1.硬水中含有鈣、鎂的天然水。一般來說,河流、泉水等地下水含鹽量較高,河流、湖泊等地表水含鹽量較低。在硬水中,鈣和鎂可以以碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氟化物和磷酸鹽的形式存在。當硬水中的鈣和鎂主要是碳酸氫鹽時,如ca(hco3)2、mg(hco3)2形式存在時,稱為暫時硬水。當這種硬水加熱煮沸時,碳酸氫鹽會轉化為碳酸鹽并沉淀去除。如果硬水中的鈣和鎂主要以硫酸鹽、磷酸鹽和氟化物的形式存在,則稱為硬水,不能通過煮沸去除。
硬水中的鈣、鎂鹽可與肥皂(硬脂酸鈉)一起產生不溶性硬脂酸鹽,降低肥皂的去污能力。如果包頭直飲水設備使用硬水,鈣、鎂鹽在加熱時會在鍋爐內壁結垢。降低鍋爐導熱系數,增加能耗,甚至縮短鍋爐使用壽命,有時會堵塞管道。因此,鍋爐用水需要軟化(見)。
硬水中的鹽含量一般用硬度來表示。硬度單位常見的“度”表示,1度相當于每升水中含有10毫克的cao,生活用水的總硬度要求低于25度。
2.軟水只含少量可溶性鈣鹽和鎂鹽的天然水,或軟化后的硬水。天然軟水一般指河流、河流、湖泊(淡水湖)水。軟化硬水是指鈣、鎂鹽含量降至1.0~50mg/升起后得到的軟化水。雖然煮沸可以把暫時的硬水變成軟水,但在工業上選擇這種方法來處理大量的水是非常不經濟的。軟化水的方法有:①石灰-蘇打法。先測量水硬度,再加入定量氫氧化鈣和碳酸鈉,硬水中的鈣鎂離子沉淀沉淀:
ca(hco3)2+ca(oh)22caco3↓+2h2o
mg(hco3)2+2ca(oh)2mg(oh)2↓+2caco3↓+2h2o
caso4+naco3cccoc↓+na2so4②磷酸鹽軟水法。對于鍋爐用水,可以加入亞磷酸鈉(napo3)作為軟水劑。它與鈣和鎂離子形成絡離子。當水沸騰時,鈣和鎂不會沉淀,然后不會形成結垢。這種方法不適用于軟化飲用水。③離子交換。雖然沸石和離子交換劑不溶于水,但鈉和氫離子可以與硬水中的鈣和鎂離子發生交換反應,使鈣和鎂離子被沸石、人工沸石和離子交換劑吸附和去除。長期使用后失效的沸石和離子交換劑可以通過再生重復使用,因此該方法是一種經濟軟水方法。
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