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1硬水概述

英文術語: Hard water softening treatment.
所謂"硬水"是指水中存在溶解的礦物質成分,尤其是鈣和鎂。
硬水並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。
硬水在工業上會造成極大的危害甚至危險,例如造成工業鍋爐積垢傳熱不良浪費能源,甚至因傳熱不勻可能引起爆炸。

2水的硬度

水的硬度一般是指水裡鈣鎂離子濃度總和,單位為毫摩爾每升(mmol/L)。通常,如果1L水裡含有10mg CaO或相當於10mg CaO的物質,例如7.1mg MgO,那麼這樣的水的硬度稱為1度。
通常硬度在0-4度稱為很軟水,4-8度稱為軟水,8-16度稱為中硬水,16-30度稱為硬水,30度以上稱為很硬水。

3硬度分類

暫時硬度和永久硬度
硬水軟化首先要搞清楚水硬度的分類,一般來說水的硬度是暫時硬度和永久硬度的總和。
水的暫時硬度是由含有酸式碳酸鹽,如碳酸氫鈣或碳酸氫鎂引起的。
水的永久硬度則是由鈣和鎂的硫酸鹽或氯化物引起的,永久硬度不能用加熱的方法軟化,

4軟化方法

若水的硬度是暫時硬度,這種水經過煮沸以後,水裡所含的碳酸氫鈣或碳酸氫鎂就會分解成不溶於水的碳酸鈣和難溶於水的氫氧化鎂沉澱。這些沉澱物析出,水的硬度就可以降低,從而使硬度較高的水得到軟化。
若水的硬度是永久硬度,往往使用以下幾種方法。
1)離子交換法:採用特定的陽離子交換樹脂,以鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來,由於鈉鹽的溶解度很高,所以就避免了隨溫度的升高而造成水垢生成的情況。這種方法是目前最常用的標準方式。主要優點是:效果穩定準確,工藝成熟。可以將硬度降至0。採用這種方式的軟化水設備一般也叫做「離子交換器」(由於採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,處理后的水適用範圍廣;但是對進水壓力有較高要求,設備投資、運行成本都較高。一般較少用於專門的軟化處理。
3)石灰法:向水中加入石灰,主要是用於處理大流量的高硬水,只能將硬度降到一定的範圍。
4)電磁法:採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。其特點是: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,而且由於主要功能僅是影響一定範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。多用於商業(如中央空調等)循環冷卻水的處理,不能應用於工業生產及鍋爐補給水的處理(同時由於該種設備的機理並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。現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;但水量較大時運行成本偏高,由於加入了化學物質,所以水的應用受到很大限制,一般情況下不能應用於飲用、食品加工、工業生產等方面。在民用領域中也很少應用。
水的暫時硬度是由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂引起的,這種水經過煮沸以後,水裡所含的碳酸氫鈣或碳酸氫鎂就會分解成不溶於水的碳酸鈣和難溶於水的碳酸鎂沉澱。

5軟化樹脂

樹脂一般認為是植物組織的正常代謝產物或分泌物,常和揮髮油並存於植物的分泌細胞,樹脂道或導管中,尤其是多年生木本植物心材部位的導管中。由多種成分組成的混合物,通常為無定型固體,表面微有光澤,質硬而脆,少數為半固體。不溶於水,也不吸水膨脹,易溶於醇,氯仿等大多數。加熱軟化,最後熔融,燃燒時有濃煙,並有特殊的香氣或臭氣。分為天然樹脂和合成樹脂兩大類。酚醛樹脂、聚氯乙烯樹脂等是合成樹脂。樹脂是製造塑料的主要原料,也用來制塗料(成膜物質,如廣東三盈樹脂等系列產品)、黏合劑、絕緣材料等。
合成反應
按此方法可將樹脂分為加聚物和縮聚物。加聚物是指由加成聚合反應製得的聚合物,其鏈節結構的化學式與單體的分子式相同,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯等。
縮聚物是指由縮合聚合反應製得的聚合物,其結構單元的化學式與單體的分子式不同,如酚醛樹脂、聚酯樹脂、聚醯胺樹脂等。
樹脂性質
熱固性樹脂(玻璃鋼一般用這類樹脂):不飽和聚酯/乙烯基酯/環氧/酚醛/雙馬來醯亞胺(BMI)/聚醯亞胺樹脂等。
熱塑性樹脂:聚丙烯(PP)/聚碳酸酯(PC)/尼龍(NYLON)/聚醚醚酮(PEEK)/聚醚碸(PES)等。
合成樹脂是由人工合成的一類高分子聚合物。合成樹脂最重要的應用是製造塑料。為便於加工和改善性能,常添加助劑,有時也直接用於加工成形,故常是塑料的同義語。合成樹脂還是製造合成纖維、塗料、膠粘劑、絕緣材料等的基礎原料。合成樹脂種類繁多,其中聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)和ABS樹脂為五大通用樹脂,是應用最為廣泛的合成樹脂材料。
污染處理和預防
在化學水處理系統中,由於多種原因,陰、陽離子交換樹脂都存在著被污染的問題,尤其是鈣、鐵、有機物的污染。污染后的樹脂性能下降、工作交換容量降低、離子泄露量增加,影響出水的質量。由於樹脂的結構未遭到破壞,可以通過適當的處理,恢復其交換性能。同時應對樹脂在使用過程中易出現污染的情況進行分析,採取合理的措施加以預防。
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