水软化方法综述.docVIP

1.2.1石灰-纯碱软化法 水的药剂软化法是根据容度积原理，根据需要向水中投加适当药剂，使之与钙、镁离子反应生成CaCO3和Mg (OH)2不溶性沉淀物。药剂软化法包括石灰纯碱软化法，石灰软化法，苛性钠软化法等，其中用石灰软化最为常用。药剂软化法中最常用的药剂是石灰，它的技术成熟，来源广泛，而且价格低廉。石灰经消化后，生成石灰乳投加到原水中，在较高pH值条件下与重碳酸盐发生反应，生成Mg(OH)2和CaCO3等沉淀物，在下沉过程中钙镁二价离子形成的沉淀物起到混凝剂的作用，进而使各种沉淀物在反应池中絮凝，在滤池和沉淀池中去除。适量的投加助凝剂，可增加混凝效果。加入石灰后，出厂水的pH值会比较高，在出厂水中利用酸进行中和，调节水的pH值符合饮用水水质标准。许多地区的水源里，不但硬度超标，而且铁、锰和溶解性总固体也往往超标，石灰药剂法和强化混凝也能去除一定的铁、锰和溶解性总固体。石灰软化法适用于原水非碳酸盐硬度较低、碳酸盐硬度较高的情况。 石灰纯碱软化法已在水源水质硬度大的循环冷却水补充水的预处理广泛应用。石灰纯碱软化法在除硬的同时也可以有效地减少总溶解固体，并且适合于原水中非碳酸盐硬度较高时的水处理。虽然石灰纯碱软化法经济成本也很低，除硬率也高，但是这种方法也有很多缺点，由于所用剂量很高，不可避免对会产生大量的淤泥，而且还需要大面积的厂房来准备和储存这些原料;由于原料吸收了空气中的CO2，至使硬度的去除率很不稳定;因受湿度的影响需要重复加药等。 当原水水质变化时，虽然苛性钠软化法在准确控制碱度方面要优于石灰纯碱软化法，但是也会增加水中总溶解固体和Na+。相比之下，苛性钠软化法比石灰纯碱软化法所产生的淤泥少;在自然条件下，苛性钠(NaOH)储存过程中要稳定且不容易变质，这使得操作过程稳定.而且清洁。 总体来看，常规药剂软化法出水水质不好，运行管理繁琐，产生大量的废弃物，处理性差，且对环境造成很大的污染。 1.2.2离子交换软化法 离子交换法就是将水连续通过阳离子交换体，使离子交换剂中的钠离子或氢离子与组成水质硬度的钙镁离子进行交换，钠或氢离子被钙镁离子所取代，从而使得水质软化的效果。常用离子交换剂有磺化煤和阳离子交换树脂等。钠离子交换软化工艺虽然能去除水的硬度，但不能降低水的碱度和含盐量，所有它只适用于含盐量和碱度不高的原水。当原水碱度较高时，可采用的软化工艺用氢离子交换，原水碱度可于氢离子交换器出水中的强酸同发生中和反应，生成的二氧化碳用除碳器除掉，可达到水质脱碱和水质软化的效果。 离子交换系统在运行过程中，经常需要对离子交换树脂进行反洗和再生，来恢复树脂的吸附能力，因此需要用大量的盐和软化水，反洗水中由于含有高浓度的盐，无法利用而随意排放，会造成很大的二次浪费，也会带来水体污染的问题。离子交换法软化硬水虽然解决了Ca、Mg等离子带来的硬度问题，但是得不到理想的饮用水，由于水中Na+离子浓度升高，因而患高血压病的人群特别不适于饮用。在水中离子交换法也会产生一定的腐蚀性，包括产生金属腐蚀其副产物会改变水的化学性质等。所有离子交换法只适用于硬度小于500 mg/L的水处理，对于高含盐水来说，如果采用离子交换法除硬，由于含盐量高，再生频繁，酸碱消耗量大，运行周期短，运行费用很高。 1.2.3膜软化法 膜软化是一种日益兴起的新技术，随着人们对水质要求的逐渐提高和水污染的日益严重，膜软化技术也就越来越受到重视。半个世纪以来，膜分离法完成了从实验室的研究到大规模工业应用的转变，已成为工业上水处理、气体分离、生化产品的分离与纯化和水处理化学的重要过程。常用于水处理的膜分离技术有五种:微滤(MF)、纳滤(NF)、超滤(UF)、电渗析(ED)和反渗透(RO)，其分离过程的推动力、分离机理、主要功能和被截留物质见表, 微滤(MF)是利用静压差为推动力，膜分离是利用膜的“筛分，，作用进行分离的过程。微滤膜具有比较均匀、整齐的多孔结构，在静压差作用下，大于膜孔径的粒子则被阻拦在滤膜表面，粒径小于膜孔径的粒子通过滤膜，从而使大小不同的组分得以分离。MF同NF, RO, OF一样，均属于压力驱动型膜分离过程，被分离粒子的直径范围在0.08~0.1μm之间。微滤膜在过滤时介质不会脱落、无毒、没有杂质溶出、使用寿命较长、使用和更换方便，并且，膜孔分布均匀，可将大于孔径的细菌、微粒、污染物截留在滤膜表面，还有滤液质量高，也可称为绝对过滤。 超滤是筛孔分离过程在压差推动力作用下进行的，它介于纳滤和微滤之间，超滤膜的膜孔径范围在0.001~0.05μm之间，分离粒子的直径为0.002~0.1μm的胶体物质和大分子物质，是一种从溶液中分离大粒子溶质的膜分离过程。 反渗透是一种以压差为动力、借助于选择性