离子交换设备设计计算(有公式)
离子交换设计计算书(有公式)
全自动软水器设计指导手册（附设计公式）目录一、总述 01. 锅炉水处理监督管理规则 02. 离子交换树脂部结构 03. 钠离子交换软化原理及特性: (1)4. 水质分析测试容 (1)•PH值(Potential of Hydrogen) (1)•总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS) (1)•铁含量(IRON) (1)•锰 (2)•硬度值(HARDNESS) (2)•碱度 (2)•克分子(mol) (2)•当量 (3)•克当量 (3)•硬度单位 (3)•我国江河湖泊水质组成 (5)二、全自动软水器 (5)三、影响软水器交换容量的因素 (7)1. 流速(gpm/ft，m/h) (7)2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (7)3. 树脂层的高度 (8)4. 进水含盐量 (9)5. 温度 (11)6. 再生剂质量(NaCl) (11)7. 再生液流量 (12)8. 再生液浓度 (13)9. 再生剂用量 (14)10. 树脂 (14)四、自动软水器设计 (14)1. 软水器设备应遵循的标准 (14)2. 全自动软水器主要参数计算 (15)1) 反洗流速的计算: (15)2) 系统压降计算 (15)3. 软水器设计计算步骤 (15)计算示例 (17)一、总述1.锅炉水处理监督管理规则第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规则。
第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。
第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上(含省级)安全监察结构注册登记后，才能生产。
第十一条未经注册登记的锅炉水处理设备、药剂和树脂，不得生产、销售、安装和使用。
第十四条锅炉水处理设备出厂时，至少应提供下列资料:1.水处理设备图样(总图、管道系统图等);2.设计计算书;3.产品质量证明书;4.设备安装、使用说明书;5.注册登记证书复印件。
二级钠离子交换器计算书
反洗计算 反洗流速 反洗时间 反洗水量 反洗膨胀率 交换器折损高度 过滤器总高度 再生计算 单位树脂再生耗盐量 再生一次盐耗量
浓度 再生一次饱和盐溶液的体积 再生一次8%氯化钠溶液耗量
再生流速 再生时间 置换计算 置换流速 置换水量 置换时间 正洗计算 正洗水量 正洗流速 正洗时间 再生时间计算
5 21.20
36
42.39 15 24
1.5~2倍树脂体积
3~6m3/m3树脂 15~20m/h
反洗时间 再生时间 置换时间 正洗时间 再生总时间 再生水量计算 反洗水耗量 再生水耗量 置换水耗量 正洗水耗量 再生总水耗量 自耗水率计算 自耗水率
min
15
min
32
min
36
min
24
hr
1.8
所需交换面积 单罐所需交换面积
m2
20.00
m2
6.67
单罐交换器直径
mm
2914
选用单罐交换器直径
mm
3000
实际单罐交换器截面积
m2
7.07
选用树脂层高度（每台）
mm
2000
实际树脂装载量（每台）
m3
14.13
实际运行流速
m/h
14.15ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实际单罐运行时间
hr
12.76
周期制水量
m3
1276
备注
n+1 ≥900mol/m3
m/h min m3
mm mm
g/mol kg
m3 m3 m/h min
m/h m3 min
m3 m/h min
15 15 26.49 60% 2180 5380
钠离子交换器再生周期计算方法及硬度片剂使用方法
钠离子交换器再生周期计算方法及硬度片剂使用方法钠离子交换器再生完全至下一次失效的产水量，与树脂的工作交换容量、树脂填充量、原水的硬度及软化器的工作状况有关。
周期产水量需在运行中监测，一般的估算方法如下：周期产水量（m3）＝有效树脂填充量（L）×树脂工作交换容量（mol/L）÷全硬度（mg/L CaCO3）×50 再生周期＝周期产水量÷额定出水量树脂工作交换容量(mol/L)钠离子的处理的原理及树脂再生耗盐量离子交换器是离子交换反应的载体由骨架和活性基团两部分组成，通过离子交换反应，交换基团中的可游动离子和水中同性离子进行交换，从而将水中的绝大部分离子除去，使水质达到脱盐提纯的目的。
钠离子交换器应用：离子交换技术广泛用于锅炉用水，中央空调水质软化、除盐、高纯水制取、工业废水处理、重金属回收等方面，其应用范围主要有电力、电子、化工、冶金、环保、生物、医药、食品、酒厂、轻工、纺织等行业。
钠离子交换器特点：离子交换法是去除水中的钙、镁等结垢离子的传统工艺，它具有工艺成熟、投资少、适用性强、离子交换树脂可再生等优点。
本公司生产的离子交换器分为阳床、阴床、混床、和纳离子交换器等，并可以根据不同的用途和不同的水质而设计各类型的离子交换工艺流程。
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出钠离子，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（盐）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，这个过程叫作“再生”。
水的软化方法有：①加热法；②石灰苏打法：用石灰降低暂时硬水硬度，用烧碱（苏打）降低非碳酸盐硬水的硬度；③离子交换法：用离子交换剂除去钙镁离子，目前家用“净水器”多采用这种方法。
离子交换柱设计计算公式
离子交换柱设计计算公式离子交换柱设计计算公式（1）计算交换柱处理负荷 G=Q（C—Cp）G—处理负荷 mol/hQ—处理水量 m3/hC—进水浓度mol/m3Cp—出水浓度mol/m3（2）计算所需树脂的总体积▽＝ＧＴ／ＥＯ▽＝树脂总体积m3T＝树脂再生周期hEO＝工作交换容量mol/m3（3）设计离子交换柱的直径D＝√（４Q/πV）D—离子交换柱直径mV—处理液在柱内流速m/h（4）计算离子交换柱高度h=4▽/(D2π)3.3.1h—树脂层高度mＨ—离子交换柱高度m Ｈ＝h(1+α)α—树脂清洗时膨胀率可按４０％－５０％考虑（5）离子交换再生液的计算再生剂的用量Ｍ＝q0E0▽M—再生剂的用量gQ0—再生剂耗量g/mol▽—饱和树脂的体积m3再生液的体积▽I=M／Ci▽I—在一定浓度下的再生液的体积LCi—再生液中所含再生剂的浓度g/l整个处理过程发生的化学反应（Na型阳离子交换柱）去除 2R—COONa＋M2+←→（R—COO）2M＋2Na+式中 M2=Ni2+,Cu2+,Zn2+,Pb2+,Co2+等再生（R—COO）2M＋2HCl←→2R—COOH＋MCl2转型 R—COOH＋NaOH←→R—COONa＋H2O采用弱酸双阳柱全饱和流程离子交换柱应去除的金属离子的物质的量，考虑到出水中金属离子的含量比较少（Cp≈0）Ni2+（220mg/L）物质的量浓度为C （1/2Ni2+）=7.48mmol/L Cu2+ (80mg/L)物质的量浓度为C （1/2Cu2+）=2.52mmol/LCo2+ (20mg/L)物质的量浓度为C （1/2Co2+）=0.59mmol/LFe3+ (10mg/L) 物质的量浓度为C （1/3Fe3+）=0.19mmol/LPb2+ （10mg/L）物质的量浓度为C （1/2Pb2+）=.1.035mmol/L Zn2+ (20mg/L) 物质的量浓度为C （1/2Zn2+）=.0.62mmol/L 合计 12.435mmol/L每日应去除金属离子负荷为G=Q（C—Cp）=700m3/d×(12.435—0)mmol/L=8704.5mol/d3.3.2计算Na型阳离子交换树脂交换塔所需树脂的体积，该弱酸阳树脂工作交换容量E0=1500mol/m3,决定树脂再生周期T=2d,所需树脂的体积▽＝ＧＴ／Ｅ0=(8704.5mol/d×2d)/1500mol/m3=11.606m3计算交换塔尺寸设交换塔直径D=1800mm(1.8m) 则树脂层厚度为h=4▽/(D2π)=(11.606m3×4)/(π×1.82)=4.6ma—考虑反冲洗时树脂的膨胀率α=50℅ 所以交换塔高Ｈ＝h(1+α)=4.6×（1+50℅）=6.84m采用2柱串联，则每柱的树脂深度为6.84/2=3.42m3.3.3计算交换塔阳树脂再生时的耗酸量，查表得HCL的再生剂耗量为 q0=50g/mol再生一次所需的酸量（M）为：Ｍ＝q0E0▽=50g/mol×1500mol/m3×11.606m3=870450g表见标注1如配成5％浓度的盐酸，查表得每升含盐酸质量51.2g，即浓度Chcl=51.2g/L.故所需5％的盐酸再生液体积：▽HCL=M/CHCL=870450g/(51.2g/l)=17000L再生周期为12h。
离子交换计算书
2--3 1--2
7.63 11.45
Ca2+ 阳 Mg2+
Na+
进 0.15 mg/l
0.06 mg/l 1.23 mg/l
水 0.01 meq
0.01 meq 0.05 meq
离 K+
0 mg/l
0 meq
NH4+ 子 Ba2+
Total
mg/l
mg/l 1.44
0 meq
0 meq 0.07 meq
阴树脂工作交换容
量
eq/m3 300
二、 设备计算
设备直径φ= 工1800
个
1
个
1
三、 树脂填量的计算
阳树脂层高
mm 500
阴树脂层高
mm 1300
单台阳树脂体积量 m3
单台阴树脂体积量 m3
1.27 3.31
四、 再生周期的计算 阳树脂再生周期 阴树脂再生周期 计算结果 混床再生周期
5
置换
m3
正洗阳树脂水量
m3
正洗阴树脂水量
m3
单台交换器总耗量 m3
耗水量占进水量的比
例
%
七 耗气量计算 设计条件
空气压力p=
kg/cm2 1
空气强度q= 混合时间t=
Nm3/m2 min 3 min 1.5
空气流量Q=
Nm3/mi n
单台交换器空气耗量 m3
12.72 7.63 16.54 51.21 0.47
阳树脂再生周期 天 阴树脂再生周期 天
混床再生周期
天
2.54 6.62 2.04 4.63
3.79 4.92
3.79
离子交换器的设计依据
60-50
12.5-15
-
75-90
40-60
其他
-
再生时间不少于30min
正洗前空气混合，空气压力0.098-0.142MPa(1-1.5kg1/cm2),空气流量2－3标准m3/min,混合时间0.5-1min
-
注:1.当水质较好或采用自动控制时，强酸阳、强碱阴离子交换器运行滤速可按30m/h左右计算。
3－4
2-3
5
4
1
2-2.5
2
流速(m/h)
一步再生8－10
4－6
4-6
5
5
>10
4-5
4-5
置换
流速(m/h)
同再生流速
时间(min)
计算确定
正洗
水耗(m3/m3R)
5－6
10-12
-
2-2.5
5-5
流速(m/h)
15－20
15-20
20-30
15-20
15-20
工作交换容量（kgCaCo3/m3R)
流量（标准m3/min)
0.2-0.3(除油、除尘净化空气）
水顶压
压力（MPa)
0.049(0.5kgf/cm2)
流量
再生液流量的0.4-1倍
再生
药剂（100％）
H2SO4
HC1
NaOH
再生剂耗量(kg/kgCaCo3)
<1.4
1-1.1
1.2-1.3
浓度（m/h)
一步再生
1.5-3
1-3
流速（m/h)
2.混合离子交换器系指体内再生设备。
2.采用无顶压力方式再生时，应具有足够厚的压脂层，并注意中间排水系统畅通。
离子交换设备设计计算(有公式)
全自动软水器设计指导手册（附设计公式）目录一、总述 (1)1. 锅炉水处理监督管理规则 (1)2. 离子交换树脂内部结构 (1)3. 钠离子交换软化原理及特性: (2)4. 水质分析测试内容 (2)•PH值(Potential of Hydrogen) (2)•总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS) (2)•铁含量(IRON) (2)•锰 (3)•硬度值(HARDNESS) (3)•碱度 (3)•克分子(mol) (3)•当量 (4)•克当量 (4)•硬度单位 (4)•我国江河湖泊水质组成 (6)二、全自动软水器 (6)三、影响软水器交换容量的因素 (8)1. 流速(gpm/ft，m/h) (8)2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (8)3. 树脂层的高度 (9)4. 进水含盐量 (10)5. 温度 (12)6. 再生剂质量(NaCl) (12)7. 再生液流量 (13)8. 再生液浓度 (14)9. 再生剂用量 (15)10. 树脂 (15)四、自动软水器设计 (15)1. 软水器设备应遵循的标准 (15)2. 全自动软水器主要参数计算 (16)1) 反洗流速的计算: (16)2) 系统压降计算 (16)3. 软水器设计计算步骤 (16)计算示例 (18)一、总述1.锅炉水处理监督管理规则第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规则。
第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。
第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上(含省级)安全监察结构注册登记后，才能生产。
第十一条未经注册登记的锅炉水处理设备、药剂和树脂，不得生产、销售、安装和使用。
第十四条锅炉水处理设备出厂时，至少应提供下列资料:1.水处理设备图样(总图、管道系统图等);2.设计计算书;3.产品质量证明书;4.设备安装、使用说明书;5.注册登记证书复印件。
离子交换设计计算书.pdf
混合离子交换器详细设计计算书宜兴市华电环保设备有限公司11 工艺流程的设计由于原水水质较好，水中TDS含量较低。
因此，本项目推荐选用传统的成熟工艺离子交换器作为系统的主脱盐设备；系统初期投资成本低、易于实现自动化。
离子交换器采用双床浮动床工艺，它具有处理水量大、占地面积小、交换容量高等优点。
根据计算，一级阳阴离子脱盐后的产水尚未达到生产工艺用水的要求，所以，在一级除盐装置之后，设置混合离子交换器，其出水水质完全满足设备采购方出水要求。
为保证关键设备离子交换器的长期可靠稳定运行，则必须设置符合水质特点的预处理系统，满足离子交换器进水指标：SS<3mg/L。
2 工艺流程总述2.1工艺流程：由净化水场来的原水经过水处理系统后到达超高压锅炉给水的要求后，通过管道送到除氧水站供超高压和高压锅炉使用。
原水由全厂新鲜水管网送入除盐水站后，部分去凝结水换热后进生水罐，生水经新鲜水泵加压后，先经过滤器后进入阳离子交换器，因原水中HCO3-含量为20-42.1mg/L，为减少后级阴离子交换器的负荷，经过除 CO2器除去重碳酸根后，由中间水泵经阴离子交换器和混合离子交换器后，去除盐水罐，最后由除盐水泵加压进除盐水管网供各用户使用。
主体设备为单元式运行排列，同时也考虑母管式的连接组合。
为了减少设备的台数、减少再生次数和酸碱耗量，增加运行时间。
工艺如下：（原水箱）→原水泵→多介质过滤器→阳离子交换器→脱塔碳→中间水箱2→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→使用点2.2为了保证除盐水系统供应的可靠性，选择了五个系列；正常情况下，三个系列运行,一个系列再生，一个系列备用。
其中设备包括：10 台 150 吨/小时的纤维球过滤器（Ø2600mm），5 套 300 吨/小时阳离子交换器(Ø3000mm），5套300吨/小时阴离子交换器(Ø3000mm），5套300吨/小时混合离子交换器(Ø2800mm）及其它辅助设备等组成。
纯水离子交换计算公式(内部资料)
全自动软水器设计指导手册（附设计公式）目录一、总述 (1)1. 锅炉水处理监督管理规则 (1)2. 离子交换树脂内部结构 (1)3. 钠离子交换软化原理及特性: (2)4. 水质分析测试内容 (2)•PH值(Potential of Hydrogen) (2)•总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS) (2)•铁含量(IRON) (2)•锰.........................................................•硬度值(HARDNESS) (3)•碱度 (3)•克分子(mol) (3)•当量 (4)•克当量 (4)•硬度单位 (4)•我国江河湖泊水质组成 (6)二、全自动软水器 (6)三、影响软水器交换容量的因素 (8)1. 流速(gpm/ft，m/h) (8)2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (8)3. 树脂层的高度 (9)4. 进水含盐量 (10)5. 温度 (12)6. 再生剂质量(NaCl) (12)7. 再生液流量 (13)8. 再生液浓度 (14)9. 再生剂用量 (15)10. 树脂 (15)四、自动软水器设计 (15)1. 软水器设备应遵循的标准 (15)2. 全自动软水器主要参数计算 (16)1) 反洗流速的计算: (16)2) 系统压降计算 (16)3. 软水器设计计算步骤 (16)计算示例 (18)一、总述1.锅炉水处理监督管理规则第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规则。
第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。
第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上(含省级)安全监察结构注册登记后，才能生产。
混合离子交换树脂设备设计计算
备
注
83.36 7.75
数 值 备 注
补给水处理酸碱药品贮量及废水排放量汇总
2
24.4
20 2
7.9
20
项 目 机组年运行小时 月耗工业酸 年耗工业酸 月耗工业碱 年耗工业碱 化水车间日排放酸碱废水总量
单 位 h/y t/月 t/y t/月 t/y m3/d
数 值 5000 28 340 9 109
混合离子交换器
项 目 单台设备出力 设备总套数 备用套数 运行流速（设定40～60） 混床直径 混床直径(选定) 核准运行流速（40～60） 强酸阳树脂高 强碱阴树脂高 强酸阳树脂量(H型,湿态) 强酸阳树脂总量(Na型,湿态) 强碱阴树脂量(OH型,湿态) 强碱阴树脂总量(Cl型,湿态) 单位混脂制水量 运行周期 阳树脂工作交换容量 酸耗 酸耗 浓酸浓度 浓酸比重 再生稀酸浓度(5%) 稀酸比重 一次再生酸体积 一次再生酸重量 酸计量箱所需体积(计算) 酸计量箱体积(选定) 单台混床日耗工业酸液 酸液贮存天数(15～30) 浓酸贮存总量 再生稀酸量 阴树脂工作交换容量 碱耗 碱耗 浓碱浓度 浓碱比重 再生稀碱浓度(4%) 稀碱比重 一次再生碱体积 一次再生碱重量 碱计量箱所需体积(计算) 碱计量箱体积(选定) 单台混床日耗工业碱液 碱液贮存天数(15～30) 浓碱贮存总量 再生稀碱量 反洗流速（10） 反洗时间（15） 反洗水量 单 位 3 m /h 数 值 146.00 2 1 40.00 2.16 备 注
3 3 3
数 值 2.00 74.54 5.00 21.57 1.83 15.70 5.13 1.50 60.86 5.64 5.00 14.38 1.49 15.70 3.44 1.50 60.86 3.76 5.00 30.00 15.70 2.00 74.54 15.00 6.00 10.00 40.82 2.00 52.00 91.29 1.0 2 9.42 20 100.0 82.35 0.22% 2.72
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全自动软水器设计指导手册（附设计公式）目录一、总述 (1)1. 锅炉水处理监督管理规则 (1)2. 离子交换树脂内部结构 (1)3. 钠离子交换软化原理及特性: (2)4. 水质分析测试内容 (2)•PH值(Potential of Hydrogen) (2)•总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS) (2)•铁含量(IRON) (2)•锰 (3)•硬度值(HARDNESS) (3)•碱度 (3)•克分子(mol) (3)•当量 (4)•克当量 (4)•硬度单位 (4)•我国江河湖泊水质组成 (6)二、全自动软水器 (6)三、影响软水器交换容量的因素 (8)1. 流速(gpm/ft，m/h) (8)2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (8)3. 树脂层的高度 (9)4. 进水含盐量 (10)5. 温度 (12)6. 再生剂质量(NaCl) (12)7. 再生液流量 (13)8. 再生液浓度 (14)9. 再生剂用量 (15)10. 树脂 (15)四、自动软水器设计 (15)1. 软水器设备应遵循的标准 (15)2. 全自动软水器主要参数计算 (16)1) 反洗流速的计算: (16)2) 系统压降计算 (16)3. 软水器设计计算步骤 (16)计算示例 (18)一、总述1.锅炉水处理监督管理规则第三条锅炉及水处理设备的设计、制造、检验、修理、改造的单位，锅炉及水处理药剂、树脂的生产单位，锅炉房设计单位，锅炉水质监测单位、锅炉水处理技术服务单位及锅炉清洗单位必须认真执行本规则。
第九条锅炉水处理是保证锅炉安全经济运行的重要措施，不应以化学清洗代替正常的水处理工作。
第十条生产锅炉水处理设备、药剂和树脂的单位，须取得省级以上(含省级)安全监察结构注册登记后，才能生产。
第十一条未经注册登记的锅炉水处理设备、药剂和树脂，不得生产、销售、安装和使用。
第十四条锅炉水处理设备出厂时，至少应提供下列资料:1.水处理设备图样(总图、管道系统图等);2.设计计算书;3.产品质量证明书;4.设备安装、使用说明书;5.注册登记证书复印件。
第三十六条对违反本规则的单位和个人，有下列情况之一者，安全监察机构有权给予通报批评、限期改进，暂扣直至吊销资格(对持证的单位和个人)的处理。
2.离子交换树脂内部结构离子交换树脂的内部结构可以分为三个部分：1)高分子骨架由交联的高分子聚合物组成，如交联的聚苯烯、聚丙烯酸等；2)离子交换基团它连在高分子骨架上，带有可交换的离子(称为反离子)的离子官能团[如-SO3Na、-COOH、-N(CH3)3Cl]等，或带有极性的非离子型官能团[如-N(CH3)2、-N(CH3)H等]；3)孔它是在干态和湿态的离子交换树脂中都存在的高分子结构中的孔(凝胶孔)和高分子结构之间的孔(毛细孔)。
离子交换树脂的内部结构如下图中的左图所示，离子交换基团的结构如下图的右图所示。
顺流再生：交换流速20-30m/h，反洗流速12~15m/h，吸盐流速4-6m/h（逆1.4-2m/h）3.钠离子交换软化原理及特性:钠离子交换软化处理的原理是：原水通过钠型阳离子交换树脂，使水中的硬度成份Ca2+、Mg2+与树脂中的Na+相交换从而吸附水中的Ca2+、Mg2+使水得到软化。
如以Raa代表钠型树脂，其交换、再生过程如下：2RNa+Ca2+=R2Ca+2Na+R 2Ca+2NaCl =2RNa+CaCl2除去水中的硬度，碱度不变，TDS变化不大，氯根有所增加4.水质分析测试内容主要包括: PH，TDS，总硬度和铁含量及类型•PH值(Potential of Hydrogen)PH是氢离子浓度的负对数，表示溶液是酸性还是碱性。
PH以0到14的尺标度量，以7.0为中点或中和点。
PH值尺标0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14酸性中性碱性观察上面坐标，我们可得出结论:6.0比中性仅“酸性略强”，但考虑到上的酸性是PH7.0的1000倍;反之，PH10.0的碱性是PH7.0的1000倍。
•总溶解固体(TDS --TOTAL DISSOLVED SOLIDS)溶解于水中的所有矿物质总体称作总溶解固体(TDS)。
TDS可通过加各种阳离子或各种阴离子求得(阳离子和阴离子配对数)。
例如:钙=21GPG(359.1mg/l) 氯=16GPG(237.6mg/l)镁=9GPG(153.9mg/l) 硫酸根=4GPG(68.4mg/l)钠=13GPG(222.3mg/l) 碳酸根=23GPG(393.3mg/l)总阳离子=43GPG(735.3mg/l) 总阴离子=43GPG(735.3mg/l)总溶解固体(TDS)=43GPG(735.3mg/l)注意：TDS，总阳离子数和总阴离子数必须相等。
溶解固体总量的90%以上是以下六种矿物质：阳离子：Ca2+，Mg2+，Na+阴离子：Cl-，SO42-，CO3-注：Ca2+和Mg2+是两种硬性矿物质的主要离子。
GPG---格令/ 加仑•铁含量(IRON)铁约占地壳的5%，也是最常见的水问题之一。
当铁暴露于空气、氯气中或受热时，从相对无害的二价状态转变到令人讨厌的三价状态：FeO+2H2CO3→Fe(HCO3)2+H2O4Fe(HCO3)2+O2+2H2O →4Fe(OH)3+8CO2当铁与某些嗜铁细菌一起存在时，问题变得更为严重，细菌消耗铁以维持生命，最终死亡，留下淤渣可堵塞水管和阀门。
三种主要嗜铁细菌：Gallionella (盖氏铁柄杆菌属)Crenothrix (铁细菌属)Leptothrix (汗毛菌属)锰是一种稀有的金属，它的化学、物理性能均与铁非常相似。
锰通过与铁类似的反应进入水中，并以类似的方式被氧化：MnO + 2H2CO3 →Mn(HCO3)2 + H2OMn2++O2 + 2H2O →2MnO2 + 4H+二氧化锰(MnO2)在低达0.05 PPM(0.05mg/L)的水平上就会引起黑色污污。
情况既然如此，可以想象2PPM(2mg/L)的浓度将会怎样。
•硬度值(HARDNESS)1) 水在大气中凝聚，溶解空气中的二氧化碳，形成弱酸H2O+CO2→H2CO32)该酸随雨落地，流过土壤到达岩床，溶解石灰、中和，同时变硬H2CO3+CaCO3→Ca(HCO3)2H2+MgCO3→Mg(HCO3)23) 钙，镁形成硬性水垢CaCl2氯化钙MgCl2氯化镁CaSO4硫酸钙MgSO4硫酸镁4) 硬性物质引起的问题是多重的，最常见的是硬垢，反应水“硬化”现象的方程式如下：Ca(HCO3)2→加热→CaCO3+H2O+CO2•碱度水的碱度是指水中能够接受[H+]离子与强酸进行中和反应的物质含量。
碱度是表示水中CO32-，HCO3-，OH-及其它一些弱酸盐类的总和。
在水中碳酸氢盐与氢氧化物不能同时存在：HCO3-+OH-=CO32-+H2O因此，水中的碱度以五种形式存在:1)HCO3-2)CO32-3)OH-4)HCO3-+CO32-5)CO32-+OH-碱度对锅炉运行影响碱度对锅炉的腐蚀，主要是苛性脆化腐蚀，是由水中NaOH造成。
苛性脆化腐蚀会使金属晶粒间发生裂纹。
其后果轻者使锅炉不能使用，重者发生锅炉爆炸，造成严重后果。
NaHCO3→NaOH + CO2Na2CO3 + H2O → 2NaOH + CO2•克分子(mol)定义：一定重量的物质，在数值上等于他的分子量，单位用克表示.这个量就称为一个克分子。
如水的分子量为18，而18克水就是1克分子水。
１克分子的水含有的分子数为：6.02X1023国际上规定：物质体系所包含的结构粒子(如原子、分子、离子、电子、光子等)数目与12克碳(C12)中的原子数目相等，则这体系的量为摩尔，符号mol。
定义：当量表示元素相互化合时它们之间的重量关系。
各种元素相互化合时，其重量比等于他们的当量比。
元素的当量＝原子量/化合价化合物的当量＝化合物的分子量/正(或负)价总数如: 钙的当量=原子量/化合价=40.078/2=20.039•克当量定义：一定量的物质在数值上等于它的当量，单位以克表示，这个量就称为该物质的1 个克当量。
如：钙的当量为20.039，而20.039克的钙就等于1克当量•硬度单位1升水中含有的钙、镁离子的总毫克分子数(mmol/L)。
1升水中含有的钙、镁离子的总毫克当量数(meq/L)。
1升水中含有的1/2钙、1/2镁离子的总毫克分子数。
即：以氢离子为基本单位的物质的量浓度(氢摩尔浓度)(在数值上½钙、½镁离子的总毫克分子数等于钙、镁离子的总毫克当量数)以CaCO3摩尔质量来表示的1升水中含有钙、镁离子的摩尔总数。
表示方法为ppm(以CaCO3计)如: CaCO3的分子量为100其可接受或提供1mol[H+]的摩尔质量为50。
硬度为2[H+]mmol/L浓度，可表示为2×50=100ppm(以CaCO3计) 例：水质分析结果为Ca2+=42.4mg/L，Mg2+=25.5mg/L用上面４种方试表示其硬度(1)42.4/40.07+25.5/24.3=1.058+1.049=2.107mmol/L(2)42.4/20.03+25.5/12.15=4.22meq/L(3)4.22mmol/L(½Ca2+ ½Mg2+)(4)4.22×50=211ppm(以CaCO3计)1升水中含有的钙、镁离子总量等于17.1ppm(以CaCO3计）定义为一个格令/加仑(gr/gallon)。
Cv 和 Kv是什么?•Cv 是温度为60华氏度时, 流体通过一阀门时压力损失1 psi状态下的流量(单位为gpm ). •Kv 是温度为20摄氏度时, 流体通过一阀门时压力损失1 Bar状态下的流量(单位为m3/hr ).•以上系数所涵盖的系统不受气蚀的影响.•数据来源为: 在实验室状态下, 在不同的流量情况下进行多次实验获得,同时记录下不同流量下的压力损失.• Cv和Kv的相互转换: Cv = 1.16 Kv Kv = 0.853 Cv• 主要用作计算阀门在不同流量状态下的压力损失.DP = 2⎪⎭⎫ ⎝⎛Cv gpm (单位psi)DP =23m ⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛Kv hr (单位为Bar) • Cv =DPgpmKv =DPhr m 3• 事例 1: 一阀门 Cv = 6.5 ,压力损失为1 psi 时的流量为 6.5 gpm. 当流量为25 gpm 时,压力损失为: DP = (25/6.5)² = 14.8 psi• 事例2: 两软水器在流量为15 gpm 时,将产生的压力损失为 3 psi. 计算流量为25 gpm 时的压差DP 为多少?• Syst. Cv = (gpm/√DP) = (15/√3) = (15/1.732) = 8.66 • At 25 gpm, DP = (gpm/Cv)2 = (25/8.66)2 = 8.3 psi工作能力的表达: 10 吨 软化器意思: 一软化器的产水量为10 m³/hr = 10 x (4.4) = 44 gpm 线性流速的表达: 10 gpm/ft² (x) 2.33 = 23.3 m/h ,中国采用的线性流速为 20 到 30 m/h (4.3 to 8.6 gpm/ft²)体积流速的表达: 7.481 gpm/ft³ = 1 BV/min 加盐量: 15 lbs/ft³ (x) 16 = 240 grams/liter of resin 树脂量: 1 ft³ (x) 28.3 = 28.3 liters of resin 树脂的交换能力: 30 Kgr/ft³ (x) 2.29 = 68.7 grams CaCO3/liter of resin 总硬度: 171 ppm = 171 mg/l = 171 grams/m³ = 10 grains/gallon在中国锅炉锅炉给水应用中,可以接受的硬度泄露: 0.03 Meq/l 或 0.03 Meq/l (x) 50 = 1.5 mg/l(以CaCO 3计)水压: 30 psig (x) 0.00689 = 0.207 Mega Pascals事例: TH = 100 mg/l, 去除的硬度容量 = 68.7 grams = 68700 mg 软水量 = (68700 mg)/(100 mg/l) = 687 L 或 (68.7 g)/(100 g/ m³) = 0.687 m³•NaCl •日晒盐 48 - 50% void volume 69 lbs/cu.ft. •矿盐 41% void volume 76 lbs/cu.ft.•Rust Rem. Pellets 48 - 52% void volume 70 lbs/cu.ft. •NaCl 和 KCl 数据 (At 20ºC or 68ºF) •1 加仑水溶解盐量 : 3 lbs. of NaCl •I 加仑 NaCl 饱和溶液中 : 2.6 lbs. of NaCl •1 加仑水的溶解盐量 : 2.8 lbs. Of KCl •1加仑KCl 饱和溶液中 :2.5 lbs. of KCl成分含量， mg/L珠江长江黄河黑龙江闽江塔里木河松花江Ca2+18.0 28.9 39.1 11.6 2.6 107.6 12.0 Mg2+ 1.1 9.6 17.9 2.5 0.6 841.5 3.8 Na++K+16.1 8.6 46.3 6.7 6.7 10265.0 6.8 HCO3-128.9 162.0 54.9 20.2 117.2 64.4 SO42-34.8 13.4 82.6 6.0 4.9 6052.0 5.9 Cl-7.3 4.2 30.0 2.0 0.5 14368.0 1.0 含盐量110.2 193.6 377.9 83.7 35.5 31751.3 93.9某些淡水湖泊、水库水质组成成分含量， mg/L南湖（武汉）洪湖（湖北）立新城水库藏（长春）Ca2+18.9 22.4 20.5 Mg2+ 1.83 3.17 5.61 Na++K+17.9 11.4 3.17 HCO3-70.7 75.3 79.9 SO42-15.8 10.3 5 Cl-13.7 4.55 7.1 含盐量138.7 127.12 121.3某些地下水水质组成成分含量， mg/L石家庄井水哈尔滨井水天津井水湖南某井水Ca2+82.9 78.2 8.0 2.8Mg2+19.8 12.8 3.7 1.6 Na++K+16.2 23.5 317.0 5.3HCO3-219.6 317.2 464.0 9.8SO42-37.3 8.0 48.0 9.0二、全自动软水器全自动软水器就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，流量或感应器等方式来启动再生。