全自動軟化水設備的軟化水技術資料
全自動軟化水設備是目前在整個水處理行業裡面用於軟化是最多的，其它的主要特性就是控制閥是全自動的，也就由此有了全自動軟化水設備這一稱呼，現在的鍋爐，食品，飲用行業很多都會用到軟化設備。記得最清楚的就是有一個預處理，預處理是在整個設備的最前面，而很多的預處理就是軟化，先去掉水中的硬度，然後在過濾出來，然後在經過相關的過濾設備，這樣就能使出來的水達到相應的標準。那麼下面就讓我來介紹一下全自動軟化水設備的相關軟化水技術吧。
1、常用的軟化方法
將硬水軟化，避免水垢的沉積有很多種方法，經常使用的方法有：
1.1、離子交換法：採用特定的陽離子交換樹脂，以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來，由於鈉鹽的溶解度很高，所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前最常用的標準方式。主要優點是：效果穩定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。採用這種方式的軟化水設備一般也叫做"離子交換器"（由於採用的多為鈉離子交換樹脂，所以也多稱為"鈉離子交換器"）。
2）石灰法：向水中加入石灰，主要是用於處理大流量的高硬水，只能將硬度降到一定的範圍。
3）加藥法：向水中加入專用的阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結合的特性，從而使水垢不能析出、沉積。目前工業上可以使用的的阻垢劑很多。這種方法的特點是：一次性投入較少，適應性廣;但水量軟大時運行成本偏高，由於加入了化學物質，所以水的應用受到很大限制，一般情況下不能應用於飲用、食品加工、工業生產等方面。在民用領域中也很少應用。
4）電磁法：採用在水中加上一定的電場或磁場來改變離子的特性，從而改變碳酸鈣（碳酸鎂）沉積的速度及沉積時的物理特性來阻止硬水垢的形成。其特點是：設備投資小，安裝方便，運行費用低;但是效果不夠穩定性，沒有統一的衡量標準，而且由於主要功能僅是影響一定範圍內的水垢的物理性能，所以處理后的水的使用時間、距離都有一定局限。多用於商業（如中央空調等）循環冷卻水的處理，不能應用於工業生產及鍋爐補給水的處理（同時由於該種設備的機理並未得到真正的理論證實）。
5）膜分離法：納濾膜（NF）及反滲透膜（RO）均可以攔截水中的鈣鎂離子，從而從根本上降低水的硬度。這種方法的特點是，效果明顯而穩定，處理后的水適用範圍廣;但是對進水壓力有較高要求，設備投資、運行成本都較高。一般較少用於專門的軟化處理。
根據實際使用經驗及特點，在工業鍋爐及工業生產中最常用的方式是離子交換法（目前基本上是標準設備），普通情況下所說的"軟水器"一般均指這種設備。在餐飲、食品、化工、醫藥等領域、空調、工業循環水等應用中,也多採用離子交換法對補水進行處理。
二、什麼是軟水（軟化）?為什麼要軟化?常用的軟化方法有哪些?
我們都知道,普通的水中含有多種可溶解的化合物，有些物質的溶解度隨著溫度的變化有較明顯的變化，其中的碳酸鈣、碳酸鎂類的物質，其溶解度隨著溫度的升高而下降。當溫度升高時，原來溶解於水中的碳酸鈣、碳酸鎂析出形成沉澱物，這些沉澱物可以是以絮狀、粉末狀，或沉積在容器、管道表面，形成水垢。
用來衡量鈣鎂離子總量的指標是硬度，總的說來，水的硬度主要由鈣（Ca2+）、鎂（Mg2+）離子構成的，其具體指標是同類離子摺合為碳酸鈣來計時的數值，目前標準單位是mmol/L（毫摩爾每升）。傳統的單位有mgN/L（毫克當量每升）、德國度、美製（英制）等，目前在國內常用的硬度單位是mg/L（毫克每升）、mmol/L（毫摩爾每升）、mgN/L（毫克當量每升），偶爾會有用戶使用德國度，用德國度除以2.8即可換算為國標的數值mmol/L（毫摩爾每升），如果採用美製的Grain/Gallon（格令每加侖），那麼就需要對單位進行多次算換，此處不細講。
鈣鎂離子含量較多的水稱為硬水，鈣鎂離子含量較少的水稱為軟水。硬水與軟水只是通俗上的叫法，並沒有標準的量的概念，在生活中，行內一般把硬度低於3mmol/L的水稱為較軟的水，3-6稱為普通水，6-8稱為較硬的水，10以上稱為高硬水。（工業上採用截然不同的標準，工業上一般只有硬度<1的水稱作軟水，1-10之間都經常籠統地稱為硬水，硬度>10的水也多稱為高硬水）
北京地區的普通情況是（以市政供水及常見自備井為例）：
城中、城北、城西（五環以內）地區：大部分地區硬度在6-8之間;
城東北部（水源較好的使館及周邊地區）：硬度多在4-6之間;
城南（南三環以南）、城西南：硬度約在8-12間，部分地區硬度為10-15左右。
周邊地區：南部、西部、北部山區硬度較高，多數在8以上，
東部及北部非山區多數在6-9之間。
由於水垢的沉積對人們的生活及生產均有很明顯的影響，所以生產用水和生活用水均對硬度指標有一定的要求,特別是鍋爐用水中若含有硬度鹽類，會在鍋爐受熱面上生成水垢，從而降低鍋爐熱效率、增大燃料消耗，甚至因金屬壁面局部過熱而損傷部件、引起爆炸。因此對於低壓鍋爐要進行水的軟化處理;對於中、高壓鍋爐要進行水的軟化與脫鹽處理。
採用設備降低水的硬度的過程叫做"軟化"，相應的設備叫"軟水器"（或叫"軟化器"等）。小型熱水鍋爐、換熱器等應用中，多採用加藥法。商業領域的中央空調及工業上溫度較低（最高溫度在60度左右）的冷卻循環水,多採用電磁法進行全流量處理，即對所有循環水進行處理，同時多數情況下配合補充水採用離子交換法處理或循環水採用加藥方法以保證效果。
2、離子交換法的工作原理
為了使大家易於理解接受，以下的說法是盡量通俗的說法，與標準工具書的說法可能不盡一致（但不會出現技術性錯誤）。離子交換樹脂是一種聚合物，帶有相應的功能基團。一般情況下，常規的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。
當水中的鈣鎂離子含量高時，離子交換樹脂可以釋放出鈉離子，功能基團與鈣鎂離子結合，這樣水中的鈣鎂離子含量降低，水的硬度下降。硬水就變為軟水，這是軟化水設備的工作過程。當樹脂上的大量功能基團與鈣鎂離子結合后，樹脂的軟化能力下降，可以用氯化鈉溶液流過樹脂，此時溶液中的鈉離子含量高，功能基團會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結合，這樣樹脂就恢復了交換能力，這個過程叫作"再生"。
由於實際工作的需要，軟化水設備的標準工作流程主要包括：工作（有時叫做產水，下同）、反洗、吸鹽（再生）、慢沖洗（置換）、快衝洗五個過程。不同軟化水設備的所有工序非常接近，只是由於實際工藝的不同或控制的需要，可能會有一些附加的流程。任何以鈉離子交換為基礎的軟化水設備都是在這五個流程的基礎上發展來的（其中，全自動軟化水設備會增加鹽水重注過程）。
反洗：工作一段時間后的設備，會在樹脂上部攔截很多由原水帶來的污物，把這些污物除去后，離子交換樹脂才能完全曝露出來，再生的效果才能得到保證。反洗過程就是水從樹脂的底部洗入，從頂部流出，這樣可以把頂部攔截下來的污物沖走。這個過程一般需要5-15分鐘左右。
吸鹽（再生）：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統設備是採用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是採用專用的內置噴射器將鹽水吸入（只要進水有一定的壓力即可）。在實際工作過程中，鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設備都是採用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過程一般需要30分鐘左右，實際時間受用鹽量的影響。
慢沖洗（置換）：在用鹽水流過樹脂以後，用原水以同樣的流速慢慢將樹脂中的鹽全部沖洗乾淨的過程叫慢沖洗，由於這個沖洗過程中仍有大量的功能基團上的鈣鎂離子被鈉離子交換，根據實際經驗，這個過程中是再生的主要過程，所以很多人將這個過程稱作置換。這個過程一般與吸鹽的時間相同，即30分鐘左右。
快衝洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗乾淨，要採用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的最後出水應為達標的軟水。一般情況下，快衝洗過程為5-15分鐘。
3、順流再生與逆流再生的軟化水設備的基本差異
在同等情況下，一般說來，理論上逆流設備要比順流設備節鹽15%左右;由於樹脂再生的順序及消耗而引起的樹脂壽命，也大概有10%左右的差異。但是在實際情況下，樹脂使用壽命基本上沒有大的差異。鹽耗的差異也不是很明顯可以被覺察到的。
另外，逆流設備可以處理硬度更高的生水，這一點是順流設備不能直接相比的。由於逆流設備不能很容易被準確而穩定地自動化，所以在目前國內市場上較少見到逆流再生的進口設備。
AUTOTROL及FLECK的主要設備均為順流再生方式，在充分利用順流系統的控制特點的前提下，其工作鹽耗可以控制在較低的水平。但是能處理的進水硬度還是不能與國產逆流設備相比
4、軟化水設備運行水壓的要求，如果壓力過高是不是可以
一般說來，軟化水設備的運行壓力要求是0.2-0.5MPa，這樣的壓力要求有兩方面的原因：壓力大於0.2MPa，是為了保證再生的吸鹽效果。因為全自動軟化水設備是靠水力形成負壓來抽取鹽水的，吸鹽器上端的壓力直接影響吸鹽的速度和效果，一般說來如果壓力低於0.18MPa的話，吸鹽效果會明顯下降。
如果壓力大於0.5MPa,吸鹽效果當然可以保證了，但是此時管路部分的承壓過大，各接合點容易出現泄漏。另外由於水壓造成多路閥內部的部件受壓過大，可能會引起多路閥動作不準確，進而直接影響工作效果。
如果壓力過高，設備運行時可能會出現的異常情況主要有:反洗時樹脂泄漏，水壓過高的情況下，反洗時樹脂膨脹程度可能會超過計算值，如果上布水器孔隙足夠大，就非常容易造成樹脂從頂部進入多路閥，沿排水管路流出，從而造成樹脂泄漏。
注水過多,水壓過高時,要鹽水重注階段會向鹽箱內注入更多水,這樣可能會造成鹽箱內水位異常偏高,有時甚至可能會造成鹽水溢出，閥門動作異常，出水指標不穩定合格，當水壓過高時，在多路閥活塞或閥板的一側可能會形成超過原計算的壓力，這樣閥體原配電機在驅動閥門動作時可能會有不夠順暢，從而引起閥門動作不到位等情況，這樣可能會在閥門內部形成一些通路，未處理的水經這些通路流向出水口而引起也水指標不穩定達標。
