水软化与除盐
水处理工程软化与除盐
5．氧化剂：尽量采用抗氧化性好的树脂
6．有机污染：可采用大孔型树脂
7．再生：再生剂的选择要考虑回收有用物，不能回收时，要进行妥善处置。
二、应用
重金属废水，回收重金属
例如：处理含铬废水
六价铬：铬酸根CrO42-和重铬酸根Cr2O72-，两种的比例与pH有关。酸性条件下，主要是Cr2O72-
※然后硬度离子开始泄漏
出水中离子泄漏的顺序为：H＋、Na＋、Mg2＋、Ca2＋
失效点控制：脱碱，以Na泄漏为准
软化，以硬度离子泄漏为准。
3．弱酸型RCOOH（目前应用广的主要是丙烯酸型）
由于电离较弱，只能去除碳酸盐硬度
2RCOOH + Ca(HCO3)2----- (RCOO)2Ca + 2H2O +CO2↑
[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↓+ Na2SO4
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)2
软化、除盐与锅炉水处理
求深度软化的场合。
石灰软化法
CaO H2O Ca(OH) 2 CO2 Ca(OH) 2 CaCO 3 H2O Ca(HCO 3 )2 Ca(OH) 2 2CaCO 3 2H2O Mg(HCO3 )2 2Ca(OH) 2 2CaCO 3 Mg(OH)2 2H2O
水排出。
碱类处理：利用碱类软化药剂
使水中钙镁离子形成碳酸钙及
①
氢氧化镁水渣。
沉
淀
法
磷酸盐处理：利用磷酸钠盐软
化药剂使水中钙离子形成磷酸
钙水渣，借排污排除掉
• ②溶解法
• 向水中投加螯合剂把可能产生结垢的钙、镁离子等螯合起来，
使之稳定在锅水中。
• 常用的螯合剂为EDTA。
2、缓蚀处理
• 溶解氧的存在会造成锅炉炉体的腐蚀
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及汽水共腾和发沫等危害。
• 锅炉给水的处理过程可分为锅外处理与锅内处理两个部分。锅
外处理指锅炉补充水的混凝、沉淀、过滤、软化及除盐等过程； 锅内处理是指向锅内直接投加药剂，利用药剂在锅内部发生的 反应来解决处理问题。
1、阻垢处理
• 向水中加入软化药剂Biblioteka 水中结垢的成分从锅水中沉淀为水渣，
并同时投加有机分散剂，以利于这种水渣的流动，最后借排污
• 阳离子交换树脂带有酸性活性基团，可分为强酸性和弱酸性两
种；阴离子交换树脂带有碱性活性基团，可分为强碱性和弱碱 性两种
离子交换的选择性 • 强酸性阳离子交换树脂 • 弱酸性阳离子交换树脂
• 强碱性阳离子交换树脂 • 弱碱性阳离子交换树脂
• 在高浓度溶液中，浓度的高低则成为决定离
什么是原水、软化水、脱盐水、纯水和超纯水？
什么是原水、软化水、脱盐水、纯水和超纯水？
原水：是指未经处理的水，即进入水处理各工序之前的水。
软化水：是将硬度（主要指水中的钙镁离子）去除或降低到一定程度的水。
水在软化过程中仅降低硬度，而总含量保持基本不变。
脱盐水：是指将盐分除去或降低到一定程度的水，其含盐量为1~5mg/L，或电导率为1.0~10.0μm/cm。
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水处理设备
纯水：是指将强电解质和弱电解质去除或降低到一定程度的水，其含盐量小于1mg/L，或电导率为0.1~1.0μm/cm。
超纯水：只是将导电介质几乎完全除去，同时不离解的气体、胶体以及有机物质也被去除至很低的程度。
超纯水的含盐量小于0.1mg/L，电导率为0.1~0.055μm/cm，电阻率＞10MΩ.cm；理想纯水电导率为0.05μm/cm，电阻率为18.3MΩ.cm。
水的软化和除盐全解
练习题：原水中Ca2+浓度1.8meq/L，Mg2+浓度 0.8meq/L，HCO3-浓度2.3meq/L，Fe2+浓度 1.5meq/L，CO2浓度0.24meq/L。用石灰法对 原水进行软化，混凝剂投量为0.3meq/L，试 求石灰用量（以g CaO /（T原水）计）。
三、 水的除盐
水 的 除 盐 与 咸 水 淡 化
五．蒸馏法
其中电渗析、反渗透、超滤和蒸馏主要用于水的除盐与咸水淡化。
二、水 的 药 剂 软 化 法
软 化
溶度积原理 石灰软化 a) 石灰软化的原理 b) 石灰软化过程 c) 石灰软化的主要去除物 d) 石灰用量的计算
e) 石灰软化的效果
f) 石灰软化的适用范围 石灰-苏打软化O3-和CO32-相互转化的重要因 素。
B. 石灰软化时，石灰与水中游离CO2反应，使反应(9) 向右进行，产生CO32-，使水中的Ca2+生成CaCO3 沉淀析出，达到去除Ca2+的目的。
石 灰 软 化——石灰软化过程
软 化
对非碳酸盐硬度的影响： (11) MgSO4+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaSO4 (12) MgCl2+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCl2 结论： 熟石灰与水中非碳酸盐的镁硬度起反应生成Mg(OH)2 的同时产生了等物质的量的非碳酸盐的钙硬度。
Na盐 CaSO4 MgSO4
CaCO3
Mg(OH)2
软 化
水中离子的假想结合
c(1/2Ca2+)=2.4 c(1/2Mg2+)=1.2
c(1/2SO42-)=1.8
c(1/2Na+)=1.2
c (Cl-)=1.8
水中溶解物质去除与处理方法
上大量采用的是粒状活性炭。 • 活性炭主要成分除碳外，还含有少量的氧、氢、
硫等元素，以及水分、灰分。
• 活性炭的吸附中心点 • 具有良好的吸附性能和稳定化学性质，可以耐
强酸、强碱，能经受水浸、高温、高压作用， 不易破碎。
• 再生：即交换反应的逆过程。使具有较高 浓度的再生液流过树脂，将先前吸附的离 子置换出来，从而使树脂的交换能力得到 恢复。再生液的浓度对树脂的再生程度有 较大影响。
• 清洗：洗涤残留的再生液和再生时可能出 现的反应产物 。
三、 吸附法
1、吸附的基本理论
• 吸附是指利用多孔性固体物质吸附废水中某种 或几种污染物，以回收或去除某些污染物，使 废水得到净化的方法。
• 具有吸附能力的多孔性固体物质称为吸附剂。 而废水中被吸附的物质称为吸附质。
• 吸附是一种界面现象，发生在两个相的界面上。 • 根据吸附剂与吸附质之间作用力不同，可分为
物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种类型。
1）物理吸附的特点
• 吸附剂和吸附质之间通过分子间力作用所发生 的吸附为物理吸附，没有选择性。
3、吸附剂
工业吸附剂必须满足下列要求: （a）吸附能力强； （b）吸附选择性好； （c）吸附平衡浓度低； （d）容易再生和再利用； （e）机械强度好； （f）化学性质稳定； （g）来源广； （h）价格低。
一般工业吸附剂 难于同时满足这 八个方面的要求， 应根据不同的场
合选用.
（1）活性炭
• 活性炭是一种非极性吸附剂。 • 是由含炭为主的物质为原料，经高 指吸附质的离子由于静电引力作用聚集在吸附剂表 面的带电点上，并置换出原先固定在这些带电点上 的其他离子。
水的软化除盐
Softening and Salt Elemination
第一章 前 言
一、水中杂质的来源 二、水中杂质的分类 三、工业用水处理对象水中常见的溶解物 四、工业用水水质标准
一、水中杂质的来源: 一、水中杂质的来源:
吸收大气中可溶物（ 吸收大气中可溶物（CO2 、O2 、H2S ） 可溶物 不可溶物（尘埃、工业污染物） 及不可溶物（尘埃、工业污染物） 地表：泥砂、腐殖质、有机物 地表：泥砂、腐殖质、 且 溶解地壳表面的普通化合物 地下： 的雨水遇地层中CaCO3 、 地下：含CO2的雨水遇地层中 MgCO3生成 2+ 、 Mg2+；再加上地层中 生成Ca 易溶的Na盐 盐 易溶的 盐K盐、氯化物等造成海水的 高含盐量
二、水中杂质的分类：
水中杂质按粒径分为三类： 水中杂质按粒径分为三类： 1µm——100 µm 用沉淀方法（ 悬浮质 用沉淀方法（上 浮、下沉）即可去除 下沉） 1 nm ——1 µm 胶体（粘土、腐殖质） 胶体（粘土、腐殖质）胶 体可以稳定存在，必须加药，使胶体脱稳， 体可以稳定存在，必须加药，使胶体脱稳，混 凝沉淀后去除 1 nm以下 溶解物 溶解于水，给生活、生 溶解于水，给生活、 以下 产带来不便，是工业水处理的对象（ 产带来不便，是工业水处理的对象（ Fe2+可导 致高血压病，并可染色； ˉ 致高血压病，并可染色； Fˉ使牙变黄； Ca2+、Mg2+ 给洗衣带来不便，并使锅炉生垢 给洗衣带来不便， 从而造成燃料的浪费和锅炉爆炸； 从而造成燃料的浪费和锅炉爆炸；放射性元素 则对人体有害） 则对人体有害）
练习题：
根据水质分析， 根据水质分析， Ca2+、 Mg2+含量分别为 含量分别为48.8mg/L和 和 48.6mg/L，用各种表达方法 摩 ，用各种表达方法(摩 尔浓度、当量浓度、德国度、 尔浓度、当量浓度、德国度、 mgCaCO3/L)表示其硬度。 表示其硬度。 表示其硬度
水处理技术 第9章 软化除盐
Softening and salt removal
1
第1节 概 述
2
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（carbonate hardness、暂 时硬度）
22
离子交换速度的影响因素： •溶液浓度 •流速或搅拌速度 •树脂粒径 •交联度
23
第4节 离子交换软化
一、阳离子交换树脂特性 分强酸和弱酸。强酸主要有RNa 和RH。 1．RNa
2RNa + Ca2 +--- R2Ca + 2Na+ 2RNa + Mg2+ --- R2Mg + 2Na+ 特点：去除碳酸盐和非碳酸盐硬度，总含盐量 （阳离子总重量）有所变化，但碱度不变。
15
2）交换容量：是树脂最重要的性能，表示树脂 交换能力的大小。以体积和重量两种表示方式。
全交换容量：可用滴定法测定或从理论上计算 分子量184.2, 184.2g树脂中 含有1g可交换离子H+。
扣去交联剂所占份量（8%)，全交换容量为 4.99mmol/g。
工作交换容量：实际工作条件下，全的60－70％16
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
7
所以，石灰投加量：
[CaO] = [CO2] + [Ca(HCO3)2] + 2[Mg(HCO3)2] + [Fe] +a
GBJ 109-87 工业用水软化除盐设计规范
第二步
第三步
再生剂
再生剂
再生剂
浓度 (%)
流速 (m/h)
占 总量百
分
浓度 (%)
流速 (m/h)
三、浮动床进水含盐量为 300～500mg/L；总阳离子为 100～200mg/L(以 CaCO3 表示)； 强酸阴离子为 50～125mg/L(以 CaCO3 表示)。设备出水量大于 100 m3/h。
四、移动床进水含盐量小于 300mg/L；总阳离子为 100～200mg/L(以 CaCO3 表示)；强 酸阴离子 50～125mg/L(以 CaCO3 表示)，且水质较稳定。设备出水量大于 100m3/h。
第 3.3.6 条 采用弱型树脂时，离子交换器应选用顺流再生固定床。
第 3.3.7 条 经常间歇运行的系统，不宜采用浮动床以及单塔单周期移动床和两塔连续再
生移动床。
第 3.3.8 条 一级离子交换器的台数，不宜少于两台，当一台检修(或离子交换树脂复苏)，
其余设备和水箱能满足正常供水和自用水的要求时，可不设检修备用。
第 3.3.11 条 用于软化和除盐的离子交换器，当采用硫酸分步再生时，再生液浓度、酸
量分配和再生液流速，可按表 3.3.11 选择。
第 3.3.12 条 离子交换剂应有贮存和装卸设施。
第 3.3.13 条 离子交换剂的年补充率宜符合以下规定：
表 3.3.11 硫酸分步再生数据选择
再生
分步
方式
第一步
第 3.2.3 条 石灰软化处理并要求除硅酸盐时，可加入氧化镁或白云石粉。原水应加热至 40±1℃。
表 3.2.1 软化系统选择
出水水质
进水水质
系统名称及 代号
硬度 (mg/L， 以 CaCO3
水的化学除盐和水的离子交换软化有什么不同
水的化学除盐和水的离子交换软化有什么不同?从处理工艺上讲,水的化学除盐和水的离子交换软化有如下不同:①除去水中的离子不同。
软化仅要求除去水中的硬度离子(如Ca²﹢、Mg²﹢等) 和碱度(如HCO3﹣),而化学除盐则必须把水中的全部成盐离子(阳、阴离子) 都除掉。
②处理工艺中使用的离子交换树脂不同。
因为软化只要求除去水中的硬度和碱度,所以它可以只使用阳离子交换树脂而化学除盐要除去水中全部成盐离子,所以必须同时使用强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂, 而且不能使用“盐型”树脂(即RNa、RCl一类的树脂)。
这是因为“盐型”树脂虽然可以除去水中的成盐离子, 但又生成新的成盐离子,使水的含盐量没有“本质”的变化。
如:RNa KHSiO3+RK + NaHSiO再如:RCl+NaHS03—→ RHSiO3+NaCl所以要除去水中的成盐离子,则必须同时使用强酸阳树脂和强碱阴树脂: RHROH+ NaHSiO3→RNa/RHSiO3+H2O③使用的再生剂不同。
水的离子交换软化,其树脂失效后可以用盐类来再生。
如再生Na型离子交换树脂就可以用食盐做再生剂:R2Ca+2NaCl—→2RNa+CaCl2在化学除盐工艺中,离子交换树脂失效后,再生剂必须为强酸(HCl或H2SO4) 和强碱(NaOH),不能使用盐类作再生剂。
因为当化学除盐工艺的离子交换树脂用盐类再生后,会使树脂转变成“盐型”树脂。
而前面讲过,“盐型”树脂用于化学除盐后, 只会改变水中成盐离子的型式,而不能除去水中成盐离子。
佛山市格源环保科技有限公司有着丰富的工业设备清洗除垢经验，还有着一支团队，十年来赢下了良好的口碑和经验，格源值得信赖和选择。
水处理工程软化与除盐
水处理工程软化与除盐第九章软化与除盐（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－（锅炉给水、碱度太高，会汽水共除碱：HCO3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↓+ 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↓+ Na2SO4 MgSO4 + Na2CO3 ---MgCO3 + Na2SO4MgCO3 + Ca(OH)2– CaCO3↓+Mg(OH)2↓但纯碱太贵，此法一般不用。
除盐水和软化水概念比较
在日常生活中，我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成。
这是什么原因呢？原来在我们取用的水中含有不少无机盐类物质，如钙、镁盐等。
这些盐在常温下的水中肉眼无法发现，一旦它们加温煮沸，便有不少钙、镁盐以碳酸盐形成沉淀出来，它们紧贴壶壁就形成水垢。
我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。
硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。
低于8度的水称为软水，高于17度的称为硬水，介于8～17度之间的称为中度硬水。
雨、雪水、江、河、湖水都是软水，泉水、深井水、海水都是硬水。
溶解于水中盐类等电解质，当水通过强酸性H+型阳树脂层，水中各种阳离子均被树脂上的H+置换到水中，使其出水显酸性，其水中含有相当量的碳酸通过除碳器除去2氧化碳。
除碳后的水再经过强碱CH型阴树脂层后，水中各种阴离子均被树脂上的CH置换到水中，与水中的H+结合成水，将水中各种盐类几平除尽，这种水被称为除盐水。
软化水和除盐水的区别反渗透和软化水
软化水和除盐水的区别反渗透和软化水反渗透（RO）技术反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂(一般常指水）通过反渗透膜(一种半透膜)而分离出来与渗透方向相反，可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。
反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围。
反渗透，英文为Reverse Osmosis，是花费数亿美元并经过多年的精心研制而成的高科技水处理技术。
这种薄膜分离技术，是依靠渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。
渗透是一种物理现象。
反渗透就是在有盐份的水中（如原水）施加比自然渗透压力更大的压力，使水由浓度高的一方渗透到浓度低的一方，把原水肿的水分子压到膜的另一边变成纯净水，而原水中的细微杂质、胶体、有机物、重金属、细菌、病毒及其他有害物质都统统截留下来并经污水出口排放掉。
由于反渗透膜的孔径仅0.0001微米，一个细菌要缩小4000倍，过滤性病毒也要缩小200倍以上才能通过，所以其有效去除率高达96％以上。
反渗透法分离过程有如下优点：①不需加热、没有相变；②能耗少；③设备体积小、操作简单，适应性强；④对环境不产生污染。
反渗透纯水系统根据不同的源水水质采用不同的工艺。
一般自来水经一级反渗透系统处理后，产水电导率＜10μS/cm，经二级反渗透系统后产水电导率＜5μS/cm甚至更低，在反渗透系统后辅以离子交换设备或EDI设备可以制备超纯水，使电阻率达到18兆欧姆(电导率=1/电阻率)。
反渗透(以下简称RO)是近20年来广泛应用的水处理技术，它对提高水资源的利用，缓解全球性水资源紧缺有实际意义。
因其优越的操作性能和经济效益，也越来越多地应用于发电厂锅炉补给水处理中。
1 设备原理和技术参数反渗透是渗透的逆意，在RO设备膜的浓溶液一侧，外加一个大于其渗透压的压力，则溶剂(水)会由浓溶液侧渗透膜流向稀溶液，从而得到纯净的水。
珠海发电厂从美国引进2套RO设备，其主要技术参数为：膜材料芳香聚酰胺螺旋卷式膜；设备型号FT30；最大工作压力 2.1 MPa；标准流量进水83 t/h(净水62 t/h，浓盐水21 t/h)；组装型式一段8个容器，2段4个容器组装而成。
污水处理中的软化与脱盐技术
污水处理中的软化与脱盐技术1. 背景污水处理是保护水资源、改善水质的重要环节在污水处理过程中，软化和脱盐技术是关键步骤，主要目的是去除水中的硬度和盐分，以满足不同行业的用水需求本文将详细介绍污水处理中的软化与脱盐技术，包括其原理、工艺及应用2. 软化技术软化技术是通过去除水中的钙、镁离子，降低水的硬度，从而防止水中的硬度离子在设备和管道内形成水垢软化技术主要分为两种：离子交换软化和药剂软化2.1 离子交换软化离子交换软化技术是利用离子交换树脂去除水中的钙、镁离子在离子交换过程中，钙、镁离子与树脂上的钠离子发生交换，使水中的硬度离子被树脂上的钠离子取代离子交换软化装置主要由树脂罐、钠离子再生装置和控制系统组成该技术具有处理效果好、占地面积小、操作简便等优点2.2 药剂软化药剂软化技术是通过向水中添加软化药剂（如石灰、纯碱等），使钙、镁离子与药剂发生反应，形成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁沉淀，从而降低水的硬度药剂软化装置主要包括药剂投加系统、混合装置和沉淀池该技术适用于小规模污水处理，但药剂投加量和处理成本较高3. 脱盐技术脱盐技术是去除水中盐分的过程，主要目的是满足特定行业对淡水的需求目前常用的脱盐技术有电渗析、反渗透和离子交换膜法等3.1 电渗析电渗析是一种利用电场力作用，通过离子交换膜实现水中阴阳离子交换，达到脱盐的目的电渗析装置由阴、阳离子交换膜、阴阳极和控制系统组成该技术具有脱盐效果好、能耗低、操作简便等优点3.2 反渗透反渗透是一种利用半透膜，对水施加大于渗透压的压力，使水中的盐分、有机物等溶质通过半透膜，从而实现脱盐的过程反渗透装置主要由反渗透膜、高压泵、控制系统等组成该技术具有脱盐率高、占地面积小、操作简便等优点3.3 离子交换膜法离子交换膜法是利用离子交换膜对水中阴阳离子进行选择性透过，实现脱盐的目的该技术具有脱盐效果好、能耗低、操作简便等优点，但设备投资和运行成本较高4. 应用软化与脱盐技术在多个行业具有广泛应用，如：1.工业生产：软化与脱盐技术可有效防止水垢在工业设备内形成，延长设备使用寿命，提高生产效率2.饮用水：软化与脱盐技术可去除水中的硬度和盐分，提高饮用水的口感和品质3.农业灌溉：软化与脱盐技术可解决盐碱地灌溉问题，提高作物产量和品质4.环保：软化与脱盐技术可减少污水处理过程中的污染物含量，降低环保处理成本5. 结论污水处理中的软化与脱盐技术是保护水资源、改善水质的关键环节通过介绍软化与脱盐技术的原理、工艺及应用，有助于了解其在不同行业的重要性在实际应用中，应根据实际情况选择合适的软化与脱盐技术，以实现高效、经济的污水处理效果1. 背景随着我国经济社会的快速发展，水资源短缺和水环境污染问题日益严重污水处理是解决水环境污染的重要手段，而软化与脱盐技术在污水处理中发挥着至关重要的作用本文将详细阐述污水处理中的软化与脱盐技术，包括技术原理、工艺流程和应用领域2. 软化技术软化技术主要是通过去除水中的钙镁离子，从而降低水的硬度，防止水中的硬度离子在设备和管道内形成水垢常用的软化技术有离子交换软化和药剂软化2.1 离子交换软化离子交换软化技术是利用离子交换树脂去除水中的钙、镁离子在离子交换过程中，钙、镁离子与树脂上的钠离子发生交换，使水中的硬度离子被树脂上的钠离子取代离子交换软化装置主要由树脂罐、钠离子再生装置和控制系统组成该技术具有处理效果好、占地面积小、操作简便等优点2.2 药剂软化药剂软化技术是通过向水中添加软化药剂（如石灰、纯碱等），使钙、镁离子与药剂发生反应，形成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁沉淀，从而降低水的硬度药剂软化装置主要包括药剂投加系统、混合装置和沉淀池该技术适用于小规模污水处理，但药剂投加量和处理成本较高3. 脱盐技术脱盐技术是去除水中盐分的过程，主要目的是满足特定行业对淡水的需求目前常用的脱盐技术有电渗析、反渗透和离子交换膜法等3.1 电渗析电渗析是一种利用电场力作用，通过离子交换膜实现水中阴阳离子交换，达到脱盐的目的电渗析装置由阴、阳离子交换膜、阴阳极和控制系统组成该技术具有脱盐效果好、能耗低、操作简便等优点3.2 反渗透反渗透是一种利用半透膜，对水施加大于渗透压的压力，使水中的盐分、有机物等溶质通过半透膜，从而实现脱盐的过程反渗透装置主要由反渗透膜、高压泵、控制系统等组成该技术具有脱盐率高、占地面积小、操作简便等优点3.3 离子交换膜法离子交换膜法是利用离子交换膜对水中阴阳离子进行选择性透过，实现脱盐的目的该技术具有脱盐效果好、能耗低、操作简便等优点，但设备投资和运行成本较高4. 应用软化与脱盐技术在多个行业具有广泛应用，如：1.工业生产：软化与脱盐技术可有效防止水垢在工业设备内形成，延长设备使用寿命，提高生产效率2.饮用水：软化与脱盐技术可去除水中的硬度和盐分，提高饮用水的口感和品质3.农业灌溉：软化与脱盐技术可解决盐碱地灌溉问题，提高作物产量和品质4.环保：软化与脱盐技术可减少污水处理过程中的污染物含量，降低环保处理成本5. 结论污水处理中的软化与脱盐技术对于保护水资源、改善水质具有重要意义通过阐述软化与脱盐技术的原理、工艺及应用，有助于了解其在不同行业的重要性在实际应用中，应根据实际情况选择合适的软化与脱盐技术，以实现高效、经济的污水处理效果应用场合工业生产在工业生产中，软化与脱盐技术主要应用于以下几个方面：1.防止设备结垢：软化与脱盐技术可以有效防止水中的硬度离子在工业设备内形成水垢，延长设备使用寿命，提高生产效率2.提高产品品质：软化与脱盐技术可确保生产过程中用水的质量，对于对水质有较高要求的产品，如制药、食品等行业的生产过程中尤为重要3.降低能耗：通过软化与脱盐技术，可以减少因水垢形成而导致的设备能耗增加，降低生产成本饮用水在饮用水处理中，软化与脱盐技术的应用主要包括：1.提高口感：软化与脱盐技术可去除水中的硬度和盐分，使饮用水口感更佳2.保障健康：软化与脱盐技术可以去除水中的有害物质，保障饮用水的卫生安全3.满足需求：随着人们生活水平的提高，对于饮用水的要求也越来越高，软化与脱盐技术可以满足人们对于高品质饮用水的需求农业灌溉在农业灌溉中，软化与脱盐技术的应用主要包括：1.提高作物产量：软化与脱盐技术可以解决盐碱地灌溉问题，提高作物产量和品质2.节约水资源：通过软化与脱盐技术，可以提高水资源的利用率，减少水资源浪费3.保护环境：软化与脱盐技术可以减少因盐碱地灌溉导致的土壤盐渍化，保护农业生态环境在环保领域，软化与脱盐技术的应用主要包括：1.减少污染物含量：软化与脱盐技术可以去除污水处理过程中的污染物，降低污水处理难度2.降低处理成本：通过软化与脱盐技术，可以降低环保处理成本，提高污水处理效率3.保护水资源：软化与脱盐技术可以有效保护水资源，为水资源的可持续利用提供保障注意事项选择合适的软化与脱盐技术在实际应用中，应根据实际情况选择合适的软化与脱盐技术例如，在工业生产中，可根据设备对水质的要求和水中的硬度、盐分含量选择适合的软化与脱盐技术考虑运行成本和经济效益在选择软化与脱盐技术时，要充分考虑运行成本和经济效益例如，在农业灌溉中，应选择运行成本较低的软化与脱盐技术，以降低农业生产的成本设备维护与更换对于软化与脱盐设备，要定期进行维护和更换，确保设备运行的正常和处理效果的稳定例如，在离子交换软化装置中，要定期检查树脂的运行状态，及时更换失效的树脂监测与控制在软化与脱盐过程中，要进行严格的监测与控制，确保处理水质达到预期目标例如，在反渗透装置中，要监测进水水质、压力、流量等参数，确保反渗透装置的正常运行环保合规在软化与脱盐过程中，要遵守环保法规，确保处理过程不对环境造成污染例如，在污水处理过程中，要确保软化与脱盐技术的应用不会产生新的污染物在应用软化与脱盐技术时，要充分考虑应用场合和注意事项，确保技术应用的科学合理、经济高效。
11.水质工程学III—水的软化与除盐 §2-2 水的药剂软化法(ppt文档)
：
• 2HCO3-≒CO2+CO32- +H2O
(a)
• CO32- +Ca2+≒CaCO3
(b)
• 当Ca(OH)2首先与CO2反应后，(a)向右进行导致(b)向右进行
，使CaCO3析出，为软化创造了条件。
水质工程学Ⅲ
第二章 水的软化与除盐
§2-2 水的药剂软化法
主讲：张立秋 副教授
§ 2-2水的药剂软化法
一、概述：（定义；工艺组成） 二、石灰软化法：（石灰生产过程、原理；特 点；适用条件；石灰用量计算） 三、其他软化法：（石灰–苏打法；石灰–石 膏法）
一、概述 1.定义：基于溶度积原理，加入某些药剂，把水中钙、 镁离子转变成难溶化合物使之沉淀析出。 A、原理：溶度积原理 B、药剂：石灰、苏打、石膏 C、CaCO3 、Mg(OH)2溶度积最小
化合物 溶度积
水处理中常见难溶化合物的溶度积（25℃）
CaCO3
CaSO4
Ca(OH)2
MgCO3
4.7×10-9
2.5×10-5
5.0×10-6
4.0×10-5
Mg(OH)2 8.9×10-12Fra bibliotek 2，工艺组成：
原水（加药）→混合→反应→沉淀→过滤→消 毒
二、石灰软化法：
• 1、石灰的生产过程：
• 石灰石 煅烧 生石灰 消化 熟石灰
CaO=28([CO2]+HcCa+HnMg+K+α) (g/T)
B、HCa<HC
Ca2+ HCO3-
水的软化与除盐
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及降低水中 的碱度。
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二、石灰－纯碱法 去除碳酸盐和非碳酸盐硬度
CaSO4 + Na2CO3 ----CaCO3↓+ Na2SO4 MgSO4 + Na2CO3 ---MgCO3 + Na2SO4 MgCO3 + Ca(OH)2 – CaCO3↓+Mg(OH)2↓ 但纯碱太贵，此法一般不用。
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2．弱碱性阴树脂
•只能与强酸阴离子交换反应（以酸形式存在 时）
如：R-NH3OH +HCl = R-NH3Cl + H2O
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•极易再生 •与强碱阴树脂联合使用
弱碱――去除强酸阴离子 强碱――去除其他阴离子 同时，强碱阴树脂的再生废碱液再生弱碱 性阴树脂
•树脂内部孔隙较大，抗有机污染能力较强， 交换容量较大。
A原 (Q-QH) – S QH ＝A混Q QH ＝ (A原－A混)/（A原＋S）×Q QN＝（A混＋S）/（A原＋S）×Q
30
第二种情况：RH以硬度离子的泄漏为准。 则RH产生的酸度＝非碳酸盐硬度HF
同样推出： QH＝（A原－A混）/（A原＋HF）×Q QN＝（A混＋HF）/（A原＋HF）×Q
但应注意RH出水在一个周期内是不均匀的？ 在任何时间都保证不出现酸性水很难。 因此，以Na+泄漏运行为宜。
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二、复床除盐 1）强酸－脱气－强碱：最基本
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2）强酸－脱气－弱碱－强碱 适用于有机物含量高、强酸阴离子多的情况
除硅
除强酸阴离子
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三、混合床
工业用水软化除盐的术语及其含义
工业用水软化除盐的术语及其含义1. 软化水 softened water除掉大部分或全部钙、镁离子后的水。
2. 除盐水 demineralized water通过不同水处理工艺系统，去除悬浮物和无机析阳、阴离子等水中杂质后，所得的成品水统称。
3. 高纯水 high-purity water,ultra-high purity water主要指水的温度为25℃时，电导率小于0.1us/cm ,pH值为6.8-7.0及去除其他杂质和细菌的水。
4. 除硅 desilication,silica removal采用离子交换或其他方法除掉水中二氧化硅的过程。
5. 脱碱 dialkalization采用化学或离子交换法除掉或减少水中的碳酸氢根离子的过程。
6. 酸洗 acid cleaning采用酸去除设备或离子交换剂上不溶于水的沉积物的过程。
7. 石灰浆 lime slurry石灰经消化后与水混合呈糊状的浆液。
8. 石灰乳 milk of lime石灰浆用水稀释后的混浊液。
9. 树脂污染 resin fouling树脂的表面和孔隙中积累污垢或树脂的交换基团上吸附了不可逆交换离子的污染物质。
10. 树脂降解 resin degradation阴树脂受氧化剂和高温作用，它的季胺渐渐转为叔、仲、伯胺，而使其碱性减弱，表现出强碱交换基团的数量渐渐减少。
11. 离子交换剂 ion exchanger能与水中离子进行交换反应的材料。
有离子交换树脂、磺化煤等。
12. 离子交换树脂 ion exchange resin由高分子化合物的交联剂经聚合反应而生成的离子交换剂。
13. 弱碱性阴离子交换树脂 weak-base exchange resin主要交换基团为伯、仲、叔胺基的阴离子交换树脂。
14. 强碱性阴离子交换树脂 strong-base anion exchange resin主要交换基团为季胺基的阴离子交换树脂。
15. 弱酸性慢离子交换树脂 weak-acid exchange resin主要交换基团为ＡＳ基（－ＣＯＯＨ）或酚基等的阳离子交换树脂。
软化与除盐技术
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。
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三、离子交换平衡
离子交换也是一种化学反应，存在交换平衡。
RA + B- --- RB +A+
离子交换选择系数为：
KAB= [RB][A+]/[RA][B+] 该值>1，有利于交换反应的进行。
计算泄漏量、极限工作交换容量、再生度极限值
水软化与除盐
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q0：树脂全交换容量；q：树脂中B+离子浓度
（阳离子总重量）有所变化，但碱度不变。
水软化与除盐
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水软化与除盐
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2．RH
•碳酸盐硬度， 生成CO2、H2O―――同时 碱度也去除了。
•非碳酸盐硬度，生成H2SO4，HCl ――出 水酸性
•对于Na+, RH + NaCl ---RNa +HCl --- 产 生钠型树脂，但不起软化作用
水软化与除盐
软化，水软以化与硬除盐 度离子泄漏为准。23
3．弱酸型RCOOH （目前应用广的主要是丙烯酸型）
水软化与除盐
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2）交换容量：是树脂最重要的性能，表示树脂 交换能力的大小。
以体积和重量两种表示方式。 全交换容量：可用滴定法测定或从理论上计算 工作交换容量：实际工作条件下，全的60－70％
水软化与除盐
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3) 离子交换树脂的选择性
与水中离子种类、树脂交换基团的性能有很大关 系，同时也受离子浓度和温度的影响。
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Na+泄漏
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硬度泄漏
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•开始时出水呈酸性。
•Na＋开始泄漏时，出水酸度急剧下降。
•之后，RH交换转变为RNa型运行模式，对Ca 和Mg仍有交换能力。出水Na离子逐渐超过原 水中的浓度，呈碱性。
•然后硬度离子开始泄漏
•出水中离子泄漏的顺序为：H＋、Na＋、Mg2＋、 Ca2＋
•失效点控制：脱碱，以Na泄漏为准
第九章 水的软化与除盐
Softening and salt removal
第1节 概 述
水软化与除盐
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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（carbonate hardness、暂 时硬度）
(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
水软化与除盐
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第2节 药剂软化法
一、石灰软化法：
CaO + H2O = Ca(OH)2
CO2 + Ca(OH)2 ---CaCO3↓+ H2O
Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 --- 2CaCO3↓ + 2H2O
水软化与除盐
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三、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
2NaHCO3 + CaSO4 + Ca(OH)2----2CaCO3↓ + Na2SO4 + 2H2O
水软化与除盐
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第3节 离子交换基本知识
一、离子交换剂： •磺化煤（煤磨碎后经浓硫酸处理得到） •离子交换树脂
水软化与除盐
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二、离子交换树脂
1．结构
•母体（骨架）：高分子化合物和交联剂经聚 合反应而生成的共聚物
根据组成母体的单体材料：苯乙烯（最广 泛）、丙烯酸、酚醛系列
•活性基团：遇水电离，称为固定部分和活动
部分，具有交换性（可交换离子）
水软化与除盐
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如聚苯乙烯磺化 磺酸基团（－SO3H） 一种强酸性阳离子树脂
a：CaO过剩量，一般为0.1~0.2 mmol/L
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及降低水中
的碱度。
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二、石灰－纯碱法 去除碳酸盐和非碳酸盐硬度
CaSO4 + Na2CO3 ----CaCO3↓+ Na2SO4 MgSO4 + Na2CO3 ---MgCO3 + Na2SO4 MgCO3 + Ca(OH)2 – CaCO3↓+Mg(OH)2↓ 但纯碱太贵，此法一般不用。
•离子电荷愈多，愈易被交换
•原子序数愈大，即水合半径愈小，愈易被交换
Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+= NH4+ >Na+>Li+
SO42->NO3->Cl->HCO3->HSiO3-
• H＋和OH－的交换选择性与树脂交换基团酸、 碱性的强弱有关。
对于强酸阳树脂： H+>Li+
而对于弱酸阳树脂水：软化H与除+盐>Fe3+
非碳酸盐硬度（noncarbonate hardness）
含盐量：∑阳＋∑阴
水软化与除盐
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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
水软化与除盐
•微孔形态：凝胶型、大孔型、等孔型等
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2．命名 •全名称：（微孔型态）（骨架名称）（基本 名称）
如凝胶型苯乙烯系强酸型阳离子交换树脂 •为了区别同一类树脂的产品，有时在前面加 上一些数字。
水软化与除盐
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3．主要性能 1) 密度： 湿真密度： 湿树脂质量/树脂颗粒本身所占体积
（不包括颗粒之间的空隙） —用于确定反冲洗强度，混合床的分层 湿视密度 ：湿树脂质量/树脂堆积体积 —计算树脂用量
C0：溶液中两种交换离子的总浓度
C：溶液中B+离子浓水度软化与除盐
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第4节 离子交换软化
一、阳离子交换树脂特性ຫໍສະໝຸດ 分强酸和弱酸。强酸主要有RNa 和RH。
1．RNa
2RNa + Ca2 +--- R2Ca + 2Na+
2RNa + Mg2+ --- R2Mg + 2Na+
特点：去除碳酸盐和非碳酸盐硬度，总含盐量
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，也水软要化与消除盐 耗Ca(OH)2
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所以，石灰投加量：
[CaO] = [CO2] + [Ca(HCO3)2] + 2[Mg(HCO3)2] + [Fe] +a
3
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
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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