软化水处理流程

软化水处理流程1软水和硬水水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量，即钙盐与镁盐含量的多少。含量多的硬度大，反之则小。GPG为水硬度单位，1GPG表示1加仑水中硬度离子（钙镁离子）含量为1格令。当水在大气中凝聚时，它与空气中的二氧化碳反应，形成了叫做碳酸的弱酸。该酸最终随雨落到地上，然后流过土壤上部到达岩石层，碳酸溶解了石灰（碳酸钙和碳酸镁），中和，并同时变硬。一些地区的溶洞和溶洞附近的硬水就是这样形成的。工业硬水是管道中的钙、镁等矿物质会否沉积的工业专有名词，硬度越高，钙质越容易沉淀，造成水管、锅炉等设备阻塞，由于设备维护的费用日益增加，水的硬度已作为生产成本的判断标准之一。其实在临床看来，所谓的硬水和软水，根本区别就是在于天然水的溶解物质，硬水中的钙质、镁元素含量相对较高一些，而软水中的钠元素含量相对较高。这里要说明的一点是，水的软硬虽然是指水中含有的钙镁离子浓度，但是全球范围之内，至今没有统一的软硬水划分标准。一般我们日常生活中经常提到的“软水”和“硬水”，就是指水中碳酸镁和碳酸钙的含量，以"毫克碳酸镁/公斤水”或者“ppm”来表示，这就称之为水的硬度。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工序的原水。例如由水源送入澄清池处理的水称为原水。（自来水'河水'地下水）硬水是指水中所溶的矿物质成分多，尤其是钙和镁。硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来好多麻烦，比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。（工业上采用截然不同的标准，工业上一般只有硬度＜1的水称作软水，1-10之间都经常笼统地称为硬水，硬度＞10的水也多称为高硬水）。有些钙、镁离子含量很高的水却不见有水垢生成，这是因为这些钙、镁离子以氯化盐形式存在，它们是可溶的，所以在加热时并不能沉淀出来。水的硬度对日常生活影响是很大的。如水的硬度大时洗衣服不起泡；旅居异地因饮水的硬度不适应可出现水土不服的症状；壶内结水垢会使壶的导热性下降；工业锅炉的水垢可引起爆炸事故。所以，生活和工业用水均应适当控制水的硬度。常喝软水（纯净水）容易得心脑血管疾病，常喝硬水（矿泉水）容易得肾结石。水质的硬度过于高，喝起来口感不好，水中也容易产生白色沉淀物状的水垢；水垢附在加热容器或者是加热器上面，日积月累就会延长容器加热的时间，也会加大能源的耗损。如果水垢进入人体，对人体的健康也会有影响，因为水垢是无法被吸收的。那么水的硬度应该是多少才合适呢？并没有正式由政府机关或学会提出的建议值，我国的检验标准为1000ppm以下。人们一般将水质的硬度分为四个等级软水:0-60ppm稍硬水：60-120ppm硬水：120-180ppm极硬水：181ppm以上2软化水的作用软化水的适用领域:浴室、厨房、洗衣、暖气、锅炉、中央空调设备供水等广大领域。软水有如下的作用：（1） 防止水管道、热水器、咖啡机，加湿器、蒸汽电熨斗、浴缸、淋浴喷头、抽水马桶等家庭器具积留水垢、经常堵塞、热效率低等现象。（2） 煮咖啡、冲茶叶，口感独特，味道纯正。养花，延长开花期，绿叶无斑点，花朵艳丽。养鱼，预防各类鱼类疾病。软水煮饭饱满、蓬松、口感好；卫生器具，晶莹剔透，无污渍斑点。（3）延长豆腐保质期，豆浆更香浓，豆芽不需生长素，长势粗壮。洗菜，清除农药成分，延长蔬菜保鲜期。煮饭，缩短时间，米粒松软光润、面食不易膨胀。烹调，保持蔬菜的天然口感和营养成分。（4） 有效抑制真菌，促进外伤愈合，减少便秘、肠胃类及结石类疾病的发病几率。发生皮外伤、冻伤、烧伤之类意外时，先用软水洗净患处后，并以软水浸湿脱脂棉、纱布、毛巾等，轻擦患部，可快速愈合伤口，并且使烧伤引起的浮肿马上消失，这是由于软水具有促进细胞组织再生的作用。可以有效抑制真菌促进细胞组织的再生。发生皮外伤、冻伤、烧伤之类意外时，用软水洗净可快速愈合伤口。（5） 洗衣，预防静电、脱色、变型，清洗餐具，洁净无水渍，提高器皿光泽度。清洗厨房浴室，强劲去污、除异味。具有较强的去污力。软水洗涤衣物纤维，不会发硬，发脆，节约洗涤用品。（6） 软水从根本上消除了水碱，使设备安全运行，节省经费支出，减少水设备及水管道维修费60%以上，减少热水燃料费30%以上，减少洗涤剂购置费50%以上。（7） 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。（8） 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。（9） 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。（10） 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。3软化水的处理原理及方法水的硬度主要由其中的阳离子：钙(Ca2+)、镁(Mg2+)离子构成。当含有硬度的原水通过交换器的树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂吸附，同时释放出钠离子，这样交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水，当树脂吸附钙、镁离子达到一定的饱和度后，出水的硬度增大，此时软水器会按照预定的程序自动进行失效树脂的再生工作，利用较高浓度的氯化钠溶液(盐水)通过树脂，使失效的树脂重新恢复至钠型树脂。已知的处理饮用水的处理方法有：活性炭过滤法、臭氧杀菌法、离子交换法、逆渗透法、蒸馏法、煮沸法等。不过，这些方法也只是起到单纯的杀菌的作用，有的可以去除悬浮物、微生物和细菌。有的可以出去有机物、恶臭、三氯化钾。其中，比较先进、实用的水处理技术就是RO逆渗透水处理技术。RO逆渗透水处理技术也可以直接接入办公室、家庭、学校。优质的净化水质的方法可以改善生活品质，促进健康;而去除水中对健康有影响的污染物质，以及软化水的硬度就是是净化水质的目标。软水是只含有少量的可溶性镁盐和钙盐的天然水，也可以说经软化处理过的硬水。天然的软水一般指江水、河水、湖(淡水湖)水等。经软化处理过的硬水镁盐和钙盐的含量下降到1.0〜50毫克/升的软化水。煮沸虽然可以讲硬水暂时变为软水，但是面对工业上大量的用水需求，这种方法既不经济也不现实。那么对于工业用水就可以采用：1离子交换法。沸石和离子交换剂虽然都不溶于水，但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应，使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去。长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用，故此法是既经济又先进的软水法。特点及效果：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。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。最常用的标准方式。2石灰-苏打法先测定水的硬度，然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠，硬水中的钙、镁离子便沉淀析出：Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3l+2H2OMg(HCO3)2+2Ca(OH)2=Mg(OH)2!+2CaCO3!+2H2OCaSO4+Na2CO3=CaCO3!+Na2SO43磷酸盐软水法。对于锅炉用水，可以加入亚磷酸钠(NaPO3)作为软水剂，它与钙、镁离子形成络合物，在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出，从而不会形成水垢。此法不适合于饮用水的软化。4膜分离法纳滤膜(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。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。适用范围：一般较少用于专门的软化处理。5石灰法向水中加入石灰。主要是用于处理大流量的高硬水。石灰法只能将硬度降到一定的范围。特点效果：只能将硬度降到一定的范围。适用范围：适用范围大流量的高硬水。6变频除垢法采用在水中加上一定的变化频率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。7加药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。目前工业上可以使用的阻垢剂很多。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。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。根据实际使用经验及特点，在工业锅炉及工业生产中最常用的方式是离子交换法(目前已经形成了标准成熟的软化水设备)，普通情况下所说的“软水器”般均指这种设备。在餐饮、食品、化工、医药等领域、空调、工业循环水等应用中，也多采用离子交换法对补水进行处理。小型热水锅炉、换热器等应用中，多采用加药法。商业领域的中央空调及工业上温度较低（最高温度在60度左右）的冷却循环水，多采用电磁法进行全流量处理，即对所有循环水进行处理，同时多数情况下配合补充水，采用离子交换法处理或循环水，采用加药方法以保证效果。4离子交换法强酸性阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+.；由此可知，水中金属离子Na+被吸附的能力最弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，H+.最后被其他阳离子置换下来，当保护层穿透时，首先泄漏的是最下层的Na+；因此监督阳离子交换器失效是以漏钠为标准的；其反应方程为（A代表金属阳离子危为树脂基团）：钙的去除：CaCO3+2Na-R=Ca-R+Na2CO3Ca（HCO3）2+2Na-R=Ca-R+2NaHCO3镁的去除：MgCO3+2Na-R=Mg-R+Na2CO3Mg（HCO3）2+2Na-R=Mg-R+2NaHCO3An++nRH=RnA+nH+HCO3-+H+=H2O+CO2t强碱性阴树脂对水中各种阴离子的吸附顺序为：SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3-。由此可知，HSiO3-的吸附能力最弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，OH-.被其他阴离子置换下来，当保护层穿透时，首先泄漏的是最下层的HSiO3-；因此监督阴离子交换器失效是以漏硅为标准的；其反应方程为（B代表酸根阴离子，R为树脂基团）：强酸性变色阳离子交换树脂，主要用于硬水软化、纯水制备、家用饮水机、净水器等。使用中可以通过树脂颜色变化直观的观察树脂的运行情况。该产品为绿色球状颗粒，失效后变为紫色球状颗粒，可反复再生使用。理化性能指标指标名称指标外观绿色球状颗粒出厂型式钠型含水量%43.00-48.00质量全交换容量mmol/gN4.40体积全交换容量mmol/mlN1.90湿视密度g/ml0.78-0.88湿真密度g/ml1.250-1.290范围粒度%（0.315mm-1.250mm）N95.0下限粒度％（＜0.315mm）W1.0有效粒径mm0.400-0.700均一系数＜1.60磨后圆球率％N90.00特性树脂母体结构苯乙烯/二乙烯苯共聚合体官能基-SO3-物理形态不溶性，琥珀色颗粒出货时之离子型态钠离子型总交换容量³2.0克当量/公升（钠型）比重1.26到1.30（钠型）含湿比率43到47%（钠型）包装密度850克/公升（钠型）颗粒大小均匀系数£1.2颗粒平均直径650±50um细微颗粒含量＜0.300mm:0.1%max粗颗粒含量＞0.850mm:10%max最大可逆膨胀率钠型转换成氢型时：10%当树脂吸附到一定量的钙、镁离子后必须进行再生一一即用高浓度的饱和盐水浸泡树脂。从而把树脂里的钙、镁离子置换出去，恢复树脂的软化及交换能力，并且在软化水设备运行的同时将废弃的液体排出。其化学反应为：R2Ga=2RNa+Ca2+。整个再生过程包括：反洗一一松动树脂层一一吸盐一一慢洗——发生交换反应一一冲洗（正洗）一一将化学反应交换下来的钙、镁离子冲净——注水（为了下次再生），共计八个操作过程。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）。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。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。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