1、工業鍋爐用水的主要評價指標       

       A、  懸浮物

       懸浮物是表征水中顆粒較大一類雜質的指標。通常采用某些過濾材料分離水中不溶性物質（其中包括不溶于水的泥土、有機物、微生物等）的方法來測定懸浮物，單位為mg/L。

       在水質分析中，常用較易測定的“濁度”作為衡量懸浮物的指標。濁度測定方法是以難溶性的不同質量級配的硅化物（如白陶土、高嶺土等）分散在無濁水中，所產生的光學阻礙現象為標準，單位為度或mg/LSiO2。

       B、   含鹽量

       含鹽量是表示水中溶解鹽類的總和。含鹽量有兩種表示方法：一是物質的量表示法，即將水中各種陽離子（或陰離子）均按帶一個電荷的離子為基本單元，計算其含量（mmol/L），然后將他們全部相加；二是重量表示法，即將水中的各種陰離子、陽離子的含量換算成mg/L，然后全部相加。

       C、  溶解固形物

       溶解固形物是水經過過濾之后，那些仍溶于水中的各種無機鹽、有機物等，在水浴上蒸干，并在105～110℃下干燥至恒重所得的蒸發殘渣稱為溶解固形物，單位：mg/L。在不嚴格的情況下，當水比較潔凈時，水中的有機物含量比較少，有時也用溶解固形物來近似地表示水中的鹽含量。

       D、   電導率

衡量水中含鹽量zui簡單和迅速的方法是測定水的電導率。表示水中導電能力大小的指標，稱作電導率。電導率是電阻的倒數，可用電導儀測定。水越純凈，含鹽量越小，電導率越小。水電導率的大小除了與水中離子的含量有關外，還和離子的種類有關，單憑電導率不能計算水中含鹽量電導率的單位為S/㎝。

       E、   硬度

       硬度是指水中某些易于形成沉淀的金屬離子，它們都是二價或二價以上的離子（如Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+等）。在天然水中，形成硬度的物質主要是鈣、鎂離子，所以通常認為硬度就是指這兩種離子的量。鈣鹽部分包括：重碳酸鈣、碳酸鈣、硫酸鈣、氯化鈣；鎂鹽部分包括：重碳酸鎂、碳酸鎂、*、氯化鎂。鈣鹽部分稱為鈣硬度，鎂鹽部分稱為鎂硬度，總硬度等于二者之和。

       a)   硬度的分類

       硬度可按水中存在陰離子種類分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。

       1、碳酸鹽硬度是指水中鈣、鎂的重碳酸鹽與碳酸鹽的含量。天然水中碳酸根非常少，所以碳酸鹽硬度看作是鈣、鎂的重碳酸鹽硬度，此類鹽的硬度在水沸騰時就從溶液中析出而產生沉淀，所以也叫暫時硬度。

       2、非碳酸鹽硬度是指水中鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物等的含量。由于這種硬度在水沸騰時不能析出沉淀，也稱*硬度。

       當水中HCO3-含量小于水中鈣鎂總量時，水的硬度有碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度；當水中HCO3-含量大于水中鈣鎂總量時，水的硬度有碳酸鹽硬度和過剩堿度（有時也稱負硬度），對這種水質稱為負硬水。

       b)   硬度的表示方法

       硬度的表示方法一般用物質的量濃度或者用鈣、鎂離子換算成CaCO3的含量來表示。

       1、用物質的量濃度表示（mmol/L）

       這是一種zui常見的表示物質濃度的方法，而且是法定計量單位。硬度、堿度和含鹽量等水質指標，均以此表示水中物質濃度的大小，而且是以一價離子作為基本單元。對于二價離子（或分子）則以1/2作為基本單元。這樣，用物質的量濃度（mmol/L）表示水中硬度物質濃度的時候，在數值上就與過去習慣用的毫克當量/升（meq/L）表示法*相同。

水的硬度定義為：                           

       式中：YD(1/2Ca2+、1/2Mg2+)--水的硬度，（mmol/L）；

       n(1/2Ca2+）、n(1/2Mg2+)--表示以（1/2Ca2+）、（1/2Mg2+）

       為基本單元物質的量，mmol/L；

       V --水樣的體積，L。

       2、用鈣、鎂離子換算成CaCO3的含量來表示

       有許多水質分析資料用鈣、鎂離子換算成CaCO3的含量來表示水的硬度。因為1/2CaCO3的摩爾質量為50g，所以1mmol/L相當于50mg/L（CaCO3）或50ppmCaCO3，也可換算成美制單位，則1gra/gal相當于17.1 mg/L（CaCO3），即1mmol/L硬度相當于0.342gra/gal（CaCO3）。

       3、用‘度’表示

       硬度的單位也有用‘度’表示的，如‘德國度’、‘英國度’等，他們都有不同的定義。我國在水質分析中經常采用德國度。用的符號。G表示。它的定義是：當水樣中的硬度離子濃度相當于10mg/LCaO時稱為1度。1mmol/L=2.8德國度。

       F、  堿度

       堿度是表示水中能接受氫離子的一類物質的量。如溶液中的OH-、HCO3-、CO32+及其他弱酸鹽類。在天然水中主要的是碳酸氫鹽，有時還有少量的腐植酸質弱酸鹽類。鍋水中的堿度主要以OH-、CO32-的形式存在。水中的堿度可能有五種不同的形式：只有OH-堿度；只有CO32+堿度；只有HCO3-堿度；同時有OH-+CO32-堿度；同時有HCO3-+CO32-堿度。

       硬度與堿度的關系

       硬度是表示水中Ca2+、Mg2+等金屬離子的含量；堿度是表示水中OH-、HCO3-、CO32+等陰離子的含量。水溶液中硬度與堿度的成分都是以離子狀態單獨存在的，但出于判斷水質及選擇水處理工藝的需要，有時將它們組成假想的化合物。

       假想化合物的組成次序原則是根據水體在蒸發濃縮時，陰、陽離子形成化合物的溶解度由小到大的次序先后組合的。陽離子按Ca2+、Mg2+、Na+、K+的次序排列；陰離子按HCO3-、SO42-、Cl-的次序排列。即首先組成假想化合物是Ca2+、Mg2+與HCO3-組成Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2，原因是當水體受熱時，它們容易轉化成難溶的沉淀物CaCO3和Mg(OH)2，然后剩余的依次組合。如下表所示。

       水中硬度與堿度的關系有以下幾種情況：

       1、堿度＞硬度

       當水中Ca2+、Mg2+與HCO3-結合生成Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2后，同時還存在Na+、K+的碳酸氫鹽，但沒有非碳酸氫鹽存在。此時，堿度減去硬度所得的差等于Na+、K+的碳酸氫鹽。這部分多出的Na+、K+的碳酸氫鹽堿度即所謂過剩堿度亦稱為負硬度。

       2、堿度=硬度

       當水中Ca2+、Mg2+*與HCO3-結合生成Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2，無Na+、K+的碳酸氫鹽，也沒有非碳酸氫鹽存在時，水中堿度與硬度相等。

       3、堿度＜硬度

       此時有兩種情況：一種是1/2Ca2+＞HCO3-的鈣硬水，此時水中有非碳酸鹽硬度CaSO4、MgSO4存在，但沒有鎂的碳酸鹽硬度Mg(HCO3)2。

       另一種是1/2Ca2+＜HCO3-的鎂硬水，水中有鎂的碳酸鹽硬度Mg(HCO3)2存在，但沒有鈣的非碳酸鹽硬度存在，而有鎂的非碳酸鹽硬度MgSO4存在。

       但上述兩種情況，無論是哪種，水中都有非碳酸鹽硬度存在，而沒有Na+、K+的碳酸氫鹽存在。

       G、   酸度

       酸度是表示水中能與強堿發生中和作用的物質的量。可能形成酸度的物質有：強酸、強酸弱堿鹽和弱酸。水中這些物質對強堿的全部中和能力稱為總酸度。水中酸度的測定是用強堿標準液來滴定的。

       H、  8.量  75/F78  有機物

       天然水中的有機物一般是指腐植物質、水生物生命活動產物以及水生活污水和工業廢水的污染物等。有機物當進行生物氧化分解時，需要消耗水中的溶解氧，而在缺氧的條件下就會發生腐爛發酵，惡化水質。水中的有機物成分極其復雜，定性與定量都很困難。一般都是測定一些代替參數，代替有機物含量。代替參數如下：

       a)   化學需氧量（COD）

       化學需氧量是指在一定條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，在水樣有機物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等所消耗的該氧化劑的量，計算時折合為氧氣的質量濃度，簡寫代號為COD，單位用mg/LO2來表示。

       b)   生化需氧量（BOD）

       生化需氧量是指在有氧的條件下，水中有機物與無機物進行生物氧化時所消耗溶解氧的質量濃度。單位也用mg/LO2來表示。

       生物氧化的整個過程一般可分為兩個階段，*階段主要是有機物被轉化為無機二氧化碳、水和氨的過程；第二階段主要是氨轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程。對于工業用水，因為氨已經是無機物，它的進一步氧化，對環境衛生的影響較小，所以生化需氧量通常指*階段有機物氧化所需的氧量。通常以5天作為測定生化需氧量的標準時間，稱5天生化需氧量，用符號BOD5表示。

       c)   總有機碳（TOC）

       總有機碳是指水中有機物的總含碳量，即將水樣中的有機碳在900℃高溫和加催化劑的條件下汽化、燃燒，這時水樣中的有機碳和無機碳全部氧化成CO2，然后利用紅外線氣體分析法分別測定總的CO2和無機碳產生的CO2量，兩者之差即為總的有機碳量。

       2、離子交換樹脂       

       離子交換水處理就是通過與交換劑的離子交換反應，除去水中的離子態雜質。對于低壓鍋爐，通常采用鈉離子交換來除去水中的硬度物質，以防止鍋爐結垢。

       A、  離子交換樹脂的結構類型

       按離子交換樹脂的結構類型，可分為凝膠型、大孔型和均孔型等。

       1.凝膠型樹脂的孔徑很小，一般只有1～2nm，因此它的抗污染能力和抗氧化性較差，易受有機物等污染。另外它的交聯度通常只有1%～7%，因此機械強度也較低。為了克服這些缺點，已開發不少改進型樹脂。

       2.大孔型樹脂：大孔型樹脂一般在20～200nm以上，其交聯度一般可達16%～20%，從而使其機械強度也大得多，且不易降解。同時它的抗污染能力和抗氧化性均較強。

       3.均孔樹脂：這種樹脂是為了防止有機物污染而研制的一種強堿性陰樹脂。對有機物的吸著是可逆的，所以不易污染。

       B、  離子交換樹脂的性能

       a、顏色

       離子交換樹脂因其組成的成份、基團和結構等不同，而呈現出不同的顏色，苯乙烯樹脂大都呈黃色。

       樹脂的本身顏色一般與其物理性能和化學性能并無大的關系。在使用中，因交換離子的轉換，樹脂顏色也會發生一些變化，這一般是正常現象。但如果樹脂受鐵離子或有機物等雜質的污染，顏色明顯變深、變暗，就很可能會影響到樹脂的性能，尤其是交換容量會大大降低，在這種情況下，應對樹脂進行復蘇處理。

       另外，雖然有時同一型號的樹脂，各批生產的顏色會略有不同，但同一批生產的樹脂顏色應是均勻一致的。如果樹脂中明顯混雜有不同顏色的顆粒，則該樹脂的質量就很難保證，購買時應注意鑒別。

       b、形狀

       離子交換樹脂一般均呈球形狀。呈球狀顆粒的樹脂與樹脂總量的質量分數稱為圓球率。對于軟化水處理來說，圓球率越大越好，一般應達90%以上。

       c、粒度

       離子交換樹脂的粒度是指樹脂以出廠時的活性基團形式，在水中充分膨脹后的顆粒直徑。樹脂的粒度一般為0.3-1.2mm。

       樹脂顆粒的大小，對離子交換水處理工藝有較大的影響。顆粒大，離子交換速度慢，樹脂交換容量小；顆粒小，水流通過樹脂層的壓力損失大，當樹脂顆粒過小時，還會嚴重影響交換器的出水，且樹脂易跑失；如果顆粒大小相差很大，對交換器的運行和再生也很不利，首先會造成水流分布不勻，阻力增大；其次在反洗時，若流速過大易沖走小顆粒樹脂，流速過小則不能松動大顆粒樹脂。

       d、密度

       樹脂的密度，根據含水情況可分為干密度和濕密度，干密度大，實用意義不大，所以不常用。

       濕密度又有濕真密度和濕視密度之分。它的區別是，前者在計算樹脂的體積時樹脂顆粒之間的空隙不計入，叫真實體積；后者則包括孔隙所占的體積，叫堆積體積。可由濕視密度計算出樹脂的裝載量。

       e、含水率

       離子交換樹脂的含水率，是指在潮濕空氣中，樹脂本身所保持的水量，它包括樹脂結構中親水活性基團的水合水分和交聯網孔中的游離水分。樹脂的含水率與交聯度有關，交聯度越低，含水率越。001×7樹脂的含水量占其質量的一半，約為45-55%。

       樹脂在使用中，如果發生鏈的斷裂、微孔結構的變化，交換容量下降等現象，含水量也隨著起變化。因此，樹脂含水量的變化也反映出樹脂內在的質量變化。

       f、耐磨性

       耐磨性是樹脂的一項重要指標，耐磨性差，機械強度就低，在使用中破碎嚴重，損耗量大，樹脂層阻力大，嚴重的會影響設備的產水量。正常情況下樹脂每年破損率不超過3%-7%。

       g、溶解性

       樹脂是一種不溶于水的高分子化合物，但在產品中免不了會含有少量低聚合物。這些低聚合物較易溶解，因此新樹脂在使用初期，往往會因低聚合物逐漸溶解，而使出水帶有顏色。

       樹脂在使用中，有時也會發生某些高分子轉變成膠體漸漸溶入水中的現象，Na型樹脂比Ca型易膠溶，所再生后備用的軟水器剛投入運行時，有時會產生出水帶黃色的現象，就是樹脂發生膠溶的緣故。

       h、溶脹性

       將干燥的樹脂浸入水中時，其體積往往會變大。有時樹脂在失效時和再生后，體積也會發生變化，這種現象稱為樹脂的溶脹性。由于樹脂具有這樣的性能，因而在其交換和再生的過程中會發生脹縮現象，多次的脹縮會促使顆粒破碎。另外，干燥的樹脂如直接浸泡在水中，樹脂也會因一下子溶脹而碎裂，故干燥樹脂需先浸泡在飽和食鹽水中，讓其逐漸溶脹。

       i、耐熱性

       各種離子交換樹脂能承受的溫度都是有限度的，超過此溫度，樹脂就會發生分解，大大影響樹脂的強度和交換容量。通常陽離子交換樹脂比陰離子交換樹脂耐熱性能好，鹽型樹脂比酸型或堿型樹脂耐熱性能好。

       一般陽離子交換樹脂在100℃以下，陰離子交換樹脂在60℃以下使用安全，生產如有條件，可適當提高系統的溫度，以利樹脂的交換和再生過程。

       j、交換容量

       交換容量是表示離子交換劑能夠交換多少離子量的一項技術指標子交換劑zui重要的性能指標。實際應用中，一般有以下兩種交換容量：

       全交換容量：表示一定量的離子交換劑中活性基團的總量，它反應出交換劑中所有交換基團全部發生交換反應時的交換容量，單位為mmol（一價基本單元物質）/g（干樹脂）或mmol/mL（一價基本單元物質）（濕樹脂）兩種。對同一種樹脂來說，當的交聯度一定時，全交換容量基本上是一個常數，001×7陽離子交換樹脂的全交換換容量規定≥4.2mmol/g。

       工作交換容量：工作交換容量是指交換劑在工作狀態下所能交換離子的量，一般用體積單位來表示，單位為mmol/mL（一價基本單元物質）（濕樹脂）或mol/L（濕樹脂）兩種。

       工作交換容量受工作條件影響很大，如原水的成分、雜質濃度、溫度、流速、出水水質要求、樹脂層高度、運行方式和設備結構的合理性等，所以數值不可能是一個常數，它的變化幅度很大。工作交換容量與全交換容量的關系不大，但與再生條件有直接關系。也就是說，樹脂再生的好壞直接影響其工作交換容量的大小。

       k、離子交換的選擇性

       離子交換樹脂對溶液中各種離子的交換能力并不相同，有些離子容易與樹脂發生交換反應，但交換后要將它們再生下來就比較困難（如Fe3+）；而另一些離子較難與樹脂發生交換反應，但很容易從樹脂中再生下來（如Na+），離子交換樹脂對不同離子的交換反應難易程度不同的這種性質，稱為離子交換的選擇性。

       離子交換的選擇性與離子所帶電荷及水合離子半徑等有關，

       （1）強酸性陽離子交換樹脂的選擇性順序為：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+。從上面的選擇性順序可以看出鈉型離了交換樹脂（NaR）與水中的Ca2+、Mg2+很容易發生交換反應，生成R2Ca和R2Mg，但要將它們再生下來就比較困難；

       （2）弱酸性陽離子交換樹脂對常見陽離子的選擇性順序為：H+>Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+；

       （3）強堿性陰離子交換樹脂對常見陰離子的選擇性順序為：SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3-；

       （4）弱堿性陰離子交換樹脂對常見陰離子的選擇性順序為：OH->SO42->NO3->Cl->HCO3-；

       從上面的規律可以得出，設置弱型交換劑可降低再生劑的耗量，但如果要求除去水中的Na+ 和HSiO3-時，則必須設置強型交換劑。另外還可以看出，Na+ 和HSiO3-總是zui后被交換，因此對于H型離子交換劑，通常將出水漏Na+作為交換器運行控制終點，對于OH型離子交換劑，則將出水漏HSiO3-作為交換器運行控制終點。

       上述選擇性順序只適用于低含鹽量的水，在高含鹽量的情況下，選擇順序就有些不同，如鈉離子交換器再生時，在一定濃度的鹽液中樹脂對Na+的吸收會優先于Ca2+ 、Mg2+。

       C、  離子交換樹脂的使用

       離子交換樹脂雖然有很高的穩定性，但是如果使用或貯存不當，也易受到污染或破損，從而導致其交換容量下降甚至喪失。

       a、樹脂使用前處理

       新樹脂在使用之前，應進行預處理，其目的是：洗去樹脂表面的可溶性雜質及樹脂在制造過程中所夾雜的金屬離子，并使樹脂轉型成所需的形式。樹脂經適當的預處理不僅可提高其穩定性，而且還可以起到活化樹脂、提高工作交換容量和出水質量的作用。

       新樹脂在預處理前，應先用水使樹脂充分膨脹，但如果樹脂在運輸或貯存過程中脫了水，則不可將干樹脂直接浸入水中，以防樹脂因急劇膨脹而破裂。對于已脫水的樹脂，須先放在20-25%的食鹽水中浸泡一定時間，然后逐漸用水稀釋，使樹脂緩慢地膨脹到zui大體積。

       鈉離子交換樹脂通常都以Na型出廠，所以在使用前用10-15%的食鹽水浸泡18-20小時，然后用水清洗至出水合格，便可投入運行。

       b、樹脂使用中應注意的問題

       保持樹脂的強度：要盡量避免或減少樹脂的磨損，并防止樹脂交替地風干和濕潤、冷凍和過熱等。

       保持樹脂的穩定性：要盡量避免或減少對樹脂的污染，如懸浮物、有機物、鐵離子、游離氯等雜質的污染。

       D、  離子交換樹脂的貯存

       樹脂的貯存，主要注意以下幾點：

       a、濕法貯存

       樹脂如失水風干會大大影響其強度和使用壽命，因此必須注意保持樹脂的水分。貯存時，可將樹脂浸泡在清水中或食鹽水中。如果是包裝未拆封的新樹脂，應注意包裝的密封和完整，防止因包裝破損而使樹脂失水。

       b、鹽型存放

       軟水器如停用時間較長，應將已使用過的鈉離子交換樹脂用10%的NaCl溶液轉成Na型。

       c、防凍防熱

       樹脂在貯存和運輸過程中，溫度不宜過高或過低，一般zui高不超過40℃，zui低不得在0℃以下。所以樹脂不宜放在高溫設備附近，夏季不要放在陽光直接照射的地方；冬季應注意保溫，如無保溫條件，可將樹脂貯存在相應濃度的食鹽水中，以免凍裂。NaCl溶液的冰點如下表。

       d、防止污染和發霉

       新樹脂貯存時，應避免和鐵容器、氧化劑、油類及有機溶劑等接觸，以防樹脂污染。軟水器如長期停用時，為防止交換器內壁及樹脂表面因微生物繁殖而長青苔等藻類或發霉，應定期更換交換器內的清水，尤其是在溫度較高的條件下，更應注意。必要時可用滅菌處理:可用1-2%的過乙酸或0.5-1%甲醛滅菌溶液浸泡數小時，然后用水沖洗至不含滅菌劑為止。

       此外，樹脂在貯存時還應防止重物的擠壓，以免破碎。

       E、  樹脂污染及污染后的處理

       a、樹脂變質

       樹脂變質的主要原因是由于水含有氧化劑，尤其是自來水中殘留的游離余氯含量過高（≥0.5mg/L）時，就會使樹脂結構遭到破壞，當溫度較高或水中有重金屬離子存在時，更易加速樹脂變質。

       樹脂變質的現象為：顏色變淺，透明度增加，體積增大，此后樹脂的強度急劇下降，導致樹脂大量破碎，交換容量降低。樹脂的變質是無法逆轉的，被余氯污染嚴重的樹脂將會全部報廢。

       除去水中游離余氯一般是在軟水器前設置活性碳過濾器，或者是往自來水中投加亞硫酸鈉。

       b、鐵污染

       樹脂被鐵污染的原因，主要是水源水或再生劑中含鐵量過高（≥0.3mg/L）。

       樹脂被鐵污染的現象為：顏色明顯變深、變暗，嚴重時變成暗褐色或黑色，再生困難，交換容量大大降低，產水量明顯減少且出水水質變差。

       被鐵污染后的樹脂可用鹽酸處理進行復蘇。先取少量樹脂通過試驗來確定zui適宜的酸液濃度和酸洗時間。然后將樹脂移到耐酸的容器中，采用8-12%HCl將樹脂浸泡或低流速循環，二者交替進行，時間約為10-20小時。在酸洗期間，應定期測定清洗液的酸度，如鐵污染較嚴重，酸度下降較快，宜在中途更換部分酸液，以使復蘇*。

       鈉離子交換樹脂酸洗后，先用清水清洗至排水接近中性，然后用1-2%NaOH浸泡或低流速循環2-4小時，再用10%食鹽水浸泡15-20小時，zui后再用清水清洗至出水氯離子含量接近進水含量。

       為防止鐵污染，一是應采用非金屬管道設備或者進行管道防腐，二是對含鐵量高的源水，*行除鐵預處理。

       c、有機物污染

       當水中有油脂類、腐植酸及其它有機物時，極易在樹脂表面形成一層油膜，堵塞樹脂的微孔，對交換基團起封閉作用，從而嚴重影響樹脂的性能。

       樹脂被有機物污染的現象為：樹脂層易結塊，樹脂密度減小，顏色變深發黑，交換容量明顯下降，再生困難，出水水質變差。這些現象極易與樹脂被鐵污染的現象混淆，區別辦法是：取少量被污染的樹脂放入小試管中，加入少量水后搖動2-5min，然后仔細觀察，如是有機物污染，會看到有彩虹現象。也可將少量樹脂浸泡在5-10%HCl中，經2-4小時后，若溶液顏色變成黃綠色，樹脂顏色變淺，為鐵污染。

       樹脂被有機物污染的復蘇方法：一般可用2-4% NaOH和8-10% NaCl混合溶液，加熱至40-50℃后，對樹脂進行堿洗。堿洗可分2-4次進行，每次持續6-8小時，中間用水沖洗。

防止有機物污染，關鍵是對含有有機物的原水采取混凝、過濾或活性碳過濾等預處理。

       3、 離子交換器的工作過程       

       以下主要介紹鈉離子交換軟化處理：

       鈉離子交換的目的就是除去水中的Ca2+、Mg2+，使硬水變成軟水，以防止鍋爐結垢。當水源水的堿度較低時，低壓鍋爐的給水都可以采用鈉離子交換處理。軟水器一般由運行、反洗、吸鹽、鹽箱補水、正行等五個工位組成。

       A、  運行

       水通過交換器中的離子交換樹脂層，除去水中大部分或全部鈣、鎂離子的過程。其離子交換的反應過程如下：

2RNa +  Ca2+（Mg2+）         R2Ca（R2Mg）  +  2Na+

有效樹脂           硬水                     失效樹脂              軟水

       當水流首先接觸的上層交換劑失效后，繼續進入的原水就與下一層交換劑進行離子交換，從而使工作層不斷下移。整個交換劑層便分為三個區域，如圖3-1所示：

       上部是失效的樹脂層，在這一層中由于前期的運行，交換劑都已呈Ca2+、Mg2+型，失去了繼續軟化的能力，硬水通過這層時不再發生變化，故這一層稱為失效層（也叫飽和層）；

       中間一層為交換層，也叫工作層，水通過這一層時，水中的Ca2+、Mg2+與交換劑中的Na+進行交換反應，因此在這層交換劑中既有Na型的，也有Ca、Mg型的；

       zui下部的交換劑是尚未參加交換反應的，基本都是Na型。隨著交換劑的運行，失效層的區域不斷增大，工作層不斷下移，未交換區域隨之減少。

       當工作層下移至接近交換劑層底部時，出水中將會因Ca2+、Mg2+穿透而出現硬度，因此為保證出水合格，應在底部保留一定的Na型未交換劑層，即當工作層到達交換劑層底部之前，就應再生交換劑，故zui底層的未交換劑層被稱為保護層。

       影響工作層厚度的因素：

       ①、運行流速，水通過交換劑層的流速越快，工作層應越厚。

       ②、原水水質，出水質量標準一定時，原水中要除去離子濃度越大，工作層應越厚。

       ③、離子交換劑的顆粒越大，水流溫度越低，交換反應的速度慢，工作層就應越厚。

       B、  再生過程

       使失效離子交換樹脂恢復交換能力的過程，包括但不限于反洗、再生、置換、正洗等步驟。

       C、  反洗

       離子交換樹脂失效后，用水由下向上清洗離子交換樹脂層，使其膨脹而松動，同時清除樹脂層上部的懸浮物和破碎樹脂等雜質的步驟。

       反洗的目的：

       一是通過反洗，使運行中壓緊的樹脂層松動，有利于樹脂顆粒與再生液充分接觸；

       二是清除運行時在樹脂表層積累的懸浮物及破碎的樹脂，使交換器的水流阻力不會越來越大。

       同時為保證反洗時完整的樹脂不被沖走，需要在罐體頂部設置一定的反洗空間，反洗強度越大要求的反洗空間越大。設計時，順流再生與逆流再生固定床離子交換器應有樹脂高度的40%～50%的反洗膨脹高度。

       D、 再生

       將一定濃度的再生液以一定的流速流過失效的離子交換樹脂層，使離子交換樹脂恢復其交換能力的步驟。根據再生液的流向不同，再生又分為順流再生（再生液的方向與運行時的方向相同）和逆流再生（再生液的方向與運行時的方向相反）兩種。本技術手冊將再生稱為吸鹽。

       再生劑的耗量：使交換劑恢復1mol的交換能力，所消耗再生劑的量（g），稱為再生劑的耗量，用NaCl再生時，也稱為鹽耗。

       E、  置換

       置換是再生的延續步驟。交換器停止進鹽后，繼續以再生時的液流流向和相近的流速注入水，使交換器內的再生液在進一步再生樹脂的同時被排代出來。

       再生液進完后，罐體上部及樹脂內還有未參與再生的鹽液，為充分利用這部分鹽液，繼續從噴射器進水進行清洗。一般清洗水量為0.5～1倍樹脂體積。置換時，鹽箱內的空氣止回閥關閉，空氣不得進入罐體。

       F、  鹽箱補水

       鹽水吸完后，向鹽箱中補充再生所需鹽耗量的水。

       25℃下，1L水可溶解360g鹽達到飽和（濃度為26.4%）。

       為使鹽箱中的鹽液達到飽和，應確保溶解時間大于6小時，且鹽箱中有足夠的固體鹽。

       G、 正洗

       置換過程結束后或者停備用交換器開始投運前，進水按運行時的流向清洗離子交換樹脂層，洗去再生廢液和需除去的離子，直至出水合格為止的步驟。一般正洗水量為3～6～倍樹脂體積。

       4、影響再生效果的因素       

       A、  再生方式

       一般逆流再生的效果比順流再生好。

       順流再生時，由于再生液首先接觸的是交換器上部已*失效的交換劑，當再生液從上至下流至交換劑底部保護層時，再生液中不但Na+含量已很低，而且還含有大量已被交換下來的Ca2+、Mg2+，而離子交換是可逆的。因此，順流再生時交換器底部的交換劑一般不能獲得很好的再生，有時底部的保護層樹脂甚至會被再生下來的Ca2+、Mg2+污染，影響出水質量。為了提高交換劑的再生度，就需要增加再生劑的用量。

       逆流再生時，再生液首先接觸的是失效程度較低的保護層，當流至失效程度zui高的交換劑層時，雖然交換下來的Ca2+、Mg2+濃度較高，但由于隨即被排出，故有利于平衡向再生方向移動。由于逆流再生可使交換劑保護層再生十分*，所以即使交換劑表層的再生度差些，也不會影響出水質量。

       逆流再生比順流再生具有出水質量好，鹽耗低，工作交換容量大等優點。

       B、  再生劑用量

       再生劑用量不足時，交換劑的再生度低，工作交換容量受影響，制水周期縮短，交換器自耗水量增大，有時會影響出水質量。適當增加再生劑的比耗，可提高交換劑的再生程度。一般固定床離子交換器再生一次所需的再生劑用量（mz）可按下式計算：

       mz=VR·E·k·M/（ε×1000）

       式中：    mz--再生一次所需再生劑用量，kg；

                      VR--樹脂的填裝量，m3；

                      E--交換劑的工作交換容量，一般強酸性陽樹脂為800～1500mol/m3；

                      k--再生劑比耗，對強型離子交換樹脂一般逆流再生取1.2～1.8；順流再生時                 取2～3.5；對于弱型離子交換樹脂一般只需取1.1～1.5即可；磺化煤取3～4.5；

                      M--再生劑的摩爾質量，g/mol；NaCl為58.5 g/mol；

                      ε--再生劑的純度，一般食鹽中NaCl含量為95%～98%。

       C、  再生液濃度

       當再生劑用量一定時，在一定范圍內，其濃度越大，再生程度越高。如再生液濃度太低，則再生不*，且再生所需的時間長，設備自耗水量大。但再生液濃度也不能過高，因為再生劑用量一定時，濃度越高，再生液體積越小，與交換劑的反應就不易均勻地進行，而過高的濃度還會使交換基團受到壓縮，從而使再生效果反而下降。

       一般情況下，再生液的濃度應控制在5%～8%。而飽和鹽水在常溫下的濃度為26%，故對采用射流器進鹽的閥門要求射流器的吸射比在20%～32%之間。潤新閥的各型號射流器都滿足這一要求。

       D、 再生液流速

       再生液流速是指再生液通過交換劑層時的速度。再生液流速如過快，再生液與交換劑接觸時間過短，交換反應尚未充分進行，再生液就已被排出交換器。順流再生再生液的流速一般控制在4～8m/h，對于無頂壓逆流再生交換器，為防止再生時亂層，再生液的流速宜控制得更低，一般為2～4m/h。

       為使再生時交換反應充分進行，一般認為再生液與交換樹脂的接觸時間應不少于30分鐘。當再生劑用量和再生液流速確定后，進再生液的時間可按下式計算：

       t=60Vz/（Sυ）

       其中，Vz=mCZ/（Cρ×103）

       式中：t--進再生液的時間，min；

                  Vz--進再生液的體積，m3；

                  S--交換劑層（交換器）的截面積，m2；

                  υ--再生液流速，m/h；

                  mCZ--純度為100%的一次再生劑用量，Kg；

                  C--再生液濃度，%；

                   ρ--再生液密度，kg/L或t/m3。

       E、  再生液溫度

       再生液溫度對再生效果的影響也很大，適當提高再生液溫度，可加快離子的擴散速度，提高再生效果。離子交換劑再生時，將再生液溫度提高到50℃時，可大大提高再生程度。但受離子交換劑的熱穩定性限制，再生液的溫度也不可過高，否則易使交換劑的交換基團分解，使交換劑變質并影響其交換容量。

       F、  再生劑純度

       再生劑的純度對交換劑的再生程度和出水水質影響較大，如再生劑含有大量雜質離子，尤其是含有要交換的“反離子”，就會降低再生程度。如食用的含碘鹽中NaCl含量低，不宜用作再生劑。