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東莞水處理設備中軟化水原理及方法

來源: 時間:2014-11-11 17:57:20 瀏覽次數(shù):

目前常用的除氯方法有活性炭脫氯法和添加化學藥劑除氯法,。
    水處理設備的種類有很多,但是每一種設備所產(chǎn)的水質是不同的,,其中純凈水設備與其他設備相比,,其所產(chǎn)的水質質量要高于其他設備,。該設備具有反滲透系統(tǒng)。預處理系統(tǒng)中主要部分的作用是不容忽視的,。純凈水設備預處理系統(tǒng)主要包括陰陽離子交換器,、阻垢劑加藥裝置、軟水器,、鹽箱,、活性炭過濾器、加藥泵,、石英砂過濾器等七個部件,。其中離子交換器、軟水器,、活性炭過濾器,、石英砂過濾器發(fā)揮的作用是很重要的。 
在日常生活中,,我們經(jīng)常見到水壺用久后內(nèi)壁會有水垢生成,。這是什么原因呢,?原來在我們?nèi)∮玫乃泻胁簧贌o機鹽類物質,如鈣,、鎂鹽等,。這些鹽在常溫下的水中肉眼無法發(fā)現(xiàn),一旦它們加溫煮沸,,便有不少鈣,、鎂鹽以碳酸鹽形成沉淀出來,它們緊貼壺壁就形成水垢,。我們通常把水中鈣,、鎂離子的含量用“硬度”這個指標來表示。硬度1度相當于每升水中含有10毫克氧化鈣,。低于8度的水稱為軟水,,高于17度的稱為硬水,介于8~17度之間的稱為中度硬水,。雨,、雪水、江,、河,、湖水都是軟水,泉水,、深井水,、海水都是硬水。     但是這里要介紹的并不是樹脂,,而是在水處理中的多種多樣的軟化方法,,石灰,軟化設備,,活性炭等多種方法?,F(xiàn)目前在各個行業(yè)用得最多的便是這些。具體介紹如下,。
    1. 石灰軟化法
    為避免投加生石灰(CaO)產(chǎn)生的灰塵污染,,通常先將生石灰制成消石灰Ca(OH)2(即熟石灰)使用,其反應如下
     CaO+H2O====Ca(OH)2
    消石灰投入高硬水中,,會產(chǎn)生下列反應
     Ca(OH)2+CO2====CaCO3+H2O
     Ca(OH)2+Ca(HCO3)2====2CaCO3↓+2H2O
     2Ca(OH)2+Mg(HCO3)2====2CaCO3↓+Mg(OH)2+2H2O
    形成的CaCO3和Mg(OH)2都是難溶化合物,,可從水中沉淀析出。
但水中的永硬和負硬卻不能用石灰處理的方法除去,,因為鎂的永硬與負硬和消石灰會產(chǎn)生下列反應
    MgSO4+Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+CaSO4
    MgCl2+Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+CaCl2
    NaHCO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+NaOH+H2O
    由反應式可看出,,鎂的永硬全部轉化為等量的溶解度很大的鈣的永硬,而負硬則轉化為等量的氫氧化鈉,、堿度,,所以水中的堿度沒有除去,。
石灰加入量可按下式估算
    [CaO]=28/Z1{[CO2]+[Ca(HCO3)2]+2[Mg(HCO3)2+B]}式中[CaO]——需投加的工業(yè)石灰量,mg/L,;
    [CO2]——原水中CO2的濃度(1/2CO2計),,mmol/L;
    [Ca(HCO3)2]——原水中Ca(HCO3)2的濃度[1/2Ca(HCO3)2計],mmol/L
    [Mg(HCO3)2]——原水中Mg(HCO3)2的濃度[1/2 Mg(HCO3)2計]mmol/L,;
    Z1——工業(yè)石灰純度,,%;
    28——1/2CaO的摩爾質量,,g/mol,;
    B——石灰過剩量(1/2CaO計),mmol/L(一般為0.2—0.4mmol/L),。
2.石灰-石膏處理法
    對于高堿度的負硬水,,即水中總堿度大于總硬度的水,此時水中多余的總堿度常以Na2HC03或KHCO3形式存在,,對這些多余的堿度常以石灰-石膏處理法除去,,因為
    2Na2HC03+ CaSO4+ Ca(OH)2====2CaCO3↓+ Na2SO4+2H2O
    2KHCO3+ CaSO4+ Ca(OH)2====2CaCO3↓+ K2SO4+2H2O
(二)軟化的設備
    石灰軟化設備包括制備消石灰的設備、投加消石灰與原水充分混合的設備,,以及生成的碳酸鈣,、氫氧化鎂等沉淀物的沉淀和過濾分離設備。
3.石灰-純堿軟化法
    石灰軟化法只適用于暫硬高,、永硬低的水質處理。對硬度高堿度低即永硬高的水,,可采用石灰-純堿軟化法,,即加石灰的同時再投加適量的純堿(NaCO3又稱蘇打)。其反應如下
    CaSO4+Na2CO3====CaCO3↓+Na2SO4
    CaC12+Na2CO3====CaCO3↓+2NaC1
    MgSO4+Na2CO3====MgCO3↓+Na2SO4
    MgC12+Na2CO3==== MgCO3↓+2 Na2C1
    MgCO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+Mg(OH)2
    經(jīng)石灰-純堿軟化后的水,,其硬度可降為0.15-0.2mmol/L,。此外,永硬也可以直接用離離子交換法除去,。
石灰-純堿加入量可按下列計算式估算,。
(1)石灰用量估算
     [CaO]=28/Z1{[CO2]+M總+HMg+B}  mg/L
(2)純堿用量估算
     [Na2C03]=53/Z2 (H永+B)  mg/L式中  M總——原水總堿度(H+計),mmol/L;
HMg——原水鎂硬度(1/2Mg+計),,mmol/L,;
     [Na2C03]——純堿投加量,mg/L;H永——原水永硬(1/2Ca2++1/2Mg+計),,mmol/L,;
     B——純堿過剩量[1/2Na2C03計],mmo1/L(一般取1.0-1.4mmol/L),;
     53——1/2 Na2C03的摩爾質量,,g/mol;
     Z2——工業(yè)純堿的純度,,%。其他符號同前,。
七,,活性炭脫氯法
    活性炭由木炭、瀝青炭和果殼,、果核,、動物骨頭等經(jīng)高溫焙燒和活化制成?;钚蕴恐杏泻芏嗝毧紫嗷ミB通,,因此,比表面積極大,。據(jù)測試,,1克活性炭有500-1000m2的表面積,圖2-23為活性炭內(nèi)部氣孔分布情況,。過濾用活性炭是顆粒狀的,,粒徑一般為1-4mm。這些微孔可以起吸附作用,。
    活性炭脫氯不完全是由于物理吸附作用,,它還有催化作用,使余氯進一步轉化成碳的化合物,,其反應機理為
    C12+H2O====HC1+HOCl
    HOCl====HCl+[O](活性炭)
    C+[O]====CO↑
    C+2[O]====CO2↑因此,,活性炭在整個吸附脫氯過程中不存在吸附飽和問題,只是損失少量的炭,。所以活性炭脫氯可以運行相當長的時間,。例如用19.6m3的活性炭粒料作濾料,處理余氯量為4mg/L的自來水時,,可連續(xù)處理265萬m3,,使其余氯量小于0.01mg/L。在相同條件下,,處理余氯量為2mg/L的自來水時,,可使用6年之久。
六,、除氯
    原水經(jīng)過混凝,、沉淀、澄清,、過濾后,,即可作為工業(yè)用水使用。如果作為飲用水,,還必須進行消毒處理,,以防止疾病傳播,。通常在水中通入氯氣作為殺死細菌等微生物的消毒方法。氯氣通入水中后,,極易溶于水,,產(chǎn)生下列反應
    C12+H2O====HC1+HOC1
    次氯酸還會進一步電離,生成次氯酸根
    HOC1====H++OC1-
    氯氣在水中生成的HOC1和OC1-對細菌等微生物有極強的殺滅作用,。但在起殺生作用前,,由于水中溶有各種有機物等雜質,這些雜質會首先與C12反應,,耗去溶入水中的C12,,只有滿足這些耗氯需要后,才會有多余的C12來殺滅細菌,,這部分氯稱為余氯,。為維持殺滅細菌的效果,管網(wǎng)水中始終要保持余氯量的在0.5-1mg/L,在管網(wǎng)末端也要保持0.05-0.1mg/L的余氯,。
    當采用經(jīng)過消毒處理的自來水作鍋爐給水時,,必須除去自來水中的余氯。因為余氯的存在會破壞離子交換樹脂的結構,,使其強度變差,,容易破碎。特別是在靠近自來水廠附近時,,水中余氯最較高,,更需注意除氯。
     目前常用的除氯方法有活性炭脫氯法和添加化學藥劑除氯法,。
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