工业软水设备技术介绍

行业如何软化水？

我们目前对家庭水处理的认识存在一个错误的消费观念和认识：只要“喝”部分符合标准，用水的其他方面几乎无所谓。其实，生活用水除了喝，还包括吃饭、洗澡、洗漱、冲厕所。事实上，水中的各种物质有三分之一是通过沐浴等方式通过皮肤被人体吸收的，好水可以提高水的洗涤力，减少洗衣粉用量，减少水污染。好水还可以减少冲马桶的异味，改善室内环境。因此，除了“饮用”部分，人们洗澡、洗漱、洗涤等用水也应清洁、卫生、无污染。布朗等人。研究了皮肤对水中挥发性有机化合物的吸收。按成人饮水2升/天、婴儿饮水1升/天计算，两者的沐浴时间为15分钟/天，饮水中常见挥发性有机化合物的皮肤吸收与经口摄入比例为63/37和成人和婴儿为 40/60。Andelaman 报告了饮用水中三氯乙烯引起的室内呼吸摄入量。以2升/人·天的用水量和40-95升/人·天的洗澡用水量计算，淋浴时呼吸三氯乙烯的摄入量是饮水摄入量的数倍。饮用水中常见挥发性有机化合物的皮肤吸收与成人和婴儿的口服摄入比例为63/37和40/60。Andelaman 报告了饮用水中三氯乙烯引起的室内呼吸摄入量。以2升/人·天的用水量和40-95升/人·天的洗澡用水量计算，淋浴时呼吸三氯乙烯的摄入量是饮水摄入量的数倍。饮用水中常见挥发性有机化合物的皮肤吸收与成人和婴儿的口服摄入比例为63/37和40/60。Andelaman 报告了饮用水中三氯乙烯引起的室内呼吸摄入量。以2升/人·天的用水量和40-95升/人·天的洗澡用水量计算，淋浴时呼吸三氯乙烯的摄入量是饮水摄入量的数倍。

因此，水中有害物质对人体健康的危害并不是单纯的饮用造成的。据国外报道，水中有害物质被人体吸收的比例大致为：1/3被口腔吸收；1/3在洗涤和沐浴时被皮肤吸收；1/3 在沐浴时随水蒸气被呼吸道吸收。

工业用水的地方很多，根据用水的质量采用不同的处理方法，以达到要求的标准。工业上常用的软化水的方法是离子交换法。

离子交换水处理是指利用离子交换剂，使交换器中的可交换离子与水溶液按照其他物质的量发生可逆交换，从而改善水质但交换器的结构并不实质（化学）改变水处理方法。在这种水处理方法中，只有阳离子参与交换反应，称为阳离子交换水处理；只有阴离子参与交换反应，称为阴离子交换水处理；阳离子和阴离子都参与交换反应，称为阳离子和阴离子交换水处理。由于原水水质变化很大，对出水水质的要求也多种多样，有多种离子交换和水处理方法的组合。这些水处理方法用于软化原水、除碱、除盐。当离子交换剂中参与交换反应的离子为钠离子Na+时，这种方法称为钠（Na）型离子交换法，这种交换剂称为钠（Na）型阳离子交换剂，同理，还有氢（H）型离子交换法和氢（H）型阳离子交换剂等。

钠离子交换法是工业锅炉给水常用的水处理方法。原水通过钠离子交换器时，水中的Ca2+、Mg2+等阳离子与交换器中的Na+发生交换，使水的硬度降低，使水软化。因此，这种方法也称为钠离子交换软化法。 

（一）兑换流程

碳酸盐硬度（暂硬）软化工艺：

Ca(HCO3)2+2NaR——CaR2+2NaHCO3

Mg(HCO3)2+2NaR——MgR2+2NaHCO3

非碳酸盐硬度（硬）软化工艺：

CaSO4+2NaR——CaR2 + Na2SO4

CaCl2 + 2NaR——CaR2 + 2NaCl

MgSO4 + 2NaR——MgR2 + Na2SO4

MgCl2 + 2NaR——MgR2 + 2NaCl

也可以用结合上述反应式的离子式表示：

Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+

Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+

(2) 再生过程

在钠离子交换过程中，当软水有硬度，残留硬度超过水质标准时，则认为钠离子交换器失效。为了恢复其交换能力，交换器需要再生（或减少）。再生过程是含有大量钠离子的氯化钠（NaCl）溶液通过失效的交换层，恢复其交换容量的过程。此时钠离子被离子交换剂吸收，交换剂中的钙、镁离子被置换到溶液中。钠离子交换剂的再生过程可用以下反应式表示：

CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2

MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2

生产中常用食盐（NaCl）溶液作为再生剂。因为食盐比较容易获得，再生过程中形成的产物（CaCl2、MgCl2）是可溶性盐类，很容易随再生液排出。再生盐多采用工业盐，杂质含量不宜过多。盐溶液在使用前需要澄清和过滤。一般认为10%盐溶液的硬度不应超过40mmol/L，悬浮物不应超过2%。离子交换剂再生时，一般使用澄清的8-10%的盐溶液。总再生接触时间随离子交换树脂的交联度而变化。

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