水软化反应速度

① 水的软化中交换柱的水流速度如果太快,对实验结果有什么样的影响

化水设备的软化流程
软化水技术广泛应用于我国的工农业生产和生活等各个领域，仅工业锅炉一项，我国就有近50万台，从近年来有关部门的可靠统计中却发现一个令人心痛的结果：由于水质不良造成锅炉的事故率达50%且呈上升趋势。经过全面综合分析表明，其中一个原因就是操作人员水平低，使软化水设备长期处于不正确或不经济的运行状态。提高操作人员的素质的努力又常常是事半功倍，耗时耗力难以解决根本问题。因而，最根本的解决办法在于寻求一种简便易用的软化水设备。
一、软化水设备的工作原理
软化水设备是专门清除水中的钙镁离子，有效率高达99%，同时也可以去除水中的藻类、固体悬浮物，使之处理后的水软化、清澈。
当含有硬度离子的原水通过软水器内树脂层时，水中的钙、镁离子被树脂交换吸附，同时等无知量释放出的钠离子。从软水器内流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。
交换过程如下：
2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+
2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+
即水通过钠离子交换器后，水中的Ca+、Mg+被置换成Na+。
当钠离子交换树脂实效之后，为恢复其交换能力，就要进行再生处理。再生剂为价廉货广的食盐溶液。
再生过程如下：
R2Ca + 2NaC1 = 2RNa + CaC12
R2Mg + 2NaC1 = 2RNa + MgC12
经上述处理，再生过程就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层，把树脂上的硬度离子再置换出来，随再生废液排出罐外，树脂就有恢复了软化交换的能力。
当水流过树脂层的时候，离子交换树脂可以释放出钠离子，功能基团与钙镁离子结合，这样水中的钙镁离子含量降低，水的硬度下降。硬水就变成了软水，这是软化水设备的工作过程。
当树脂上大量功能基团与钙镁离子结合后，树脂的软化能力下降，可以用氯化钠同业流过树脂，此时溶液中的钠离子含量高，功能基团会释放出该买栗子而与钠离子结合，这样树脂就恢复了交换能力，这个过程叫做“再生”。
二、软化水设备的工作流程
由于实际工作的需要，软化水设备的标准工作流程主要包括：产水、反洗、吸盐、正洗、盐箱注水五个过程。
1、反洗：主要有两个作用，一是松动树脂层，使盐液与树脂层充分接触，使转换反应更彻底，二是冲洗掉被树脂拦截的悬浮物，这个过程一般需要5-15分钟左右。
2、吸盐：即将盐水注入树脂罐体的过程，传统设备是采用盐泵将盐水注入，全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入。在实际工作过程中，盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好，所以软化水设备都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生，这个过程一般需要60分钟左右，实际时间受用盐量的影响。
3、正洗：为了将残留的盐彻底冲洗干净，要求用与实际工作接近的流速，用原水对树脂进行冲洗，这个过程的最后出水应为达标的软水。一般情况下，快冲洗过程为：5-15分钟。

② 硬水软化的方法

一、软水剂法

该法是用化学药品作为软水剂,与水中的钙、镁离子作用,或生成不溶性沉淀使之从水中去除,或形成稳定的可溶性络合物,降低水的硬度。

1.沉淀法
通常使用石灰和纯碱,使水中的钙离子形成CaCO3沉淀、镁离子形成Mg(OH)2沉淀而从水中除去,从而降低水的硬度,称为石灰—纯碱法,较经济实用。

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

在去除钙、镁离子的同时,水中的铁、锰盐等也可以转变成不溶性的氢氧化物沉淀而除去。
硬水中只加纯碱(Na2CO3),经煮沸也可以降低水的硬度,但由于碳酸镁在水中仍有一定的溶解度,故软化程度不高。

磷酸三钠也是常用的软水剂,具有较好的软水效果。

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

经纯碱或磷酸三钠处理的软水,往往含有较高的碱度,仅可直接用于碱性条件下的练漂、染整加工。

工业上采用石灰—纯碱法进行软水处理时,是将水与需要量的化学药品在反应器中混合,处理后放出软水,沉淀物由反应器底部排出,而纯碱和磷酸三钠往往是在练漂、印染工作液中适量添加,起到软水剂的作用。

2.络合法
无机型络合剂如六偏磷酸钠,是染整加工中常使用的络合型软水剂,它能与水中的钙、镁离子形成稳定的水溶性络合物,而将钙、镁盐杂质去除,起到软化的作用:
Na4[Na2(PO3)6]+Ca2+Na4[Ca(PO3)6]+2Na+
Na4[Na2(PO3)6]+Mg2+Na4[Mg(PO3)6]+2Na+

由于六偏磷酸钠在软水过程中不会产生不溶性沉淀物,更适合于在染整工作液中直接作为软水剂添加使用,但价格相对偏高。

③ 水的软化方法有哪些

1)离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”(由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为“钠离子交换器”)。 2)膜分离法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是:效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。 3)石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。 4)加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广；但水量软大时运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。由于加药法只是从化学原理上阻止水垢的生成，并没有降低水的硬度，所以一般不归入软化方法中，而是称为阻垢。 5)电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业(如中央空调等)循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理(同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实)。另外，此种方法与加药法类似也是阻止水垢的生成，而不是降低硬度，所以一般不应归入软化方式中，而是应该称为防垢或阻垢。

④ 水质软化处理系统是什么原理

全自动抄软化水设备工作原理是袭：水力控制阀利用水流的动能驱动两组涡轮分别带动两组齿轮推动水表盘和控制盘的旋转。水表盘累计通过的流量，控制盘则将原水压力信号通过一组孔道引入一组阀室，在转动的同时按设定规律打开或关闭压力孔道，从而实现集成在一体的一组阀门的自动切换。
软水器由两个树脂罐（主罐和副罐）水力控制阀、盐箱三部分组成，控制阀控制水路在主罐和副罐之间切换，确保总有一个罐处于工作状态，而另一个罐处于再生或备用状态，再生盐液靠阀内装设的文丘里喷射器负压吸入，再生及清洗用水是另一个罐的软化出水。对于不同的原水硬度配用不同号码的水表盘以达到对应的工作和再生周期。

⑤ 要降低水的硬度，采取什么方法

煮沸和蒸馏
煮沸时，发生反应Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2↑，左面碳酸氢钙可溶，右面碳酸钙不能溶，所以有沉淀（这个反应要加热，是碳酸氢钙的受热分解）
2离子交换法
方法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。
特点及效果：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。
使用范围：餐饮、食品、化工、医药等领域、空调、工业循环水等应用中。目前最常用的标准方式。
3电磁法
方法:采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。
特点效果：设备投资小，安装方便，运行费用低。效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。
适用范围：多用于商业(如中央空调等)循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理。
4膜分离法
方法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。
只能将硬度降到一定的范围。
特点效果：效果明显而稳定，处理后的水适用范围广。对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。
适用范围：一般较少用于专门的软化处理。
5石灰法
方法：向水中加入石灰。
特点效果：只能将硬度降到一定的范围。
适用范围：适用范围大流量的高硬水。
6加药法
方法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。
特点效果：一次性投入较少，适应性广。水量软大时运行成本偏。
适用范围:由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少应用。

⑥ 如何软化水质

煮沸即可软化水质，软水机也可软化水质。

想要降低水的硬度，最简单的方法就是煮沸。在加热的过程中，硬水中的钙、镁等离子会沉淀，形成水垢。水中的钙、镁离子含量低了，水的硬度也就降低了。

软水机通过树脂类物质置换出水中的钙、镁离子等，软化水质，降低水的硬度，减少水中矿物质对衣物和皮肤的磨损，可以呵护肌肤，保护衣料。还能避免水中矿物质在洁具、餐具等形成黄斑，避免水管、热水器花洒产生水垢等。软水机产生的水主要用于生活用水，不能用来直接饮用。

(6)水软化反应速度扩展阅读

世界卫生组织（WHO）定义，水的软硬程度取决于1L水中钙离子和镁离子含量的多少，硬度小于120mg/L为软水，超过120mg/L为硬水。硬水会给我们的日常生活和身体健康带来很大影响。

如果使用硬水洗衣服，需要在水中添加大量柔顺剂；如果使用硬水清洁，洁具上易生水垢；如果使用硬水沐浴，肌肤易干涩紧绷，头发易枯黄无光泽；如果在电热水器、加湿器中使用硬水，电器中易结水垢，从而增加能耗、缩短使用寿命。

不适应硬水的人偶尔饮用硬水，会造成肠胃功能紊乱，即所谓的“水土不服”；用硬水泡茶会改变茶的色、香、味，大大削弱其饮用质量；此外，据《南方日报》报道，深井水、山泉水等“硬水”中含矿物质较多，饮用过多这类水可能造成肾结石。

不过，这并不是说硬水对人体只有坏处，据《新民晚报》介绍，水溶性的钙、镁离子比钙片等更易被人体所吸收。此外，也有国外对照实验表明，喝硬度适中的硬水的人群比常喝软水的人心血管疾病发病率低25%-30%。

参考资料来源：人民网-你听说过硬水吗？原来水也不单纯

参考资料来源：人民网-健康饮水有要求！家用净水器该怎么选?

⑦ 硬水软化详细资料大全

硬水软化就是将硬水中的钙、镁等可溶性盐除去的过程，硬水软化的方法很多，常用的有煮沸法、化学软化法、离子交换软化法等。

硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来很多麻烦，比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。

硬水在工业上会造成极大的危害甚至危险，例如造成工业锅炉积垢传热不良浪费能源，也容易造成系统运行故障，甚至因传热不匀可能引起爆炸。所以，就有了多种软化技术。

基本介绍

• 中文名 ：硬水软化
• 外文名 ：无
• 学科 ：化学
• 套用 ：水处理
• 方法 ：煮沸法、化学软化法等
• 目的 ：将硬水中的钙、镁等可溶性盐除去

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硬水危害

所谓"硬水"是指水中存在溶解的矿物质成分，尤其是钙和镁。所谓“硬水”是指水中所溶的矿物质成分多，尤其是钙和镁。硬水并不对健康造成直接危害，但是会给生活带来好多麻烦，比如用水器具上结水垢、肥皂和清洁剂的洗涤效率减低等。 硬水中含盐量通常以硬度表示。硬度单位是度，1度相当于每升水中含10毫克的氧化钙。硬度在8以上者通常称为硬水，地下水（如井水、泉水）的含盐量较多，属于硬水。在硬水中，钙盐和镁盐以碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物和硝酸盐的形式存在。 硬水在工业上会造成极大的危害甚至危险，例如造成工业锅炉积垢传热不良浪费能源，甚至因传热不匀可能引起爆炸。

硬度分级

水在蒸发及降雨过程中吸收溶解大气中的污染物； 降水落到地面，溶解地面上的污物； 地面水渗入地下或汇入江河的过程中，不断溶解所接触到的矿物质，化学物质等。 水在水循环中溶解了所接触到的钙（Ca），镁（Mg）离子，形成了水的硬度。 水的硬度一般是指水里钙镁离子浓度总和，单位为毫摩尔每升（mmol/L）。通常，如果1L水里含有10mg CaO或相当于10mg CaO的物质，例如7.1mg MgO，那么这样的水的硬度称为1度。 通常硬度在0-4度称为很软水，4-8度称为软水，8-16度称为中硬水，16-30度称为硬水，30度以上称为很硬水。

软化方法分类

若水的硬度是暂时硬度，这种水经过煮沸以后，水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸钙和难溶于水的氢氧化镁沉淀。这些沉淀物析出，水的硬度就可以降低，从而使硬度较高的水得到软化。 若水的硬度是永久硬度，往往使用以下几种方法。 1）离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。主要优点是：效果稳定准确，工艺成熟。可以将硬度降至0。采用这种方式的软化水设备一般也叫做“离子交换器”（由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为“钠离子交换器”）、软水机、软水器。 2）膜分离法：纳滤膜（NF）及反渗透膜（RO）均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是，效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。一般较少用于专门的软化处理。 3）石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。 4）电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙（碳酸镁）沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点是：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定性，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。多用于商业（如中央空调等）循环冷却水的处理，不能套用于工业生产及锅炉补给水的处理（同时由于该种设备的机理并未得到真正的理论证实）。 5）加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。现工业上可以使用的的阻垢剂很多。这种方法的特点是：一次性投入较少，适应性广；但水量较大时运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的套用受到很大限制，一般情况下不能套用于饮用、食品加工、工业生产等方面。在民用领域中也很少套用。 水的暂时硬度是由碳酸氢钙或碳酸氢镁引起的，这种水经过煮沸以后，水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸钙和难溶于水的碳酸镁沉淀。

软化的原理

除去或减少自然水中的钙盐或镁盐等的过程叫做硬水软化。软化的方法主要有药剂软化法和离子交换法。

药剂软化法

①石灰软化法 将生石灰加水调成石灰乳加入水中则可消除水的暂时硬度，反应为 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 同时石灰乳能使镁、铁等离子从水中沉淀出来，促使胶体粒子凝聚，但此法不能使水彻底软化，它只适用于碳酸盐硬度较高而不要求高度软化的情况，也可作为其他方法的预处理阶段。 ②石灰纯碱软化法 即用石灰乳和纯碱的混合液作为水的软化剂。纯碱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综合软化法 以石灰乳和纯碱作为基本软化剂，以少量磷酸三钠为辅助软化剂。磷酸三钠能与造成暂时硬度及永久硬度的盐类生成难溶盐使之沉淀。

离子交换法

离子交换法可以认为是一种特殊的吸附过程。钠型阳离子交换剂能从溶液中吸附多种阳离子，而把本身的钠离子放入溶液中，从而达到软化的目的。交换剂种类很多。无机离子交换剂交换容量较小，工业上套用较多的磺化煤也趋于淘汰，目前普遍使用的是有机高分子聚合物，又叫离子交换树脂。离子交换树脂由有机高聚物本体和能进行交换的阳离子或阴离子构成，分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂（参见“离子交换树脂”）。阳离子交换树脂又因所带交换基的不同分为钠型（R—Na）、氢型（R—H）、铵型（R—NH ₄ ）等。离子交换是一种可逆过程，当硬水流过钠型交换树脂时，Ca，Mg等离子按下式被交换： 2R-Na+Ca ²⁺ =CaR ₂ +2Na 随着反应的进行，交换速度越来越慢，继而停止交换。此时必须用食盐水冲洗交换剂，使反应向左进行，交换剂得以再生。实际套用中的操作过程： ①交换 欲处理的水流过离子交换剂层，进行交换，直至交换剂失效； ②反冲洗 使水逆向流过已失效的离子交换剂，除去交换时聚集的悬浮物和破碎的交换剂，并松动交换剂层； ③加入再生剂 使之进行再生反应，并将交换下来的Ca，Mg等离子带出，恢复交换剂的能力；④正洗 使水流经交换剂层，去除所有的再生剂。

⑧ 水质软化

水软化，指的是去除水中的硬度，而硬度主要来源于Ca、Mg离子。
1、软化水工艺通常采用离子回交换树脂，当硬答水以一定速度经过树脂床的时候，水中的钙镁离子就会被树脂中的钠离子置换（如用007钠阳离子交换树脂），从而达到水软化的目的。
2、当反应达到饱和后，树脂将失去软化能力，可用再生剂再生，使树脂回复除硬能力。
3、软化水也可用RO膜，将水中的离子完全去除，但这么做就不是单一的除硬了，而是脱盐。成本较高。

⑨ 水质软化方法

水质软化有以下五种方法，一是电离子交换法。就是采用特定的阳离子交换树版脂，以权钠离子将水中的钙镁离子置换出来。二是膜分离法。纳滤膜及反渗透膜均可拦截水中的钙镁离子，根本上降低水质的硬度的。三是石灰法，向水中加入石灰，主要用于处理大流量的高硬水，但只能将硬度降到一定的范围。四是加药法，向水中加了专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸锂根离子结合，从而使水垢不能沉淀。五是电磁法。在水中加上一定的电场和磁场来改变离子的特性。从而改变碳酸钙的沉淀速度及沉淀时物理特性来阻止碳酸碳酸镁离子水垢的形成。

⑩ 水软化的化学反应

1、第一步，将原水中水溶性的碳酸氢钙、碳酸氢镁用石灰水中和生成碳酸回钙、碳酸镁沉答淀除掉。Ca(HCO3)2+Ca(OH)2=2CaCO3+2H2O
Mg(HCO3)2+Ca(OH)2=MgCO3+CaCO3+2H2O
2、第二步，将上述水通过钠离子交换树脂除掉水中的钙、镁离子。
(Ca2+)+2Na-R=2(Na+)+Ca-R
(Mg2+)+2Na-R=2(Na+)+Mg-R
3、失效的钠离子交换树脂用氯化钠溶液再生：
Ca-R+2(Na+)=2Na-R+(Ca2+)
Mg-R+2(Na+)=2Na-R+(Mg2+)