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不同的水質用不同的方法來軟化水
作者:重慶AG捕鱼王app水處理   時間:2019-08-21 15:59:16
  硬度高、堿度也高的水直接作補充水進入循環冷卻水係統後,會使循環水水質處理的難度增大,同時濃縮倍數的提高也受到限製。另外高硬水也不宜直接作鍋爐水的給水。立式水管鍋爐、立式火管鍋爐及臥式內燃鍋爐的給水總硬度要求在4.0mmol/L以下。總硬度過高的水不能直接采用離子交換方法達到軟化水的要求,經濟效果也不好。堿度過高的水,也不能直接作為鍋爐的補給水。所以上述這類水質均需在進入冷卻水係統、鍋爐和離子交換軟化係統前,首先采用化學藥劑方法進行預處理。
重慶軟水處理
  (一) 軟化方法
 
  通常對硬度高、堿度高的水采用石灰軟化法;對硬度高、堿度低的水采用石灰-純堿軟化法;而對硬度低、堿度高的負硬水則采用石灰-石膏處理法。
 
  1、石灰軟化法
 
  為避免投加生石灰(CaO)產生的灰塵汙染,通常先將生石灰製成消石灰Ca(OH)2(即熟石灰)使用,其反應如下:
 
  CaO+H2O====Ca(OH)2
 
  消石灰投入高硬水中,會產生下列反應
 
  Ca(OH)2+CO2====CaCO3$+H2O
 
  Ca(OH) 2+Ca(HCO3) 2====2CaCO3$+2H2O
 
  2Ca(OH) 2+Mg(HCO3) 2====2CaCO3$+Mg(OH) 2+2H2O
 
  形成的CaCO3和Mg(OH)2都是難溶化合物,可從水中沉澱析出。
 
  但水中的永硬和負硬卻不能用石灰處理的方法除去,因為鎂的永硬與負硬和消石灰會產生下列反應
 
  MgSO4+Ca(OH) 2====Mg(OH) 2$+CaSO4
 
  MgCl2+Ca(OH) 2====Mg(OH) 2$+CaCl2
 
  NaHCO3+Ca(OH) 2====CaCO3$+NaOH+H2O
 
  由反應式可看出,鎂的永硬全部轉化為等量的溶解度很大的鈣的永硬,而負硬則轉化為等量的氫氧化鈉、堿度,所以水中的堿度沒有除去。
 
  石灰加入量可按下式估算
 
  [CaO]=28/Z1{[CO2]+[Ca(HCO3) 2]+2[Mg(HCO3)2+B]}
 
  式中 [CaO]——需投加的工業石灰量,mg/L;
 
  [CO2]——原水中CO2的濃度(1/2CO2計),mmol/L;
 
  [Ca(HCO3) 2]——原水中Ca(HCO3) 2的濃度[1/2Ca(HCO3) 2計],mmol/L
 
  [Mg(HCO3) 2]——原水中Mg(HCO3) 2的濃度[1/2 Mg(HCO3) 2計]mmol/L;
 
  Z1——工業石灰純度,%;
 
  28——1/2CaO的摩爾質量,g/mol;
 
  B——石灰過剩量(1/2CaO計),mmol/L(一般為0.2—0.4mmol/L)。
 
  2、石灰-純堿軟化法
 
  石灰軟化法隻適用於暫硬高、永硬低的水質處理。對硬度高堿度低即永硬高的水,可采用石灰-純堿軟化法,即加石灰的同時再投加適量的純堿(NaCO3又稱蘇打)。其反應如下:
 
  CaSO4+Na2CO3====CaCO3$+Na2SO4
 
  CaC12+Na2CO3====CaCO3$+2NaC1
 
  MgSO4+Na2CO3====MgCO3$+Na2SO4
 
  MgC12+Na2CO3==== MgCO3$+2 Na2 C1
 
  MgCO3+Ca(OH)2====CaCO3$+Mg(OH)2
 
  經石灰-純堿軟化後的水,其硬度可降為0.15-0.2mmol/L。此外,永硬也可以直接用離離子交換法除去。
 
  石灰-純堿加入量可按下列計算式估算。
 
  (1) 石灰用量估算
 
  [CaO]=28/Z1{[CO2]+M總+HMg+B} mg/L
 
  (2) 純堿用量估算
 
  [Na2C03]=53/Z2 (H永+B) mg/L
 
  式中 M總——原水總堿度(H+計),mmol/L;
 
  HMg——原水鎂硬度(1/2Mg+計),mmol/L;
 
  [Na2C03]——純堿投加量,mg/L;
 
  H永——原水永硬(1/2Ca2++1/2Mg+計),mmol/L;
 
  B——純堿過剩量[1/2Na2C03計],mmo1/L(一般取1.0-1.4mmol/L);
 
  53——1/2 Na2C03的摩爾質量,g/mol;
 
  Z2——工業純堿的純度,%。
 
  其他符號同前。
 
  (3)石灰-石膏處理法
 
  對於高堿度的負硬水,即水中總堿度大於總硬度的水,此時水中多餘的總堿度常以Na2 HC03或KHCO3形式存在,對這些多餘的堿度常以石灰-石膏處理法除去,因為
 
  2 Na2HC03+ CaSO4+ Ca(OH) 2====2 CaCO3$+ Na2SO4+2H2O
 
  2KHCO3+ CaSO4+ Ca(OH) 2====2 CaCO3$+ K2SO4+2H2O
 
  (二)軟化的設備
 
  石灰軟化設備包括製備消石灰的設備、投加消石灰與原水充分混合的設備,以及生成的碳酸鈣、氫氧化鎂等沉澱物的沉澱和過濾分離設備。圖2-20、圖2-21和圖2-22為一般常見的石灰軟化係統的流程圖。
 
  除氯
 
  原水經過混凝、沉澱、澄清、過濾後,即可作為工業用水使用。如果作為飲用水,還必須進行消毒處理,以防止疾病傳播。通常在水中通入氯氣作為殺死細菌等微生物的消毒方法。氯氣通入水中後,極易溶於水,產生下列反應
 
  C12+H2O====HC1+HOC1
 
  次氯酸還會進一步電離,生成次氯酸根
 
  HOC1====H++OC1-
 
  氯氣在水中生成的HOC1和OC1-對細菌等微生物有極強的殺滅作用。但在起殺生作用前,由於水中溶有各種有機物等雜質,這些雜質會首先與C12反應,耗去溶入水中的C12,隻有滿足這些耗氯需要後,才會有多餘的C12來殺滅細菌,這部分氯稱為餘氯。為維持殺滅細菌的效果,管網水中始終要保持餘氯量的在0.5-1mg/L,在管網末端也要保持0.05-0.1mg/L的餘氯。
 
  當采用經過消毒處理的自來水作鍋爐給水時,必須除去自來水中的餘氯。因為餘氯的存在會破壞離子交換樹脂的結構,使其強度變差,容易破碎。特別是在靠近自來水廠附近時,水中餘氯最較高,更需注意除氯。
 
  目前常用的除氯方法有活性炭脫氯法和添加化學藥劑除氯法。
 
  (一) 活性炭脫氯法
 
  活性炭由木炭、瀝青炭和果殼、果核、動物骨頭等經高溫焙燒和活化製成。活性炭中有很多毛細孔相互連通,因此,比表麵積極大。據測試,1克活性炭有500-1000m2的表麵積,圖2-23為活性炭內部氣孔分布情況。過濾用活性炭是顆粒狀的,粒徑一般為1-4mm。這些微孔可以起吸附作用。
 
  活性炭脫氯不完全是由於物理吸附作用,它還有催化作用,使餘氯進一步轉化成碳的化合物,其反應機理為
 
  C12+H2O====HC1+HOCl
 
  HOCl====HCl+[O](活性炭)
 
  C+[O]====CO#
 
  C+2[O]====CO2#
 
  因此,活性炭在整個吸附脫氯過程中不存在吸附飽和問題,隻是損失少量的炭。所以活性炭脫氯可以運行相當長的時間。例如用19.6m3的活性炭粒料作濾料,處理餘氯量為4mg/L的自來水時,可連續處理265萬m3,使其餘氯量小於0.01mg/L。在相同條件下,處理餘氯量為2mg/L的自來水時,可使用6年之久。
 
  活性炭除能脫氯外,還能除去水中臭味、色度、有機物以及殘留的濁度。因此,活性炭使用一定時期後,仍會喪失其吸附能力,需要再生。再生方法較多,有的將失效活性炭在500-10000C高溫條件下焙燒,將吸附的有機物分解和揮發;也可用高壓蒸汽吹洗或用CaOH、NaCl等溶液再生清洗,將吸附的雜質解吸下來;也可用有機溶劑萃取。但這些再生方法的經濟效益尚有待定論,因此,有些地方對失效活性炭棄之不用,換用新的。
 
  活性炭脫氯的設備常使用壓力過濾器。即在過濾器中以粒狀活性炭作濾料,其他功能與前述壓力過濾器相似。
 
  (二) 化學藥劑脫氯法
 
  化學藥劑脫氯法是利用投加還原性藥劑如二氧化硫和亞硫酸鈉等,將餘氯還原。其反應分別為:
 
  SO2+ HOC1+ H2O ====3H-+C1-+SO42-
 
  Na2SO3+HOC1====Na2SO4+HC1
 
  二氧化硫脫氯效果好,但水的pH值會因反應中生成強酸而下降;而亞硫酸鈉法要好一些。後者比較簡單,操作方便,同時亞硫酸鈉還可以與水中的溶解氧作用,達到除氧的目的。
 
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