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全自動軟水器技術
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全自動軟水器技術
技術講解
全自動軟水器
全自動軟水器就是將軟水器運行及再生的每一個步驟實現自動控制，並採用時間，流量或感應器等方式來啟動再生。通常一個全自動軟水器的循環過程由下列具體步驟組成。
1.) 運行
原水在一定的壓力，流量下，流經裝有 Na+ 型陽離子交換樹脂的容器 (軟水器) 樹脂中的可交換離子 Na+ 與水中的 Ca++, Mg++ 離子進行置換，使容器出水的 Ca++, Mg++ 含量達到我們的要求。我們把一個軟水器所具有的離子交換的能力以工作交換容量表示，其單位可用 mol, eq, ppm 等。
2.) 反洗
當鈉離子交換樹脂中的 Na+ 全部被 Ca++ Mg++ 置換後，樹脂就失效。樹脂失效後，在進行再生之前先用水自下而上的進行反洗，反洗的目的有兩個，一是通過反洗，使運行中壓緊的樹脂層鬆動，有利於樹脂顆粒與再生液充分接觸，二是清除運行時在樹脂層表面積累的懸浮物及破碎樹脂顆粒，這樣，軟水器的水流阻力不會越來越大。為了保證反洗時完整樹脂不被沖走，在設計軟水器時，應在樹脂層上留有一定的反洗空間，反洗強度越大要求的反洗空間就越大，通常設計選用 50% 的樹脂層高度作為反洗膨脹高度，它適應的反洗流速為 12m/h (5gpm/ft2) (進水溫度為10攝氏度) 反洗的好壞直接影響再生效果。
3.) 在生
再生液在一定濃度，流量下流經失效的樹脂層，將樹脂還原再生，使其恢復原有的交換能力 (影響再生效果的因素，在其他技術教育單元會專門闡述)。
4.) 置換
在再生液進完後，軟水器膨脹空間及樹脂層中還有尚未參與再生交換的鹽液，為了充分利用這部分鹽液，採用小於或相當於再生液流速的清水進行清洗，目的是不使清水與再生液產生混合，一般清洗水量為樹脂體積的0.5 至 1 倍。
5.) 正洗
目的是清除樹脂層中殘留的再生液及再生時的生成物，通常以正常運行流速清洗至出水合格為止。
6.) 鹽筒補水
向鹽筒注入適量的水，以溶解再生所需的鹽。通常 1 加侖水可溶解 3 磅鹽，既 1 立方米
的水溶解 360 Kg 鹽 (濃度為 26.4%)。為了保證鹽筒中的鹽液濃度能達到飽和，首先應保證溶解時間不小於 6 小時，其次是必須保持鹽筒中鹽平面始終高於水平面。通俗的講，鹽筒要做到見鹽不見水。
影響軟水器交換量的因素
1.流速：(gpm/ft2 m/h)
通常流速越大離子交換所需的工作層越大, 樹脂有效利用率會下降, 軟水器產水能力會提高, 但離子反應的時間是有限的, 故流速也不能過大。反之流速越小所需的工作層越少, 樹脂利用率增加, 但設備產水能力下降。過小的流速會造成原水只與樹脂表面離子進行交換, 水不能進入樹脂內部。樹脂表面通常僅提供20%的交換容量, 樹脂內部能提供80%交換容量。合理的交換流速對於提高軟水器產水能力及交換能力是非常重要的, 一般建議運行流速控制在 (亞洲20-30 m/h, 美國4-10gpm/ft2) 小型裝置可適當提高。
2.水與樹脂的接觸時間：(gpm/ft3)
水與樹脂的接觸時間越長, 交換越充分, 但相對單位樹脂的產水能力下降, 接觸時間越短, 交換越不充分, 單位樹脂的交換能力下降, 而單位樹脂的產水能力提高。因此合理的接觸時間對於軟水器的經濟運行非常重要。一般建議每分鐘通過1立方英寸樹脂的水量為1至5加 (1.0-5.0 gpm/ft3) 或每小時通過的水量為樹脂裝載量的八至四十倍 (8-40bv/h)
3.樹脂層的高度
樹脂層越低, 因流速對其交換能力的影響就越大, 當樹脂層高度達到30英尺(762mm)時, 樹脂層高度造成的流速對其交換能力的影響可降到比較低的程度。因此一般建議樹脂層高度大於30英尺 (762mm)
4.進水含鹽量
進水含鹽量的高低直接影響出水的品質, 而進水含鹽量中K+ 和 Na+ 的總含量對出水品質的影響非常大。例：當原水含鹽量為500PPM其中Na+ 和 K+為零, 硬度為10mol/m3, 如果我們再生用15 lb/ft3 (240g/l) 出水質量可達到近乎0.00。當原水含鹽量為250PPM而 Na+ 和 K+為500PPM, 硬度為5mol/m3, 同樣我們用15 lb/ft3 (240g/l)出水硬度為0.038mmol/L接近0.04mmol/L (超過了國家低壓鍋爐進水要求), 若要出水達到0.03mmol/L以下, 必須使用(18 lb/ft3, 290g/l)
5. 溫度
水溫增加能同時加快內擴散和膜擴散, 提高交換能力, 無論是運行或再生, 適當地提高水溫對軟水器是有益的。
6. 在生劑質量 (NaCl)
再生劑純度越高, 樹脂的再生度越高, 出水的離子洩漏量越少, 因此提高再生劑純度及用軟化水溶鹽可提高再生度。
7. 再生液流速
通常再生液流速越小獲得的再生效果越好。但過低的再生液流量會使再生時間過長, 使再生劑經過樹脂僅將樹脂表面再生, 因此一般要求再生液流量在 0.25-0.9 gpm/ft3 (或順洗流量 4-6m/h, 逆流再生 2-3 m/h)
8. 再生液濃度
根據離子平衡原理, 再生液濃度提高, 可以使樹脂的交換能力得到提高, 但再生液濃度過高, 會使樹脂擴散層壓縮, 從而使擴散層中部分反離子變成固定層中的反離子, 使擴散層活動範圍變小, 從而降低了再生效果。一般鹽液濃度控制在 10% 左右為宜。
9. 再生劑用量
樹脂的交換在再生理論上是按等當量進行即 1mol 的再生劑可恢復一個 1mol 的交換容量, (即使用 58.43g 的 NaCl)。但實際上再生劑的耗量要比理論值大得多。實驗證明再生劑用量越多, 獲得的樹脂工作交換容量愈大。出水的品質越好。但隨著再生劑用量的不斷增加, 工作交換容量的提高會越來越少。經濟性會不斷下降。因此再生鹽耗。應根據不同的原水水質, 在保證一定的交換能力及水質條件下, 盡可能選用比較經濟合理的耗鹽量。在美國通常大部分的軟水器, 採用 240g/liter 鹽再生一升樹脂。
10. 樹脂
不同的樹脂所提供的交換能力是不一樣的。通常大部分的軟水器要求使用的樹脂其交連度不應低於7。
如何選擇全自動控制閥:
衡量一個全自動控制閥性能應綜合考慮其適應性，可靠性，經濟性。
1. 適應性
所謂適應性就是它能滿足用戶的各種不同需要，能夠根據用戶的要求提供水處理設備在各不同過程中的不同流向及時間，使設備運行在國家有關規範要求的參數條件下，美國CLACK公司它有近100種規格的流量孔板供用戶選擇，能最大限度的滿足用戶要求。CLACK公司的射流器尺寸也比其他廠家的控制閥多出一倍甚至幾倍且互換性能強，每型控制閥至少有7種尺吋的射流器供用戶使用。CLACK控制閥的規格齊全，從進出口管徑3/4” 至3” 有多達16種型號，其流量範圍從最小的 6.36 t/h 至 56.8 t/h (在15psi壓降下) 是其它任何廠牌的控制閥所無法相比的，它是一款真正意義上的工程師的控制閥。
2. 可靠性
CLACK公司提出比美國水處理協會更高的標準來要求自己的產品。它的每個受壓零件的設計，必須滿足從 0 至 190 psi 的循環壓力試驗 250,000 次。(美國水質協會只要求從 0 至 150 psi 循環試驗 100,000 次) 再生和運行的週期循環試驗必須滿足10,000次，即: 如果平均每天再生一次，它能使用27 年。為了滿足這些要求，CLACK公司製造的進出口管徑大于1”的控制閥，全部採用無鉛黃銅並在其表層另外用Epoxy技術強化作為其閥體材料。
3. 經濟性
一個好的全自動控制閥再滿足了上述兩項要求後，需要一個合理個銷售價格。通過比較 CLACK 控制閥在總體 (壽命週期，維修週期，維修成本)價格上並不比同類產品貴，這就是為什麼CLACK控制閥在全美銷售取得巨大成功。其市場占有率達到80%以上。成為最受歡迎的控制閥。
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