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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份不同、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Ca2+ 、镁Mg2+ 离子。当原水通过软水器时，水中的钙、镁离子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。
用来衡量钙镁离子总量的指标是硬度，总的说来，水的硬度主要由钙（Ca2 +）、镁（Mg2+）离子构成的，其具体指标是同类离子折合为碳酸钙来计时的数值，目前标准单位是mmol/L（毫摩尔每升）。传统的单位有mgN/L （毫克当量每升）、德国度、美制（英制）等，目前在国内常用的硬度单位是mg/L（毫克每升）、mmol/L（毫摩尔每升）、mgN/L（毫克当量每 升），偶尔会有用户使用德国度，用德国度除以2.8即可换算为国标的数值mmol/L（毫摩尔每升），如果采用美制的Grain/Gallon（格令每加仑）。
由于水垢的沉积对人们的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而损伤部件、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。
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：
1、工作（有时叫做产水，下同）、反洗、吸盐（再生）、慢冲洗（置换）、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的基础上发展来的（其中，全自动软化水设备会增加盐水重注过程）。
2、反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部**很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能*曝露出来，再生的效果才能得到保证。反洗过程就是水从树脂的底部洗入，从顶部流出，这样可以把顶部**下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。
3、吸盐（再生）：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的内置喷射器将盐水吸入（只要进水有一定的压力即 可）。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分钟左右，实际时间受用盐量的影响。
4、慢冲洗（置换）：在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仍有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，这个过程中是再生的主要过程，所以很多人将这个过程称作置换。这个过程一般与吸盐的时间相同，即30分钟左右。
5、快冲洗：为了将残留的盐*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zui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。
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、流量或其它感应器等方式来启动再生。全自动软水器的基本构成为：FLECK、AUTOTROL多路控制阀、玻璃钢罐、树脂（含001×7树脂）、盐箱及管路系统。
我们都知道,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，这些沉淀物可以是以絮状、粉末状，或沉积在容器、管道表面，形成水垢。
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