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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)2CO2 + Ca(OH)2 ---CaCO3↓+ H2OCa(HCO3)2 + Ca(OH)2 --- 2CaCO3↓ + 2H2OMg(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↓+ Na2SO4MgSO4 + Na2CO3 ---MgCO3 + Na2SO4MgCO3 + Ca(OH)2– CaCO3↓+Mg(OH)2↓但纯碱太贵，此法一般不用。
给水处理工程知识点一、概述给水处理工程是指对自然界中的水进行处理，使之达到符合人类生活、生产和环境保护需要的一种技术。
其主要目的是去除水中的杂质、有害物质和微生物，提高水质，确保供水安全。
二、给水处理工程流程1.预处理：包括混凝、絮凝和沉淀等过程，主要目的是去除悬浮颗粒和胶体物质。
2.过滤：通过滤料对水进行过滤，去除残留的悬浮颗粒和胶体物质。
3.消毒：采用化学或物理方法对水进行消毒，杀灭细菌和病毒等微生物。
4.调节pH值：通过加入碱性或酸性物质调节水的pH值，使之适合人类生活和工业用途。
5.软化：通过加入适当剂量的软化剂，去除硬度离子（如钙、镁离子），防止管道堵塞和设备损坏。
6.除氧：通过加热或其他方法将溶解在水中的氧气去除，防止管道腐蚀。
三、各项技术介绍1.混凝：将水中的悬浮颗粒和胶体物质聚集成较大的团块，使之易于沉淀或过滤。
常用的混凝剂有铝盐、铁盐、聚合铝等。
2.絮凝：将混凝后的小颗粒进一步聚集成较大的团块，以便更好地去除。
常用的絮凝剂有高分子有机物、氯化铁等。
3.沉淀：通过重力作用使水中悬浮颗粒和胶体物质沉淀到底部，以便更好地去除。
常用的沉淀池有竖流式、水平流式、斜板式等。
4.过滤：采用不同类型的滤料对水进行过滤，去除残留的悬浮颗粒和胶体物质。
常见的滤料有石英砂、活性炭、陶粒等。
5.消毒：采用化学或物理方法对水进行消毒，杀灭细菌和病毒等微生物。
常用的消毒剂有氯气、次氯酸钠、臭氧等。
6.软化：通过加入适当剂量的软化剂，去除硬度离子（如钙、镁离子），防止管道堵塞和设备损坏。
常用的软化剂有磷酸盐、EDTA等。
7.除氧：通过加热或其他方法将溶解在水中的氧气去除，防止管道腐蚀。
常用的方法有加热、真空泵等。
四、常见问题及解决方法1.水质不佳：可以通过增加混凝剂和絮凝剂的投加量，优化沉淀池结构等方式来改善。
2.管道堵塞：可以通过加入适当剂量的软化剂来去除硬度离子，防止管道堵塞。
3.设备损坏：可以通过增加过滤器和软化器等设备，以及定期维护保养来延长设备寿命。
工业给水处理方法
工业给水处理工艺，大体分为以下几种：
（1）软化：指用化学的方法降低或去除水中的钙、镁离子，降低水的硬度。
软化后水的剩余硬度与软化方法有关，一般在0.05~0.08mmol/L之间。
软化方法通常分为药剂软化法和离子交换法两种。
（2）除盐（包括一级除盐和二级除盐）：是采用物理、化学（包括电化学）的方法，以去除水中的无机盐类为主要目的。
在除盐的过程中亦除去了部分机械杂质和有机物质，获得电导率为10~0.1μS/cm的除盐水。
除盐的方法通常有蒸馏、膜分离、离子交换，或将这些方法综合应用。
（3）纯水（高纯水、超纯水）制取：是采用物理、化学的方法，对经过除盐以后的出水再进一步处理，使水的电导率小于0.1μS/cm，并达到金属元素、有机物、微粒含量、细菌等多项指标要求。
水质指标接近理论纯水的亦称为“超纯水”。
纯水制取通常采用离子交换、灭菌、膜分离等方法。
（4）水质稳定处理：主要采用物理和化学方法。
如用加酸、阻垢剂、缓蚀剂、和杀生剂等，对冷却水作控制沉积物、腐蚀和微生物生长的全面处理。
（5）冷却循环水处理：是应用物理的方法，降低工业用水在使用过程中增加的热量，供循环使用。
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：
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水软化处理方法及常用软化器概述水软化处理是通过去除水中的硬度离子（主要指钙离子和镁离子）来减少水的硬度的过程。
水的硬度是指水中溶解的钙和镁的含量，主要以碳酸盐的形式存在。
水软化处理的目的是减少硬度离子的含量，以防止硬度引起的问题，如水垢、管道堵塞、设备腐蚀等。
常见的水软化处理方法有以下几种：1.离子交换法：该方法是将水通过特殊的离子交换树脂床，使硬度离子与树脂上的钠离子发生交换，树脂释放出等量的钠离子，从而实现软化水的目的。
该方法通常采用两柱交替运行的方式，一柱用于软化水，一柱用于再生。
2.反渗透法：该方法利用反渗透膜对水进行过滤和分离，形成软化水。
该方法具有操作简单、废水产量少、无需再生等优点，但设备和过滤膜的成本较高。
3.电离交换法：该方法是利用电离交换膜和电解质溶液，在电场作用下将溶液中的钙和镁离子转移到电解质溶液中，从而软化水。
该方法适用于小规模的水处理，但对水质和配比要求较高。
4.化学方法：该方法是通过加入化学物质来与水中的硬度离子发生反应，形成不溶性的沉淀物，从而降低水的硬度。
常用的化学方法包括碳酸钠法、磷酸盐法、添加酪蛋白等。
该方法适用于一些小规模的水处理，但对处理剂的添加和副产物的处理有一定要求。
常用的软化器有以下几种：1.离子交换软化器：该软化器采用离子交换树脂作为处理介质，通过离子交换的过程软化水。
离子交换软化器主要包括柱式软化器和罐式软化器两种，根据处理规模和需求可以选择适宜的软化器。
2.磷酸盐添加软化器：该软化器通过向水中添加适量的磷酸盐来形成不溶性的沉淀物，从而减少水的硬度。
磷酸盐添加软化器通常适用于一些中小规模的水处理。
3.碳酸钠添加软化器：该软化器通过向水中添加适量的碳酸钠来与水中的硬度离子发生反应，形成不溶性的沉淀物，从而软化水。
碳酸钠添加软化器适用于一些小规模的水处理场所。
4.反渗透软化器：该软化器采用反渗透膜对水进行分离和过滤，实现软化水的目的。
反渗透软化器通常用于一些对水质要求较高的场所，如医疗、食品加工等。
