详解软化水设备常见问题分析及维护注意事项

发布时间:2018-08-23 03:28        

软化水设备工作原理介绍

一、软化水设备的定义

软化水设备,即降低水硬度的设备,主要除祛水中的钙、镁离子。软化水设备在软化水的过程中,不能降低水中的总含盐量。

二、软化水设备的工作原理

全自动钠离子交换器采用离子交换原理,去除水中的钙、镁等结垢离子。由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示,将原水通过钠型阳离子交换树脂,使水中的硬度成分Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换,从而吸附水中的Ca2+、Mg2+,使水得到软化。

当树脂吸收一定量的钙镁离子之后,随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加,树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低,就必须进行再生。再生过程就是用盐箱中的盐水冲洗树脂层,把树脂上的硬度离子在置换出来,随再生废液排出罐外,树脂就又恢复了软化交换功能。

以RNa代表钠型树脂,其交换过程如下:

2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+

2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+

三、软化水设备工作流程

软化水设备工作流程有工作(有时叫做产水,下同)、反洗、再生(吸盐)、置换(慢冲洗)、正洗(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)。

01

工作

原水在一定的压力、时间下,通过控制器,进入装有离子交换树脂的容器(树脂罐),树脂中所含的Na+与水中的阳离子(Ca2+、Mg2+,Fe2+……等)进行交换,使容器出水的Ca2+、Mg2+ 离子含量达到既定的要求,实现了硬水的软化。

02

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。

反洗的目的有两个:一是通过反洗,使运行中压紧的树脂层松动,有利于树脂颗粒与再生液充分接触;一是使树脂表面积累的悬浮物及碎树脂随反洗水排出,从而使交换器的水流阻力不会越来越大。这个过程一般需要5-15分钟左右。

03

再生(吸盐)

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使其恢复原有的交换能力。这个过程一般需要30分钟左右,实际时间受用盐量的影响。

04

置换(慢速清洗)

在再生液进完后,交换器内尚有未参与再生交换的盐液,采用小于或等于再生液流速的清水进行清洗(慢速清洗),以充分利用盐液的再生作用并减轻正洗的负荷。由于这个冲洗过程中仍有大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换,根据实际经验,这个过程中是再生的主要过程,所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同,即30分钟左右。

05

正洗(快速清洗)

为了将残留的盐彻底冲洗干净,用原水对树脂进行冲洗。目的是清除树脂层中残留的再生废液,通常以正常流速清洗至出水合格为止。一般情况下,快冲洗过程为5-15分钟。

06

再生箱注水

向再生箱中注入溶液再生一次所需盐量的水。为保证盐箱中的盐液浓度能达到饱和,首先必须保证溶液时间不小于8小时,其次是必须保证盐箱中有足够的盐量。

四、软化水设备技术指标与要求

入口水压:0.18-0.6Mpa;

工作温度:1-55℃;

源水硬度:<8mmol/L;

操作方式:自动/手动;

出水硬度:≤0.03mmol/L;

再生剂:NaCl;

再生方式:顺流/逆流;

交换剂:001*7强酸性离子交换树脂;

控制方式:时间/流量;

工作电源:220V/50HZ。

五、软化水设备结构与选型

① 控制器:分为自动控制及手动控制。品牌上的选择可以选择进口也可以选择国产。阀体的材质为高强度轻质耐腐蚀工程塑料、无铅黄铜。

② 树脂罐:软化水装置罐体材料分为玻璃钢、碳钢、不锈钢。罐体材质一般为玻璃钢罐(可选用碳钢或不锈钢衬塑罐体),罐体防腐、耐压,使用寿命长。

③ 均匀布水系统:采用射流式布水,树脂有效交换容量得以充分发挥,用盐控制精确,无须盐泵。

④ 进口高性能树脂:选用强酸性阳离子交换树脂001*7,破损率低,粒度均匀,提高离子树脂交换率。

⑤ 设备控制形式:一种是制备水量达到设定值是自动还原,称为流量型;适用于所有的给水系统软化水处理设备。第二种是以时间为控制再生计量的方式,称为时间型;适用于水量稳定的供水系统,最短还原再生周期为24小时。

 ⑥ 设备组合:

单控单床:还原期间停止供水2小时或继续供原水(硬水旁通)。

单控双床:交替供水,一用一备型。

双控双床:交替供水,一用一备型。

双控双床:同时供水,交替再生。

多控几床:三个以上软化水树脂罐并联使用,适合大型供水系统。

可广泛应用于蒸汽锅炉、热水锅炉、交换器、蒸发冷凝器、空调、直燃机等系统的补给水的软化。还可用于宾馆、饭店、写字楼、公寓、家居等生活用水的处理及食品、饮料、酿酒、洗衣、印染、化工、医药等行业的软化水处理。

六、设备优点

高效:软化水设备整体设计配套合理,使树脂的有效工作交换容量得以充分发挥。

省工:自动化程度高,无需设专人值守。

省水省电:软化水装置制水率达98%以上。采用虹吸再生原理,无需盐泵,耗电量仅相当于手动软水设备的1%。

占地空间小:只需提供树脂罐和盐箱的占地空间,节省管路所占空间。

调整方便:用户可根据实际需要,自行调整再生周期和再生时间。

运行费用低:由于自动化程度高,软水器能适应水量变化,精确地计量产水量、计量再生剂的用量,避免了再生时再生剂无辜的浪费,同时可节省大量的人工费。

七、软化水设备安装步骤

1、保证罐体水平:先将树脂罐、盐罐就位于坚实的基础上。

2、把下布水器牢固安装在中心管底端。中心管上端低于罐口0.5mm处截断并导角,然后用胶带封住中心管口,以防树脂漏入。

3、将树脂均匀地装入树脂罐中。取下中心管的封口胶带,将中心管上部及树脂罐端面用水冲洗并擦干净,中心管及控制器密封圈处涂上硅油。

4、将上布水器安装到控制阀上,然后将中心管从上布水器内插入到控制阀内。小心地沿顺时针方向转动控制阀,直至旋紧在树脂罐接口上(或用法兰连接固定)一定要确保中心管插入阀体。下布水器与中心管必须严密,注意:上布水器与控制阀、中心管。防止树脂跑出。中心管与控制阀必需严密不漏水,否则会出现窜硬水现象。

5、锅炉软化水设备盐阀组装

把不锈钢滤网插入小铜配件内;带滤网的一端与控制阀的吸盐接口相连接,①、将吸盐管与阀体连接的小铜配件插入吸盐管内后。不漏空气就行。然后与塑料弯头连接;盐水管路连接长度不应超越2m一定要保持良好的密封性,②、把盐阀置入盐箱的盐井中。否则会影响软水器的再生效果。

6、排水管的连接长度不应超越6m不得采用软塑料管。影响排水效果。

7、锅炉软化水设备管道连接。

八、设计安装要点

设备本身结构简单、占地较小,所以在设计安装方面没有特殊要求。在设计安装时仅需注意以下几点:

1

设备需简单水平地基;距墙约250~450mm,可根据实际情况靠边角布置;

2

因为设备本身较轻,一般只需考虑设备所装树脂及水的重量即可;

3

进、出水管为标准法兰或螺纹连接,需固定支撑好,不能依托阀体做支撑,以防产生应力;

4

进水管上应装水压表。设备运行时有冲洗水排放,就近设置地漏或排水沟。

5

盐水管:盐水箱应尽量靠近软化罐,盐水管越短越好;

6

排污管不要长于6米,不要装截止阀,出口不要高于阀体,终端开口以免产生虹吸,弯头越少越好;

7

在设备附近的墙上安置配电插座,应装有保险丝(一般不要装开关),要求接地良好。

软化水设备常见参数计算及取值

软水设备再生完全至下一次失效的产水量,与树脂的工作交换容量、树脂填充量、原水的硬度及软化器的工作状况有关。

周期制水量

Q=VR×K÷YD(m3),VR为树脂体积,m3;

K为交换系数,mmol/L,400-1000,顺流再生取400-750,进水硬度大时,取较小值;

YD为交换器进水硬度,mmol/L。

再生周期

再生周期=周期产水量÷额定出水量

比如1T纯水设备,周期产水量=24T,

工作8小时,额定出水量=8T,24/8=3,即3天再生一次.。

工作12小时,额定出水量=12T,24/12=2,即2天再生一次。

反洗时间

一般取10-15分钟,进水浊度大时,反洗时间取大值。当进水浊度大于5FTU时,在交换器前应加装过滤器。

吸盐+慢洗时间

T=(40-50)×HR(min),HR为交换罐内树脂填装高度。

盐箱补水时间

顺流再生:T=0.45×VR÷补水速率,VR为树脂体积,m3;

盐箱补水速率与进水压力有关,为保证盐箱内注水充足,建议实际补水时间大于计算值1-2分钟。

正洗时间

T=12×HR(min),HR为交换罐内树脂填装高度。

正洗水量一般为3-6倍树脂填装量,一般情况下,正洗时间取10-15min,应正洗至出水水质符合要求为准。

交换系数=E/(k×1000)

E:树脂工作交换容量(mol/m3),与树脂质量有关,顺流再生为800-900;

k:安全系数,常取1.2-2,与进水硬度有关,硬度越高,k值越大。