为什么水要进行软化处理?
我们取用的水中含有许多无机盐类物质,如钙、镁盐等。这些盐在室温下的水中肉眼没办法找到。一旦加热煮沸,不少钙、镁盐以碳酸盐形成沉淀出来,它们紧贴壶壁就形成水垢。我们通常用“硬度”指标来表示水中钙和镁离子的含量。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水,高于17度的水称为硬水,8~17度之间的水称为中度硬水。雨、雪、河、河、湖都是软水,泉水、深井水、海水都是硬水。
自然水中含有多种盐,溶解为阳离子和阴离子,主要包括Ca2+、Mg2+、Na+和HC03-、SO42-、Cl-等等。含有这些盐的水,在加热蒸发浓缩的过程中(如锅炉用水),水中的Ca2+、Mg2+等离子体不断与水中的一些阴离子结合,形成不溶性物质,产生结垢(俗称锈),附着在锅炉的加热面上。由于结垢导热性差,阻碍了热交换,大大降低了锅炉的热效率,浪费了燃料,容易烧坏零件,危及安全,造成不良后果。为了除去或减少这些危害,就要把水中能形成结垢的硬度成分,如钙、镁离子和铁、铝、锰等其他高价金属离子(因为含量很少,虽然结垢,但可以忽略不计)除去。因此,需要进行软化水处理。
1)化学软化法是在水中加入一些药剂,将水中的镁离子转化为不可容忍的化合物,沉淀沉淀,如石灰(Ca(OH)2)软化法等。
2)离子交换软化法利用离子交换活性基团中的H+、Na等阳离子和水中的硬度成分Ca2+、Mg2+离子交换,从而除去Ca2+、为了达到软化的目的,Mg2+。
3)热软化法(理解)是将水加热到100℃或100℃以上,将水中钙镁的碳酸氢盐转化为碳酸钙和氢氧化镁沉淀除去。热软化法只能基本除去碳酸盐硬度,而不能除去非碳酸盐硬度。