Softener คือระบบแลกเปลี่ยนไอออนประจุบวก(Cation Exchange) ใช้เรซินชนิด SAC (Strong Acid Cation, รูปโซเดียม) เพื่อแทนที่ Ca²⁺ และ Mg²⁺ (ความกระด้าง) ด้วย Na⁺ ทำให้ลดการเกิดตะกรันในหม้อไอน้ำ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และ RO เมมเบรน

---

หลักการทำงาน

• โหมดผลิตน้ำอ่อน (Service): R–Na + Ca²⁺ → R–Ca (ยึดติด) และ Na⁺ ออกสู่ท่อ

• โหมดฟื้นสภาพ (Regeneration): เติมน้ำเกลือ NaCl เข้มข้นให้ R–Ca กลับเป็น R–Na

ความสำคัญคือ “ความจุใช้งานต่อรอบ” (Working Capacity) และ "Hardness Leakage"

---

ค่าพื้นฐานที่ใช้ในงานออกแบบ

• หน่วยความกระด้าง: mg/L as CaCO3 (แนะนำให้แปลงเป็นหน่วยนี้)

• 1 meq/L hardness = 50 mg/L as CaCO3

• 1 ft³ เรซิน ≈ 28.3 L เรซิน

• ความจุใช้งานของเรซินต่อรอบ (ขึ้นกับปริมาณเกลือที่ใช้ฟื้นสภาพ):

  • ประหยัดเกลือ: 80–100 g NaCl/L resin → ~1.0–1.2 eq/L (≈ 50–60 g CaCO3/L)

  • มาตรฐาน: 120–160 g NaCl/L resin → ~1.3–1.6 eq/L (≈ 65–80 g CaCO3/L)

ตัวเลขข้างต้นเป็นช่วงใช้งานทั่วไปสำหรับเรซิน SAC 8–10% crosslink และน้ำประปาทั่วไป ควรอ้างอิง datasheet ผู้ผลิตเพื่อปรับค่าใช้งานจริง

---

ขั้นตอนการคำนวณ

1) ภาระความกระด้างต่อวัน

คำนวณจากอัตราการใช้น้ำและความกระด้างน้ำดิบ

หรือถ้าต้องการหน่วย g/day:

2) ความจุใช้งานของเรซินต่อรอบ (เลือกตามเกลือที่ต้องการใช้)

สมมติเลือกแบบมาตรฐาน 140 g NaCl/L resin → working capacity ≈ 1.5 eq/L

แปลงเป็น g CaCO3 ต่อ L เรซิน:

ตัวอย่าง: 1.5 eq/L → 75 g CaCO3/L ต่อรอบ

3) ปริมาตรน้ำที่ให้ผลิตได้ต่อรอบ (ก่อน regen)

4) ความถี่การฟื้นสภาพ (ชั่วโมงต่อรอบ)

5) ปริมาณเกลือที่ต้องใช้ต่อรอบ

ตัวอย่าง: เรซิน 100 L, ใช้ 140 g/L → 14 kg NaCl ต่อรอบ

---

ตัวอย่างคำนวณ

เงื่อนไข:

• น้ำดิบ: ความกระด้าง 200 mg/L as CaCO3

• อัตราใช้น้ำเฉลี่ย 10 m3/h (16 ชม./วัน = 160 m3/day)

• เลือกเรซิน 150 L

• เลือก salt dose = 140 g/L (มาตรฐาน) → working capacity ≈ 1.5 eq/L → 75 g CaCO3/L

1. ความจุรวมต่อรอบ

2. ปริมาตรน้ำต่อรอบ

3. เวลาให้บริการต่อรอบ

4. เกลือต่อรอบ

ดังนั้นรอบนี้ให้บริการ ~5.6 ชม. ต่อการฟื้นสภาพ 1 ครั้ง (สำหรับเงื่อนไขโหลดดังกล่าว)
ถ้าต้องการยืดรอบให้ยาวขึ้น อาจเพิ่มเรซิน หรือลดความกระด้างก่อน (pre-treatment) หรือยอมใช้ salt dose สูงขึ้น (แลกกับประสิทธิภาพเกลือที่ลดลง)

---

ค่าการออกแบบทั่วไป (Thumb Rules)

• อัตราการไหล: 10–20 BV/h (Bed Volumes per hour)
  (BV/h = m3/h หารด้วยปริมาตรเรซิน (m3))

• Backwash: 3–5 BV/h, 8–12 นาที (ปรับตามอุณหภูมิ/การขยายตัวของเรซิน)

• ดูดน้ำเกลือ (Brine draw/slow rinse): 30–60 นาที

• ล้างเร็ว (Fast rinse): 10–20 นาที

• เกลือ: 80–160 g NaCl/L resin ต่อรอบ (ตามความต้องการ capacity/เกลือ)

---

ระบบควบคุมและจัดวาง (Skid/Valve/Instrumentation)

• ควบคุมแบบ time-based, volume-based (metered) หรือ hardness-based (online analyzer)

• แบบหลายถัง: Duplex alternating (1 ทำงาน 1 regen), หรือ Triplex (duty/assist/standby) เพื่อให้บริการต่อเนื่อง

• จุดวัดสำคัญ: inlet hardness, outlet hardness (leakage), ΔP, brine strength, flow totalizer

---

Hardness Leakage 

• ค่าออกแบบทั่วไป: 0.5–3 mg/L as CaCO3 (ขึ้นกับคุณภาพเรซิน, salt dose, อัตราการไหล, pH, Na+/H+ competition)

• รั่วสูงขึ้นเมื่อ: salt dose ต่ำเกินไป, อัตราการไหลสูงเกิน (short contact), มี Fe/Mn/SiO2 เกาะเรซิน, หรือฟื้นสภาพไม่ครบขั้นตอน

---

การบำรุงรักษาและอายุการใช้งาน

• อายุเรซิน: ~5–7 ปี (ขึ้นกับ Fe, Mn, คลอรีน, อุณหภูมิ และการฟื้นสภาพ)

• หลีกเลี่ยงคลอรีนอิสระสูงต่อเนื่อง (ทำให้เรซินกรอบ)

• ล้างกรองสลับกรด/ด่าง (ตามคู่มือผู้ผลิต) หากมี Fe/Organic fouling

• ตรวจวาวล์/อินเจ็คเตอร์น้ำเกลือ/อีเจ็คเตอร์เป็นระยะ

---

เคมีและการเตรียมน้ำเกลือ

• นิยมใช้น้ำเกลือ ~8–10% w/w สำหรับการฟื้นสภาพ (brine draw)

• เกลือเกรดอุตสาหกรรม/เม็ด (pellet) ละลายสะดวกและสิ่งเจือน้อย

• รางเกลือ/ถังเกลือควรมีระบบป้องกันก้อนแข็งและการอุดตันของ ejector

---

Initial Specification

• Resin: SAC, 8–10% crosslink, food grade (ถ้าใช้กับน้ำดื่ม/อาหาร)

• Vessel: FRP/Steel lined, with underdrain/strainer ที่รองรับ backwash

• Service flow: 10–15 BV/h (ปรับตาม leakage เป้าหมาย)

• Regeneration: 120–160 g NaCl/L resin, brine ~8–10%, slow rinse 30–45 min, fast rinse 10–15 min

• Control: meter-initiated regeneration + hardness monitor at outlet (option)

• Safety: overflow, drain, brine tank vent, anti-siphon

---

Troubleshooting สั้น ๆ

---

สูตรสรุป

คำนวณภาระความกระด้างรายวัน

ปริมาตรน้ำต่อรอบ

เวลาบริการต่อรอบ

เกลือที่ใช้ต่อรอบ

แปลงความกระด้าง