11 水的软化(上).ppt

工业给水处理(软化除盐) 第一章 前 言 一、水中杂质的来源 二、水中杂质的分类 三、工业用水处理对象水中常见的溶解物 四、工业用水水质标准 一、水中杂质的来源 吸收大气中可溶物（CO2 、O2 、H2S ）及不可溶物（尘埃、工业污染物） 地表：泥砂、腐殖质、有机物且溶解地壳表面的普通化合物 地下：含CO2的雨水遇地层中CaCO3 、MgCO3生成Ca2+ 、 Mg2+；再加上地层中易溶的Na盐K盐、氯化物等造成海水的高含盐量 二、水中杂质的分类 水中杂质按粒径分为三类： 1μm——100 μm 悬浮质 用沉淀方法（上浮、下沉）即可去除 1 nm ——1 μm 胶体（粘土、腐殖质）胶体可以稳定存在，必须加药，使胶体脱稳，混凝沉淀后去除 1 nm以下 溶解物 溶解于水，给生活、生产带来不便，是工业水处理的对象（ Fe2+可导致高血压病，并可染色； Fˉ使牙变黄； Ca2+、Mg2+ 给洗衣带来不便，并使锅炉生垢从而造成燃料的浪费和锅炉爆炸；放射性元素则对人体有害） 三 、工业用水处理对象水中常见的溶解物 HCO3ˉ Clˉ SO42ˉ SiO32ˉ Ca2+,Mg2+ √ √ √ Na+ ,K+ √ √ √ √ Fe2+,Mn2+ √ 四、工业用水水质标准 工业用水种类繁多，水质要求各不相同 食品、酿造、饮料原料用水：高于生活饮用水标准 纺织、造纸：水质清澈，对产生斑点的物质控制 锅炉补给水：对产生腐蚀、结垢等的物质控制（与锅炉压力有关系） 电子工业：高纯水 循环冷却水：水温低，无悬浮物、藻类、微生物，对产生腐蚀、结垢等的物质控制 第二章 水的软化 2.1 软化的目的与方法 2.2 水的药剂软化法 2.3 离子交换法基本原理 2.4 离子交换软化方法与系统 2.1软化的目的与方法概述 一、软化的目的 二、基本概念 三、硬度的分类 四、软化的方法 一、软化的目的 1 定义：去除水中部分或全部硬度的过程 称为水的软化。 2 目的 （1）避免锅炉水由于硬度而生垢浪费燃料、烧损部件、爆炸 （2）避免 Ca2+ 、 Mg2+对工业冷却设备正常运行的影响传热系数低、导热性能差 （3）避免影响造纸、纺织等行业产品质量 二、基本概念 1 硬度：水中Ca2+ 、 Mg2+离子的总浓度或总含量。 2 硬度单位： （1）国内：meq/L （2）国外：德国度: 1°d=10mg/LCaO 美、日: 1度=1mg/LCaCO3 换算关系：1meq/L=2.8°d=50mg/LCaCO3 （3）法定计量单位：mol/L或mmol/L 3 当量粒子：(X/Z) Z:离子所带电荷数； X：基本单元 用当量离子作基本单元时，eq=mol,在水质分析中较方便 4 摩尔浓度：CB=nB /V=mB/(MBV); mB=MBnB=MBCBV 5 水中假想化合物：对水加热时，水中阴阳离子便按一定规律以化合物的形式先后析出，根据这一现象，把水中有关离子假想地结合起来，写成化合物的形式。 硬度表示方法及其换算关系 水中离子的假想组合 (P395图21—1) 三、硬度的分类 硬水中常见的离子： Ca2+、Mg2+、 HCO3ˉ、 Clˉ、SO42ˉ 总硬度（Ht）：水中钙、镁离子的总含量或总浓度。 暂时硬度（Hc）：碳酸盐硬度（煮沸时可析出） 永久硬度（Hn）：非碳酸盐硬度（煮沸时不可析出） 钙硬度（HCa）： 镁硬度（HMg）： 关系：Ht= Hc+ Hn= HCa + HMg 暂时硬度加热分解： Mg(HCO3)2 →Mg(OH)2↓+2CO2↑ Ca(HCO3)2 →CaCO3↓+H2O +CO2↑ 四、软化方法 1 药剂软化法（沉淀软化法）：基于溶度积原理，加入某些药剂，把水中钙、镁离子转变成难溶化合物使之沉淀析出。 CaCO3 →Ca2++CO32- （向水中加CO32-） 当Ksp [Ca2+][CO32-]时反应向右进行 实质：向水中投加药剂，在水中直接或间接地取得CO32- 、OH-与水中Ca2+、Mg2+形成难溶盐 过程：水中离子（加药）→固体 →固液分离 四、软化方法 2 离子交换法：利用某些离子交换剂所具有的阳离子（ H+、Na+