什么是軟水(軟化)?為什么要軟化?常用的軟化方法有哪些?
發布時間：2023-10-19 10:44:36 人氣：0
我們都知(zhi)道,普通的(de)(de)(de)水(shui)中(zhong)(zhong)含(han)有(you)多種可溶(rong)解(jie)的(de)(de)(de)化合(he)物(wu)，有(you)些物(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)度(du)隨著溫度(du)的(de)(de)(de)變化有(you)較明顯的(de)(de)(de)變化，其中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣、碳(tan)(tan)酸(suan)鎂類的(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)(zhi)，其溶(rong)解(jie)度(du)隨著溫度(du)的(de)(de)(de)升(sheng)高而下(xia)降。當溫度(du)升(sheng)高時(shi)，原(yuan)來溶(rong)解(jie)于水(shui)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)酸(suan)鈣、碳(tan)(tan)酸(suan)鎂析(xi)出形成沉(chen)淀物(wu)，這些沉(chen)淀物(wu)可以(yi)是(shi)以(yi)絮(xu)狀、粉(fen)未狀或沉(chen)積在容器、管道表面，形成水(shui)垢。
用來衡(heng)量鈣鎂離子總量的(de)(de)指標是(shi)硬度，總的(de)(de)說來，水(shui)的(de)(de)硬度主要由(you)鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)離子構成(cheng)的(de)，其具體指標是(shi)(shi)同類(lei)離子折(zhe)合(he)為碳酸鈣來計(ji)時的(de)數值，目前(qian)標準單位是(shi)(shi)mmol/L(毫(hao)摩爾(er)每升(sheng)(sheng)(sheng))。傳統的(de)單位有mgN/L(毫(hao)克(ke)當量每升(sheng)(sheng)(sheng))、德國(guo)(guo)度、美制(英(ying)制)等，目前(qian)在國(guo)(guo)內常用(yong)的(de)硬度單位是(shi)(shi)mg/L(毫(hao)克(ke)每升(sheng)(sheng)(sheng))、mmol/L(毫(hao)摩爾(er)每升(sheng)(sheng)(sheng))、mgN/L(毫(hao)克(ke)當量每升(sheng)(sheng)(sheng))，偶爾(er)會有用(yong)戶使用(yong)德國(guo)(guo)度，用(yong)德國(guo)(guo)度除以2.8即可換算為國(guo)(guo)標的(de)數值mmol/L(毫(hao)摩爾(er)每升(sheng)(sheng)(sheng))，如果(guo)采用(yong)美制的(de)Grain/Gallon(格令每加侖)，那么(me)就需要(yao)對單位進行多次算換，此處(chu)不細講。
鈣鎂(mei)離子含量(liang)較(jiao)多(duo)的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)稱為(wei)硬(ying)水(shui)(shui)(shui)(shui)，鈣鎂(mei)離子含量(liang)較(jiao)少的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)稱為(wei)軟水(shui)(shui)(shui)(shui)。硬(ying)水(shui)(shui)(shui)(shui)與軟水(shui)(shui)(shui)(shui)只是通(tong)俗上的(de)叫(jiao)法(fa)，并沒有標準的(de)量(liang)的(de)概念，在(zai)生活中(zhong)，行內一般把硬(ying)度低于3mmmol/l的水稱為(wei)(wei)(wei)較(jiao)軟的水，3-6稱為(wei)(wei)(wei)普通(tong)水，6-8稱為(wei)(wei)(wei)較(jiao)硬的水，10以上稱為(wei)(wei)(wei)高硬水。
(工業上采用(yong)截然不同的(de)標(biao)準(zhun)，工業上一般只有硬度<1的(de)水(shui)稱作軟(ruan)水(shui)，1-10之間(jian)都經常籠(long)統(tong)地稱為硬水(shui)，硬度>10的(de)水(shui)也多稱為高硬水(shui))。
北京地區的普通(tong)情況是(以市政供水及常見自備(bei)井(jing)為(wei)例(li)):
城中、城北、城西(xi)(五環以內)地區(qu): 大部分(fen)地區(qu)硬度(du)在(zai)6-8之間；
城東北部(水源較(jiao)好(hao)的使館及周(zhou)邊地(di)區): 硬度多(duo)在(zai)4-6之間；
城(cheng)南(南三(san)環(huan)以(yi)南)、城西南: 硬度(du)約(yue)在(zai)8-12間，部分地(di)區硬度(du)為10-15左右(you)；
周邊地區:南部、西部、北部山區硬度較(jiao)高，多數在8以上；
東部及北部非山區多數(shu)在6-9之(zhi)間。
由于(yu)水(shui)(shui)垢的(de)沉(chen)積對人們的(de)生(sheng)活(huo)及生(sheng)產均有(you)很明顯的(de)影響，所(suo)以生(sheng)產用(yong)(yong)水(shui)(shui)和生(sheng)活(huo)用(yong)(yong)水(shui)(shui)均對硬度指標有(you)一定的(de)要求特別是鍋爐(lu)(lu)用(yong)(yong)水(shui)(shui)中(zhong)若含有(you)硬度鹽類，會在鍋爐(lu)(lu)受熱面(mian)(mian)上生(sheng)成水(shui)(shui)垢，從而(er)降(jiang)低(di)(di)鍋爐(lu)(lu)熱效(xiao)率、增大燃料消耗，甚至因金(jin)屬壁面(mian)(mian)局部(bu)過(guo)熱而(er)損傷部(bu)件、引起暴炸(zha)。因此對于(yu)低(di)(di)壓鍋爐(lu)(lu)要進行(xing)水(shui)(shui)的(de)軟(ruan)化處(chu)理(li)，對于(yu)中(zhong)、高壓鍋爐(lu)(lu)要進行(xing)水(shui)(shui)的(de)軟(ruan)化與脫鹽處(chu)理(li)。采用(yong)(yong)設備降(jiang)低(di)(di)水(shui)(shui)的(de)硬度的(de)過(guo)程叫(jiao)做”軟(ruan)(ruan)化”，相(xiang)應(ying)的設(she)備叫“軟(ruan)(ruan)水(shui)器(qi)”(或叫“軟(ruan)(ruan)化器(qi)”等)。
1.常用的方法
將硬水軟化，避免水垢的(de)沉(chen)積(ji)有(you)很(hen)多種(zhong)方法，經(jing)常使用的(de)方法有(you):
（1）離子(zi)交(jiao)換法: 采用(yong)特定(ding)的(de)陽離子(zi)交(jiao)換樹脂(zhi)，以(yi)(yi)鈉離子(zi)將(jiang)(jiang)水中的(de)鈣(gai)鎂離子(zi)置換出來，由于鈉鹽的(de)溶解(jie)度很高，所(suo)以(yi)(yi)就(jiu)避免了隨溫度的(de)升(sheng)高而(er)造成水垢生成的(de)情況。這種方法是(shi)目(mu)前最常用(yong)的(de)標準方式(shi)。主(zhu)要優點(dian)是(shi):效果穩定(ding)準確，工藝成熟。可以(yi)(yi)將(jiang)(jiang)硬(ying)度降至0。采用(yong)這種方式(shi)的(de)軟化水設備(bei)一般也(ye)叫做“”離子(zi)交(jiao)換器(qi)(qi)”(由于采用(yong)的(de)多為鈉離子(zi)交(jiao)換樹脂(zhi)，所(suo)以(yi)(yi)也(ye)多稱(cheng)為“鈉離子(zi)交(jiao)換器(qi)(qi)”)。
（2）石灰法:向水中(zhong)加入石灰，主要是用于處理大(da)流量的高硬(ying)水，只能將硬(ying)度(du)降到一定的范圍。
（3）加(jia)藥法:向水(shui)中加(jia)入(ru)(ru)專用(yong)的(de)阻(zu)垢(gou)劑，可(ke)(ke)以(yi)(yi)改變鈣鎂離子(zi)與碳(tan)酸根離子(zi)結合(he)的(de)特性，從而(er)使(shi)水(shui)垢(gou)不能析出、沉積。目前工業(ye)上可(ke)(ke)以(yi)(yi)使(shi)用(yong)的(de)的(de)阻(zu)垢(gou)劑很多。這種(zhong)方法的(de)特點是:一次(ci)性投入(ru)(ru)較(jiao)少(shao)，適應(ying)性廣，但水(shui)量軟大時運行(xing)成本偏高，由于加(jia)入(ru)(ru)了化學物質，所以(yi)(yi)水(shui)的(de)應(ying)用(yong)受到很大限(xian)制，一般(ban)情況下不能應(ying)用(yong)于飲用(yong)、食品加(jia)工、工業(ye)生產等方面(mian)。在民用(yong)領域中也很少(shao)應(ying)用(yong)。
（4）電(dian)(dian)磁(ci)法(fa): 采(cai)用在水(shui)中加上一(yi)定的(de)(de)(de)電(dian)(dian)場(chang)或磁(ci)場(chang)來改變離(li)子的(de)(de)(de)特(te)(te)性，從(cong)而改變碳酸鈣(碳酸鎂(mei))沉積的(de)(de)(de)速度及沉積時的(de)(de)(de)物理(li)特(te)(te)性來阻止硬水(shui)垢(gou)的(de)(de)(de)形成。其特(te)(te)點是(shi): 設備投資小，安(an)裝(zhuang)方便，運行費(fei)用低，但是(shi)效果不夠穩定性，沒(mei)有統一(yi)的(de)(de)(de)衡量(liang)標準(zhun)，而且由于(yu)(yu)主要功能(neng)僅是(shi)影響一(yi)定范(fan)圍內的(de)(de)(de)水(shui)垢(gou)的(de)(de)(de)物理(li)性能(neng)，所(suo)以處(chu)理(li)后的(de)(de)(de)水(shui)的(de)(de)(de)使用時間(jian)、距離(li)都(dou)有一(yi)定局限。多用于(yu)(yu)商業(如(ru)中央空調(diao)等)循環冷卻水(shui)的(de)(de)(de)處(chu)理(li)，不能(neng)應用于(yu)(yu)工(gong)業生(sheng)產及鍋爐補給水(shui)的(de)(de)(de)處(chu)理(li)(同時由于(yu)(yu)該種設備的(de)(de)(de)機理(li)并未得(de)到真正的(de)(de)(de)理(li)論證實)。
（5）膜(mo)分(fen)離法: 納濾膜(mo)(NF)及反滲透(tou)膜(mo)(RO)均可以攔截(jie)水(shui)中的(de)(de)鈣鎂離子，從而(er)從根本上降低(di)水(shui)的(de)(de)硬度。這種方法的(de)(de)特點是，效(xiao)果明顯而(er)穩定，處(chu)理后的(de)(de)水(shui)適用范圍廣(guang)，但(dan)是對進水(shui)壓力(li)有較高要求，設備投資、運行成本都較高。一般(ban)較少用于專門的(de)(de)軟化處(chu)理。
根據(ju)實際使用(yong)經驗及特點，在工業(ye)鍋爐及工業(ye)生產(chan)中最常用(yong)的(de)方式是離子交換法(fa)(目前基本(ben)上是標準設(she)(she)備(bei))，普(pu)通情況下所(suo)說的“軟水器(qi)”一般(ban)均指這種設(she)(she)備(bei)。
在(zai)餐飲、食(shi)品、化工、醫藥等(deng)領(ling)域、空(kong)調、工業循環水等(deng)應用中,也多采(cai)用離子交換(huan)法(fa)對補水進行(xing)處理。
小型熱(re)(re)水(shui)鍋爐、換熱(re)(re)器等應用(yong)中，多采用(yong)加藥法。
商(shang)業(ye)領(ling)域(yu)的(de)中(zhong)央空調及工業(ye)上溫(wen)度較低(最高(gao)溫(wen)度在60度左右)的(de)冷卻循環(huan)水(shui)(shui),多采(cai)用(yong)電磁(ci)法(fa)進行全流(liu)量處(chu)(chu)理，即對所有循環(huan)水(shui)(shui)進行處(chu)(chu)理，同時多數情況下配合補充水(shui)(shui)采(cai)用(yong)離子交換法(fa)處(chu)(chu)理或循環(huan)水(shui)(shui)采(cai)用(yong)加藥方法(fa)以(yi)保證效(xiao)果。
2、離子交換(huan)法的(de)工作原(yuan)理(li)
為了使大家易(yi)于理解接受，以下的說法(fa)(fa)是(shi)盡量(liang)通俗(su)的說法(fa)(fa)，與標準工(gong)具書的說法(fa)(fa)可能(neng)不盡致(但不會出現技術性錯誤(wu))。
離子(zi)(zi)交換(huan)樹脂是一(yi)種聚合(he)物，帶有(you)相應(ying)的(de)功能(neng)基團。一(yi)般(ban)情況下，常規(gui)的(de)鈉離子(zi)(zi)交換(huan)樹脂帶有(you)大量的(de)鈉離子(zi)(zi)。
當水(shui)中的(de)(de)鈣鎂(mei)離子(zi)含量(liang)高(gao)時(shi)，離子(zi)交換樹脂可以釋放(fang)出鈉離子(zi)，功能(neng)基團與鈣鎂(mei)離子(zi)結合這樣水(shui)中的(de)(de)鈣鎂(mei)離子(zi)含量(liang)降(jiang)低，水(shui)的(de)(de)硬度下降(jiang)。硬水(shui)就變為軟水(shui)，這是軟化水(shui)設(she)備的(de)(de)工作過程。
當樹(shu)脂(zhi)(zhi)上的(de)大(da)量(liang)(liang)功(gong)能(neng)基團(tuan)與(yu)鈣鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)結合(he)后，樹(shu)脂(zhi)(zhi)的(de)軟化能(neng)力下(xia)降，可以用氯化鈉溶液流(liu)過(guo)樹(shu)脂(zhi)(zhi)，此時溶液中的(de)鈉離(li)子(zi)含量(liang)(liang)高，功(gong)能(neng)基團(tuan)會釋放出鈣鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)而與(yu)鈉離(li)子(zi)結合(he)，這樣(yang)樹(shu)脂(zhi)(zhi)就(jiu)恢復(fu)了(le)交換能(neng)力，這個過(guo)程叫作“再生”。
由于(yu)實際工(gong)作的(de)需要，軟(ruan)化水設(she)備的(de)標準(zhun)工(gong)作流(liu)程主(zhu)要包(bao)括: 工作(有(you)時叫做產水(shui)，下同(tong))、反洗(xi)、吸鹽(再生)、慢(man)沖(chong)洗(xi)(置換)、快沖(chong)洗(xi)五(wu)個(ge)過(guo)程(cheng)。不(bu)同(tong)軟(ruan)化(hua)水(shui)設(she)備(bei)的所有(you)工序非常(chang)接近，只是由(you)于實際工藝(yi)的不(bu)同(tong)或控(kong)制的需要，可能會有(you)一些附加的流程(cheng)。任(ren)何(he)以(yi)鈉離子交換頭基(ji)礎的軟(ruan)化(hua)水(shui)設(she)備(bei)都(dou)是在這五(wu)個(ge)流程(cheng)的基(ji)礎上發展來的(其中，全自動軟(ruan)化(hua)水(shui)設(she)備(bei)會增加鹽水(shui)重注過(guo)程(cheng))。
反洗:工作(zuo)一(yi)段(duan)時間后(hou)的(de)設備，會(hui)在(zai)樹脂上部攔截(jie)很多(duo)由(you)原水帶來(lai)的(de)污物(wu)，把(ba)(ba)這(zhe)些(xie)污物(wu)除去后(hou)，離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)樹脂才能完全曝露出來(lai)，再(zai)生的(de)效(xiao)果才能得(de)到保(bao)證。反洗過程(cheng)就(jiu)是(shi)水從(cong)樹脂的(de)底部洗入(ru)，從(cong)頂(ding)部流出，這(zhe)樣(yang)可以(yi)把(ba)(ba)頂(ding)部攔截(jie)下來(lai)的(de)污物(wu)沖走。這(zhe)個(ge)過程(cheng)一(yi)般需要5-15分鐘左右。
吸鹽(yan)(再(zai)生): 即將(jiang)鹽(yan)水(shui)注(zhu)入樹(shu)脂罐體的(de)(de)過程(cheng)，傳統設(she)備是(shi)采(cai)用鹽(yan)泵將(jiang)鹽(yan)水(shui)注(zhu)入，全自動(dong)的(de)(de)設(she)備是(shi)采(cai)用專(zhuan)用的(de)(de)內置噴射器將(jiang)鹽(yan)水(shui)吸(xi)入(只要(yao)進水(shui)有一定的(de)(de)壓力(li)即可)。在實(shi)際工作過程(cheng)中，鹽(yan)水(shui)以較慢的(de)(de)速度(du)流(liu)過樹(shu)脂的(de)(de)再(zai)生效果比單(dan)純用鹽(yan)水(shui)浸泡(pao)樹(shu)脂的(de)(de)效果好，所以軟化水(shui)設(she)備都是(shi)采(cai)用鹽(yan)水(shui)慢速流(liu)過樹(shu)脂的(de)(de)方法再(zai)生，這個過程(cheng)一般(ban)需(xu)要(yao)30分鐘左右，實(shi)際時間受用鹽(yan)量的(de)(de)影(ying)響(xiang)。
慢沖洗(xi)(置(zhi)(zhi)換(huan)): 在用(yong)鹽(yan)水(shui)流過(guo)樹脂以(yi)(yi)后，用(yong)原水(shui)以(yi)(yi)同(tong)樣(yang)的(de)流速(su)慢(man)慢(man)將樹脂中的(de)鹽(yan)全部沖洗干凈的(de)過(guo)程(cheng)叫慢(man)沖洗，由于(yu)這(zhe)(zhe)個(ge)沖洗過(guo)程(cheng)中仍有大(da)量的(de)功(gong)能基團上(shang)的(de)鈣鎂離(li)子被鈉離(li)子交換(huan)根據實際經驗，這(zhe)(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中是再生的(de)主要過(guo)程(cheng)，所以(yi)(yi)很多人將這(zhe)(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)稱作(zuo)置(zhi)(zhi)換(huan)。這(zhe)(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)般與吸鹽(yan)的(de)時(shi)間(jian)相同(tong)，即30分鐘(zhong)左右。
快沖(chong)洗:為(wei)了將(jiang)殘(can)留的鹽徹底沖洗(xi)(xi)干凈(jing)，要采用(yong)與(yu)實(shi)際工(gong)作接近的流速，用(yong)原水(shui)對樹(shu)脂(zhi)進(jin)行沖洗(xi)(xi)，這個(ge)過(guo)(guo)程(cheng)的最(zui)后出(chu)水(shui)應為(wei)達標(biao)的軟水(shui)。一般情況(kuang)下，快沖洗(xi)(xi)過(guo)(guo)程(cheng)為(wei)5-15分(fen)鐘。
軟化水工程案例：//easyluxury.cn/project/rhsgl/index.shtml
