陽離子軟化罐鈉離子交換方式

A. 弱酸陽離子安換樹脂軟化為什麼要轉成Na型

第一個階段是20世紀60年代的開創時期。這個時期電滲析是我國最早得到推廣應用的膜分離過程，其應用領域涉及苦鹹水淡化；電廠鍋爐補給水預除鹽等。第二個階段是20世紀70年代。這一時期，電滲析、反滲透、超濾和微濾等各種膜和相應組件、裝置都在研究中，或已開發出來，除電滲析外，其它膜組件仍未得到應用。第三個階段是20世紀80年代以後。這一時期我國膜分離技術跨入應用階段，一些技術上較為成熟的膜過程開始得到應用。在自己研製成功的醋酸纖維素(CA)膜於復合膜生產裝置的基礎上，又相繼引進了外國有關公司的反滲透膜生產線。反滲透技術已在我國電廠鍋爐補給水預除鹽、超純水製造、海水和苦鹹水淡化等方面大規模推廣應用，並取得很好的技術效益和經濟效益。因此，提高膜預處理的綜合利用研究意義重大且大有前途。

自超濾膜預處理後，多年來國內外研究人員都一直在探索預處理的新途徑。到1995年12月，全世界RO淡化工廠產水量達7293079m3/d，占總淡化生產量的35％，占當年世界淡化市場88％。RO技術將成為21世紀淡化技術的主要方法。

技術實現要素：

本發明正是基於以上技術問題，提供一種以弱酸陽離子樹脂交換酸化軟化方法。該方法主要針對河水而言，由於河水中含有較多的生活污水，而本發明通過設計合理的工藝流程，提高純水的回收率，並簡化原水的處理過程，降低水耗，使以河水制純水具有優越的經濟效益。

本發明的技術方案為：

一種以弱酸陽離子樹脂交換酸化軟化方法，其包括如下步驟：

(1)將待處理的水放入已放置了絮凝劑的澄清池中，除去大部分膠質物質；再將水經過過濾器，進一步除去膠質物質；

(2)將經過步驟(1)處理後的水通過弱酸陽離子樹脂交換床，使水中的陽離子(如Ca2+、Mg2+、Na+等)被樹脂吸附，樹脂中的H+進入水中，與水中的陰離子組成相應的無機酸，反應式如下：

弱酸陽離子樹脂交換床失效後，向其添加無機酸使其再生，且將弱酸陽離子樹脂上部的晶型變為H+型，將弱酸陽離子樹脂的下部的晶型變為Na+型，無機酸的加入量與水的質量比為1.01-1.015。作為優選，所述的無機酸為硝酸、鹽酸或硫酸。弱酸陽離子樹脂交換床再生的時間不超過1h，再生的水溫為30- 45℃，壓力為常壓，無機酸的流量不超60m3/h。

待水在弱酸陽離子樹脂交換床交換完成後，用脫鹽水對弱酸陽離子樹脂進行置換，置換的溫度為30-45℃，壓力為常壓，交換時間不超過1h，脫鹽水流量不超60m3/h。

待脫鹽水置換後，用清水對弱酸陽離子樹脂進行清洗；清洗的溫度小於 45℃，壓力為常壓，清洗時間不超過1h，清水流量不超80m3/h，弱酸陽離子樹脂交換床中的清洗出水電導小於1200μs/cm。

(3)將經過弱酸陽離子樹脂，除去大部分陽離子後並攜帶H+的水進入保安過濾器和反滲透RO膜除去絕大部分離子；再將經過RO膜除去大部分離子後的水進入強酸陽離子交換床，進一步除去陽離子；經過RO膜除去大部分離子後，因進入RO膜的水帶酸性，CO32-大部分以游離CO2存在，產生的游離二氧化碳經脫碳風機除去。

(4)將經步驟(3)中除去陽離子的水進入陰離子交換床，除去大部分陰離子，特別是硅酸根離子，除去大部分陰離子，得到除鹽水；

(5)將步驟(4)中得到的除鹽水再經過混床進一步除鹽，混床相當於 1000-2000個復合床對除鹽水進一步除鹽，得到精製水。

B. 軟化水制備的原理

軟化水制備的原理是：鈉離子交換。

軟化水制備使用的技術是樹脂分離軟水技術。當含有版硬度的原水通過交換器權的樹脂層時，水中的鈣、鎂離子被樹脂吸附，同時釋放出鈉離子，易結垢的鈣鎂化合物就轉變為不形成水垢的易溶性鈉化合物，這樣交換器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。

通過離子交換原理制備出的軟化水可適用於浴室、廚房、洗衣、暖氣、鍋爐、中央空調設備供水等廣大領域。

(2)陽離子軟化罐鈉離子交換方式擴展閱讀

軟化水制備的工作程序是：

1、供水：未處理的水通過樹脂層，發生交換反應，產生軟水。

2、反洗：水從樹脂層下部進入，松動樹脂，去除細碎雜物。

3 、進鹽水再生：利用較高濃度的鹽水（Nacl）流過樹脂，將失效樹脂重新還原為鈉型可用樹脂。

4、 沖洗：按照供水時的流程使水通過樹脂沖洗掉多餘的鹽液和再生交換下來的鈣、鎂離子。

5、注水：向鹽箱內注水，溶解食鹽，以備下次再生所用。

C. 鈉離子交換器的水及再生方式

1.產水：來水從罐體底部進入樹脂層，自以適當的流速穿過樹脂層，使樹脂層向上浮起，樹脂於水的接觸面得到放大，水中鈣鎂離子與水質表面鈉離子得到充分交換。因為罐體上部預留空間經過精密計算，樹脂層浮起來後不會亂層，出水效率相對較高。
2.再生：用軟水配置的再生液以適當比例含鹽量從罐體頂部進入樹脂層，以一定流速自上而下穿過樹脂層，樹脂的工作層和失效層所含鈣鎂離子相對較高，保護層次之，再生液首先接觸到的是樹脂的保護層，其次是工作層，再是失效層，減少了樹脂的二次污染。
3.置換：樹脂再生後進入置換階段，置換採用的是軟化水，水從罐體頂部進入樹脂層，使樹脂層中殘留的鹽溶液排出，目的在於降低氯根含量。
成熟產品系有：全自動浮床軟水器

D. 什麼叫離子交換軟化法

離子交換軟復化法是利制用離子交換劑降低水中硬度的水處理方法。常用的離子交換劑有鈉型樹脂（RNa）、強酸性H(RH)型樹脂和弱酸性H樹脂。離子交換軟化系統採用Na離子交換軟化系統和H-Na離子交換脫鹼軟化系統。

E. 軟化水的軟化原理

一、軟化水概述
目前國內常用的軟化水設備主要有手動軟化器、國產組合式自動軟水版設權備、國產多閥式全自動軟化器、進口多路閥式全自動軟化水器幾種，其中進口多路閥式自動軟化器是目前市場上的主要產品，這種軟化水設備小型的以國產為主，大型的以進口多路閥及控制器為核心，配用國產的樹脂罐、鹽箱、管道等材料構成全自動軟化水設備。中科治水設備引進美國先進的控制技術及控制部件研發生產的高效節能型全自動鈉離子交換設備。該設備可使軟化、反洗、吸鹽、慢洗、快洗、鹽箱注水等全自過程實現自動化。
二、離子交換器的工作原理
自動軟化器強酸性陽離子樹脂將原水中的鈣、鎂離子置換出去，經該設備流出的水而為硬度極低的軟化水。當樹脂吸附到一定量的鈣、鎂離子後必須進行再生。用飽和的鹽水浸泡樹脂把樹脂里的鈣、鎂離子等硬度置換出來。恢復樹脂的軟化交換能力，並將廢水排出。整個再生過程包括：反洗-松動樹脂層，吸鹽慢洗-發生交換反應，沖洗（正洗）-將化學反應交換下來的鈣、鎂離子沖洗，注水-為了下次再生。

F. 軟化水設備的基本原理

軟化水設備的工作原理：

全自動鈉離子交換器採用去離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結垢離子。當含有硬度離子的原水通過交換器內樹脂層時，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的鈉離子發生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進入水中，這樣從交換器內流出的水就是去掉了硬度的軟化水。

由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般採用陽離子交換樹脂(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。

當軟化水設備樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之後，就必須進行再生，再生過程就是用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。

由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示鈉離子交換軟化水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後，水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。

一般軟化水設備控制閥的運行流程為：運行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補水、正洗。

G. 軟水器的工作原理

軟水器的工作原理：一種是通過離子交換樹脂去除水中的鈣、鎂離子，降低水質硬度；另外內一種是納容米晶TAC技術，即Template Asisted Crystallization（模塊輔助結晶），利用納米晶產生的高能量，把水中游離的鈣、鎂、碳酸氫根離子打包成納米級的晶體，從而阻止游離離子生成水垢。

目前已廣泛應用於各種蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、熱交換器、蒸汽冷凝器、空調、直燃機等設備及系統的循環補給水中。此外還用作生活水處理，食品、電鍍、醫葯、化工、印染、紡織、電子等工業水處理以及作為脫鹽系統的前置處理。經過單級或多級軟水器處理後的產水硬度可大幅度降低。

(7)陽離子軟化罐鈉離子交換方式擴展閱讀：

軟水器主要特性：

1、 自動化程度高，供水工況穩定，使用壽命長，全程自動，只需定期加鹽，不需人工干預。

2、高效率、低能耗、運行費用經濟。

3、設備結構緊湊合理，操作維修方便，佔地面積小，節省投資。

4、使用簡便，安裝、調試、操作簡單易行，控制部件性能穩定，可使用戶解決後顧之憂。

參考資料來源：網路—軟水器

H. 軟化水設備與離子交換設備的區別

大型工業制水用鍋爐軟化水設備工作原理
大型工業制水用鍋爐軟化水設備是將水中專的鈣鎂屬離子(形成水垢的主要成份)置換出來，隨著樹脂內鈣鎂離子的增加，樹脂去除鈣鎂離子的效能逐漸降低，當樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之後，就必須進行再生，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子再置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換功能。

I. 軟化水設備原理

軟化水設備的定義
軟化水設備，顧名思義即降低水硬度的設備，主要除祛水中的鈣、鎂離子，軟化水設備在軟化水的過程中，不能降低水中的總含鹽量。
軟化水設備的工作原理
由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般採用陽離子交換樹脂(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鈣鎂離子之後，就必須進行再生，再生過程就是用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。
由於水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示由於水的硬度主要由鈣、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後，水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。
一般控制閥的運行流程為:運行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補水、正洗。
軟化水設備工作流程及工作要求
1)軟化水設備工作流程
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，只是由於實際工藝的不同或控制的需要，可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子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)。
軟化水設備工作流程示意圖
反洗:工作一段時間後的設備，會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物，把這些污物除去後，離子交換樹脂才能完全曝露出來，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分鍾左右。
吸鹽(再生):即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統設備是採用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是採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採用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過
程一般需要30分鍾左右，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後，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，由於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分鍾左右。
快沖洗:為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要採用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的最後出水應為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過程為5-15分鍾。
2)軟化水設備技術指標及工作要求:
入口水壓:0.18-0.6Mpa
工作溫度:1-55℃
源水硬度:<8mmol/L
操作方式:自動/手動
出水硬度:≤0.03mmol/L
再生劑:NaCL
再生方式:順流/逆流
交換劑:001*7強酸性離子交換樹脂
控制方式:時間/流量
工作電源:220V/50Hz

J. 離子交換水處理工藝的處理方法是什麼

離子交換水處理工藝定義就是離子交換法(ion exchange process)，是液相中的離子和固相中離子間所進行的一種可逆性化學反應，當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時，便會被離子交換固體吸附，為維持水溶液的電中性，所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中。

常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前，先將水質硬度降低的一種前處理程序。軟化機裡面的球狀樹脂，以兩個鈉離子交換一個鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質。

原理：離子交換法是以圓球形樹脂(離子交換樹脂)過濾原水，水中的離子會與固定在樹脂上的離子交換。常見的兩種離子交換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前，先將水質硬度降低的一種前處理程序。軟化機裡面的球狀樹脂，以兩個鈉離子交換一個鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質。

離子交換樹脂利用氫離子交換陽離子，而以氫氧根離子交換陰離子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯製成的陽離子交換樹脂會以氫離子交換碰到的各種陽離子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同樣的，以包含季銨鹽的苯乙烯製成的陰離子交換樹脂會以氫氧根離子交換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽離子交換樹脂釋出的氫離子與從陰離子交換樹脂釋出的氫氧根離子相結合後生成純水。

陰陽離子交換樹脂可被分別包裝在不同的離子交換床中，分成所謂的陰離子交換床和陽離子交換床。也可以將陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混在一起，置於同一個離子交換床中。不論是那一種形式，當樹脂與水中帶電荷的雜質交換完樹脂上的氫離子及(或)氫氧根離子，就必須進行「再生」。再生的程序恰與純化的程序相反，利用氫離子及氫氧根離子進行再生，交換附著在離子交換樹脂上的雜質。