北京鈉離子交換器

　　軟化原理：水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示，故一般采用陽離子交換樹脂(軟水器)，將水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置換出來，隨著樹脂內a2+、Mg2+的增加，樹脂去除a2+、Mg2++的效能逐漸降低。

　　當樹脂吸收一定量的鈣鎂離子之后，就必須進行再生，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子在置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就又恢復了軟化交換功能。

　　由于水的硬度主要由鈣、鎂形成，離子交換軟化處理的原理是將原水通過鈉型陽離子交換樹脂，使水中的硬度成分a2+、Mg2+與樹脂中的Na+相交換，從而吸附水中的a2+、Mg2+，使水得到軟化。如以RNa代表鈉型樹脂，其交換過程如下：

　　2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+。

　　2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+。

　　即水通過鈉離子交換器后，水中的a2+、Mg2+被置換成Na+。

　　一般控制閥的運行流程為：運行、反洗、吸鹽、慢洗、鹽箱補水、正洗。

　　離子交換水處理是指采用離子交換劑，使交換劑中和水溶液中可交換離子產生符合等物質的量規則的可逆性交換，導致水質改善而交換劑的結構并不發生實質性(化學的)變化的水處理方式。在這種水處理方式中，只有陽離子參與交換反應的，稱陽離子交換水處理;只有陰離子參與交換反應的，稱陰離子交換水處理;既有陽離子又有陰離子參與交換反應的，稱陽、陰離子交換水處理。由于原水的水質千差萬別，而對出水水質的要求又多種多樣，所以有許多種類型的離子交換及某組合的水處理方法，采用這些水處理方法而使原水軟化、除堿和除鹽。離子交換劑中參與交換反應的離子是鈉離子Na+時，此方法稱為鈉(Na)型離子交換法，此交換劑稱為鈉(Na)型陽離子交換劑，相類似的，有氫(H)型離子交換法及氫(H)型陽離子交換劑等。

　　鈉型離子交換法是工業鍋爐給水通用的一種水處理方法。當原水經過鈉型離子交換劑時，水中的a2+、Mg2+等陽離子與交換劑中的Na+進行交換，降低了水的硬度，使水質得到軟化，故這種方法又稱為鈉離子交換軟化法。

　　(1)再生過程

　　在鈉離子交換過程中，當軟水出現了硬度，且殘留硬度超過水質標準規定時，則認為鈉離子交換劑已經失效。為了恢復其交換能力，就需要對交換劑進行再生(或還原)。再生過程是使含有大量鈉離子的氯化鈉(NaCl)溶液通過失效的交換劑層恢復其交換能力的過程。

　　此時，鈉離子又被離子交換劑所吸著，而交換劑中的鈣、鎂離子被置換到溶液中去。鈉型離子交換劑的再生過程可用如下反應式表示：

　　CaR2+2NaCl2NaR+CaCl2

　　MgR2+2NaCl2NaR+MgCl2

　　生產中多采用食鹽(NaCl)溶液作為再生劑。因為食鹽比較容易得到，而且再生過程中所形成的產物(CaCl2、MgCl2)是可溶性鹽類，很容易隨再生液排出去。再生用食鹽，大都采用工業用鹽，其中雜質含量不宜過多，食鹽溶液需澄清過濾后使用。通常認為，10%食鹽溶液的硬度不應超過40mmol/L，懸浮物不應大于2%。離子交換劑再生時，一般要用經過澄清的8～10%的鹽溶液。總的再生接觸時間隨離子交換樹脂交聯度的不同而變化，對于一般交聯度7%左右的強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，再生劑和樹脂總的接觸時間低應保證45min以上。

　　(2)交換過程

　　碳酸鹽硬度(暫硬)軟化過程：

　　Ca(HCO3)2+2NaRCaR2+2NaHCO3

　　Mg(HCO3)2+2NaRMgR2+2NaHCO3

　　非碳酸鹽硬度(永硬)軟化過程：

　　CaSO4+2NaRCaR2+Na2SO4

　　CaCl2+2NaRCaR2+2NaCl

　　MgSO4+2NaRMgR2+Na2SO4

　　MgCl2+2NaRMgR2+2NaCl

　　也可以用綜合上述反應式的離子式表示：

　　Ca2++2NaRCaR2+2Na+

　　Mg2++2NaRMgR2+2Na+

　　廣泛應用于蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、熱交換器、冷凝器、空調、直燃機等系統的補給水的軟化。還可用于賓館、飯店、寫字樓、公寓等生活用水的處理及食品、飲料、釀酒、洗衣、印染、化工、醫院等行業的軟化水處理,是工業鍋爐、冷卻循環水、煉鋼、軋鋼、大型變壓器、民用熱水鍋爐等場合中應用為廣泛的硬水軟化處理設備。

　　鈉離子交換器采用離子交換原理，去除水中的鈣、鎂等結垢離子。當含有硬度離子的原水通過交換器內樹脂層時，水中的鈣、鎂離子便與樹脂吸附的鈉離子發生置換，樹脂吸附了鈣、鎂離子而鈉離子進入水中，這樣從交換器內流出的水就是去掉了硬度的軟化水。