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第八章 工业给水软化 （Softening and salt removal ） 主要内容 第1节概述 第2节药剂软化法 第3节离子交换基本原理 第4节离子交换软化 第5节离子交换除盐 第6节离子交换处理工业废水 第1节 概述 一、水中主要溶解杂质 二、硬度单位 三、水的纯度 四、软化和除盐基本方法 第1节 概述 一、水中主要溶解杂质 离子：Ca2+, Mg2+, Na+(K+), HCO3-, SO42-, Cl- 一般Fe2+, SiO32-含量较少。 气体：CO , O 2 2 总硬度：Ca2+, Mg2+ （水硬度并非是由单一的金属离子或盐类形成的） 碳酸盐硬度（carbonate hardness, 暂时硬度） （碳酸氢根离子和碳酸根离子的硬度称为暂时硬度。这部分硬度可以用加 热煮沸的方法除去，所以叫暂时硬度，又叫碳酸盐硬度.） 非碳酸盐硬度（noncarbonate hardness,永久硬度） （加热煮沸水后，还残留于水中的钙离子与镁离子量称为永久硬度.因为这 部分钙、镁离子不能用加热煮沸的方法将其沉淀出来，所以称为永久性硬 度，也叫非碳酸盐硬度.） 含盐量：暂时硬度与永久硬度之和 第1节 概述 软化：降低硬度 除碱：HCO3- （锅炉给水、碱度太高，会汽水共沸） 除盐：降低含盐量 二、硬度单位 •当量浓度：meq/L;•度（我国用德国度）:德国度＝10 mg CaO/L;美国度 ＝1 mg CaCO /L;•物质的量浓度(mol/L): c 3 •基本单元的表示方法：Ca2+, 1/2Ca2+ 硬度的表示方法尚未统一，目前我国使用较多的表示方法有两种：一种是 将所测得的钙、镁折算成CaO 的质量，即每升水中含有CaO 的毫克数表示， 单位为mg·L-1 ； 另一种以度(°)计：1硬度单位表示10 万份水中含1份CaO( 即每升水中 含 10mgCaO) ，1°= 10ppm CaO 。这种硬度的表示方法称作德国度。 由于水硬度并非是由单一的金属离子或盐类形成的，因此，为了 有一个统一的比较标准，有必要换算为另一种盐类。通常用Ca0或 者是CaCO3 （碳酸钙）的质量浓度来表示。 当水硬度为0.5mmol/L时，等于28mg/L的CaO，或等于50mg/L 的CaCO 。 3 以CaCO 的质量浓度表示的水硬度：1 mg/L(CaCO ) = 1.00×10-2 3 3 mmol/L ；以CaO的质量浓度表示的水硬度 1 mg/L(CaO) = 1.78×10-2 mmol/L 第1节 概述 三、水的纯度 以含盐量或水的电阻率表示（单位：欧姆/厘米） 淡化水：高含盐量水经局部处理 脱盐水：相当于普通蒸馏水，含盐量1~5mg/L 纯水：亦称去离子水，含盐量1mg/L 高纯水：含盐量0.1mg/L 第1节 概述 四、软化和除盐基本方法 1. 软化 (1)加热：去除暂时硬度 （生成CaCO ） 3 (2)药剂软化：根据溶度积原理（加石灰） (3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。 2. 除盐 蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法 第2节 药剂软化法 （一、石灰软化法、二、石灰－纯碱法） 一、石灰软化法 CaO：生石灰 CaO + H O = Ca(OH) （消化过程） 2 2 Ca(OH) ：熟石灰或消石灰 2 CO + Ca(OH) → CaCO ↓+ H O 2