阳离子软化罐钠离子交换方式

A. 弱酸阳离子安换树脂软化为什么要转成Na型

第一个阶段是20世纪60年代的开创时期。这个时期电渗析是我国最早得到推广应用的膜分离过程，其应用领域涉及苦咸水淡化；电厂锅炉补给水预除盐等。第二个阶段是20世纪70年代。这一时期，电渗析、反渗透、超滤和微滤等各种膜和相应组件、装置都在研究中，或已开发出来，除电渗析外，其它膜组件仍未得到应用。第三个阶段是20世纪80年代以后。这一时期我国膜分离技术跨入应用阶段，一些技术上较为成熟的膜过程开始得到应用。在自己研制成功的醋酸纤维素(CA)膜于复合膜生产装置的基础上，又相继引进了外国有关公司的反渗透膜生产线。反渗透技术已在我国电厂锅炉补给水预除盐、超纯水制造、海水和苦咸水淡化等方面大规模推广应用，并取得很好的技术效益和经济效益。因此，提高膜预处理的综合利用研究意义重大且大有前途。

自超滤膜预处理后，多年来国内外研究人员都一直在探索预处理的新途径。到1995年12月，全世界RO淡化工厂产水量达7293079m3/d，占总淡化生产量的35％，占当年世界淡化市场88％。RO技术将成为21世纪淡化技术的主要方法。

技术实现要素：

本发明正是基于以上技术问题，提供一种以弱酸阳离子树脂交换酸化软化方法。该方法主要针对河水而言，由于河水中含有较多的生活污水，而本发明通过设计合理的工艺流程，提高纯水的回收率，并简化原水的处理过程，降低水耗，使以河水制纯水具有优越的经济效益。

本发明的技术方案为：

一种以弱酸阳离子树脂交换酸化软化方法，其包括如下步骤：

(1)将待处理的水放入已放置了絮凝剂的澄清池中，除去大部分胶质物质；再将水经过过滤器，进一步除去胶质物质；

(2)将经过步骤(1)处理后的水通过弱酸阳离子树脂交换床，使水中的阳离子(如Ca2+、Mg2+、Na+等)被树脂吸附，树脂中的H+进入水中，与水中的阴离子组成相应的无机酸，反应式如下：

弱酸阳离子树脂交换床失效后，向其添加无机酸使其再生，且将弱酸阳离子树脂上部的晶型变为H+型，将弱酸阳离子树脂的下部的晶型变为Na+型，无机酸的加入量与水的质量比为1.01-1.015。作为优选，所述的无机酸为硝酸、盐酸或硫酸。弱酸阳离子树脂交换床再生的时间不超过1h，再生的水温为30- 45℃，压力为常压，无机酸的流量不超60m3/h。

待水在弱酸阳离子树脂交换床交换完成后，用脱盐水对弱酸阳离子树脂进行置换，置换的温度为30-45℃，压力为常压，交换时间不超过1h，脱盐水流量不超60m3/h。

待脱盐水置换后，用清水对弱酸阳离子树脂进行清洗；清洗的温度小于 45℃，压力为常压，清洗时间不超过1h，清水流量不超80m3/h，弱酸阳离子树脂交换床中的清洗出水电导小于1200μs/cm。

(3)将经过弱酸阳离子树脂，除去大部分阳离子后并携带H+的水进入保安过滤器和反渗透RO膜除去绝大部分离子；再将经过RO膜除去大部分离子后的水进入强酸阳离子交换床，进一步除去阳离子；经过RO膜除去大部分离子后，因进入RO膜的水带酸性，CO32-大部分以游离CO2存在，产生的游离二氧化碳经脱碳风机除去。

(4)将经步骤(3)中除去阳离子的水进入阴离子交换床，除去大部分阴离子，特别是硅酸根离子，除去大部分阴离子，得到除盐水；

(5)将步骤(4)中得到的除盐水再经过混床进一步除盐，混床相当于 1000-2000个复合床对除盐水进一步除盐，得到精制水。

B. 软化水制备的原理

软化水制备的原理是：钠离子交换。

软化水制备使用的技术是树脂分离软水技术。当含有版硬度的原水通过交换器权的树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂吸附，同时释放出钠离子，易结垢的钙镁化合物就转变为不形成水垢的易溶性钠化合物，这样交换器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。

通过离子交换原理制备出的软化水可适用于浴室、厨房、洗衣、暖气、锅炉、中央空调设备供水等广大领域。

(2)阳离子软化罐钠离子交换方式扩展阅读

软化水制备的工作程序是：

1、供水：未处理的水通过树脂层，发生交换反应，产生软水。

2、反洗：水从树脂层下部进入，松动树脂，去除细碎杂物。

3 、进盐水再生：利用较高浓度的盐水（Nacl）流过树脂，将失效树脂重新还原为钠型可用树脂。

4、 冲洗：按照供水时的流程使水通过树脂冲洗掉多余的盐液和再生交换下来的钙、镁离子。

5、注水：向盐箱内注水，溶解食盐，以备下次再生所用。

C. 钠离子交换器的水及再生方式

1.产水：来水从罐体底部进入树脂层，自以适当的流速穿过树脂层，使树脂层向上浮起，树脂于水的接触面得到放大，水中钙镁离子与水质表面钠离子得到充分交换。因为罐体上部预留空间经过精密计算，树脂层浮起来后不会乱层，出水效率相对较高。
2.再生：用软水配置的再生液以适当比例含盐量从罐体顶部进入树脂层，以一定流速自上而下穿过树脂层，树脂的工作层和失效层所含钙镁离子相对较高，保护层次之，再生液首先接触到的是树脂的保护层，其次是工作层，再是失效层，减少了树脂的二次污染。
3.置换：树脂再生后进入置换阶段，置换采用的是软化水，水从罐体顶部进入树脂层，使树脂层中残留的盐溶液排出，目的在于降低氯根含量。
成熟产品系有：全自动浮床软水器

D. 什么叫离子交换软化法

离子交换软复化法是利制用离子交换剂降低水中硬度的水处理方法。常用的离子交换剂有钠型树脂（RNa）、强酸性H(RH)型树脂和弱酸性H树脂。离子交换软化系统采用Na离子交换软化系统和H-Na离子交换脱碱软化系统。

E. 软化水的软化原理

一、软化水概述
目前国内常用的软化水设备主要有手动软化器、国产组合式自动软水版设权备、国产多阀式全自动软化器、进口多路阀式全自动软化水器几种，其中进口多路阀式自动软化器是目前市场上的主要产品，这种软化水设备小型的以国产为主，大型的以进口多路阀及控制器为核心，配用国产的树脂罐、盐箱、管道等材料构成全自动软化水设备。中科治水设备引进美国先进的控制技术及控制部件研发生产的高效节能型全自动钠离子交换设备。该设备可使软化、反洗、吸盐、慢洗、快洗、盐箱注水等全自过程实现自动化。
二、离子交换器的工作原理
自动软化器强酸性阳离子树脂将原水中的钙、镁离子置换出去，经该设备流出的水而为硬度极低的软化水。当树脂吸附到一定量的钙、镁离子后必须进行再生。用饱和的盐水浸泡树脂把树脂里的钙、镁离子等硬度置换出来。恢复树脂的软化交换能力，并将废水排出。整个再生过程包括：反洗-松动树脂层，吸盐慢洗-发生交换反应，冲洗（正洗）-将化学反应交换下来的钙、镁离子冲洗，注水-为了下次再生。

F. 软化水设备的基本原理

软化水设备的工作原理：

全自动钠离子交换器采用去离子交换原理，去除水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时，水中的钙、镁离子便与树脂吸附的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。

由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。

当软化水设备树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，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。

由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化水处理的原理是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。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下：

2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+

即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。

一般软化水设备控制阀的运行流程为：运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。

G. 软水器的工作原理

软水器的工作原理：一种是通过离子交换树脂去除水中的钙、镁离子，降低水质硬度；另外内一种是纳容米晶TAC技术，即Template Asisted Crystallization（模块辅助结晶），利用纳米晶产生的高能量，把水中游离的钙、镁、碳酸氢根离子打包成纳米级的晶体，从而阻止游离离子生成水垢。

目前已广泛应用于各种蒸汽锅炉、热水锅炉、热交换器、蒸汽冷凝器、空调、直燃机等设备及系统的循环补给水中。此外还用作生活水处理，食品、电镀、医药、化工、印染、纺织、电子等工业水处理以及作为脱盐系统的前置处理。经过单级或多级软水器处理后的产水硬度可大幅度降低。

(7)阳离子软化罐钠离子交换方式扩展阅读：

软水器主要特性：

1、 自动化程度高，供水工况稳定，使用寿命长，全程自动，只需定期加盐，不需人工干预。

2、高效率、低能耗、运行费用经济。

3、设备结构紧凑合理，操作维修方便，占地面积小，节省投资。

4、使用简便，安装、调试、操作简单易行，控制部件性能稳定，可使用户解决后顾之忧。

参考资料来源：网络—软水器

H. 软化水设备与离子交换设备的区别

大型工业制水用锅炉软化水设备工作原理
大型工业制水用锅炉软化水设备是将水中专的钙镁属离子(形成水垢的主要成份)置换出来，随着树脂内钙镁离子的增加，树脂去除钙镁离子的效能逐渐降低，当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。

I. 软化水设备原理

软化水设备的定义
软化水设备，顾名思义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。
软化水设备的工作原理
由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来，随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加，树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。
当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，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。
由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示钠离子交换软化处理的原理是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。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下:
2RNa
+
Ca2+
=
R2Ca
+
2Na+
2RNa
+
Mg2+
=
R2Mg
+
2Na+
即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。
一般控制阀的运行流程为:运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。
软化水设备工作流程及工作要求
1)软化水设备工作流程
工作(有时叫做产水，下同)、反洗、吸盐(再生)、慢冲洗(置换)、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)。
软化水设备工作流程示意图
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。这个过程一般需要5-15分钟左右。
吸盐(再生):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再生，这个过
程一般需要30分钟左右，实际时间受用盐量的影响。
慢冲洗(置换):在用盐水流过树脂以后，用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，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。
快冲洗:为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下，快冲洗过程为5-15分钟。
2)软化水设备技术指标及工作要求:
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

J. 离子交换水处理工艺的处理方法是什么

离子交换水处理工艺定义就是离子交换法(ion exchange process)，是液相中的离子和固相中离子间所进行的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。

常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。

原理：离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。

离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。

阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。