硬水是指水中所溶的礦物質成分多,尤其是鈣和鎂。硬水并不對健康造成直接危害,但是會給生活帶來很多麻煩,比如用水器具上結水垢、肥皂和清潔劑的洗滌效率減低等。所以需要將硬水軟化。將硬水軟化,避免水垢的沉積有很多種方法,常常使用的方法有:
1)離子交換法:采用特定的陽離子交換樹脂,以鈉離子(由鈉原子失去最外層的一個電子得到的)將水中的鈣(Ca)鎂離子置換出來,由于鈉鹽的溶解度很高,所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。凈化水設備由于社會生產、生活與水密切相關,因此,水處理領域涉及的應用范圍十分廣泛,構成了一個龐大的產業應用。這種方法是目前常用的標準方式。主要優點是:效果穩定(解釋:穩固安定;沒有變動)準確,工藝成熟??梢詫⒂捕冉抵?。采用這種方式的軟化水設備(shèbèi)一般也叫做“離子交換器”(由于采用的多為鈉離子交換樹脂,所以也多稱為“鈉離子交換器”)。
2)膜分離法:納濾膜(NF)及反滲透膜(RO)均可以攔截水中的鈣鎂離子,從而從根本上降低水的硬度。這種方法的特點是,效果明顯而穩定,處理后的水適用范圍廣;但是對進水壓力有較高要求,設備投資、運行成本都較高。一般較少用于專門的軟化處理。新疆水處理
3)石灰法:向水中加入石灰,主要是用于處理大流量(單位:立方米每秒)的高硬水,只能將硬度降到一定的范圍。
4)電磁法:采用在水中加上一定的電場或磁場來改變離子的特性,從而改變碳酸鈣(碳酸鎂)沉積的速度及沉積時的物理特性來阻止硬水垢的形成。水處理設備的高頻振蕩波對于附著在金屬材料表面的水垢產生共振,即擊碎剝離,由表及里,循環進行,從而達到除垢的效果。其特性是:設備投資小,安裝方便,運行費用低;但是效果不夠穩定性,沒有統一的衡量標準,而且由于主要功能僅是影響一定范圍內的水垢的物理性能,所以處理后的水的使用時間、距離都有一定局限。多用于商業(如寫字樓中央空調等)循環冷卻水的處理,不能應用于工業生產及鍋爐補給水的處理(同時由于該種設備的機理并未得到真正的理論證實)。
5)加藥法:向水中加入專用的阻垢劑,可以改變鈣鎂離子與碳酸根離子結合的特性,從而使水垢不能析出、沉積。目前工業上可以使用的的阻垢劑很多。這種方法的特點是:一次性投入較少,適應性廣;但水量軟大時運行成本偏高,由于加入了化學物質,所以水的應用受到很大限制,一般情況下不能應用于飲用、食品加工、工業生產等方面。在民用領域中也很少應用。
硬水軟化首先要搞清楚水硬度(Hardness)的分類,一般來說水的硬度是暫時硬度和硬度的總和。凈化水設備就是通過各種物理的、化學的手段,去除水中一些對生產、生活不需要的有害的物質,這一類對水做過濾凈化處理的設備。水的暫時硬度是由碳(C)酸氫鈣或碳酸氫鎂引起的,這種水經過煮沸以后,水里所含的碳酸氫鈣或碳酸氫鎂就會分解成不溶于水的碳酸鈣和難溶于水的碳酸鎂沉淀。這些沉淀物析出,水的硬度就可以降低,從而使硬度較高的水得到軟化。水的硬度則是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物引起的,硬度不能用加熱的方法軟化,一般有加入碳酸鹽的沉淀法和離子交換法等。