《水的软化》PPT课件

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1、水处理工程（一）工业水处理部分主要内容水的软化苦咸水淡化与除盐水的冷却循环冷却水水质处理空气进水出水软化的目的与方法水的药剂软化法离子交换基本原理离子交换软化方法与系统第7章水的软化7.1软化的目的与方法生产用水——锅炉用水硬度：水中钙、镁离子的总含量。碳酸盐硬度——暂时硬度；非碳酸盐硬度——永久硬度。锅炉分类与处理要求：低压锅炉<2.5MPa——软化处理中压锅炉2.5–6.0MPa软化与高压锅炉>6.0MPa除盐处理处理方法：药剂软化——溶度积原理离子交换软化——离子交换反应7.2水的药剂软化法石灰软化可去除碳酸盐硬度不能去除非碳酸盐硬度石

2、灰-苏打软化石灰可降低碳酸盐硬度苏打用以降低非碳酸盐硬度石灰-石膏软化降低与碳酸盐硬度相应的那部分碱度降低钠盐碱度石灰软化主要降低碳酸盐硬度和碱度可去除Fe2+、Si4+出水：剩余硬度为0.25~0.5mmol/L剩余碱度为0.8~1.2mmol/L硅化物去除30~35%铁残留量约0.1mg/L有机物去除25%21.2水的药剂软化法GOGO1石灰-苏打(Na2CO3)软化适用于硬度>碱度的水去除硬度去除碱度与Na2CO3有关的反应CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO41当量苏打MgSO4+Na2CO3→MgCO3+Na2SO41当

3、量苏打MgCO3+Ca(OH)2→Mg(OH)2↓+CaCO3↓1当量石灰21.2水的药剂软化法石灰-石膏(CaSO4、CaCl2)法2NaHCO3+CaSO4+Ca(OH)2→2CaCO3↓+Na2SO4+2H2O降低与碳酸盐硬度相应的那部分碱度适用于总碱度>总硬度的水降低钠盐碱度21.2水的药剂软化法对已生成的水垢(CaCO3)的处理，属炉内处理。常用Na3PO4、NaHPO4等药剂进行炉内处理：3Ca(HCO3)2+6NaOH→3CaCO3↓+3Na2CO3+6H2O3CaCO3+2Na3PO4→Ca3(PO4)2↓+3Na2CO321.

4、2水的药剂软化法调整pH值（pH>9.7)就锅炉水处理而言，以上均为外部软化。软化处理药剂用量确定按化学式计算石灰用量按化学当量关系确定药剂用量【例题】天然水中含游离CO20.5meq/L；总硬度为6meq/L，其中钙硬度为4meq/L，镁硬度为2meq/L；总碱度为5meq/L。试确定处理方法和药剂用量。21.2水的药剂软化法GO27.3离子交换基本原理离子交换树脂的性质离子交换平衡离子交换速度树脂层离子交换过程凝胶型大孔型等孔型离子交换作用水通过一类物质,该物质结合水中的某种离子,而释放出另一种离子到水中的过程。离子交换剂具有离子交换作用的

5、物质。磺化煤天然的、化学稳定性和机械强度差，常用交换能力低。离子交换树脂人工合成分类按结构特征按单体种类按活性基团*苯乙烯系酚醛系丙烯酸系强酸、弱酸型阳离子交换树脂强碱、弱碱型阴离子交换树脂21.3离子交换基本原理-COOH-SO3H用途强酸、弱酸型阳离子交换树脂——软化、脱碱软化强碱、弱碱型阴离子交换树脂与阳树脂配合——除盐组成空间网状结构骨架——母体附属于其上的活性基团固定部分——固定离子活动部分——可交换离子表示法R–SO3NaR–NaR–NH3OHR–OH21.3离子交换基本原理离子交换的实质不溶性的电解质与溶液中的另一种电解质所进行的

6、化学反应。21.3离子交换基本原理离子交换树脂的性质物理性质外观粒度交联度含水率溶胀性湿视密度：指树脂溶胀后的质量与其堆积体积之比。湿视密度＝湿树脂的质量/树脂堆积体积(g/mL)耐磨性21.3离子交换基本原理化学性质酸碱性(有效pH值范围)选择性交换容量:交换容量能定量的表示树脂交换能力的大小，它又可以分为全交换容量和工作交换容量。前者指一定量树脂所具有的活性基团或可交换离子的总量，后者指树脂在给定的条件下，实际上可利用的交换能力。热稳定性离子交换平衡21.3离子交换基本原理离子交换反应服从当量定律——等当量进行交换反应服从质量作用定律——可

7、逆反应2RNa+CaCl2↔R2Ca+2NaCl软化再生水的软化若反应为静态，很快达到平衡，只有部分水软化；若反应为动态，生成的NaCl及时排走，反应向右进行到底。树脂再生树脂失效后，进行还原，将树脂上的Ca2+、Mg2+置换下来，代之以新的反离子。由质量作用定律，离子交换选择系数K值表达式为：一般，溶液中在[Ca2+]/[Na+]2不大的情况下：当K>1时[R2Ca]>[RNa]2即树脂对Ca2+的亲和力>对Na+的亲和力反应向右进行K值意义21.3离子交换基本原理1、K值表明树脂对溶液中不同离子的交换能力的差别；2、K值越大，越有利于交换反

8、应；3、K值能定量地反映出树脂对某个离子的优先选择性。离子交换选择系数K一般，原子价高，选择性高；同价离子，原子序数大、水合半径小的，优先。强酸阳离子