水處理設(shè)備軟水機(jī)技術(shù)說(shuō)明及軟化原理

　哈爾濱水處理軟水機(jī)主要解決硬水所帶來(lái)的水垢問(wèn)題，因此在水質(zhì)較硬的美國(guó)，家用軟水機(jī)已相當(dāng)普及。家用軟水機(jī)進(jìn)入中國(guó)，以水質(zhì)較硬的華北、西北地區(qū)為主要市場(chǎng)，正處于萌芽期。目前產(chǎn)品終端銷售主要集中在北京、上海地區(qū)。

 為什么要軟化水
　　天然水可分為硬水和軟水兩種：凡含有較大量鈣、鎂離子（無(wú)機(jī)礦物質(zhì)）的水稱為硬水,反之則 稱為軟水.水的硬度若由含有碳酸鈉或碳酸氫鎂引起的，這種水則稱為暫時(shí)性硬水；水的硬度若由含有鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物引起的 這種水叫永久性硬水。
　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，水中碳酸鈣的含量小于10毫克/升下的水就屬于高標(biāo)準(zhǔn)的軟水。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家作為 90%的家庭用水（包括烹飪、洗滌、洗浴等）均使用軟水。無(wú)污染的雨水、雪水、露水都是天然軟水。
　　1.什么是硬水？
　 　所謂硬水，就是含礦物質(zhì)的水，主要是鈣鎂離子。鈣離子和鎂離子含量越多，水的硬度越大。當(dāng)用硬水洗臉時(shí)，鈣鎂離子與香皂相互作用，形成不溶于水的鈣鎂 皂，它像膠質(zhì)的、有黏性的物質(zhì)，粘附在臉上不易去掉。這樣，原來(lái)皮膚上的污垢沒有洗凈，且又增添了新的污垢。這些污垢與鈣鎂皂形成的黏性物質(zhì)堵塞在皮膚腺 的開口處，不僅堵塞了皮膚的排泄通道，形成栓塞，刺激皮膚，還會(huì)影響皮膚的正常代謝，使皮膚過(guò)早地萎縮、老化。因此，在洗臉時(shí)我們要注意選擇硬度小的軟 水。在自然界中，井水、泉水的硬度最大，湖水、河水硬度中等，雨水、雪水、蒸餾水的硬度最小，故用后三種水洗臉較好。
　　水的軟硬與口感有關(guān)系， 硬水爽口，多數(shù)礦泉水硬度較高，使人感到清爽可口，軟水顯得淡而無(wú)味。但用硬水泡茶，沖咖啡，口感將受到影響。有些食品加工用水比較講究，水硬將影響食品 加工，易造成蛋白質(zhì)沉淀、無(wú)機(jī)鹽沉淀或較難煮熟，而飲料用水又用軟水較好。鍋爐用水一般應(yīng)使硬水軟化，否則會(huì)因水垢太多而發(fā)生意外事故。熱水壺和淋浴器上 的水堿，浴室中的瓷磚及衛(wèi)生潔具上難以擦洗的污漬，玻璃器皿上的斑點(diǎn)等都是硬水造成的。硬水使家庭水管逐漸堵塞、浪費(fèi)能源、縮短熱水器使用壽命，洗衣需要 更多的洗滌用品，損傷棉織品，造成浪費(fèi)。
　　3.有機(jī)污染物對(duì)人體帶來(lái)的危害極大
　　當(dāng)前我國(guó)水源有機(jī)物污染非常嚴(yán)重，有機(jī)物種類越來(lái)越 多，據(jù)統(tǒng)計(jì)，常見的就有約7萬(wàn)多種。水中有機(jī)物的存在對(duì)膠體有保護(hù)作用，使其穩(wěn)定性提高，不但給水處理增加了一定的難度，同時(shí)有毒的小分子有機(jī)物難以降 解，并在生物體內(nèi)蓄積，并有強(qiáng)烈的三致作用（致癌、致畸、致突變）或慢性毒性，有機(jī)物對(duì)人體的危害往往是滯后的，從發(fā)現(xiàn)到得病需要一個(gè)漫長(zhǎng)的時(shí)間，甚至 20—30年。另外有機(jī)物和氯消毒劑結(jié)合后產(chǎn)生鹵代化合物，有許多已經(jīng)確認(rèn)是癌癥的誘發(fā)物。其中主要是揮發(fā)性三鹵甲烷和非揮發(fā)性的鹵乙酸，后者致癌的危險(xiǎn) 是前者的50—100倍。

 軟水技術(shù)
　　工業(yè)上是怎么軟化水的？
　　當(dāng)前我們對(duì)家庭水處理的認(rèn)識(shí)有一個(gè)錯(cuò)誤消費(fèi)觀念和意 識(shí)：只要“飲” 部分達(dá)標(biāo)而其它方面用水差一點(diǎn)沒關(guān)系。其實(shí)家庭生活飲用水除了飲用外還包括食用、沐浴、洗衣、沖廁等。實(shí)際上水中的各種物質(zhì)有三分之一是通過(guò)沐浴等經(jīng)皮膚 吸收進(jìn)入人體。好水可以提高水洗滌力，減少洗衣粉用量，減少水環(huán)境污染等，好水也可以減少?zèng)_廁惡臭從而改善室內(nèi)環(huán)境。因此，除了“飲”部分，人的沐浴、洗 漱、洗衣等用水也應(yīng)該干凈、衛(wèi)生和沒有污染。Brown等研究了皮膚對(duì)水中揮發(fā)性有機(jī)物的吸收，按成人飲水量2升/天、嬰兒飲水1升/天、二者洗澡時(shí)間均 為15分鐘/天，飲用水常見揮發(fā)性有機(jī)物的皮膚吸收與口腔攝入的比例，成人與嬰兒分別為63/37及40/60。Andelaman 報(bào)道了飲用水中三氯乙烯造成的戶內(nèi)呼吸攝入。以飲水量2升/人·天，沐浴耗水量40—95升/人·天計(jì)，淋浴時(shí)三氯乙烯的呼吸攝入量是飲水口腔攝入量的數(shù) 倍。
　　所以，水中有害物質(zhì)對(duì)人健康的危害不單純從飲用產(chǎn)生的。據(jù)國(guó)外報(bào)道水中有害物質(zhì)被人體吸收的比例大致為：1/3由口腔攝入；1/3在洗漱和沐浴中由皮膚吸收；1/3在沐浴時(shí)由隨水蒸汽經(jīng)呼吸道吸收。
　　工業(yè)上用到水的地方很多，根據(jù)用水水質(zhì)的不同采用不同的處理方法達(dá)到應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)。而工業(yè)上通用的軟化水方法是離子交換法。
　 　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(chǎn)生符合等物質(zhì)的量規(guī)則的可逆性交換，導(dǎo)致水質(zhì)改善而交換劑的結(jié)構(gòu)并不發(fā)生實(shí)質(zhì)性 （化學(xué)的）變化的水處理方式。在這種水處理方式中，只有陽(yáng)離子參與交換反應(yīng)的，稱陽(yáng)離子交換水處理；只有陰離子參與交換反應(yīng)的，稱陰離子交換水處理；既有 陽(yáng)離子又有陰離子參與交換反應(yīng)的，稱陽(yáng)、陰離子交換水處理。由于原水的水質(zhì)千差萬(wàn)別，而對(duì)出水水質(zhì)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(yīng)的離子是鈉離子Na+時(shí)，此方法稱為鈉（Na）型離子交換法，此交 換劑稱為鈉（Na）型陽(yáng)離子交換劑，相類似的，有氫（H）型離子交換法及氫（H）型陽(yáng)離子交換劑等。
　　鈉型離子交換法是工業(yè)鍋爐給水最通用的一種水處理方法。當(dāng)原水經(jīng)過(guò)鈉型離子交換劑時(shí)，水中的Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子與交換劑中的Na+進(jìn)行交換，降低了水的硬度，使水質(zhì)得到軟化，故這種方法又稱為鈉離子交換軟化法。
　?。?）交換過(guò)程
　　碳酸鹽硬度（暫硬）軟化過(guò)程：
　　Ca(HCO3)2 + 2NaR——CaR2 + 2NaHCO3
　　Mg(HCO3)2 + 2NaR——MgR2 + 2NaHCO3
　　非碳酸鹽硬度（永硬）軟化過(guò)程：
　　CaSO4 + 2NaR——CaR2 + Na2SO4
　　CaCl2 + 2NaR——CaR2 + 2NaCl
　　MgSO4 + 2NaR——MgR2 + Na2SO4
　　MgCl2 + 2NaR——MgR2 + 2NaCl
　　也可以用綜合上述反應(yīng)式的離子式表示：
　　Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+
　　Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+
　　（2）再生過(guò)程
　 　在鈉離子交換過(guò)程中，當(dāng)軟水出現(xiàn)了硬度，且殘留硬度超過(guò)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時(shí)，則認(rèn)為鈉離子交換劑已經(jīng)失效。為了恢復(fù)其交換能力，就需要對(duì)交換劑進(jìn)行再生（或 還原）。再生過(guò)程是使含有大量鈉離子的氯化鈉（NaCl）溶液通過(guò)失效的交換劑層恢復(fù)其交換能力的過(guò)程。此時(shí)，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(guò)程可用如下反應(yīng)式表示：
　　CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2
　　MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2
　 　生產(chǎn)中多采用食鹽（NaCl）溶液作為再生劑。因?yàn)槭雏}比較容易得到，而且再生過(guò)程中所形成的產(chǎn)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(yè)用鹽，其中雜質(zhì)含量不宜過(guò)多，食鹽溶液需澄清過(guò)濾后使用。通常認(rèn)為，10%食鹽溶液的硬度不應(yīng)超過(guò) 40mmol/L，懸浮物不應(yīng)大于2%。離子交換劑再生時(shí)，一般要用經(jīng)過(guò)澄清的8～10%的鹽溶液?？偟脑偕佑|時(shí)間隨離子交換樹脂交聯(lián)度的不同而變化， 對(duì)于一般交聯(lián)度7%左右的強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹脂，再生劑和樹脂總的接觸時(shí)間最低應(yīng)保證45min以上。

 軟水機(jī)工作原理
　 　軟水機(jī)內(nèi)裝有一個(gè)由人造食品級(jí)的樹脂材料制成的濾料。樹脂看上去有點(diǎn)像粗糙的沙子，但樹脂粒更為圓潤(rùn)光滑。樹脂能夠通過(guò)離子交換取出水中較硬的礦物質(zhì)。 軟水機(jī)在工作狀態(tài)中,將源水中的絕大部分鈣鎂離子置換出去，源水在一定壓力流量下，流經(jīng)裝有離子交換樹脂的容器（軟水機(jī)）樹脂中所含的可交換Na+與水中 的陽(yáng)離子（Ca2+、Mg2+、Fe2+等）進(jìn)行離子交換，使容器出水中Ca2+、Mg2+離子含量大大降低，流出的水就是硬度極低的軟化水，當(dāng)離子樹脂 吸附一定量的鈣鎂離子后飽和就必須進(jìn)行再生——用飽和的濃鹽水浸泡樹脂層，把樹脂所吸附的鈣鎂離子再生置換出來(lái)，恢復(fù)樹脂的交換能力，并將廢液污水排出。 在進(jìn)行再生之前用水自上而下的進(jìn)行反洗，反洗的目的有兩個(gè)，一是通過(guò)反洗使運(yùn)行中壓緊的樹脂松動(dòng)，有利于樹脂顆粒與反洗液充分接觸；二是運(yùn)行時(shí)在樹脂表層 積累的懸浮物也隨著反洗水液排出，這樣交換器水流阻力不會(huì)越來(lái)越大，最先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)使軟化、反洗、吸鹽、慢洗、快洗、鹽箱注水等全過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

哈爾濱水處理 逆滲透原理介紹
　 　逆滲透為現(xiàn)有科技中最有效的水處理方式之一，它能有效地處理水中鹽類(如鈣、鎂等硬度雜質(zhì))、重金屬、化學(xué)殘留物質(zhì)達(dá)百分之九十五以上。RO逆滲透水處 理科技在今日已是到處可見，如海水淡化系統(tǒng)、電子超純水精煉系統(tǒng)、生化制藥、洗腎、化妝品生產(chǎn)制造、飲料、包裝水乃至于一般家庭過(guò)濾使用。
　　何謂滲透、滲透壓及逆滲透
　　對(duì)透過(guò)的物質(zhì)具有選擇性的薄膜稱為半透膜。一般將只能透過(guò)溶劑而不能透過(guò)溶質(zhì)的薄膜視為理想的半透膜。
　 　當(dāng)把相同體積的稀溶液(如淡水)和濃液(如海水或鹽水)分別置于一容器的兩側(cè)，中間用半透膜阻隔，稀溶液中的溶劑將自然的穿過(guò)半透膜，向濃溶液側(cè)流動(dòng)， 濃溶液側(cè)的液面會(huì)比稀溶液的液面高出一定高度，形成一個(gè)壓力差，達(dá)到滲透平衡狀態(tài)，此種壓力差即為滲透壓。滲透壓的大小決定于濃液的種類，濃度和溫度與半 透膜的性質(zhì)無(wú)關(guān)。
　　若在濃溶液側(cè)施加一個(gè)大于滲透壓的壓力時(shí)，濃溶液中的溶劑會(huì)向稀溶液流動(dòng)，此種溶劑的流動(dòng)方向與原來(lái)滲透的方向相反，這一過(guò)程稱為逆滲透。
　　逆滲透是一種在壓力驅(qū)動(dòng)下，借助半透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分開的分離方法。目前被廣泛的應(yīng)用于各種液體的分離與濃縮。水處理工藝中，將水中無(wú)機(jī)離子、細(xì)菌、病毒、有機(jī)物及膠質(zhì)等雜質(zhì)去除，以獲得高質(zhì)量的水。
　　半透膜
　　滲透現(xiàn)象:溶劑由低濃度溶液透過(guò)半透膜
　　流向高濃度溶液
　　目前逆滲透膜主要由二大類材料構(gòu)成，一種是醋酸纖維 (CA)，一種是聚醯胺類 (T.F.C.)。
　　逆滲透技術(shù)是一種先進(jìn)的水處理技術(shù)，各國(guó)為了制造符合有關(guān)飲用水標(biāo)準(zhǔn)的飲水，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用逆滲透技術(shù)。
　 　世界衛(wèi)生組織 (WHO) 制定有飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，各國(guó)的飲用水標(biāo)準(zhǔn)也有不同，其制定和實(shí)施往往也是由國(guó)家不同部門負(fù)責(zé)。以美國(guó)為例，一般是由美國(guó)環(huán)保署(E. P. A)負(fù)責(zé)此工作。而大家熟知的美國(guó)食品及藥品署 (F.D.A.)， 只負(fù)責(zé)食品及藥品方面，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定和實(shí)施，并不負(fù)責(zé)飲水方面的工作。
　　 盡管美國(guó)環(huán)保署(E.P.A)負(fù)責(zé)飲用水方面的工作，但到目前為止，并沒有一個(gè)正式可用于評(píng)價(jià)逆滲透膜的安全可靠標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生基金會(huì)(N.S.F) 為美國(guó)一個(gè)非營(yíng)利性團(tuán)體，于一九九六年制定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)估飲用水逆滲透系統(tǒng)。據(jù)美國(guó)水質(zhì)協(xié)會(huì)(W.Q.A) 建議的飲用水處理技術(shù)，逆滲透方法可用于去除水中的濁度、色度、硬度、鐳、鈾等放射元素，三鹵甲烷、石棉等致癌物質(zhì)及各種無(wú)機(jī)離子，特別是對(duì)人體有害的 銻、砷、鋇、鎘、鉻、銅、鉛、汞、鎳、硒、鋁、錳、鋅、等金屬離子及氰化物、亞硝酸根等化學(xué)物質(zhì)。