水中的鈣鎂離子的存在是水溫變化時(shí)形成水垢的主要原因。目前在國(guó)內(nèi)常用的軟化水設(shè)備主要有手動(dòng)式、國(guó)產(chǎn)組合式、國(guó)產(chǎn)多閥式、多路閥式幾種,其中多路閥式軟化水設(shè)備是目前市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品,這種設(shè)備以的多路閥及控制器為核心,配用國(guó)產(chǎn)的樹脂罐、鹽箱、管道等材料構(gòu)成全自動(dòng)軟化水設(shè)備。
由于水垢的沉積對(duì)人們的生活及生產(chǎn)均有很明顯的影響,所以生產(chǎn)用水和生活用水均對(duì)硬度指標(biāo)有一定的要求,特別是鍋爐用水中若含有硬度鹽類,會(huì)在鍋爐受熱面上生成水垢,從而降低鍋爐熱效率、增大燃料消耗,甚至因金屬壁面局部過(guò)熱而損傷部件、引起爆炸。因此對(duì)于低壓鍋爐要進(jìn)行水的軟化處理;對(duì)于中、高壓鍋爐要進(jìn)行水的軟化與脫鹽處理。
離子交換法:采用特定的陽(yáng)離子交換樹脂,以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來(lái),由于鈉鹽的溶解度很高,所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前常用的標(biāo)準(zhǔn)方式。主要優(yōu)點(diǎn)是:效果穩(wěn)定準(zhǔn)確,工藝成熟。采用這種方式的軟化水設(shè)備一般也叫做“離子交換器”(由于采用的多為鈉離子交換樹脂,所以也多稱為“鈉離子交換器”)。
離子交換法的工作原理:
離子交換樹脂是一種聚合物,帶有相應(yīng)的功能基因團(tuán)。一般情況下,常規(guī)的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。
當(dāng)水中的鈣鎂離子含量高時(shí),離子交換樹脂可以釋放出鈉離子,功能基因團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合,這樣水中的鈣鎂離子含量降低,水的硬度下降。硬水就變?yōu)檐浰?,這是軟化水設(shè)備的工作過(guò)程。
當(dāng)樹脂上的大量功能基因團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合后,樹脂的軟化能力下降,可以用氯化鈉溶液流過(guò)樹脂,此時(shí)溶液中的鈉離子含量高,功能基因團(tuán)會(huì)釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結(jié)合,這樣樹脂就恢復(fù)了交換能力,這個(gè)過(guò)程叫做“再生”。
由于試劑工作的需要,軟化水設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)工作流程主要包括:
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(guò)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(lái)的(其中,全自動(dòng)軟化水設(shè)備會(huì)增加鹽水重注過(guò)程)。
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(lái)的污物,把這些污物除去后,離子交換樹脂才能完全暴露出來(lái),再生的效果才能得到。反洗過(guò)程就是水從樹脂的底部流入,從頂部流出,這樣可以把頂部攔截下來(lái)的污物沖掉。這個(gè)過(guò)程一般需要5-15分鐘左右。
吸鹽(再生):即將鹽水注入樹脂罐體的過(guò)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(進(jìn)水要有一定的壓力)。在實(shí)際工作過(guò)程中,鹽水以較慢的速度流過(guò)樹脂的再生效果比單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(guò)樹脂的方法再生,這份合格過(guò)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):再用鹽水流過(guò)樹脂層以后,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(guò)程叫慢沖洗,由于這個(gè)過(guò)程中仍有大量的功能基因團(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(guò)程中是再生的主要過(guò)程,所以很多人將這個(gè)過(guò)程稱做置換。這個(gè)過(guò)程一般同吸鹽的時(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(guò)程的后出水應(yīng)為達(dá)標(biāo)的軟水。一般情況下,快沖洗過(guò)程為5-15分鐘。
手動(dòng)軟化水設(shè)備吸鹽操作參照反滲透預(yù)處理樹脂再生操作方法,具體如下:
當(dāng)樹脂吸附一定量的鈣、鎂離子之后,就必須進(jìn)行再生。時(shí)間為每運(yùn)行48小時(shí)左右(原水為市政自來(lái)水時(shí)),須再生一次。再生過(guò)程就是用鹽箱中的工業(yè)鹽沖洗樹脂層,把樹脂上的鈣、鎂等硬度離子再置換出來(lái),隨再生廢液排出罐外,樹脂就又恢復(fù)了軟化交換能力(軟水器不可用加碘鹽、加鈣鹽作再生劑、定期向鹽箱加鹽確保鹽水飽和濃度),再生時(shí)間推薦在晚上較好,設(shè)備停機(jī)后吸完鹽,放置一晚上,第二天必須按反洗、正洗步驟清洗干凈后,在啟動(dòng)主機(jī)。
樹脂再生步驟:打開進(jìn)鹽閥,其余閥門關(guān)閉,啟動(dòng)原水泵,把鹽箱中的鹽水全部吸入軟化器內(nèi),放置4小時(shí)以上。
洗鹽:樹脂再生后,必須將軟化器內(nèi)的鹽沖洗干凈方可使用,按手動(dòng)閥沖洗方法(包括正沖洗和反沖洗)。