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,但是会给生活带来很多麻烦,比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。所以需要将硬水软化。将硬水软化,避免水垢的沉积有很多种方法,常常使用的方法有:
1)离子交换法:采用特定的阳离子交换树脂,以钠离子(由钠原子失去最外层的一个电子得到的)将水中的钙(Ca)镁离子置换出来,由于钠盐的溶解度很高,所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。净化水设备由于社会生产、生活与水密切相关,因此,水处理领域涉及的应用范围十分广泛,构成了一个庞大的产业应用。这种方法是目前常用的标准方式。主要优点是:效果稳定(解释:稳固安定;没有变动)准确,工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备(shèbèi)一般也叫做“离子交换器”(由于采用的多为钠离子交换树脂,所以也多称为“钠离子交换器”)。
2)膜分离法:纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子,从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是,效果明显而稳定,处理后的水适用范围广;但是对进水压力有较高要求,设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。新疆水处理
3)石灰法:向水中加入石灰,主要是用于处理大流量(单位:立方米每秒)的高硬水,只能将硬度降到一定的范围。
4)电磁法:采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性,从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。水处理设备的高频振荡波对于附着在金属材料表面的水垢产生共振,即击碎剥离,由表及里,循环进行,从而达到除垢的效果。其特性是:设备投资小,安装方便,运行费用低;但是效果不够稳定性,没有统一的衡量标准,而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能,所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业(如写字楼中央空调等)循环冷却水的处理,不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理(同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实)。
5)加药法:向水中加入专用的阻垢剂,可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性,从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是:一次性投入较少,适应性广;但水量软大时运行成本偏高,由于加入了化学物质,所以水的应用受到很大限制,一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。
硬水软化首先要搞清楚水硬度(Hardness)的分类,一般来说水的硬度是暂时硬度和硬度的总和。净化水设备就是通过各种物理的、化学的手段,去除水中一些对生产、生活不需要的有害的物质,这一类对水做过滤净化处理的设备。水的暂时硬度是由碳(C)酸氢钙或碳酸氢镁引起的,这种水经过煮沸以后,水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸钙和难溶于水的碳酸镁沉淀。这些沉淀物析出,水的硬度就可以降低,从而使硬度较高的水得到软化。水的硬度则是由钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的,硬度不能用加热的方法软化,一般有加入碳酸盐的沉淀法和离子交换法等。