一、定義與功能
軟水器是一種通過離子交換樹脂去除水中鈣、鎂離子,從而降低水硬度的水處理設(shè)備。
其主要功能是將硬水轉(zhuǎn)化為軟水,減少水垢的形成,延長涉水設(shè)備(如熱水器、鍋爐等)的使用壽命,同時(shí)也能改善洗滌、沐浴等用水體驗(yàn)。
二、主要組成部分
樹脂罐
材質(zhì):通常采用玻璃鋼或不銹鋼。
玻璃鋼樹脂罐質(zhì)輕、耐腐蝕,價(jià)格相對(duì)較低;不銹鋼樹脂罐強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng),適用于對(duì)水質(zhì)要求高或有特殊要求的場合。
內(nèi)部結(jié)構(gòu):內(nèi)部有布水系統(tǒng)和集水系統(tǒng)。
布水系統(tǒng)在罐頂,可將進(jìn)水均勻分布在樹脂層表面,常見的有穿孔管布水和噴頭布水。
集水系統(tǒng)在罐底,主要由多孔板和濾帽組成,用于收集過濾后的水,防止樹脂顆粒流失。
離子交換樹脂
類型與特性:主要是強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂,顆粒大小一般在 0.3 - 1.2mm 之間。
這種樹脂交換容量大、速度快,其內(nèi)部的可交換離子(如鈉離子)能與水中鈣、鎂離子進(jìn)行交換。
樹脂裝填量根據(jù)樹脂罐大小和處理水量確定,裝填時(shí)要保證均勻分布。
控制器
控制方式:有時(shí)間控制和流量控制兩種。
時(shí)間控制是按照預(yù)設(shè)的時(shí)間間隔(如每隔 2 - 7 天)啟動(dòng)再生程序;流量控制則是根據(jù)處理水的累計(jì)流量(如每 10 - 50 立方米)啟動(dòng)再生。
操作界面:有簡單的按鍵式或帶顯示屏的觸摸屏式操作界面,用戶可通過它設(shè)置再生時(shí)間、周期、沖洗時(shí)間等參數(shù)。
鹽箱
材質(zhì)與容量:一般采用塑料材質(zhì)(如聚乙烯),耐腐蝕、耐老化。
容量從 50L 到 200L 不等,根據(jù)軟水器處理能力和再生周期確定。
功能:用于配置再生所需的氯化鈉溶液。
在再生過程中,鹽箱中的鹽溶液會(huì)被吸入樹脂罐使樹脂再生。
鹽量不足時(shí)需及時(shí)補(bǔ)充。
三、工作原理
離子交換過程
當(dāng)含有鈣、鎂離子的硬水進(jìn)入樹脂罐,通過離子交換樹脂層時(shí),樹脂上的鈉離子()與水中的鈣()、鎂()離子發(fā)生交換反應(yīng)。
以鈣為例,反應(yīng)式為(其中代表樹脂基團(tuán)),鎂離子交換反應(yīng)類似。
這樣水中的鈣、鎂離子被吸附在樹脂上,鈉離子進(jìn)入水中,從而降低水的硬度。
再生過程
隨著樹脂不斷吸附鈣、鎂離子,其交換容量下降。
當(dāng)樹脂吸附飽和后,需要再生。
再生是利用高濃度氯化鈉()溶液通過樹脂層,氯化鈉溶液中的鈉離子將吸附在樹脂上的鈣、鎂離子置換下來,使樹脂恢復(fù)交換能力。
反應(yīng)式為。
四、類型
手動(dòng)軟水器
需要人工操作來控制再生過程。
用戶根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或通過檢測出水硬度,手動(dòng)開啟再生程序,包括配制鹽溶液、調(diào)節(jié)閥門使鹽溶液進(jìn)入樹脂罐等步驟。
這種類型價(jià)格相對(duì)較低,但操作較繁瑣,對(duì)用戶的專業(yè)知識(shí)要求較高。
半自動(dòng)軟水器
部分再生步驟實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,如自動(dòng)控制鹽溶液的吸入時(shí)間和流量,但仍需要用戶手動(dòng)啟動(dòng)再生過程。
相比于手動(dòng)軟水器,它減少了人工操作的復(fù)雜性,在一定程度上提高了工作效率。
全自動(dòng)軟水器
可以根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間、流量或水質(zhì)參數(shù)自動(dòng)完成軟化、再生等一系列操作。
自動(dòng)化程度高,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,能夠按照設(shè)定的程序精準(zhǔn)控制,減少了人工干預(yù),使用方便,是目前應(yīng)用較為廣泛的類型。
五、性能特點(diǎn)
高效軟化性能
能有效降低水中鈣、鎂離子含量,使出水硬度可降低到 0.03mmol/L 以下,滿足大多數(shù)工業(yè)和民用對(duì)軟水的要求。
例如,在工業(yè)鍋爐用水中,使用軟水可防止水垢形成,提高鍋爐熱效率和使用壽命。
自動(dòng)化程度高(全自動(dòng)軟水器)
按照預(yù)設(shè)程序自動(dòng)運(yùn)行,減少人工干預(yù),提高工作效率。
控制器能精確控制軟化和再生過程,避免人為操作失誤,保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。
運(yùn)行穩(wěn)定可靠
只要定期維護(hù)和補(bǔ)充鹽,就能長期穩(wěn)定運(yùn)行。
離子交換樹脂使用壽命較長,正常條件下可使用 3 - 5 年,減少設(shè)備更換頻率和運(yùn)行成本。
節(jié)能環(huán)保
相比傳統(tǒng)軟化方法,再生過程消耗鹽量相對(duì)較少,且除控制器和水泵等少量電力消耗外,基本不需要額外能源。
軟化后的水還能提高設(shè)備運(yùn)行效率,間接降低能源消耗。
六、應(yīng)用領(lǐng)域
工業(yè)領(lǐng)域
鍋爐用水:工業(yè)鍋爐使用硬水易產(chǎn)生水垢,降低熱傳遞效率、增加能耗,甚至引發(fā)安全事故。
軟水器提供的軟水可防止水垢形成,提高鍋爐熱效率和安全性。
化工生產(chǎn):許多化學(xué)反應(yīng)對(duì)水質(zhì)硬度有嚴(yán)格要求,軟水可作為反應(yīng)介質(zhì)或洗滌用水,保證反應(yīng)順利進(jìn)行和產(chǎn)品質(zhì)量。
紡織印染:硬水可能與染料反應(yīng)影響染色效果,軟水可提高印染質(zhì)量,使顏色更鮮艷、均勻。
民用領(lǐng)域
家庭用水:家庭中硬水會(huì)使熱水器、水龍頭等產(chǎn)生水垢,影響使用壽命和性能。
軟水器可提供軟水,改善生活用水質(zhì)量,如使衣物洗滌更干凈、皮膚感覺更舒適。
小型商業(yè)場所:如酒店、餐廳、洗衣店等,使用軟水可提高服務(wù)質(zhì)量。
酒店客房熱水系統(tǒng)性能得以提升,洗衣店洗滌質(zhì)量也會(huì)提高。