軟化水設(shè)備,顧名思義即降低水硬度的設(shè)備,主要除祛水中的鈣、鎂離子、除垢,在進(jìn)水為深井水或者水源硬度很大的情況下,使用軟化水設(shè)備的作用是去除水中的鈣、鎂離子含量,使水中鈣鎂離子減少。軟化水設(shè)備在軟化水的過程中,不能降低水中的總含鹽量,在熱水鍋爐系統(tǒng)、熱交換系統(tǒng)、工業(yè)冷卻系統(tǒng)、*空調(diào)系統(tǒng)以及其他用水設(shè)備系統(tǒng)中都有廣泛的應(yīng)用。
1基本原理
軟化水設(shè)備-小型軟化水設(shè)備主要的工作原理就是利用陰陽離子軟化讓原水通過陰陽離子轉(zhuǎn)化器,除去水中的,鈣,鎂,鈉等離子。出來的水就只是水分子了。沒有其他的分子,那么就可以有效的防止水垢。
在進(jìn)水為深井水或者水源硬度很大的情況下,使用軟化水設(shè)備的作用是去除水中的鈣、鎂離子含量,使水中鈣鎂離子減少。如果沒有軟水器或軟水器失效,鈣、鎂鹽在反滲透膜表面因濃度急劇升高而形成難溶于水的沉淀物,堵塞反滲透膜孔,使反滲透膜的使用壽命縮短,增加設(shè)備的維護(hù)成本。
2設(shè)備分類
軟化水設(shè)備-小型軟化水設(shè)備、飲用水處理設(shè)備、灌裝設(shè)備、水處理配件幾大類。
電廠大型反滲透設(shè)備,醫(yī)藥電子等行業(yè)超純水設(shè)備,花卉瓜果澆灌用純凈水設(shè)備,加藥設(shè)備,鍋爐軟化水設(shè)備;
食品、飲料行業(yè)純凈水設(shè)備,水廠純凈水礦泉水設(shè)備,農(nóng)村生活飲用水設(shè)備,賓館、學(xué)校、機(jī)關(guān)單位、食堂等直飲水設(shè)備。
3工作流程
軟水器的工作過程
工作流程
一般由下列幾個(gè)步驟循環(huán)組成:反洗、吸鹽(再生)、慢沖洗(置換)、快沖洗五個(gè)過程。不同軟化水設(shè)備的所有工序非常接 近,只是由于實(shí)際工藝的不同或控制的需要,可能會(huì)有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎(chǔ)的軟化水設(shè)備都是在這五個(gè)流程的基礎(chǔ)上發(fā)展來。自動(dòng)軟化器運(yùn)行程序:
A.運(yùn)行(工作)
原水在一定的壓力(0.2-0.6Mpa)、流量下,通過控制器閥腔,進(jìn)入裝有離子交換樹脂的容器(樹脂罐),樹脂中所含的Na+與水中的陽離子(Ca2+,Mg2+,F(xiàn)e2+……等)進(jìn)行交換,使容器出水的Ca2+,Mg2+離子含量達(dá)到既定的要求,實(shí)現(xiàn)了硬水的軟化。
B. 反洗
樹脂失效后,在進(jìn)行再生之前,先用水自下而上的進(jìn)行反洗。反洗的目的有兩個(gè),一是通過反洗,使運(yùn)行中壓緊的樹脂層松動(dòng),有利于樹脂顆粒與再生液充分接觸;一是使樹脂表面積累的懸浮物及碎樹脂隨反洗水排出,從而使交換器的水流阻力不會(huì)越來越大。
C. 再生吸鹽
再生用鹽液在一定濃度、流量下,流經(jīng)失效的樹脂層,使其恢復(fù)原有的交換能力。
D. 置換(慢速清洗)
在再生液進(jìn)完后,交換器內(nèi)尚有未參與再生交換的鹽液,采用小于或等于再生液流速的清水進(jìn)行清洗(慢速清洗),以充分利用鹽液的再生作用并減輕正洗的負(fù)荷。
E. 正洗(快速清洗)
目的是清除樹脂層中殘留的再生廢液,通常以正常流速清洗至出水合格為止。
F. 再生劑箱注水
向再生劑箱中注入溶液再生一次所需鹽量的水。
4控制工具
手動(dòng)型
這種方式是傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)方式,主要有順流/無頂壓逆流兩種形式,一般是兩只碳鋼結(jié)構(gòu)的罐體并聯(lián),根據(jù)工藝流程不同,每只罐體需要配用8-11只手動(dòng)閥門(兩只罐體需要配16-20只閥門左右),再生時(shí)用的鹽泵將溶解好的鹽液泵入樹脂罐(這種設(shè)備曾是國(guó)內(nèi)軟化水設(shè)備的主要形式)。這種結(jié)構(gòu)的軟化水設(shè)備主要特點(diǎn)是:流程簡(jiǎn)單易懂,易于操作,成本低,可以適用于流量很大的需要;但是技術(shù)落后,占地大,運(yùn)行消耗也大,實(shí)際操作時(shí)強(qiáng)度較大,鹽泵的腐蝕較重及維護(hù)成本高。
自動(dòng)型
國(guó)產(chǎn)組合自動(dòng)型
由于手動(dòng)設(shè)備的使用過于復(fù)雜,在20世紀(jì)90年代初期,國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一種以組合式集成閥為核心的新型設(shè)備。這種設(shè)備的主要核心部件是一只多通道的集成閥,通過閥體的轉(zhuǎn)動(dòng)來改變水流方向。這種設(shè)備與傳統(tǒng)的手動(dòng)設(shè)備相比,這種設(shè)備與傳統(tǒng)的手動(dòng)設(shè)備相比,設(shè)備的占地小了很多,自動(dòng)化程度高。但是由于控制方式采用時(shí)間控制,運(yùn)行時(shí)控制精度較低。受設(shè)計(jì)思路、加工工藝及材料的限制,多數(shù)設(shè)備采用的平面集成閥容易磨損,一旦磨損后修復(fù)的可能性很小。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上這種設(shè)備的生產(chǎn)廠家很多,產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量差異較大,很多設(shè)備的運(yùn)行效果不如人意。
進(jìn)口全自動(dòng)型
在歐美國(guó)家,自20世紀(jì)60年代起就開始對(duì)離子交換設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì),隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,逐漸發(fā)展出與國(guó)內(nèi)多通閥不一樣的多路閥和集成閥,主要以多路閥為主,主要材料有工程塑料和無鉛黃銅兩種。其核心部件為一只多通道集成閥,一般采用閥板或活塞控制水流方向,由小型電機(jī)帶動(dòng)凸輪軸(或活塞)來動(dòng)作。由于國(guó)外工業(yè)技術(shù)水平發(fā)展較好,所以這類設(shè)備已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)完善,產(chǎn)品規(guī)格從家用的0.2t/h到工業(yè)用70t/h左右均有,控制器自動(dòng)化程度高(的已經(jīng)可以與工業(yè)計(jì)算機(jī)或普通監(jiān)控計(jì)算機(jī)通訊)。
分立閥全自動(dòng)型
分立閥一般是采用進(jìn)口的全自動(dòng)隔膜閥或電磁閥,采用與傳統(tǒng)手動(dòng)方式相類似的結(jié)構(gòu),配合的全自動(dòng)控制器(單片機(jī)或PLC)來組成軟化水設(shè)備。全自動(dòng)型設(shè)備主要用于流量較大的場(chǎng)合,也可以用于傳統(tǒng)手動(dòng)設(shè)備的改造,可以在不改動(dòng)原設(shè)備管路的情況下將傳統(tǒng)的手動(dòng)設(shè)備改造成自動(dòng)化設(shè)備。從而降低操作勞動(dòng)強(qiáng)度,降低設(shè)備消耗。
5安裝調(diào)試
⒈關(guān)于軟水設(shè)備的位置選擇:軟水器必須放置于牢固的水平地面上,距排水溝的距離以短為佳,距離鍋爐等熱源必須大于3米以上,禁止靠近酸性液體或氣體。如需增加其它水處理設(shè)備(過濾器,除氧器)應(yīng)予留位置。
⒉關(guān)于再生鹽罐及樹脂的位置:
應(yīng)盡量安放于交換柱的附近,為充分利用鹽液,應(yīng)盡力縮短吸鹽塑料管的尺寸。
⒊關(guān)于裝填石英砂及樹脂:
⑴了保證布水均勻盡量在交換柱底部鋪放150~200mm的質(zhì)量良好的石英砂(不分解產(chǎn)生硅的氧化物或鹽類)
⑵裝填樹脂前,應(yīng)檢查中心升降管的長(zhǎng)度,是否合適。
先將上布水器卡入自控機(jī)頭(控制閥)底部*承接口,再將中心管下端對(duì)準(zhǔn)交換柱底部窩槽內(nèi),并將上端插入上布水器的下端管口,然后極小心地沿順時(shí)方向旋入交換柱上端螺口內(nèi),確認(rèn)整個(gè)控制閥螺口能平整的旋入交換柱上端螺口內(nèi),以確認(rèn)中心管的長(zhǎng)短符合要求,且能使中心升降管緊密連接閥頭并保持同心
⑶上述試裝機(jī)頭工作完畢后,再將機(jī)頭反時(shí)針旋轉(zhuǎn)取下,再次保持中心管位
置居中,將下端原粘牢中心升降管下邊的下布水器端點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)底部的槽窩,并用軟布或塑料帶將中心升降管上端入口封死,開始均勻地裝填石英砂或樹脂。
⑷裝填樹脂時(shí),注意人中心升降管的周圍均衡裝填,為保證予先計(jì)算好的數(shù)
量如數(shù)裝入柱內(nèi),隨著裝置過程,應(yīng)不斷向交換柱內(nèi)注入清水,使之樹脂孔隙中空氣排出。維持這種水封狀態(tài)裝填樹脂是的方法,干樹脂很難保障如數(shù)裝入應(yīng)該用的填量。
⑸待樹脂裝填完畢后重新將控制閥沿順時(shí)針方向旋入交換柱上端螺紋口內(nèi)。
同時(shí)要求保證平整。
軟化水設(shè)備
注:勿忘將上布水器裝入控制閥底座。
⒋按照安裝示意圖配接管和電源后,進(jìn)行通水試驗(yàn)
⑴所有進(jìn)出口管路必須有獨(dú)立支撐,不可以用閥頭做支撐
⑵啟動(dòng)軟水器的開始,應(yīng)先打開軟水口的排出閥門,然后緩慢開啟進(jìn)水口的閥門,且保證開度由小到大,不可啟開太快,以免流失樹脂。
⑶初次經(jīng)過樹脂排出的軟水,顏色帶有微黃,測(cè)試pH值時(shí)可能小于7呈酸性,過了三至五分鐘后,出水顏色轉(zhuǎn)至無色,此時(shí)pH值上升為7(中性),同時(shí)軟水硬度已合格≤0.03mmol/L(1/2Ca2+、1/2Mg2+)
⑷對(duì)于急待使用軟化水的鍋爐,立即可將合格軟水導(dǎo)入給水水箱。
⑸對(duì)已曾用過的舊管道,與軟水器連接前必須極認(rèn)真地通水沖去管道中積存的銹渣、泥土等雜物且應(yīng)嚴(yán)防蒸汽進(jìn)入樹脂罐而導(dǎo)致樹脂報(bào)廢。
⒌對(duì)再生程序的試轉(zhuǎn)動(dòng)及*制備鹽水的問題
⑴*投用的軟化設(shè)備,必需向再生鹽罐投放足夠的固體NaCL,(數(shù)量以說明書項(xiàng)三提供的NaCL重量為準(zhǔn))
⑵在不打開通水閥的情況下拉開后邊面板,手動(dòng)試轉(zhuǎn)再生定時(shí)器,檢查反洗,進(jìn)鹽與小沖冼、大沖冼、制水備鹽等工藝流程是否正常運(yùn)轉(zhuǎn),當(dāng)確認(rèn)功能完備即可維持制水備鹽程序階段,在通電通水時(shí),會(huì)有軟水輸出,同時(shí)向鹽罐中開始送入溶解NaCL的軟水,直至此程序時(shí)間結(jié)束,又轉(zhuǎn)入自動(dòng)制取軟水流程。當(dāng)此設(shè)備所設(shè)定的制水程序總時(shí)間到達(dá)后,立即又會(huì)自動(dòng)依次轉(zhuǎn)入反洗 進(jìn)下鹽與小沖冼 大沖冼 制水備鹽 制水,周而往復(fù)地自動(dòng)化完成制水與再生流程,只需分階段向鹽罐如數(shù)投加固體NaCL并定期清理鹽罐內(nèi)的雜質(zhì),其它工作無需人工,而始終是自動(dòng)化實(shí)施連續(xù)制取軟水的功能。
⒍照本說明介紹的方法設(shè)定時(shí)間和控制器,zui初運(yùn)行階段加強(qiáng)出水水質(zhì)化驗(yàn)監(jiān)測(cè)并根據(jù)水質(zhì)變化調(diào)整還原程序,使之處理達(dá)到*工況。
⒎鹽罐內(nèi)始終保持有足夠的固體再生劑,以維持飽和食鹽水,保證每次再生周期所用的鹽量。
⒏排水管道安裝系統(tǒng)不應(yīng)安裝任何閥門,且管道愈短愈好,總長(zhǎng)少于6米,不應(yīng)提高布置排水管,應(yīng)防止排水管產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。
⒐軟水進(jìn)入水箱前必須設(shè)置排污閥,以應(yīng)急排除予料之外的超標(biāo)水質(zhì)。
⒑對(duì)于水質(zhì)、壓力波動(dòng)的的調(diào)整問題
由于中國(guó)某些地區(qū)供水硬度、壓力均有較大的變化時(shí),用戶使用流量型或時(shí)間型的軟水設(shè)備,予先的程序均會(huì)受到影響或出現(xiàn)提前再生而浪費(fèi)再生劑,或拖后再生而不能保證軟水品質(zhì),二者問題的出現(xiàn),會(huì)給鍋爐等壓力容器設(shè)備安全運(yùn)行帶來相應(yīng)的危害,為此提出如下應(yīng)急措施:
*, 軟化水出口管道上均應(yīng)設(shè)置講師準(zhǔn)確的流量表,自來水進(jìn)口管道上應(yīng)設(shè)置壓力表,操作工人,必須認(rèn)真記錄供水壓力及流量的變化數(shù)值。
第二, 按下列公式計(jì)算有關(guān)數(shù)據(jù),并調(diào)整所設(shè)流量或時(shí)間參數(shù)值。
Q周=
式中符號(hào)含義及單位:
Q周:軟化設(shè)備整個(gè)運(yùn)行周期制取軟化水總量(m3或t)
V樹:001×7陽樹脂裝填數(shù)量(m3)
EI:001×7陽樹脂的工作交換容量(mol/m3)
YD生:生水總硬度(mmol/L)
YD軟:軟水總硬度(mmol/L)
Q單均:?jiǎn)挝粫r(shí)間平均產(chǎn)軟化水量(m3/h或t/h)
通過公式⑴,計(jì)算Q周,與原設(shè)定的流量總數(shù)值(Q設(shè))相比較,當(dāng)Q設(shè)<Q周時(shí),可保證軟水品質(zhì)。
⑵計(jì)算T周,當(dāng)T設(shè)<T周時(shí),也可保證軟水質(zhì)品質(zhì)合格。否則須重新調(diào)整原設(shè)定的周期流量或周期時(shí)間。
調(diào)整的原則,既要首先保證出軟水的品質(zhì)小于國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(YD≤0.03mmol/L)同時(shí)還要有一定的經(jīng)濟(jì)性,二者要兼顧。
⑶配備簡(jiǎn)易的分析器及分析藥劑,于高速程序時(shí),分析每周期持續(xù)zui后時(shí)間的軟水水質(zhì)的水平。
注:1.凡用硬度單位mmol/L時(shí),基本單元定為一價(jià)陽離子(Na+、1/2Ca2+、1/2Mg2+)
注:軟化水設(shè)備大多采用下中心管裝布水器,不用添加石英砂。
6選購方法
- 首先您要提供所需要使用軟化水的系統(tǒng)是哪種:
1)采暖2)冷卻補(bǔ)水3)工藝用水4)蒸汽鍋爐5)鋼鐵冶煉行業(yè)6)化工制藥行。
⒉系統(tǒng)用水時(shí)間:
即運(yùn)行時(shí)間/小時(shí)用水量/平均值/峰值/
設(shè)備是否需要連續(xù)供水?若需要?jiǎng)t選擇雙床集控或雙控雙床系列,否則可選單閥單罐系列。
⒊源水總硬度
水源是市政自來水\地下水\地表水源,使用地區(qū)的原水總硬度。對(duì)一定型號(hào)的軟水器來說原水硬度高,其周期制水量必然要相對(duì)減少,由此導(dǎo)致軟水設(shè)備再生頻繁。相對(duì)減少樹脂的使用壽命。為避免此類情況,應(yīng)加大樹脂體積,這意味著選用加大型號(hào)的軟水器。
⒋所需的軟水單位流量(噸/小時(shí))。
這由用戶設(shè)備的性質(zhì)和要求而定。
⒌周期制水量的設(shè)定
在軟水器型號(hào)設(shè)定之后,根據(jù)原水硬度,所用樹脂的交換工作容量就可以確定理論周期制水量(噸)。
6鍋爐軟化
鍋爐軟化水設(shè)備是針對(duì)鍋爐結(jié)垢而推出的一種原水預(yù)處理裝置,去除原水中的鈣、鎂離子以及導(dǎo)致鍋爐長(zhǎng)垢的原素。鍋爐軟化水設(shè)備軟水硬度超標(biāo)的原因分析:
- 在軟水設(shè)備的取樣口檢測(cè)是合格的,但軟水箱中的水硬度超標(biāo),造成此現(xiàn)象的原因如下:
A、再生周期設(shè)定過大,或流量計(jì)故障造成的計(jì)量不準(zhǔn),使樹脂本該再生時(shí)未能及時(shí)再生,致使超標(biāo)水注入軟水箱。
B、正洗時(shí)間偏短,使本應(yīng)在正洗中被沖掉的廢鹽水被部分地帶到軟水箱中。
C、給水水壓不穩(wěn)引發(fā)的鹽箱補(bǔ)水過少,吸鹽過少,正洗不足,其中任何一項(xiàng)都可造成該次再生后出水硬度超標(biāo),影響軟水箱水質(zhì)。
D、在鹽箱中的鹽很少時(shí),未能及時(shí)添加,造成某次再生的效果不佳。
E、操作不當(dāng),在某次再生過程中關(guān)閉給水閥。
以上錯(cuò)誤中任何一項(xiàng)均可造成短時(shí)間大量超標(biāo)水注水軟水箱,需要合格軟水長(zhǎng)時(shí)間稀釋超標(biāo)水才可使軟水箱中的水重新達(dá)標(biāo)。
- 在軟水設(shè)備的取樣口多次檢測(cè),均不合格,將此情況分為新裝軟水設(shè)備初次試水硬度超標(biāo)及在用軟水設(shè)備硬度超標(biāo)分別討論:
⒈新裝軟水設(shè)備初次試水硬度超標(biāo)的原因:
a 中心管與控制閥交接處的O形密封圈未形成密封,此時(shí)應(yīng)檢查:中心管的長(zhǎng)度是否夠,外徑是否符合要求;是否忘記裝O形密封圈;O形密封圈是否破損。
b 中心管上破損,有裂紋。
c 給水TDS值與樹脂層高度比值過大。
d 給水TDS值與樹脂交換容量的比值過大。
e 進(jìn)出水口接反。
⒉在用軟水設(shè)備軟水硬度超標(biāo)的原因:
a 給水TDS值與樹脂層高度或樹脂交換容量的比值過大。與新樹脂初次試水相比,在用軟水設(shè)備對(duì)給水TDS值要求更嚴(yán)格,當(dāng)樹脂層高度為1.5米,總硬度為13mmol/L,給水TDS值≧900mg/L時(shí),確保軟水硬度≤0.03mmol/L將會(huì)比較困難。
b 樹脂中毒,老化引起的樹脂交換容量降低。由此種原因引起的軟水硬度超標(biāo)是一漸進(jìn)過程,不是突然出現(xiàn)的明顯超標(biāo)。
c 鹽箱中的鹽量過少。當(dāng)鹽箱中水量正常,而鹽的高度不及水的高度的1/3時(shí),在吸鹽步驟的中后期吸上的鹽水很可能不飽和,致使經(jīng)射流器稀釋后的鹽水濃度低于再生要求,影響再生效果。
d 鹽箱中的總水量過少,我們的經(jīng)驗(yàn)是樹脂罐中每100L樹脂,所需鹽箱中的水量約為35-40L,過多低于這一標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)引發(fā)再生不充分。
e 吸鹽水太慢,在正常的時(shí)間內(nèi),不能吸入足夠的鹽水,其原因如下:給水壓力過低;上下布水中泥沙等雜物堵塞嚴(yán)重;廢水軟管變形、折彎等引發(fā)的排廢水不暢;樹脂層內(nèi)雜質(zhì)太多;吸鹽管路上有泄漏點(diǎn),使空氣被吸入;射流器中有異物;空氣逆止閥失靈,提前關(guān)閉或被堵塞;射流器選型偏小。
- 技術(shù)參數(shù)
1)原水硬度≤6[H+]mmol/L,即300mg/L(以CaCO3計(jì));當(dāng)原水硬度在6--12[H+]mmol/L時(shí),建議采用兩級(jí)軟化或適當(dāng)降低出水產(chǎn)量,當(dāng)原水硬度≥12[H+]mmol/L時(shí)建議采用多級(jí)軟化或該公司工程技術(shù)部重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2)出水硬度:≤0.03[H+]mmol/L(以CaCO3計(jì));
3)工作壓力:0.20--0.50Mpa
4)工作溫度:2--49℃;
5)原水濁度:<5NTU;
6)系統(tǒng)水耗:<2%;
7)水耗<產(chǎn)水量的2% 鹽耗<100克/克當(dāng)量
8)電耗:10W-40W,由于不需鹽泵耗電量?jī)H當(dāng)相當(dāng)一般軟化水設(shè)備的1%
9)工作電源:AC220V,50Hz,單相三線制;
10)工作電耗:<10W;
11)周期制水量:Q=V×E/(I原水-I出水);
Q:周期制水量,m3或t;V:樹脂體積用量,m³
I原水:原水硬度,[H+]mmol/L;I出水:出水要求硬度,[H+]mmol/L
E:樹脂的工作交換容量,mmol/L,一般按照樹脂全交換容量的60%--70%計(jì)算。
- 其它原因:
a樹脂罐中有大量氣體存在,該氣體可能來自于給水中帶氣,或慢洗過程空氣逆止閥關(guān)閉不嚴(yán)。
b未使用大粒無碘鹽。
c控制閥內(nèi)部漏硬:一般的控制閥內(nèi)部漏硬時(shí),往往會(huì)出現(xiàn)軟水口與廢水口同時(shí)出水,但對(duì)于64D或74A系列,可能會(huì)通過陶瓷動(dòng)片上的小孔形成內(nèi)漏,如果是此種內(nèi)漏,處于正沖洗位置,可在廢水口檢測(cè)到合格軟水,但轉(zhuǎn)入運(yùn)行位置后,軟水硬度超標(biāo)。
鍋爐軟水設(shè)備可廣泛應(yīng)用于蒸汽鍋爐軟水、熱水鍋爐、交換器、蒸發(fā)冷凝器、空調(diào)、直燃機(jī)等系統(tǒng)的補(bǔ)給水的軟化。還可用于賓館、飯店、寫字樓、公寓、家居等生活用水的處理及食品、飲料、釀酒、洗衣、印染、化工、醫(yī)藥等行業(yè)的軟化水處理。
(北京龍碧源水處理設(shè)備有限公司)
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《:孫 》
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