硬水問(wèn)題及其軟化

硬水問(wèn)題及其軟化摘要:我的家鄉(xiāng)，一個(gè)小村莊，常年以井水為生。近年來(lái)，發(fā)現(xiàn)煮沸的水沉淀越來(lái)越多，壺銹問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，給大家生活帶來(lái)許多不便。此為水中含有較多的鈣、鎂等化合物，稱為硬水。本文簡(jiǎn)單介紹了硬水定義、利弊及其軟化。關(guān)鍵詞：硬水、軟水、硬水利弊、硬水軟化所謂硬水，是指含有較多可溶性鈣、鎂化合物的水。如一些井水，泉水。但自來(lái)水中幾乎沒(méi)有。水的硬度成分，如果是由碳酸氫鈣或碳酸氫鎂引起的，系暫時(shí)性硬水（煮沸暫時(shí)性硬水，分解成碳酸氫鈣、生成不溶于水的碳酸鹽而沉淀，水由硬水變成軟水）；如果是由含有鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物引起的，系永久性硬水。一般規(guī)定，每升水中含有相當(dāng)于10毫克的氯化鈣為1度，亦即氯化鈣的濃度為10PPm。硬度低于8度的水為軟水，高于8度的水為硬水。在天然水中，遠(yuǎn)離城市未受污染的雨水、雪水屬于軟水；泉水、溪水，江河水、水庫(kù)水，多屬于暫時(shí)性硬水，部分地下水屬于高硬度水。記得以前壺銹問(wèn)題也有，因?yàn)榫话愣紝儆谟菜?，但沒(méi)有現(xiàn)在這么嚴(yán)重，幾年前村里又大費(fèi)周章在離原先老井不遠(yuǎn)處鑿一口新井，沒(méi)出水，但使得原先井里的水硬度越來(lái)越大。飲用低濃度的硬水，即所謂的軟硬水是比飲用軟水好的。我國(guó)飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：飲用水硬度不得超過(guò)25度。最適宜人飲用的水的硬度為8?18度，稱為輕度、中度水。美國(guó)環(huán)境保護(hù)部門的科學(xué)家曾以鴿子血做實(shí)驗(yàn)。他們發(fā)現(xiàn)，加入氯化物（漂白粉）消毒的食用水給鴿子喝，可使他們血清膽固醇升高達(dá)百分之五十，而當(dāng)在水中加入鈣物質(zhì)時(shí)，則可使他們的血清膽固醇降低，血清膽固醇升高是與動(dòng)脈粥樣硬化等心血管病有關(guān)的。在其他許多科學(xué)家的調(diào)查及論文中，也有與此相一致的結(jié)論。即水的硬度較高的地區(qū)，心腦血管發(fā)病率較低，并且心臟病、癌癥的發(fā)病率也要低一些。但是，飲用硬度太大的水，腎結(jié)石的發(fā)病率也要高。此外，水壺與暖水瓶使用一段時(shí)間后，其內(nèi)壁就會(huì)結(jié)滿一層白色水堿，除大部分為碳酸鈣、碳酸鎂外，還含有多種有害的貢、鎘、鉛、神等元素，如不經(jīng)常及時(shí)清除，反復(fù)用來(lái)燒水、裝水后，有害元素積累越來(lái)越多，并能再次溶于水中，當(dāng)人們飲用后就會(huì)進(jìn)入人體，從而引起人體慢性中毒甚至可致癌和致畸，嚴(yán)重危害人體健康。高硬度水中鈣鎂離子與硫酸根結(jié)合后會(huì)使水產(chǎn)生苦澀味，還會(huì)使人的腸胃功能紊亂，出現(xiàn)暫時(shí)性腹脹、排氣多、腹瀉等癥狀。我國(guó)南方地區(qū)的地表水硬度低，屬軟水；北方地區(qū)多為硬水。水質(zhì)不同，導(dǎo)致一些人從一個(gè)地區(qū)到另外一地區(qū)時(shí)會(huì)出現(xiàn)水土不服的現(xiàn)象。除此之外，硬度過(guò)高的水會(huì)在日常生活中給我們帶來(lái)許多不便。用它洗澡，使人的皮膚干燥、粗糙、發(fā)癢；用它洗頭，使頭發(fā)干枯、打結(jié)、不易處理，只能使用專門洗發(fā)水；用它煮粥不易粘稠；；用它加工肉類、豆類食物時(shí)，其中的無(wú)機(jī)鹽與食物中的蛋白質(zhì)結(jié)合，就會(huì)使食物不易變性，較難煮熟，延長(zhǎng)加工時(shí)間，浪費(fèi)能源；用它洗衣服，肥皂中的脂肪酸會(huì)與鈣發(fā)生反應(yīng)，生成不溶性的硬脂肪酸鈣沉淀，降低肥皂的去污能力，不僅造成浪費(fèi)，而且生成的沉淀物粘附在衣服上，使纖維發(fā)脆變硬、外觀泛黃；燒鍋爐用的水，如果硬度較高，加熱時(shí)會(huì)生成水垢，妨礙傳熱，阻塞管道 ，甚至可能導(dǎo)致發(fā)生意外事故；同樣，硬水也不能當(dāng)做冷卻水，硬水被加入發(fā)動(dòng)機(jī)后，由于長(zhǎng)時(shí)間開機(jī)，硬水中所含的的鈣鹽和鎂鹽便分解產(chǎn)生不溶于水的沉淀物，并附在冷卻系統(tǒng)水道、汽缸套和水道內(nèi)壁上，即產(chǎn)生了水垢，冷卻系統(tǒng)中有了水垢后，會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)體散熱，造成機(jī)體溫度過(guò)高、進(jìn)氣不良、功率下降，潤(rùn)滑油在高溫下變稀(潤(rùn)滑油不良)、零部件散熱不均、甚至導(dǎo)致氣缸套破裂、柴油機(jī)“飛車”等事故發(fā)生，這使得身處農(nóng)村 ，經(jīng)常使用機(jī)動(dòng)車的村民承擔(dān)更多的風(fēng)險(xiǎn)；農(nóng)藥稀釋也不能用硬水，若用這類水稀釋，水中含有的鈣、鎂等物質(zhì)能降低可濕性藥劑的懸浮率或與乳油中的乳化劑化合成鈣鎂沉淀物，破壞乳油的乳化性能，這樣，不但會(huì)降低農(nóng)藥的防治效果，而且還會(huì)產(chǎn)生藥害。不僅如此，化工生產(chǎn)中如用硬水，鈣離子、鎂離子會(huì)帶入產(chǎn)品，影響產(chǎn)品質(zhì)量。印染工廠用硬水會(huì)影響染色 可見，硬度大的水給人們生活、健康、工作等都帶來(lái)很大危害。因此，硬水軟化是亟待解決的問(wèn)題。工業(yè)上對(duì)硬水處理常見的方法有化學(xué)沉降法和離子交換法。(1)化學(xué)沉降法對(duì)于永久硬水，由于鈣離子、鎂離子以硫酸鹽或氯化物形式存在，煮沸法不能使之軟化。要用石灰乳和純堿來(lái)除去鈣離子、鎂離子等：MgSO4+Na2CO3=MgCO3!+Na2SO4MgSO4+Ca(OH)2=Mg(OH)2|+CaSO4CaSO4+Na2CO3=CaCO3|+Na2SO4化合物CaSO4Ca(OH)2MgCO3Mg(OH)2CaCO3溶解度(20攝氏度)/g-(100gH2O)-10.2040.1660.010.00290.0013也可以用Na3PO4或NaHPO4作沉淀劑，使之與鈣離子、鎂離子反應(yīng)生成Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2,不必過(guò)濾，因?yàn)槌恋硎杷啥曳€(wěn)定，不會(huì)生成鍋垢，所以帶磷酸鹽沉淀的水即可送入鍋爐使用。(2)離子交換法早期，人們使用自然界中存在的泡石(一種硅鋁酸鹽)，利用其中的鈉離子來(lái)交換水中的鈣離子、鎂離子等，而使水軟化。今天，許多新型合成離子交換劑可以用來(lái)交換水中的鈣離子、鎂離子等，使水軟化，滿足工業(yè)要求。人造沸石就是其中之一。人造沸石的主要成分是Na2O-A12O3-2SiO2?nH2O-，可簡(jiǎn)寫成Na2Z。當(dāng)硬水通過(guò)沸石顆粒時(shí)，其中的鈉離子能被水中鈣離子和鎂離子取代。結(jié)果鈣離子和鎂離子留在交換劑上，而鈉離子則進(jìn)入溶液，達(dá)到軟化目的。待交換劑失去軟化能力時(shí)，可用8%?10%的氯化鈉溶液浸泡，把鈣離子和鎂離子交換下來(lái)，使交換劑再生。有些離子交換樹脂甚至能把“硬水”交換成“去離子水”。這些離子交換樹脂是一些具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架上，含有酸性集團(tuán)(如磺酸基、羧基等)的稱為陽(yáng)離子交換樹脂，用HR表示；含有堿性集團(tuán)的稱為陰離子交換樹脂，用ROH表示。當(dāng)含有離子的水通過(guò)陽(yáng)離子交換樹脂HR時(shí)，水中的陽(yáng)離子留在樹脂上，氫離子進(jìn)入水中；緊接著再讓它們通過(guò)陰離子交換樹脂HOR,水中的陰離子留在樹脂上，而羥基進(jìn)入水中。兩步反應(yīng)生成的氫離子和羥基結(jié)合生成水，這樣就把水中的陰、陽(yáng)離子全部除去得到“去離子水”。交換過(guò)的陽(yáng)離子樹脂用酸處理，陰離子樹脂用堿處理，就可以使它們?cè)偕⒀h(huán)使用。除以上兩種外，生活中將硬水軟化可采用更簡(jiǎn)單一些的方法：1） 煮沸法。把硬水煮開沸騰后加以沉淀，去除礦物質(zhì)顆粒。此法可以解決日常生活中飲用硬水的問(wèn)題。2） 過(guò)濾法。將硬水與草木灰按9:1的比例混合，沉淀12小時(shí)后使用；按1:200的比例，用清洗過(guò)的爐渣過(guò)濾硬水，再沉淀6小時(shí)后即可使用。此法可以解決生活中除飲用外其它用水的軟化處理。3） 化學(xué)法。將硝酸銨品體溶解，按每升硬水4克的劑量注入硬水中。日常生活中，用來(lái)煮硬水的或裝水的壺會(huì)不可避免的有很厚的水垢，在除水垢上也有一些經(jīng)驗(yàn)方法：1） 小心將水壺?zé)絼倓偢珊院?，立即浸入涼水，水垢因受熱不均脫落?） 在水壺中加入食醋，在火上燒至恒熱也可除水垢。3） 新水壺中裝半壺山芋，加滿水煮熟，不要摩擦內(nèi)壁，以后使用就不會(huì)有垢了。舊水壺用上述方法做一至二次，不僅可以除垢，以后燒水也不會(huì)產(chǎn)生水垢。4） 在水壺中加一撮小蘇打，將水燒沸幾分鐘，可以除垢。5） 水壺中裝一些土豆，加適量水燒沸10分鐘。6） 水壺中放一塊潔凈的口罩燒水，水垢只沉積在口罩上，水壺不形成水垢。7） 在水壺中放一塊磁鐵燒水，不產(chǎn)生水垢。硬水問(wèn)題是生活、工業(yè)中不可忽視的一類大問(wèn)題。在寫