水质除硬的实际方法与实验效果展示

化学法

         因其投加化学药剂对水中硬度的作用不同大致可分为两种。一种是阻垢剂，通过投加专用阻垢剂，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阻垢剂很多。如加人亚磷酸钠（NaPO），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。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广；但水量大时运行成本偏高，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另一种是经典的药剂软化法，即根据化学沉淀和溶度积原理，按需要向水中投加适当药剂，使之与钙、镁离子反应生成不溶性沉淀物CaCO3、Mg（OH）2

         通常用的药剂有石灰、纯碱、苛性钠、磷酸三钠等，其中石灰是一种廉价易得的碱剂，而被常用于软化中。单一的石灰法可全部去除水中的CO2并能降低水中的含盐量，但此法只能去除水中的暂时硬度和碱度。为了达到降低水中永久硬度，获得更好的处理效果，针对不同的水质，可能投加的药剂不一定仅仅是石灰，而是相结合的方法，常见的有石灰软化法、石灰-纯碱软化法、石灰-石膏处理法等。

石灰软化法

         石灰软化法用于处理暂时硬度高、永久硬度低、碱度高的水。

         为避免投加生石灰（CaO）产生的灰尘污染，通常先将生石灰制成消石灰Ca（OH）2（即熟石灰）

         使用，其反应如下CaO+ H2o= Ca （OH）2再将消石灰制成石灰乳投入原水中，根据水中碱度与pH值的关系，在pH值大于8.3的条件下，可发生下列反应：

Ca（OH）2+CO2= CaCO, ++H,O Ca（OH）+ Ca（HCO，）2= 2CaCO, ++2H, 0
Ca（OH）+Mg（HCO，）=CaCO，+MgCO，+2H20
MgCO3+Ca（OH）2=CaCO3↓+Mg（OH）2↓
2NaHCO，+Ca（OH）2=CaCO, ++ Na,CO，+2H2O

         形成的CaCO3和Mg（OH）2都是难溶化合物，可从水中沉淀析出。但水中的永久硬度和负硬度却不能用石灰处理的方法除去，因为镁离子的永久硬度和负硬度会和消石灰产生下列反应

MgSO+ Ca（OH）2= Mg（OH）2++CaSO.

MgCl2 +Ca（OH）2=Mg（OH）2++CaCl2

NaHCO，+Ca（OH）2=CaCO, ++ NaOH+H0

         由上述反应式可以看出，镁离子的永久硬度全部转化为等量的溶解度很大的钙离子的永久硬度而负硬度（碳酸氢钠）则转化为等量的氢氧化钠，所以水中的永久硬度、碱度没有除去。

         另外，石灰法虽是城市污水再生回用于工业冷却水系统的重要技术，但伴随着水温升高、水的蒸发及各种无机离子和有机物质的浓缩，冷却水系统会产生腐蚀和结垢问题，因此，如何解决石灰法出水对冷却系统腐蚀、结垢的问题也是亟待解决的。