水軟化反應速度

① 水的軟化中交換柱的水流速度如果太快,對實驗結果有什麼樣的影響

化水設備的軟化流程
軟化水技術廣泛應用於我國的工農業生產和生活等各個領域，僅工業鍋爐一項，我國就有近50萬台，從近年來有關部門的可靠統計中卻發現一個令人心痛的結果：由於水質不良造成鍋爐的事故率達50%且呈上升趨勢。經過全面綜合分析表明，其中一個原因就是操作人員水平低，使軟化水設備長期處於不正確或不經濟的運行狀態。提高操作人員的素質的努力又常常是事半功倍，耗時耗力難以解決根本問題。因而，最根本的解決辦法在於尋求一種簡便易用的軟化水設備。
一、軟化水設備的工作原理
軟化水設備是專門清除水中的鈣鎂離子，有效率高達99%，同時也可以去除水中的藻類、固體懸浮物，使之處理後的水軟化、清澈。
當含有硬度離子的原水通過軟水器內樹脂層時，水中的鈣、鎂離子被樹脂交換吸附，同時等無知量釋放出的鈉離子。從軟水器內流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水。
交換過程如下：
2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+
2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+
即水通過鈉離子交換器後，水中的Ca+、Mg+被置換成Na+。
當鈉離子交換樹脂實效之後，為恢復其交換能力，就要進行再生處理。再生劑為價廉貨廣的食鹽溶液。
再生過程如下：
R2Ca + 2NaC1 = 2RNa + CaC12
R2Mg + 2NaC1 = 2RNa + MgC12
經上述處理，再生過程就是用鹽箱中的食鹽水沖洗樹脂層，把樹脂上的硬度離子再置換出來，隨再生廢液排出罐外，樹脂就有恢復了軟化交換的能力。
當水流過樹脂層的時候，離子交換樹脂可以釋放出鈉離子，功能基團與鈣鎂離子結合，這樣水中的鈣鎂離子含量降低，水的硬度下降。硬水就變成了軟水，這是軟化水設備的工作過程。
當樹脂上大量功能基團與鈣鎂離子結合後，樹脂的軟化能力下降，可以用氯化鈉同業流過樹脂，此時溶液中的鈉離子含量高，功能基團會釋放出該買栗子而與鈉離子結合，這樣樹脂就恢復了交換能力，這個過程叫做「再生」。
二、軟化水設備的工作流程
由於實際工作的需要，軟化水設備的標准工作流程主要包括：產水、反洗、吸鹽、正洗、鹽箱注水五個過程。
1、反洗：主要有兩個作用，一是松動樹脂層，使鹽液與樹脂層充分接觸，使轉換反應更徹底，二是沖洗掉被樹脂攔截的懸浮物，這個過程一般需要5-15分鍾左右。
2、吸鹽：即將鹽水注入樹脂罐體的過程，傳統設備是採用鹽泵將鹽水注入，全自動的設備是採用專用的內置噴射器將鹽水吸入。在實際工作過程中，鹽水以較慢的速度流過樹脂的再生效果比單純用鹽水浸泡樹脂的效果好，所以軟化水設備都是採用鹽水慢速流過樹脂的方法再生，這個過程一般需要60分鍾左右，實際時間受用鹽量的影響。
3、正洗：為了將殘留的鹽徹底沖洗干凈，要求用與實際工作接近的流速，用原水對樹脂進行沖洗，這個過程的最後出水應為達標的軟水。一般情況下，快沖洗過程為：5-15分鍾。

② 硬水軟化的方法

一、軟水劑法

該法是用化學葯品作為軟水劑,與水中的鈣、鎂離子作用,或生成不溶性沉澱使之從水中去除,或形成穩定的可溶性絡合物,降低水的硬度。

1.沉澱法
通常使用石灰和純鹼,使水中的鈣離子形成CaCO3沉澱、鎂離子形成Mg(OH)2沉澱而從水中除去,從而降低水的硬度,稱為石灰—純鹼法,較經濟實用。

Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3↓+2H2O
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2MgCO3+CaCO3↓+2H2O
MgCO3+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCO3↓
CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl
MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaCl2
CaSO4+Na2CO3CaCO3↓+Na2SO4
MgSO4+Ca(OH)2Mg(OH)2↓+CaSO4

在去除鈣、鎂離子的同時,水中的鐵、錳鹽等也可以轉變成不溶性的氫氧化物沉澱而除去。
硬水中只加純鹼(Na2CO3),經煮沸也可以降低水的硬度,但由於碳酸鎂在水中仍有一定的溶解度,故軟化程度不高。

磷酸三鈉也是常用的軟水劑,具有較好的軟水效果。

3Ca(HCO3)2+2Na3PO4Ca3(PO4)2↓+6NaHCO3
3CaSO4+2Na3PO4Ca3(PO4)2↓+3Na2SO4

經純鹼或磷酸三鈉處理的軟水,往往含有較高的鹼度,僅可直接用於鹼性條件下的練漂、染整加工。

工業上採用石灰—純鹼法進行軟水處理時,是將水與需要量的化學葯品在反應器中混合,處理後放出軟水,沉澱物由反應器底部排出,而純鹼和磷酸三鈉往往是在練漂、印染工作液中適量添加,起到軟水劑的作用。

2.絡合法
無機型絡合劑如六偏磷酸鈉,是染整加工中常使用的絡合型軟水劑,它能與水中的鈣、鎂離子形成穩定的水溶性絡合物,而將鈣、鎂鹽雜質去除,起到軟化的作用:
Na4[Na2(PO3)6]+Ca2+Na4[Ca(PO3)6]+2Na+
Na4[Na2(PO3)6]+Mg2+Na4[Mg(PO3)6]+2Na+

由於六偏磷酸鈉在軟水過程中不會產生不溶性沉澱物,更適合於在染整工作液中直接作為軟水劑添加使用,但價格相對偏高。

③ 水的軟化方法有哪些

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准方式。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，處理後的水適用范圍廣；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范圍。 4)加葯法：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。由於加葯法只是從化學原理上阻止水垢的生成，並沒有降低水的硬度，所以一般不歸入軟化方法中，而是稱為阻垢。 5)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，沒有統一的衡量標准，而且由於主要功能僅是影響一定范圍內的水垢的物理性能，所以處理後的水的使用時間、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)。另外，此種方法與加葯法類似也是阻止水垢的生成，而不是降低硬度，所以一般不應歸入軟化方式中，而是應該稱為防垢或阻垢。

④ 水質軟化處理系統是什麼原理

全自動抄軟化水設備工作原理是襲：水力控制閥利用水流的動能驅動兩組渦輪分別帶動兩組齒輪推動水表盤和控制盤的旋轉。水表盤累計通過的流量，控制盤則將原水壓力信號通過一組孔道引入一組閥室，在轉動的同時按設定規律打開或關閉壓力孔道，從而實現集成在一體的一組閥門的自動切換。
軟水器由兩個樹脂罐（主罐和副罐）水力控制閥、鹽箱三部分組成，控制閥控制水路在主罐和副罐之間切換，確保總有一個罐處於工作狀態，而另一個罐處於再生或備用狀態，再生鹽液靠閥內裝設的文丘里噴射器負壓吸入，再生及清洗用水是另一個罐的軟化出水。對於不同的原水硬度配用不同號碼的水表盤以達到對應的工作和再生周期。

⑤ 要降低水的硬度，採取什麼方法

煮沸和蒸餾
煮沸時，發生反應Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2↑，左面碳酸氫鈣可溶，右面碳酸鈣不能溶，所以有沉澱（這個反應要加熱，是碳酸氫鈣的受熱分解）
2離子交換法
方法：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。
特點及效果：效果穩定準確，工藝成熟。可以將硬度降至0。
使用范圍：餐飲、食品、化工、醫葯等領域、空調、工業循環水等應用中。目前最常用的標准方式。
3電磁法
方法: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。
特點效果：設備投資小，安裝方便，運行費用低。效果不夠穩定性，沒有統一的衡量標准，而且由於主要功能僅是影響一定范圍內的水垢的物理性能，所以處理後的水的使用時間、距離都有一定局限。
適用范圍：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。
4膜分離法
方法：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。
只能將硬度降到一定的范圍。
特點效果：效果明顯而穩定，處理後的水適用范圍廣。對進水壓力有較高要求，設備投資、運行成本都較高。
適用范圍：一般較少用於專門的軟化處理。
5石灰法
方法：向水中加入石灰。
特點效果：只能將硬度降到一定的范圍。
適用范圍：適用范圍大流量的高硬水。
6加葯法
方法：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。
特點效果：一次性投入較少，適應性廣。水量軟大時運行成本偏。
適用范圍: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。

⑥ 如何軟化水質

煮沸即可軟化水質，軟水機也可軟化水質。

想要降低水的硬度，最簡單的方法就是煮沸。在加熱的過程中，硬水中的鈣、鎂等離子會沉澱，形成水垢。水中的鈣、鎂離子含量低了，水的硬度也就降低了。

軟水機通過樹脂類物質置換出水中的鈣、鎂離子等，軟化水質，降低水的硬度，減少水中礦物質對衣物和皮膚的磨損，可以呵護肌膚，保護衣料。還能避免水中礦物質在潔具、餐具等形成黃斑，避免水管、熱水器花灑產生水垢等。軟水機產生的水主要用於生活用水，不能用來直接飲用。

(6)水軟化反應速度擴展閱讀

世界衛生組織（WHO）定義，水的軟硬程度取決於1L水中鈣離子和鎂離子含量的多少，硬度小於120mg/L為軟水，超過120mg/L為硬水。硬水會給我們的日常生活和身體健康帶來很大影響。

如果使用硬水洗衣服，需要在水中添加大量柔順劑；如果使用硬水清潔，潔具上易生水垢；如果使用硬水沐浴，肌膚易干澀緊綳，頭發易枯黃無光澤；如果在電熱水器、加濕器中使用硬水，電器中易結水垢，從而增加能耗、縮短使用壽命。

不適應硬水的人偶爾飲用硬水，會造成腸胃功能紊亂，即所謂的「水土不服」；用硬水泡茶會改變茶的色、香、味，大大削弱其飲用質量；此外，據《南方日報》報道，深井水、山泉水等「硬水」中含礦物質較多，飲用過多這類水可能造成腎結石。

不過，這並不是說硬水對人體只有壞處，據《新民晚報》介紹，水溶性的鈣、鎂離子比鈣片等更易被人體所吸收。此外，也有國外對照實驗表明，喝硬度適中的硬水的人群比常喝軟水的人心血管疾病發病率低25%-30%。

參考資料來源：人民網-你聽說過硬水嗎？原來水也不單純

參考資料來源：人民網-健康飲水有要求！家用凈水器該怎麼選?

⑦ 硬水軟化詳細資料大全

硬水軟化就是將硬水中的鈣、鎂等可溶性鹽除去的過程，硬水軟化的方法很多，常用的有煮沸法、化學軟化法、離子交換軟化法等。

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，也容易造成系統運行故障，甚至因傳熱不勻可能引起爆炸。所以，就有了多種軟化技術。

基本介紹

• 中文名 ：硬水軟化
• 外文名 ：無
• 學科 ：化學
• 套用 ：水處理
• 方法 ：煮沸法、化學軟化法等
• 目的 ：將硬水中的鈣、鎂等可溶性鹽除去

硬水危害,硬度分級,軟化方法分類,軟化的原理,葯劑軟化法,離子交換法,

硬水危害

所謂"硬水"是指水中存在溶解的礦物質成分，尤其是鈣和鎂。所謂「硬水」是指水中所溶的礦物質成分多，尤其是鈣和鎂。硬水並不對健康造成直接危害，但是會給生活帶來好多麻煩，比如用水器具上結水垢、肥皂和清潔劑的洗滌效率減低等。 硬水中含鹽量通常以硬度表示。硬度單位是度，1度相當於每升水中含10毫克的氧化鈣。硬度在8以上者通常稱為硬水，地下水（如井水、泉水）的含鹽量較多，屬於硬水。在硬水中，鈣鹽和鎂鹽以碳酸氫鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽的形式存在。 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。

硬度分級

水在蒸發及降雨過程中吸收溶解大氣中的污染物； 降水落到地面，溶解地面上的污物； 地面水滲入地下或匯入江河的過程中，不斷溶解所接觸到的礦物質，化學物質等。 水在水循環中溶解了所接觸到的鈣（Ca），鎂（Mg）離子，形成了水的硬度。 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。

軟化方法分類

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准方式。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」）、軟水機、軟水器。 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，處理後的水適用范圍廣；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范圍。 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，沒有統一的衡量標准，而且由於主要功能僅是影響一定范圍內的水垢的物理性能，所以處理後的水的使用時間、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，不能套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）加葯法：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，所以水的套用受到很大限制，一般情況下不能套用於飲用、食品加工、工業生產等方面。在民用領域中也很少套用。 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。

軟化的原理

除去或減少自然水中的鈣鹽或鎂鹽等的過程叫做硬水軟化。軟化的方法主要有葯劑軟化法和離子交換法。

葯劑軟化法

①石灰軟化法 將生石灰加水調成石灰乳加入水中則可消除水的暫時硬度，反應為 Ca(HCO ₃ ) ₂ +Ca(OH) ₂ →2CaCO ₃ ↓+2H ₂ O Mg(HCO ₃ ) ₂ +2Ca(OH) ₂ →Mg(OH) ₂ ↓+2CaCO ₃ ↓+2H ₂ O 同時石灰乳能使鎂、鐵等離子從水中沉澱出來，促使膠體粒子凝聚，但此法不能使水徹底軟化，它只適用於碳酸鹽硬度較高而不要求高度軟化的情況，也可作為其他方法的預處理階段。 ②石灰純鹼軟化法 即用石灰乳和純鹼的混合液作為水的軟化劑。純鹼能消除水的永久硬度，如 CaCl ₂ +Na ₂ CO ₃ →CaCO ₃ ↓+2NaCl MgSO4+Na ₂ CO ₃ →MgCO ₃ ↓+Na ₂ SO ₄ ③綜合軟化法 以石灰乳和純鹼作為基本軟化劑，以少量磷酸三鈉為輔助軟化劑。磷酸三鈉能與造成暫時硬度及永久硬度的鹽類生成難溶鹽使之沉澱。

離子交換法

離子交換法可以認為是一種特殊的吸附過程。鈉型陽離子交換劑能從溶液中吸附多種陽離子，而把本身的鈉離子放入溶液中，從而達到軟化的目的。交換劑種類很多。無機離子交換劑交換容量較小，工業上套用較多的磺化煤也趨於淘汰，目前普遍使用的是有機高分子聚合物，又叫離子交換樹脂。離子交換樹脂由有機高聚物本體和能進行交換的陽離子或陰離子構成，分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂（參見「離子交換樹脂」）。陽離子交換樹脂又因所帶交換基的不同分為鈉型（R—Na）、氫型（R—H）、銨型（R—NH ₄ ）等。離子交換是一種可逆過程，當硬水流過鈉型交換樹脂時，Ca，Mg等離子按下式被交換： 2R-Na+Ca ²⁺ =CaR ₂ +2Na 隨著反應的進行，交換速度越來越慢，繼而停止交換。此時必須用食鹽水沖洗交換劑，使反應向左進行，交換劑得以再生。實際套用中的操作過程： ①交換 欲處理的水流過離子交換劑層，進行交換，直至交換劑失效； ②反沖洗 使水逆向流過已失效的離子交換劑，除去交換時聚集的懸浮物和破碎的交換劑，並松動交換劑層； ③加入再生劑 使之進行再生反應，並將交換下來的Ca，Mg等離子帶出，恢復交換劑的能力；④正洗 使水流經交換劑層，去除所有的再生劑。

⑧ 水質軟化

水軟化，指的是去除水中的硬度，而硬度主要來源於Ca、Mg離子。
1、軟化水工藝通常採用離子回交換樹脂，當硬答水以一定速度經過樹脂床的時候，水中的鈣鎂離子就會被樹脂中的鈉離子置換（如用007鈉陽離子交換樹脂），從而達到水軟化的目的。
2、當反應達到飽和後，樹脂將失去軟化能力，可用再生劑再生，使樹脂回復除硬能力。
3、軟化水也可用RO膜，將水中的離子完全去除，但這么做就不是單一的除硬了，而是脫鹽。成本較高。

⑨ 水質軟化方法

水質軟化有以下五種方法，一是電離子交換法。就是採用特定的陽離子交換樹版脂，以權鈉離子將水中的鈣鎂離子置換出來。二是膜分離法。納濾膜及反滲透膜均可攔截水中的鈣鎂離子，根本上降低水質的硬度的。三是石灰法，向水中加入石灰，主要用於處理大流量的高硬水，但只能將硬度降到一定的范圍。四是加葯法，向水中加了專用的阻垢劑，可以改變鈣鎂離子與碳酸鋰根離子結合，從而使水垢不能沉澱。五是電磁法。在水中加上一定的電場和磁場來改變離子的特性。從而改變碳酸鈣的沉澱速度及沉澱時物理特性來阻止碳酸碳酸鎂離子水垢的形成。

⑩ 水軟化的化學反應

1、第一步，將原水中水溶性的碳酸氫鈣、碳酸氫鎂用石灰水中和生成碳酸回鈣、碳酸鎂沉答淀除掉。Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2=MgCO3+CaCO3+2H2O
2、第二步，將上述水通過鈉離子交換樹脂除掉水中的鈣、鎂離子。
(Ca2+)+2Na-R=2(Na+)+Ca-R
(Mg2+)+2Na-R=2(Na+)+Mg-R
3、失效的鈉離子交換樹脂用氯化鈉溶液再生：
Ca-R+2(Na+)=2Na-R+(Ca2+)
Mg-R+2(Na+)=2Na-R+(Mg2+)