軟化水設(shè)備的軟化過程主要是通過離子交換的方式來實(shí)現(xiàn)的。具體如下:
一、離子交換樹脂的作用
軟化水設(shè)備中裝有特定的離子交換樹脂。這種樹脂具有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu),能夠與水中的鈣、鎂離子進(jìn)行交換反應(yīng)。通常使用的是強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂,其主要成分是聚苯乙烯磺酸鈉等。
二、水通過樹脂層
當(dāng)含有鈣、鎂離子的硬水進(jìn)入軟化水設(shè)備后,水流經(jīng)離子交換樹脂層。在這個(gè)過程中,樹脂中的鈉離子(Na+)與水中的鈣、鎂離子(Ca2+、Mg2+)發(fā)生交換反應(yīng)。
例如,以鈣離子為例,反應(yīng)式為:2RNa + Ca2+ → R2Ca + 2Na+。其中,R 代表樹脂的骨架部分。這樣,水中的鈣、鎂離子被吸附在樹脂上,而樹脂釋放出鈉離子進(jìn)入水中,從而使水的硬度降低,實(shí)現(xiàn)軟化。
三、樹脂的再生
隨著軟化過程的持續(xù)進(jìn)行,樹脂吸附的鈣、鎂離子會(huì)逐漸增多,當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí),樹脂就會(huì)失去交換能力,需要進(jìn)行再生。再生過程一般是用濃鹽水(通常是氯化鈉溶液)沖洗樹脂。
在再生過程中,濃鹽水中的鈉離子濃度較高,會(huì)與樹脂上吸附的鈣、鎂離子發(fā)生逆向交換反應(yīng),將鈣、鎂離子置換出來,使樹脂重新恢復(fù)交換能力。反應(yīng)式為:R2Ca + 2Na+(濃鹽水)→ 2RNa + Ca2+。再生后的樹脂可以再次投入軟化水的工作中。