1、常用的软化水处理工艺方法解析据了解，一般循环系统每增加 1.33mm 水垢，其能耗增加17%。所以，为了维持效益，节约成本，软水系统是循环系统里重要的组成部分。现就当下常用的软化水处理工艺进行简要分析。一、软化水处理方法分类及原理 常见的软化水处理方式有以下几种：（1）离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成 的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做 “离子交换器” (由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为“钠离
2、子交换器”)。（2）膜分离法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是:效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。（3）石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。（4）加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广；但水量软大时运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下
3、不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。由于加药法只是从化学原理上阻止水垢的生成，并没有降低水的硬度，所以一般不归入软化方法中，而是称为阻垢。（5）电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低;但是效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业(如中央空调等) 循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理( 同时由于该种设备的机理并未得到真
4、正的理论证实)。另外，此种方法与加药法类似也是阻止水垢的生成，而不是降低硬度，所以一般不应归入软化方式中，而是应该称为防垢或阻垢。小型热水锅炉、换热器等应用中，多采用加药法。商业领域的中央空调及工业上温度较低(最高温度在 60 度左右)的冷却循环水, 多采用电磁法进行全流量处理，即对所有循环水进行处理，同时多数情况下配合补充水采用离子交换法处理或循环水采用加药方法以保证效果。二、离子交换法与锅炉水加药处理法简单分析2.1 锅炉水加药处理法（一）原理锅炉水加药处理法，就是通过向锅炉给水加一定数量的软水剂也称除垢剂，阻垢剂。使锅炉给水中的结垢物质转变成水渣，然后通过排污将其从锅内排出，从而达到减缓
5、水垢结成的目的。（二）使用特点设备简单，投资少，操作方便，易管理，如使用得当，可达到较好的防垢效果。另外，锅内加药处理法相对于锅外离子交换法而言，可节约大量用水，且对自然水，环境污染小，这点对水资源日趋紧张的地区来说，意义很大。锅炉排污要求严格，排污水量和热损失相对较大；且影响防垢效果的因素较多，一般不易达到锅炉无垢运行，所以通常只适用于小型锅炉。（三）不足之处 （1）必须对症下药：即一定要做到什么样的水质，选择什么样的药剂。 （2）必须量水投药：按上水的数量和质量，投加一定数量的药剂，切不可多投或少投。 （3）必须科学排污：一定要按照化验结果进行科学的排污。 （4）必须严格监督：一定要严格地
6、监督锅水的品质，以指导加药和排污作业。 苏联曾建议在 1.5MPa 以下的锅炉，都可以采用加药处理法，但其前提条件是：没有水冷壁管;在运行中能保证可靠地排除锅内形成的水渣，而不会影响运行安全；使用单位对锅炉蒸汽质量要求的不高等。 锅炉进水加药处理时限制给水总硬度3.5 毫克当量升。这要求锅炉需定期清洗，保证热强度最大的受热面上每年可结水垢厚度不超过 0.5 毫米。如果给水硬度再大，锅炉的安全经济运行就较难保证了。 （四）使用范围：根据 GB15762001工业锅炉水质标准规定：额定蒸发量小于等于 2t/h，且额定蒸汽压力小于 1.0mpa 的蒸汽锅炉；对汽、水品质无特殊要求的汽水两用锅炉；额定
7、功率小于等于 4.2MW 非管架式承压的热水锅炉和常压热水锅炉，可采用锅内加药处理。应注意的是，单位水容积越小的锅炉，在局部形成水垢的危险性越大，尤其是燃油燃气的锅炉，有时只有少量的沉积物就会对锅炉正常运行带来严重的影响。实践证明，水容积较小的锅炉，即使其额定蒸发量较小，也不宜采用单纯的锅内加药处理，而必须采用给水软化处理再加适当的加药补充处理。2.2 锅炉水采用软化水装置供水（一般为离子交换法）限定的给水硬度可达 0.03 毫克当量升，在锅炉定期清洗的情况下，能保证热强度最大受热面上每年积垢不超过 0.1 毫米，就国产离子交换树脂和软化设备来讲，也完全能够满足这一要求，但国产设备对设备操作人
8、员的要求比较高，如果操作不当，或用水波动大时及不容易达到这一指标。 （一）原理锅炉软化水处理设备工作原理: 水的硬度主要是由其中的阳离子钙（Ca2+）、镁(Mg2+) 离子构成的。当含有硬度离子的原水通过交换器树脂层时，水中的钙、镁离子与树脂内的钠离子发生置换，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离子的软化水。随着交换过程的不断进行，树脂中Na+全部被置出来后就失去了交换功能，此时必须使用 NaCl 溶液对树脂进行再生，将树脂吸附的 Ca2+、Mg2+ 置换下来，树脂重新吸附了钠离子，恢复了软化交换能力。（二）缺点1.会产生过量的再生废液；2.周期较长；3
9、. 耗盐量大；4. 有机物的存在会污染离子交换树脂；5.排出大量含盐废水易引起管道腐蚀。此外，对于溶液中存在多种离子时，需要针对不同的目的离子选用不同的树脂，普遍适用性差。（三）优点1 自动化程度高；2 工作交换容量大，盐耗低； 3 耗电量低；4结构合理，安装方便；5 性能可靠，运行稳定。三、的赛儿水垢防控机组简介水垢防控机组简介:水垢防控机组是英菲尼迪水处理科技有限公司针对热水系统的结垢问题而开发的专利产品（ZL201020511467.X），该产品通过精确投加水质阻垢剂，可以彻底消除工业热水管道生、热交换设备或生活热水的结垢现象。系统组成：水质阻垢缓蚀机组共由五部分组成。即流量检测系统，信
10、息处理系统，水处理剂投加系统、涡旋式混合反应系统和电控系统。工作流程；脉冲流量计检测管路中的水流速度，同时以脉冲信号的形式传输给信息整合处理器，信息处理器将不断变化的脉冲信号转换成计量毫安信号并传送给计量投加单元，计量投加单元对投加速度进行等比例调节，从而将水处理剂准确的添加至管路中。管路中的流水与加入的药剂在混合反应器中充分混合并催化，从而使设备达到阻垢、除锈，防止沉积的作用。截止到目前为止，从网上查得信息得知，通过将软水处理器用水垢防控机组代替的进行软水处理的厂家，目前只有的赛儿一家。四、几种软水处理方法比较4.1 锅炉加药水处理方法比较以下三家公司，北京中科新远环境工程有限公司，北京中天
11、恒远环保设备有限公司和山东艾克水处理有限公司采用的软水方式是：自来水经过钠离子交换设备初步软化后，再进行加药阻垢，从而达到软水目的。以 3MW，循环水 2.4t/h 锅炉为例，其初期投资及运行成本如下表所示。表 4.1 普通型水处理比较厂家自动控制设备成本（元）手动控制设备成本（元）每日电耗（元）每日药剂使用情况（元）北京中天恒远环保设备有限公司13000 4000 0.095 31.68山东艾克水处理有限公司3000 2000 1.27 76.8北京中科新远环境工程有限公司4500 1500 1.27 厂家未提供4.2 离子交换机组与水垢防控机组软水处理比较常规水处理装置，每处理 1t 水需
12、要 1 至 3 公斤的工业盐，同时需要排放 5%至 10%的废水；的赛儿水垢防控机组每处理 1t 水需要药剂 12g-40g（热力站系统为 40g，生活热水系统为 12g），无废水和盐排放，并将水处理到国家规定的饮用水标准。的赛儿机组占地小，长高厚=1.31.40.75，其最大机组宽为 1.34m。采用不间断补水方式，水箱可以减小，甚至取消。其运行成本低，耗电量为每小时 10 余 W。据厂家介绍，的赛儿机组运行费用比常规水处理机组节约 40%，初投资比常规水处理机组高 20%（或基本相同）左右。其具体比较如下表所示。表 4.2 离子交换法与水垢防控机组比较注：以上表中内容摘自的赛儿实业公司所提
13、供样本综上所述，水垢机组具有良好的可操作性大，经济性好，其自动化程度高，水垢控制率大，故障率低，基本不受环境因素的影响，运行成本较低。若经过详细调研后此方法具备可实施性，则对日后的项目具备一定的参考。 离子交换器 水垢防控机组工作条件 0.2Mpa进水压力0.6Mpa 无废水排放率 510% 无故障率 30% 1%占地面积 占地面积较大 占地面积较小设备投资出水量 6t/h 以下具有价格优势。出水量 6t/h 以上具有价格优势。自动化程度 80% 100%水垢控制率90%（受水压水量影响大） 97%（不受进水条件影响）运行费用比较水硬度在 8mmol/L 以下的水，水处理费 0.7 元/t，水硬度在 812mmol/L，水处理费 1.75 元/t 。对于水硬度 024mmol/L的水，水处理费 0.5 元/t
