jiān)測并根據(jù)水質(zhì)變化調(diào)整還原程序，使之處理達到佳工況。
⒎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。
⒏排水管道安裝系統(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。
⒐軟水進入水箱前必須設(shè)置排污閥，以應(yīng)急排除予料之外的超標水質(zhì)。
⒑對于水質(zhì)、壓力波動的的調(diào)整問題
由于中國某些地區(qū)供水硬度、壓力均有較大的變化時，用戶使用流量型或時間型的軟水設(shè)備，予先的程序均會受到影響或出現(xiàn)提前再生而浪費再生劑，或拖后再生而不能保證軟水品質(zhì)，二者問題的出現(xiàn)，會給鍋爐等壓力容器設(shè)備安全運行帶來相應(yīng)的危害，為此提出如下應(yīng)急措施：
一， 軟化水出口管道上均應(yīng)設(shè)置講師準確的流量表，自來水進口管道上應(yīng)設(shè)置壓力表，操作工人，必須認真記錄供水壓力及流量的變化數(shù)值。
二， 按下列公式計算有關(guān)數(shù)據(jù)，并調(diào)整所設(shè)流量或時間參數(shù)值。
Q周=
式中符號含義及單位：
Q周：軟化設(shè)備整個運行周期制取軟化水總量（m3或t）
V樹：001×7陽樹脂裝填數(shù)量（m3）
EI：001×7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：單位時間平均產(chǎn)軟化水量（m3/h或t/h）
通過公式⑴，計算Q周，與原設(shè)定的流量總數(shù)值（Q設(shè)）相比較，當Q設(shè)<Q周時，可保證軟水品質(zhì)。
⑵計算T周，當T設(shè)<T周時，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間。
調(diào)整的原則，既要首先保證出軟水的品質(zhì)小于國家水質(zhì)標準（YD≤0.03mmol/L）同時還要有一定的經(jīng)濟性，二者要兼顧。
⑶配備簡易的分析器及分析藥劑，于高速程序時，分析每周期持續(xù)后時間的軟水水質(zhì)的水平。
注：1.凡用硬度單位mmol/L時，基本單元定為一價陽離子（Na+、1/2Ca2+、1/2Mg2+）
注：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。