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軟水鹽是什麼?離子交換樹脂交換詳解

2022-11-28

這將分為兩部分:一、軟水鹽是什麼;二、離子交換樹脂的工作原理詳解。

一、軟水鹽是什麼?
軟水鹽是一種高純度(通常≥99.5%)的氯化鈉(NaCl)或氯化鉀(KCl)產品,形態多為球狀或片狀。

它的核心定位是:

  • 不是淨化劑:它不直接處理水流。

  • 是再生劑:它是軟水機核心部件——離子交換樹脂的「專用復活劑」。

您可以把它理解為:

  • 樹脂的「食物」:樹脂「吃飽」了才能工作。

  • 軟水機的「血液」:它循環再生,維持著整個系統的生命。

關鍵點:必須使用專用軟水鹽,嚴禁使用食用鹽(含碘,會毒化樹脂)或工業鹽(含雜質,會損壞設備)。

二、離子交換樹脂交換詳解
這是整個軟水技術的核心。下面我們通過分步解析來徹底講明白這個過程。

分步詳解

第1步:軟化過程(樹脂工作)

  1. 初始狀態:樹脂為「鈉型」(R-Na₂),其表面充滿了可交換的鈉離子(Na⁺)。

  2. 離子交換:當含有鈣離子(Ca²⁺)、鎂離子(Mg²⁺)的硬水流經樹脂床時,樹脂對Ca²⁺和Mg²⁺的吸附力遠強於Na⁺。因此,會發生如下置換反應:
    樹脂-Na₂ + Ca²⁺/Mg²⁺ → 樹脂-Ca/Mg + 2Na⁺

  3. 最終結果:水中的硬度離子(Ca²⁺、Mg²⁺)被牢牢「抓」在樹脂上,而無害的鈉離子(Na⁺)被釋放到水中。流出的水就是不含水垢離子的軟水。

第2步:再生過程(軟水鹽工作)

  1. 飽和狀態:當樹脂上的所有鈉離子都被置換完畢,充滿了鈣鎂離子時,樹脂就「飽和」了,不再能軟化水。

  2. 鹽水沖洗:軟水鹽在鹽箱中溶解成高濃度的氯化鈉溶液(鹽水)。這股濃鹽水被吸入樹脂罐。

  3. 逆交換再生:根據化學平衡原理,溶液中極高的鈉離子(Na⁺)濃度,會驅動反應向相反方向進行:
    樹脂-Ca/Mg + 2Na⁺(高濃度)→ 樹脂-Na₂ + Ca²⁺/Mg²⁺

  4. 恢復與沖洗:樹脂上抓取的鈣鎂離子被「擠」了下來,重新被鈉離子佔據。這些被置換下來的鈣鎂離子與剩餘的鹽水一同被沖入下水道。

  5. 準備就緒:樹脂恢復為「鈉型」狀態,為下一次軟化工作做好了準備。

總結

  • 軟水鹽:是提供高濃度鈉離子,驅動再生反應的化學原料。

  • 離子交換樹脂:是執行軟化和再生兩個可逆過程的核心媒介。

它們二者相輔相成,構成了家用軟水技術的基石。沒有軟水鹽,離子交換樹脂就是一次性的;沒有離子交換樹脂,軟水鹽也無用武之地。