水软化与除盐
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什么是原水、软化水、脱盐水、纯水和超纯水?
原水:是指未经处理的水,即进入水处理各工序之前的水。
软化水:是将硬度(主要指水中的钙镁离子)去除或降低到一定程度的水。
水在软化过程中仅降低硬度,而总含量保持基本不变。
脱盐水:是指将盐分除去或降低到一定程度的水,其含盐量为1~5mg/L,或电导率为1.0~10.0μm/cm。
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水处理设备
纯水:是指将强电解质和弱电解质去除或降低到一定程度的水,其含盐量小于1mg/L,或电导率为0.1~1.0μm/cm。
超纯水:只是将导电介质几乎完全除去,同时不离解的气体、胶体以及有机物质也被去除至很低的程度。
超纯水的含盐量小于0.1mg/L,电导率为0.1~0.055μm/cm,电阻率>10MΩ.cm;理想纯水电导率为0.05μm/cm,电阻率为18.3MΩ.cm。
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+H2O③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。
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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:HCO3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)2CO2 + Ca(OH)2 ---CaCO3↓+ H2OCa(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 + Na2SO4MgCO3 + Ca(OH)2– CaCO3↓+Mg(OH)2↓但纯碱太贵,此法一般不用。
在日常生活中,我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成。
这是什么原因呢?原来在我们取用的水中含有不少无机盐类物质,如钙、镁盐等。
这些盐在常温下的水中肉眼无法发现,一旦它们加温煮沸,便有不少钙、镁盐以碳酸盐形成沉淀出来,它们紧贴壶壁就形成水垢。
我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。
硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。
低于8度的水称为软水,高于17度的称为硬水,介于8~17度之间的称为中度硬水。
雨、雪水、江、河、湖水都是软水,泉水、深井水、海水都是硬水。
溶解于水中盐类等电解质,当水通过强酸性H+型阳树脂层,水中各种阳离子均被树脂上的H+置换到水中,使其出水显酸性,其水中含有相当量的碳酸通过除碳器除去2氧化碳。
除碳后的水再经过强碱CH型阴树脂层后,水中各种阴离子均被树脂上的CH置换到水中,与水中的H+结合成水,将水中各种盐类几平除尽,这种水被称为除盐水。
软化水和除盐水的区别反渗透和软化水反渗透(RO)技术反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂(一般常指水)通过反渗透膜(一种半透膜)而分离出来与渗透方向相反,可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。
反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围。
反渗透,英文为Reverse Osmosis,是花费数亿美元并经过多年的精心研制而成的高科技水处理技术。
这种薄膜分离技术,是依靠渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。
渗透是一种物理现象。
反渗透就是在有盐份的水中(如原水)施加比自然渗透压力更大的压力,使水由浓度高的一方渗透到浓度低的一方,把原水肿的水分子压到膜的另一边变成纯净水,而原水中的细微杂质、胶体、有机物、重金属、细菌、病毒及其他有害物质都统统截留下来并经污水出口排放掉。
由于反渗透膜的孔径仅0.0001微米,一个细菌要缩小4000倍,过滤性病毒也要缩小200倍以上才能通过,所以其有效去除率高达96%以上。
反渗透法分离过程有如下优点:①不需加热、没有相变;②能耗少;③设备体积小、操作简单,适应性强;④对环境不产生污染。
反渗透纯水系统根据不同的源水水质采用不同的工艺。
一般自来水经一级反渗透系统处理后,产水电导率<10μS/cm,经二级反渗透系统后产水电导率<5μS/cm甚至更低,在反渗透系统后辅以离子交换设备或EDI设备可以制备超纯水,使电阻率达到18兆欧姆(电导率=1/电阻率)。
反渗透(以下简称RO)是近20年来广泛应用的水处理技术,它对提高水资源的利用,缓解全球性水资源紧缺有实际意义。
因其优越的操作性能和经济效益,也越来越多地应用于发电厂锅炉补给水处理中。
1 设备原理和技术参数反渗透是渗透的逆意,在RO设备膜的浓溶液一侧,外加一个大于其渗透压的压力,则溶剂(水)会由浓溶液侧渗透膜流向稀溶液,从而得到纯净的水。
珠海发电厂从美国引进2套RO设备,其主要技术参数为:膜材料芳香聚酰胺螺旋卷式膜;设备型号FT30;最大工作压力 2.1 MPa;标准流量进水83 t/h(净水62 t/h,浓盐水21 t/h);组装型式一段8个容器,2段4个容器组装而成。
污水处理中的软化与脱盐技术1. 背景污水处理是保护水资源、改善水质的重要环节在污水处理过程中,软化和脱盐技术是关键步骤,主要目的是去除水中的硬度和盐分,以满足不同行业的用水需求本文将详细介绍污水处理中的软化与脱盐技术,包括其原理、工艺及应用2. 软化技术软化技术是通过去除水中的钙、镁离子,降低水的硬度,从而防止水中的硬度离子在设备和管道内形成水垢软化技术主要分为两种:离子交换软化和药剂软化2.1 离子交换软化离子交换软化技术是利用离子交换树脂去除水中的钙、镁离子在离子交换过程中,钙、镁离子与树脂上的钠离子发生交换,使水中的硬度离子被树脂上的钠离子取代离子交换软化装置主要由树脂罐、钠离子再生装置和控制系统组成该技术具有处理效果好、占地面积小、操作简便等优点2.2 药剂软化药剂软化技术是通过向水中添加软化药剂(如石灰、纯碱等),使钙、镁离子与药剂发生反应,形成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁沉淀,从而降低水的硬度药剂软化装置主要包括药剂投加系统、混合装置和沉淀池该技术适用于小规模污水处理,但药剂投加量和处理成本较高3. 脱盐技术脱盐技术是去除水中盐分的过程,主要目的是满足特定行业对淡水的需求目前常用的脱盐技术有电渗析、反渗透和离子交换膜法等3.1 电渗析电渗析是一种利用电场力作用,通过离子交换膜实现水中阴阳离子交换,达到脱盐的目的电渗析装置由阴、阳离子交换膜、阴阳极和控制系统组成该技术具有脱盐效果好、能耗低、操作简便等优点3.2 反渗透反渗透是一种利用半透膜,对水施加大于渗透压的压力,使水中的盐分、有机物等溶质通过半透膜,从而实现脱盐的过程反渗透装置主要由反渗透膜、高压泵、控制系统等组成该技术具有脱盐率高、占地面积小、操作简便等优点3.3 离子交换膜法离子交换膜法是利用离子交换膜对水中阴阳离子进行选择性透过,实现脱盐的目的该技术具有脱盐效果好、能耗低、操作简便等优点,但设备投资和运行成本较高4. 应用软化与脱盐技术在多个行业具有广泛应用,如:1.工业生产:软化与脱盐技术可有效防止水垢在工业设备内形成,延长设备使用寿命,提高生产效率2.饮用水:软化与脱盐技术可去除水中的硬度和盐分,提高饮用水的口感和品质3.农业灌溉:软化与脱盐技术可解决盐碱地灌溉问题,提高作物产量和品质4.环保:软化与脱盐技术可减少污水处理过程中的污染物含量,降低环保处理成本5. 结论污水处理中的软化与脱盐技术是保护水资源、改善水质的关键环节通过介绍软化与脱盐技术的原理、工艺及应用,有助于了解其在不同行业的重要性在实际应用中,应根据实际情况选择合适的软化与脱盐技术,以实现高效、经济的污水处理效果1. 背景随着我国经济社会的快速发展,水资源短缺和水环境污染问题日益严重污水处理是解决水环境污染的重要手段,而软化与脱盐技术在污水处理中发挥着至关重要的作用本文将详细阐述污水处理中的软化与脱盐技术,包括技术原理、工艺流程和应用领域2. 软化技术软化技术主要是通过去除水中的钙镁离子,从而降低水的硬度,防止水中的硬度离子在设备和管道内形成水垢常用的软化技术有离子交换软化和药剂软化2.1 离子交换软化离子交换软化技术是利用离子交换树脂去除水中的钙、镁离子在离子交换过程中,钙、镁离子与树脂上的钠离子发生交换,使水中的硬度离子被树脂上的钠离子取代离子交换软化装置主要由树脂罐、钠离子再生装置和控制系统组成该技术具有处理效果好、占地面积小、操作简便等优点2.2 药剂软化药剂软化技术是通过向水中添加软化药剂(如石灰、纯碱等),使钙、镁离子与药剂发生反应,形成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁沉淀,从而降低水的硬度药剂软化装置主要包括药剂投加系统、混合装置和沉淀池该技术适用于小规模污水处理,但药剂投加量和处理成本较高3. 脱盐技术脱盐技术是去除水中盐分的过程,主要目的是满足特定行业对淡水的需求目前常用的脱盐技术有电渗析、反渗透和离子交换膜法等3.1 电渗析电渗析是一种利用电场力作用,通过离子交换膜实现水中阴阳离子交换,达到脱盐的目的电渗析装置由阴、阳离子交换膜、阴阳极和控制系统组成该技术具有脱盐效果好、能耗低、操作简便等优点3.2 反渗透反渗透是一种利用半透膜,对水施加大于渗透压的压力,使水中的盐分、有机物等溶质通过半透膜,从而实现脱盐的过程反渗透装置主要由反渗透膜、高压泵、控制系统等组成该技术具有脱盐率高、占地面积小、操作简便等优点3.3 离子交换膜法离子交换膜法是利用离子交换膜对水中阴阳离子进行选择性透过,实现脱盐的目的该技术具有脱盐效果好、能耗低、操作简便等优点,但设备投资和运行成本较高4. 应用软化与脱盐技术在多个行业具有广泛应用,如:1.工业生产:软化与脱盐技术可有效防止水垢在工业设备内形成,延长设备使用寿命,提高生产效率2.饮用水:软化与脱盐技术可去除水中的硬度和盐分,提高饮用水的口感和品质3.农业灌溉:软化与脱盐技术可解决盐碱地灌溉问题,提高作物产量和品质4.环保:软化与脱盐技术可减少污水处理过程中的污染物含量,降低环保处理成本5. 结论污水处理中的软化与脱盐技术对于保护水资源、改善水质具有重要意义通过阐述软化与脱盐技术的原理、工艺及应用,有助于了解其在不同行业的重要性在实际应用中,应根据实际情况选择合适的软化与脱盐技术,以实现高效、经济的污水处理效果应用场合工业生产在工业生产中,软化与脱盐技术主要应用于以下几个方面:1.防止设备结垢:软化与脱盐技术可以有效防止水中的硬度离子在工业设备内形成水垢,延长设备使用寿命,提高生产效率2.提高产品品质:软化与脱盐技术可确保生产过程中用水的质量,对于对水质有较高要求的产品,如制药、食品等行业的生产过程中尤为重要3.降低能耗:通过软化与脱盐技术,可以减少因水垢形成而导致的设备能耗增加,降低生产成本饮用水在饮用水处理中,软化与脱盐技术的应用主要包括:1.提高口感:软化与脱盐技术可去除水中的硬度和盐分,使饮用水口感更佳2.保障健康:软化与脱盐技术可以去除水中的有害物质,保障饮用水的卫生安全3.满足需求:随着人们生活水平的提高,对于饮用水的要求也越来越高,软化与脱盐技术可以满足人们对于高品质饮用水的需求农业灌溉在农业灌溉中,软化与脱盐技术的应用主要包括:1.提高作物产量:软化与脱盐技术可以解决盐碱地灌溉问题,提高作物产量和品质2.节约水资源:通过软化与脱盐技术,可以提高水资源的利用率,减少水资源浪费3.保护环境:软化与脱盐技术可以减少因盐碱地灌溉导致的土壤盐渍化,保护农业生态环境在环保领域,软化与脱盐技术的应用主要包括:1.减少污染物含量:软化与脱盐技术可以去除污水处理过程中的污染物,降低污水处理难度2.降低处理成本:通过软化与脱盐技术,可以降低环保处理成本,提高污水处理效率3.保护水资源:软化与脱盐技术可以有效保护水资源,为水资源的可持续利用提供保障注意事项选择合适的软化与脱盐技术在实际应用中,应根据实际情况选择合适的软化与脱盐技术例如,在工业生产中,可根据设备对水质的要求和水中的硬度、盐分含量选择适合的软化与脱盐技术考虑运行成本和经济效益在选择软化与脱盐技术时,要充分考虑运行成本和经济效益例如,在农业灌溉中,应选择运行成本较低的软化与脱盐技术,以降低农业生产的成本设备维护与更换对于软化与脱盐设备,要定期进行维护和更换,确保设备运行的正常和处理效果的稳定例如,在离子交换软化装置中,要定期检查树脂的运行状态,及时更换失效的树脂监测与控制在软化与脱盐过程中,要进行严格的监测与控制,确保处理水质达到预期目标例如,在反渗透装置中,要监测进水水质、压力、流量等参数,确保反渗透装置的正常运行环保合规在软化与脱盐过程中,要遵守环保法规,确保处理过程不对环境造成污染例如,在污水处理过程中,要确保软化与脱盐技术的应用不会产生新的污染物在应用软化与脱盐技术时,要充分考虑应用场合和注意事项,确保技术应用的科学合理、经济高效。
工业用水软化除盐的术语及其含义1. 软化水 softened water除掉大部分或全部钙、镁离子后的水。
2. 除盐水 demineralized water通过不同水处理工艺系统,去除悬浮物和无机析阳、阴离子等水中杂质后,所得的成品水统称。
3. 高纯水 high-purity water,ultra-high purity water主要指水的温度为25℃时,电导率小于0.1us/cm ,pH值为6.8-7.0及去除其他杂质和细菌的水。
4. 除硅 desilication,silica removal采用离子交换或其他方法除掉水中二氧化硅的过程。
5. 脱碱 dialkalization采用化学或离子交换法除掉或减少水中的碳酸氢根离子的过程。
6. 酸洗 acid cleaning采用酸去除设备或离子交换剂上不溶于水的沉积物的过程。
7. 石灰浆 lime slurry石灰经消化后与水混合呈糊状的浆液。
8. 石灰乳 milk of lime石灰浆用水稀释后的混浊液。
9. 树脂污染 resin fouling树脂的表面和孔隙中积累污垢或树脂的交换基团上吸附了不可逆交换离子的污染物质。
10. 树脂降解 resin degradation阴树脂受氧化剂和高温作用,它的季胺渐渐转为叔、仲、伯胺,而使其碱性减弱,表现出强碱交换基团的数量渐渐减少。
11. 离子交换剂 ion exchanger能与水中离子进行交换反应的材料。
有离子交换树脂、磺化煤等。
12. 离子交换树脂 ion exchange resin由高分子化合物的交联剂经聚合反应而生成的离子交换剂。
13. 弱碱性阴离子交换树脂 weak-base exchange resin主要交换基团为伯、仲、叔胺基的阴离子交换树脂。
14. 强碱性阴离子交换树脂 strong-base anion exchange resin主要交换基团为季胺基的阴离子交换树脂。
15. 弱酸性慢离子交换树脂 weak-acid exchange resin主要交换基团为AS基(-COOH)或酚基等的阳离子交换树脂。
软化与除盐技术一、引言软化与除盐技术是现代水处理领域中重要的技术之一。
随着城市化进程的加速以及水资源的日益短缺,对水质的要求也越来越高。
软化与除盐技术可以有效去除水中的硬度离子和盐分,提高水质,满足人们对清洁、高纯度水的需求。
本文将从软化技术和除盐技术两个方面进行讨论。
二、软化技术1. 软化技术的原理软化技术主要是通过去除水中的钙离子和镁离子来降低水的硬度。
钙离子和镁离子是造成水硬度的主要离子,它们会与碳酸根离子结合形成难溶的碳酸钙和碳酸镁,从而导致水的硬度增加。
软化技术通过交换树脂或添加化学剂的方式,将钙离子和镁离子与树脂或化学剂中的钠离子进行交换,使水中的钙离子和镁离子被去除,从而降低水的硬度。
2. 软化技术的应用软化技术广泛应用于工业生产、生活用水等领域。
在工业生产中,硬水会导致设备结垢、管道堵塞等问题,软化技术可以有效解决这些问题,提高生产效率。
在生活用水中,硬水不仅影响洗涤效果,还会对人体健康造成一定影响,软化技术可以改善水质,提供更好的用水体验。
三、除盐技术1. 除盐技术的原理除盐技术是指将水中的盐分去除,使水变为淡水的过程。
目前常用的除盐技术主要包括电渗透、蒸馏和离子交换等。
其中,电渗透是利用半透膜的选择性通透性,通过施加外电场将水中的盐分排除;蒸馏是通过加热水,使水蒸发,然后将蒸汽冷凝得到纯净水;离子交换是利用树脂或其他吸附材料对水中的离子进行交换,从而去除盐分。
2. 除盐技术的应用除盐技术主要应用于海水淡化、工业废水处理等领域。
海水淡化是指将海水中的盐分去除,得到淡水的过程。
由于海水中盐分的浓度较高,传统的水处理技术无法满足需求,除盐技术成为海水淡化的关键技术。
工业废水处理中,除盐技术可以将废水中的盐分去除,降低废水对环境的污染程度。
四、软化与除盐技术的发展趋势随着科技的进步和需求的增加,软化与除盐技术也在不断发展。
目前,越来越多的新型材料和设备被应用于软化与除盐技术中,提高了技术的效率和可靠性。