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。