工业给水处理软化除盐
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3，当量粒子：(X/Z) Z:离子所带电荷数； X：基本单元 用当量离子作基本单元时，eq=mol,在水质分析中较方便
4，摩尔浓度：CB=nB /V=mB/(MBV); mB=MBnB=MBCBV(P392) 5，水中假想化合物：对水加热时，水中阴阳离子便按一定规
律以化合物的形式先后析出，根据这一现象，把水中有关离 子假想的结合起来，写成化合物的形式。
工业给水处理(软化除盐)
Softening and
Salt Elemination
2021/3/7
1
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
2021/3/7
ຫໍສະໝຸດ Baidu
一、水中杂质的来源:
吸收大气中可溶物（CO2 、O2 、H2S ） 及不可溶物（尘埃、工业污染物）
法
2—3 离子交换法基本原理 :交换剂、树脂、平衡、速
度、操作
2—4 离子交换软化方法与系统: 固定床、固定床的改
进、连续床、除碱软化、再生附属设备、除二氧化碳器
2021/3/7
7
§2—1软化的目的与方法概述
一、软化的目的 二、基本概念 三、硬度的分类 四、软化的方法
2021/3/7
一、软化的目的：
1，软化定义：去除水中部分或全部硬度的过程 称为水 的软化。
2，目的： （1）避免锅炉水由于硬度而生垢浪费燃料、烧损部件、爆炸 （2）避免 Ca2+ 、 Mg2+对工业冷却设备正常运行 的影响
传热系数低、导热性能差
（3）避免影响造纸、纺织等行业产品质量
中心目的
消除不良影响，满足生活和工业用水的要求！
2021/3/7
二、基本概念
1，硬度：水中Ca2+ 、 Mg2+离子的总浓度或总含量。 2，硬度单位：（1）国内：meq/L
（2）国外：德国度:1°d=10mg/LCaO 美、日:1度=1mg/LCaCO3
换算关系：1meq/L=2.8°d=50mg/LCaCO3 （3）法定计量单位：mol/L或mmol/L
2021/3/7
三、工业用水处理对象水中 常见的溶解物：
HCO3ˉ Clˉ SO42ˉ SiO32ˉ
Ca2+,Mg2+ √
√
Na+ ,K+ √ √
Fe2+,Mn2+ √
√ √√
2021/3/7
四、工业用水水质标准
工业用水种类繁多，水质要求各不相同
食品、酿造、饮料原料用水：高于生活饮用水 标准
纺织、造纸：水质清澈，对产生斑点的物质控 制
2021/3/7
四、软化方法：
3，掩蔽剂法：利用络合物的掩蔽性去除水中硬度 或利用络合物的掩蔽性使络合物中的离子失去原 离子反应性的方法。（并不一定真正去除）
2021/3/7
四、软化方法：
4，膜法：基于电渗析原理，利用离子交换 膜的选择透过性，在外加直流电场的作 用下通过离子的迁移，在进行水的局部 除盐的同时达到软化的目的。
永久硬度（Hn）：非碳酸盐硬度（煮沸时不可析出）
钙硬度（HCa）：
镁硬度（HMg）：
关系：Ht= Hc+ Hn= HCa + HMg
暂时硬度加热分解： Mg(HCO3)2 →Mg(OH)2↓+2CO2↑
2021/3/7
Ca(HCO3)2 →CaCO3↓+H2O +CO2↑
四、软化方法：
1，药剂软化法（沉淀软化法）：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。 CaCO3 →Ca2++CO32- （向水中加CO32-） 当Ksp< [Ca2+][CO32-]时反应向右进行 实质：向水中投加药剂，在水中直接或间接地 取得CO32- 、OH-与水中Ca2+、Mg2+形成难溶盐 过程：水中离子（加药） →固体 →固液分离
2021/3/7
四、软化方法：
2，离子交换法：利用某些离子交换剂所具有的 阳离子（ H+、Na+ ）与水中Ca2+、Mg2+进行交 换反应达到软化的目的或利用固体电解质中可 交换离子（ H+、Na+ ）置换水中溶解离子 （Ca2+、Mg2+ ）的方法。 离子交换剂（树脂）：包括惰性骨架（固定部 分）和活性基团（可交换部分）
注:括号内数字表示浓度,以meq/L计。
要点：
1，水中阴阳离子当量浓度总和相等； 2，表明水中各离子的组合情况及化合物含量大小。
2021/3/7
三、硬度的分类：
硬水中常见的离子： Ca2+、Mg2+、 HCO3ˉ、 Clˉ、SO42ˉ
总硬度（Ht）：水中钙、镁离子的总含量或总浓度。
暂时硬度（Hc）：碳酸盐硬度（煮沸时可析出）
2021/3/7
•水中离子的假想组合(P393图21—1)：
Ca2+(2.0)
Mg2+(1.5)
Na+(2.5)（K+）
HCO3-(3.0)
SO42-(1.5)
Cl-(1.5)
Ca(HCO3)2(2.0)
Mg(HCO3)2MgSO Na2SO4 (1.0) 4 (0.5) (1.0)
NaCl(1.5)
地表：泥砂、腐殖质、有机物 且 溶解地壳表面的普通化合物
地下：含CO2的雨水遇地层中CaCO3 、 MgCO3生成Ca2+ 、 Mg2+；再加上地层中 易溶的Na盐K盐、氯化物等造成海水的 高含盐量
2021/3/7
二、水中杂质的分类：
水中杂质按粒径分为三类： 1µm——100 µm 悬浮质 用沉淀方法（上
2021/3/7
练习题：
根据水质分析， Ca2+、 Mg2+含量分别为48.8mg/L和 48.6mg/L，用各种表达方法(摩 尔浓度、当量浓度、德国度、 mgCaCO3/L)表示其硬度。
浮、下沉）即可去除 1 nm ——1 µm 胶体（粘土、腐殖质）胶
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 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； Fˉ使牙变黄； Ca2+、Mg2+ 给洗衣带来不便，并使锅炉生垢 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）
锅炉补给水：对产生腐蚀、结垢等的物质控制 （与锅炉压力有关系）
电子工业：高纯水 循环冷却水：水温低，无悬浮物、藻类、微生
物2021，/3/7 对产生腐蚀、结垢等的物质控制
第二章 水的软化
2—1 软化的目的与方法 :目的、基本概念、硬度分类、
方法
2—2 水的药剂软化法 :石灰法、石灰石膏法、石灰苏打
4，摩尔浓度：CB=nB /V=mB/(MBV); mB=MBnB=MBCBV(P392) 5，水中假想化合物：对水加热时，水中阴阳离子便按一定规
律以化合物的形式先后析出，根据这一现象，把水中有关离 子假想的结合起来，写成化合物的形式。
工业给水处理(软化除盐)
Softening and
Salt Elemination
2021/3/7
1
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
2021/3/7
ຫໍສະໝຸດ Baidu
一、水中杂质的来源:
吸收大气中可溶物（CO2 、O2 、H2S ） 及不可溶物（尘埃、工业污染物）
法
2—3 离子交换法基本原理 :交换剂、树脂、平衡、速
度、操作
2—4 离子交换软化方法与系统: 固定床、固定床的改
进、连续床、除碱软化、再生附属设备、除二氧化碳器
2021/3/7
7
§2—1软化的目的与方法概述
一、软化的目的 二、基本概念 三、硬度的分类 四、软化的方法
2021/3/7
一、软化的目的：
1，软化定义：去除水中部分或全部硬度的过程 称为水 的软化。
2，目的： （1）避免锅炉水由于硬度而生垢浪费燃料、烧损部件、爆炸 （2）避免 Ca2+ 、 Mg2+对工业冷却设备正常运行 的影响
传热系数低、导热性能差
（3）避免影响造纸、纺织等行业产品质量
中心目的
消除不良影响，满足生活和工业用水的要求！
2021/3/7
二、基本概念
1，硬度：水中Ca2+ 、 Mg2+离子的总浓度或总含量。 2，硬度单位：（1）国内：meq/L
（2）国外：德国度:1°d=10mg/LCaO 美、日:1度=1mg/LCaCO3
换算关系：1meq/L=2.8°d=50mg/LCaCO3 （3）法定计量单位：mol/L或mmol/L
2021/3/7
三、工业用水处理对象水中 常见的溶解物：
HCO3ˉ Clˉ SO42ˉ SiO32ˉ
Ca2+,Mg2+ √
√
Na+ ,K+ √ √
Fe2+,Mn2+ √
√ √√
2021/3/7
四、工业用水水质标准
工业用水种类繁多，水质要求各不相同
食品、酿造、饮料原料用水：高于生活饮用水 标准
纺织、造纸：水质清澈，对产生斑点的物质控 制
2021/3/7
四、软化方法：
3，掩蔽剂法：利用络合物的掩蔽性去除水中硬度 或利用络合物的掩蔽性使络合物中的离子失去原 离子反应性的方法。（并不一定真正去除）
2021/3/7
四、软化方法：
4，膜法：基于电渗析原理，利用离子交换 膜的选择透过性，在外加直流电场的作 用下通过离子的迁移，在进行水的局部 除盐的同时达到软化的目的。
永久硬度（Hn）：非碳酸盐硬度（煮沸时不可析出）
钙硬度（HCa）：
镁硬度（HMg）：
关系：Ht= Hc+ Hn= HCa + HMg
暂时硬度加热分解： Mg(HCO3)2 →Mg(OH)2↓+2CO2↑
2021/3/7
Ca(HCO3)2 →CaCO3↓+H2O +CO2↑
四、软化方法：
1，药剂软化法（沉淀软化法）：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。 CaCO3 →Ca2++CO32- （向水中加CO32-） 当Ksp< [Ca2+][CO32-]时反应向右进行 实质：向水中投加药剂，在水中直接或间接地 取得CO32- 、OH-与水中Ca2+、Mg2+形成难溶盐 过程：水中离子（加药） →固体 →固液分离
2021/3/7
四、软化方法：
2，离子交换法：利用某些离子交换剂所具有的 阳离子（ H+、Na+ ）与水中Ca2+、Mg2+进行交 换反应达到软化的目的或利用固体电解质中可 交换离子（ H+、Na+ ）置换水中溶解离子 （Ca2+、Mg2+ ）的方法。 离子交换剂（树脂）：包括惰性骨架（固定部 分）和活性基团（可交换部分）
注:括号内数字表示浓度,以meq/L计。
要点：
1，水中阴阳离子当量浓度总和相等； 2，表明水中各离子的组合情况及化合物含量大小。
2021/3/7
三、硬度的分类：
硬水中常见的离子： Ca2+、Mg2+、 HCO3ˉ、 Clˉ、SO42ˉ
总硬度（Ht）：水中钙、镁离子的总含量或总浓度。
暂时硬度（Hc）：碳酸盐硬度（煮沸时可析出）
2021/3/7
•水中离子的假想组合(P393图21—1)：
Ca2+(2.0)
Mg2+(1.5)
Na+(2.5)（K+）
HCO3-(3.0)
SO42-(1.5)
Cl-(1.5)
Ca(HCO3)2(2.0)
Mg(HCO3)2MgSO Na2SO4 (1.0) 4 (0.5) (1.0)
NaCl(1.5)
地表：泥砂、腐殖质、有机物 且 溶解地壳表面的普通化合物
地下：含CO2的雨水遇地层中CaCO3 、 MgCO3生成Ca2+ 、 Mg2+；再加上地层中 易溶的Na盐K盐、氯化物等造成海水的 高含盐量
2021/3/7
二、水中杂质的分类：
水中杂质按粒径分为三类： 1µm——100 µm 悬浮质 用沉淀方法（上
2021/3/7
练习题：
根据水质分析， Ca2+、 Mg2+含量分别为48.8mg/L和 48.6mg/L，用各种表达方法(摩 尔浓度、当量浓度、德国度、 mgCaCO3/L)表示其硬度。
浮、下沉）即可去除 1 nm ——1 µm 胶体（粘土、腐殖质）胶
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 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； Fˉ使牙变黄； Ca2+、Mg2+ 给洗衣带来不便，并使锅炉生垢 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）
锅炉补给水：对产生腐蚀、结垢等的物质控制 （与锅炉压力有关系）
电子工业：高纯水 循环冷却水：水温低，无悬浮物、藻类、微生
物2021，/3/7 对产生腐蚀、结垢等的物质控制
第二章 水的软化
2—1 软化的目的与方法 :目的、基本概念、硬度分类、
方法
2—2 水的药剂软化法 :石灰法、石灰石膏法、石灰苏打