第九章软化与除盐（Softening and Salt Removal）
第1节概述
一、水中主要溶解杂质
离子：Ca2+, Mg2+, Na+(K+)
HCO3-, SO42-, Cl-
一般Fe2+, SiO32-含量较少。
气体：CO2,O2
总硬度：Ca2+, Mg2+,
碳酸盐硬度（暂时硬度）
非碳酸盐硬度
含盐量：∑阳＋∑阴
软化：降低硬度
除碱：HCO3－（锅炉给水、碱度太高，会汽水共沸）
除盐：降低含盐量
二、硬度单位
mmol/L, meq/L, 度（我国用德国度）
德国度＝10 mg CaO/L 美国度＝1mg CaCO3/L
三、水的纯度
以含盐量或水的电阻率表示（单位：欧姆厘米）
淡化水：高含盐量水经局部处理
脱盐水：相当于普通蒸馏水，含盐量1－5mg/L
纯水：亦称去离子水，含盐量<1mg/L
高纯水：含盐量<0.1mg/L
四、软化和除盐基本方法
1.软化
(1)加热去除暂时硬度
(2)药剂软化：根据溶度积原理
(3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。
2.除盐
蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法
第2节药剂软化法
一、石灰软化法：
CaO + H2O = Ca(OH)2
CO2 + Ca(OH)2 ---CaCO3↓+ H2O
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 --- 2CaCO3↓ + 2H2O
Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 --- 2CaCO3↓+ Mg(OH)2↓+2H2O
若碱度>硬度，还应去除多余的HCO3－
若水中存在Fe离子，也要消耗Ca(OH)2
所以，石灰投加量：
[CaO] = [CO2] + [Ca(HCO3)2] + 2[Mg(HCO3)2] + [Fe] +a
为尽量降低碳酸盐硬度，石灰＋混凝沉淀可以同时进行。
注意：石灰法只能降低碳酸盐硬度以及降低水中的碱度
二、石灰－纯碱法
去除碳酸盐和非碳酸盐硬度
CaSO4 + Na2CO3 ----CaCO3↓+ Na2SO4
MgSO4 + Na2CO3 ---MgCO3 + Na2SO4
MgCO3 + Ca(OH)2– CaCO3↓+Mg(OH)2↓
但纯碱太贵，此法一般不用。
三、石灰－石膏法
当原水的碱度大于硬度，即负硬度（有碱度存在时）出现时
2NaHCO3 + CaSO4 + Ca(OH)2----- 2CaCO3↓ + Na2SO4 + 2H2O
第3节离子交换基本知识
一、离子交换剂：
磺化煤（煤磨碎后经浓硫酸处理得到）
离子交换树脂
二、离子交换树脂
1．结构
* 母体（骨架）：高分子化合物和交联剂经聚合反应而生成的共聚物根据组成母体的单体材料：苯乙烯（最广泛）、丙烯酸、酚醛系列* 活性基团：遇水电离，称为固定部分和活动部分
具有交换性（可交换离子）
如聚苯乙烯磺化――磺酸基团（－SO3H）
一种强酸性阳离子树脂
强酸阳离子：RSO3H
弱酸阳离子：RCOOH
强碱阴离子：R≡NOH季胺
弱碱阴离子：R≡NHOH叔胺
R＝NH2OH仲胺
R－NH3OH（伯胺）
* 微孔形态：凝胶型、大孔型、等孔型等
2．命名
全名称：（微孔型态）（骨架名称）（基本名称）
如凝胶型苯乙烯系强酸型阳离子交换树脂
为了区别同一类树脂的产品，有时在前面加上一些数字。
3．主要性能
1）密度：湿真密度：1.1-1.3 g/ml 溶胀后的质量与本身所占体积之比（不包括树脂颗粒之间的孔隙），用于确定反冲洗强度，混合床的分层
湿视密度（堆积体积）：0.6-0.85 g/ml 计算树脂用量
2）交换容量：是树脂最重要的性能，表示树脂交换能力的大小。
以体积和重量两种表示方式。
全交换容量：可用滴定法测定或从理论上计算
工作交换容量：实际工作条件下的，全的60－70％
3）离子交换树脂的选择性
与水中离子种类、树脂交换基团的性能有很大关系，同时也受离子浓度和温度的影响。
在常温和低浓度时：
* 离子电荷愈多，愈易被交换
* 原子序数愈大，即水合半径愈小，愈易被交换：
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+= NH4+ >Na+>Li+
SO42->NO3->Cl->HCO3->HSiO3-
* H＋和OH－的交换选择性与树脂交换基团酸、碱性的强弱有关。
对于强酸阳树脂：H+>Li+
而对于弱酸阳树脂：H+>Fe3+
三、离子交换平衡
离子交换也是一种化学反应，存在交换平衡。
RA + B- --- RB +A+
离子交换选择系数为：
K A B= [RB][A+]/[RA][B+] 该值>1，有利于交换反应的进行。
第4节离子交换软化
一、阳离子交换树脂特性
分强酸和弱酸。强酸主要有RNa 和RH。
1．RNa
2RNa + Ca2 +--- R2Ca + 2Na+
2RNa + Mg2+ --- R2Mg + 2Na+
特点：去除碳酸盐和非碳酸盐硬度，总含盐量（阳离子总重量）有所变化，但碱度不变。
2．RH
碳酸盐硬度，生成CO2、H2O―――同时碱度也去除了。
非碳酸盐硬度，生成H2SO4，HCl ――出水酸性
对于Na+, RH + NaCl ---RNa +HCl --- 产生钠型树脂，但不起软化作用
出水水质变化见图21－14。
※开始时出水呈酸性。
※Na＋开始泄漏时，出水酸度急剧下降。
※之后，RH交换转变为RNa型运行模式，对Ca和Mg仍有交换能力。出水Na离子逐渐超过原水中的浓度，呈碱性。
※然后硬度离子开始泄漏
出水中离子泄漏的顺序为：H＋、Na＋、Mg2＋、Ca2＋
失效点控制：脱碱，以Na泄漏为准
软化，以硬度离子泄漏为准。
3．弱酸型RCOOH（目前应用广的主要是丙烯酸型）
由于电离较弱，只能去除碳酸盐硬度
2RCOOH + Ca(HCO3)2 ----- (RCOO)2Ca + 2H2O +CO2↑
但交换容量大（活性基团多），比强酸型高一倍。
再生容易。
二、离子交换软化系统
1．RNa 系统
原水碱度低（因为RNa不能去除碱度），不要求降低碱度的情况。
可采用一级或二级串联。
2．脱碱软化系统
1〕H－Na 并联
A原：进水碱度
A混：混合水中的残留碱度
S：进水中SO42－、Cl－含量之和, 当量浓度
Q H：进RH水量， Q N：进RNa水量
※第一种情况：RH以Na＋泄漏为准
经RH产生的强酸量 S Q H
经RNa后的碱度 A原Q N =A原 (Q-Q H)
混合水中的剩余碱度 Q A混
物料平衡:
A原 (Q-Q H) – S Q H＝A混Q
Q H＝ (A原－A混)/（A原＋S）×Q
Q N＝（A混＋S）/（A原＋S）×Q
※第二种情况：RH以硬度离子的泄漏为准。此时，RH只是用来去除水中的硬度，因此，在一个运行周期的出水中Na+的平均含量和原水中的Na+含量相同，RH出水酸度的平均值和原水中的非碳酸盐硬度相当，而不是和原水中的强酸根含量相当。
则RH产生的酸度＝非碳酸盐硬度HF
同样推出：
Q H＝（A原－A混）/（A原＋HF）×Q
Q N＝（A混＋HF）/（A原＋HF）×Q
但应注意RH出水在一个周期内是不均匀的？在任何时间都保证不出现酸性水很难。
2）H－Na 串联系统
水量分配公式与并联时的相同。
这种型式可以降低RNa的负荷。
H-Na并列:适用于碱度高的原水。因为只有一部分水过RNa。投资省
H-Na串联适用于硬度高的原水，出水水质能保证。运行安全可靠。CO2产生量：1mmol/L的HCO3-产生44mg CO2/L
三、固定床离子交换软化设备
1．离子交换装置的分类
固定床：单床、双层床、混合床
连续床：移动床和流动床
2．固定床的工作过程
饱和曲线
任意时刻树脂层存在三个区
※饱和区（失效区）
※交换区（交换带）：工作层
※未交换区
从交换带来讲，要经历两个阶段：1）首先是形
成阶段，2〕下移阶段
为保证一定的水质：
应有一个保护层≥交换带高度
交换带的影响因素：水流速度、树脂大小、原水
水质
3．工作交换容量
在给定工作条件下的实际交换能力。
P1：再生完毕，软化开始前树脂层中残存的硬度离子所占的百分数 P3：软化结束时，树脂层中交换不到的部分所占的百分数。
P2：工作交换容量
P1＋P2＋P3＝100
影响因素：再生程度、软化时的流速、原水水质
4．树脂再生
固定床再分为顺流再生和逆流再生两种。
逆流再生：降低再生剂用量；出水质量提高、工作交换容量提高。RNa型：用NaCl再生
RH型：用HCl 或H2SO4再生。
第5节离子交换除盐
需求：高温高压锅炉的补给水、某些电子工业用水等
一、阴离子树脂特性
阴树脂是在粒状高分子化合物母体的最后处理阶段导入各种胺基而成的。
1．强碱性阴离子树脂
※可以交换经H离子交换出来的各种阴离子。
SO42－、Cl－、HCO3－、HSiO3-
※为彻底除硅：阴离子树脂进水的pH必须较低
ROH + H2SiO3---- RHSiO3 + H2O
若进水酸性降低，则
ROH + NaHSiO3---- RHSiO3 + NaOH
生成的NaOH阻碍反应向右进行。
※化学稳定性比阳树脂差。
●易受氧化剂的氧化而变质。特别是其中的氮氧化后，碱性逐渐变弱。交换容量逐渐较少。
●抗有机物污染能力较差――交换能力逐渐降低。原因尚不清楚。但一般认为阴树脂的交
联程度不均，有机物易被交联紧密部分卡住。
2．弱碱性阴树脂
※只能与强酸阴离子交换反应（以酸形式存在时）。
如：R-NH3OH +HCl = R-NH3Cl + H2O
※极易再生
※与强碱阴树脂一快用
弱碱――去除强酸阴离子
强碱――去除其他阴离子
同时，强碱阴树脂的再生废碱液――再生弱碱性阴树脂
※树脂内部孔隙较大，抗有机污染能力较强，交换容量较大。
二、复床除盐
1）强酸－脱气－强碱：最基本
2）强酸－脱气－弱碱－强碱
适用于有机物含量高，强酸阴离子多的情况
三、混合床
阳、阴树脂按比例混合装在同一反应器内。
再生时分层再生，使用时均匀混合。
相当于许多阳、阴树脂交错排列而成的多级复床。
一般交换反应为：
RH＋ROH＋NaCl ---- RNa＋RCl＋H2O
平衡常数（选择性系数）K=K H Na K OH Cl1/K H2O>>1 交换反应远比复床彻底得多，出水纯度高。体内再生：见图。
特点（与复床比较）：出水水质好而稳定，交换终点明显，设备也比较少。
缺点：是树脂交换容量的利用率比较低，损耗率大。再生操作复杂。
应用：在除盐系统的最后，起精加工作用。
四、双层床
1．阳离子
弱酸型：去除碳酸盐硬度
强酸型：去除非碳酸盐硬度
应用：硬度和碱度接近或硬度略大于碱度，Na＋含量不大的水质条件。
2．阴树脂双层床
弱碱：去除强酸阴离子
强碱：去除弱酸阴离子
注意再生条件：防止胶体硅胶聚集在弱碱树脂上
第6节离子交换法处理工业废水
一、离子交换处理工业废水的特点
1．工业废水水质复杂：含各种悬浮物和油类、溶解盐类
适当预处理
2．pH的影响：影响某些离子在废水中的形态，影响树脂交换基团的离解。
3．温度影响：温度高，有利于交换速度的增加，但对树脂有损害，适当降温。
4．高价金属离子：引起中毒，用高浓度酸再生
5．氧化剂：尽量采用抗氧化性好的树脂
6．有机污染：可采用大孔型树脂
7．再生：再生剂的选择要考虑回收有用物，不能回收时，要进行妥善处置。
二、应用
重金属废水，回收重金属
例如：处理含铬废水
六价铬：铬酸根CrO42-和重铬酸根Cr2O72-，两种的比例与pH有关。酸性条件下，主要是Cr2O72-
三价铬：Cr3+
阳树脂去除三价铬：
3RH + Cr3+ ---R3Cr + 3H
阴树脂去除六价铬：
2ROH + CrO42- --R2CrO4 + 2OH-
2ROH + Cr2O72- -- R2Cr2O7 +2OH-
失效后再生：
R3Cr + 3HCl ----3RH + CrCl3
R2CrO4 + 2NaOH ----2ROH +Na2CrO4
R2Cr2O7 + 4NaOH----2ROH + 2Na2CrO4 + H2O
阴树脂的洗脱液再经一级RH回收铬酸。
4RH + 2Na2CrO4 ---4RNa + H2Cr2O7 + H2O
脱钠柱失效后再用HCl再生：
RNa+HCl---RH+NaCl
关于高温水一级网安装除氧软化设备 的可行性分析报告 一、概述 沈阳华发热力有限公司高温水一次网总计水量为12000吨，高温水网补水沿袭热源侧补充上水，其水质是未经任何处理的循环水和各种回水水，这种水质极易在管网中发生均匀的氧化铁腐蚀，且腐蚀产物长时间沉积在管内极易结垢，引起管网水浊度和含铁量增加，此外还为微生物提供良好的“栖息地”，使管内壁易于生长生物膜，增加管网流动阻力。另外对各换热站板式换热器一次侧产生大量附着物，严重影响板换换热效率，致使热源侧锅炉出力受限、大网温度无法提升，二级站提温困难，供需矛盾凸显。若在一次网侧安装软化水系统作为补水，将很大程度上解决上述困扰生产问题，并延长管网使用寿命。 二、软化水的优点 软化水处理工艺是将原水经过Na+型调子交换树脂处理，将水中的悬浮物、胶体物质、溶解的高分子物质及溶解盐类的Ca2+、Mg2+离子除去，进而达到除盐的目的。 1.延长管网使用寿命，一般供暖一次网管材使用寿命为10年，补偿器实测疲劳次数≥1000周次，若管网补水采用软化水，能在效的延长管网使用寿命和补偿器疲劳次数，进而减少因大网漏泄而造成的热损失。 2.提高热源侧、各换热站板式换热器板片热效率，减少因结垢而增加的维护工作量，并延长板片使用寿命。 3.采用软化水作为一次网补水能降低因水质较差而造成的排污次数，从而减少排污水量节省大量水费、热费。 4.提高了电厂锅炉出力，和锅炉效率、经济性大为改善；热源不足问题将得到一定缓解。
三、项目技术可行性分析 1.工艺流程。根据对水质报告的分析，软化除氧制水设备所采用的工艺流程系统图如下： 盐再生碱化装置 原水多介质高效过滤器钠离子交换器软化水箱除氧泵除氧器除氧水箱补水泵一次网回水母管；（见图） 2.技术的可靠性。上图所示工艺流程中所采用的技术和设备，都已是非常成熟的技术，完全能满足我公司主管网补水的要求。在系统内，有很
第九章软化与除盐（Softening and Salt Removal） 第1节概述 一、水中主要溶解杂质 离子：Ca2+, Mg2+, Na+(K+) HCO3-, SO42-, Cl- 一般Fe2+, SiO32-含量较少。 气体：CO2,O2 总硬度：Ca2+, Mg2+, 碳酸盐硬度（暂时硬度） 非碳酸盐硬度 含盐量：∑阳＋∑阴 软化：降低硬度 除碱：HCO3－（锅炉给水、碱度太高，会汽水共沸） 除盐：降低含盐量 二、硬度单位 mmol/L, meq/L, 度（我国用德国度） 德国度＝10 mg CaO/L 美国度＝1mg CaCO3/L 三、水的纯度 以含盐量或水的电阻率表示（单位：欧姆厘米） 淡化水：高含盐量水经局部处理 脱盐水：相当于普通蒸馏水，含盐量1－5mg/L 纯水：亦称去离子水，含盐量<1mg/L 高纯水：含盐量<0.1mg/L 四、软化和除盐基本方法 1.软化 (1)加热去除暂时硬度 (2)药剂软化：根据溶度积原理 (3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。 2.除盐 蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法 第2节药剂软化法 一、石灰软化法： CaO + H2O = Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 ---CaCO3↓+ H2O Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 --- 2CaCO3↓ + 2H2O Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 --- 2CaCO3↓+ Mg(OH)2↓+2H2O
若碱度>硬度，还应去除多余的HCO3－ 若水中存在Fe离子，也要消耗Ca(OH)2 所以，石灰投加量： [CaO] = [CO2] + [Ca(HCO3)2] + 2[Mg(HCO3)2] + [Fe] +a 为尽量降低碳酸盐硬度，石灰＋混凝沉淀可以同时进行。 注意：石灰法只能降低碳酸盐硬度以及降低水中的碱度 二、石灰－纯碱法 去除碳酸盐和非碳酸盐硬度 CaSO4 + Na2CO3 ----CaCO3↓+ Na2SO4 MgSO4 + Na2CO3 ---MgCO3 + Na2SO4 MgCO3 + Ca(OH)2– CaCO3↓+Mg(OH)2↓ 但纯碱太贵，此法一般不用。 三、石灰－石膏法 当原水的碱度大于硬度，即负硬度（有碱度存在时）出现时 2NaHCO3 + CaSO4 + Ca(OH)2----- 2CaCO3↓ + Na2SO4 + 2H2O 第3节离子交换基本知识 一、离子交换剂： 磺化煤（煤磨碎后经浓硫酸处理得到） 离子交换树脂 二、离子交换树脂 1．结构 * 母体（骨架）：高分子化合物和交联剂经聚合反应而生成的共聚物根据组成母体的单体材料：苯乙烯（最广泛）、丙烯酸、酚醛系列* 活性基团：遇水电离，称为固定部分和活动部分 具有交换性（可交换离子） 如聚苯乙烯磺化――磺酸基团（－SO3H） 一种强酸性阳离子树脂 强酸阳离子：RSO3H 弱酸阳离子：RCOOH 强碱阴离子：R≡NOH季胺 弱碱阴离子：R≡NHOH叔胺 R＝NH2OH仲胺 R－NH3OH（伯胺） * 微孔形态：凝胶型、大孔型、等孔型等 2．命名
因水污染越来越严重，缺水现象也日趋明显，海水转化等技术渐渐进入人们的视线。那么，关于海水转化具体有哪些技术?水行业中所说的海水淡化、海水软化、脱盐三者之间又有什么区别? 因人们饮用的水盐度远远低于海水，海水盐度过高，所以无法直接饮用。那么，什么是海水盐度?海水盐度是指海水中全部溶解固体与海水重量之比，通常以每千克海水中所含的克数表示。人们用盐度来表示海水中盐类物质的质量分数。世界大洋的平均盐度为35‰，而人们饮用水或工业生活用水的盐度要远远低于海水的盐度。另外，天然海水的碳酸盐硬度介于70到90dH之间，但我们的用的地表水的硬度则不得超过25dH，所以海水要经过软化和淡化后才可被我们利用。 那么它们之间到底有什么区别呢? 海水淡化最直观的表象是降低了水质的电导率，针对的是除水以外的说有物质，包括阴阳离子和一些非电解质的物质(海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。主要技术方法有蒸馏法、电渗析法、反渗透法等。)。 海水软化跟电导率没有直接的关系，主要是为了降低水的硬度，如钙镁离子，可以直接用离子交换，如钠离子，氢离子将其值换掉，所以对电导的影响不明显。 下面是有关于海水淡化、海水软化、脱盐三者间区别的进一步分析： 海水淡化 海水淡化简单来说即咸水淡化，最直观的表象是降低了水质的电导率，主要是为了降低水的盐度。 海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。从海水中取得淡水的过程谓海水淡化。现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法，目前应用反渗透膜的反渗透法以其设备简单、易于维护和设备模块化的优点迅速占领市场，逐步取代蒸馏法成为应用最广泛的方法。 全球海水淡化技术超过20余种，包括反渗透法、低多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法、水电联产、热膜联产以及利用核能、太阳能、风能、潮汐能海水淡化技术等等，以及微滤、超滤、纳滤等多项预处理和后处理工艺。 从大的分类来看，主要分为蒸馏法(热法)和膜法两大类，其中低多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透膜法是全球主流技术。一般而言，低多效具有节能、海水预处理要求低、淡化
水的软化及技术 一、概述 1、概念 硬度：钙和镁以化合物的形式存在的部分称为硬度。硬度分为暂时硬度和永久硬度。 暂时硬度：通过加热去除的硬度，碳酸盐硬度。 永久硬度：非碳酸盐硬度。 软化：去除水中部分或全部硬度的过程称为水的软化 2、硬度单位 硬度常用单位有mg/L, mmol/L, 度（我国用德国度）， meq/L（毫克当量浓度）各单位之间的换算关系为1meq/L=2.8度=50mgCaCO3/L=0.5 mmolCa2+/L=1 mmol （1/2Ca2+）/L 二、软化技术 1、软化基本方法 （1）加热法 通过加热去除暂时硬度，其去除硬度的原理可用方程式Ca（H CO3）→加热→CaCO3+H2O+CO2表示 （2）药剂软化 ①石灰软化法 其基本原理表示如下： CaO + H2O = Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 ---CaCO3↓+ H2O Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 --- 2CaCO3↓ + 2H2O Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 --- 2CaCO3↓+ Mg(OH)2↓+2H2O 若碱度>硬度，还应去除多余的HCO3－，若水中存在Fe离子，也要消耗Ca(OH)2 。 ②石灰-纯碱法
可以去除碳酸盐和非碳酸盐硬度 ③石灰石膏法 当原水的碱度大于硬度，即负硬度（有碱度存在时）出现时采用，基本原理表示如下： 2NaHCO3 + CaSO4 + Ca(OH)2----- 2CaCO3↓ + Na2SO4 + 2H2O （3）离子交换法 离子交换法去除硬度比较彻底，离子交换法软化水的工艺如下图所示： （4）膜法 膜法去除硬度通常采用反渗透、超滤等。 三、离子交换法 离子交换法是水处理中软化和除盐的主要方法之一。在水处理中主要用于去除水中的金属离子。离子交换的实质是不溶性离子化合物（离子交换剂）上的金属离子与溶液中的其他同性离子的交换反应，是一种特殊的吸附过程，通常是可逆性化学吸附。 1.离子交换剂 水处理中用的离子交换剂主要有磺化煤和离子交换树脂。磺化煤利用天然煤为原料，经浓硫酸磺化后制成，但交换容量低，机械强度差，化学稳定性较差，已逐渐为离子交换树脂所取代。 离子交换树脂是人工合成的高分子聚合物，由树脂本体（又称母体或骨架）和活
锅炉水软化处理方法及标准 1．原理：
在碱性溶液中(PH=10-11)，乙二胺四乙酸二钠（EDTA）能与水中的钙、镁离子作用生成离解度极微的络合物（Ca2+ LOG K=10.96；Mg2+ LOG K=8.69)，而指示剂铬黑T的镁铬合物(LOG K=7.0)为葡萄酒红色，游离的铬黑T为纯兰色，由此判断滴定的终点。其反应过程是先与钙作用：
Ca2+ + H2Y2- = CaY2- + 2H+
其次是镁：
Mg2+ + H2Y2- = MgY2- + 2H+
当滴定接近终点时，EDTA就从镁与铬黑T的络合物中夺取镁离子：
HIn2- + Mg2+ = MgIn- + H+
兰色葡萄酒色
MgIn- + H2Y2- = MgY2- + H+ + HIn2-
Ca2+ 和铬黑T生成的络合物不稳定，所以只有当水中存在Mg2+ 时才能用本方法测定。
2．试剂：
2．1 [c (EDTA)= 0.02mol/L] (EDTA) 溶液：3.722 克EDTA溶于蒸镏水，稀释至1 升。
2．2 铵盐缓冲溶液(PH=10.0)：70克氯化铵溶解于200 毫升水，再
加入568毫升(25-28%) 氨水，用蒸镏水稀释至1 升。
2．3 铬黑T 指示剂：
2．3．1 溶解0.2 克铬黑T于15 毫升三乙醇胺及5毫升无水乙醇(储存三个月)。
2．3．2 溶解0.4 克铬黑T于100 毫升甲醇中(储存一个月)。
2．4 30%(V/V)三乙醇胺乙醇溶液
3．实验步骤：
3．1 准确量取25 毫升水样(软水)于250 毫升锥形瓶中，加入2 毫升三乙醇
胺溶液。
3．2 加入2 毫升氨盐缓冲溶液及2～3滴铬黑T 指示剂。
3．3 在剧烈摇动下，用EDTA 标准溶液滴定至溶液由葡萄红色变为纯蓝色。记录EDTA 用量。
4．结果计算：
式中:
V1 -- EDTA标准溶液消耗量（毫升）
40.08——与1L EDTA标准溶液[c(EDTA)=1.000mol/L]相当的以克表示的钙的质量
第九章软化与除盐( Softening and Salt Removal ) 第1 节概述 一、水中主要溶解杂质 2+ 2+ + + 离子：Ca2+, Mg 2+, Na +(K+) - 2- - HCO 3-, SO42-, Cl - 一般Fe2+, SiO 32-含量较少。气体：CO2,O2 总硬度：Ca2+, Mg2+, 碳酸盐硬度(暂时硬度) 非碳酸盐硬度 含盐量：刀阳+刀阴 软化：降低硬度 除碱：HCA (锅炉给水、碱度太高，会汽水共沸) 除盐：降低含盐量 、硬度单位 mmol/L, meq/L, 度(我国用德国度) 德国度=10 mg CaO/L 美国度=1mg CaCQL 三、水的纯度 以含盐量或水的电阻率表示(单位：欧姆厘米) 淡化水：高含盐量水经局部处理 脱盐水：相当于普通蒸馏水，含盐量 1 －5mg/L 纯水：亦称去离子水，含盐量<1mg/L 高纯水：含盐量<0.1mg/L 四、软化和除盐基本方法 1. 软化 (1) 加热去除暂时硬度 (2) 药剂软化：根据溶度积原理 (3) 离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。 2. 除盐 蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法 第2节药剂软化法 、石灰软化法： CaO + H 2O = Ca(OH) 2 CO + Ca(OH) 2 ---CaCO 3 J + H2O Ca(HCO) 2 + Ca(OH) 2 --- 2CaCO 3 J + 2H 2O Mg(HCO3)2 + 2Ca(OH)2 --- 2CaCO 3J+ Mg(OH)2J+2H2O
若碱度〉硬度，还应去除多余的HC0 若水中存在Fe离子，也要消耗Ca（0H）2 所以，石灰投加量：[CaO] = [CO 2] + [Ca(HCO 3)2] + 2[Mg(HCO 3)2] + [Fe] +a 为尽量降低碳酸盐硬度，石灰+混凝沉淀可以同时进行。注意：石灰法只能降低碳酸盐硬度以及降低水中的碱度 、石灰一纯碱法 去除碳酸盐和非碳酸盐硬度 CaSO+ Na 2CO —CaCO 3 J + Na2SC4 MgSO+ Na 2CO ---MgCO 3 + Na 2SQ MgCO+ Ca(OH) 2 - CaCO J +Mg(OH)4 但纯碱太贵，此法一般不用。 、石灰-石膏法 当原水的碱度大于硬度，即负硬度（有碱度存在时）出现时 2NaHCO+ CaSO4 + Ca（OH）2——2CaCO 3 J + Na 2SQ + 2H 2O 第3节离子交换基本知识 离子交换剂： 磺化煤（煤磨碎后经浓硫酸处理得到） 离子交换树脂 二、离子交换树脂 1结构 *母体（骨架）：高分子化合物和交联剂经聚合反应而生成的共聚物根据组成母体的单体材料：苯乙烯（最广泛）、丙烯酸、酚醛系列 *活性基团：遇水电离，称为固定部分和活动部分 具有交换性（可交换离子） 如聚苯乙烯磺化磺酸基团（一SQH） 一种强酸性阳离子树脂 强酸阳离子：RSOH 弱酸阳离子：RCOOH 强碱阴离子: 甘NOH季胺 弱碱阴离子：甘NHOH叔胺 R = NHOH仲胺 R —NHOH（伯胺） *微孔形态：凝胶型、大孔型、等孔型等2?命名
水软化处理方法及常用软化器概述 姓名：学号：班级 摘要：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)。采用设备降低水的硬度的过程叫做"软化"，相应的设备叫"软水器"(或叫"软化器"等)。 关键词：硬度软化软化方法软化器 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。 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)，那么就需要对单位进行多次算换，此处不细讲。 钙镁离子含量较多的水称为硬水，钙镁离子含量较少的水称为软水。硬水与软水只是通俗上的叫法，并没有标准的量的概念，在生活中，行内一般把硬度低于3mmol/L的水称为较软的水，3-6称为普通水，6-8称为较硬的水，10以上称为高硬水。 (工业上采用截然不同的标准，工业上一般只有硬度<1的水称作软水，1-10之间都经常笼统地称为硬水，硬度>10的水也多称为高硬水) 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
软化除盐综合实验报告 一、实验目的： 通过软化除盐综合实验，掌握科学研究的基本方法和基本技能，培养科学思维方法、分析解决实际问题能力和严谨工作作风。 通过本实验操作运行，测定各取样点的电导率。确定纯水设备在动水状态运行时各取样点的水质；确定总出水水质是否达标。 学会并掌握该技术，提高学生对纯水制备工艺的认识及管理能力，加强水资源管理建设，建设节水型社会。 二、实验装置及分析设备 1. 超纯水制备实验装置 2. 电导率仪 四、实验装置水处理工艺流程 自来水——预处理——反渗透——紫外线消毒——离子交换除盐——超滤——出水 五、实验原理 本工艺分为预处理、反渗透、离子交换、紫外消解和超滤五个部分。 预处理： 预处理部分由PP滤芯过滤器、活性炭滤芯过滤器和软化滤芯过滤器和全自动软水器组成。 PP滤芯过滤器内部装有聚丙烯热熔纤维滤芯，可去除水中的颗粒杂质、悬浮物、胶体絮凝、有机颗粒团，降低浊度，减轻后续处理的负担。同时吸附水中的部分铁锰离子等，降低水中铁锰离子含量。 活性炭滤芯过滤器内部装有果壳型活性炭滤芯，能吸附分解水中溶解性杂质，有效去除水中的有机物、氯及异味物质，可有效保护后置反渗透膜。活性炭去除游离氯的化学原理如下： Cl2+H2O=HCl + HClO HClO=HCL+[O] 原子氧与炭原子由吸附状态迅速地转变成化合状态： C+2[O]=CO2 综上所述，氯与活性炭的反应可如下式： C+2Cl2+2H2O=4HCl +CO2 软化滤芯过滤器内装有钠型阳离子树脂滤芯，其交换功能可将水中溶解的钙镁离子交换出来，从而降低水的硬度，避免反渗膜结垢，延长反渗透膜的使用寿命。软化滤芯过滤器去除钙镁离子的化学原理如下： 2RNa+ + Ca2+ =R2Ca2+ + 2Na+ 适合的预处理对反渗膜装置长期安全运行是十分重要的。有了满足反渗透进水水质要求的预处理，就可以确保产品水（反渗水）流量维持稳定、脱盐率维持在某一值上时间长、产品水回收率可以不变、运行费用做到最低、膜使用寿命最长等。具体说来，反渗透预处理是为了做到以下几点：
离子交换软化和除盐实验 一、 实验目的 ① 加深离子交换基本理论的理解。 ② 了解离子交换软化设备的操作方法。 ③ 熟悉离子交换过程。 ④ 进一步熟悉水的硬度、碱度和pH 值的测定方法。 二、实验原理 离子交换是目前常用软化与除盐的方法。离子交换树脂是一种不溶于水的固体颗粒状物质，它能够从电解质溶液中把本身所含的另外一种带有相同电性符合的离子与其等量的置换出来，按照所交换的种类，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。 阳离子交换树脂是以钠离子（Na +型）或氢离子型（H +型）置换溶液中的阳离子从而将其去除掉。置换反应为： 钠型 NaOR+M 2+?MR+2Na + 氢型 H 2R+M 2+?MR+2H + 反应式中R 表示树脂，M 2+表示阳离子。 阴离子交换树脂是以羟基（OH -）离子置换溶液中的阴离子，从而将其去除掉，置换反应式为： R(OH)+A 2-?RA+2OH - 反应式中R 表示树脂；A 2-表示阴离子。 离子交换吸附能力，在其他条件相同时，交换能力大小顺序如下：阳离子交换顺序（强酸性阳树脂）Fe 3+>Al 3+>Ca 2+>Mg 2+>K +>H +>Na +>H +>Li +。 阴离子交换顺序（强碱性阴树脂）为：草酸离子>柠檬酸离 子>-34PO >-24SO >Cl ->- 3NO 。 实际上，天然水中及工业废水中都不会只含有一种离子，通常都含有多种阳离子和多种阴离子，交换过程也复杂的多。就软化而言，含有多种阳离子和多种阴离子交换层时Cu 2+、Zn 2+、Ni 2+、Ca 2+、Mg 2+被吸附在树脂上，同时释放Na ，从而使水得到软化。当树脂的交换容量耗尽时，交换柱流出水的硬度就会超过规定值，这一情况称为穿透。此时，必须将树脂再生。再生前，应对交换柱进行反冲洗，以除去固体沉积物。阳离子交换柱再生方法是用盐溶液（）或用酸溶液（）流过交换柱；而阴离子交换柱再生方法是用氢氧化钠（）溶液或氢氧化铵（）溶液流过交换柱。再生后，用纯水冲洗交换柱以除去残留的无效离子。 如既需要软化水的硬度又要降低水的碱性，则可将OH 型和Na 型离子交换柱串联使用。利用阴阳树脂共同工作是目前制取纯水的基本方法之一。阳树脂自身可交换的H 与水中阳离子交换，去除阳离子；阴树脂官能团中的OH 与水中阴离
第一部分基本资料 本方案是根据贵公司提供的原水水质分析报告及成品水水质要求编制而成。 1.1原水水质 由于贵公司没有提供的原水资料，本方案暂时按进水电导率约为250μs/cm进行设计。 1.2原水水压 原水水压≥0.20MPa。 1.3成品水水质要求 电导率≤5μs/cm。 1.4成品水水量要求 本系统产水量要求为20m3/h。 1.5采用的标准 本方案采用及遵循以下标准： 《工业用水软化除盐设计规范》（GBJ109-87） 《锅炉水处理管理规则（试行）》劳动部发[1993]319 《水处理设备原材料入厂检验》ZBJ98004-87 《水处理设备制造技术条件》（JB/T2932-99） 《橡胶衬里设备技术条件》（CD130A16-85） 1.6设计原则 本方案将本着经济、合理、安全、可靠的原则进行设计制造，采用自动控制与人工控制相结合，设备选型尽量采用稳定可靠的设备，设计计算时留有适当的余量，并且采取必要措施，尽可能降低系统在出现故障的情况下对生产供水的影响。
第二部分工艺流程设计及说明 2.1工程总体描述 本方案是广州市先峰设备工程有限公司根据贵方工艺用水要求而专门设计的。系统包括如下部分： ?预处理系统 ?脱盐系统 2.2工艺流程示意图 2.3预处理系统 预处理系统包括机械过滤器和活性碳过滤器。 a.机械过滤器：
机械过滤器由一台A3钢过滤器组成、手柄碟阀、精选石英砂滤料和必要的管路。该装置具有深度过滤水中悬浮物、胶体，确保出水浊度达到反渗透系统进水标准（≤1mg/L）进一步保护反渗透膜的正常运行。 b. 活性炭过滤器： 活性碳过滤器是利用活性碳巨大的比表面积而产生的吸附能力，来吸附水中易被吸附的物质。 活性碳过滤器对游离氯、有机物及水中的色度、气味均有非常高的去除率，同时对一些易于沉积的重金属离子也有较高的去除率。在本方案中，用来去除水中的有机物及重金属离子。 本设备由一台A3碳钢过滤器组成、手柄碟阀、精选活性碳滤料和必要的管路。该装置具有吸附水中游离氯、有机物，防止系统被污染的功能。 2.4除盐系统 脱盐系统主要包括阳、阴离子交换系统、混床系统、再生系统及除盐水箱（用户自备）。 2.4.1阳、阴离子交换系统 JHL系列无顶压逆流再生阳、阴离子交换器设备主要用于纯水处理，阳、阴离子交换器分别除去水中的阳、阴离子。根据工艺要求，交换器内可装填强型或弱型树脂，以每一单台设备为单元可组成多种除盐系统。这种除盐系统可去除水中大部分溶解盐类。 该设备的特点是省去了顶压气源系统、运行和再生流向相反、再生流量低。 采用2台Φ1000×H4730mm的体内再生无顶压阳离子交换器，一用一备 采用2台Φ1200×H4830mm的体内再生无顶压阳离子交换器，一用一备 2.4.2混床系统 混床系统的主要用途就是去除阳、阴离子交换处理后水中的残余离子，进一步纯化水质。混床内置漂莱特公司生产的阴阳树脂。混床在连续运行一定时间后，树脂滤料层逐步失效，其表现为：混床出水电导率超标。本系统为半自动控制系统，当树脂滤料层失效时启动手动再生程序，恢复树脂
炉软化水处理设备流量控制的工艺介绍 锅炉给水的原水中可能包含的杂质有：悬浮物、胶体、有机物、无机盐、重金属离子，以及溶解气体等。这种水(结垢主要为钙，镁离子)如果不经任何处理，一旦进入锅炉内，将会带来危害,悬浮物、胶体、无机盐受热或超过其饱和浓度时，就会沉降析出，形成泥渣、水垢，极大影响锅炉的传热效率和锅水循环，燃料浪费、受热面损坏、锅炉出力下降、清洗量加大。据测定，结有1毫米厚的水垢，浪费燃料10%，10千克力/厘米2 的锅炉，无垢运行时，管壁温度为280℃，结有1毫米厚硅酸盐水垢后，管壁温度因热阻加大而升高至680℃，此时钢板强度由40千克力/厘米2降至10千克力/厘米2，导致锅炉压力下降，炉壁发生龟裂、鼓包、甚至炸破。结垢严重时可堵塞炉管、水路、引发停炉和锅炉爆炸等严重事故发生，停炉引起生产设备和供暖设备冻裂也时有发生。化学清洗除垢时，酸洗不当或酸洗频繁严重影响锅炉寿命，并污染环境。 软化除盐设备特点 1.选用高性能离子交换树脂，工作交换容量大，能耗低，使用寿命最长。 2.控制部分全部采用进口控制器，保障设备持续安全运行。 3.全自动控制系统，出水稳定，使用操作方便快捷。 4.结构合理，安装操作方便。 5.可根据实际使用需求，个性化设计相应设备。 6.应用广泛：可用于蒸汽锅炉、热水锅炉、空调、蒸汽冷凝器、热交换器等补给水设备。还可用于宾馆、饭店、写字楼、公寓等生活用水处理及食品、饮料、酿酒、化工、医药等行业的。 软水全自动控制器-时间型控制和流量型控制全自动软水器按照再生控制方式的不同分为时间控制和流量控制两种。
▼软化水专用时间控制： 时间控制是指当设备运行到达设定的再生时间时自动启动再 生过程;这类系统是根据实际用水量及设备交换能力来设定再生时间的，用户可以将再生过程选在在用水量较少的时段，也可以根据需要随时以手动方式启动再生过程。 时间控制的优点：1)价格便宜;2)易于操作 时间控制的缺点：1)一般每24小时才能再生一次;2)无法根据实际使用状况精确确定再生的时间点 适用场合：时间型控制一般应用在硬度较低(<4mmol/L)，用水量稳定(用水波动不超过15%)、出水要求不高、用水量较小的情况。 ▼流量控制 流量控制是根据设备的交换能力(总产水量)来设定运行终点。设备运行时由专用的流量计来对流出的水量进行统计。当总出水量达到设定的水量时，控制器就自动开始再生过程。设定前应根据树脂总装填量、生水硬度计算出每个周期的总产水量，按该值进行设定(9600系列的产水量是由控制器自动计算出的)。当达到设定水量后，可根据需要立刻进行再生或等待至某一设定时刻后再进行再生。 当含有钙，镁离子的水通过钠离子交换剂时，水中的钙，镁离子被结合在交换剂上，而交换剂本身的钠离子则被等当量的排到水里，这个过程就是生水软化;钠型树脂失效转变到钙镁型，通常用食盐溶液与树脂接触来恢复树脂到原来钠型，这个过程就是再生，软化，再生循环达到原水处理的目的. 1). 全自动控制：模块程序控制自动进行供水、吸盐、再生、反洗、正洗等过程，真正实现无人管理。具有独特的工作状态显示盘，工作状态一目了然。
水地分子式，相对分子量为,在水中分子中，氢占，氧占. 、水地含盐量：也成矿化度，是表示水中地含盐类地数量，也可以表示为水中各种阴、阳离子量地和. 、硬度：水中阳离子同阴离子结合形成水垢后地金属离子地总浓度. 、电导与电阻：水越纯净，含盐量越少，电阻率越大，电导度越小.超纯水乎不能导电.电导地大小等于电阻值地倒数. 、值与酸碱度：水地值是表示水中氢离子浓度地负对数值，也称氢离子指数.可以知道水溶液是呈碱性、中性、酸性. 、优质水：在市政供水地基础上（或达标水）采用粗滤、精滤、超滤、杀菌等工序.进行深加工而得到地优质饮用水. 、矿泉水：大自然中地宝贵水资源，经过杀菌过滤简单处理后，作为商品饮用水供应给广大消费者. 、纯净水：采用脱盐率较高地水处理设备而得到地几乎无任何杂质地干净水，电导率一般为μ, 、矿化水：在较为纯净地原水中采用特殊工艺，加入矿岩石以期得到地含有微量元素地纯净矿化水. 、软化水：是指将水中硬度（主要指水中钙、镁离子）去除或降低一定程度地水.水在软化过程中，仅硬度降低，而总含盐量不变. 、脱盐水：是指水中盐类（主要是溶于水地强电解质）除去或降低到一定程度地水.μ，电阻率（℃）*含盐量为. 、纯水:是指水中地强电解质和弱电解质(如、等)去除或降低到一定程度水.其电导率一般为μ,电阻率*Ω·.含盐量＜. 、超纯水:是指水中地电介质几乎完全去除,同时将不分解地气体,胶体以及有机物质(包括细菌等)也去除至很低程度地水.其电导率一般为,电阻率（℃）*Ω·.含盐量＜.理想纯水（理论上）电导率，电阻率（℃）*Ω. 、地下水：是雨水经过土壤及地层地渗透流动而形成地水，在其漫长地流程和广泛地接触中，溶入较多地盐类，硬度极高，但同时地下水经过层层过滤，悬浮物很少，水质清，浊度低. 、地表水：指雨雪、江河、湖泊及海洋地水，除海洋含盐量极高以外，其他地表水地重要特点就是含盐量低，硬度低，但污染杂质却很高.市政供水（自来水）主要是指经过自来水厂处理过地市政供水.这是较为普遍地一种饮水方式.由于各区源水地巨大差异，故国家标准也响应地比较宽松.自来水厂经过沉淀、过滤、加氯消毒处理后.输送到千家万户.此种方式水质相对稳定，一般不会有太大地起落，但该水可谓粗加工，用途十分广泛，不可能将工业、生活及饮用水分开，根本不能满足人口饮水地高标准、高要求，而且在漫长地输送或储存过程
软化水处理设备再生液流速解析软化水处理设备再生液流速解析 属于软化除盐，软化除盐设备，软化除盐机械。设备运行周期和进盐量可根据原水硬度的高低选择调整，树脂用量少，耗盐低，水质优，操作简单，维护方便。工业软化水处理设备适用性强，对高硬度≤30mmol/L 一次软化残余硬度<0.03mmol/L。制水工艺先进，采用浮动床逆流再生工艺，水质、产水量稳定，连续产水，用软化水化盐、再生、清洗。节盐、节水。再生盐的比耗为75-90克/克当量，远近低于同类进口设备;自耗水少、只占设备产水量的2%-4%。使用寿命长，由于阀结构设计合理，比原自动切换器使用寿命延长一倍。设备重量轻、占地面积少、不需要用厂房、土建，安装、运行、维护费用低。安装方便，只需接进出水管和电源即可开机运行。设备自动化程度提高，实现了无人操作。 软化水处理再生液温度大连锅炉用软化水设备,大连工业软化水设备,大连空调软化水设备 软化水处理树脂一般均在常温下再生。阴树脂再生时，所用再生液的温度和再生时间，对再生程度的影响要比阳树脂大。当原水中Si02 <ΣA<10%，加热碱液不经济Si02 <ΣA比值升高时，加热碱液除硅效果明显提高。阴离子交换树脂提高再生液的温度可以改善对硅酸的再生效果和缩短再生时间，但温度太高易使树脂的交换基团分解，影响其交换容量的使用寿命。实践证明，再生和清洗的最佳温度对于工型强碱性阴树脂为35~50℃ II型为(35士3)℃在动态阴离子交换过程中，HSiO-3在树脂层中的分布情况与其他阴离子有些不同。HSiO-3虽然主要是被下层的阴树脂吸附着，但就是在最上层的树脂中也有少量吸附。同理，再生时，树脂层中硅酸氢根被置换出来的速度也就比较缓慢。碱液不加热要增加再生剂的耗量。 再生液流速涉及再生液和树脂的接触时间，直接影响再生效果。在离子交换器中，再生液的流速一般控制在4 ~8m/h。如果再生液和树脂的接触时间不够，可调整再生液的浓度和流速，必要时修改设备直径。强型离子交换树脂的再生浓度一般采用2%-5%，弱型离子交换树脂容易再生，对再生效率影响不大，再生浓度一般采用0.5%一5%。树脂再生后，再生系统管道与树脂层内残存一定量的再生剂，需用水(或去离子水)进行清洗，这个过程也称为“置换”清洗水量是系统、设备自用水量的一部分。置换过程中的需水量。 软化水设备出水水质指标 软化水设备出水水质的电阻率的大小，与水中含盐量的多少，水中离子浓度、离子的电荷数以及离子的运动速度有关。因此，纯净的水电阻率很大，超纯水电阻率就更大。水越纯，电阻率越大。由于水中含有各种溶解盐类，使水溶液起导电作用。电导度反映了水中含盐量的多少，是水的纯净程度的一个重要指标。水越纯净，含盐量越少，电阻越大，电导度越小。水中有些金属阳离子，同一些阴离子结合在一起，在水被加热的过程中，由于蒸发浓缩，容易形成水垢，随着在受热面上而影响热传导，我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。水的硬度对锅炉用水的影响很大，因此，应根据各种不同参数锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理。 水的pH是表示水中氢离子浓度的负对数，由水中氢离子的浓度可以知道水溶液是呈碱性、中性或是酸性。水中的悬浮微粒主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌、病毒以及高分子有机物等组成，常常悬浮在水流之中，产生水的混浊现象。这些微粒很不稳定，可以通过沉淀和过会浮于水面上，用过滤等分离的方法可以去除。悬浮物是造成混浊度、色度、气味的主要来源。它们在水中的含量也不稳定，往往随着季节、地区的不同而不同。
50T/H软化水处理系统（石灰混凝法） 方 书
1.0设计基础 提供产水量为50吨/小时软化水系统设备一套。 1据甲方提供的水质检测报告(未提供)。 3系统性能：24小时连续供水，控制系统全自动. 9本方案设计以设备运行稳定、结构合理、性能达标为原则，严格按照各类标准及技术规范进行系统设计，并立足于为用户减少投资、降低运 营成本、维护及保养简便及运行安全等角度。 14本设计根据软化水制备装置的设计标准设计，设备组件应达到如下要求： A、结构设计合理、可靠、拆装方便； B、为便于拆装、更换、清洗零件，设计中尽量采用标准化、通用化、系 蚀、防生锈。 D、软化水的设备应采用不污染水质的材料。 E、如需用软化水箱，采用不会二次污染水质的材料，保证水质。 F、软化水宜采用易拆卸清洗、消毒的不锈钢泵输送。 G、在设计中根据贵厂原水水质的实际情况采用连续运转的全自动软化水 生产系统。 5本系统需定期进行清洁保养。 1.2系统流程配置 PH调节剂石灰消化池 ↓↓ 原水池→原水泵→锥形反应池→斜板沉淀池→机械过滤器→软水箱→用水点↑↓ 反冲回用水 1流程说明
锥形反应池 原水和消化后的石灰乳都从锥底沿切线方向进入反应器，使水和石灰乳混合，水流以螺旋式上升，通过一层悬浮的渣层，软化反应产生的碳酸钙结晶在这些颗粒的表面，使水得到软化。 斜板沉淀池 加入石灰后会产生很多沉淀物，使反应池出水浊度明显升高。在此加一沉淀池可有效提高后续过滤器的稳定性。 机械过滤器 进一步除去水中的颗粒状杂质和能形成沉淀的其他物质。为提高产水回收率，将过滤罐反冲水回收至原水池，再次进行处理。 1.3工艺及设备设计要素及说明： 根据用户对该设备的有关要求，对工艺及设备作如下设计： 1.3.1该套设备所有水泵均为一备一用。 1.3.2所有管材、阀门采用优质塑料，软水箱均采用碳钢防腐。 1.3.3系统所有仪表（压力表、流量计）均有校正记录。 1.3.4该套设备有50吨/小时的非连续生产能力。 1.4技术规范 A《工业用水软化除盐设计规范》GB109 B《水处理设备制造条件》JB2932-99 C SHSG-053-2003石油化工装置详细工程设计内容规定 D设备包装运输按JB2536-80《压力容器油漆、包装、运输》执行 E《离心泵技术条件》GB/T16907---1997 F《泵标准性能》（ISO2858） G《机械密封和软填料的空腔尺寸》（ISO3069） H进口设备的制造工艺和材料应符合美国机械工程师协会（ASME）和美国
全自动软水器的原理及再生过程步骤介绍 全自动软化水设备整个再生过程包括： 1、反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，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，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。 2、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，全自动软化水设备是采用专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。 3、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。 4、快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的最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。 全自动软水器的基本原理： 全自动软水器采用钠型强酸性阳离子树脂将原水中的钙、镁离子置换出去，经软化除盐设备处理后的水可直接做为蒸汽锅炉的补给水。其化学反应为：2RNa+Ca2+(Mg2)=R2Ca(Mg)+2Na+。当树脂吸附到一定量的钙、镁离子后必须进行再生-用饱和盐水浸泡树脂把
水的化学除盐和水的离子交换软化有什么不同? 从处理工艺上讲,水的化学除盐和水的离子交换软化有如下不同: ①除去水中的离子不同。软化仅要求除去水中的硬度离子(如Ca2﹢、Mg2﹢等) 和碱度(如HCO3﹣),而化学除盐则必须把水中的全部成盐离子(阳、阴离子) 都除掉。 ②处理工艺中使用的离子交换树脂不同。因为软化只要求除去水中的硬度和碱度,所以它可以只使用阳离子交换树脂而化学除盐要除去水中全部成盐离子,所以必须同时使用强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂, 而且不能使用“盐型”树脂(即RNa、RCl一类的树脂)。这是因为“盐型”树脂虽然可以除去水中的成盐离子, 但又生成新的成盐离子,使水的含盐量没有“本质”的变化。 如:RNa KHSiO3+RK + NaHSiO 再如:RCl+NaHS03—→ RHSiO3+NaCl 所以要除去水中的成盐离子,则必须同时使用强酸阳树脂和强碱阴树脂: RHROH+ NaHSiO3→RNa/RHSiO3+H2O ③使用的再生剂不同。水的离子交换软化,其树脂失效后可以用盐类来再生。如再生Na型离子交换树脂就可以用食盐做再生剂: R2Ca+2NaCl—→2RNa+CaCl2 在化学除盐工艺中,离子交换树脂失效后,再生剂必须为强酸(HCl或H2SO4) 和强碱(NaOH),不能使用盐类作再生剂。因为当化学除盐工艺的离子交换树脂用盐类再生后,会使树脂转变成“盐型”树脂。而前面讲过,“盐型”树脂用于化学除盐后, 只会改变水中成盐离子的型式,而不能除去水中成盐离子。 佛山市格源环保科技有限公司有着丰富的工业设备清洗除垢经验，还有着一支团队，十年来赢下了良好的口碑和经验，格源值得信赖和选择。
水处理工程软化与除盐
第九章软化与除盐（Softening and Salt Removal） 第1节概述 一、水中主要溶解杂质 离子：Ca2+, Mg2+, Na+(K+) HCO3-, SO42-, Cl- 一般Fe2+, SiO32-含量较少。 气体：CO2,O2 总硬度：Ca2+, Mg2+, 碳酸盐硬度（暂时硬度） 非碳酸盐硬度 含盐量：∑阳＋∑阴 软化：降低硬度 －（锅炉给水、碱度太高，会汽水共除碱：HCO 3 沸） 除盐：降低含盐量 二、硬度单位 mmol/L, meq/L, 度（我国用德国度） 德国度＝10 mg CaO/L 美国度＝1mg CaCO3/L
三、水的纯度 以含盐量或水的电阻率表示（单位：欧姆厘米） 淡化水：高含盐量水经局部处理 脱盐水：相当于普通蒸馏水，含盐量1－5mg/L 纯水：亦称去离子水，含盐量<1mg/L 高纯水：含盐量<0.1mg/L 四、软化和除盐基本方法 1.软化 (1)加热去除暂时硬度 (2)药剂软化：根据溶度积原理 (3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。2.除盐 蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法 第2节药剂软化法 一、石灰软化法： CaO + H2O = Ca(OH)2 CO2 + Ca(OH)2 ---CaCO3↓+ H2O
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 --- 2CaCO3↓+ 2H2O Mg(HCO3)2+ 2Ca(OH)2--- 2CaCO3↓+ Mg(OH)2↓+2H2O 若碱度>硬度，还应去除多余的HCO3－ 若水中存在Fe离子，也要消耗Ca(OH)2 所以，石灰投加量： [CaO] = [CO2] + [Ca(HCO3)2] + 2[Mg(HCO3)2] + [Fe] +a 为尽量降低碳酸盐硬度，石灰＋混凝沉淀可以同时进行。 注意：石灰法只能降低碳酸盐硬度以及降低水中的碱度 二、石灰－纯碱法 去除碳酸盐和非碳酸盐硬度 CaSO4 + Na2CO3 ----CaCO3↓+ Na2SO4 MgSO4 + Na2CO3 ---MgCO3 + Na2SO4 MgCO3 + Ca(OH)2– CaCO3↓+Mg(OH)2↓ 但纯碱太贵，此法一般不用。 三、石灰－石膏法
全自动软化器说明书 目前在国内常用的软化水设备主要有手动式软水器、国产组合式自动软水设备、国产多阀式全自动软化器、进口多路阀式全自动软水器几种，其中进口多路阀式自动软水器是目前市场上的主要产品，这种软化水设备以进口的多路阀及控制器为核心，配用国产的树脂罐、盐箱、管道等材料构成全自动软化水设备。西安蓝岛环保科技有限公司引进美国先进的控制技术及控制部件研发生产的高效节能型全自动钠离子交换设备。该设备可使软化、反洗、吸盐、慢洗、快洗、盐箱注水等全过程实现自动化。水中钙镁离子的存在是当水温变化时形成水垢的主要原因。 全自动软水器的基本原理 全自动软水器采用钠型强酸性阳离子树脂将原水中的钙、镁离子置换出去，经软化除盐设备处理后的水可直接做为蒸汽锅炉的补给水。其化学反应为：2RNa+Ca2+(Mg2)=R2Ca(Mg)+2Na+。当树脂吸附到一定量的钙、镁离子后必须进行再生-用饱和盐水浸泡树脂把树脂里的钙、镁离子等硬度置换出来，恢复树脂的软化交换能力，并将废液排出。其化学反应为：R2Ga=2RNa+Ca2+ 。 整个再生过程包括： 1、反洗：工作一段时间后的设备，会在树脂上部拦截很多由原水带来的污物，把这些污物除去后，离子交换树脂才能完全曝露出来，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，这样可以把顶部拦截下来的污物冲走。这个过程一般需要5-15分钟左右。 2、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专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。 3、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。 4、快冲洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净，要采用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的最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。