硬水软化的三种主要方法

硬水软化的方法

硬水软化的方法

一、软水和硬水：

水是日常生活中不可缺少的物质。天然水在长期与空气、岩石和土壤等长期接触，溶解了许多无机盐、有机物等杂质，因而天然水一般均含有杂质。(水中溶解的无机盐有钙和镁的酸式碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等)。

(提问) 一般天然水里含有哪些离子？

根据水中溶有的钙镁离子的量多少，可以将水进行分类：硬水：含有较多Ca2+、Mg2+离子的水。（如：天然水等）软水：含有较少Ca2+、Mg2+离子的水。（如：雨水，蒸馏水等）

二、硬水的性质及分类：

1、硬水的通性：

★肥皂水制备：

将中性肥皂削成薄片，取10g溶于 100mL 80%的酒精中，静置数日后，倾出上层清液，再用80%的酒精稀释10倍。

★天然水：

要先进行检验，如Ca2+、Mg2+离子含量较少，可适当溶进少量的可溶性钙、镁盐，以使与蒸馏水有明显区别。

水的硬度：以水中溶有Ca2+、Mg2+离子的多少来衡量。

水的硬度是天然水固有的内在特征，不存在没有硬度的天然水。

★国际上对水的硬度的表示方法很不统一。我国目前以“德国度”表示。该方法是：将水中的Ca2+、Mg2+离子都看作Ca2+离子，并将其质量折算成CaO的质量，1L 水中含有10mg CaO 称为1度。

0 – 4 度 很软的水

4 – 8 度 软水

8 – 16 度 中硬水

16 – 30 度 硬水

30以上 最硬水

为保证人们身体健康，我国饮用水的硬度统一规定为不超过25度。

2、硬水的分类：

由引起硬水的原因不同，硬水可分为：

暂时硬水：由钙和镁的碳酸氢盐所引起的硬水硬水

永久硬水：由钙的镁的硫酸盐、氯化物等引起的硬水。

★天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度.因此,一般所说水的硬度是泛指上述两种硬度的总和。

硬水软化的方法

硬水软化就是将硬水中的钙、镁等可溶性盐除去的过程，硬水软化的方法很多，常用的有膜分离法、电磁法、离子交换法、加药法、石灰法。若水的硬度是暂时硬度，可采用煮沸法。

若水的硬度是暂时硬度，这种水经过煮沸以后，水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸钙和难溶于水的氢氧化镁沉淀。这些沉淀物析出，水的硬度就可以降低，从而使硬度较高的水得到软化。

若水的硬度是永久硬度，往往使用以下几种方法。

1、离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。

2、膜分离法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。

3、石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。

4、电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。

5、加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。

硬水软化的方法有

硬水是指含有较多钙和镁离子的水，当硬水用于日常生活和工业生产中时，容易造成水垢、管道堵塞以及电器设备损坏等问题。为了解决这些问题，人们常常采用硬水软化的方法，将硬水转化为软水。下面我将详细介绍一些常见的硬水软化方法。

1. 离子交换软化法

离子交换是目前最常用的硬水软化方法之一。该方法通过使用硬水软化设备，将硬水中的钙离子和镁离子与具有交换作用的树脂颗粒上的钠离子进行交换。这样，水中的钠离子会被硬水中的钙离子和镁离子取代，从而实现硬水的软化。当树脂饱和后，可用盐水进行再生，使其中的钠离子再次取代树脂上的钙离子和镁离子，使树脂恢复软化功能。

2. 化学添加剂软化法

通过添加具有钙和镁沉淀作用的化学添加剂，可以将水中的钙离子和镁离子与添加剂结合形成沉淀物，进而实现硬水的软化。常见的添加剂有碳酸钠、磷酸盐等。添加剂的种类和用量需要根据水质情况进行合理选择和控制。

3. 反渗透软化法

反渗透软化是一种通过膜分离技术来软化水的方法。该方法利用高压将硬水向反渗透膜压力侧推进，膜中的孔径小于水中的离子尺寸，从而将水中的钙离子和镁离子等带电离子、大分子有机物等截留在膜的高压侧，从而软化水质。

4. 电渗化学法

电渗化学法是利用电渗化学反应原理来软化水的方法。通过电解硬水，使水中的硬度离子发生沉淀反应，形成易于去除的絮凝物。这种方法不仅可以实现硬水软化，还可以去除水中的色度、浊度等杂质。

5. 沉淀软化法

沉淀软化法通过添加化学剂，使水中的钙离子和镁离子结合成沉淀物，然后将沉淀物从水中去除。常见的化学剂有氢氧化钙、氢氧化钠等。该方法操作简单，成本较低，适用于小规模的水处理，但需要考虑沉淀物的排放和处理问题。

6. 高温软化法

高温软化法是通过加热硬水，使硬水中的钙离子和镁离子发生熵增反应而软化水质。加热后的水温超过100C时，硬度离子之间的结合力较弱，可在析出物的作用下实现水质的软化。这种方法适用于工业生产中的高温水处理，但对于日常生活中的软化水质效果有限。

生活中硬水软化的方法

硬水是指含有大量矿物质如钙和镁的水，这些矿物质在水中以阳离子的形式存在，使得水变得不易清洁，产生洗涤效果较差，同时还容易在水箱、水管等地方产生垢垢，影响水质和水流通。因此，针对硬水问题，需要进行软化处理，使其成为适合生活和工业使用的软水。

硬水软化的方法有很多种，包括物理方法和化学方法，下面将逐一介绍：

1. 阳离子交换软化法：这是最常见的硬水软化方法。通过在离子交换树脂中流经硬水，矿物盐（如硫酸钠、氯化钠）和树脂中的钠离子（Na+）发生置换反应，使得水中的钙、镁离子被钠离子取代。这样处理后的水就成为软水，但需要周期性地对离子交换树脂进行再生或更换。

2. 磁场软化法：使用磁场作用于硬水，改变水中矿物质的晶体结构，使其不易在管道中沉积，可以达到一定的软化效果。这种方法无需额外加入化学药剂，操作简单，但对硬水的软化效果较弱。

3. 加热软化法：将硬水加热至一定温度，使得水中的碳酸钙和碳酸镁发生沉淀，从而使水中的矿物质含量减少，达到一定的软化效果。这种方法适用于家庭水壶、热水器等设备的软化处理。

4. 化学软化法：通过加入化学药剂如磷酸盐、硫酸盐等来沉淀水中的碳酸钙和碳酸镁，达到软化水的效果。但这种方法需要注意对化学药剂的剂量和投加方法，以免对水质产生不良影响。

5. 综合软化法：将以上几种方法结合起来，根据具体情况采用不同的软化方式，以达到最佳的软化效果。可以先采用化学方法对水进行初步软化，再通过离子交换或磁场软化进一步处理，提高软化水的效果。

需要注意的是，硬水软化后的水并不意味着去除了所有矿物质，只是将水中的矿物质含量降低到一定范围内，使得水质变得更适合生活使用。因此，在进行硬水软化处理后，仍需定期检测水质，以确保水质符合卫生标准。

对于家庭用户来说，选用合适的软化设备是解决硬水问题的关键。市面上有多种品牌和型号的离子交换软化设备、磁场软化器等产品，需要根据家庭的具体情况和硬水的程度选择合适的软化设备。同时，还需要定期对软化设备进行维护和保养，确保软化效果持久稳定。