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    软化水处理工艺——硬水的软化

    水是一种很好的溶剂,能有效去除污物杂质。纯水无色、无味、无臭,被称作是“通用溶剂”。当水和二氧化碳结合生成微量的碳酸时,水的溶解效果更好。当水流过土地和岩石时,它会溶解少量的矿物质成分,钙和镁就是其中最常见的两种成分,也就是它们使水质变硬。水中含钙、镁等矿物质成分越多,水的硬度越大。

       所谓硬水,就是含有大量钙盐和镁盐离子的水。这种水在家庭使用时,不能使肥皂产生泡沫,还会在所洗涤的衣物上沉淀一层水垢;在烧开水时会在壶底和热水瓶底部渐渐地结上一层坚硬的白色水垢。如果这种硬水使用在锅炉或蒸汽机车上,会在锅炉底部和管道壁上形成一层硫酸钙或二氧化硅的“硬垢”,或一层碳酸钙的软垢,因而使管壁过热变形,导致锅炉和管道发生爆炸的危险。

       当然,水中的铁盐和锰盐离子也是使水变硬的原因之一。含有此离子的水会把肥皂沉淀出来的水垢在织物上产生锈斑,若再漂白却使污斑变得更糟。这种水用来泡茶时,茶水面上会显出一层“水皮”,且茶的清香味儿也不翼而飞。水中的镁的硬度会使水带有腐蚀性和明显的酸性,还会有一种会刺激眼睛的金属味。镁盐是一种轻泻剂。但是镁离子仅仅使人讨厌,而不会威胁人的健康。
      尽管一定硬度的水,能降低金属的毒性及心血管病的发生率,但是,居民饮用的水还需进行软化处理。
      硬水变为软水,最简单的办法是在盛水的容器中加入足量的熟石灰(即是氢氧化钙),水中的镁盐以氢氧化镁的形式沉淀出来,然后再加入足量的苏打(不纯的碳酸钠),使所有的钙以碳酸钙(包括已加入的熟石灰)的形式沉淀出来。经过两次处理的混合沉淀物便慢慢地沉淀到容器的底部(容器的底部最好呈圆锥形状,以便清除沉淀物)。这样容器上部则是清洁的饮水了。
        实际上,用石灰和苏打处理水并不能使水净化,只是把水中的钙离子和镁离子换成了钠离子。因此,对这种处理后的水,应加入一点稀硫酸,使水的PH值为6.5左右,促其稳定。 
    硬水的软化
    1、沉淀法:用石灰、纯碱处理,使水中Ca2+、Mg2+生成沉淀析出,过滤后即得软水,其中的锰、铁等离子也可除去。
    2、软水剂:

    (1)Na3PO4: 3CaSO4+2Na3PO4→Ca3(PO)4↓+3Na2SO4
    (2)六偏磷酸钠: Na4[Na2(P03)6]+Ca2+→Na4[Ca(P03)6]+2Na+
    (3)胺的醋酸衍生物(EDTA):与Ca2+、Fe2+、Cu2+等离子生成螯合物
    3、离子交换法:
    (1)原理:用无机或有机物组成一混合凝胶,形成交换剂核,四周包围两层不同电荷的双电层,水通过后可发生离子交换。阳离子交换剂:含H+、Na+固体与Ca+、Mg2+离子交换阴离子交换剂:含碱性基因,能与水中阴离子交换。
    (2)常用交换剂:
      泡沸石:水化硅酸钠铝;Na2O·Z+Ca(HCO3)→CaO·Z+2NaHCO3;Na2O·Z+CaSO4→CaO·Z+Na2SO4
      磺化煤:2Na(K)+CaSO4→Ca(K)2+NaSO4;2H(K)+CaSO4→Ca(K)2+NaSO4
    4、电渗析法:
        用直流电源作动力,使水中的离子选择性地透过树脂交换膜而获得软水。
    5、磁化法:
      使水流过一个磁场,钙、镁盐类分子间引力减小,不易产生坚硬水垢。 


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