北京钠离子交换器

　　软化原理：水的硬度主要由钙、镁形成及表示，故一般采用阳离子交换树脂(软水器)，将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来，随着树脂内a2+、Mg2+的增加，树脂去除a2+、Mg2++的效能逐渐降低。

　　当树脂吸收一定量的钙镁离子之后，就必须进行再生，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子在置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就又恢复了软化交换功能。

　　由于水的硬度主要由钙、镁形成，离子交换软化处理的原理是将原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成分a2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换，从而吸附水中的a2+、Mg2+，使水得到软化。如以RNa代表钠型树脂，其交换过程如下：

　　2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+。

　　2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+。

　　即水通过钠离子交换器后，水中的a2+、Mg2+被置换成Na+。

　　一般控制阀的运行流程为：运行、反洗、吸盐、慢洗、盐箱补水、正洗。

　　离子交换水处理是指采用离子交换剂，使交换剂中和水溶液中可交换离子产生符合等物质的量规则的可逆性交换，导致水质改善而交换剂的结构并不发生实质性(化学的)变化的水处理方式。在这种水处理方式中，只有阳离子参与交换反应的，称阳离子交换水处理;只有阴离子参与交换反应的，称阴离子交换水处理;既有阳离子又有阴离子参与交换反应的，称阳、阴离子交换水处理。由于原水的水质千差万别，而对出水水质的要求又多种多样，所以有许多种类型的离子交换及某组合的水处理方法，采用这些水处理方法而使原水软化、除碱和除盐。离子交换剂中参与交换反应的离子是钠离子Na+时，此方法称为钠(Na)型离子交换法，此交换剂称为钠(Na)型阳离子交换剂，相类似的，有氢(H)型离子交换法及氢(H)型阳离子交换剂等。

　　钠型离子交换法是工业锅炉给水通用的一种水处理方法。当原水经过钠型离子交换剂时，水中的a2+、Mg2+等阳离子与交换剂中的Na+进行交换，降低了水的硬度，使水质得到软化，故这种方法又称为钠离子交换软化法。

　　(1)再生过程

　　在钠离子交换过程中，当软水出现了硬度，且残留硬度超过水质标准规定时，则认为钠离子交换剂已经失效。为了恢复其交换能力，就需要对交换剂进行再生(或还原)。再生过程是使含有大量钠离子的氯化钠(NaCl)溶液通过失效的交换剂层恢复其交换能力的过程。

　　此时，钠离子又被离子交换剂所吸着，而交换剂中的钙、镁离子被置换到溶液中去。钠型离子交换剂的再生过程可用如下反应式表示：

　　CaR2+2NaCl2NaR+CaCl2

　　MgR2+2NaCl2NaR+MgCl2

　　生产中多采用食盐(NaCl)溶液作为再生剂。因为食盐比较容易得到，而且再生过程中所形成的产物(CaCl2、MgCl2)是可溶性盐类，很容易随再生液排出去。再生用食盐，大都采用工业用盐，其中杂质含量不宜过多，食盐溶液需澄清过滤后使用。通常认为，10%食盐溶液的硬度不应超过40mmol/L，悬浮物不应大于2%。离子交换剂再生时，一般要用经过澄清的8～10%的盐溶液。总的再生接触时间随离子交换树脂交联度的不同而变化，对于一般交联度7%左右的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，再生剂和树脂总的接触时间低应保证45min以上。

　　(2)交换过程

　　碳酸盐硬度(暂硬)软化过程：

　　Ca(HCO3)2+2NaRCaR2+2NaHCO3

　　Mg(HCO3)2+2NaRMgR2+2NaHCO3

　　非碳酸盐硬度(永硬)软化过程：

　　CaSO4+2NaRCaR2+Na2SO4

　　CaCl2+2NaRCaR2+2NaCl

　　MgSO4+2NaRMgR2+Na2SO4

　　MgCl2+2NaRMgR2+2NaCl

　　也可以用综合上述反应式的离子式表示：

　　Ca2++2NaRCaR2+2Na+

　　Mg2++2NaRMgR2+2Na+

　　广泛应用于蒸汽锅炉、热水锅炉、热交换器、冷凝器、空调、直燃机等系统的补给水的软化。还可用于宾馆、饭店、写字楼、公寓等生活用水的处理及食品、饮料、酿酒、洗衣、印染、化工、医院等行业的软化水处理,是工业锅炉、冷却循环水、炼钢、轧钢、大型变压器、民用热水锅炉等场合中应用为广泛的硬水软化处理设备。

　　钠离子交换器采用离子交换原理，去除水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时，水中的钙、镁离子便与树脂吸附的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。