我们都只知道，普通的水中含有多种可溶解的化合物，有些物质的溶解度随着温度的变化有较明显的变化，其中的碳酸钙、碳酸镁类的物质，其溶解度随着温度的升高而下降。当温度升高时，原来溶解于水中的碳酸钙、碳酸镁析出形成沉淀物，这些沉淀物可以使絮状、粉末状，或沉积在容器、管道表面，形成水垢。

用来衡量钙镁离子总量的指标是硬度，总的来说，水的硬度主要由钙、镁离子构成的。

由于水垢的沉积对人们生活及生产均有很明显的影响，所以生产用水和生活用水均对硬度指标有一定的要求，特别是锅炉用水中若含有硬度盐类，会在锅炉受热面上生成水垢，从而降低锅炉热效率、增大燃料消耗，甚至因金属壁面局部过热二损伤部件、引起爆炸。因此对于低压锅炉要进行水的软化处理；对于中、高压锅炉要进行水的软化与脱盐处理。

离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前常用的标准方式。主要优点是：效果稳定准确工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方法的软化水设备一般也叫做“离子交换器”。

加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子的特性，从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的阻垢剂很多。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广;但水量运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大的限制，一般情况下不能应用于饮用食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。由于加药法只是从化学原理上阻止水垢的生成，并没有降低水的硬度，所以一般不归入软化方法中，而是称为阻垢。

离子交换法的工作原理：离子交换树脂是一种聚合物，带有相应的功能基团。一般情况下，常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。

当水中的钙镁离子含量高时，离子交换树脂可以释放处钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，水的硬度下降。硬水就变为软水，这是软化水设备的工作过程。

当树脂上的大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠溶液流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫做“再生”。

由于实际工作的需要，软化水设备的标准工作流程主要包括：

工作、反洗、吸盐、慢冲洗、快冲洗五个过程。不同软化水设备的所有工序非常接近，只是由于实际工艺的不同或控制的需要，可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程基础上发展来的。

反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部很多的原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全暴露出来，再生的效果才能得到保障。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以吧顶部下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟。

吸盐：即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入，全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入，在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这个过程一般需要30分钟，实际时间受用盐量的影响。

慢冲洗：再用盐水流过树脂以后，用原水以同样的流速慢慢将树脂中的盐全部冲洗干净的过程叫慢冲洗，由于这个冲洗过程中任由大量的功能基团上的钙镁离子被钠离子交换。根据实际经验，这个过程中再生的主要过程，所以很多人将这个过程称为置换。这个过程一般与吸盐的时间相同，即30分钟左右

快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的后出水应为达标的软水。一般情况下，快冲洗过程为5-15分钟。

在自然界中，天然水中含有某些金属离子，这些金属离子在水被加热时，由于水的蒸发浓缩会在加热面上形成一些成分不同、密度不同，坚硬的固体附着物，这些坚硬的固体附着物就是水垢，而这些金属离子在水中的浓度被称为水的硬度。对于天然水而言，这些金属离子主要是钙、镁离子。当原水通过软水器时，水中的钙、镁离子就被树脂中的钠离子置换出来，使水的硬度降低，从而达到使用标准。

全自动软水器是将软水器运行及再生的每一个步骤实现自动控制，并采用时间、流量或其他的感应器等方式来启动再生。

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