1第八章第八章水的软化与除盐水的软化与除盐SofteningandsaltremovalSofteningandsaltremoval2第1节概述3一、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：CO2,O2总硬度：Ca2+,Mg2+碳酸盐硬度（carbonatehardness、暂时硬度）非碳酸盐硬度（noncarbonatehardness）含盐量：∑阳＋∑阴4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mmol/L,meq/L,度（我国用德国度）德国度＝10mgCaO/L美国度＝1mgCaCO3/L5三、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/L6四、软化和除盐基本方法1.软化(1)加热：去除暂时硬度(2)药剂软化：根据溶度积原理(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、7第2节药剂软化法一、石灰软化法：CaO+H2O=Ca(OH)2CO2+Ca(OH)2---CaCO3↓+H2OCa(HCO3)2+Ca(OH)2---2CaCO3↓+2H2OMg(HCO3)2+2Ca(OH)2---2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O若碱度>硬度，还应去除多余的HCO3－若水中存在Fe离子，也要消耗Ca(OH)28所以，石灰投加量：[CaO]=[CO2]+[Ca(HCO3)2]+2[Mg(HCO3)2]+[Fe]+aa：CaO过剩量，一般为0.1~0.2mmol/L为尽量降低碳酸盐硬度，石灰＋混凝沉淀可以同时进行。注意：石灰法只能降低碳酸盐硬度及降低水中的碱度。9二、石灰－纯碱法去除碳酸盐和非碳酸盐硬度CaSO4+Na2CO3----CaCO3↓+Na2SO4MgSO4+Na2CO3---MgCO3+Na2SO4MgCO3+Ca(OH)2–CaCO3↓+Mg(OH)2↓但纯碱太贵，此法一般不用。10三、石灰－石膏法当原水的碱度大于硬度，即负硬度（有碱度存在时）出现时2NaHCO3+CaSO4+Ca(OH)2-----2CaCO3↓+Na2SO4+2H2O11第3节离子交换基本原理一、离子交换剂•磺化煤（煤磨碎后经浓硫酸处理得到）•离子交换树脂12二、离子交换树脂1．结构•母体（骨架）：高分子化合物和交联剂经聚合反应而生成的共聚物根据组成母体的单体材料：苯乙烯（最广泛）、丙烯酸、酚醛系列•活性基团：遇水电离，称为固定部分和活动部分，具有交换性（可交换离子）13如聚苯乙烯磺化→磺酸基团（－SO3H）一种强酸性阳离子树脂•微孔形态：凝胶型、大孔型、等孔型等142．命名•全名称：（微孔型态）（骨架名称）（基本名称）如凝胶型苯乙烯系强酸型阳离子交换树脂•为了区别同一类树脂的产品，有时在前面加上一些数字。153．主要性能1)密度：湿真密度：湿树脂质量/树脂颗粒本身所占体积（不包括颗粒之间的空隙）—用于确定反冲洗强度，混合床的分层湿视密度：湿树脂质量/树脂堆积体积—计算树脂用量162）交换容量：是树脂最重要的性能，表示树脂交换能力的大小。以体积和重量两种表示方式。全交换容量：可用滴定法测定或从理论上计算分子量184.2,184.2g树脂中含有1g可交换离子H+。扣去交联剂所占份量（8%)，全交换容量为4.99mmol/g。工作交换容量：实际工作条件下，全的60－70％173)离子交换树脂的选择性与水中离子种类、树脂交换基团的性能有很大关系，同时也受离子浓度和温度的影响。•离子电荷愈多，愈易被交换•原子序数愈大，即水合半径愈小，愈易被交换Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+=NH4+>Na+>Li+SO42->NO3->Cl->HCO3->HSiO3-•H＋和OH－的交换选择性与树脂交换基团酸、碱性的强弱有关。对于强酸阳树脂：H+>Li+而对于弱酸阳树脂：H+>Fe3+18三、离子交换平衡离子交换也是一种化学反应，存在交换平衡。RA+B+---RB+A+离子交换选择系数为：KAB=[RB][A+]/[RA][B+]该值>1，有利于交换反应的进行。19经推导：0000/1//1/ccccKqqqqBA−=−++q0：树脂全交换容量；q：树脂中B+离子浓度C0：溶液中两种交换离子的总浓度C：溶液中B+离子浓度20二价对一价的离子交换反应离子交换选择系数：][][]][[222222++−++−++=BARABRKBA改写成：200002200)/1(/)/1(/cccccqKqqqqBA−=−++21离子交换树脂的选择系数可用于：计算泄漏量、极限工作交换容量、再生度极限值22四、离子交换速度(1)边界水膜内的迁移(2)交联网孔内的扩散(3)离子交换（反应快）(4)交联网...
