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东莞水处理设备

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东莞水处理设备中软化水原理及方法

来源: 时间:2014-11-11 17:57:20 浏览次数:

目前常用的除氯方法有活性炭脱氯法和添加化学药剂除氯法。
    水处理设备的种类有很多,但是每一种设备所产的水质是不同的,其中纯净水设备与其他设备相比,其所产的水质质量要高于其他设备。该设备具有反渗透系统。预处理系统中主要部分的作用是不容忽视的。纯净水设备预处理系统主要包括阴阳离子交换器、阻垢剂加药装置、软水器、盐箱、活性炭过滤器、加药泵、石英砂过滤器等七个部件。其中离子交换器、软水器、活性炭过滤器、石英砂过滤器发挥的作用是很重要的。 
在日常生活中,我们经常见到水壶用久后内壁会有水垢生成。这是什么原因呢?原来在我们取用的水中含有不少无机盐类物质,如钙、镁盐等。这些盐在常温下的水中肉眼无法发现,一旦它们加温煮沸,便有不少钙、镁盐以碳酸盐形成沉淀出来,它们紧贴壶壁就形成水垢。我们通常把水中钙、镁离子的含量用“硬度”这个指标来表示。硬度1度相当于每升水中含有10毫克氧化钙。低于8度的水称为软水,高于17度的称为硬水,介于8~17度之间的称为中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是软水,泉水、深井水、海水都是硬水。     但是这里要介绍的并不是树脂,而是在水处理中的多种多样的软化方法,石灰,软化设备,活性炭等多种方法。现目前在各个行业用得最多的便是这些。具体介绍如下。
    1. 石灰软化法
    为避免投加生石灰(CaO)产生的灰尘污染,通常先将生石灰制成消石灰Ca(OH)2(即熟石灰)使用,其反应如下
     CaO+H2O====Ca(OH)2
    消石灰投入高硬水中,会产生下列反应
     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都是难溶化合物,可从水中沉淀析出。
但水中的永硬和负硬却不能用石灰处理的方法除去,因为镁的永硬与负硬和消石灰会产生下列反应
    MgSO4+Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+CaSO4
    MgCl2+Ca(OH)2====Mg(OH)2↓+CaCl2
    NaHCO3+Ca(OH)2====CaCO3↓+NaOH+H2O
    由反应式可看出,镁的永硬全部转化为等量的溶解度很大的钙的永硬,而负硬则转化为等量的氢氧化钠、碱度,所以水中的碱度没有除去。
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]——需投加的工业石灰量,mg/L;
    [CO2]——原水中CO2的浓度(1/2CO2计),mmol/L;
    [Ca(HCO3)2]——原水中Ca(HCO3)2的浓度[1/2Ca(HCO3)2计],mmol/L
    [Mg(HCO3)2]——原水中Mg(HCO3)2的浓度[1/2 Mg(HCO3)2计]mmol/L;
    Z1——工业石灰纯度,%;
    28——1/2CaO的摩尔质量,g/mol;
    B——石灰过剩量(1/2CaO计),mmol/L(一般为0.2—0.4mmol/L)。
2.石灰-石膏处理法
    对于高碱度的负硬水,即水中总碱度大于总硬度的水,此时水中多余的总碱度常以Na2HC03或KHCO3形式存在,对这些多余的碱度常以石灰-石膏处理法除去,因为
    2Na2HC03+ CaSO4+ Ca(OH)2====2CaCO3↓+ Na2SO4+2H2O
    2KHCO3+ CaSO4+ Ca(OH)2====2CaCO3↓+ K2SO4+2H2O
(二)软化的设备
    石灰软化设备包括制备消石灰的设备、投加消石灰与原水充分混合的设备,以及生成的碳酸钙、氢氧化镁等沉淀物的沉淀和过滤分离设备。
3.石灰-纯碱软化法
    石灰软化法只适用于暂硬高、永硬低的水质处理。对硬度高碱度低即永硬高的水,可采用石灰-纯碱软化法,即加石灰的同时再投加适量的纯碱(NaCO3又称苏打)。其反应如下
    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
    经石灰-纯碱软化后的水,其硬度可降为0.15-0.2mmol/L。此外,永硬也可以直接用离离子交换法除去。
石灰-纯碱加入量可按下列计算式估算。
(1)石灰用量估算
     [CaO]=28/Z1{[CO2]+M总+HMg+B}  mg/L
(2)纯碱用量估算
     [Na2C03]=53/Z2 (H永+B)  mg/L式中  M总——原水总碱度(H+计),mmol/L;
HMg——原水镁硬度(1/2Mg+计),mmol/L;
     [Na2C03]——纯碱投加量,mg/L;H永——原水永硬(1/2Ca2++1/2Mg+计),mmol/L;
     B——纯碱过剩量[1/2Na2C03计],mmo1/L(一般取1.0-1.4mmol/L);
     53——1/2 Na2C03的摩尔质量,g/mol;
     Z2——工业纯碱的纯度,%。其他符号同前。
七,活性炭脱氯法
    活性炭由木炭、沥青炭和果壳、果核、动物骨头等经高温焙烧和活化制成。活性炭中有很多毛细孔相互连通,因此,比表面积极大。据测试,1克活性炭有500-1000m2的表面积,图2-23为活性炭内部气孔分布情况。过滤用活性炭是颗粒状的,粒径一般为1-4mm。这些微孔可以起吸附作用。
    活性炭脱氯不完全是由于物理吸附作用,它还有催化作用,使余氯进一步转化成碳的化合物,其反应机理为
    C12+H2O====HC1+HOCl
    HOCl====HCl+[O](活性炭)
    C+[O]====CO↑
    C+2[O]====CO2↑因此,活性炭在整个吸附脱氯过程中不存在吸附饱和问题,只是损失少量的炭。所以活性炭脱氯可以运行相当长的时间。例如用19.6m3的活性炭粒料作滤料,处理余氯量为4mg/L的自来水时,可连续处理265万m3,使其余氯量小于0.01mg/L。在相同条件下,处理余氯量为2mg/L的自来水时,可使用6年之久。
六、除氯
    原水经过混凝、沉淀、澄清、过滤后,即可作为工业用水使用。如果作为饮用水,还必须进行消毒处理,以防止疾病传播。通常在水中通入氯气作为杀死细菌等微生物的消毒方法。氯气通入水中后,极易溶于水,产生下列反应
    C12+H2O====HC1+HOC1
    次氯酸还会进一步电离,生成次氯酸根
    HOC1====H++OC1-
    氯气在水中生成的HOC1和OC1-对细菌等微生物有极强的杀灭作用。但在起杀生作用前,由于水中溶有各种有机物等杂质,这些杂质会首先与C12反应,耗去溶入水中的C12,只有满足这些耗氯需要后,才会有多余的C12来杀灭细菌,这部分氯称为余氯。为维持杀灭细菌的效果,管网水中始终要保持余氯量的在0.5-1mg/L,在管网末端也要保持0.05-0.1mg/L的余氯。
    当采用经过消毒处理的自来水作锅炉给水时,必须除去自来水中的余氯。因为余氯的存在会破坏离子交换树脂的结构,使其强度变差,容易破碎。特别是在靠近自来水厂附近时,水中余氯最较高,更需注意除氯。
     目前常用的除氯方法有活性炭脱氯法和添加化学药剂除氯法。
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