钠离子交换器（又称钠床）是一种利用离子交换原理去除水中钙、镁离子（即 “硬度”）的设备，核心功能是将硬水软化，避免水垢生成。它广泛应用于锅炉给水、工业循环水、食品加工、洗衣房等需低硬度水的场景（如水垢会降低锅炉热效率、堵塞管道，影响设备寿命）。
基于离子交换树脂的选择性吸附：
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交换器内装填钠型阳离子交换树脂（树脂骨架上带有可交换的 Na?）。
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硬水（含 Ca2?、Mg2?）流经树脂时，树脂上的 Na?与水中的 Ca2?、Mg2?发生交换：
2R-Na + Ca2? → R?-Ca + 2Na?
2R-Na + Mg2? → R?-Mg + 2Na?
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结果：水中的钙、镁离子被树脂截留，树脂释放等量的 Na?进入水中，出水硬度大幅降低（通常可降至 0.03mmol/L 以下），实现 “软化”。
当树脂吸附的 Ca2?、Mg2?达到饱和（无法再软化水），需用氯化钠溶液（盐水）再生：
R?-Ca + 2NaCl → 2R-Na + CaCl?
R?-Mg + 2NaCl → 2R-Na + MgCl?
再生后，树脂恢复吸附能力，再生废液（含 CaCl?、MgCl?）被排出。
设备结构简单，主要由以下部分组成：
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交换柱（罐体）：容纳树脂的容器，材质根据水质选择（如玻璃钢、不锈钢、碳钢衬胶），直径和高度根据处理水量设计。
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离子交换树脂：核心吸附材料，常用001×7 强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂（钠型），具有机械强度高、交换容量大的特点。
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布水 / 集水装置：罐体内上下各设一组，确保水流均匀流过树脂层（避免偏流），提高交换效率。
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再生系统：包括盐箱（储存盐水）、盐泵（或射流器，输送盐水）、管路及阀门，负责再生时盐水的注入。
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控制系统：手动或自动控制（如 PLC），控制运行、再生、反洗等流程的切换（自动型可根据出水硬度或运行时间触发再生）。
完整周期包括运行（软化）、反洗、再生、置换、正洗五个阶段，自动型设备可按设定程序自动切换：
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原水从罐体上部进入，自上而下流过树脂层，钙、镁离子与树脂上的 Na?交换，软化水从底部流出至清水箱。
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关键：需监控出水硬度（超过设定值时停止运行，进入再生）。
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目的：松动树脂层（避免长期压实结块），冲洗树脂表面截留的悬浮物、泥沙等。
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操作：水从罐体底部进入，自下而上冲洗树脂，水流将树脂层托起并膨胀（膨胀率约 50%-70%），杂质随反洗水从顶部排出。
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时间：一般 5-10 分钟，至出水清澈为止。
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目的：用盐水置换树脂吸附的 Ca2?、Mg2?，使树脂恢复钠型。
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操作：盐水（浓度 8%-10%）通过射流器或盐泵从罐体上部（或中部）注入，缓慢流过树脂层（流速 5-8m/h），与树脂充分反应。
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时间：30-60 分钟（根据树脂交换容量和盐用量确定）。
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目的：将树脂层中残留的再生废液和反应产物（CaCl?、MgCl?）冲洗干净，同时利用盐水进一步再生未充分反应的树脂。
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操作：停止进盐水，继续进水（无盐水），水流方向同再生，将残留废液排出。
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时间：一般 30-40 分钟。
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目的：冲洗树脂层中残留的盐分（避免出水含过量 Na?），直至出水硬度、含盐量达标。
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操作：水从上部进入，自上而下冲洗树脂，排水从底部排出。
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终点：出水硬度≤0.03mmol/L，或电导率达标（一般 5-15 分钟）。
完成正洗后，设备回到 “运行” 阶段，开始下一个周期。
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树脂工作交换容量：单位体积树脂可吸附的钙镁离子总量（通常 800-1000mol/m3），决定运行周期长短。
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再生剂用量：通常按树脂理论交换容量的 1.5-2 倍投加（如 1L 树脂需 8-15g NaCl），用量不足会导致再生不彻底，过多则浪费盐且增加正洗时间。
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运行流速：一般 15-25m/h（流速过高会缩短水与树脂的接触时间，降低软化效果；过低则效率低）。
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出水硬度：合格软化水硬度应≤0.03mmol/L（生活用水）或更低（如锅炉用水需≤0.015mmol/L）。
