软化与除盐-水与废水物化处理的原理与工艺-水处理工程-讲义-

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。

水与废水物化处理的原理与工艺水与废水处理是指对水中所含的各种污染物进行物理、化学或生物处理，以达到净化水质的目的。

水与废水处理工艺是通过一系列的步骤，将污染水中的杂质去除或转化为无害物质，从而净化水质。

水处理的原理基本上是根据物理、化学和生物学的原理来进行操作的。

具体来说，水处理的原理和工艺包括以下几个方面：1.物理处理：物理处理是通过物理的方式，如沉淀、过滤、透析等，将水中的悬浮物、浊度、颜色等物理性杂质去除。

其中，沉淀是指借助重力作用，将水中的颗粒物沉降到底部。

过滤则是通过过滤介质使水中的颗粒物被截留下来。

透析是指通过半透膜的透过性选择性地将水中的溶质分离出来。

2.化学处理：化学处理是通过加入适当的化学药剂，使水中的污染物发生化学反应，从而去除或转化为无害物质。

常用的化学处理方法包括氧化、还原、沉淀等。

例如，通过加入氯气或臭氧气体，可以氧化水中的有机物质；通过加入硫酸铁或氢氧化铝等沉淀剂，可以去除水中的重金属离子。

3.生物处理：生物处理是利用微生物对水中的有机物进行生化分解，从而净化水质。

生物处理主要包括生物滤池、活性污泥法等。

例如，通过将水流经生物滤池，利用滤料上的微生物对水中的有机物进行降解；活性污泥法则是通过在搅拌池中加入含有大量微生物的活性污泥，使微生物在水中生长繁殖，分解有机物。

4.高级氧化技术：高级氧化技术是一种新兴的水处理技术，主要包括超声波氧化、光催化氧化、等离子体氧化等。

这些高级氧化技术能够在较短的时间内将水中的有机、无机物质降解为无害的物质，具有高效、高效的特点。

总的来说，水与废水处理的原理和工艺是综合运用物理、化学和生物等多种手段，通过去除或转化水中的各种污染物，最终实现水质净化的目的。

在实际应用中，需要根据水质特点、处理需求和成本等因素选择合适的处理工艺，以确保水资源的可持续利用和环境的保护。

软化、除盐水系统5．3．1 离子交换工艺在再生过程中需要消耗大量的酸、碱、盐，产生大量的含盐废水，不利于废水的回用。

膜法处理工艺基本为物理过程，排水只是对原水盐分的浓缩，总含盐量基本不变，外排含盐废水相对较少，有利于环境保护和废水回用。

膜法制备软水或除盐水是未来发展的趋势，与离子交换工艺相比，可以提高产水率，减少酸、碱、高含盐废水的产生，在化学水处理设计时宜优先考虑膜法处理工艺。

当原水溶解固形物大于350mg／L，且产水规模大于100m3,／h时，可考虑采用膜法处理工艺。

当仅采用膜法处理工艺不能满足产水水质要求时，可在膜法处理工艺后增设混合离子交换或EDI工艺进一步处理。

虽然膜法处理工艺技术的投资成本和运行成本在逐渐降低，但其投资仍然比离子交换高，因此当原水硬度或含盐量较低时，应结合含盐废水的再利用途径，经技术经济比较后，可以采用离子交换工艺。

当采用离子交换工艺制备软化水时，宜回收钠离子交换器的部分正洗水作为再生用水；制备除盐水时，宜回收阴离子交换器和混合离子交换器的部分正洗水作为再生用水，但回收离子交换器的部分正洗水时，需要增设自控阀门和控制系统逻辑单元，并会导致离子交换器排水系统复杂化，故应通过技术经济比较后确定。

5．3．2 预处理设施应根据原水浊度和SDI值，并结合原水供应装置(净水厂或自来水厂)的净水工艺选择确定。

未经净化处理的原水采取混凝沉淀、过滤等处理措施时，应采用效果好、反洗水量小的设备和技术，如高密度沉淀、微絮凝过滤、气-水联合反冲洗等。

过滤器反洗水应回收利用。

5．3．3 膜通量和膜脱盐率受水温的影响，水温越高其黏度越低，膜通量也越大。

对于不同的膜，随温度升高，产水率提高的比例也不一样。

在相同的压力条件下，温度每上升1℃，产水量将增加2％～4％。

但是，温度升高也使水中离子的活度增大，脱盐率降低。

因此，膜系统应当维持适当的水温，应根据原水水温和环境温度，在水温较低时，通过原水加热使水温升高，以提高产水率，相应降低废水量。

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。