本實(shí)用新型涉及一種離子交換設(shè)備，更具體地說(shuō)，它涉及一種工業(yè)用軟化水設(shè)備。

背景技術(shù)：

在常規(guī)的生產(chǎn)過(guò)程中，未經(jīng)過(guò)處理的自來(lái)水或者地下水硬度比較高，直接用于工業(yè)生產(chǎn)中可能會(huì)造成鍋爐內(nèi)壁結(jié)水垢。使用較長(zhǎng)時(shí)間后，鍋爐內(nèi)壁水垢堆積，導(dǎo)致傳熱性能較差。通常需要進(jìn)行專(zhuān)業(yè)除垢清理掉鍋爐內(nèi)壁的水垢，但是如果除垢不徹底，鍋爐內(nèi)壁受熱不均可能會(huì)引起事故。通常在工業(yè)用水之前需要做水質(zhì)軟化處理，即預(yù)先除去水中的鈣、鎂等離子，以防其在后期加熱過(guò)程中產(chǎn)生水垢。

如果長(zhǎng)時(shí)間使用，離子交換樹(shù)脂達(dá)到飽和，不能繼續(xù)工作。通常需要對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生處理，再生處理的過(guò)程一般分為四個(gè)步驟：

反洗，水從樹(shù)脂的底部注入，從頂部流出，去除離子交換樹(shù)脂表面的污染物。

再生，將NaCl鹽水泵入離子交換樹(shù)脂罐中，NaCl鹽水與離子交換樹(shù)脂充分接觸、浸潤(rùn)，交換離子交換樹(shù)脂上的鈣鎂離子，使其恢復(fù)活性。

置換，在離子交換樹(shù)脂罐的頂端注入原水，將離子交換樹(shù)脂中殘留的用于再生的NaCl鹽沖洗干凈。

快沖洗：為了將殘留的NaCl鹽徹底沖洗干凈，以較快的速度使用原水沖洗離子交換樹(shù)脂。

授權(quán)公告號(hào)為CN202754831U的專(zhuān)利公開(kāi)了一種軟化水裝置，其技術(shù)方案中，為了減少鹽溶液的浪費(fèi)，回收清洗陽(yáng)離子交換樹(shù)脂之后流出的鹽溶液，將離子交換樹(shù)脂罐的廢水排出口通過(guò)泵和管路連接至鹽溶液箱中，以再次利用這部分鹽溶液中未完全交換的鈉離子。

但是該設(shè)計(jì)仍然存在一定的問(wèn)題：經(jīng)過(guò)再生過(guò)程流出的鹽溶液中NaCl含量很高，可以經(jīng)過(guò)處理后進(jìn)行回收。而經(jīng)過(guò)置換和快沖洗過(guò)程流出的鹽溶液中NaCl含量很低，這部分鹽溶液再次利用的價(jià)值不大。而該專(zhuān)利中將經(jīng)過(guò)再生回收的鹽溶液沒(méi)有選擇性的全部通過(guò)管道和泵的作用直接回收到鹽液箱中，不可避免地增加了回收成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種軟化水設(shè)備，經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂再生排出的高濃度鹽溶液經(jīng)過(guò)濾處理后泵入鹽液箱中二次使用，置換和快沖洗后排出的低濃度鹽溶液直接排放，實(shí)現(xiàn)選擇性回收鹽溶液，降低回收成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：一種軟化水設(shè)備，包括離子交換樹(shù)脂罐，離子交換樹(shù)脂罐的頂端設(shè)置用于注入待處理原水的進(jìn)水口，底端設(shè)置軟水出口，與離子交換樹(shù)脂罐相連設(shè)置鹽液箱，離子交換樹(shù)脂罐的底端還設(shè)有排鹽水管道，并且在其端部連接三通閥，其第一閥口為排鹽水閥，第二閥口為再生鹽水閥，第三閥口為排污閥；再生鹽水閥與鹽液箱連通，同時(shí)在二者之間設(shè)置沉淀池。

采用以上技術(shù)方案，原水經(jīng)過(guò)軟化水設(shè)備中的離子交換樹(shù)脂罐，離子交換樹(shù)脂罐中裝鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂用于去除原水中的鈣鎂離子，經(jīng)過(guò)交換制得的軟水從離子交換樹(shù)脂罐底端的軟水出口流出，用到其他需要使用軟水的設(shè)備中。鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后，表面的鈉離子與鈣鎂離子發(fā)生交換達(dá)到飽和。在離子交換樹(shù)脂罐上增加離子交換樹(shù)脂再生裝置，使用裝有高濃度的NaCl鹽水的鹽液箱通過(guò)鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生。經(jīng)過(guò)再生從離子交換樹(shù)脂罐下方流出的液體中NaCl的濃度仍然比較高，可以回收利用。而再生之后的置換和快沖洗過(guò)程流出的NaCl鹽水濃度比較低，沒(méi)有回收利用的價(jià)值，直接排掉。因此，在離子交換樹(shù)脂罐底端的鹽水出口處增加三通閥，第二閥口連通鹽液箱。但是由于從離子交換樹(shù)脂罐流出的NaCl鹽水中也包括從鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上交換的鈣鎂離子，因此在鹽水出口和鹽液箱之間連接沉淀池，使混合在NaCl鹽水中的鈣鎂離子發(fā)生沉淀，經(jīng)過(guò)處理后剩余的NaCl鹽水泵入鹽液箱中進(jìn)行二次利用。第三閥口用于排廢水，排掉經(jīng)過(guò)置換和快沖洗流出的鹽溶液。通過(guò)切換三通閥，可以選通回收高濃度NaCl鹽水或者直接排放低濃度NaCl鹽水，從而實(shí)現(xiàn)選擇性回收NaCl鹽溶液。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，沉淀池包括與再生鹽水閥相連的鹽水進(jìn)口和與鹽液箱相連的鹽水出口，沉淀池上方開(kāi)口處可拆卸設(shè)有裝攪拌器的上蓋。

采用以上技術(shù)方案，為了加快沉淀池中混合在NaCl鹽水中的鈣鎂離子和沉淀劑發(fā)生作用，在沉淀池上方增加攪拌器對(duì)溶液進(jìn)行攪拌。將裝在沉淀池開(kāi)口的上蓋設(shè)置為可拆卸式，方便清洗沉淀池以及檢查沉淀池內(nèi)部的故障。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，在沉淀池的鹽水出口可拆卸設(shè)置過(guò)濾網(wǎng)。

采用以上技術(shù)方案，NaCl鹽水中混合的鈣鎂離子與沉淀劑作用產(chǎn)生沉淀聚集在沉淀池內(nèi)，經(jīng)過(guò)攪拌器攪拌加快沉淀，但是生成的沉淀物質(zhì)可能會(huì)被攪起，增加過(guò)濾網(wǎng)可防止沉淀物質(zhì)流入鹽液箱中，處理后的NaCl鹽水泵入到鹽液箱中進(jìn)行二次使用。整個(gè)過(guò)程完成之后，將過(guò)濾網(wǎng)拆掉處理過(guò)濾網(wǎng)表面的沉淀方便下次使用。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，所述過(guò)濾網(wǎng)包括由沉淀池內(nèi)向外依次設(shè)置的第一過(guò)濾網(wǎng)和第二過(guò)濾網(wǎng)；第一過(guò)濾網(wǎng)的目數(shù)為120-170目，第二過(guò)濾網(wǎng)的目數(shù)為1100-1600目。

采用以上技術(shù)方案，將過(guò)濾網(wǎng)設(shè)置為兩層，沉淀先通過(guò)目數(shù)較大的第一過(guò)濾網(wǎng)，過(guò)濾掉大顆粒的沉淀，再通過(guò)目數(shù)較小的第二過(guò)濾網(wǎng)，進(jìn)一步過(guò)濾掉較小顆粒的沉淀，使沉淀過(guò)濾完全。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，進(jìn)水口下端可拆卸設(shè)置噴淋頭。

采用以上技術(shù)方案，原水經(jīng)過(guò)進(jìn)水口進(jìn)入離子交換樹(shù)脂罐中，如果直接下落，原水更多接觸的是其豎直下方的鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，不能充分利用整個(gè)離子交換樹(shù)脂罐中的鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。在進(jìn)水口下端設(shè)置噴淋裝置，將原水分為向不同方向分散的多股液體，充分利用離子交換樹(shù)脂罐中的鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，在離子交換樹(shù)脂罐的上端還設(shè)有溢流管。

采用以上技術(shù)方案，如果離子交換樹(shù)脂罐發(fā)生故障，原水無(wú)法從離子交換樹(shù)脂罐的底端排出，若從離子交換樹(shù)脂罐的進(jìn)水口處溢出可能發(fā)生危險(xiǎn)，在離子交換樹(shù)脂罐的上端設(shè)置溢流管避免發(fā)生故障原水從進(jìn)水口溢出。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為，在離子交換樹(shù)脂罐側(cè)壁靠近上端部設(shè)置可視窗。

采用以上技術(shù)方案，在離子交換樹(shù)脂罐的靠近上端的位置處設(shè)置可視窗，該窗口高于離子交換樹(shù)脂罐內(nèi)部的鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂表面，便于觀察離子交換樹(shù)脂罐內(nèi)的工作狀態(tài)。

有益效果：在離子交換樹(shù)脂罐底端的鹽水出口處連接三通閥，其中一路連接鹽液箱，方便對(duì)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生處理；另一路用于排廢水，將經(jīng)過(guò)置換含NaCl濃度較低的溶液直接排出，實(shí)現(xiàn)選擇性回收交換后的鹽溶液。

此外，在鹽液箱之前設(shè)置沉淀池，將從鹽液箱中流出的混合液體中的鈣鎂離子與鈉離子進(jìn)行分離，再回收利用NaCl溶液。

附圖說(shuō)明

圖1為軟化水設(shè)備的示意圖；

圖2為軟化水設(shè)備的局部剖視圖；

圖3為沉淀池的爆炸示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、離子交換樹(shù)脂罐；11、進(jìn)水口；12、軟水出口；121、排鹽水管道；122、三通閥；1221、排鹽水閥口；1222、再生鹽水閥口；1223、排污閥口；124、排污口；13、軟水閥門(mén)；14、噴淋頭；15、噴水口；16、手孔；17、溢流管；18、可視窗；19、再生液進(jìn)口；2、鹽液箱；21、吸鹽管；22、泵；3、沉淀池；31、攪拌器；32、鹽水進(jìn)口；33、鹽水出口；34、第一過(guò)濾網(wǎng)；35、第二過(guò)濾網(wǎng)。

具體實(shí)施方式

一種軟化水設(shè)備，作為工業(yè)用水的前置工序，用于處理自來(lái)水或者地下水等原水中的鈣鎂離子。如圖1所示，軟化水設(shè)備包括離子交換樹(shù)脂罐1，離子交換樹(shù)脂罐1內(nèi)部按照常規(guī)方式裝鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，離子交換樹(shù)脂罐1的頂端設(shè)置進(jìn)水口11接通待處理的原水，底端設(shè)置軟水出口12，軟水出口12接出水管道，并且在出水管道的端部設(shè)置軟水閥門(mén)13，與使用軟水的設(shè)備對(duì)接。如圖2所示，從進(jìn)水口11向離子交換樹(shù)脂罐1內(nèi)部延伸設(shè)置進(jìn)水管道，并且在進(jìn)水管道的端部螺紋連接噴淋頭14，噴淋頭14為球形腔體，球形腔體上開(kāi)設(shè)連接孔并且延伸設(shè)置螺紋連接部，與進(jìn)水管道的端部連接。此外，在球形腔體表面設(shè)置多個(gè)噴水口15，將從進(jìn)水口11流入的原水分成多股，待處理的原水可以更大面積的與鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂接觸。原水通過(guò)噴淋口進(jìn)入離子交換樹(shù)脂罐1并且經(jīng)過(guò)鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂之后，原水中的鈣鎂離子與離子交換樹(shù)脂上的鈉離子進(jìn)行交換去除，經(jīng)過(guò)鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂排出的軟水經(jīng)過(guò)軟化處理，鈣鎂離子濃度降低，可以直接使用。在離子交換樹(shù)脂罐1的上方靠近進(jìn)水口11處開(kāi)設(shè)有手孔16，方便拆卸噴淋頭14。如圖1和圖3所示，在離子交換樹(shù)脂罐1的側(cè)壁外部靠近進(jìn)水口11處還焊接有溢流管17，溢流管17的另一端直接通到排水處，如果離子交換樹(shù)脂罐1內(nèi)部發(fā)生堵塞或者下端出水不暢導(dǎo)致罐內(nèi)聚集液體過(guò)多，可能會(huì)從進(jìn)水口11逆流出液體，在旁邊設(shè)置溢流管17可以避免這一問(wèn)題。離子交換樹(shù)脂罐1側(cè)壁靠近上端的位置設(shè)置可視窗18，可視窗18的高度與內(nèi)部裝離子交換樹(shù)脂的高度相同，以便觀察離子交換樹(shù)脂表面的狀態(tài)，同時(shí)也可以觀察到離子交換樹(shù)脂罐1內(nèi)部的工況。

在正常使用情況下，如圖1中箭頭所示，原水從離子交換樹(shù)脂罐1的進(jìn)水口11泵入，結(jié)合圖2，原水經(jīng)過(guò)噴淋頭14均勻淋撒在鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上，原水中的鈣鎂離子與鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的鈉離子交換去除。打開(kāi)離子交換樹(shù)脂罐1下端出水管道的軟水閥門(mén)13，經(jīng)過(guò)處理后流出的軟水直接用于設(shè)備中。

離子交換樹(shù)脂再生的過(guò)程需要接通一個(gè)提前配置好的濃度為10%NaCl溶液的鹽液箱2，鹽液箱2的頂端旋轉(zhuǎn)連接頂蓋，并且在鹽液箱2的頂蓋上還開(kāi)設(shè)有吸鹽口，從吸鹽口處插入吸鹽管21，吸鹽管21的另一端與離子交換樹(shù)脂罐1的頂端另外開(kāi)設(shè)的再生液進(jìn)口19相連，同時(shí)在吸鹽管21中間放置用于將鹽水輸送到離子交換樹(shù)脂罐1中的泵22。在這一過(guò)程中，使用高濃度的NaCl鹽水注入離子交換樹(shù)脂罐1，交換完成后流出的液體中NaCl的濃度依舊很高，可以重復(fù)利用，將這部分液體經(jīng)過(guò)處理清除掉內(nèi)部雜質(zhì)后泵入鹽液箱2進(jìn)行二次利用。在離子交換樹(shù)脂罐1下端的出水管道設(shè)置旁路管道口，延伸接出一段排鹽水管道121，并且在管道的端部連接三通閥122。三通閥122包括三個(gè)閥口，其中第一閥口為與排鹽水管道121連通的排鹽水閥口1221，第二閥口為與鹽液箱2相通的再生鹽水閥口1222，第三閥口為用于排廢水的排污閥口1223。如圖3所示，再生鹽水閥口1222和鹽液箱2之間連接沉淀池3，由于高濃度鹽水與離子交換樹(shù)脂發(fā)生交換之后流出的鹽水中混合有鈣鎂離子，因此需要先經(jīng)過(guò)沉降處理，在沉淀池3內(nèi)部放置沉淀劑Na₂CO₃促使NaCl溶液中的鈣鎂離子發(fā)生沉淀，并且在沉淀池3的上方設(shè)置帶有攪拌器31的上蓋，通過(guò)攪拌加速鈣鎂離子沉降，上蓋上還設(shè)有鹽水進(jìn)口32，供鹽水流入。沉淀池3靠近鹽液箱2的一側(cè)設(shè)置鹽水出口33，在鹽水出口33處設(shè)置第一過(guò)濾網(wǎng)34和第二過(guò)濾網(wǎng)35防止生成的沉淀透過(guò)，其中第一過(guò)濾網(wǎng)34的目數(shù)為120-170目，第二過(guò)濾網(wǎng)35的目數(shù)為1100-1600目。經(jīng)過(guò)處理的NaCl鹽水從沉淀池3流出重新注入鹽液箱2中進(jìn)行二次利用。經(jīng)過(guò)置換和快沖洗過(guò)程流出的液體中NaCl含量很低，回收成本較高，沒(méi)有回收的必要，將這兩個(gè)工序中流出的鹽水直接排掉。

整個(gè)再生過(guò)程為：

反洗過(guò)程。打開(kāi)離子交換樹(shù)脂頂端的手孔16，拆下噴淋頭14，以免污染物以及破碎的離子交換樹(shù)脂堵塞噴淋頭14。從離子交換樹(shù)脂罐1的出水端通入沖洗水，以松動(dòng)樹(shù)脂層并清除懸浮雜質(zhì)以及破碎樹(shù)脂等，這一過(guò)程按照常規(guī)操作。離子交換樹(shù)脂罐1頂端的進(jìn)水口11處換接一根管道，用于排出反洗后產(chǎn)生的雜質(zhì)和廢水，雜質(zhì)也可以從溢流管17中排掉。

再生過(guò)程，如圖3中箭頭所示，關(guān)閉離子交換樹(shù)脂罐1下端出水管道的軟水閥門(mén)13，從上端再生鹽水閥口1222注入10%NaCl鹽水，10%NaCl鹽水經(jīng)過(guò)飽和的離子交換樹(shù)脂，將其表面的鈣鎂離子置換出來(lái)，恢復(fù)成為鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。此時(shí)，流出的鹽水中除了NaCl之外，還有鈣鎂離子，將三通閥122換至排鹽水閥口1221和再生鹽水閥口1222相通的位置，連通沉淀池3，流出的鹽水經(jīng)過(guò)管道進(jìn)入沉淀池3，開(kāi)啟沉淀池3中的攪拌器31，溶液中的鈣鎂離子與沉淀池3中的Na₂CO₃反應(yīng)生成沉淀，經(jīng)過(guò)處理的溶液經(jīng)過(guò)鹽水出口33兩層過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)濾，將其中的沉淀雜質(zhì)濾掉，剩余的鹽溶液通過(guò)鹽液箱2中吸鹽管21上泵22的作用重新注入鹽液箱2進(jìn)行二次使用。

置換過(guò)程和快沖洗過(guò)程。保持離子交換樹(shù)脂罐1下端出水管道的軟水閥門(mén)13關(guān)閉。安裝噴淋頭14，使用原水從離子交換樹(shù)脂罐1頂端的進(jìn)水口11進(jìn)行沖洗，將三通閥122轉(zhuǎn)換至排鹽水閥口1221與排污閥口1223相通，經(jīng)過(guò)這兩個(gè)過(guò)程排出的鹽水直接從排污口124排掉。

經(jīng)過(guò)再生處理后的鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂恢復(fù)活性，關(guān)閉三通閥122，打開(kāi)離子交換樹(shù)脂罐1底端出水管道的軟水閥門(mén)13繼續(xù)與后續(xù)使用軟水的設(shè)備對(duì)接，即可正常使用。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。