钎焊板式换热器钠离子交换软化处理
1．引言
含有Ca2+和Mg2+较多的水称为硬水。使Ca2+和Mg2+含量降低，甚至把它们基本上全部去除
则称为软化。
硬水的概念完全是从生活来的，当水里的Ca+和Mg2+含量太多了，就反映水里矿物质太
多，饮用后对健康会有不好的影响。所以，我国饮用水标准规定生活用水不熊超过15mmol/L。
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1．工作原理
(1)由于离子棒通过8500V高压静电场的直接作用，改变水分子中的电子结构，水偶极子将
水中阴阳离子包围，并按正负顺序呈链状整齐排列，使之不能自由运动，水中所含阳离子不致
趋向器壁，阻止钙、镁离子在器壁上形成水垢，从而达到防垢的目的。
(2)由于静电的作用，在结垢系统中能破坏分子间的电子结合力，改变晶体结构，促使硬
垢疏松，并且会增大求偶极子的偶极距，增强其与盐类离子的水合能力，从而提高水垢的溶解
速率，使已产生的水垢能逐渐剥蚀、脱落，从而达到除垢的目的。
(3)由于活性氧对无垢系统中的金属表面能产生一层微薄氧化膜，防止金属的腐蚀。
2．组成
离子棒水处理器主要由电源箱、导管、探头三部分组成，如图7-5所示。
3．技术参数
探头长度： 54.6lcm
探头直径： +28mm
导管长度： 2.8m
输出电腰： ≥8500V
输入电雎：220V±10V
功耗： IOW
适应温度： 1 - ggoC
适应水质： 总硬度不大于IOOOMg/L( CaC03)
工作压力： 0.1 - 1.75MPa
每套总重量：6kg
使用寿命： IO。15年
4．特点
(1)电压高：进口芯片输出电压大于8500V，最高可达20000V；电压高，能防垢、除垢、除
镑、杀菌灭藻。
(2)特氟隆保护：铅质电极棒探头涂有特氟隆保护层，耐100000V高压，绝缘效果好，安全
性能好，可防止水中杂质粘附在探头上，让探头持久发挥效果，并便于清洁。
(3)棒式设计：利用管道本身代替外壳，节约原材料，节省制造成本。
(4)锥体螺纹连接：安装简单方便，接插式电线连接，快捷方便。
(5)安装容易，不占空间；不需另加阀门和旁路，安装费低；无需人工值守，节省人工
费用。
(6)技术先进：水质报告能自动检测，通过专用软件即可打印，一目了然。
(7)使用安全：离子棒虽然电压高，但电流小于ImA，无电解作用危及人身安全。
(8)符合环保要求：离子棒水处理是物理作用，在水中不发生化学作用，不会产生化学物
质，排放出来的水对环境不产生影响，符合环境法规有关标准。
(9)离子棒在换热器的安装位置，如图7-6、图7-7所示。
当实际再生液流量与计算相符合，水位即保持稳定。
如果再生时再生流量大于计算流量，流速W2、W3相应加大，APi、AP2增大，液位上升，
上部空间的空气受到压缩，压力P2增大，阻止水位继续上升，所以上部空间的压力在一定程度
上起到保持液位稳定的作用。
在此理论推导下，将中间排液装置设计成再生液在压力作用下全部被吸入分配管、再经排
液管排出。实践证明，在分配管上的进水孔开多，排液管管径加大时，当再生液流经分配管内，
就产生一定的负压，其值约为分配管高度的水柱。如果分配管负压保持1.8mHzO，再生液流速
高达16m/h也不会引起树脂托起或乱层。设计逆流再生结构如图7-8所示。
5．逆流再生软化过程
在固定床离子交换装置中，通常被处理水由交换器上部进入，经交换层交换后由下部流出，
由于水和交换层的接触次序先后不同，离子交换的过程在交换荆层中也依次进行，也就是Ca2+
及Mg2+离子在交换器中的交换过程是分层进行的，如图7-9所示。当水由上进入Na+型交换荆
层时，水中的Ca2+及Mg2+离子首先接触到位于上部的交换剂层l，在其闻与Na+离子进行交换，
被软化的水经下面几层流出，当层l失去交换能力后，离子交换工作就转人层2中进行，这时给
水流经层1进入层2后开始交换，交换完Ct12+及Mg2+离子的软化水经层3、层4、层5流出。层
2失效后，交换工作就转入到层3中进行，以此类推，直到层4失效。当交换剂失效到层5上缘
时，出水的残余硬度开始增加，当残余硬度值增加到0.03mmol/L时，离子交换器就称之为“失
效”，应停止运行，进行反洗再生工作。
交换器在运行时，流速控制要适当，对钠离子交换系统，当用OOlx7阳树脂交换时的运行
流速，可依据给水的硬度大小控制在30m/h范围内。
6．逆流再生过程
固定床一般分顺流再生和逆流再生。逆流再生，在运行时，水是向上流的水处理工艺。它
运行到周期终点时，Na+型床中各种离子分布的大概情况，上层为Ca2+的失效层，中层为饱和
层，底层是未交换的保护层，如上图7-9所示。在顺流再生时，新鲜的食盐液自上而下流动，在
流动过程中，首先与上层失效交换剂进行离子交换，随着再生过程的进行，食盐液有效浓度逐
渐降低，反离子（再生产物）浓度渐增。当食盐液进入下层时，使下层交换剂失效。本来下层
交换剂还是具有交换能力的，但在再生过程中被反离子所饱和，又由于Ca2+离子与交换基的集
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