软水机

2015-11-19

  

定义

软水机常用的软水技术有两种,一种是通过离子交换树脂去除水中的钙、镁离子,降低水质硬度;另外一种是纳米晶技术,即Template Asisted Crystallization(模块辅助结晶),利用纳米晶产生的高能量,把水中游离的钙、镁、碳酸氢根离子打包成纳米级的晶体,从而阻止游离离子生成水垢。

工作原理

离子交换法

家用软化水设备是应用离子交换技术,通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换,从而吸附水中多余的钙、镁离子,达到去除水垢(碳酸钙或碳酸镁)的目的。

使用软水,水杯、茶壶、浴缸、水斗不再滋生水垢,更容易清洗。家中的自来水管不再结水垢,热水器的使用寿命更加长,不会因为使用时间长,而热水的流量越来越小。使用软水可使洗涤剂及肥皂等洗涤用品的使用量减少,可使水管维修费用大大减少,可使衣服的寿命比在硬水中洗涤增加32%,而且洗涤后衣服不易泛黄,白衬衫更白,蓝衬衫更蓝,颜色更鲜艳。

物理打包法

利用纳米晶高能聚合球体,把水中钙、镁离子、碳酸氢根等打包产生不溶于水的纳米级晶体,从而抑制水垢的生产,纳米晶软水机不用电、不费水、不用盐、不用任何化学添加剂,在高效抑垢的同时保留对人体有益的矿物质和微量元素,是一种绿色环保的软水机,解决了现软化技术多方面的缺陷。

软化水

天然水

天然水可分为硬水和软水两种:凡含有较大量钙、镁离子(无机矿物质)的水称为硬水,反之则 称为软水.水的硬度若由含有碳酸钙或碳酸氢镁引起的,这种水则称为暂时性硬水;水的硬度若由含有钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的 这种水叫永久性硬水。

简单地说,水中碳酸钙的含量小于10毫克/升下的水就属于高标准的软水。在西方发达国家作为 90%的家庭用水(包括烹饪、洗涤、洗浴等)均使用软水。无污染的雨水、雪水、露水都是天然软水。

软水

软水与自来水相比较,有极明显的口感和手感,软水含氧量高,硬度低,可有效防止结石病,减轻心、肾负担,有益健康。软水沐浴、洗发、洗脸,光滑细嫩,对婴幼儿的皮肤尤具保护作用,更可以使美容、美发、护肤的投资获得事半功倍的效果。软水洗衣物洁净、蓬松、艳丽、无残留的洗涤和味感,衣物的寿命可延长15%以上。软水洗餐具、茶具晶莹剔透,脸盆、浴缸也不再有污渍,可节省很多的洗涤剂,且十分省力。

硬水

所谓硬水,就是含矿物质的水,主要是钙镁离子。钙离子和镁离子含量越多,水的硬度越大。当用硬水洗脸时,钙镁离子与香皂相互作用,形成不溶于水的钙镁皂,它像胶质的、有黏性的物质,粘附在脸上不易去掉。这样,原来皮肤上的污垢没有洗净,且又增添了新的污垢。这些污垢与钙镁皂形成的黏性物质堵塞在皮肤腺的开口处,不仅堵塞了皮肤的排泄通道,形成栓塞,刺激皮肤,还会影响皮肤的正常代谢,使皮肤过早地萎缩、老化。因此,在洗脸时我们要注意选择硬度小的软水。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、蒸馏水的硬度最小,故用后三种水洗脸较好。

水的软硬与口感有关系,硬水爽口,多数矿泉水硬度较高,使人感到清爽可口,软水显得淡而无味。但用硬水泡茶,冲咖啡,口感将受到影响。有些食品加工用水比较讲究,水硬将影响食品加工,易造成蛋白质沉淀、无机盐沉淀或较难煮熟,而饮料用水又用软水较好。锅炉用水一般应使硬水软化,否则会因水垢太多而发生意外事故。热水壶和淋浴器上的水碱,浴室中的瓷砖及卫生洁具上难以擦洗的污渍,玻璃器皿上的斑点等都是硬水造成的。硬水使家庭水管逐渐堵塞、浪费能源、缩短热水器使用寿命,洗衣需要更多的洗涤用品,损伤棉织品,造成浪费。

相关区别

饮水机:饮水机是一种水的加热装置净水机,你可以采用桶装水作为水源,也可以在上边加一个净化器(准确的说是净水桶),把自来水添加进去作为水源。优点:方便解决喝开水的问题。缺点:1.饮水机反复烧煮,既浪费电,又容易形成千滚水,影响健康;2.放水出来的时候,机内会进入空气,随之空气中的杂质也会进去,形成二次污染;3.就算是没有上边的2种情况(这是不可能的),也只能解决喝水的问题,而您的洗米、洗菜、煮饭、煲汤等厨房用水问题仍然无法解决,还得使用二次污染的自来水。净水机净水器。

净水机:净水机实际上主要使用两种技术,RO反渗透技术和超滤技术。RO反渗透技术所使用的RO膜的孔径是0.1nm,这个尺寸基本上只能通过水分子和溶解于水中的气体,所以出来的水非常纯净,现在各个水店 里所出售的桶装纯净水就是用这种方法生产。超滤技术的超滤膜的孔径是10nm~100nm,可以过滤掉水中的砂石、泥土、铁锈、病菌、有机胶体、藻类等大分子有机物,而对人体有用的钙镁离子等矿物质却可以通过,没有废水产生。这两种净水机的出水都可以直接饮用,既可以解决饮水问题,又可以解决厨房用水问题(如果选择大流量的超滤中央净水机,还可以解决洗澡、洗衣的净化用水),缺点是无法加热,要喝开水的话,需要使用专门的管线机。净水器 软水机:严格的说软水机是不具备净化功能的,它是用阳离子交换树脂对水进行软化处理,原理是树脂中的钠离子进入水里,水中的钙镁离子进入树脂中,这样达到减少水中的钙镁离子而对水进行软化处理。这种水处理设备主要的用途就是工业上防止锅炉结垢,而在家庭用主要是用于水质软化,对水垢有很好的效果,用来洗衣服不起皱,更柔和。

软水技术

工业软水

当前我们对家庭水处理的认识有一个错误消费观念和意识:只要“饮” 部分达标而其它方面用水差一点没关系。其实家庭生活饮用水除了饮用外还包括食用、沐浴、洗衣、冲厕等。实际上水中的各种物质有三分之一是通过沐浴等经皮肤吸收进入人体。好水可以提高水洗涤力,减少洗衣粉用量,减少水环境污染等,好水也可以减少冲厕恶臭从而改善室内环境。因此,除了“饮”部分,人的沐浴、洗漱、洗衣等用水也应该干净、卫生和没有污染。Brown等研究了皮肤对水中挥发性有机物的吸收,按成人饮水量2升/天、婴儿饮水1升/天、二者洗澡时间均为15分钟/天,饮用水常见挥发性有机物的皮肤吸收与口腔摄入的比例,成人与婴儿分别为63/37及40/60。Andelaman 报道了饮用水中三氯乙烯造成的户内呼吸摄入。以饮水量2升/人·天,沐浴耗水量40—95升/人·天计,淋浴时三氯乙烯的呼吸摄入量是饮水口腔摄入量的数倍。

所以,水中有害物质对人健康的危害不单纯从饮用产生的。据国外报道水中有害物质被人体吸收的比例大致为:1/3由口腔摄入;1/3在洗漱和沐浴中由皮肤吸收;1/3在沐浴时由随水蒸汽经呼吸道吸收。

工业上用到水的地方很多,根据用水水质的不同采用不同的处理方法达到应有的标准。而工业上通用的软化水方法是离子交换法。

离子交换水处理

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最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Ca2+、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

离子交换水过程

(1)离子交换水处理交换过程

碳酸盐硬度(暂硬)软化过程:

Ca(HCO3)2+ 2NaR——CaR2 + 2NaHCO3

Mg(HCO3)2 + 2NaR——MgR2 + 2NaHCO3

非碳酸盐硬度(永硬)软化过程:

CaSO4 + 2NaR——CaR2 + Na2SO4

CaCl2 + 2NaR——CaR2 + 2NaCl

MgSO4 + 2NaR——MgR2 + Na2SO4

MgCl2 + 2NaR——MgR2 + 2NaCl

也可以用综合上述反应式的离子式表示:

Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+

Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+

离子交换水处理再生过程

(2)离子交换水处理再生过程

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 + 2NaCl——2NaR + CaCl2

MgR2 + 2NaCl——2NaR + 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最低应保证45min以上。

其他技术

软水剂再生技术

软水常用的软水剂为树脂,在进行离子交换产生一定量的软水后,树脂吸附的硬度离子会达到饱和。这就需要进行树脂再生,通过再生材料(软水盐)置换树脂内的硬度离子,从而使软水剂可以继续使用。

常见的软水剂再生技术是“顺流再生技术”

工作时水流向下流过树脂。覆盖树脂的硬度带逐渐形成,向下延伸。再生时,盐水同样向下流过树脂。使用这种再生方式,盐水必须经过给水区,在再生初期浓度就被稀释了。同时,在底部的树脂可以没有被充分再生,在下一次工作阶段就会有硬水存在。顺流再生方式树脂的疲劳顺序是由上向下。顺流再生的盐水水流将硬度带由上向下推过可以仍有活力的下部树脂,因此耗水量很大。

而先进的再生技术为“逆流再生技术”

逆流再生技术:工作水流向下,流过树脂。而盐水流向相反——向上。这种再生方式盐水不会流过给水,不会被稀释,底部树脂也会得到浓度极高的盐水。下一次工作阶段,接受软化的水最后流经的是再生程度最高的树脂层,因此保证了产品水没有硬度残留。工作水流由上向下,决定着树脂疲劳顺序是由上而下。向上的盐水水流决定着盐水最先渡过的是疲劳较轻的树脂,随后硬度带被向上推过疲劳较重的树脂,随排水冲出,因此耗水量小。注水是再生的第一个阶段,盐效达到最高。

纳米晶TAC技术

纳米晶技术,即TemplateAsistedCrystallization(模块辅助结晶),利用纳米晶产生的高能量,把水中游离的钙、镁、碳酸氢根离子打包成纳米级的晶体,从而阻止游离离子生成水垢。

交换原理工作原理

软水机内装有一个由人造食品级的树脂材料制成的滤料。树脂看上去有点像粗糙的沙子,但树脂粒更为圆润光滑。树脂能够通过离子交换取出水中较硬的矿物质。软水机在工作状态中,将源水中的绝大部分钙镁离子置换出去,源水在一定压力流量下,流经装有离子交换树脂的容器(软水机)树脂中所含的可交换Na+与水中的阳离子(Ca2+、Mg2+、Fe2+等)进行离子交换,使容器出水中Ca2+、Mg2+离子含量大大降低,流出的水就是硬度极低的软化水,当离子树脂吸附一定量的钙镁离子后饱和就必须进行再生——用饱和的浓盐水浸泡树脂层,把树脂所吸附的钙镁离子再生置换出来,恢复树脂的交换能力,并将废液污水排出。在进行再生之前用水自上而下的进行反洗,反洗的目的有两个,一是通过反洗使运行中压紧的树脂松动,有利于树脂颗粒与反洗液充分接触;二是运行时在树脂表层积累的悬浮物也随着反洗水液排出,这样交换器水流阻力不会越来越大,最先进的自动控制系统使软化、反洗、吸盐、慢洗、快洗、盐箱注水等全过程实现自动化。

以下关于逆渗透的描述和 本文主题无关,建议去掉(直到下个主题-特别注意).

逆渗透原理

逆渗透为现有科技中最有效的水处理方式之一,它能有效地处理水中盐类(如钙、镁等硬度杂质)、重金属、化学残留物质达百分之九十五以上。RO逆渗透水处理科技在今日已是到处可见,如海水淡化系统、电子超纯水精炼系统、生化制药、洗肾、化妆品生产制造、饮料、包装水乃至于一般家庭过滤使用。

何谓渗透、渗透压及逆渗透

对透过的物质具有选择性的薄膜称为半透膜。一般将只能透过溶剂而不能透过溶质的薄膜视为理想的半透膜。

当把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,此种压力差即为渗透压。渗透压的大小决定于浓液的种类,浓度和温度与半透膜的性质无关。

若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为逆渗透。

逆渗透是一种在压力驱动下,借助半透膜的选择截留作用,将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法。目前被广泛的应用于各种液体的分离与浓缩。水处理工艺中,将水中无机离子、细菌、病毒、有机物及胶质等杂质去除,以获得高质量的水。

半透膜

渗透现象:溶剂由低浓度溶液透过半透膜

流向高浓度溶液

目前逆渗透膜主要由二大类材料构成,一种是醋酸纤维 (CA),一种是聚醯胺类 (T.F.C.)。

逆渗透技术是一种先进的水处理技术,各国为了制造符合有关饮用水标准的饮水,越来越广泛的应用逆渗透技术。

世界卫生组织(WHO) 制定有饮用水水质标准,各国的饮用水标准也有不同,其制定和实施往往也是由国家不同部门负责。以美国为例,一般是由美国环保署(E. P. A)负责此工作。而大家熟知的美国食品及药品署 (F.D.A.), 只负责食品及药品方面,有关标准制定和实施,并不负责饮水方面的工作。

尽管美国环保署(E.P.A)负责饮用水方面的工作,但到目前为止,并没有一个正式可用于评价逆渗透膜的安全可靠标准。美国国家卫生基金会(N.S.F)为美国一个非营利性团体,于一九九六年制定了一个标准来评估饮用水逆渗透系统。据美国水质协会(W.Q.A) 建议的饮用水处理技术,逆渗透方法可用于去除水中的浊度、色度、硬度、镭、铀等放射元素,三卤甲烷、石棉等致癌物质及各种无机离子,特别是对人体有害的锑、砷、钡、镉、铬、铜、铅、汞、镍、硒、铝、锰、锌、等金属离子及氰化物、亚硝酸根等化学物质。

特别注意

特别注意:工业上处理的软化水人们不可饮用,因为成本问题,一般工业软化水处理是用钠离子置换出钙、镁离子,人们如果长期饮用含高钠盐的水,容易得心脑血管疾病。例如:高血压、冠心病、脑血栓等。

原理

纳米晶技术,TemplateAsistedCrystallization(模块辅助结晶),采用纳米晶产生的高能量,把水中游离的钙、镁、碳酸氢根离子打包成纳米级的晶体,从而阻止游离离子生成水垢。

在纳米晶聚合球体表面有原子大小的晶核点,把溶解于水的生垢物质转变成微小的纳米晶体(如右图):

一但晶体在纳米晶聚合球体表面长到一定的尺寸,它们就是自动脱落到水中,而这种晶体就不会再产生水垢。(如右图)

家用机软水好处

软水与自来水相比,有极明显的口感和手感,软水含氧量高,硬度低,可有效防止结石病,减轻心、肾负担,有益健康。软水沐浴、洗发、洗脸,光滑细嫩,对婴幼儿的皮肤尤具保护作用,更可以使美容、美发、护肤的投资获得事半功倍的效果。软水洗衣物洁净、蓬松、艳丽、无残留的洗涤和味感,衣物的寿命可延长15%以上。软水洗餐具、茶具晶莹剔透,脸盆、浴缸也不在有污渍,可节省很多的洗涤剂,且十分省力。

软化原理

树脂分离软水技术是通过水的钠离子交换软化法,就是原水通过钠离子交换剂时,水中的Ca2+、mg2+被交换剂中的Na+所代替,使易的钙镁化合物转变为不形成水垢的易溶性钠化合物而使水得到软化。

全自动钠离子交换器主要是由多路控制阀、控制器、树脂罐(内有布水器)、盐箱组成,多路控制阀在同一阀体内多个通路的阀门,控制器根据设定的程序向多路阀发生指令,多路阀自动完成多个阀门的开关。从而实现运行,反洗、再生、置换、正洗的程序,无需设置盐液液泵。设备简单,可广泛应用于工业和民用软化用的制备,如蒸汽锅炉给水、供热空调、水池等用水系统。

纳米晶技术,即TemplateAsistedCrystallization(模块辅助结晶),利用纳米晶产生的高能量,把水中游离的钙、镁、碳酸氢根离子打包成纳米级的晶体,从而阻止游离离子生成水垢。

技术参数

原水压力:0.1~0.35MPa 电源:220V/50Hz

原水硬度:≤6mmol/L 耗电:5~15W

出水硬度:0.03mmol/L 盐耗:<100克/克当量

水耗:<产水量的2% 原水温度:5℃~38℃

流量:2000-3000 L/H

筒体材质:SUS304不锈钢或玻璃钢

软水机特点:

1、自动运行:采用液晶显示多路控制阀,实现全自动控制运行,质量可靠,产水稳定。

2、高效低能:设备的水、电、盐耗量约为同类产品的30~60%,高效低耗,节省运行费用。

3、优质材料:控制阀体材质为无铅黄铜,耐腐、抗污染;交换罐材质有玻璃钢、不锈钢等;盐桶材质有PE塑料,可满足各类需求。

4、经济实用:设备结构紧凑、占地面积极小,安装位置灵活。

5、安装简单:安装时按图连接管道,无须固定,简单易行;设备自动运行,无需人工操作。

6、形式多样:控制阀控制型式多样,如:单阀单罐、单阀双罐、双阀双罐,可以采用时间型控制或流量型控制方式。



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