工作原理

當含有硬度離子的原水通過交換器內樹脂層時，水中的Ca²⁺、Mg²⁺便與樹脂吸附的 鈉離子發生置換，樹脂吸附了Ca²⁺、Mg²⁺而Na⁺進入水中，這樣從交換器內流出的水就是去掉了硬度的軟化水。

　　由于水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般采用陽離子交換樹脂（軟水器），將水中的Ca²⁺、Mg²⁺（形成水垢的主要成份）置換出來，隨著樹脂內Ca²⁺、Mg²⁺的增加，樹脂去除Ca²⁺、Mg²⁺的效能逐漸降低。

　　當樹脂吸收一定量的Ca²⁺、Mg²⁺之后，就進行再生，再生過程就是用軟化水設備單閥單罐。

　　鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子在置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換功能。

　　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鈉型陽離子交換樹脂，使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換，從而吸附水中的Ca2+、Mg2+，使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂，其交換過程如下：

　　2RNa + Ca²⁺ = R2Ca + 2Na⁺

　　2RNa + Mg²⁺ = R2Mg + 2Na⁺

　　即水通過鈉離子交換器后，水中的Ca²⁺、Mg²⁺被置換成Na⁺。

工作流程

　　工作（有時叫做產水，下同）、反洗、吸鹽（再生）、慢沖洗（置換）、快沖洗五個過程。不同軟化水設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Na⁺交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來的（其中，全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程）。

反洗：工作一段時間后的設備，會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物，把這些污物除去后，離子交換樹脂才能曝露出來，再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鐘左右。

　　吸鹽（再生）：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統設備是采用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是采用專用的內置噴射器將鹽水吸入（只要進水有一定的壓力即可）。在實際工作過程中，鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設備都是采用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過程一般需要30分鐘左右，實際時間受用鹽量的影響。

　　慢沖洗（置換）：在用鹽水流過樹脂以后，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程叫慢沖洗，由于這個沖洗過程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂 離子被鈉離子交換，根據實際經驗，這個過程中是再生的主要過程，所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同，即30分鐘左右。

　　快沖洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要采用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的后出水應為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鐘。

軟化水設備工作流程示意圖

工作要求

控制器類型

手動型

這種方式是傳統的標準方式，主要有順流/無頂壓逆流兩種形式，一般是兩只碳鋼結構的罐體并聯，根據工藝流程不同，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（這種設備曾是國內軟化水設備的主要形式）。這種結構的軟化水設備主要特點是：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。

國產組合自動型

　　由于手動設備的使用過于復雜，在20世紀90年代初期，國內出現了一種以組合式集成閥為核心的新型設備。這種設備的主要核心部件是一只多通道的集成閥，通過閥體的轉動來改變水流方向。這種設備與傳統的手動設備相比，這種設備與傳統的手動設備相比，設備的占地小了很多，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。受設計思路、加工工藝及材料的限制，多數設備采用的平面集成閥容易磨損，一旦磨損后的可能性很小。國內市場上這種設備的生產廠家很多，產品的實際質量差異較大，很多設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備進行自動化設計，隨著工業技術的發展，逐漸發展出與國內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。由于國外工業技術水平發展較好，所以這類設備已經發展得相當完善，產品規格從家用的0.2t/h到工業用70t/h左右均有，控制器自動化程度高（新的已經可以與工業計算機或普通監控計算機通訊）。

　　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，采用與傳統手動方式相類似的結構。

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