水軟化過(guò)程和方式方法

臨時(shí)/碳酸鹽硬度-由鈣和鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽引起。通過(guò)煮沸或添加石灰可以輕松去除臨時(shí)硬度。軟化?降低或去除水的硬度稱為水軟化。?硬水會(huì)導(dǎo)致以下問(wèn)題：-(i)導(dǎo)致洗衣時(shí)消耗較多肥皂。(ii)引起顏色改變并影響染色工業(yè)。(iii)給造紙、磨冰、人造絲工業(yè)等制造過(guò)程造成嚴(yán)重困難。(iv)導(dǎo)致管道裝置窒息和堵塞。(v)導(dǎo)致鍋爐和熱水加熱系統(tǒng)結(jié)垢。(vi)它使食物變得無(wú)味、變硬或有彈性。水軟化的目標(biāo)是：(i)減少肥皂用水量（二）改善食品口感(iii)減少管道裝置的維修(iv)防止鍋爐結(jié)垢(v)提高制造和染色過(guò)程的效率。(vi)提高過(guò)濾效率等。?臨時(shí)/碳酸鹽硬度-由鈣和鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽引起。通過(guò)煮沸或添加石灰可以輕松去除臨時(shí)硬度。?永久/非碳酸鹽硬度是由鈣和鎂的硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽引起的。這不能輕易去除，需要特殊的水軟化方法，例如石灰蘇打工藝、沸石工藝或脫礦質(zhì)。

去除臨時(shí)硬度的方法：-

1、煮沸：?碳酸鈣不易溶于水。?它可能以碳酸氫鈣的形式存在于水中，易溶于含有二氧化碳的水中。?當(dāng)水沸騰時(shí)，釋放出CO2，導(dǎo)致CaCO3沉淀，可通過(guò)沉淀池中的沉淀過(guò)程除去CaCO3。碳酸氫鈣(可溶性)碳酸鈣(不溶性)?該方法不能用于碳酸鎂和碳酸氫鎂，因?yàn)镸gCO3溶于水。局限性：?煮沸并不能消除鎂引起的暫時(shí)硬度。?對(duì)于公共供水來(lái)說(shuō)，沸騰是不可行且不經(jīng)濟(jì)的。2.石灰的添加石灰（CaO），通常是熟石灰[Ca(OH)2]被添加到水中。發(fā)生以下反應(yīng)：碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀，可在沉淀池中除去。去除永久硬度的方法：去除永久硬度的不同方法是：(1)石灰-純堿工藝(2)基礎(chǔ)-交換過(guò)程/沸石過(guò)程(3)脫礦過(guò)程1、石灰-純堿工藝：?在此過(guò)程中，將石灰[Ca(OH)2]和蘇打灰[Na2CO3]添加到硬水中；與鈣鹽和鎂鹽反應(yīng)，形成不溶性碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀。?這些沉淀物可以在沉淀池中沉淀出來(lái)。?發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：此過(guò)程刪除了以下內(nèi)容：?碳酸鹽硬度（Ca和Mg）?Mg的非碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化為非碳酸鹽硬度Ca，用蘇打去除。?去除游離溶解的二氧化碳?此過(guò)程所需設(shè)備為：（與混凝過(guò)程類(lèi)似）(i)混合罐-將石灰和蘇打灰添加到原水中并混合(ii)絮凝(iii)沉淀——形成的沉淀物沉淀在罐中。拘留時(shí)間為2至4小時(shí)不等。?軟化所需的石灰和蘇打用量取決于水的化學(xué)質(zhì)量和所需的硬度去除程度。石灰純堿工藝的優(yōu)點(diǎn)：?經(jīng)濟(jì)?輕松與其他水處理方法結(jié)合使用。?石灰、蘇打與混凝劑配合使用，可減少混凝劑的用量。?提高水的pH值，從而減少管道腐蝕。?提高pH值，從而殺死病原體。?減少水中的礦物質(zhì)含量。?在一定程度上去除鐵和錳。石灰蘇打法的缺點(diǎn)：?形成大量污泥、CaCO和Mg(OH)沉淀，需要妥善處置。?需要小心操作和熟練監(jiān)督。?需要對(duì)水進(jìn)行再碳酸化；否則會(huì)造成管壁結(jié)垢。（西洛斯·博）?無(wú)法實(shí)現(xiàn)零硬度。硬度去除率最高僅為50mg/l。軟化水的再碳酸化：碳酸鈣和氫氧化鎂的非常細(xì)的沉淀有時(shí)可能不會(huì)在沉淀池中沉淀。這些顆?？赡艹练e在過(guò)濾器上并導(dǎo)致沙粒增大，即過(guò)濾介質(zhì)和分配管結(jié)垢。為了防止這種情況發(fā)生，離開(kāi)沉淀池的軟化水應(yīng)通過(guò)通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行再碳酸化。在再碳酸化過(guò)程中，不溶性碳酸鹽與二氧化碳結(jié)合形成可溶性碳酸氫鹽。吹入水中的CO2氣體可以通過(guò)燃燒焦炭、天然氣或油來(lái)產(chǎn)生。2.沸石或堿交換或陽(yáng)離子交換過(guò)程：?沸石是天然鹽或粘土、鈉和鋁的水合硅酸鹽、Issimodo或合成樹(shù)脂。?一般公式為：?沸石具有交換陽(yáng)離子的特性。?在水軟化過(guò)程中，沸石的鈉離子與硬水中的鈣離子和鎂離子進(jìn)行交換。?涉及的化學(xué)反應(yīng)有：?Ca和Mg沸石通過(guò)用5至10%氯化鈉溶液（鹽水溶液）處理而再生?沸石軟化器類(lèi)似于砂濾器，其中過(guò)濾介質(zhì)是沸石。它們可以是重力過(guò)濾器或壓力過(guò)濾器。常用的壓濾式沸石軟化器如圖2.23所示。它由一個(gè)封閉的鋼筒組成，內(nèi)含沸石床（0.75m至2m厚）。硬水每平方米每分鐘300升（0.1至0.3m/min）當(dāng)沸石的鈉鹽耗盡后，用含10%bri（Nacl）的10%鹽水溶液反洗再生。優(yōu)點(diǎn)(i)可以獲得零硬度的水；適用于紡織工業(yè)、鍋爐(ii)裝置緊湊、自動(dòng)化、操作方便。(iii)不形成污泥。不存在污泥處置問(wèn)題。(iv)RMO（運(yùn)行、維護(hù)和操作）成本較低。(v)還可去除水中的鐵和錳。(vi)不存在管道結(jié)垢問(wèn)題。

缺點(diǎn)：(i)不適合處理渾濁的水。(ii)工藝過(guò)程會(huì)在水中留下碳酸氫鈉，導(dǎo)致工業(yè)或鍋爐給水產(chǎn)生泡沫。(iii)成本高且不適合處理含有鐵和錳的水。鐵或錳沸石不能再生回鈉沸石，沸石被浪費(fèi)。

3.脫礦過(guò)程：?脫礦質(zhì)是指去除水中的礦物質(zhì)。?這可用于生產(chǎn)任何所需硬度或礦物質(zhì)的水?軟化水或去離子水與蒸餾水一樣純凈，適用于工業(yè)用途，尤其是高壓鍋爐。?除礦物質(zhì)涉及使水首先通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂床，然后通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂床。(a)陽(yáng)離子交換過(guò)程——與沸石法類(lèi)似，進(jìn)行氫離子交換。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是具有堿交換性能的酚醛縮合體。它們的化學(xué)式是H，R，其中H代表氫離子，R代表物質(zhì)的有機(jī)部分。涉及的化學(xué)反應(yīng)是：-在陽(yáng)離子交換過(guò)程中，形成酸[碳酸、鹽酸、硫酸等]，這些酸被隨后的陰離子交換過(guò)程除去。(b)陰離子交換過(guò)程：陰離子交換樹(shù)脂是胺與甲醛的縮合產(chǎn)物，具有陰離子交換性能，即交換羥基離子(OH)。樹(shù)脂的化學(xué)式為ROH，其中OH代表羥基離子，R代表物質(zhì)的org部分。涉及的化學(xué)反應(yīng)有：ROH+HC1→RCI+HOH2ROH+H2SO4→R2SO4+2HOH從陰離子交換器出來(lái)的水不含礦物質(zhì)。茲維亞迪奧當(dāng)樹(shù)脂耗盡時(shí)，再生過(guò)程如下：(i)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的再生——用稀鹽酸或硫酸處理。(ii)陰離子交換樹(shù)脂的再生-通過(guò)用碳酸鈉溶液處理。2RCI+Na2CO3+2H2O→2ROH+2NaCl+CO2↑+H2O問(wèn)題2.6：使用以下數(shù)據(jù)為某個(gè)行業(yè)設(shè)計(jì)沸石軟化劑：(i)每小時(shí)所需軟水量=25,000升。(ii)原水中存在的硬度（以CaCO計(jì)）=400ppm(iii)處理后的材料獲得的硬度=50ppm(iv)沸石的離子交換容量=每立方沸石10公斤硬度(v)廢沸石再生所需的鹽=每立方沸石50千克。還假設(shè)該行業(yè)每天實(shí)行2班制，每班8小時(shí)。在需要的地方進(jìn)行適當(dāng)?shù)募僭O(shè)。解決方案：?每班8小時(shí)所需的軟水量。=25,0001/小時(shí)×8小時(shí)=2,00,000升。?硬度去除率高達(dá)400ppm總硬度中的50ppm。?所需去除百分比=350/400x100=87.5%?由于沸石工藝將硬度降低至零；部分（87.5%）原水經(jīng)過(guò)處理，硬度為零，余量（12.5%）不處理，作為原水添加，硬度達(dá)到50ppm。每班處理水量=2x105x0.8751.75x105升每班去除的硬度量=[每班處理的水量（升）]x[硬度（毫克/升）]=(1.75x105)×400毫克/升=70x106毫克=70公斤。所需沸石樹(shù)脂的數(shù)量要去除的硬度（Kg）/樹(shù)脂的離子交換容量（Kg/cu.m）=70公斤/10公斤/立方米=7立方米假設(shè)機(jī)組數(shù)量為6臺(tái)，其中一臺(tái)備用。一單位體積=7立方米/5=1.4立方米提供6個(gè)（5+1備用）單位，體積為1.4cum，即面積=1m2，深度=再生：在8小時(shí)的輪班時(shí)間內(nèi)，假設(shè)再生過(guò)程需要1小時(shí)，并且再生所需鹽量=50千克/沸石體積=50公斤/累積x7累積=350公斤。使用10%鹽水溶液（10公斤鹽溶于水制成100公斤溶液將產(chǎn)生350公斤鹽350×100/10=3500公斤水溶液=3500公斤/1000公斤/立方米=3.5cum提供兩個(gè)容量為1.75立方米的儲(chǔ)罐。假設(shè)罐體直徑為m，則所需深度使用自由板=0.15，總深度=1.55+0.15=1.7m水箱總尺寸=1.2m直徑x1.7m深檢查接觸時(shí)間沸石床的