硬水及其软化
硬水软化课件PPT
硬水还会影响家用电器，如洗 衣机、热水器等的性能和使用
寿命。
硬水对工业生产的影响
硬水对工业生产的影响主要体现在设 备腐蚀和结垢等方面。
硬水还会加速工业设备的腐蚀，特别 是对于金属设备，可能会缩短其使用 寿命。
硬水中的钙、镁离子在高温下容易形 成水垢，附着在工业设备上，影响设 备的传热效率和使用寿命。
处理过程中会产生大量的沉淀物，需 要定期清理和排放。
成本低廉，适用于处理高硬度的水。
05
硬水软化的经济效益
家庭硬水软化的经济效益
节约能源
硬水软化可以减少家庭在热水供 应、洗衣、洗碗等方面所需的能
源消耗，从而降低能源费用。
延长设备使用寿命
硬水中的钙、镁离子会对家用设备 （如洗衣机、热水器等）造成结垢 和腐蚀，软化水可以减少这些影响， 延长设备的使用寿命。
膜分离法
利用特殊的膜过滤技术，如反渗透、 纳滤等，使钙镁离子被截留在膜的一 侧，从而实现硬水软化。
硬水软化技术的优缺点
沉淀法和过滤法操作简单，成本 较低，但对于高硬度水处理效果
不佳。
离子交换法能够处理高硬度水， 但需要定期再生，且再生剂的消 耗和废液的处理也需要考虑环保
问题。
膜分离法处理效果好，但膜的寿 命和堵塞问题需要定期更换和维
硬水软化课件ຫໍສະໝຸດ 目录• 硬水的定义与影响 • 硬水软化的原理 • 家庭硬水软化方法 • 工业硬水软化方法 • 硬水软化的经济效益 • 硬水软化的未来发展
01
硬水的定义与影响
硬水的定义
硬水是指含有较高浓度的钙、镁离子等矿物质的水，通常以碳酸钙和碳酸镁的形式 存在。
硬水中的钙、镁离子含量越高，水的硬度越大。
提高生活质量
水质硬度检测及软化
第一部分：水的硬度一、硬水的定义水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量，即钙盐与镁盐含量的多少。
含量多的硬度大，反之则小。
硬度又分为暂时性硬度和永久性硬度。
由于水中含有重碳酸钙与重碳酸镁而形成的硬度，经煮沸后可把硬度去掉，这种硬度称为暂时性硬度，又叫碳酸盐硬度，水中含硫酸钙和硫酸镁等盐类物质而形成的硬度，经煮沸后不能去除的硬度，称为永久性硬度。
以上两种硬度合称为总硬度。
二、硬水的由来当水在大气中凝聚时，它溶解了空气中的二氧化碳，形成了叫做碳酸的弱酸。
该酸最终随雨落到地上，然后流过土壤上部到达岩石层，碳酸溶解了石灰（碳酸钙和碳酸镁），中和，并同时变硬。
硬水有暂时性及永久性之分，暂时硬水通常关系到钙和镁的碳酸盐和碳酸氢盐，这类结晶可长期存在水中，直到气压或温度出现变化，使水份变成超饱和，造成沉淀物，附在热表面或粗糙表面上，例如管道和热交换器内，即形成硬水垢；永久性硬水主要关系到硫酸钙及硫酸镁，是不会受到热和气压变化影响，但如水份被蒸发，依然会留下并形成硬水垢。
三、软硬水的判断1、判断方法软水和硬水的判断，通常必须使用化学分析方法才能决定，无法用肉眼直接判断。
由于硬度离子的碳酸盐都是沉淀的，所以在传统化学上的定量分析中，只有使用碳酸盐法才能使所有的硬度离子都被沉淀出来。
硬度也因此通常以碳酸盐表示，又因钙硬度占总硬度中绝大部分，因此在国际上特别以碳酸钙（CaCO3）的量来表示硬度。
但使用碳酸钙（CaCO3）的量来表示硬度，在传统化学上的定量分析中，其结果可能会有一些操作上的误差，如果能再经过进一步的焙烧处理，让碳酸钙（CaCO3）变成氧化钙（CaO），就可以更准确获得分析结果。
2、表示方法（1）GH：是指水体中所有硬度离子，即钙、镁、铁、锰、铜离子等的浓度，主要考虑的是金属阳离子。
（2）KH：是指酸式碳酸根（HCO3－）的浓度值。
因为碳酸氢根是水质中最主要的缓冲物质，它可以中和水质中任何增加或减少的游离CO2，以及亦能抑制氢离子的波动，以维持恒定的pH值，因此KH的控制被视为水质管理不可缺的手续。
硬水软化的原理
硬水软化的原理
硬水软化的原理是通过去除水中的钙和镁离子，使水变得软化。
这可以通过两种常见的方式来实现：离子交换和反渗透。
离子交换是硬水软化的主要方法之一。
硬水中的钙和镁离子被具有高亲和力的树脂颗粒捕获并与之交换。
树脂中的钠离子或氢离子取而代之，从而使水中的钙和镁离子被去除。
这个过程也被称为树脂再生，当树脂饱和时，一定量的盐水（通常是盐水溶液）会通过树脂床，把吸附在树脂上的钙和镁离子冲刷掉，然后再用新的盐水溶液来再生树脂，使其恢复吸附能力。
反渗透是另一种用于硬水软化的方法。
这是一种通过渗透和过滤的过程，使用半透膜来分离水中的离子和杂质。
通过施加高压，水被迫通过选择性透性膜，而溶解在水中的钙和镁离子等离子和微粒则被膜阻挡，从而得到软化的水。
该过程相对效率高，而且通常不需要额外的化学物质。
无论采用离子交换还是反渗透，处理后得到的水都可以被认为是软水。
软化的水除去了钙和镁离子，使得水具有更低的硬度，对首页和管道系统的腐蚀性降低，减少了垢石的产生，并且减少了洗涤和清洁所需的清洁剂用量。
因此，硬水软化是一种常见的水处理方式，特别适用于需要低硬度水的家庭、工业和商业应用。
硬水软化的方法
硬水软化的方法硬水是指含有较高矿物质盐类的水，如钙、镁等，这些矿物质会导致水质变硬，造成很多问题，如水垢、管道堵塞、洗涤效果差等。
因此，软化硬水成为了很多家庭和企业的需求。
那么，有哪些方法可以软化硬水呢？接下来，我们将介绍几种常见的硬水软化方法。
首先，最常见的硬水软化方法是使用离子交换树脂。
离子交换树脂是一种能够吸附和释放离子的高分子材料，通过将硬水通过离子交换树脂柱，镁、钙等离子会被树脂吸附，而钠离子会被释放出来，从而软化了水质。
这种方法简单易行，且效果显著，因此被广泛应用于家庭和工业领域。
其次，除了离子交换树脂，化学软化也是一种常用的方法。
化学软化是通过添加化学软化剂来改变水质的离子成分，使水变软。
常见的化学软化剂有磷酸盐、聚磷酸盐等，它们能够与水中的钙、镁等离子结合，形成不溶性的盐类沉淀，从而软化了水。
这种方法适用范围广，操作简单，但需要定期添加化学剂，成本也较高。
另外，逆渗透也是一种有效的硬水软化方法。
逆渗透是一种利用半透膜对水进行过滤的技术，通过高压驱动水分子逆向渗透，从而将水中的杂质、矿物质等去除，从而软化了水。
逆渗透技术软化的水质纯净，无需添加化学剂，但设备成本较高，操作复杂，维护成本也不低。
最后，除了以上几种方法，还有一些物理软化方法，如磁场软化、电解软化等。
磁场软化是利用磁场改变水中矿物质的结构，从而软化水质；电解软化是利用电解原理将水中的矿物质离子析出，软化水质。
这些方法操作简单，无需添加化学剂，但软化效果相对较弱，需要长期使用才能见效。
综上所述，硬水软化的方法有很多种，每种方法都有其适用的场合和特点。
在选择硬水软化方法时，需要根据实际情况和需求来进行选择，以达到最佳的软化效果。
希望以上介绍的方法能够帮助您更好地解决硬水问题。
硬水软化的方法
硬水软化的方法硬水软化的方法一、软水和硬水：水是日常生活中不可缺少的物质。
天然水在长期与空气、岩石和土壤等长期接触，溶解了许多无机盐、有机物等杂质，因而天然水一般均含有杂质。
(水中溶解的无机盐有钙和镁的酸式碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等)。
(提问) 一般天然水里含有哪些离子？根据水中溶有的钙镁离子的量多少，可以将水进行分类：硬水：含有较多Ca2+、Mg2+离子的水。
（如：天然水等）软水：含有较少Ca2+、Mg2+离子的水。
（如：雨水，蒸馏水等）二、硬水的性质及分类：1、硬水的通性：★肥皂水制备：将中性肥皂削成薄片，取10g溶于 100mL 80%的酒精中，静置数日后，倾出上层清液，再用80%的酒精稀释10倍。
★天然水：要先进行检验，如Ca2+、Mg2+离子含量较少，可适当溶进少量的可溶性钙、镁盐，以使与蒸馏水有明显区别。
水的硬度：以水中溶有Ca2+、Mg2+离子的多少来衡量。
水的硬度是天然水固有的内在特征，不存在没有硬度的天然水。
★国际上对水的硬度的表示方法很不统一。
我国目前以“德国度”表示。
该方法是：将水中的Ca2+、Mg2+离子都看作Ca2+离子，并将其质量折算成CaO 的质量，1L 水中含有10mg CaO 称为1度。
0 – 4 度很软的水4 – 8 度软水8 – 16 度中硬水16 – 30 度硬水30以上最硬水为保证人们身体健康，我国饮用水的硬度统一规定为不超过25度。
2、硬水的分类：由引起硬水的原因不同，硬水可分为：暂时硬水：由钙和镁的碳酸氢盐所引起的硬水硬水永久硬水：由钙的镁的硫酸盐、氯化物等引起的硬水。
★天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度.因此,一般所说水的硬度是泛指上述两种硬度的总和。
3、暂时硬水的性质：由于暂时硬水是由碳酸氢盐所引起的，因而当暂时硬水受热时会分解而得到相应的沉淀如：Ca(HCO3)2 == CaCO3↓ + CO2↑ + H2OMg(HCO3)2 == MgCO3↓ + CO2↑ + H2O但由于氢氧化镁的溶解性比碳酸镁的溶解性要小得多，因而继续加热时，碳酸镁要转化为氢氧化镁：MgCO3 + 2H2O == Mg(OH)2↓ + CO2↑因而长期加热暂时硬水得到的水垢是碳酸钙和氢氧化镁的混合物。
硬水的软化的实验原理
硬水的软化的实验原理硬水是指含有大量溶解性钙、镁等离子的水，其主要成分为碳酸钙和硫酸钙等。
硬水将对水质和生活带来不便，如在煮水、清洗、洗涤、浇灌等方面产生不良影响。
因此，通过软化硬水可以减少其中的钙、镁离子含量，提高水质的柔软度。
下面将介绍硬水软化的实验原理。
硬水通过软化可以通过钠离子交换来实现。
软化硬水的主要方法是使用具有很强离子交换能力的树脂材料，如阴离子交换树脂。
这种树脂含有大量的阴离子交换基团，具有高度选择性地吸附和释放水中的阳离子，从而实现硬度离子的去除。
一般情况下，软化硬水的实验过程可以分为以下几个步骤：1. 准备树脂：在实验开始前，需要将阴离子交换树脂进行处理，以去除其上的杂质和离子。
常见的处理方法包括反复用去离子水、盐酸等进行反复清洗，直至排出的水质呈中性。
2. 将硬水与阴离子交换树脂接触：将预处理好的树脂装入实验容器中，然后将硬水与树脂接触。
这一过程可以通过装有树脂的漏斗或柱状容器来完成。
3. 阴离子交换：硬水中的钙、镁等离子会与树脂中的阴离子交换基团发生离子交换反应，而被弱酸树脂所吸附。
常见的交换基团包括羧基（-COOH）等。
4. 离子交换平衡：经过一段时间的接触，交换反应会到达平衡，树脂上的交换基团以吸附和释放的方式，将硬度离子吸附到树脂上，并释放相应量的钠离子到水中。
5. 洗涤树脂：交换完毕后，需要用纯净水对树脂进行洗涤，以将吸附在树脂上的余量离子冲洗掉。
这一步骤可以通过将纯净水反复流过树脂上，直至冲洗液排出时不再呈碱性。
通过上述实验原理，硬水中的钙、镁等硬度离子可以被阴离子交换树脂所吸附，从而实现硬水的软化。
这种方法具有高效、简便、经济的特点，对改善水质、减少水垢产生等有着良好的效果。
值得注意的是，树脂使用一段时间后需要进行再生或更换，以恢复其吸附能力。
硬水和软水有何区别
硬水和软水有何区别硬水和软水有何区别水有软硬之分，因为自来水没有进行软化，水中矿物质含量浓度很高，导致水质偏硬，而矿泉水经过加工后，水质变软了，更适宜饮用。
下面是小编为大家整理的硬水和软水有何区别，仅供参考，欢迎阅读。
什么是软硬水？所谓"硬水"是指含有较多、可溶性、钙镁化合物的水。
如，自然界中的泉水、井水等。
水的硬度则是指溶解在水中的盐类物质的含量，即钙盐与镁盐含量的'多少。
含量多的硬度大，反之则小。
中国《生活用水卫生标准》中规定，水的总硬度不能过大。
如果硬度过大，饮用后对人体健康与日常生活有一定影响。
如果没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水，则会造成肠胃功能紊乱，即所谓"水土不服"，就是这个意思。
所谓“软水”指的是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
如，自然界中的雪水、雨水都是软水。
一般来说硬度小于150mg/L的水称为“软水”；硬度大于150mg/L的水称为“硬水”。
软硬水的简单鉴别在日常生活中怎么进行简单的软硬水的鉴别呢？可以采用如下方法：1、分别用两只烧杯取等量水样，向两只烧杯中分别滴加等量肥皂水。
泡沫多、浮渣少的为软水。
反之，泡沫少、浮渣多的为硬水。
2、加热盛水烧杯，在杯壁留下较多水垢的是硬水。
因为硬水是含有较多的可溶性钙、镁物质的水，加热后，这些可溶性的钙镁物质转化成不可溶性的物质。
沉淀杂质多的是硬水，杂质越多，水的硬度越大。
3、利用干燥的玻璃片。
分别在其不同的位置滴等量水样。
待其完全蒸发后，白色残留物多的为硬水，反之为软水。
硬水和软水的区别？
硬水和软水的区分？硬水是指含有较多、可溶性、钙镁化合物的水。
如，自然界中的泉水、井水等。
"软水'指的是不含或含较少可溶性钙、镁化合物的水。
如，自然界中的雪水、雨水都是软水。
一般来说硬度小于150mg/L的水称为"软水'；硬度大于150 mg/L的水称为"硬水'。
1硬水和软水的区分1、水的物质含量不一样：软水不含或含较少可溶性钙、镁化合物，硬水含有较多可溶性钙镁化合物。
2、软水不易与肥皂产生皂垢，而硬水相反。
硬水并不对安康造成直接危害，但是会给生活带来很多麻烦，比方用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。
利用这点可以区分硬水和软水。
3、硬水可以经过处理转化为软水，经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为 1.0～50 毫克/升后得到的软化水。
用直流电源作动力，使水中的离子选择性地透过离子交换膜而获得软水。
4、通常我们所说的硬水与软水，主要是指碳酸钙和碳酸镁的含量，以"毫克碳酸钙/公升水'或"ppm'来表示，称为水的硬度。
2硬水和软水的鉴别方法方法1：取一杯热水，倒入肥皂水，轻轻搅拌。
水面上消逝泡沫的为软水，水面上消逝浮渣的为硬水，浮渣越多，水的硬度越大。
方法2：用烧杯加热，在杯壁留下较多水垢的是硬水。
由于硬水是含有较多的可溶性钙，镁物质的水，加热后，这些可溶性的钙镁物质转化成不行溶性的物质，沉淀杂质多的是硬水，杂质越多，水的硬度越大。
方法3：用两块枯燥、洁净的毛巾，分别沾上硬水和软水，拧干后擦拭镜片，晾干后观看镜片上水渍的为硬水，镜片上没有水渍，光明如新的软水。
方法4：分别用软水和硬水制成冰块,由于碳酸钙、碳酸镁不溶于水,可以观看到用硬水制成冰块颜色混浊，有异味,软水制成的冰块晶莹剔透,手感软滑。
：高考化学学问点汇总推断活性炭饱和了的方法最新高考资讯、高考政策、考前预备、志愿填报、录用分数线等高考时间线的全部重要节点尽在高考网微信公众号。
硬水及其软化
硬水及其软水介绍1软水和硬水：1.1水是日常生活中不可缺少的物质。
天然水在长期与空气、岩石和土壤等长期接触，溶解了许多无机盐、有机物等杂质，因而天然水一般均含有杂质。
(水中溶解的无机盐有钙和镁的酸式碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等)。
1.2根据水中溶有的钙镁离子的量多少，可以将水进行分类：硬水：含有较多Ca2+、Mg2+离子的水。
（如：天然水等）软水：含有较少Ca2+、Mg2+离子的水。
（如：雨水，蒸馏水等）2硬水的性质及分类：2.1硬水的通性：2.1.1水的硬度：以水中溶有Ca2+、Mg2+离子的多少来衡量。
2.1.2水的硬度是天然水固有的内在特征，不存在没有硬度的天然水。
2.1.3国际上对水的硬度的表示方法很不统一。
我国目前以“德国度”表示。
该方法是：将水中的Ca2+、Mg2+离子都看作Ca2+离子，并将其质量折算成CaO的质量，1L 水中含有10mg CaO 称为1度。
分类很软的水软水中硬水硬水最硬水硬度0 –4 度 4 –8 度8 –16 度16–30 度30以上备注：为保证人们身体健康，我国饮用水的硬度统一规定为不超过25度。
2.2硬水的分类：2.2.1由引起硬水的原因不同，硬水可分为：2.2.1.1暂时硬水：由钙和镁的碳酸氢盐所引起的硬水硬水。
2.2.1.2永久硬水：由钙和镁的硫酸盐、氯化物等引起的硬水。
2.2.2天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度.因此,一般所说水的硬度是泛指上述两种硬度的总和。
2.3暂时硬水的性质：由于暂时硬水是由碳酸氢盐所引起的，因而当暂时硬水受热时会分解而得到相应的沉淀如：Ca(HCO3)2 == CaCO3↓ + CO2↑ + H2OMg(HCO3)2 == MgCO3↓ + CO2↑ + H2O但由于氢氧化镁的溶解性比碳酸镁的溶解性要小得多，因而继续加热时，碳酸镁要转化为氢氧化镁：MgCO3 + 2H2O == Mg(OH)2↓ + CO2↑因而长期加热暂时硬水得到的水垢是碳酸钙和氢氧化镁的混合物。
硬水软化的原理
硬水软化的原理
硬水是指含有较高浓度钙离子和镁离子的水，这些离子会使水变得难以起泡，
不易溶解肥皂，并且在管道和设备表面留下水垢。
因此，硬水对生活和工业生产都会带来一定的影响。
为了解决这一问题，人们提出了软化水的方法，即通过一定的方式去除水中的钙离子和镁离子，将硬水变为软水。
那么，硬水软化的原理是什么呢？
硬水软化的原理主要有离子交换和化学沉淀两种方式。
首先，我们来说说离子交换。
离子交换是指通过离子交换树脂将水中的钙离子
和镁离子与树脂上的钠离子进行交换，从而软化水质。
通常，离子交换树脂是一种高分子聚合物，具有大量的离子交换基团。
当硬水通过离子交换树脂层时，树脂上的钠离子会与水中的钙离子和镁离子发生置换反应，使得水中的钙和镁被固定在树脂上，而树脂上的钠离子则溶解到水中，从而软化了水质。
这种方法能够有效地去除水中的钙和镁离子，使硬水变为软水。
其次，化学沉淀也是一种常用的硬水软化方法。
化学沉淀是指在水中加入一定
的化学药剂，使得水中的钙离子和镁离子发生沉淀反应，从而去除水中的硬度离子，软化水质。
常用的化学药剂包括氢氧化钠、石灰等。
当这些化学药剂与水中的钙和镁离子发生反应时，会生成相对稳定的沉淀物，从而使水中的硬度离子被去除，水质变软。
总的来说，硬水软化的原理主要是通过离子交换和化学沉淀来去除水中的钙离
子和镁离子，从而软化水质。
这些方法都能有效地将硬水变为软水，解决了硬水给生活和工业生产带来的问题。
在实际应用中，我们可以根据具体情况选择合适的方法进行硬水软化，以保证水质的良好和设备的正常运行。
硬水软化一种方法化学
硬水软化一种方法化学硬水的软化有多种方法，其中化学方法是一种常用且有效的方法。
化学软水方法主要是通过添加一些化学试剂，使硬水中的形成水垢的离子与试剂中的反应产物结合，从而使水中的硬度降低。
1. 软水剂：软水剂是一种化学试剂，它能与硬水中的钙离子、镁离子结合，形成不溶于水的沉淀物，从而降低水的硬度。
常用的软水剂有：硫酸铵、硝酸铵、硫酸钠、磷酸盐等。
这些软水剂一般以粉末、颗粒或液体形式存在，可以直接加入硬水中进行反应。
2. 离子交换树脂水软化法：离子交换树脂是一种可以选择性吸附和释放离子的材料，通过该材料可以将硬水中的钙离子、镁离子吸附，并释放出等量的钠离子或氢离子，从而使硬度降低。
离子交换树脂广泛应用于家庭、工业中的水处理设备中。
3. 石灰软化法：石灰软化法是一种常见且经济的软水方法。
它是通过加入石灰（氢氧化钙）到硬水中，使硬水中的钙离子与石灰中的氢氧化钙反应生成不溶于水的碳酸钙沉淀物。
这样可以将水中的硬度降低，实现软水效果。
这种方法尤其适用于水中硬度主要由钙离子引起的情况。
4. 除碱软化法：硬水中的碱性物质，如氢氧化钠、氢氧化钾等，可以通过除碱软化法来降低水的硬度。
这种方法是通过加入酸类化学试剂，使碱性物质中的阳离子和试剂中的阴离子产生反应，从而降低水的碱度和硬度。
化学软水方法在软化硬水中起到了重要的作用。
它能够使硬水变得柔软，减少水垢的产生，保护水龙头、水管等设备，提高水的品质。
但是需要注意的是，在使用化学方法软化水的同时，需注意对剩余试剂的处理，避免对水质、环境造成污染。
此外，化学软水方法的适用范围也有一定限制。
某些水质较为复杂的硬水，如海水、含有高浓度的金属离子的水等，采用化学方法软化水可能不够有效，此时可以采用其他方法，如反渗透、电离交换等。
同时，在选择化学软水方法时需要考虑其成本、操作难度等因素，以便选择最适合的方法。
综上所述，化学方法是硬水软化的一种有效方法。
通过添加适当的化学试剂，可以与硬水中的离子发生反应，从而降低水的硬度。
硬水软化的主要方法有
硬水软化的主要方法有
硬水软化的主要方法包括:
1. 煮沸法
把水煮沸,可以使硬度盐氢氧化钙、氢氧化镁沉淀,减少水的硬度。
但效果有限,不断重复使用水时硬度会重新增加。
2. 生石灰法
向硬水中加入生石灰,利用反应生成不溶性的碳酸钙沉淀,从而去除水中的钙、镁离子。
但是pH 会升高,需要中和处理。
3. 煮沸碳酸法
水先煮沸,然后加入碳酸钠使水中钙、镁盐生成不溶性碳酸盐沉淀出来。
经过滤后可降低水硬度,但成本较高。
4. 离子交换法
利用阳离子交换树脂与水中钙、镁离子交换,去除硬度盐,是目前应用最广的家用硬水软化方法。
5. 反渗透法
使用反渗透膜滤除水中钙、镁离子,也可有效去除硬度,但装置昂贵,耗能较大。
6. 复配水法
采用先除钙后除镁的两段处理,也称塔罐法。
是中大型水处理常用的硬水软化工艺。
7. 微聚凝法
加入聚合凝聚剂使钙、镁生成不溶性的微团聚体,然后过滤除去。
属于较新技术手段。
8. 电渗析法
应用电场作用去除水中的钙镁等离子,效果较好但设备投资大。
综上所述,根据具体情况选择合适的硬水软化方法,即可有效去除水中的钙镁盐类。
硬水软化的常用方法
硬水软化的常用方法
嘿，你知道硬水软化不？那可是超重要的事儿！咱先说离子交换法，就像魔法一样，把硬水里的钙镁离子给换走。
把硬水通过离子交换树脂，哇塞，一下子就变软啦！注意哦，得定期更换树脂，不然效果可就大打折扣啦。
这安全不？那当然啦，只要操作得当，一点问题都没有，超稳定呢！那离子交换法能用在哪呢？家里的热水器呀，不然水垢多了多烦人。
优势就是方便快捷，效果立竿见影。
我家热水器用了离子交换法软化硬水后，再也不用担心水垢堵塞啦！
还有反渗透法，就像超级过滤器。
硬水经过反渗透膜，把钙镁离子啥的都挡在外面。
安装的时候可得找专业的人来弄，不然出了问题可就麻烦啦。
安全稳定那是杠杠的。
这能在哪用呢？饮用水净化就超棒。
优势就是能得到超纯净的水。
我朋友家就用反渗透法软化水，那水喝起来甜甜的。
硬水软化的方法真的超有用，谁用谁知道！。
硬水问题及其软化
硬水问题及其软化摘要:我的家乡，一个小村庄，常年以井水为生。
近年来，发现煮沸的水沉淀越来越多，壶锈问题越来越严重，给大家生活带来许多不便。
此为水中含有较多的钙、镁等化合物，称为硬水。
本文简单介绍了硬水定义、利弊及其软化。
关键词：硬水、软水、硬水利弊、硬水软化所谓硬水，是指含有较多可溶性钙、镁化合物的水。
如一些井水，泉水。
但自来水中几乎没有。
水的硬度成分，如果是由碳酸氢钙或碳酸氢镁引起的，系暂时性硬水（煮沸暂时性硬水，分解成碳酸氢钙、生成不溶于水的碳酸盐而沉淀，水由硬水变成软水）；如果是由含有钙、镁的硫酸盐或氯化物引起的，系永久性硬水。
一般规定，每升水中含有相当于10毫克的氯化钙为1度，亦即氯化钙的浓度为10PPm。
硬度低于8度的水为软水，高于8度的水为硬水。
在天然水中，远离城市未受污染的雨水、雪水属于软水；泉水、溪水，江河水、水库水，多属于暂时性硬水，部分地下水属于高硬度水。
记得以前壶锈问题也有，因为井水一般都属于硬水，但没有现在这么严重，几年前村里又大费周章在离原先老井不远处凿一口新井，没出水，但使得原先井里的水硬度越来越大。
饮用低浓度的硬水，即所谓的软硬水是比饮用软水好的。
我国饮用水卫生标准规定：饮用水硬度不得超过25度。
最适宜人饮用的水的硬度为8~18度，称为轻度、中度水。
美国环境保护部门的科学家曾以鸽子血做实验。
他们发现，加入氯化物（漂白粉）消毒的食用水给鸽子喝，可使他们血清胆固醇升高达百分之五十，而当在水中加入钙物质时，则可使他们的血清胆固醇降低，血清胆固醇升高是与动脉粥样硬化等心血管病有关的。
在其他许多科学家的调查及论文中，也有与此相一致的结论。
即水的硬度较高的地区，心脑血管发病率较低，并且心脏病、癌症的发病率也要低一些。
但是，饮用硬度太大的水，肾结石的发病率也要高。
此外，水壶与暖水瓶使用一段时间后，其内壁就会结满一层白色水碱，除大部分为碳酸钙、碳酸镁外，还含有多种有害的贡、镉、铅、砷等元素，如不经常及时清除，反复用来烧水、装水后，有害元素积累越来越多，并能再次溶于水中，当人们饮用后就会进入人体，从而引起人体慢性中毒甚至可致癌和致畸，严重危害人体健康。
硬水和软水的区别
硬水和软水的区别一，什么是硬水?什么是软水?"硬水"是指水中所溶的矿物质成分多，尤其是钙和镁。
硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来好多麻烦，比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。
在日常生活在在中，矿泉水和自来水属于硬水;雨水和雪水属于软水。
二，硬水存有哪些危害?我国规定：饮用水的硬度不得超过25度，硬水的危害主要有以下几点：1.用硬水洗衣服浪费水。
由于和肥皂反应时产生不溶性的结晶，减少了冲洗效果.2.工业上，硬水的矿物质沉淀会造成锅垢，妨碍热传导，严重时还会导致锅炉爆炸.由于硬水问题，工业上每年因设备、管线的维修和更换要耗资数千万元.3.硬水对人体的危害.没经常饮硬水的人偶尔饮硬水，可以导致肠胃功能失调;用硬水烹制鱼肉、蔬菜，会因难于蒸熟而毁坏或减少食物的营养价值;用硬水泡茶可以发生改变茶的色香味而减少其饮用价值;用硬水搞豆腐不仅可以并使产量减少、而且影响豆腐的营养成分.三，净水器对硬水的过滤效果好吗?水的软化方法：(一)加热法;(二)石灰苏打法：用石灰减少暂时硬水硬度，用烧碱(苏打)减少非碳酸盐硬水的硬度;(三)离子交换法：用离子交换剂除去钙镁离子，效果稳定准确，可以将硬度降至0.软水机多采用这种离子交换法.(四)膜分离法：纳滤膜(nf)及反渗透膜(ro)均可以攻击水中的钙镁离子，从而从根本上减少水的硬度.目前家用净水器(纯水机)多使用这种膜分离法对水展开软化。
这种方法的特点就是，效果显著而平衡，处置后的水适用范围甚广。
净水器(纯水机)由于采用了反渗透的过滤方式，反渗透膜的孔径非常小，只有0.微米，也就是万分之一微米，能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等,所以，最好的净水器对硬水的软化效果是非常好的，产出来的纯水可以直接放心的饮用硬水领略到我们必须多的不便：1、硬水长久使用后形成厚厚水垢，影响用水健康;2、水槽、龙头、马桶等表面难结黄色水垢，减少冲洗难度;3、热水器管道结垢，降低热导率，增加能耗，甚至缩短使用寿命;4、硬水洗衣，衣物难变白变软;5、硬水中的钙镁离子和皮肤上灰尘结合，容易堵塞毛孔导致肤质变差。
硬水软化的方法
硬水软化的方法一、软水和硬水：水是日常生活中不可缺少的物质;天然水在长期与空气、岩石和土壤等长期接触,溶解了许多无机盐、有机物等杂质,因而天然水一般均含有杂质;水中溶解的无机盐有钙和镁的酸式碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐等;提问一般天然水里含有哪些离子根据水中溶有的钙镁离子的量多少,可以将水进行分类：硬水：含有较多Ca2+、Mg2+离子的水;如：天然水等软水：含有较少Ca2+、Mg2+离子的水;如：雨水,蒸馏水等二、硬水的性质及分类：1、硬水的通性：★肥皂水制备：将中性肥皂削成薄片,取10g溶于 100mL 80%的酒精中,静置数日后,倾出上层清液,再用80%的酒精稀释10倍;★天然水：要先进行检验,如Ca2+、Mg2+离子含量较少,可适当溶进少量的可溶性钙、镁盐,以使与蒸馏水有明显区别;水的硬度：以水中溶有Ca2+、Mg2+离子的多少来衡量;水的硬度是天然水固有的内在特征,不存在没有硬度的天然水;★国际上对水的硬度的表示方法很不统一;我国目前以“德国度”表示;该方法是：将水中的Ca2+、Mg2+离子都看作Ca2+离子,并将其质量折算成CaO的质量,1L 水中含有10mg CaO 称为1度;0 – 4 度很软的水4 – 8 度软水8 – 16 度中硬水16 – 30 度硬水30以上最硬水为保证人们身体健康,我国饮用水的硬度统一规定为不超过25度;2、硬水的分类：由引起硬水的原因不同,硬水可分为：暂时硬水：由钙和镁的碳酸氢盐所引起的硬水硬水永久硬水：由钙的镁的硫酸盐、氯化物等引起的硬水;★天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度.因此,一般所说水的硬度是泛指上述两种硬度的总和;3、暂时硬水的性质：由于暂时硬水是由碳酸氢盐所引起的,因而当暂时硬水受热时会分解而得到相应的沉淀如：CaHCO32 == CaCO3↓ + CO2↑ + H2OMgHCO32 == MgCO3↓ + CO2↑ + H2O但由于氢氧化镁的溶解性比碳酸镁的溶解性要小得多,因而继续加热时,碳酸镁要转化为氢氧化镁：MgCO3 + 2H2O == MgOH2↓ + CO2↑因而长期加热暂时硬水得到的水垢是碳酸钙和氢氧化镁的混合物;利用这个性质可区别暂时硬水与永久硬水;三、硬水的软化：概念：降低水中钙、镁离子的含量,就叫做硬水的软化;软化硬水常用有方法：一加热煮沸法：只能降低水的暂时硬度,不能降低永久硬度;二药剂软化法：石灰纯碱法利用加入药剂的方法来降低水中钙、镁离子的含量;三离子交换法：离子交换剂包括天然或或人造沸石、磺化煤和离子交换树脂等物质;磺化煤使硬水软化的原理：当硬水通过时,硬水里的钙离子和镁离子与磺化煤的钠离子发生离子交换,生成CaR2和MgR2 ,因而实现溶液中的钙、镁离子含量的降低,硬水软化;其方程式为： 2NaR + Ca2+ == CaR2 + 2Na+2NaR + Mg2+ == MgR2 + 2Na+硬水又分为暂时硬水和永久硬水;暂时硬水的硬度是由碳酸氢钙与碳酸氢镁引起的,经煮沸后可被去掉,这种硬度又叫碳酸盐硬度;永久硬水的硬度是由硫酸钙和硫酸镁等盐类物质引起的,经煮沸后不能去除;以上两种硬度合称为总硬度;当水滴在大气中凝聚时,会溶解空气中的二氧化碳形成碳酸;碳酸最终随雨水落到地面上,然后渗过土壤到达岩石层,溶解石灰碳酸钙和碳酸镁产生暂时硬水;一些地区的溶洞和溶洞附近的硬水就是这样形成的;硬水有许多缺点：1.和肥皂反应时产生不溶性的沉淀,降低洗涤效果;利用这点也可以区分硬水和软水2.工业上,钙盐镁盐的沉淀会造成锅垢,妨碍热传导,严重时还会导致锅炉爆炸;由于硬水问题,工业上每年因设备、管线的维修和更换要耗资数千万元;3.硬水的饮用还会对人体健康与日常生活造成一定的影响;没有经常饮硬水的人偶尔饮硬水,会造成肠胃功能紊乱,即所谓的“水土不服”；用硬水烹调鱼肉、蔬菜,会因不易煮熟而破坏或降低食物的营养价值；用硬水泡茶会改变茶的色香味而降低其饮用价值；用硬水做豆腐不仅会使产量降低、而且影响豆腐的营养成分;那么硬水毫无是处了吗不对,否则怎么会有那么多的人买矿泉水喝呢 ;原来钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素;科学家和医学家们调查发现,人的某些心血管疾病,如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率,与饮水的硬度成反比,水质硬度低,死亡率反而高;其实,长期饮用过硬或者过软的水都不利与人体健康;我国规定：饮用水的硬度不得超过25度 ;硬水经过处理后可以转化为软水;下面介绍硬水软化的三种主要方法：1. 煮沸法只适用于暂时硬水煮沸暂时硬水时的反应：CaHCO32 =CaCO3 ↓+H2O+CO2↑MgHCO32 =MgCO3↓ +H2O+CO2↑由于CaCO3不溶,MgCO3 微溶,所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与水反应生成更难溶的氢氧化镁：MgCO3 +H2O = MgOH2 ↓+CO2↑由此可见水垢的主要成分为CaCO3和MgOH22. 石灰——纯碱法工业用在这种方法中,暂时硬度加入石灰就可以完全消除,HCO3-都被转化成CO32-;而镁的永久硬度在石灰的作用下会转化为等物质的量的钙的硬度,最后被去除;反应过程中,镁都是以氢氧化镁的形式沉淀,而钙都是以碳酸钙的形式沉淀;Ca2+aq --石灰-苏打法--> CaCO3sMg2+aq--石灰-苏打法--> MgOH2s3. 离子交换法这种方法中用到的离子交换剂,有无机和有机两种;无机离子交换剂,如沸石等；有机离子交换剂包括：碳质离子交换剂——磺化酶,阴阳离子交换树脂等;而且一般的离子交换剂在失效后还可以再生;离子交换软化水的原理水的离子交换软化过程是硬性矿物质,主要是钙和镁被钠交换或取代的过程;这些矿物质性质上是离子的常称作离子化杂质,这意味着它们带有电荷,由于同种电荷相斥,异种电荷相吸,因此有可能产生离子交换;水中的钙、镁离子实际上是溶解的矿石;当水流经岩层和地壤时溶解了钙和镁的沉积物,这种溶解的矿物最终进入到地下水层;当水从地下水层被抽到表面时,水中含有溶解的硬性矿物质,这种水称为硬水;软水器使溶解在水中的钙镁硬性矿物质被软化剂树脂上的软性矿物质钠交换;所有这三种矿物都是叫做阳离子的带正电荷离子;在适当的压力容器中,含硬性矿物的水通过离子交换树脂可发生离子交换反应;在现代的软水器中装有千百万颗微细的聚苯乙烯/二乙烯苯塑料球,所有小球都含有许多吸引正离子的负电荷交换位置;当树脂处在再生状态时,这些负电荷交换位置为带正电荷的钠离子占据;当钙和镁经过树脂贮槽时,它们与树脂小球接触,从交换位置上取代钠离子,从而被除去;鉴于如下两个理由,离子交换是可能的：1. 所有的阳离子并非都有相同强度的正电荷；2. 树脂优先结合带较强电荷的阳离子,钙和镁离子的电荷比钠最离子强,取代钠阳离子,然后向下通过树脂床,流出软水器,这样软水器就送出了“软”水;离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料;在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换;按交换基团性质的不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类;阳离子交换树脂大都含有磺酸基—SO3H、羧基—COOH或苯酚基—C6H4OH等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换;例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂,其结构式可简单表示为R—SO3H,式中R代表树脂母体,其交换原理为2R—SO3H＋Ca2＋ R—SO32Ca＋2H+这也是硬水软化的原理;阴离子交换树脂含有季胺基-NCH33OH、胺基—NH2或亚胺基—NR′H等碱性基团;它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为R—NCH33OH＋Cl- R—NCH33Cl＋OH-由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生;阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生;离子交换树脂的用途很广,主要用于分离和提纯;例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等10 硬水及其软化一、软水和硬水水是日常生活和工农业生产不可缺少的物质;水质的好坏对生产和生活影响很大;天然水跟空气、岩石和土壤等长期接触,溶解了许多杂质,如无机盐类、某些可溶性有机物以及气体等;水里溶解的无机盐有钙和镁的酸式碳酸盐、碳酸盐、氯化物、硫酸盐、硝酸盐,等等;也就是说,天然水里一般含有Ca2+、Mg2+等阳离子和这些离子的种类和数量有所不同;例如,溶有二氧化碳的水,遇到主要成分是碳酸钙的岩石时,会使碳酸钙逐渐变成可溶性的碳酸氢钙：CaCO3＋CO2＋H2O=CaHCO32有的天然水里含Ca2+和Mg2+比较多,在这种水里加入肥皂水,就会发生沉淀;实验2-5 用两个试管分别取蒸馏水、天然水5～6mL,各注入少量肥皂水,振荡;观察发生的现象;通过实验,我们可以看到盛有蒸馏水的试管里泡沫很多,没有沉淀产生;在盛有天然水的试管里泡沫较少,并出现絮状沉淀;这是因为天然水里含有Ca2+或Mg2+,肥皂跟Ca2+或Mg2+起反应以后,生成了不溶于水的物质①;通常把溶有较多量的Ca2+和Mg2+的水,叫做硬水；只溶有少量或不含Ca2+和Mg2+的水,叫做软水;如果水的硬度②是由碳酸氢钙或碳酸氢镁所引起的,这种硬度叫做暂时硬度;具有暂时硬度的水经过煮沸以后,水里所含的碳酸氢钙就分解而生成不溶性的碳酸钙：CaHCO32 CaCO3↓＋CO2↑＋H2O水里所含的碳酸氢镁先形成难溶于水的碳酸镁沉淀;MgHCO32 MgCO3↓＋CO2↑＋H2O碳酸镁虽然难溶于水,但它仍有少量能溶解在水里在18℃时,它的溶解度为,相当于110mg／L;因此,当继续加热煮沸时,碳酸镁就跟水发生反应,生成了更难溶的氢氧化镁在18℃时,它的溶解度为,相当于／L;这样,水里溶解的Ca2+和Mg2+就转变成为碳酸钙和氢氧化镁的沉淀,从水里析出,水的硬度就可以降低,从而使硬度高的水得到软化;如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起的,这种硬度叫做永久硬度;永久硬度不能用加热的方法软化;天然水大多同时具有暂时硬度和永久硬度,因此,一般所说水的硬度是泛指上述两种硬度的总和;二、硬水的软化水的硬度高对生活和生产都有危害;洗涤用水如果硬度太高,不仅浪费肥皂,而且衣物也不易洗干净;长期饮用硬度很高或硬度过低的水,都不利于人体的健康;锅炉用水硬度太高,特别是暂时硬度太高,十分有害;因为经过长期烧煮后,水里的钙盐和镁盐会在锅炉内结成锅垢,使锅炉内的金属管道的导热能力大大降低,这不但浪费燃料,而且会使管道局部过热,当超过金属允许的温度时,锅炉管道将变形或损毁,严重时会引起锅炉爆炸事故;很多工业部门,如纺织、印染、造纸、化工等,都要求用软水;因此,对天然水进行处理,以降低或消除它的硬度是很重要的;硬水软化的方法通常有药剂软化法和离子交换法等;这里只简单介绍离子交换法;离子交换法是用离子交换剂①软化水的一种方法;在工业上常用磺化煤NaR做离子交换剂;磺化煤是黑色颗粒状物质,它不溶于酸和碱;这种物质的阳离子会跟溶液里其他物质的阳离子发生离子交换作用;如图2-6所示,在离子交换柱里装有磺化煤;把硬水从离子交换柱的上口注入,使硬水慢慢地流经磺化煤;当硬水通过磺化煤时,硬水里的Ca2+和Mg2+跟磺化煤的Na+起离子交换作用,因而使硬水得到软化,反应可以表示如下：2NaR＋Ca2＋=CaR2＋2Na＋2NaR＋Mg2+=MgR2＋2Na＋实验2-6 把实验2-5所用的天然水经离子交换剂软化以后,用试管取5～6mL,注入少量肥皂水,振荡;通过实验,我们可以看到,硬水软化以后,加入肥皂水振荡时,泡沫很多,就没有沉淀产生了;磺化煤的Na+全部为Ca2+和Mg2+所代替后,磺化煤就失去了软化硬水的能力;但是用质量分数为8％～10％氯化钠溶液浸泡,CaR2和MgR2跟Na+就又会发生交换作用,重新生成NaR,从而又恢复了磺化煤软化硬水的能力,这个过程叫做再生;可以表示如下：CaR2＋2Na＋＝2NaR＋Ca2+这种软化硬水的方法具有质量高,设备简单,占地面积小,操作方便等优点,因此,目前使用比较普遍;①肥皂的主要成分是硬脂酸钠NaC18H35O2,肥皂跟Ca2+或Mg2+起反应生成的CaC18H35O22或MgC18H35O22是不溶于水的物质;②水的硬度常用一种规定的标准来衡量;通常把1L水里含有10mg CaO或相当于10mg CaO称为 1度以1°表示;水的硬度在8°以下的称为软水；在8°以上的称为硬水;硬度大于30°的是最硬水;①离子交换剂包括天然或人造沸石、磺化煤和离子交换树脂等物质;煮不烂豆子的水这是一个关于硬水和软水来历的故事;美国南北战争期间,有一队北方士兵来到一个泉水淙淙的村庄;因为时间已近中午,他们便就地架起行军锅,挑来了附近的山泉水,烧起饭菜来;就餐时,当他们舀起煮熟的豆子放在嘴里咀嚼时,士兵们发现,这些豆子比平时硬得多,他们责怪炊事员没把豆子煮透;后来,炊事员把豆子又煮了好久,但是吃起来还是一样的硬;奇怪,豆子还是原来的豆子,锅还是原来的锅,难道问题出在水上面的确如此;原来就是水在作怪;从此,人们就把这种特殊的水称为“硬水”,把其他的水则称为“软水”;1.硬水：含有钙盐和镁盐的天然水;通常,地下水如井水、泉水含盐量较大,地面水如河水、湖水含盐量较小;在硬水中,钙、镁可以以碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物和硝酸盐等形式存在;当硬水中钙和镁主要以碳酸氢盐,如CaHCO32、MgHCO32形式存在时,称为暂时硬水,当这种硬水加热煮沸时,碳酸氢盐会分解成碳酸盐而沉淀除去如果硬水中钙和镁主要以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在,则称为永久硬水,它们不能用煮沸的方法除去;硬水中的钙盐和镁盐能与肥皂硬脂酸钠作用,生成不溶性的硬脂酸盐,降低肥皂的去污能力;如果锅炉内使用硬水,当加热时钙盐和镁盐会在锅炉内壁上结成水垢;降低锅炉的热导率,增加能耗,甚至缩短锅炉的使用寿命,有时还会堵塞管道;因此,锅炉用水必须经过软化处理见;硬水中含盐量通常以硬度来表示;硬度单位常用“度”表示,1度相当于每升水中含10mg的CaO,生活饮用水的总硬度要求小于25度;2.软水：只含少量可溶性钙盐和镁盐的天然水,或是经过软化处理的硬水;天然软水一般指江水、河水、湖淡水湖水;经软化处理的硬水指钙盐和镁盐含量降为～50 毫克／升后得到的软化水;虽然煮沸就可以将暂时硬水变为软水,但在工业上若采用此法来处理大量用水,则是极不经济的;软化水的方法有：①石灰 -苏打法 ;先测定水的硬度,然后加入定量的氢氧化钙和碳酸钠,硬水中的钙、镁离子便沉淀析出：CaHCO32＋CaOH22CaCO3↓＋2H2OMgHCO32＋2CaOH2 MgOH2↓＋2CaCO3↓＋2H2OCaSO4＋Na2CO3CaCO3↓＋Na2SO4②磷酸盐软水法;对于锅炉用水,可以加入亚磷酸钠NaPO3作为软水剂,它与钙、镁离子形成络合物,在水煮沸时钙、镁不会以沉淀形式析出,从而不会形成水垢;此法不适合于饮用水的软化;③离子交换法;沸石和离子交换剂虽然都不溶于水,但其中的钠离子和氢离子可与硬水中的钙、镁离子发生交换反应,使钙、镁离子被沸石、人造沸石、离子交换剂吸附而被除去;长期使用后失效的沸石和离子交换剂可以通过再生而重复使用,故此法是既经济又先进的软水法;离子交换原理1. 反应过程全自动软水器是运用离子交换的原理,用软水器中的钠离子交换树脂吸附水中的钙、镁离子,释放钠离子,使水质得到软化的工作过程完全自动化的水处理设备,水质软化的反应方程式为：其中以R代表树脂本体2RNa+Ca2+=-R2Ca+2Na+ 2RNa+Mg2+=R2Mg+2Na+吸附钙、镁离子饱和后的树脂经过钠盐溶液的处理,可重新转化为钠型而恢复其交换能力,这一再生过程的反应式为：R2Ca+2NaCl=2RNa+CaCl2 R2Mg+2NaCl=2RNa+MgCl2上述正向和反向离子交换的反复进行,就可使软化水持续不断地产生;离子交换树脂发展离子交换现象早在18世纪中期就为汤普森Thompson所发现;直至1935年亚当斯Aclams和霍姆斯Holmes研究合成了具有离子交换功能的高分子材料,即第一批离子交换树脂——聚酚醛系强酸性阳离子交换树脂和聚苯胺醛系弱碱性阴离子交换树脂;离子交换树脂的大发展主要是在第二次世界大战以后;当时美国和英国一些公司成功地地合成了聚苯乙烯系阳离子交换树脂,在此基础上又陆续开发了交换容量高、物理-化学稳定性好的其他聚苯乙烯系离子树脂,相继又开发了聚丙烯酸系阳离子树脂;20世纪60年代,离子交换树脂的发展又取得了重要突破,美国罗姆-哈斯公司Rohm anes Hass和色可赛思公司success合成了一系列物理结构和过去完全不同的大孔结构离子交换树脂;这类树脂除具有普通离子交换树脂的交换基团外,同时还有像无机和碳质吸附剂及催化剂那样的大孔型毛细孔结构,使离子交换树脂兼具了离子交换和吸附的功能,为离子交换树脂的广泛应用开辟了新的前景;离子交换树脂和它的应用技术的发展一直是相互促进、互相依赖的;承受离子交换树脂的发展,树脂应用技术也在不断改善,开始是间歇式工艺,很快就发展到固定床工艺,20世纪60年代后逆流技术及连续式离子交换工艺,双层床技术等获得了很快的发展,这些新的应用技术和工艺的开发,使离子交换树脂在许多领域的应用更加有效的经济;20世纪70年代后,人们正以极大的兴趣,注意着热再生离子交换技术的发展;离子交换树脂介绍离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料;在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换;按交换基团性质的不同,离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类;阳离子交换树脂大都含有磺酸基—SO3H、羧基—COOH或苯酚基—C6H4OH等酸性基团,其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换;例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂,其结构式可简单表示为R—SO3H,式中R代表树脂母体,其交换原理为2R—SO3H＋Ca2＋ R—SO32Ca＋2H 这也是硬水软化的原理;阴离子交换树脂含有季胺基-NCH33OH、胺基—NH2或亚胺基—NR′H等碱性基团;它们在水中能生成OH-离子,可与各种阴离子起交换作用,其交换原理为R—NCH33OH＋Cl- R—NCH33Cl＋OH- 由于离子交换作用是可逆的,因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤,可恢复到原状态而重复使用,这一过程称为再生;阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理,进行再生;离子交换树脂的用途很广,主要用于分离和提纯;例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等;离子交换树脂的绿色再生工艺离子交换水处理技术经历了百余年的发展历程,至今已成为软化和脱盐处理中占主导地位的水处理方式;离子交换树脂工作失效后能用酸碱盐化学药剂再生后反复使用,这是这种水处理方式的优点,但树脂再生所带来的环境污染又迫切需要解决.作者在研究电去离子EDI工作过程时发现,在EDI净水设备中,在直流电场作用下,水被电离为H＋和OH－离子,并被利用来再生填充在其底层的树脂,因此,这部分树脂是不断得到电再生的新鲜树脂,从而,保证出水水质很好;由此联想到,利用EDI 净水设备中这一电再生过程来再生混床中的混合离子交换树脂,结果发明了离子交换树脂电再生方法及装置,开创性地找到了对环境无污染的离子交换树脂绿色再生工艺11、混床树脂电再生为了将EDI净水设备中树脂可自再生的现象利用来再生普通混床树脂,作者设计了一个结构类似于EDI净水设备的树脂体外电再生器,只要源源不断将普通混床中的失效树脂,从原混床中抽出,再从体外电再生器进口送入,在直流电场的作用下,就有再生好的树脂从其出口连续流出;在体外再生器内,进行着树脂的电再生过程原有混床树脂的化学酸碱再生工艺非常复杂,常有分离、再生、混合、清洗等再生步骤;然而,在混床采用电再生时操作就很简单,不必将阴、阳树脂分离,用水力输送法直接将原混床中失效树脂送入体外电再生器,一边将失效树脂送入进行体外电再生,一边又将再生好的树脂送回原混床或其他储器,实现了体外电再生器中树脂的流态化电再生2;清华大学、天津大学、武汉大学和华北电力大学等高等院校与企业合作,组成五个研究团队,验证了树脂电再生的可行性;试验证明,失效树脂经电再生后的再生度可达到与化学法再生相媲美的程度2;2、复床树脂电再生复床是指阳树脂和阴树脂分置于两个设备中,一为阳床,另一为阴床,以区别于这两种树脂混合同置于一个设备中的混床;复床树脂与混床树脂相比,其体外电再生装置的区别在于：复床树脂电再生装置膜对构成中增添了双极膜,这相当于在混床树脂电再生室中间插了双极膜,将其一分为二,一变为复床中阳床树脂电再生室,另一变为复床中阴床树脂电再生室;这时,在直流电场作用下,水电离所产生的H＋和OH－离子,分别进入各自的阳、阴离子再生室,与相应的失效树脂发生交换反应,使失效树脂相应转化为H型和OH型,实现电再生;同时,又避免发生对树脂电再生过程有危害的副反应,因为复床位于脱盐系统的前端,失效阳床树脂除了吸着了水中所含的大部分Na+ 离子外,还吸着了水中所含的全部Ca2+ 和Mg2+ 离子,如果将这种树脂送入原来的混床电再生室中,那么电再生时水电离所生成的H＋离子,可与树脂上所含Ca2+ 、Mg2+ 和Na+ 离子交换,交换下来的Ca2+ 和Mg2+ 离子就可能与水电离所生成的OH-离子发生反应,生成CaOH2或MgOH2沉淀,覆盖在树脂或膜的表面,堵塞孔道,影响后续的离子迁移、扩散和交换过程,最终使树脂电再生难以持续下去;所谓双极膜是由阴离子交换树脂层、阳离子交换树脂层和中间界面亲水层所组成,在直流电场的作用下,它能将水直接电离为H＋和OH－离子,并形成H＋和OH－离子彼此反向的离子流;因此,将一张双极膜插在原一个混床树脂再生室中间,就可将其分成复床再生用阴、阳床树脂各自再生的两个电再生室河北建筑科技学院和华北电力大学组成的研究团队,分别进行了利用双极膜的复床树脂电再生试验;试验表明,可分别将阴、阳失效树脂电再生至接近化学再生的程度2;本文作者还发明了一种复床树脂电再生的装置3;3、树脂电再生法与化学再生法的对比评价资源消耗。
生活中硬水软化方法
生活中硬水软化方法
生活中有一些常见的硬水软化方法，包括：
1. 使用软水器：软水器是一种便捷的方法，可以将硬水中的钙和镁离子与钠或钾离子进行交换，从而软化水质。
2. 煮水：将硬水煮沸，然后让水冷却并去除水中的沉淀物。
虽然这种方法可以去除一部分硬水成分，但可能无法完全软化水质。
3. 使用水软化剂：可以购买市售的水软化剂，将其加入硬水中，这些水软化剂可以结合水中的硬水成分，使其变得软化。
4. 使用醋：将适量的醋加入硬水中，然后搅拌均匀。
醋中的酸性成分可以与硬水中的碱性成分发生反应，从而减少水中的硬度。
需要注意的是，以上方法都可以软化硬水，但建议在使用这些方法之前，先测试水质硬度，以了解硬度级别，然后选择合适的方法进行软化。
工业上硬水软化的方法
工业上硬水软化的方法
工业硬水软化是一个技术复杂的过程，有多种方法可以用来软化硬水。
以下是最常用的几种软化方法：
一、混合式软水技术
混合式软化技术是最常见的工业软化方法。
它把一些软水质量低的油脂集中起来，然后将这种比例搅拌在软水质量低的金属水中，这样就可以把硬水软化了。
这种方法在目前工业生产中非常流行。
二、改性技术
改性技术是一种现代工业软化技术。
这种技术使用一种称为“缓蚀剂”的物质来减轻硬水的锈蚀影响。
这种缓蚀剂不会让水中的铁离子沉淀到水中，而只可以把铁离子固定在水中，从而达到软化的目的。
三、纳滤技术
纳滤法是另一种常用的工业软化技术。
在这一方法中，硬水经过装有磁性材料的过滤器，以及活性碳和金属或陶瓷纤维过滤器后，可以更好地过滤掉杂质及其他成分，从而使水质更加纯净和硬度更低。
四、湿法技术
湿法技术也是一种新型的工业软化技术，它使用一种湿结晶技术，通过一定温度的热量使水中的硬水成份凝固，这样原来溶于水中的硬水成分便会以晶体的形式显示出来，从而可以软化硬水。
总结来说，混合式软水技术、改性技术、纳滤技术和湿法技术都是有效的工业硬水软化方法，可以为工业生产提供更好的水质，更好地提高生产效率，确保生产安全。
怎样进行硬水的软化处理
怎样进行硬水的软化处理？问题：人们常说我们广西水的硬度大，请问什么是水的硬度？怎样进行硬水的软化处理？回答：生产食品及饮料，对水质有一定的要求。
例如饮料用水要求符合我国“软饮料用水标准GB5749”。
其中水的硬度是一个重要指标。
通常把含有较多钙离子和镁离子的水叫作硬水，只溶有少量或不含钙离子、镁离子的水叫作软水。
如表：总硬度水的性质0～4◦很软水4～8◦软水8～16◦中等硬水16～30◦硬水＞30◦很硬水硬水中钙离子和镁离子的多少可用水的硬度来表示。
１升水中含有10mg氧化钙（或相当于10mg 氧化钙）为硬度１度（德国度）。
暂时硬度和永久硬度之和叫做总硬度。
Ca２＋含量(mg/l) Mg２＋含量(mg/l)总硬度＝────────＋───────0.1402 0.2308水中[Ca２＋]＋[Mg２＋]＞[HCO３－]时，说明水中有永久硬度存在；水中[Ca２＋]＋[Mg２＋]＜[HCO３－]时，说明水中没有永久硬度存在。
如果水的硬度是由钙或镁的碳酸氢盐所引起，这种硬度叫做暂时硬度；如果水的硬度是由钙和镁的硫酸盐或氯化物等所引起，这种硬度叫做永久硬度。
配制软饮料用水的水质，要求硬度小于8.5度。
硬度大的水会产生沉淀，影响产品的口味和质量。
降低水中钙离子和镁离子含量使硬水变成软水的处理叫作水的软化。
其主要方法如下：1.药剂软化法工业上的经典水质处理方法是药剂软化法，如加入石灰(CaO)、磷酸钠等。
加入石灰，可使水中的二氧化碳、碳酸氢钙和碳酸氢镁生成碳酸钙和氢氧化镁的沉淀，对永久硬度大的硬水，可再加适量纯碱。
软化时石灰添加量，根据经验，每降低一千升水中暂时硬度一度，需加纯氧化钙１０克。
2.离子交换法它是利用离子交换剂，把水中的离子与离子交换剂中可扩散的离子进行交换作用，使水得到软化的方法。
饮料用水大都采用有机合成离子交换树脂作离子交换剂。
在处理水时，先让水从阳柱自上而下通过，使水中的金属离子被阳离子交换树脂吸附，阳离子交换树脂中的氢离子被交换到水中去；然后再通过阴柱，使水中的阴离子被阴离子树脂吸附，阴离子树脂将氢氧根离子交换到水中，和氢离子化合成水，使水得到净化。
- 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)。
硬水及其软化
水的硬度（也叫矿化度）是指溶解在水中的钙盐与镁盐含量的多少。
含量多的硬度大，反之则小。
软水就是硬度小于8的水，如雨水，雪水，纯净水等；硬度大于8的水为硬水，如矿泉水，自来水，以及自然界中的地表水和地下水等。
1．硬水的分类
硬水又分为暂时硬水和永久硬水。
暂时硬水的硬度是由碳酸氢钙与碳酸氢镁引起的，经煮沸后可被去掉，这种硬度又叫碳酸盐硬度。
永久硬水的硬度是由硫酸钙和硫酸镁等盐类物质引起的，经煮沸后不能去除。
以上两种硬度合称为总硬度。
2．硬水的成因
当水滴在大气中凝聚时，会溶解空气中的二氧化碳形成碳酸。
碳酸最终随雨水落到地面上，然后渗过土壤到达岩石层，溶解石灰（碳酸钙和碳酸镁）产生暂时硬水。
一些地区的溶洞和溶洞附近的硬水就是这样形成的。
3．硬水的优缺点
硬水有许多缺点：（1）和肥皂反应时产生不溶性的沉淀，降低洗涤效果。
利用这点也可以区分硬水和软水。
（2）工业上，钙盐、镁盐的沉淀会造成锅垢，妨碍热传导，严重时还会导致锅炉爆炸。
由于硬水问题，工业上每年因设备、管线的维修和更换要耗资数千万元。
（3）饮用硬水还会对人体健康与日常生活造成一定的影响。
不经常饮硬水的人偶尔饮硬水，会造成肠胃功能紊乱，即所谓的“水土不服”；用硬水烹调鱼肉、蔬菜，会因不易煮熟而破坏或降低食物的营养价值；用硬水泡茶会改变茶的色香味而降低其饮用价值；用硬水做豆腐不仅会使产量降低、而且影响豆腐的营养成分。
硬水毫无用处吗？不对。
钙和镁都是生命必需元素中的宏量金属元素。
科学家和医学家们调查发现，人的某些心血管疾病，如高血压和动脉硬化性心脏病的死亡率，与饮水的硬度成反比，水质硬度低，死亡率反而高。
其实，长期饮用过硬或者过软的水都不利人体健康。
我国规定饮用水的硬度不得超过25度。
4．硬水的软化方法
降低水中钙离子和镁离子含量，使硬水变成软水的处理叫作水的软化。
其主
要方法如：
（1）煮沸法（只适用于暂时硬水）
煮沸暂时硬水时的反应：
Ca(HCO
3)
2
=CaCO
3
↓+H
2
O+CO
2
↑
Mg(HCO
3)
2
=MgCO
3
↓+H
2
O+CO
2
↑
由于CaCO
3不溶，MgCO
3
微溶，所以碳酸镁在进一步加热的条件下还可以与
水反应生成更难溶的氢氧化镁：
MgCO
3 +H
2
O = Mg(OH)
2
↓+CO
2
↑
由此可见，水垢的主要成分为CaCO
3和Mg(OH)
2。
（2）药剂软化法
工业上的经典水质处理方法是药剂软化法，如加入石灰、磷酸钠等。
（3）离子交换法
它是利用离子交换剂，把水中的离子与离子交换剂中可扩散的离子进行交换作用，使水得到软化的方法。
饮料用水大都采用有机合成离子交换树脂作离子交换剂。
（4）电渗析和超滤技术
电渗析法是在外加直流电场的作用下，利用阴、阳离子交换膜对水中离子的选择透过性，使水中阴、阳离子分别通过阴、阳离子交换膜向阳极和阴极移动，从而达到净化作用。
这项技术常用于将自来水制备初级纯水。
超滤技术（反渗透法）是以压力为驱动力，提高水的压力来克服渗透压，使水穿过功能性的半透膜而除盐净化。
超滤技术也能除去胶体物质，对水的利用率可达75％以上；反渗透法产水能力大，操作简便，能有效地使水净化到符合国家标准。