软水机相关知识

目录

软水机的用盐量 (1)

软水机制水量计算 (2)

离子交换法的工作原理 (3)

软化树脂再生耗盐量及树脂使用年限讲解 (5)

软水机的用盐量

是根据其内部的树脂填充量来决定的,而树脂的填充的量也决定了你的软水机的再生周期.

理论的树脂再生的需盐量为每升160-260克盐,需盐量最低值时,每升树脂的理论交换能力为0.058千克,需盐量最高值时,每升树脂的理论交换能力为0.067千克.

PPM 水中的百分比浓度 GPG硬度单位两者换算为 1GPG=17.1PPM

一磅＝0.454公斤一加仑水＝3.8升水

通常情况下在美国水中钙镁离子含量为250ppm每加仑，换算成格令为250÷17.1＝15个grains硬度。一磅软水盐可以置换4000个硬度的钙美离子（一公斤软水盐可以置换8810个硬度的钙美离子），软水机树脂可以吸附27000个硬度单位的钙美离子。

1. 在美国按照普通三口之家每天用240加仑水来计算，每天产生的硬度数为15*240＝3600个单位数。那每天使用的软水盐为3600÷4000＝0.9 磅。平均一个月用软水盐为0.9*30=27磅。

2. 如果以吨和公斤来换算为：每天使用240*

3.8=912升＝0.912吨水，一个月用水为27.36吨，每天使用的软水盐为0.9*0.454=0.409公斤盐，一个月用软水盐为0.409*30=12.3公斤。

3. 软水机每个月再生13次

4. 再生一次要消耗2磅软水盐约等于0.908公斤软水盐

5. 一公斤软水盐等于2.2磅软水盐，一公斤软水盐可以置换8800个单位的钙美离子，可以置换8800÷15＝587加仑＝587*3.8＝2200升＝2.2吨

备注：由于中国的自来水水中的其它固体杂质相比美国的自来水相对较多，会影响树脂和软水盐的置换功效，所以实际工作时的用盐量会有误差。

软水机制水量计算

阐明几个概念：

1.树脂交换容量：单位质量或体积的离子交换树脂中全部活性基团的数量，以 mmol/g

或mmol/mL表示

个人解释：一般在饮水行业中树脂是以“升”为单位的，而不是克.千克等质量单位。树脂的出厂包装袋上是XX L。所以我们在计算时就用mmol/mL。其中“活性基团”一般指Na离子（单价）。

离子交换树脂交换能力的大小以交换容量来衡量，它表示树脂所能吸着(交换)的交换离子数量。离子交换树脂的交换容量有三种表示法：

1)全交换容量(或称总交换容量)：指离子交换树脂内全部可交换的活性基团的数量；

此值决定于树脂内部组成，与外界溶液条件无关。这是一个常数，通常用滴定法测定。

2)平衡交换容量：指在一定的外界溶液条件下，交换反应达到平衡状态时，交换树

脂所能交换的离子数量，其值随外界条件变化而异。

3)工作交换容量：或称实用交换容量，是指在某一指定的应用条件下树脂表现出来的

交换容量。例如，在离子交换柱进行交换的运行过程中，当出水中开始出现需要脱除的离子时，或者说达到穿透点时，交换树脂所达到的实际交换容量。故有时也称穿透交换容量。

由上可知，树脂的全交换容量最大，平衡交换容量次之，工作交换容显最小。后二

者只是全交换容量的一部分。离子交换容量的单位，可用每单位重量干树脂所能交换的离子数量朵表示，例如mol/g(干)。也可用每单位体积温树脂所能交换的离子数量来表示，例如mo1/mL(湿)。

2. 树脂量：软水机中所装填的树脂体积（L）

3. 交换效率：软水机在使用时树脂的利用率。

4. 硬度：硬度的表示形式尚未统一，饮水行业常用的表示形式如下

水的硬度是指水中钙、镁离子的浓度，硬度单位是mg/L，1mg/L代表水中碳酸钙含量1毫克/升。特别要指出的是:水的硬度是以CaC03计（怡口除外）。

5. 摩尔质量：单位为g/mol,在数值上等于该物质的相对原子质量或相对分子质量。软水机所用树脂的交换容量为1.8mmol/mL CaC03 的摩尔质量：100g/mol一般我们认为树脂交换效率为80％（如果树脂是100％使用的，那么树脂想要100％再生是相当困难的）

6. 软水机内的离子交换反应：2个Na离子交换 1个Ca或Mg离子公式：

软水机制水量（吨）

＝（树脂交换容量/2）×CaC03 摩尔质量×树脂量×交换效率/源水硬度

＝（1.8mmol/mL/2）×100g/mol×树脂量×80％/源水硬度

＝72×树脂量/源水硬度（吨）

例

一台出水流量为3t/h的软水机，内装填树脂为40L，南京地区自来水硬度为200mg/L.

则：

软水机制水量＝72×40/200=14.4t也就是说这台软水机在南京地区使用，产水14.4t 后需要再生一次。

以上计算方法只供参考

离子交换法的工作原理

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+。

当钠离子交换树脂失效之后，为恢复其交换能力，就要进行再生处理。再生剂为价廉货广的食盐溶液。再生过程反应如下：

R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2 。

R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2 。

为了使您易于理解接受，以下的说法是尽量通俗的说法，与标准工具书的说法可能不尽一致(但不会出现技术性错误)。

离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团。一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。

当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，水的硬度下降。硬水就变为软水，这是软化水设备的工作过程。

当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫作“再生”。

由于实际工作的需要，软化水设备的标准工作流程主要包括：

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)。

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