硬水软化

硬水软化是指通过去除或掩蔽溶解在水中的碱土阳离子 Ca 和 Mg 来降低水的硬度。这些阳离子通过形成难溶性碳酸盐和石灰皂来降低洗涤剂的洗涤效果，并可能导致管道中令人讨厌的水垢沉积和设备。 硬水软化将所谓的硬水变成所谓的软水，其中仍然含有溶解的碱金属阳离子和氯离子。 因此，不得将软水与蒸馏水或软化水/完全脱盐水混淆，因为这种水不含任何阳离子或阴离子。

除了完全软化，水也可以只部分软化。 如果仅降低或大部分去除由难溶性碳酸盐引起的所谓碳酸盐硬度通常就足够了。 这种类型的处理称为脱碳。

一个经常使用的过程是用离子交换剂软化。 水流过装有离子交换器的水箱。 在此，主要是 Ca 和 Mg 离子与等量的 Na 离子交换。 软化水现在含有更多的 Na，几乎不含 Ca 和 Mg 离子。 所有其他离子都留在水中。

用 8-12% 的氯化钠溶液（再生盐）使用阳离子交换树脂再生。 在再生过程中，离子交换树脂吸收的硬度（钙和镁离子）与盐溶液中的钠离子交换，例如，钙再次被钠置换。 这个方程式是：

( R − S O 3 ) 2 C a + 2 N a ( a q ) + ⟶ 2 ( R − S O 3 ) N a + C a ( a q ) 2 +

再生溶液用原水从交换罐中冲洗出来并丢弃。 洗碗机配备有这种阳离子交换剂。 因此，要装入洗碗机的盐用于再生内置的阳离子交换树脂。 在软化系统中，再生通常以固定的时间间隔自动进行，具体取决于用水量或处理水的质量，用硬度升来描述。 由于单系统（一罐）再生时没有可用的软化水，所以必须提供所谓的双系统来连续供应软化水。 双系统由两个带有阳离子交换树脂的独立罐组成。 这些是并行操作的。 其中一个水箱供应软化水，而第二个水箱可以再生。

硬水软化物质被添加到许多家庭和工业制剂中。 它们与碱土金属阳离子发生强烈的相互作用，从而不再可用于破坏性反应。 碱土金属阳离子并没有从水中去除，而是被“掩蔽”了。 水现在在一定限度内显示出软水的行为。

交换阳离子的化合物：

• 当今大多数洗涤剂中都含有沸石，准确地说是沸石 A。
• 平面硅酸盐用作沸石的替代品。

通过复合物形成起作用的化合物：

• 三磷酸盐曾用于洗涤剂，但会导致水体过度施肥。
• EDTA 和 NTA 也用于洗涤剂。
• 柠檬酸的阴离子柠檬酸盐有时可用作磷酸盐的替代品。
• 短链聚丙烯酸通常用作磷酸盐的替代品，例如用于洗涤剂。

该名称包括使用电场或磁场以减少管道沉积物的方式改变石灰晶体结构的过程。将磁铁或载流电线连接到水管的外部，或者将交流电压控制的板直接放置在设备内部的水流路径中。 有些设备还配备了“预过滤器”，它实际上是一个小型离子交换器。

不存在关于此类方法有效性的合理假设，并且已发表的关于有效性的“科学”实验无法重现。

• 通过将水煮沸来去除暂时硬度（碳酸盐硬度）。 在此过程中，形成锅炉水垢。 xxx水硬度保留在水中。 此过程在水硬度部分有更详细的描述。

• 加入氢氧化钙悬浮液（石灰乳）进行沉淀；形成的碳酸钙在长期脱碳过程中沉淀为污泥，在快速脱碳过程中沉淀为所谓的硬颗粒。该程序只会导致碳酸盐硬度的去除。

• 广泛软化的最古老工艺之一是碱石灰工艺。通过这种早在 19 世纪就开发出来的工艺，总硬度可以降低到 2.0 °dH（约 1.1 °fH）以下。钙和镁优先沉淀为白云石。加热水以加速沉淀反应。但是，添加苏打水会增加水中的钠含量。该过程对于生产用于蒸汽机和蒸汽机车运行的低硬度水非常重要。随着用于软化的离子交换剂的开发和引入，该过程失去了重要性并不再使用。

• 内部给水处理，例如，在蒸汽机车中。

水处理中中央软化的原理和过程，并辅以提供有关中央软化系统规划和操作的特殊信息的其他工作表部分。该工作表除其他外，描述了基于现有硬度的最小值的中心软化的有用性。 如果饮用水的硬度超过 3.5 毫摩尔/升，则应进行软化检查。 如果硬度低于 2.0 毫摩尔/升，软化通常不被认为是明智的。即使沸腾试验显示在 90 °C 时方解石分离能力为 70 mg/l，也应考虑软化以避免热水区出现钙化问题。软化所涉及的技术努力通常只有在硬度降低至少约 1 mmol/l 时才合理。该工作表进一步解释了沉淀过程、离子交换过程和膜过程的基础知识，并提供了过程选择的标准。

通过添加沉淀剂和絮凝剂的沉淀过程（缓慢和快速脱碳）对水进行集中处理以提供更软的饮用水，并提供了有关过程和材料选择、工厂规划和过程管理的信息。

涉及用于饮用水处理中央软化的离子交换系统的程序特性。此外，还提供了有关这些离子交换系统的规划和操作的信息，并指定了对必要处理材料的要求。该工作表仅涉及公共饮用水供应中使用的变体。描述了过程并提供了有关计划和过程管理的信息。

其他工作表涵盖残留物和软化副产品的管理以及废水系统中残留物的排放，以及与软化相关的腐蚀保护方面。