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永久硬水是指經過煮沸處理也不能軟化的水。這時水中的鈣、鎂、鐵等離子與硫酸根離子與氯離子共存,生成溶解性鹽從而不能沉澱分離,即不能生成軟水。永久硬水的硬度稱為永久硬度,並稱為碳酸鹽硬度。硬水不宜作鍋爐、洗滌等工業用水

1 永久硬水 -概述

永久硬水是指經過煮沸處理也不能軟化的水。這時水中的鈣、鎂、鐵等離子與硫酸根離子與氯離子共存,生成溶解性鹽從而不能沉澱分離,即不能生成軟水。永久硬水的硬度稱為永久硬度,並稱為碳酸鹽硬度。硬水不宜作鍋爐、洗滌等工業用水。

2 永久硬水 -判斷標準

一般的鈣離子濃度是60ppm ,也就是說氫氧化鈣、硫酸鈣、 硫酸鎂中鈣離子的濃度是60ppm
永久硬水硬水

按美國WQA(水質量協會)標準,水的硬度分為6 級:0~0.5GPG為軟水,0.5~3.5GPG為微硬,3.5~7.0GPG為中硬,7~10.5GPG為硬水,10.5~14.0GPG為很硬,14.0GPG以上為極硬。以上海為例,大部分地區的生活用水為各自來水廠凈化處理后的自來水,硬度範圍為8 ~ 14 GPG ,按WQA標準屬於硬或很硬範圍。(部分地區如果使用井水,則硬度更高,達到極硬範圍。)
硬度又分為暫時性硬度和永久性硬度。由於水中含有重碳酸鈣與重碳酸鎂而形成的硬度,經煮沸后可把硬度去掉,這種硬度稱為暫時性硬度,又叫碳酸鹽硬度,水中含硫酸鈣和硫酸鎂等鹽類物質而形成的硬度,經煮沸后不能去除的硬度,稱為永久性硬度。以上兩種硬度合稱為總硬度。

3 永久硬水 -判斷方法

如果你是中學生,你知道如下內容就完全夠了。
永久硬水判斷公式

1.硬水指含鈣離子或者鎂離子較多的水,軟水指含鈣離子或者鎂離子較少的水。
2.(一般用「硬度」來表示水的「硬」的程度。鈣鎂離子含量高水的「硬度」就大,反之就小。)
3.如果硬水中含HCO3^-離子,那這種硬水叫"暫時硬水";如果含SO4^2-或者Cl^-離子,這種硬水叫"永久硬水"(硬水中往往HCO3^-離子、SO4^2-和Cl^-離子都有,所以一般的硬水有暫時硬水部分和永久硬水部分,它們的含量稱為「暫時硬度」和「永久硬度」)
4.硬水中的暫時硬水部分可以通過煮沸而除去(這也就是稱為「暫時」的原因):
Ca(HCO3)2====CaCO3!+CO2|+H2O
Mg(HCO3)2===MgCO3 +CO2| +H2O;MgCO3 +H2O==Mg(OH)2! +CO2|+H2O
(這就是水垢形成的原因.)
永久硬水部分就不能通過煮沸除去(也就是稱為"永久"的原因)
一般的水中含有硝酸根離子,這種水反覆煮沸會產生亞硝酸根離子.亞硝酸根是強烈的致癌物質.所以不能喝反覆煮沸的水.
永久硬水處理設備


4 永久硬水 -產生

當水在大氣中凝聚時,它溶解了空氣中的二氧化碳,形成了叫做碳酸的弱酸。該酸最終隨雨落到地上,然後流過土壤上部到達岩石層,碳酸溶解了石灰(碳酸鈣和碳酸鎂),中和,並同時變硬。硬水有暫時性及永久性之分,暫時硬水通常關係到鈣和鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽,這類結晶可長期存在水中,直到氣壓或溫度出現變化,使水份變成超飽和,造成沉澱物,附在熱表面或粗糙表面上,例如管道和熱交換器內,即形成硬水垢;永久性硬水主要關係到硫酸鈣及硫酸鎂,是不會受到熱和氣壓變化影響,但如水份被蒸發,依然會留下並形成硬水垢。

5 永久硬水 -危害

中國《生活用水衛生標準》中規定,水的總硬度不能過大。如果硬度過大,飲用后對人體健康與日常生活有一定影響。如果沒有經常飲硬水的人偶爾飲硬水,則會造成腸胃功能紊亂,即所謂"水土不服",就是這個意思。如用硬水烹調魚肉、蔬菜,常因不易煮熟而破壞或降低營養價值。而硬水泡茶會改變茶的色香味而降低飲用價值。用硬水做豆腐不僅使產量降低、而且會影響豆腐的營養成分。硬水問題也使工業上因設備和管線的維修和更換每年耗資數千萬元。 

6 永久硬水 -處理方法

針對硬水質的處理方法有多種,包括過濾法、軟化法、電磁水處理器和反滲透法等。這裡對幾種主要的處理方法進行介紹和比較。
軟化劑 Packaged Water Softeners
有些化學品劑可用來減低水的硬度。這樣的軟化劑可以分為兩類:沉析型和非沉析型。
沉析型軟化劑包括結晶碳酸鈉和硼砂等。這些軟化品劑與鈣、鎂等礦物離子形成不溶的沉澱物。這樣處理后,礦物離子就不會再影響洗滌效率等,但沉澱會讓水變混並在器具上結垢。沉析型軟化劑會增大水中的鹼度,容易傷及皮膚和其它被清洗的器皿。
非沉析型軟化劑使用合成磷酸鹽來隔絕鈣、鎂離子。沒有沉澱結垢,水中的鹼度也不會增大。如果劑量足夠,非沉析型軟化劑能在一段時間內溶解肥皂凝結微粒  機械式

軟化裝置 Mechanical Water Softeners
機械式軟化裝置可以長期地安裝在管道系統中,用來消除鈣、鎂離子。
機械式軟化裝置採用離子交換原理。在這個過程中,水會流經一個樹脂層,一般是由磺化的聚苯乙烯顆粒組成。這些顆粒中蘸滿了鈉。離子交換程序發生在硬質水流經樹脂層的同時:硬質的礦物離子(鈣、鎂等)附著在樹脂層上,同時樹脂層上的鈉離子被釋放入水中。
當樹脂層上的鈣、鎂離子飽和時,就必須重新補充鈉成分了。補充過程通過往樹脂層上加鹽(鹽水)來完成:鈉頂替了附著在樹脂層上的鈣、鎂離子,鈣、鎂離子被濾入廢水。
用離子交換式軟化器處理硬質水,會增加水中的鈉成分。根據英國水質協會(WQA)的報告:在離子交換的軟化過程中,水中硬度每下降一個「X」,每升水中就會增加8毫克的鈉。舉例來說,當水的硬度是10X時,如果水中硬質的礦物成分都被軟化器濾掉的話,每升水中會增加80毫克的鈉!
這樣的軟化水不適於飲用!飲軟化水會導致人體鈣質流失,危害健康。當水質由硬變軟,水中鈣成分減少的同時鈉成分大大增加,造成水質轉呈酸性。這樣的水不但本身含鈣少,飲入體內后還會置換掉人體內的鈣質成分,造成鈣質流失。曾經有過這樣的例子:有人長期飲用軟化過的水,結果嚴重缺鈣,連指甲都軟得可以用手撕下來。

過濾裝置 Water Filters
水過濾裝置一般分為兩類:攜帶型離子交換過濾器和反滲透式過濾器。兩種過濾器都是用於"點源"的飲用水,主要功能是過濾掉飲用水中的有害物質,但同時也常常將水中的鈣等礦物質成分一起過濾掉了。
反滲透法的原理是通過讓水流過一層半浸透性的膜,這層膜能阻止某些物質的通過。
攜帶型離子交換過濾器一般採用盒裝形式,內有活性碳和離子交換樹脂層。活性炭能吸收、減少水中氯和含氯化合物、殺蟲劑、色素和其它有機廢物,這樣改善了水的口感和色澤度。離子交換樹脂層會降低水的硬度,這種過濾器的運行費用大約是US$0.04/升(每升水3毛多人民幣)。

磁性水處理器 Magnetic Water Conditioners
磁性水處理器是一項比較新的發明。其原理是讓水通過一個特殊的磁場,從而改變鈣、鎂離子的結構(形成惰性的晶體結構),使其不再結垢。
這樣的水處理器有諸多好處:(一)它具備了軟化水的優點,即不會生水垢,從而提高熱效率、延長所洗滌衣物的使用壽命、改善皮膚狀況(使皮膚細膩、不癢、不易起濕疹)。(二)鈣是人體所需的必要元素,經這樣處理過的水保留了原來的鈣成分;而且由於不結水垢(水垢中的鈣成分是人體難以吸收的),它能比一般的硬水提供更多人體能吸收的鈣質成分。
也許有人還在懷疑磁性水處理器的功能表現,對此,英國的巴斯大學(University of Bath,位於英格蘭的斯文登,全英綜合排名第四的大學)專門做了科學測試和分析,結果證明它確實能有效防止和去除水垢,並保留水中的鈣質成分。
永久硬水處理裝置
 
 

 

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