离子交换、膜处理、污水处理的一般性知识 ——史东明
目 录
一、水的软化（给水工程第21章） ............................................................................................. 2 二、水的除盐与咸水淡化（给水工程第22章） ......................................................................... 5 三、化学水处理技术（离子交换技术） ....................................................................................... 7 四、膜处理技术 ............................................................................................................................. 17 五、污水处理 ................................................................................................................................. 25 六、中水处理 ................................................................................................................................. 35
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一、水的软化（给水工程第21章）
1.1 软化的目的与方法概述 1）硬度的概念
水的硬度系指水沉淀肥皂的程度。使肥皂沉淀的原因主要是由于水中存在的钙、镁离子，此外钡、铁、锰，锶、锌等金属离子也有同样的作用。硬水需要大量肥皂才会产生泡沫。现在习惯上把总硬度定义为钙、镁浓度的总和，我国以每升水中碳酸钙的毫克数表示。硬度是由一系列溶解性多价态的金属离子形成的。硬度低于60mgCaCO3/L的水通常被认为是软水。硬度还可以根据阴离子划分成为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。
碳酸盐硬度（暂时硬度）：煮沸时沉淀析出 非碳酸盐硬度（永久硬度）：煮沸时沉淀不析出 2）水中硬度的来源及危害
水中硬度的主要天然来源是沉积岩、地下渗流及土壤冲刷中的溶解性多价态金属离子。两种主要离子是钙离子和镁离子，存在于许多水成岩中．最常见的是石灰石和白垩。它们还广泛存在于工业产品中，也是食物的常见成分。
WHO的文献中认为没有令人信服的证据说明水中硬度对人体有不良影响。在考虑了气候、社会经济因素以及风险因素如高血压、抽烟、高血脂之后·又研究得出了饮用水硬度与心血管疾病之间关联性较弱的负相关关系。 自来水硬度和心脏病死亡率的关系，王立医院和水道研究中心做过调查-确认两者间有高度的关连性。平均起来，软水
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地区心脏病死亡率。比硬水地区高10%，也就是与硬度成反比例。一研究的结果显示许多其他疾病与水中硬度存在负相关包括无脑畸形和多种癌症。然而，这些结果的意义尚不清楚
锅炉用水中若含有硬度盐类，会在锅炉受热面上生成水垢，从而降低锅炉热效率、增大燃料消耗，甚至因金属壁面局部过热面烧损部件、引起爆炸，因此，对于分低压锅炉，一般要进水的软化处理；对于中、高压锅炉，则要求进行水的软化与脱盐处理。 3）硬度表示方法 1德国度=10mg/LCaO
我国通常以CaCO3 1meq/L=2.8德国度=50mg/LCaCO3 4）水的软化方法
A、基于溶度积原理，加入某些药剂，把水中钙、镁离子转变成难溶化合物使之沉淀析出，这一方法称为水的药剂软化法或沉淀软化法。
B、基于离子交换原理，利用某些离子交换剂所具有的阳离子（Na+或H+）与水中钙、镁离子进行交换反应，达到软化的目的，称为水的离子交换软化法。 1.2 水的药剂软化法
水的药剂软化工艺过程，就是根据溶度积原理，按一定量投加某些药剂（如石灰、苏打等）于原水中，使之与水中钙、镁离子反应生成沉淀物CaCO3和Mg(OH)2。工艺所需的设备与净化过程基本相同，也要经过混合、絮凝、沉淀、过滤等工艺。
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离子交换、膜处理、污水处理的一般性知识
