软化水处理设计计算书
软化水简明方案
甘肃民勤县自来水公司-----3000t/d软化水处理工程简明设计方案一、工程概况项目名称：甘肃民勤县自来水-----3000t/d软化水处理工程设计根据进出水要求，将部分水软化后混合，使自来水出水硬度达到国家行业指标。
二、设计参数2.1 原水水质设计水源采用经过混凝过滤处理后的水源，具体信息如下：●水源压力水源压力：0.25-0.3MPa2.2 系统出力Q=3000m3/d=125t/h三、设计依据3.1 业主项目信息3.2 《水处理设备技术条件》JB/T2932-19993.3 《室外给水设计规范》GBJ13-863.4 《工业用水软化、除盐设计规范》GBJ109三、处理工艺及其相关计算3.1 工艺选择由于出水硬度要求≤200mg/l，如果将所有的水进行软化，则出水硬度将全部≤5mg/l，这将造成极大的能源浪费。
因此本设计将部分水软化后和原水混合，使混合后出水的水质硬度≤200mg/l。
具体混合比例根据加权法计算。
3.2 处理工艺●主体处理工艺↓↓→ → 软化水处理设备→ 混合装置→●再生工艺→溶盐罐→ 溶液池→盐喷射器→ 软化水设备↑→再生泵说明： 1. 框内设备或构筑物为客户现有设备或装置。
2. 出水池兼作软化水的再生水池。
3. 消毒装置视水质情况而定，该装置不包括在报价范围内。
3.3 相关工艺计算3.3.1 混合比例的计算●原水总硬度为H=431mg/l=8.62mmol/l，水量为125t/h，要求出水总硬度为200mg/l，●软化后出水的总硬度为5mg/l; 暂定需要软化的水量为X，根据加权法计算如下：5*X/125+431*(125-X)/125=200X=67.78 t/h说明：设计需要考虑10%的可调余量，而且软化水需要一定的再生自耗水量(10%)，因此需要软化的水量X=67.78/(0.9*0.9)=83.68t/h软化水处理量设计能力按照:85t/h计算3.3.2 再生周期的计算●设计采用强酸钠离子交换树脂，其工作交换容量为800-1000mol/m3，设计取值900mol/l●逆流再生钠离子交换器的空塔流速一般为15-20m/h，设计按照18m/h，因此需要钠离子交换器的截面积为F=Q/v=85/18=4.7m2，直径为2446mm，设计选用直径为2500mm的钠离子交换器。
水处理计算
名称符号单位计算公式需要软化水量Q m3/h已知原水(进水)总硬度H0mg/L(以CaCO3)表示已知(4me/L)软化水(出水)硬度H1mg/L(以CaCO3)表示已知水质标准(≤0.03me/L)离子交换剂选定(001×7强酸阳离子)软化速度v m/h查表交换器计算截面积F m2F=Q/v交换器同时工作台数n台选定交换器选用台数台2n或n+1交换器计算直径Ø1m（F/0.785n)0.5选用交换器直径Øm选定交换器实际截面积F1m2F1=0.785Ø2实际软化速度v1m/b v1=Q/(n*F1)树脂工作交换容量e kgCaCO2/m3查表交换层高度h1m查表或根据产品资料压层高度h2m查表或根据产品资料树脂密度γt/m3查表交换层树脂体积V m3V=F1*h1交换器树脂总装截量G kg/台G=γ*(h1+h2)*F1*1000每台交换器工作交换容量E kgCaCO2/台E=e*V软化水产量Qc m3/台Qc=1000*E/(Ho-Hc)再生置换软化水自耗量q c m2/(台.次)查表5-26软化供水量Qg m3/台Qg=Qc-q c交换器运行延续时间T h T=n*Qg/Q再生一次耗盐量B kg/台B=Z*E 查表5-26配制再生液耗水量Q b t/(台.次)Q b=(B Na/10Cy)-(B Na/1000)再生用清水总耗量Q h m3/台查表每台交换器周期总耗水量∑Q m3/台∑Q=Qg+Qh+q c交换器进水小时平均流量Qp m3/h Qp=n*∑Q/T交换器正洗流速Vz m/h查表交换器进水小时最大流量Q MAX m3/h Q MAX=(n*v1+v2)*F1本计算是根据《工业锅炉房实用设计手册>进行的耗盐量估算数值附注18红色为输入数值2002001me=0.5mmol1.5 1.5树脂23一般取20~300.782608712其中一台再生备用0.998475710.78522.92993645一般取40~502一般取1.5或20.2一般取0.20.8一般为0.65-0.851.571381.670.65355.9194H0≤1.5mg/L1.6354.319419.684411T≥12~24141.3Z为再生剂单耗一般取298.7687Cy一般取79.5365.419418.56389820一般取15~2033.7除掉CaCO33.573KG/H2kgNaCL/kgCaCO3(指标）7.146nacl耗量0.397nacl单位耗量 kg/m3水.h7.146nacl耗量 18m3水.h19.77再生一次耗时间。
软化水处理设计计算书
小正洗时间： =10 min
小正洗耗水量： =3.14×15×10/60=7.85 m3
正洗水单耗： =5 m3/m3（R）
正洗流速： =15 m/h
正洗水耗量： =5×3.14×2.0=31.4 m3
正洗时间： =60×31.4/（3.14×15）=40 min
再生一次总耗水量：
= /（1.189×1000）=1695/1189=1.43 m3
浓度为5%食盐溶液用量 ：
=423.63/5%=8473 kg
换算成5%浓度食盐溶液的体积 ：
= /（1.034×1000）8473/1034=8.2 m3
稀释水量： =8.2-1.43=6.77 m3
反洗流速： =10 m/h
反洗时间： =5 min
反洗耗水量： =3.14×10×5/60=2.62 m3
放水时间： =5 min
进盐液流速： =5 m/h
进盐液时间： =60×8.2/（3.14×5）
=31.34 min
置换流速： =5 m/h
置换耗水量： =0.5×2.0×3.14=3.14 m3
置换时间： =60×3.14/（3.14×5）=12 min
每台交换器每周期吸收硬度总量 :
=52.3×24.86×3.62=4707 mol/周期
取再生用盐酸量：90 g/mol
每台交换器再生一次用盐量（100%） ：
=90×4707/1000=423.63 kg
浓度为25%食盐溶液用量 ：
=423.63/25%=1695 kg
换算成25%浓度食盐溶液的体积 ：
总硬度Ho：3.62 mmol/L
2
系统选择
软化器设计计算书
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 (7)二、全自动软水器 (7)三、影响软水器交换容量的因素 (9)1. 流速(gpm/ft，m/h) (9)2. 水与树脂的接触时间：（gpm/ft3） (9)3. 树脂层的高度 (10)4. 进水含盐量 (11)5. 温度 (13)6. 再生剂质量(NaCl) (13)7. 再生液流量 (14)8. 再生液浓度 (15)9. 再生剂用量 (16)10. 树脂 (16)四、自动软水器设计 (16)1. 软水器设备应遵循的标准 (16)2. 全自动软水器主要参数计算 (17)1) 反洗流速的计算: (17)2) 系统压降计算 (17)3. 软水器设计计算步骤 (17)计算示例 (19)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。
30吨每小时温泉水软化方案
温泉软化水处理系统（30m³/h）设计方案目录1、工程概况 (1)2、设计原则 (1)3、主要技术参数及要求 (1)3.1设计规模 (1)3.2进水水质 (1)3.3出水水质 (2)3.4方案选择 (2)4、净化工艺方案设计 (2)4.1工艺流程图 (2)4.2工艺单元描述 (3)4.3针对温泉水软水处理应用中，纳米沉析软化技术的优势 (7)4.5纳米沉析软化系统案例 (10)5、主要设备设计选型 (12)纳米沉析软化系统（NPS） (12)5.1提升泵 (12)5.2 纳米沉析软化净化系统 (12)5.3 纳米沉析软化系统再生反冲洗系统 (13)5.4 石英砂过滤系统 (14)1、工程概况温泉原水温度：65℃～70℃温泉原水硬度：475mg/L左右水量：30吨每小时2、设计原则严格执行国家关于环境保护的政策，符合国家、省市的有关法规、规范和标准。
采用技术先进可靠、经济合理、符合当地的高效节能、操作简单的井水净化工艺，确保井水净化效果，尽量减少占地面积、工程总投资和日常运行费用。
对公司井水实行综合治理，采取全面规划实施的原则，使工程建设与生产相协调，又最大限度地发挥工程的环境效益、经济效益和社会效益。
采用成熟、可靠的控制系统，逐步实现科学自动管理，尽量减轻劳动强度，做到技术先进、经济合理。
积极妥善地采用新技术，在合理利用资金的同时，充分利用先进的技术和设备，以提高行业的设备和技术水平。
3、主要技术参数及要求3.1设计规模项目总软化系统处理量30m3/h。
3.2进水水质温泉原水，硬度475mg/L3.3出水水质保证出水水质，不会使用水设备及水泵管道结垢。
出水硬度200左右。
3.4方案选择(1)选择合适的净化工艺可以明显的降低软化水处理系统的投资和日常运行费用，并直接关系到软水处理系统的净化效果、运行稳定性和管理操作难易，因此必须慎重；(2)决定软化水处理工艺的几个主要因素首先是原水的水质、水量，要求的用水水质标准，其次是当地的自然环境，允许占地面积需要对各方面进行综合考虑；(3)水质分析：本项目为温泉水软化项目，针对公司之前对此类项目的经验效果，制订经济有效的工艺方案；(4)工艺确定：在工艺选择时要克服传统工艺流程复杂、占地面积大等缺点，综合考虑净化效果、使用年限、运行管理、运输施工等各个方面，经综合比较后选用纳米沉析软化系统与满室床钠离子反应系统相结合作为处理工艺，确保净化后的水质能满足用水设备进水的相应标准的要求，并在最大程度上满足节省运行费用、简化运行管理。
全自动软化水设备计算
全自动软化水设备计算
一、电离计算
软水设备主要通过电离去除水中的离子，所以要进行软水设备的计算，必须先进行电离计算，首先根据用水量和盐度，确定每立方米水的电离量，由于软水设备的工艺要求，一般水的电离量不能超过200mg/L，因此可以
得到最小电离量，其计算公式为：
最小电离量（mg/L）= （用水量（m3/h）*盐度）/ （2*0.2）
其中0.2为最大电离量，用水量m3/h表示每小时可用水量，盐度表
示水中离子含量。
二、Elimination Factor计算
污水去除因子（Elimination Factor，EF）是指污水处理过程中发生
的盐析出反应，用它可以直接表示污水处理效果的好坏，EF这个参数可
以计算出污水处理具体需要的装置的大小。
EF 的公式如下：
EF=1-（最大电离量-最小电离量）/最大电离量
其中，最大电离量为200mg/L，最小电离量为用水量和盐度所计算出
的数值。
三、技术参数计算
根据计算得出的EF值可以计算出软水设备的技术参数，包括软水设
备的最小电流密度、最大氯化物活性剂量、最小活性剂注入量、最小碱液量、最小注水量等，这些技术参数对软水设备的性能有重要影响，因此必
须精确计算。
具体计算公式为：
最小电流密度（A/m2）=（2*EF*最小电离量）/（最小时间间隔）。
软化器设计计算书 (2)
目录一、总述..........................................................1.锅炉水处理监督管理规则........................................2.离子交换树脂内部结构..........................................3.钠离子交换软化原理及特性:.....................................4.水质分析测试内容..............................................?PH值(Potential of Hydrogen).................................??...............................................?.........................................................?硬度值(HARDNESS)...........................................?碱度.......................................................?克分子(mol)................................................?当量..................................... 错误！未指定书签。
?克当量.....................................................?硬度单位...................................................?我国江河湖泊水质组成.......................................二、全自动软水器..................................................三、影响软水器交换容量的因素......................................1.流速(gpm/ft，m/h).............................................2.水与树脂的接触时间：（gpm/ft3）................................3.树脂层的高度..................................................4.进水含盐量....................................................5.温度 (8)6.再生剂质量(NaCl)..............................................7.再生液流量....................................................8.再生液浓度....................................................9.再生剂用量....................................................10.树脂.........................................................四、自动软水器设计................................................1.软水器设备应遵循的标准........................................2.全自动软水器主要参数计算......................................1)反洗流速的计算:...........................................2)系统压降计算..............................................3.软水器设计计算步骤............................................ 计算示例..............................................................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。
软化水系统设计方案
软化水系统设计方案一、设计基础1、设计依据及原则1、《水处理设备技术条件》JB/T2532-19992、《给排水标准规范实施手册》GBJ109-873、《全自动钠离子交换器技术条件》GB18300-20014、《工业锅炉水质》标准GB1576-20015、《橡胶衬里设备设计技术规定》CD130A15-856、《钢制压力容器》标准GB150-982、工程概况1、进水硬度：2、进水浊度：3、出水硬度：4、处理水量：5、工作压力：6、工作温度：7、控制方式：二、技术参数1、设备型号：2、罐体尺寸：3、树脂装填量：4、处理水量：5、周期制水量：6、再生浓度：8、储盐池储盐量：9、储盐池尺寸：10、运行流速：11、运行方式：12、再生方式：13、再生耗盐量：14、系统用电总负荷：〈1.0KW三、产品功能及特点隔膜阀采用耐腐蚀材料构成，性能可靠。
产水单元配有流量计，能够设定单元的最大产水累计量，并有显示仪表，可以随时观察瞬时流量以及当前的累计产水量。
系统采用PLC作为总控制部分，协调控制三个单元的动作，实时监控各个单元的动作。
系统可以根据现场情况，调整、优化再生的各部分的时间。
系统适用于现场无人值守的要求。
每个单元的产水量达到设定累计量后，系统自动启动再生指令。
系统对各个液位实时监测，能够针对各种状态自动采取相应的措施，如果系统自动采取的措施不能解决出现问题时，电控柜上有明显的故障指示来提示工作人员处理。
当问题解决后，报警立即自动取消，并正常工作。
该系统可以完全、彻底的实现手动/自动的切换，当自动控制系统出现任何意外情况下，只要有供电的情况下，都完全可以实现全部的手动操作。
四、系统方案说明软化系统说明当软化器运行时，原水自上而下通过树脂层，水中的钙、镁硬度不断被离子交换树脂吸附而除去，从而使硬水得到软化。
当出水达到一定量时，离子交换树脂会被钙、镁离子饱和而失效，失去软化的能力，须退出运行进行再生。
并由系统控制进行再生。
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序号
项目
设计计算数据、公式
备注
1
进水水质条件
阳离子阴离子
Na++K+= 0.84 mmol/L HCO3-= 2.94 mmol/L
1/2Ca2+= 2.39 mmol/L 1/2SO42-=0.92 mmol/L
1/2Mg2+= 1.23mmol/L Cl-= 0.54 mmol/L
=900mmol/L
再生剂耗量（HCl）：55 g/mol
树脂层高度 ：选用2.0 m
运行周期 ：
=2.0×900/（20×4.46）=20.2 h
交换器总面积 ：
=57.7/20=2.9 m2
交换器直径 ：
=4 /3.14=3.7
=1.9 m
选用直径 =2.0 m逆流再生氢离子交换器两台，一用一备
小反洗耗水量： =3.14×10×0.25=7.85 m3
放水时间： =5 min
进酸流速： =5 m/h
进酸时间： =60×10.247/（3.14×5）
=39.2 min
置换流速： =5 m/h
置换耗水量： =0.5×2.0×3.14=3.14 m3
置换时间： =60×3.14/（3.14×5）=12 min
小正洗流速： =15 m/h
小正洗时间： =10 min
小正洗水耗： =3.14×15×0.17=8 m3
正洗流速： =15 m/h
正洗水单耗： =3 m3/m3（R）
正洗水耗量： =3×3.14×2.0=18.84 m3
正洗时间： =60×18.84/（3.14×15）=25 min
再生一次总耗水量：
NO3-= 0.06 mmol/L
总阳离子CR=4.46 mmol/L总阴离子CA= 4.46 mmol/L
总碱度Ao：2.94 mmol/L
非碳酸盐硬度Hy：0.68 mmol/L
总硬度Ho：3.62 mmol/L
2
系统选择
进水强酸阴离子含量：
CQ=Cl-+NO3-+1/2SO42-=0.54+0.06+0.92=1.52 mmol/L
100%食盐溶液密度1.33 g/cm3
25%食盐溶液密度1.189 g/cm3
5%食盐溶液密度1.034g/cm3
取置换水量为树脂体积的0.5倍
9
除二氧化碳器选择
选择定型产品直径为1.5 m的除二氧化碳器一台
10
中间水箱容积
中间水箱的容积为贮存20~30 min系统的出水量
=100×30/60=50 m3
正洗流速： =15 m/h
正洗水耗量： =5×3.14×2.0=31.4 m3
正洗时间： =60×31.4/（3.14×15）=40 min
再生一次总耗水量：
=2.62+6.77+3.14+7.85+31.4=52m3
再生一次总耗时：
=5+5+31.34+12+10+40=103.3 min=1.752h
001×7强酸阳离子树脂工作交换容量 取900 mol/m3（R），树脂层高选2.0 m
运行流速： =20~30 m/h，取20 m/h
—阳树脂湿视密度取0.8 t/m3
8
钠离子交换器再生数据
每台交换器每周期吸收硬度总量l/周期
取再生用盐酸量：90 g/mol
每台交换器再生一次用盐量（100%） ：
=90×4707/1000=423.63 kg
浓度为25%食盐溶液用量 ：
=423.63/25%=1695 kg
换算成25%浓度食盐溶液的体积 ：
= /（1.189×1000）=1695/1189=1.43 m3
浓度为5%食盐溶液用量 ：
=423.63/5%=8473 kg
工作周期： =2.0×900/（20×3.62）=24.86 h
钠交换器总面积： =52.3/20=2.62 m2
交换器台数：选择2台，其中1台运行，1台备用
选2.0 m直径的无顶压法逆流再生交换器，实际面积
=3.14 m2
实际流速： =52.3/3.14=16.7 m/h
每台交换器湿树脂重量 ：
=3.14×2.0×0.8=5 t
换算成5%浓度食盐溶液的体积 ：
= /（1.034×1000）8473/1034=8.2 m3
稀释水量： =8.2-1.43=6.77 m3
反洗流速： =10 m/h
反洗时间： =5 min
反洗耗水量： =3.14×10×5/60=2.62 m3
放水时间： =5 min
进盐液流速： =5 m/h
进盐液时间： =60×8.2/（3.14×5）
换算成32%HCl体积 ：
=0.973/1.159=0.84 m3
故选择 =1.0 m3酸计量箱一台
换算成3%HCl再生剂体积 ：
=311.41×10-3/0.03×1.013=10.247 m3
再生剂稀释水量： =10.247-0.84=9.4 m3
小反洗流速： =10 m/h
小反洗时间： =15 min
进水碱度与硬度的比例：Ao/Ho=2.94/3.62=0.81
由于Ao/Ho>0.5，CQ<3mmol/L
故选用氢-钠并联离子交换系统
3
系统设计产水量
设计供水量： =100m3/h
系统自用水率： =10%
系统设计产水量： =
=（1+10%）100
=110m3/h
4
水量分配比例
通过氢离子交换器的水量 ：
=9.4+7.85+3.14+8+18.84=47.23m3
再生一次总耗时：
=5+15+39.2+12+10+24=105.2 min=1.75 h
1.159—32%HCl密度
1.013—3%HCl密度
置换水量为树脂体积的0.5倍
7
钠离子交换器选择
=900 mol/m3（R）
树脂层高： =2.0 m
=31.34 min
置换流速： =5 m/h
置换耗水量： =0.5×2.0×3.14=3.14 m3
置换时间： =60×3.14/（3.14×5）=12 min
小正洗流速： =15 m/h
小正洗时间： =10 min
小正洗耗水量： =3.14×15×10/60=7.85 m3
正洗水单耗： =5 m3/m3（R）
实际运行流速 ：
=57.7/3.14=18.4 m/h
实际运行周期 ：
=2.0×900/（18.4×4.46）=22 h
每台交换器装填湿强酸氢离子交换树脂的重量 ：
=3.14×2.0×0.8=5 t
001×7强酸阳离子树脂工作交换容量 取900
运行流速： =20~30 m/h，取20m/h
=1/4 ×3.14
=3.14 m2
—阳树脂湿视密度取0.8 t/m3
6
氢离子交换器再生数据
氢离子交换器每周期吸收阳离子总量 ：
=57.7×22×4.46=5662 mol/周
再生剂耗量（HCl） ：55 g/mol
再生一次用100%HCl量 ：
=55×5662/1000=311.41 kg
换算成32%HCl量 ：
=311.41/0.32=973kg=0.973 t
=（Ao-Ac） /（Ao+1/2SO42-+Cl-+NO3-）
=（2.94-0.6）110/（2.94+0.92+0.54+0.06）
=57.7m3/h
通过钠离子交换器的水量 ：
=110-57.7=52.3m3/h
Ac—氢-钠出水混合后水中的残余碱度，取0.6 mmol/L
5
氢离子交换器选择
强酸阳离子树脂工作交换容量 ：