关于钠离子交换器

钠离子交换器

一、定义

软化器即为钠离子交换器，离子交换器分为：钠离子交换器、阴阳床、混合床等种类。

离子交换柱(器)外壳一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯复合玻璃钢(PVC-FRP)、有机玻璃(PMMA)、有机玻璃复合透明玻璃钢(PMMA-FRP)、钢衬胶(JR)、不锈钢衬胶等材质。主要用于锅炉、热电站、化工、轻工、纺织、医药、生物、电子、原子能及纯水处理的前道处理，工业生产所需进行硬水软化、去离子水制备的场合，还可用于食品药物的脱色提纯，贵重金属、化工原料的回收，电镀废水的处理等。

混床是将阴阳离子交换树脂按一定混合比例装填在同一个离子交换器内，由于混合离子交换后进入水中的H离子与OH离子立即生成电离度很低的水分子，可以使交换反应进行得十分彻底。混床一般设置于一级复床之后，对水质的进一步纯化处理。当水质要求不高时，也可以单独使用。

钠离子交换器即软化器是用于去除水中钙离子、镁离子，制取软化水的离子交换器。组成水中硬度的钙、镁离子与软化器中的离子交换树脂进行交换，水中的钙、镁离子被钠离子交换，使水中不易形成碳酸盐垢及硫酸盐垢，从而获得软化水。

二、用途

高硬度饮用水的软化、生活热水原水的软化、生活直饮水装置的预处理、锅炉用水及各类换热器补充水的软化、以及空调系统循环冷却水的软化处理等。

三、分类

1）按运行方式分：固定床、连续交换床，浮动床。固定床可分为：顺流再生固定床、逆流再生固定床。连续交换床可分为：移动床、流动床。

2）按离子交换器制水、再生、冲洗的水流控制方式分：集成阀控制形式和分立式多阀控制形。集成阀控制形式又分机械旋转式多路阀、柱塞式多路阀、板式多路阀、水力驱动多路阀。

分立式多阀控制形式又分自动隔膜阀组+控制器和手动阀组。

四、工作原理

1．水的硬度主要是由钙，镁离子构成，当含有硬度的原水通过软水器内树脂层时，水中的钙镁离子被树脂交换吸附，同时等物质量释放出钠离子。从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。

2．当树脂吸收一定量的钙镁离子后，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的能力。

四、再生方式

反洗：从树脂底部开入软水，以一定的流速反向冲洗树脂层，使在工作时被压紧的树脂层松散，并自行按颗粒大小重新铺排成床，增大颗粒之间的间隙，以便于下一步再生时，树脂能与再生液充分接触和反应，反洗还可将树脂层中混杂的悬浮物冲走。这项操作通常需要数十分钟，直至洗出液无明显浑浊为止，为防止反洗时树脂被冲走而损失，反洗流速不可过大，洗出水通过简单的隔筛收回流失的树脂。

树脂反洗后进行再生，如果所处理的杂质不多，只是由于运行一段时间后，树脂层被压实，或被悬浮物阻塞而影响过滤效果，但树脂仍有较好的交换能力，则在反洗清除悬浮物并用无离子水浸渍一段时间后，仍可再入辽工作，待下一次反洗后才进行再生，以减少再生剂用量。

常规的再生处理：离子交换器使用一段时间后，吸附的杂质接近饱和状态，就要进行再生处理，用化学药剂将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去，使之恢复原来的组成和性能。在实际运用中，为降低再生费用，要适当控制再生剂用量，使树脂的性能恢复到最经济合理的再生水平。通常控制性能恢复程度为70%-80%，如果需要达到更高的再生水平，则再生剂量增加，再生剂的利用

率则下降。

钠型强酸性树脂用食盐再生，用药量为其交换容量的2倍。

树脂再生时的化学反应是将树脂原先的交换吸附的逆反应，按化学反应平衡原理，提高化学反应莫一物质的浓度，可促进反应向另一方进行，故提高再生液浓度可加速再生反应，并达到较高的再生水平。

五、水及再生方式

产水：水从罐体底部进入树脂层，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。

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。

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

六、钠离子交换器再生周期计算方法及硬度片剂使用方法

钠离子交换器再生完全至下一次失效的产水量，与树脂的工作交换容量、树脂填充量、原水的硬度及软化器的工作状况有关。周期产

水量需在运行中监测，一般的估算方法如下：

周期产水量（m3）＝有效树脂填充量（L）×树脂工作交换容量（mol/L）÷全硬度（mg/L CaCO3）×50

再生周期＝周期产水量÷额定出水量树脂工作交换容量(mol/L)钠离子交换器特点：

离子交换法是去除水中的钙、镁等结垢离子的传统工艺，它具有工艺成熟、投资少、适用性强、离子交换树脂可再生等优点。本公司生产的离子交换器分为阳床、阴床、混床、和纳离子交换器等，并可以根据不同的用途和不同的水质而设计各类型的离子交换工艺流程。

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（盐）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”。

水的软化方法有：①加热法；②石灰苏打法：用石灰降低暂时硬水硬度，用烧碱（苏打）降低非碳酸盐硬水的硬度；③离子交换法：用离子交换剂除去钙镁离子，目前家用“净水器”多采用这种方法。