水软化预处理

水软化预处理

原水中含有过量的结垢阳离子，如Ca、Ba和Sr等，需要进行软化预处理。软化处理的方法有石灰软化和树脂软化。

1、石灰软化

在水中加入熟石灰即氢氧化钙可去除碳酸氢钙，反应式为：

Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2→2Ca(CO3)↓＋2H2O

Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2→2Ca(CO3)↓ ＋Mg(OH)2 + 2H2O

非碳酸硬度可加入碳酸钠（纯碱）得到进一步降低：

CaCl2 + NaCO3→2Na2CO3 + Ca(CO3)↓

石灰－纯碱软化处理还可降低二氧化硅的含量，在加入铝酸钠和三氯化铁时会形成碳酸钙以及硅酸、氧化铝和铁的复合物沉淀。通过加入多孔氧化镁和石灰的混合物，采用60－70℃热石灰脱硅酸工艺，能将硅酸浓度降低到1mg/l以下。

通过石灰软化也可显著去除钡、锶和有机物，但石灰软化处理的问题是需要使用反应器以便在高浓度下形成沉淀晶种，通常要采用上升流固体接触澄清器。过程出水还需要设置多介质过滤器，并在进入膜单元之前要调节pH。使用含铁混凝剂，无论是否同时使用聚合物絮凝剂（阴离子型和非离子型），均可提高石灰软化的固液分离效果。

只有大型苦咸水/废水系统（大于200m/小时）才会考虑选择石灰软化工艺。

2、树脂软化、强酸型树脂软化

使用钠离子置换除去结垢型阳离子，如Ca、Ba、Sr，树脂交换饱和后用盐水再生。钠离子软化法在常压锅炉水处理中广泛应用。这种处理方法的弊端是耗盐量高，增加了运行费用，另外还有废水排放问题。弱酸型树脂脱碱度主要在大型苦咸水处理系统中采用弱酸阳离子交换树脂脱碱度，脱碱度处理是一种部分软化工艺，可以节约再生剂。通过弱酸性树脂处理，用氢离子交换除去与碳酸氢根相同当量（暂时硬度）的Ca、Ba和Sr等，这样原水的pH值会降低到4-5。由于树脂的酸性基团为羧基，当pH达到4.2时，羧基不再解离，离子交换过程也就停止了。因此，仅能实现部分软化，即与碳酸氢根相结合的结垢阳离子可以被除去。因此这一过程对于碳酸氢根含量高的水源较为理想，碳酸氢根也可转化为CO2。

HCO3 + H = H2O + CO2

一般不希望水中有二氧化碳，必要时要对原水或产水进行脱气，在有生物污染可能时（地表水，高TOC或高菌落总数），对产水脱气更为合适。在膜系统中高CO2浓度可以抑制细菌的生长。当希望系统运行在较高的脱盐率时，采用原水脱气较为合适，脱除CO2将会引起pH的增高，进水pH＞6时，膜系统的脱除率比进水pH＜5时要高。再生所需要的酸量不大于105％的理论耗酸量，这样会降低操作费用和对环境的影响；通过脱除碳酸氢根，降低了水中的TDS，这样产水TDS也较低；弱酸型树脂处理的缺点是：残余硬度如果需要完全软化，可以增设强酸阳树脂的交换过程，甚至放置在弱酸树脂同一交换柱中，这样再生剂的耗量仍比单独使用强酸树脂时低，但是初期投入较高，这一组合仅当系统容量很大时才有意义。

另一种克服这一缺点的方法是在脱碱度的水中加阻垢剂，虽然迄今为止，人们单独使用弱酸树脂脱碱时，还未出现过结垢问题，但是我们仍极力建议你计算残留难溶盐的溶解度，并采取相应的措施。处理过程中水会发生pH变化因树脂的饱和程度在运行时发生变化，经弱酸脱碱处理的出水其pH值将在3.5-6.5范围内变化，这种周期性的pH变化，使工厂脱盐率的控制变的很困难。当pH＜4.2时，无机酸将透过膜，可能会增加产水的TDS，因此，我们推荐用户增加一个并联弱酸软化器，控制在不同时间进行再生，以便均匀弱酸处理出水Ph,其它防止极低pH值出水的方法是脱除CO2或通过投加NaOH调节弱酸软化后出水的pH值