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離子交換軟化技術
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離子交換軟化技術
技術講解
軟水設備的反沖洗時間有多長?
反沖洗時間至少要5分鐘。普遍上,反沖洗時間在出廠時的標準設置為10分鐘。但是，如果供水不清澈,則反沖洗時間可以設置長達20分鐘。
軟水設備的注鹽和正沖慢洗時間有多長?
這取決於為此軟水設備選擇的鹽劑量。出廠時的標準設置為60分鐘。
軟水設備的正沖快洗時間有多長?
正沖快洗通常至少要10分鐘。
軟水設備的補鹽水時間要多長?
這要依據此軟水設備裡面的離子交換樹脂總量做最有效率的調整。小型軟水設備的補鹽水時間至少要4分鐘。
軟水設備的總再生時間要多長?
總再生時間通常在1.5到2小時之間。
由於鈣的分子量比鈉高,所以我是不是應該在RO系統前安裝軟水設備以供應軟水?
當硬水被濾膜去除時,硬水裡的鈣鎂很容易沉澱於濾膜表面而成為水垢。對於濾膜,如果使用軟水設備做去除水中硬度以供硬軟水可以延長濾膜壽命。
我應該多久更換一次軟水設備裡的離子交換樹脂?
離子交換樹脂壽命取決於裝置在軟水設備前面的預處理設備。定期用”軟水檢測液”檢驗產出的軟水水質,若檢測液顯現藍色代表軟水水質尚佳，若檢測液顯現紫紅色代表軟水水質不佳，並根據實際現場的檢測液的顯現顏色決定是否更換離子交換樹脂,以保持適當的軟水水質。
如何處理(扔掉)舊的離子交換樹脂?
離子交換樹脂是一種非危險產品,你可以當常規的垃圾扔掉。
我有一個鹽水桶,我需要添加多少鹽,和需要多久添加一次?
鹽水桶應該加滿鹽至略高於水位。鹽水桶會自動注水,因此無需添加額外的水。定期檢查鹽水桶,並根據實際的需要添加鹽,以保持適當的鹽含量。
離子交換樹脂使用操作方式:
1.)定期取樣樹脂,以識別潛在的有機結垢(細菌汙染)問題。
2.)定期更換活性炭預過濾設備。
離子交換樹脂設備設計常見問題:
•DI設備往往設計過大，需依照標準驗算後再依據數據設計最符合用途的大小。
•離子交換樹脂的最佳理想流量是 6-10 Gal./Min./Ft2
•拋光離子交換樹脂的最佳理想流量是 20 Gal./Min./Ft2
•樹脂再生頻率建議至少一個禮拜一次，以控制細菌生長
•針對DI系統的再循環迴圈，建議流量 5 Gal./Min./Ft2。但是建議使用UV紫外線殺菌
•雙床DI系統最少設計50%再生膨脹率,混合床DI系統最好設計100%再生膨脹率
樹脂操作之誤失:
一些常見的運作誤失導致水質不良，容量枯竭或兩者兼具之可能原因說明如下:
1.)不良之逆洗:
逆洗之作用乃為清除因過濾時殘留於交換器中之雜質及使床膨脹以利於再生處理，逆洗之速率過低無法將雜質從樹脂床中除去，可能導致樹脂床之導流現象而造成交換容量之降低，若逆洗之速率過高則可造成樹脂之流失。如果反洗之流速是在入口處控制者，則水中之溶解氣體隨壓力降而釋放出來附著於樹脂粒子上，造成粒子隨著反洗浮流出交換器外，故反洗之流速控制應在出口處為之。反洗水之溫差應予注意，因為溫度改變水的黏度，此黏度之差異應以反洗流速之調節補償之以免造成反洗之不足或樹脂之流失。(更多細節，請來電或電郵洽詢)
2.) 控制閥不良 (洩漏):
控制再生劑之控制閥或分離待處理水與處理水之多向控制閥發生洩漏時均足以影響處理水之水質。
3.) 不足之再生劑量(飽和鹽液):
如果再生劑之濃度與樹脂之接觸時間偏離預設之操作狀況，則交換容量可能會降低，測量儀器的故障或過量之稀釋都可能導致再生劑濃度或劑量之偏差，採取再生流出液做比重試驗通常可證實再生劑量是否正確。
4.) 不適當的流量:
進料流量如果超過設定值時，離子交換樹脂之功能無法完全發揮，處理水之品質會因此降低，此情形尤以弱酸或弱鹼離子樹脂為嚴重。
5.) 上下濾網之阻塞:
上下濾網之阻塞可造成待處理水在離子交換床之不平均分布與隔離袋之形成，導致待處理水降低與樹脂之接觸進而降低品質。
6.) 待處理水中的懸浮物質:
因離子交換樹脂之過濾功能待處理水中之懸浮物質可被過濾出來，導致樹脂之污塞可能引起導流，進而造成提早潰現及降低交換容量，此問題可以先將待處理水過濾或縮短操作循環並以反洗將污塞清除。
7.) 再生劑(鹽液)受汙染:
受汙染的再生劑(鹽液)可以造成樹脂床之污塞，進而引起導流之現象。如: 重金屬 (鐵質) 汙染鹽巴而導致飽和鹽液受鐵汙染，就是最好的例子。
樹脂運從時，粒子需含水至濕潤狀態。但是，過濕狀態會導致漏水和積水，間接降低樹脂保存。保存地點宜陰涼並以膠袋包裝或置入玻璃瓶內，以保持剛好的濕潤水分。粒子冷凍不至於造成損傷但應該避免重複之冷凍解凍。
乾燥的樹脂粒子可能水收縮及易於滑動，但如遇水則立即膨脹可能造成破裂，乾燥之粒子可使用飽和食鹽水做預處理，再以稀釋方式除鹽，但此法扔不能完全避免粒子因為膨脹所造成之破裂。以食鹽水處理過的粒子如非鈉型離子樹脂應以適當的再生劑於以再生之。如果樹脂粒子因為意外滲漏應小心加以清除，因為小粒子樹脂有如承軸鋼珠非常易於滾動，不甚踏上易於造成意外摔跤事件。
樹脂之不穩定性問題:
由樹脂之不穩定性所造成的離子交換樹脂操作問題通常由以下因素所造成的: 樹脂容量，物性之品質，密度，或反應動力之損失。
A) 樹脂容量之損失:
樹脂之容量流失通常會造成離子交換容量的損失，但對處理之水質沒有太大影響。
B) 物性的品質損失:
樹脂粒子的破裂常會造成交換塔之壓力降，若破裂成太小之粒子可能會在逆洗時流失導致樹脂容量之降低，但不至於導致處理水質之下降。
C) 樹脂密度的損失:
樹脂密度損失之影響與樹脂破裂情況相似，在逆洗時刻能流失樹脂。
D) 反應動力的損失:
反應動力的損失會造成待處理水中的離子 “滑過” 樹脂導至處理水質下降，如果處理水質未超過樹脂之終點貫流質，樹脂之容量不會有明顯下降之現象，但反應動力之損失過鉅時，會造成容量之降低。
工商業所應用的人工合成離子交換樹脂，其化學性與物理性之衰退抵抗力應為主要之考慮因素。樹脂稱患之費用需加以降低以達到最高經濟效益之運作。通常樹脂之壽命以循環次數或操作年限來計算，有時候則以每年操作容量的損失百分比來表示。樹脂的損失其應用與樹脂種類而異，水軟化處理的樹脂損失率通常為每年1%左右。長達15年的連續操作而不作樹脂更換之情形並不常見。在大多數除離子之運作中，陽離子交換樹脂的操作損失率介於每年5%至25%間。影響樹脂穩定性的六大因素分別為: A) 溫度，B) 氧化，C) 阻塞，D) 滲透震動，E) 機械磨損，F) 輻射。
A) 溫度:
大部分之製造商會建議離子交換器之最高操作溫度，鹽類陽離子交換樹脂之最高操作溫度在 120 至 150C 之間而酸性陽離子樹脂則低些。鹼 (OH) 型陰離子交換樹脂之最高操作溫度在30C 到 60C間，而鹽性陰離子樹脂則較高些。但這些最高操作溫度僅為參考，故以高於 100 C 之溫度為限的操作狀況並不代表樹脂會不穩定反之亦然，樹脂的熱衰退與溫度及操作時間成正比，是以偶而以超出最高操作溫度運作並不見得樹脂會因此而衰退。再者，如果製程中允許短暫之停車以更換樹脂時，長時間之超溫運作又何妨?
B) 氧化:
離子交換樹脂在強氧化環境中易縮短其壽命。雙氧水，硝酸，酪酸及氯酸均可能使樹脂衰退，水中溶氧通常不會影響樹脂之功能但如與重金屬共存時在高溫之狀況下可能會加速樹脂損失(穩定性)，尤其以陰離子樹脂為嚴重。陽離子樹脂比陰離子樹脂穩定，當化學藥劑侵襲陽離子樹脂時會造成樹脂連結之破壞導致樹脂之吸濕性增加及降低樹脂之體積容量，而強鹼陰離子樹脂遭侵襲時其聚合練部會被破壞，但可造成三甲基胺斷裂或第四胺基轉變成第三胺基導致樹脂之功能喪失。如達25%以上的轉化率，可察覺操作容量(鹽剝離容量Salt Splitting Capacity) 的下降。僅具第三胺基之弱鹼樹脂之穩定度比強鹼樹脂高，但若鹼樹脂之氧化可能轉變成弱酸樹脂，在此情況下樹脂趨向鈉之吸收，故於再生之後需以大量清水清洗。
C) 阻塞:
不可回復之吸附及沉澱可造成樹脂功能之衰退。尤以陰離子交換樹脂吸附高分子量的有機酸為最，往往能造成阻塞之現象，衣除離子處理之經驗告訴我們應該避免阻塞而非解決此問題。選擇適當的樹脂，可降低阻塞的問題及降低操作成本。
D) 滲透震動:
高濃度與低濃度的電解液的交替處理由於樹脂之收縮與膨脹所造成之滲透震動可導致樹脂的破裂，長期之交替運作將使樹脂粒徑因破裂變小而造成壓力上升(流速降低)及樹脂之損失。此困擾可在高濃度與低濃度的電解液處理之間以介質淡化滲透震動現象如以下列之順序進行之: 4% NaOH – 水 – 8% H2SO4 – 水。粒徑小的樹脂粒子通常較粒徑大的樹脂更具滲透震動抵抗性，尤其粒徑小於0.6mm 者更為明顯。
E) 器械磨損:
樹脂粒子之物性穩定性良好，極少之於正常之操作中遭受磨損，除非遭受外力因素之影響如更換容器時遭受磨損，但在高流速與樹脂床過深之操作下可能造成樹脂之破裂，大粒徑之樹脂較小粒徑之樹脂易磨損。
F) 輻射:
運用於如涉處理之陽離子樹脂通常具充足之穩定性，輻射可影響樹脂之連結，通常陰離子樹脂對輻射之穩定性較陽離子樹脂差，但亦適於輻射狀況下之處理。
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