软化水处理和软化水处理设备知识汇总

发布于：2022-08-03 09:25:03 来自：环保工程/水处理 [复制转发]

一、首先了解一下什么是软化水

在日常生活中，我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成。这是什么原因呢？原来在我们取用的水中含有不少无机盐类物质，如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现，一旦它们加温煮沸，便有不少钙、镁盐以碳酸盐形成沉淀出来，它们紧贴壶壁就形成水垢。

我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水，高于17度的称为硬水，介于8～17度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水，泉水、深井水、海水都是硬水。

二、软化水与其它水的区别

原水，是指未经过处理的水。从广义来说，对于进入水处理工序前的水也称为该水处理的原水。例如由水源送入澄清池处理的水称为原水。

软化水，是指水中硬度（主要指水中钙、镁离子）去除或降低一定程度的水。水在软化的过程中，仅硬度降低，而总含盐量不变。

除盐水，是指水中盐类（主要是溶于水中的强电解质）除去或降低到一定程度的水。其电导率一般为1.0～10.0μS/cm，电阻率（25℃）（0.1～1.0）×106Ω·cm ，含盐量为1～5mg/L。

纯水，是指水中的强电解质和弱电解质（如SiO2、CO2等），去除或降低到一定程度的水。其电导率一般为：1.0～0.1μS/cm，电导率（1.01.0～10.0）×106Ω·cm 。含盐量为 <1mg/L。

超纯水，是指水中的导电介质几乎完全去除，同时不离解的气体、胶体以及有机物质（包括细菌等）也去除至很低程度的水。其电导率一般为0.1～0.055μS/cm，电阻率（25℃）﹥10×106Ω·cm ，含盐量﹤0.1 mg/L。理想纯水（理论上）电导率为0.05μS/cm，电阻率（25℃）为18.3×106Ω·cm。

三、什么是软化水处理？

采用强酸性阳离子树脂将原水中的钙、镁离子置换出来，再经该软化水设备过滤出的锅炉进水就是成为硬度极低的锅炉用软化净水。

四、工作原理

1、离子交换法

（1）方法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。

（2）特点及效果：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。

（3）使用范围：餐饮、食品、化工、医药等领域、空调、工业循环水等应用中。目前最常用的标准方式。

2、电磁法

（1）方法:采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。

（2）特点效果：设备投资小，安装方便，运行费用低。效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。

（4）适用范围：多用于商业(如中央空调等)循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理。

3、膜分离法

（1）方法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。只能将硬度降到一定的范围。

（2）特点效果：效果明显而稳定，处理后的水适用范围广。对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。

（3）适用范围：一般较少用于专门的软化处理。

4、石灰法

（1）方法：向水中加入石灰。

（2）特点效果：只能将硬度降到一定的范围。

（3）适用范围：适用范围大流量的高硬水。

5、加药法

（1）方法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。

（2）特点效果：一次性投入较少，适应性广。水量软大时运行成本偏。

（3）适用范围:由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。

五、软化水设备工作流程及工作要求

1、软化水设备工作流程

工作(有时叫做产水，下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的(其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程)。

（1）反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。

（2）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30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。

（3）慢冲洗(置换)：在用盐水流过树脂以后，用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换，根据实际经验，这个过程中是再生的主要过程，所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同，即30分钟左右。

（4）快冲洗：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。

2、软化水设备技术指标及工作要求：

入口水压：0.18-0.6Mpa

工作温度：1-55℃ 源水硬度：<8mmol/L

操作方式：自动/手动出水硬度：≤0.03mmol/L

再生剂：NaCL 再生方式：顺流/逆流

交换剂：001*7强酸性离子交换树脂

控制方式：时间/流量工作电源：220V/50Hz

六、软换水处理的作用

1、软化水设备的使用节约了大量浪费燃料

当锅炉结有水垢时，对于工作压力为1.4MPa的锅炉会结生1毫米的水垢，会浪费8%的燃料。

2、软化水设备提高热效率降低出力

当锅炉蒸发面结有水垢时，火侧的热量不能很快传递给水侧就会降低锅炉的出力。如果因为水处理不当，锅炉结垢，使锅炉蒸发能力降低了三分之一，因供气不足自动作业线不能开车。

3、软化水设备的使用降低锅炉检修量

锅炉板或管道结有水垢以后，非常难以清除，特别是由于水垢引起锅炉的泄漏，裂纹，折损，变形，腐蚀等病害。不仅损害了锅炉，而且耗费大量人力，物力去检修，不但缩短了运行的时间，也增加了检修费用。

4、软化水设备的应用减少危及安全

锅炉因水垢引起的事故，占锅炉事故总数的20%以上，不但造成设备损失，也威胁着人身安全。而水处理的基建和运行费用，占各项节约费用的四分之一。

七、软化水处理设备

软化水设备，顾名思义即降低水硬度的设备，主要除祛水中的钙、镁离子，通俗的说就是降低水的硬度的设备，起作用主要有去除水中的钙镁离子、活化水质，杀菌灭藻，防垢除垢。软化水设备在软化水的过程中，不能降低水中的总含盐量。在热水锅炉系统、热交换系统、工业冷却系统、中央空调系统以及其他用水设备系统中都有广泛的应用。

八、工作原理

由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的Ca2+、Mg2+（形成水垢的主要成份）置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。

当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，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在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。

由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到软化。

九、工作流程

1、反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。

2、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30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。

3、慢冲洗(置换)：在用盐水流过树脂以后，用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换，根据实际经验，这个过程中是再生的主要过程，所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同，即30分钟左右。

4、快冲洗：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。

十、应用

不同的应用选择不同的软水处理设备

1、软化水设备应用的范围：

（1）采暖

（2）冷却补水

（3）工艺用水

（4）蒸汽锅炉

（5）钢铁冶炼

（6）化工制药

2、行业所需的系统用水时间

系统用水时间即：每小时用水量、平均值、峰值。可根据供水时间选择设备。如若不需要连续供水就可选择单阀单罐的设备;如若需要连续供水就需要选择选择双床集控或双控双床系列软化水处理装置。

3、水源的硬度

同一型号软水器水质较硬者制水周期必然要相对减少，产水量较低，由此导致软化水设备再生频繁从而降低树脂的使用寿命。这种情况下就需要选择较大型号的软水器，加大树脂体积。

十一、软化水设备选型

1、控制器：分为自动控制及手动控制。品牌上的选择可以选择进口也可以选择国产。

2、树脂罐：软化水装置罐体材料分为玻璃钢、碳钢、不锈钢。

3、设备控制形式：一种是制备水量达到设定值是自动还原，称为流量型;适用于所有的给水系统软化水处理设备。第二种是以时间为控制再生计量的方式，称为时间型;适用于水量稳定的供水系统，最短还原再生周期为24小时。

4、设备组合：

单控单床：还原期间停止供水2小时或继续供原水(硬水旁通)。

单控双床：交替供水，一用一备型。

双控双床：交替供水，一用一备型。

双控双床：同时供水，交替再生。

多控几床：三个以上软化水树脂罐并联使用，适合大型供水系统。

可广泛应用于蒸汽锅炉、热水锅炉、交换器、蒸发冷凝器、空调、直燃机等系统的补给水的软化。还可用于宾馆、饭店、写字楼、公寓、家居等生活用水的处理及食品、饮料、酿酒、洗衣、印染、化工、医药等行业的软化水处理

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