1、技术资料由北京水处理公司提供软化水设备将水软化的几种方法介绍软化水设备将水软化的几种方法：软化水装置的作用是当硬度高、碱度也高的水直接作补充水进入循环冷却水系统后，会使循环水水质处理的难度增大，同时浓缩倍数的提高也受到限制。另外高硬水也不宜直接作锅炉水的给水。立式水管锅炉、立式火管锅炉及卧式内燃锅炉的给水总硬度要求在 4.0mmol/L 以下。总硬度过高的水不能直接采用离子交换方法达到软化水的要求，经济效果也不好。碱度过高的水，也不能直接作为锅炉的补给水。所以上述这类水质均需在进入冷却水系统、锅炉和离子交换软化系统前，首先采用化学药剂方法进行预处理。(一) 软化方法通常对硬度高、碱度高的水采用
2、石灰软化法;对硬度高、碱度低的水采用石灰-纯碱软化法;而对硬度低、碱度高的负硬水则采用石灰-石膏水处理的处理法。1.石灰软化法为避免投加生石灰(CaO)产生的灰尘污染，通常先将生石灰制成消石灰 Ca(OH)2(即熟石灰)使用，其反应如下CaO+H2O=Ca(OH)2消石灰投入高硬水中，会产生下列反应Ca(OH)2+CO2=CaCO3$+H2OCa(OH) 2+Ca(HCO3) 2=2CaCO3$+2H2O2Ca(OH) 2+Mg(HCO3) 2=2CaCO3$+Mg(OH) 2+2H2O技术资料由北京水处理公司提供形成的 CaCO3 和 Mg(OH)2 都是难溶化合物，可从水中沉淀析出。但水中
3、的永硬和负硬却不能用石灰处理的方法除去，因为镁的永硬与负硬和消石灰会产生下列反应MgSO4+Ca(OH) 2=Mg(OH) 2$+CaSO4MgCl2+Ca(OH) 2=Mg(OH) 2$+CaCl2NaHCO3+Ca(OH) 2=CaCO3$+NaOH+H2O由反应式可看出，镁的永硬全部转化为等量的溶解度很大的钙的永硬，而负硬则转化为等量的氢氧化钠、碱度，所以水中的碱度没有除去。石灰加入量可按下式估算CaO=28/Z1CO2+Ca(HCO3) 2+2Mg(HCO3)2+B式中 CaO需投加的工业石灰量，mg/L;CO2原水中 CO2 的浓度(1/2CO2 计)，mmol/L;Ca(HCO3)
4、 2原水中 Ca(HCO3) 2 的浓度1/2Ca(HCO3) 2计，mmol/LMg(HCO3) 2原水中 Mg(HCO3) 2 的浓度1/2 Mg(HCO3) 2 计mmol/L;Z1工业石灰纯度，%;281/2CaO 的摩尔质量，g/mol;B石灰过剩量(1/2CaO 计)，mmol/L(一般为 0.20.4mmol/L)。技术资料由北京水处理公司提供2.石灰-纯碱软化法石灰软化法只适用于暂硬高、永硬低的水质处理。对硬度高碱度低即永硬高的水，可采用石灰-纯碱软化法，即加石灰的同时再投加适量的纯碱(NaCO3 又称苏打)。其反应如下CaSO4+Na2CO3=CaCO3$+Na2SO4CaC
5、12+Na2CO3=CaCO3$+2NaC1MgSO4+Na2CO3=MgCO3$+Na2SO4MgC12+Na2CO3= MgCO3$+2 Na2 C1MgCO3+Ca(OH)2=CaCO3$+Mg(OH)2经石灰-纯碱软化后的水，其硬度可降为 0.15-0.2mmol/L。此外，永硬也可以直接用离离子交换法除去。石灰-纯碱加入量可按下列计算式估算。(1) 石灰用量估算CaO=28/Z1CO2+M 总+HMg+B mg/L(2) 纯碱用量估算Na2C03=53/Z2 (H 永+B) mg/L式中 M 总原水总碱度(H+计)，mmol/L;HMg原水镁硬度(1/2Mg+计)，mmol/L;Na
6、2C03纯碱投加量，mg/L;H 永原水永硬(1/2Ca2+1/2Mg+计)，mmol/L;技术资料由北京水处理公司提供B纯碱过剩量1/2Na2C03 计，mmo1/L(一般取 1.0-1.4mmol/L);531/2 Na2C03 的摩尔质量，g/mol;Z2工业纯碱的纯度，%。其他符号同前。(3)石灰-石膏处理法对于高碱度的负硬水，即水中总碱度大于总硬度的水，此时水中多余的总碱度常以 Na2 HC03 或 KHCO3 形式存在，对这些多余的碱度常以石灰-石膏处理法除去，因为2 Na2HC03+ CaSO4+ Ca(OH) 2=2 CaCO3$+ Na2SO4+2H2O2KHCO3+ CaS
7、O4+ Ca(OH) 2=2 CaCO3$+ K2SO4+2H2O(二)软化的设备石灰软化设备包括制备消石灰的设备、投加消石灰与原水充分混合的设备，以及生成的碳酸钙、氢氧化镁等沉淀物的沉淀和过滤分离设备。图 2-20、图 2-21 和图 2-22 为一般常见的石灰软化系统的流程图。除氯原水经过混凝、沉淀、澄清、过滤后，即可作为工业用水使用。如果作为饮用水，还必须进行消毒处理，以防止疾病传播。通常在水中通入氯气作为杀死细菌等微生物的消毒方法。氯气通入水中后，极易溶于水，产生下列反应C12+H2O=HC1+HOC1技术资料由北京水处理公司提供次氯酸还会进一步电离，生成次氯酸根HOC1=H+OC1-
8、氯气在水中生成的 HOC1 和 OC1-对细菌等微生物有极强的杀灭作用。但在起杀生作用前，由于水中溶有各种有机物等杂质，这些杂质会首先与 C12 反应，耗去溶入水中的 C12，只有满足这些耗氯需要后，才会有多余的 C12 来杀灭细菌，这部分氯称为余氯。为维持杀灭细菌的效果，管网水中始终要保持余氯量的在 0.5-1mg/L,在管网末端也要保持 0.05-0.1mg/L 的余氯。当采用经过消毒处理的自来水作锅炉给水时，必须除去自来水中的余氯。因为余氯的存在会破坏离子交换树脂的结构，使其强度变差，容易破碎。特别是在靠近自来水厂附近时，水中余氯最较高，更需注意除氯。目前常用的除氯方法有活性炭脱氯法和添
9、加化学药剂除氯法。(一) 活性炭脱氯法活性炭由木炭、沥青炭和果壳、果核、动物骨头等经高温焙烧和活化制成。活性炭中有很多毛细孔相互连通，因此，比表面积极大。据测试，1 克活性炭有 500-1000m2 的表面积，图 2-23 为活性炭内部气孔分布情况。过滤用活性炭是颗粒状的，粒径一般为 1-4mm。这些微孔可以起吸附作用。活性炭脱氯不完全是由于物理吸附作用，它还有催化作用，使余氯进一步转化成碳的化合物，其反应机理为C12+H2O=HC1+HOClHOCl=HCl+O(活性炭)C+O=CO#技术资料由北京水处理公司提供C+2O=CO2#因此，活性炭在整个吸附脱氯过程中不存在吸附饱和问题，只是损失少
10、量的炭。所以活性炭脱氯可以运行相当长的时间。例如用 19.6m3 的活性炭粒料作滤料，处理余氯量为 4mg/L 的自来水时，可连续处理 265 万 m3，使其余氯量小于 0.01mg/L。在相同条件下，处理余氯量为 2mg/L 的自来水时，可使用 6 年之久。活性炭除能脱氯外，还能除去水中臭味、色度、有机物以及残留的浊度。因此，活性炭使用一定时期后，仍会丧失其吸附能力，需要再生。再生方法较多，有的将失效活性炭在 500-10000C高温条件下焙烧，将吸附的有机物分解和挥发;也可用高压蒸汽吹洗或用 CaOH、NaCl 等溶液再生清洗，将吸附的杂质解吸下来;也可用有机溶剂萃取。但这些再生方法的经济效益尚有待定论，因此，有些地方对失效活性炭弃之不用，换用新的。活性炭脱氯的设备常使用压力过滤器。即在过滤器中以粒状活性炭作滤料，其他功能与前述压力过滤器相似。(二) 化学药剂脱氯法化学药剂脱氯法是利用投加还原性药剂如二氧化硫和亚硫酸钠等，将余氯还原。其反应分别为：SO2+ HOC1+ H2O =3H-+C1-+SO42-Na2SO3+HOC1=Na2SO4+HC1二氧化硫脱氯效果好，但水的 pH 值会因反应中生成强酸而下降;而亚硫酸钠法要好一些。
