如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一項(xiàng)水處理專業(yè)知識(shí)——軟化水設(shè)備工作原理。

軟化水設(shè)備，顧名思義即降低水硬度的設(shè)備，主要用于去除水中的鈣鎂離子，活化水質(zhì)、殺菌滅藻、防垢除垢。軟化水設(shè)備在軟化水的制備過(guò)程中，不會(huì)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。

一、軟化水設(shè)備分析

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(guò)鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹(shù)脂中的Na+相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。

當(dāng)樹(shù)脂吸收一定量的鈣鎂離子之后，需要進(jìn)行再生，再生過(guò)程是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹(shù)脂層，將樹(shù)脂上的硬度離子在置換出來(lái)，隨再生廢液排出罐外，樹(shù)脂就恢復(fù)了軟化交換功能。

軟化水設(shè)備運(yùn)行包括工作（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)展而來(lái)，其中，全自動(dòng)軟化水設(shè)備會(huì)增加鹽水重注過(guò)程。

二、軟化水設(shè)備工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)分析

軟化水設(shè)備運(yùn)行方式主要有離子交換法、反滲透法、化學(xué)軟化法、熱力軟化法等，其原理如下：

1、離子交換法

離子交換法是軟化水設(shè)備常用的技術(shù)之一。設(shè)備內(nèi)填充有離子交換樹(shù)脂，其具有可交換的離子基團(tuán)。當(dāng)原水通過(guò)樹(shù)脂時(shí)，水中的鈣、鎂離子與樹(shù)脂中的鈉離子發(fā)生交換反應(yīng)，鈣、鎂離子被吸附在樹(shù)脂上，而鈉離子則進(jìn)入水中，從而實(shí)現(xiàn)水的軟化。隨著時(shí)間推移，樹(shù)脂吸附飽和后，需用鹽水進(jìn)行再生，使樹(shù)脂恢復(fù)交換能力。

2、反滲透法

在壓力作用下，原水被強(qiáng)制通過(guò)半透膜。半透膜只允許水分子通過(guò)，而水中的鈣、鎂離子等雜質(zhì)則被截留，從而使水得到軟化。該過(guò)程可去除水中絕大部分的離子、有機(jī)物、細(xì)菌等雜質(zhì)，能有效降低水的硬度和含鹽量，出水水質(zhì)較好，但設(shè)備成本和運(yùn)行能耗較高，且會(huì)產(chǎn)生一定量的濃水排放。

3、化學(xué)軟化法

通過(guò)向水中加入化學(xué)藥劑，如石灰、純堿、磷酸鈉等，使其與水中的鈣、鎂離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成沉淀物質(zhì)，再通過(guò)沉淀、過(guò)濾等方法將其去除，從而降低水的硬度。該方法操作簡(jiǎn)單、成本較低，但會(huì)增加水中的含鹽量，且沉淀需要進(jìn)行后續(xù)處理。

4、熱力軟化法

將水加熱至一定溫度，使水中的鈣、鎂的碳酸氫鹽分解為碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀，然后通過(guò)沉淀、過(guò)濾等方式將沉淀物去除，使水的硬度降低。該方法只能去除暫時(shí)硬度，且能耗較高，常用于小型鍋爐等對(duì)水質(zhì)要求不特別高的場(chǎng)所。

三、軟化水設(shè)備運(yùn)行流程

1、反洗

工作一段時(shí)間后的設(shè)備，會(huì)在樹(shù)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(shù)脂才能完全曝露出來(lái)，再生的效果才能得到保證。反洗過(guò)程就是水從樹(shù)脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來(lái)的污物沖走。這個(gè)過(guò)程一般需要5-15分鐘左右。

2、吸鹽（再生）

即將鹽水注入樹(shù)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（只要進(jìn)水有一定的壓力即可）。在實(shí)際工作過(guò)程中，鹽水以較慢的速度流過(guò)樹(shù)脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹(shù)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(shù)脂的方法再生，這個(gè)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。

3、慢沖洗（置換）

在用鹽水流過(guò)樹(shù)脂以后，用原水以同樣的流速慢慢將樹(shù)脂中的鹽全部沖洗干凈的過(guò)程叫慢沖洗，由于這個(gè)沖洗過(guò)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(guò)程中是再生的主要過(guò)程，所以很多人將這個(gè)過(guò)程稱作置換。這個(gè)過(guò)程一般與吸鹽的時(shí)間相同，即30分鐘左右。

4、快沖洗

為了將殘留的鹽沖洗干凈，要采用與實(shí)際工作接近的流速，用原水對(duì)樹(shù)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。

四、軟化水制取方法

1、常規(guī)水軟化制取方法如下：

（1）加熱法；

（2）石灰蘇打法：

用石灰降低暫時(shí)硬水硬度，用燒堿（蘇打）降低非碳酸鹽硬水的硬度；

（3）離子交換法：

用離子交換劑除去鈣鎂離子，如西安迪奧離子交換軟化水設(shè)備。

2、軟化水制作原理

EDTA-2Na在PH為10的條件下與水中的鈣、鎂離子生成無(wú)色可溶性絡(luò)合物，指示劑鉻黑T則與鈣、鎂離子生成紫紅色絡(luò)合物。用EDTA—2Na滴定鈣、鎂離子至終點(diǎn)時(shí)，鈣、鎂離子全部與EDTA—2Na絡(luò)合而使鉻黑T游離，溶液即由紫紅色變?yōu)樗{(lán)色。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)中測(cè)硬度一般用容量法，用EDTA來(lái)滴定水中鈣鎂離子。也可以用原子吸收分別測(cè)出鈣鎂離子，然后相加算出總硬度。

3、硬度片劑使用方法

（1）取一潔凈容器，隔著鋁箔包裝將一片硬度測(cè)定片劑用硬物敲碎，然后全部加入容器中，以少量待測(cè)水樣（V1）溶解之，此時(shí)溶液呈藍(lán)色；

（2）繼續(xù)加入待測(cè)水樣至溶液變紅色為止（V2）；

（3）計(jì)算紅色溶液體積V1+V2=V，查體積硬度換算表，即可得總硬度值。

 附注：若所加待測(cè)水樣體積數(shù)值表內(nèi)未列出，請(qǐng)用公式：CaCO3（mg/L）=1242/V 計(jì)算。

樹(shù)脂再生耗鹽量。理論上說(shuō)，樹(shù)脂再生耗鹽量跟進(jìn)水硬度是沒(méi)有關(guān)系的，只跟樹(shù)脂的工作交換容量有關(guān)。以001*7陽(yáng)樹(shù)脂為例，001*7陽(yáng)樹(shù)脂的工作交換容量一般為800mol/立方，經(jīng)過(guò)交換失效后，每立方樹(shù)脂再生需要的鹽量為：800 * 1.5 * 58.5 /850 =82.5公斤（1.5為比鹽耗850為食鹽純度乘1000，58.5為氯化鈉分子量）。

比鹽耗跟設(shè)備及再生工藝有關(guān)，流動(dòng)床的比鹽耗一般為1.5-2.0，固定床一般為1.2—1.5。因此用固定床相對(duì)來(lái)說(shuō)用鹽就少一些。

這是按樹(shù)脂量計(jì)算的，通常沒(méi)有多少指導(dǎo)意義，用鹽量是否經(jīng)濟(jì)應(yīng)該按處理一噸水需要的鹽量來(lái)衡量。

處理一噸水的合理耗鹽量計(jì)算方法如下：

原水硬度（mmol/L）*比鹽耗（同上）* 58.5 / 850。

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