一种软化水处理设备的制作方法

本实用新型属于水处理技术领域，特别涉及一种软化水处理设备。

背景技术：

在常规的生产过程中，未经过处理的自来水或者地下水硬度比较高，直接用于工业生产中可能会造成锅炉内壁结水垢。使用较长时间后，锅炉内壁水垢堆积，导致传热性能较差。通常需要进行专业除垢清理掉锅炉内壁的水垢，但是如果除垢不彻底，锅炉内壁受热不均可能会引起事故。通常在工业用水之前需要做水质软化处理，即预先除去水中的钙、镁等离子，以防其在后期加热过程中产生水垢。因此有必要研制一种自动化程度高、运行效率高的软化水处理设备。

技术实现要素：

本实用新型的目的提供一种全自动化、使用方便、运行效率高的软化水处理设备。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种软化水处理设备，其特征在于：包括原水提升系统、原水过滤系统、软化水系统和控制器，所述原水提升系统、原水过滤系统和软化水系统依次管道相连，所述控制器与所述原水提升系统、原水过滤系统和软化水系统电连接；

所述原水提升系统连接自来水管，为设备提供的稳定的流量和压力；

所述原水过滤系统包括机械过滤器，拦截水中悬浮颗粒；

所述软化水系统包括钠离子软化器和盐液再生系统，所述钠离子软化器内装一定量的离子交换树脂对原水中的硬度成分进行截留，所述盐液再生系统对所述离子交换树脂进行再生。

更进一步地，所述钠离子软化器包括罐体，所述罐体上设有过滤水进水口、软化水出水口、反洗进水口和反洗出水口，各进出水口设有隔膜阀并与所述控制器电连接，所述软化水出水口设有转子流量计对软化水出水量进行监控并与所述控制器电连接。

更进一步地，所述盐液再生系统包括盐溶解箱、盐液过滤器、盐液计量箱、盐液喷射器和软化水箱，所述盐溶解箱、盐液过滤器和盐液计量箱依次管道相连，所述软化水箱和盐液计量箱均连接所述盐液喷射器，所述盐液喷射器连接钠离子软化器。

更进一步地，所述机械过滤器包括罐体，所述罐体上设有原水进水口、过滤水出水口、清洗水进水口、反洗排污口和气源进口；所述罐体内从上到下设置有布水器、滤层、集水装置和布气装置，所述滤层内设有滤料，所述布水器的位置高于所述滤层最大反洗膨胀高度以防止所述滤料在反洗时跑料，所述集水装置为多孔板滤帽式，承托所述滤料及保证反洗时布水、布气均匀，所述布气装置连接压缩空气管；各进出水口和气源进口设有控制阀并与所述控制器电连接控制各进出口的启闭。

更进一步地，所述机械过滤器设置有多个，并联设置于所述原水提升系统和软化水系统之间。

更进一步地，所述钠离子软化器设置有多个，并联设置于所述机械过滤器和盐液再生系统之间。

更进一步地，所述原水提升系统包括原水提升泵、管道过滤器和原水提升管道系统，所述管道过滤器采用网格来拦截原水中较大的机械杂质。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型设备整体性强、过滤、交换、再生过程科学地组合在一起，只需接通进、出水管和电源即可运行，使用方便。

2、本实用新型设备的控制器采用多阀流量控制器，配以分配器、隔膜阀以及各种控制仪表来实现全自动控制，从而最大限度的保证各过程的完整性和高效率，达到稳定连续的出水和保证出水水质的目的。

3、本实用新型设备的原水提升系统、原水过滤系统和软化水系统采用多个并联的方式接入水处理管路中，可以同时运行或单独一个运行，当需要再生或清洗或故障维修时，不影响整体设备运行的连续性，运行效率高。

附图说明

图1是本实用新型软化水处理设备结构示意图；

其中：1-原水提升泵，2-机械过滤器，3-钠离子软化器，4-盐溶解箱，5-盐液过滤器，6-盐液计量箱，7-盐液喷射器，8-软化水箱，9-转子流量计，10-隔膜阀，11-水泵，12-电磁阀。

具体实施方式

为了更好地说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本实用新型做进一步描述。本实用新型可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本实用新型的构思充分传达给本领域技术人员，本实用新型将仅由权利要求来限定。

如图1所示，一种软化水处理设备，包括原水提升系统、原水过滤系统、软化水系统和控制器，原水提升系统、原水过滤系统和软化水系统依次管道相连，控制器与原水提升系统、原水过滤系统和软化水系统电连接。

控制器采用多阀流量控制器，配以分配器实现对各个系统的全自动控制。

原水提升系统连接自来水管，为设备提供的稳定的流量和压力。原水提升系统包括原水提升泵1、管道过滤器和原水提升管道系统，管道过滤器采用网格来拦截原水中较大的机械杂质，防止后续处理设备及管道的堵塞。

原水提升系统并联设置有多组，当其中一组出现故障或需要清洗网格以及清理杂质时，其它组仍可正常运行，不影响整个设备运行的连续性。

原水过滤系统包括机械过滤器2，拦截水中悬浮颗粒。机械过滤器2包括罐体，罐体上设有原水进水口、过滤水出水口、清洗水进水口、反洗排污口和气源进口。罐体内从上到下设置有布水器、滤层、集水装置和布气装置。滤层内设有滤料，布水器为喇叭口式，为防止颗粒偏小或因磨损变细的滤料在反洗时跑料，喇叭口布置位置高于滤层最大反洗膨胀高度，防止颗粒偏小或因磨损变细的滤料在反洗时跑料。集水装置为多孔板滤帽式，起到承托滤料，防止滤料流失及保证反洗时布水、布气均匀的作用。布气装置连接压缩空气管。各进出水口和气源进口设有控制阀并与控制器电连接控制各进出口的启闭。

滤料优选为无烟煤和石英砂滤料，上层填装无烟煤，下层填装石英砂，利用滤料比重大、堆积孔隙小、拦截力强的特性对水中悬浮物进行拦截，充分发挥整个滤层表面积的吸附能力，最大限度利用滤层截污，起到良好的去除悬浮物的作用。

原水经上部的布水器，透过滤层，经集水装置从过滤器底部的过滤水出水口排出。滤层在截污量大或出水水质恶化时需进行反洗。布气装置连接压缩空气管，清洗气源、水源由过滤器下部进入，利用压缩空气顶散密实的滤层，使滤料在过滤器内相互搓洗，再利用清洗水将污物带出过滤器外，最终实现过滤功能。

机械过滤器2的工作流程：

a过滤

需过滤原水自机械过滤器2上部进入布水器，经过滤层，水中悬浮物被拦截、吸附，滤后水经集水装置从设备底部的过滤水出水口排出。

b反洗

反洗由排水、气洗、气水混洗、水洗等工序组成。此流程的进入可按a、过滤周期时间设定，b、过滤压差设定两种方式进入。

1.排水：打开排水阀，放出滤罐内的水，同时自动排气阀吸入空气，为气冲做好准备。

2.气洗：开启气源进口阀，同时启动空压机，使滤料在滤灌内相互搓动，使附于滤料上的污物与滤料脱离。

3.气水混洗：开启反洗水泵，把搓洗下的污物用水顶至滤层上部。

4.水冲洗：用清水把搓洗下的污物从反洗排污口排出过滤器外，滤料得到再生，恢复原有过滤功能。

5.静止：滤料在反洗后利用滤料的比重不同，自行分层恢复原有特性。

在设备的原水过滤系统中机械过滤器2设置有多个，并联设置于原水提升系统和软化水系统之间。多个机械过滤器2并联运行同时出水，或单独一个运行。当任一个机械过滤器2的滤层因截污量大或出水水质恶化时需进行反洗时就自动退出运行，启动反洗程序，整个设备采用控制器全自动控制。

软化水系统包括钠离子软化器3和盐液再生系统，钠离子软化器3内装一定量的离子交换树脂对原水中的硬度成分进行截留，盐液再生系统对离子交换树脂进行再生。钠离子软化器3包括罐体，罐体上设有过滤水进水口、软化水出水口、反洗进水口和反洗出水口，各进出水口设有隔膜阀10并与控制器电连接，软化水出水口设有转子流量计9对软化水出水量进行监控，并将信号传送至多阀流量控制器，当出水量累计达到预设值时，多阀流量控制器发出控制信号，启动该罐的分配器，分配器再根据预设值直接指挥各隔膜阀10的启闭，实现再生。

当含硬度的原水流过离子交换树脂时，发生如下离子交换反应：

na2-r(树脂)+ca²⁺---ca-r+2na⁺

na2-r(树脂)+mg²⁺---mg-r+2na⁺

原水中的硬度成分(主要为钙镁离子的碳酸盐和硫酸盐)经离子交换反应基本上可全部被截留，从而使出水硬度达到要求。经一定时间的交换反应，当树脂交换容量接近饱和时，即在隔膜阀10的操作下，进行反冲洗，并随后用盐水对树脂进行再生。

盐液再生系统包括盐溶解箱4、盐液过滤器5、盐液计量箱6、盐液喷射器7和软化水箱8，盐溶解箱4、盐液过滤器5和盐液计量箱6依次管道相连，软化水箱8和盐液计量箱6均连接盐液喷射器7，盐液喷射器7上设有电磁阀12并连接钠离子软化器3。

盐液计量箱6设有磁性浮子液位计，控制水泵11的启停，盐液处于低液位时延时启泵补充盐液。液位高时停泵。并且盐液计量箱6设有电动阀，其受控于多阀流量控制器，在吸盐阶段它与隔膜阀10同时打开，在置换过程中自动关闭。

为降低操作人员的劳动强度，本设备采用集中湿法储盐工艺，盐溶解箱4一次可储备大约十天的用盐量，确保不影响整个系统的运行，盐溶解箱4内的饱和盐溶液，经水泵11输送到盐液过滤器5过滤后，进入盐液计量箱6。盐液计量箱6处于常满状态，随时可供再生。再生时盐液计量箱6中的饱和食盐水以及软化水箱8中的软化水经水泵11输送进入盐液喷射器7，混合到预定浓度后(5％)进入钠离子软化器3进行逆流再生。盐液过滤器5使用到一定时间后，压降会明显升高，此时可用自来水对其进行半自动反洗。当盐溶解箱4和盐液计量箱6的液位变化时，控制器可控制盐溶解箱4自动补水及水泵11的自动启停，来保证盐溶解箱4和盐液计量箱6液位的恒定。从而彻底解决了传统的手动加盐操作、工作劳动强度大，管理麻烦、盐管路堵塞、树脂污染等问题。

以上的离子交换过程，盐再生过程，反冲洗过程均由各类控制阀控制自动完成，从而最大限度的保证各过程的完整性和高效率，达到稳定连续的出水和保证出水水质的目的。

钠离子软化器3的工作状态依次为：运行→再生(反洗、吸盐、置换、正洗)→运行。

a.反洗

在进行再生之前先用水自下而上的进行反洗，反洗的目的有两个，一是通过反洗，使运行中压紧的树脂层松动，有利于树脂颗粒与再生液充分接触，二是清除运行时在树脂表层积累的悬浮物及树脂表面的悬浮物同时一些碎树脂颗粒也可随着反洗水排出，这样，交换器的水流阻力不会越来越大，为了保证反洗时完整树脂不被冲走，在设计钠离子软化器3时，应在树脂层上留有一定的反洗空间，反洗强度越大要求的反洗空间就越大，通常设计选用50％的树脂层高度作为反洗膨胀高度。

b.再生

再生时，再生液通过盐液喷射器7将浓盐液和软水混合到预定浓度(5％)后送入钠离子软化器3。再生剂浓度可通过阀门调节。每台钠离子软化器3的软化水出口设取样阀，供检验员随时取样化验。

再生剂纯度越高，树脂的再生度越高，出水的离子泄露量越少，因此提高再生剂纯度及运用软化水溶盐可提高再生度。

通常再生液流量越小获得的再生效果越好。但过低的再生液流量会使再生时间过长，易使再生剂绕过树脂表面再生。因此一般要求再生液流量在0.25-0.9gpm/ft3(或顺洗流量4-6m/h，逆流再生2-3m/h)。

根据离子平衡原理，再生液浓度提高，可以使树脂的交换能力提高，但再生剂用量一定的条件下，再生液浓度过高，会缩短再生液与树脂的接触时间，从而降低了再生效果.一般盐液浓度控制在10％左右为宜。

树脂的交换在再生理论上是按等当量进行即1mol的再生剂可恢复一个1mol的交换容量，但实际上再生剂的耗量要比理论值大得多。实验证明再生剂用量越多，获得的树脂工作交换容量越大，出水质量越好。但随着再生剂用量的不断增加，工作交换容量的提高会越来越少，经济性会不断下降。因此再生耗盐，应根据不同的原水水质，再保证一定的交换能力及水质条件下，尽可能选用比较经济合理的耗盐量。在美国通用低压锅炉的软水器，采用240g/l盐再生1升树脂。

c.置换

在再生液进完后，钠离子软化器3膨胀空间及树脂层中还有尚未参与再生交换的盐液，为了充分利用这部分盐液，采用小于或相当与再生液流速的清水进行清洗，目的是不使清水与再生液混合。一般清洗水量为树脂体积的0.5-1倍。

d.正洗

目的是清除脂层中残留的再生废液，通常以正常运行流速清洗至出水合格为止。

在设备的软化水系统中钠离子软化器3设置有多个，并联设置于机械过滤器2和盐液再生系统之间。多个钠离子软化器3并联运行同时出水，或单独一个运行。当任一个钠离子软化器3交换饱和时就自动退出运行，启动再生程序。整个设备采用控制器全自动控制，以流量控制运行终点，实现逆流再生工艺。

本申请采用全自动控制方式。现场设集中控制器，采用多阀流量控制器，配以分配器、隔膜阀以及各种控制仪表来实现全自动控制。每台软水罐配有一台流量计探头，自动检测流量，并将信号传送至多阀流量控制器，当单台设备出水量累计达到预设值时，多阀流量器发出控制信号，启动该罐的分配器，分配器再根据预设值直接指挥各隔膜阀的启闭，实现再生。另外系统可保证软化系统内不会同时出现两台设备再生的情况。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。