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福临门净水机

软化方法

通常对硬度高、碱度高的水采用石灰软化法;对硬度高、碱度低的水采用石灰-纯碱软化法;而对硬度低、碱度高的负硬水则采用石灰-石膏处理法。

1.     石灰软化法

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 

消石灰投入高硬水中,会产生下列反应

Ca(OH)2+CO2====CaCO3$+H2O

Ca(OH) 2+Ca(HCO3) 2====2CaCO3$+2H2O

2Ca(OH) 2+Mg(HCO3) 2====2CaCO3$+Mg(OH) 2+2H2O

形成的CaCO3和Mg(OH)2都是难溶化合物,可从水中沉淀析出。

但水中的永硬和负硬却不能用石灰处理的方法除去,因为镁的永硬与负硬和消石灰会产生下列反应

MgSO4+Ca(OH) 2====Mg(OH) 2$+CaSO4

MgCl2+Ca(OH) 2====Mg(OH) 2$+CaCl2

NaHCO3+Ca(OH) 2====CaCO3$+NaOH+H2O

由反应式可看出,镁的永硬全部转化为等量的溶解度很大的钙的永硬,而负硬则转化为等量的氢氧化钠、碱度,所以水中的碱度没有除去。

石灰加入量可按下式估算

[CaO]=28/Z1{[CO2]+[Ca(HCO3) 2]+2[Mg(HCO3)2+B]}

式中  [CaO]——需投加的工业石灰量,mg/L;

          [CO2]——原水中CO2的浓度(1/2CO2计),mmol/L;

[Ca(HCO3) 2]——原水中Ca(HCO3) 2的浓度[1/2Ca(HCO3) 2计],mmol/L

[Mg(HCO3) 2]——原水中Mg(HCO3) 2的浓度[1/2 Mg(HCO3) 2计]mmol/L;

Z1——工业石灰纯度,%;

28——1/2CaO的摩尔质量,g/mol;

B——石灰过剩量(1/2CaO计),mmol/L(一般为0.2—0.4mmol/L)。

2.石灰-纯碱软化法

石灰软化法只适用于暂硬高、永硬低的水质处理。对硬度高碱度低即永硬高的水,可采用石灰-纯碱软化法,即加石灰的同时再投加适量的纯碱(NaCO3又称苏打)。其反应如下

CaSO4+Na2CO3====CaCO3$+Na2SO4

CaC12+Na2CO3====CaCO3$+2NaC1

MgSO4+Na2CO3====MgCO3$+Na2SO4

MgC12+Na2CO3==== MgCO3$+2 Na2 C1

MgCO3+Ca(OH)2====CaCO3$+Mg(OH)2

经石灰-纯碱软化后的水,其硬度可降为0.15-0.2mmol/L。此外,永硬也可以直接用离离子交换法除去。

石灰-纯碱加入量可按下列计算式估算。

(1)       石灰用量估算

 [CaO]=28/Z1{[CO2]+M总+HMg+B}  mg/L

(2)       纯碱用量估算

[Na2C03]=53/Z2 (H永+B)  mg/L

式中  M总——原水总碱度(H+计),mmol/L;

HMg——原水镁硬度(1/2Mg+计),mmol/L;

[Na2C03]——纯碱投加量,mg/L;

H永——原水永硬(1/2Ca2++1/2Mg+计),mmol/L;

B——纯碱过剩量[1/2Na2C03计],mmo1/L(一般取1.0-1.4mmol/L);

53——1/2 Na2C03的摩尔质量,g/mol;

Z2——工业纯碱的纯度,%。

其他符号同前。

3.  石灰-石膏处理法

对于高碱度的负硬水,即水中总碱度大于总硬度的水,此时水中多余的总碱度常以Na2 HC03或KHCO3形式存在,对这些多余的碱度常以石灰-石膏处理法除去,因为

2Na2HC03+ CaSO4+ Ca(OH) 2====2 CaCO3$+ Na2SO4+2H2O

2KHCO3+ CaSO4+ Ca(OH) 2====2 CaCO3$+ K2SO4+2H2O

(二)软化的设备

石灰软化设备包括制备消石灰的设备、投加消石灰与原水充分混合的设备,以及生成的碳酸钙、氢氧化镁等沉淀物的沉淀和过滤分离设备。图2-20、图2-21和图2-22为一般常见的石灰软化系统的流程图。


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