石灰软化不能去除非碳酸盐硬度的原因分析及硬度碱度的含义

水中的非碳酸盐硬度,例如CaCl2、CaSO4、MgCl2 和MgSO4 等是不能用石灰处理予以去除的。见视频:

哈工大给排水工程专业课 给水工程

 

石灰水不能去除非碳酸盐硬度

石灰水不能去除非碳酸盐硬度

本文从网上找了一些资料帮助理解:

因为熟石灰与Ca2+的非碳酸盐硬度根本不起作用。对于Mg2+的非碳酸盐硬度虽然起反应,但生成氢氧化镁的同时又产生了等摩尔的非碳酸盐的钙硬度,例如:
MgSO4 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓ + CaSO4
MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓ + CaCl2
由此可见,石灰处理是无法消除非碳酸盐硬度的。对于硬度大于碱度(碱度的解释见下面)的水,可以采用石灰—苏打软化法,即用石灰降低水的碳酸盐硬度,而利用苏打(Na2CO3)来降低水的非碳酸盐硬度,从而达到软化处理的目的,其反应如下:
CaSO4 + Na2CO3 = CaCO3↓ + Na2SO4
CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3↓ + 2NaCl
MgSO4 + Na2CO3 = MgCO3 + Na2SO4
MgCl2 + Na2CO3 = MgCO3 + 2NaCl
MgCO3 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 ↓+ CaCO3↓
此种软化处理的方法,可使水的硬度降低到0.15~0.20mmol/L(即0.3~0.4[H+]mmol/L)。

注:硬度与碱度的含义

水的硬度最初是指钙、镁离子沉淀肥皂的能力。水的总硬度指水中钙、镁离子的总浓度。实质上,水的总硬度是由水中的二价和三价金属离子造成的,比如钙离子、镁离子、铁和亚铁离子、铜离子、锰离子和铝离子等都可以和肥皂起反应,使肥皂失去去污能力,所以理论上讲,水的总硬度是表示水中二价和三价金属离子含量的指标。对于大多数天然水来说,绝大部分的硬度是由水中的钙离子和镁离子形成的。其它二价和三价离子含量相对于钙离子和镁离子的含量来说,都可以忽略不计。所以,水的总硬度可以近似地认为是由钙离子与镁离子的总量来决定的。
加热煮沸天然水后,还残留于水中的钙离子与镁离子量称为永久硬度。因为这部分钙、镁离子不能用加热煮沸的方法将其沉淀出来,所以称为永久性硬度,也叫非碳酸盐硬度。这些物质是钙、镁的氯化物(CaCL2、MgCL2)、硫酸盐(CaSO4、MgSO4)、硝酸盐{Ca(NO3)2、Mg(NO3)2}等盐类

碱度是指水中吸收质子的能力,通常用水中所含能与强酸定量作用的物质总量来标定碱度。水中碱度的形成主要是由于重碳酸盐、碳酸盐及氢氧化物的存在,硼酸盐、磷酸盐和硅酸盐也会产生一些碱度。废水及其他复杂体系的水体中,还含有有机碱类、金属水解性盐类等,均为碱度组成部分。在这些情况下,碱度就成为一种水的综合性指标,代表能被强酸滴定物质的总和。

 

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