软化水设备的软化目的以及方法

软化水设备的软化目的以及方法概念
•天然水体由于自然循环和社会循环的原因，使水中含有大量的矿物盐类等物质。

其中，钙和镁以化合物的形式存在并成为主要成分，即称硬度。

去除水中部分或全部硬度的过程称为水的软化，去除硬度的设备就叫做软化水设备。

意义
•由于水垢的沉积对人们的生活及生产均有很明显的影响,所以生产用水和生活用水均对硬度指标有一定的要求。

软化的目的
• 避免锅炉水由于硬度而生垢浪费燃料、烧损部件、爆炸• 避免Ca2+、Mg2+对工业冷却设备正常运行的影响传热系数低、导热性能差
• 避免影响造纸、纺织等行业产品质量
•中心目的
• 消除不良影响,满足生活和工业用水的要求!
技术资料来源于莱特莱德南昌软化水设备工程公司
国软化水行业的发展现状
•软化水处理主要解决硬水所带来的水垢问题
•国外：在美国水质都很硬，所以他们的家用软化水处理设备已相当普及。

•在发达国家的家居生活设施中，占家庭用水量90%的烹饪、洗涤、沐浴等用水使用的都是软水。

•国内：
•以水质较硬的华北、西北地区为主要市场，正处于萌芽期。

目前产品终端销售主要集中在北京、上海地区。

•国产软化水处理设备价格相对较低，占有一定优势，但功能方面不及进口产品先进。

应用领域
•可广泛应用于蒸汽锅炉、热水锅炉、交换器、蒸发冷凝器、空调、直燃机等系统的补给水的软化。

还可用于宾馆、饭店、写字楼、公寓等生活用水的处理及食品、饮料、酿酒、洗衣、印染、化工、医药等行业的软化水处理。

发展前景
•由于北方地区的水质较硬，从解决问题的角度看，软化水处理的前景还是很不错的。

南方地区由于水质相对较软，因此需求还不是很迫切。

随着人们对使用软水认知度高的提高，软化水处理将迅速发展。

常用的软化方法
•离子交换法
•膜分离法
•电去离子软化法
•石灰法
•加药法
•蒸馏法
•掩蔽剂法
•集成膜技术
•电磁法
离子交换法IE
•采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来。

•主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。

可以将硬度降至0。

采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”(由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为“钠离子交换器”)。

设备的标准工作流程
•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)。

膜分离法
典型的膜分离技术有微孔过滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、纳滤(NF)、渗析(D)、电渗析(ED)及渗透蒸发( PV) 。

微孔过滤技术
微孔过滤和微孔膜的特点
微孔过滤技术始于十九世纪中叶，是以静压差为推动力，利用筛网状过滤介质膜的“筛分”作用进行分离的膜过程。

实施微孔过滤的膜称为微孔膜。

微孔膜的主要优点为：
① 孔径均匀，过滤精度高。

能将液体中所有大于制定孔径
的微粒全部截留;
② 孔隙大，流速快。

一般微孔膜的孔密度为107孔/cm2，
微孔体积占膜总体积的70%～80%。

由于膜很薄，阻力小，其过
滤速度较常规过滤介质快几十倍;
③ 无吸附或少吸附。

微孔膜厚度一般在90～150μm之间，因而吸附量很少，可忽略不计。

④ 无介质脱落。

微孔膜为均一的高分子材料，过滤时没有
纤维或碎屑脱落，因此能得到高纯度的滤液。

微孔膜的缺点：
① 颗粒容量较小，易被堵塞;
② 使用时必须有前道过滤的配合，否则无法正常工作。

超滤技术
超滤和超滤膜的特点
超滤技术始于 1861 年，其过滤粒径介于微滤和反渗透之间，约5～10 nm，在 0.1～0.5 MPa 的静压差推动下截留各种可溶
性大分子，如多糖、蛋白质、酶等相对分子质量大于500的大分子及胶体，形成浓缩液，达到溶液的净化、分离及浓缩目的。

2. 超滤膜技术应用领域
超滤膜的应用也十分广泛，在作为反渗透预处理、饮用水制备、制药、色素提取、阳极电泳漆和阴极电泳漆的生产、电子工业高纯水的制备、工业废水的处理等众多领域都发挥着重要作用。

超滤技术主要用于含分子量500～500,000的微粒溶液的分离，
是目前应用最广的膜分离过程之一，它的应用领域涉及化工、食品、医药、生化等。

反渗透技术
1. 反渗透原理及反渗透膜的特点渗透是自然界一种常见的
现象。

人类很早以前就已经自觉或不自觉地使用渗透或反渗透分离物质。

目前，反渗透技术已经发展成为一种普遍使用的现代分离技术。

在海水和苦咸水的脱盐淡化、超纯水制备、废水处理等方面，反渗透技术有其他方法不可比拟的优势。

反渗透技术所分离的物质的分子量一般小于500，操作压力为 2～100MPa。

用于实施反渗透操作的膜为反渗透膜。

反渗透膜大部分为不对称膜，孔径小于0.5nm，可截留溶质分子。

2. 反渗透与超滤、微孔过滤的比较
反渗透、超滤和微孔过滤都是以压力差为推动力使溶剂通过膜的分离过程，它们组成了分离溶液中的离子、分子到固体微粒的三级膜分离过程。

纳滤技术
1. 纳滤膜的特点
纳滤膜是八十年代在反渗透复合膜基础上开发出来的，是超低压反渗透技术的延续和发展分支，早期被称作低压反渗透膜或松散反渗透膜。

目前，纳滤膜已从反渗透技术中分离出来，成为独立的分离技术。

•纳滤膜的孔径为纳米级，介于反渗透膜(RO)和超滤膜(UF)之间，因此称为“纳滤”。

•纳滤膜的表层较RO膜的表层要疏松得多，但较UF膜的要致密得多。

因此其制膜关键是合理调节表层的疏松程度，以形成大量具纳米级的表层孔。

2. 纳滤膜及其技术的应用领域
纳滤技术最早也是应用于海水及苦咸水的淡化方面。

由于该技术对低价离子与高价离子的分离特性良好，因此在硬度高和有机物含量高、浊度低的原水处理及高纯水制备中颇受瞩目;在食品行业中，纳滤膜可用于果汁生产，大大节省能源;在医药行业可用于氨基酸生产、抗生素回收等方面;在石化生产的催化剂分离回收等方面更有着不可比拟的作用。