关于水软化

水硬度

硬水是矿物质含量高的水(与溶解矿物质含量低的软水相反)。硬水具有高浓度的钙(CA2+)和镁(mg2+)离子。水中的硬度定义为多价阳离子的浓度。多价阳离子是阳离子(金属离子),电荷大于1+,主要是2+。这些阳离子包括CA2+和mg2+。这些离子通过从含水层内的矿物(例如石灰石)浸出来进入供水。常见的含钙的矿物是方解石和石膏。常见的镁矿物质是白云岩,也含有钙。雨水和蒸馏水柔软,因为它们含有几离子。当水与可以溶解的矿物质直接接触时,通常在地下水(井)中发现了硬水。地表水(湖泊,河流或溪流)通常柔软,硬度非常低。

硬水通常对人的健康没有危害,但在住宅和商业应用中都会构成严重的管道问题。从沐浴和洗衣用品中缺乏泡沫形成到锅炉,冷却塔和其他处理水的设备的昂贵破裂,水硬度是一个严重的问题。

以下平衡反应描述了碳酸钙尺度的溶解/形成:

卡科3+ co2+ h2o = ca2++ 2HCO3-

离子交换过程可以轻松去除钙和镁离子。

离子交换过程

水软化是一个处理“硬水”问题的过程。硬水是任何类型的水,含有比平均自来水更多的矿物质。通常,它与钙和镁水平升高有关,这可能使肥皂等产品难以溶于水中。它还可以在浴缸或水槽和堵塞管上留下硬水渍。

水软化是钙,镁和铁的离子去除的过程。正是这些在硬水中的离子使具有其他带电离子的产品很难溶于水中。通过这样做,水软化可以从水中清除有害的矿物质。

离子交换过程

水软化剂是交换阳离子的设备。这本质上的作用是取钙和镁的阳离子(硬水最常见的两个原因),然后用另一种物质的阳离子代替它们。通常,将离子与溶解的氯化钠盐(盐水)交换。

水软化剂

消除或减少水硬度是用一种称为水这样的设备来完成的。在此软化剂中,发生了离子交换过程。柔软剂由不同的组件组成,每个组件都有自己的独特目的。软化剂的心脏是矿物罐,它是通常由玻璃纤维制成的压力容器。这些储罐充满了负电荷的离子交换树脂。柔软剂的大脑通常位于控制阀或柔软剂头部。大多数流行的水软化剂具有自动再生系统。最基本的类型具有一个电机,该计时器会定期刷新系统。在充电过程中,没有软水。第二种控件使用观察使用多少水的计算机。 When enough water has passed through the mineral tank to have depleted the beads of sodium, the computer triggers regeneration. These softeners often have reserve resin capacity, so that some soft water will be available during recharging. A third type of control uses a mechanical water meter to measure water usage and initiate recharging. The advantage of this system is that no electrical components are required and the mineral tank is only recharged when necessary.

当它配备两个矿物罐时,即使设备正在充电,也总是可以使用软化的水。

水软化剂的工作方式

水软化系统的第三个主要组成部分是盐水罐。盐水罐基本上是用于氯化钠(NACL)或氯化钾(KCL)的储罐,在盐水补充和再生周期期间与水混合。在再生阶段,将这种盐水(浓缩盐水浓缩溶液)被吸引到矿物水箱中,以补充软化床。盐或氯化钾是一种牺牲培养基,必须定期补充以确保设备适当的软化形式。

离子交换树脂

含水剂中的主要培养基称为离子交换树脂。该树脂基本上是一种不溶性基质,通常是小(1-2毫米)珠的形状。该材料在表面上具有高度发达的孔结构,其位点具有易于捕获和释放的离子。这种捕获的离子的过程同时释放了其他离子,从而导致术语离子交换。可以制造离子交换树脂,以选择性地喜欢一种或几种不同类型的离子。通常,这些树脂基于交联的聚苯乙烯。

软化器周期

水软化剂必须发挥作用;软化周期和再生周期。在软化周期中,水进入软化剂并通过带有钠(Na+)离子的离子交换树脂。当硬水通过树脂时,硬度离子(Ca2+&mg2+)在离子交换树脂上与钠离子物理交换。该过程一直持续到树脂被硬度离子饱和并耗尽钠离子为止。随着树脂的衰竭,其软化的能力(用钠离子交换硬度离子)受到限制。为了使软化剂在此时间点正常运行,必须启动再生周期。

水软化剂回收图

在再生周期中,盐水(通过混合水和盐在盐水罐中产生的咸水)通过树脂罐(根据设计取决于设计)。当这种盐水通过储罐时,钠离子被转移(交换)以换成交换树脂上的硬度离子,因此这些硬度离子被送去排水。这个过程一直持续到所有硬度离子与钠离子交换(您会发现少量的盐与硬度离子一起排出),并且床被认为完全再生。

测量

硬度是通过水中的钙和碳酸镁水平来测量的,并共同代表总硬度(Th)。硬度可以通过仪器分析来量化。据报道,总水硬度,包括Ca2+和Mg2+离子,以百万分(ppm)或质量/体积(mg/L)的碳酸钙(Caco3) 在水里。尽管水硬度通常仅测量钙和镁的总浓度(两种最普遍的二价金属离子),铁,铝和锰也可以在某些位置升高的水平。铁的存在特征在于钙化呈褐色(锈)颜色,而不是白色(其他大多数化合物的颜色)。

相对硬度量表
学期 每加仑谷物(GPG) 零件百万(ppm)
柔软的 <1 <17.0
有点硬 1.0-3.5 17.1-60
中度硬 3.6-7.0 61-120
难的 7.1-10.5 121-180
很难 > 10.5 > 180

出于水处理的目的,硬度以每加仑谷物(GPG)或百万分(ppm)为单位测量。每加仑谷物定义为碳酸钙(Caco)一晶(64.8 mg)3)溶解在一加仑(3.785 L)的水中。每百万的零件定义为一毫克碳酸钙(CACO3)每升水。在GPG和PPM之间转换,请使用以下因素;1 gpg = 17.1 ppm。此外,每升毫克毫克与百万分零件相当,可以同义使用。