化学硬水软化的方法

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化学硬水软化的方法范文第1篇

关键词：义务教育；化学；新课程改革；发展；兴趣

中图分类号：G633.8 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）06-0241-02

化学教学过程与其他学科相比具有有以下的特点：以实验为教学基础；以科学探究为教学手段；以化学用语和模型为教学工具；以实用、创造性为教学魅力。本文制定了初中化学第四单元“自然界的水”第二课时“水的净化”的教学设计方案。

一、教学设计思路

据课堂教学设计的目标控制原理、要素分析原理、优先决策原理，具体的设计思路是：通过社会及生活实际创设问题情境，通过视频让学生了解水资源被污染的情况，以提高学生的净水意识，从而引出净水的方法，采用实验与视频教学结合的方法认识到沉淀法、过滤法和蒸馏法对于净水的重要性；通过视频了解生活中净水的各种方法，结合学习的净水方法，进行知识应用，引发学生的思考及社会责任感，从而达到学习的目的。

二、前提分析

1.教学内容分析。本节课围绕着水的净化问题展开，从而将吸附、沉淀、过滤和蒸馏等净化水的方法引出，还加进硬水与软水的区别、硬水软化的方法等内容。因此本课题实验内容丰富，而且贴近学生生活，这为创设情境，引导学生进行自主合作活动提供了很好的素材。

2.学生情况分析。在学习该内容时，学生的学习有以下几个特点：（1）已了解化学实验中基本的操作技能，例如：搅拌、溶解等。（2）学生对实验操作的严谨性、规范性缺乏足够的重视，无法自己归纳总结实验中的操作要点。（3）学生无法将化学知识应用于实际的生产生活当中。

3.教学重点、难点。（1）教学重点：①知道明矾净水与活性炭吸附的原理；②了解吸附、过滤、蒸馏等净水的方法，以及掌握过滤的基本操作规范；③了解软硬水的区别，并掌握硬水软化的方法。（2）教学难点：针对不同杂质，采用不同净水方法。

三、教学目标

1.知识与技能：（1）知道利用明矾水解生成Al（OH）3胶体从而吸附颗粒的净水原理，以及活性炭吸附杂质、颜色和气味的原理。（2）了解过滤可以除去不溶于水的杂质的原理。（3）了解蒸馏可以除去溶于水的杂质的实验原理。（4）了解硬水及软水的区别。

2.过程与方法：（1）通过观察实验操作，初步形成混合物分离的一般思路和方法。（2）掌握过滤的基本操作过程。（3）掌握硬水软化的方法。

3.情感态度和价值观：（1）通过体验过滤、蒸馏过程以及知道工业污水处理的程序，意识到污染容易、净化困难，从而树立珍惜、保护水资源的意识。（2）通过视频了解水的应用与处理，认识资源重复利用的重要意义。（3）通过先总结规范操作后进行实验的方式，加深学生对实验规范性的掌握，达到学习的目的。（4）通过小组实验，形成基本的化学实验技能，增强合作意识，提高学习兴趣和科学素养。

四、教学准备

1.多媒体、课件。

2.四人一小组，每组一套下列器材：铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸、剪刀、酒精灯、火柴、试管、明矾、活性炭、自来水、红墨水、零食口袋、沙子、香水等（四人一小组、教师演示实验一组）。

五、教学过程

1.亲临自然，感受水的珍贵。课堂引入：（1）播放“4月10日兰州自来水苯超标事件”的相关视频；（2）播放浪费水的现象以及污染水的图片；（3）模拟；（4）展示；（5）总结。引导学生回答后，总结在水中的杂质，分为不溶性杂质和可溶性杂质两种。

2.实验的拓展与探究。（1）实验4-1拓展与探究。老师：现在老师手里是我从各小组手中拿到的水样，有因为放了泥沙而浑浊的水，有放了香水带有气味的水，有放了红墨水而带有颜色的水。下面我将这几杯水平均分成两份，分别加入活性炭和明矾。大家观察水样有什么变化，待产生现象后，学生回答实验现象，教师稍加补充。老师：正如大家所说，对于第一种水，加入明矾后水中开始出现大量絮状沉淀，水基本清澈，并且有许多沉淀在杯底，加入活性炭的则浑浊有稍许减少，并无明显变化；对于第二种水，加入明矾后无明显变化，但加入活性炭后都气味会减弱很多；对于第三种水而言，加入明矾后水样无明显变化，但加入活性炭后水中的颜色基本褪去。这说明什么呢？基于教师的补充概况，学生发散思维，分别归纳明矾与活性炭的净水原理，教师做归纳总结：从实验现象可知，加入明矾后有大颗粒杂质的水样中会开始出现絮状沉淀，从而说明明矾的作用是有利于沉淀。而含有色素的水样中加入活性炭出现颜色褪去的现象，且加入香水后的水的味道也淡了，从而说明活性炭具有吸附性。老师：虽然活性炭有吸附的能力，但却不能完全将杂质去除，如果将香水比作苯污染事件中的苯，那么我们又将如何做，才能真正地将杂质去除呢？下面我们的学习，就会为大家解答心底的疑问。（2）实验4-2拓展与探究。老师：对于加入明矾后的第一种水而言，沉淀后的水中的不溶物都沉下来了吗？观察：师生共同在带摄像头的显微镜下观察，发现水样中依然还有颗粒。老师：这些小颗粒该怎样将它们和水进行分离呢？引导学生根据生活经验出发利用纱布过滤，分析纱布存在的问题（孔太大），提出在实验室里用滤纸，（老师：滤纸有什么特点？）利用液体可以通过滤纸上的小孔而固体不能通过的原理，把固体和液体进行分离。这样的操作叫过滤。播放视频：通过过滤实验的教学视频，使学生对过滤操作有一定的了解。延伸：老师一边将过滤操作再进行一次，一边强调出实验的注意事项，从而总结“一贴、二低、三靠”的过滤操作要点，并了解过滤操作可以除去不溶于水的杂质。（3）实验4-3拓展与探究。老师：对于我们现在得到的水或者是家中的自来水真的很干净了吗？大家是不是有自己观察过家里烧水用的器具在一段时间后会有什么变化呢？学生：有一些脏东西在器具上留下来，却又不好除掉。展示图片：教师向学生展示有关水垢的图片，从而引入软、硬水的概念。老师：现在我将等量的肥皂水分别加入等量的软硬水中，大家来观察有什么变化。学生：软水肥皂容易融化泡沫丰富，硬水肥皂不容易融化泡沫少。由此实验学生知道可以用肥皂水来鉴别软硬水，从而引出由于硬水中含有大量的钙镁离子，加入肥皂水后，因其显碱性而其中的氢氧根离子与其产生微溶物氢氧化钙及难溶物氢氧化镁的缘故，从而区分软、硬水。老师：但是由于生活水平的不断提高，许多洗衣液、柔顺剂等大量洗涤用品已经取代了肥皂，那么我们又怎样采取其他方式区分软、硬水呢？大家可以从加入肥皂水的角度考虑，由于其碱性的缘故，那么我们应该怎么做呢？学生：加入显碱性的碳酸氢钠。老师：对！碳酸氢钠俗称小苏打，是家中常见的显碱性的物质，从而可以鉴别软硬水。教师用小苏打重复上述操作，并进行对比和概括。展示图片：教师向学生展示硬水对人们生活生产造成危害的图片，提出家中饮水方式等相关问题，从而提出硬水软化的观点，为蒸馏实验做铺垫。（4）实验4-4拓展与探究。老师：那么，对于手中的硬水我们应该怎样得到纯净水呢？引导学生思考，使学生领悟到只有水出来，而其他物质与水分开，能达到水与离子杂质分离的效果。老师：正如大家所希望的那样，化学中有一种实验方法――蒸馏，可以达到这样的效果。也就是说，蒸馏可以除去溶于水的杂质。教师演示：教师用蒸馏装置进行蒸馏。老师：现在我们就运用大家的小苏打法来检验我们得到的是否为软水，是否达到净水的目的。通过实验现象，知道蒸馏可以除去溶于水的杂质，达到净水的目的。（引导学生从生活经验出发，类似家里烧开水的方法，将水汽化，然后再将水蒸汽冷凝，这就是蒸馏法）老师：现在就来为大家解答之前的疑问，首先苯是溶于水的物质，那当它在水里时，我们是否可以采取蒸馏的方式来除去呢？这时候，我们就要从水与苯的物理性质出发，考虑蒸馏方法的可行性。教师提供实验依据――常温、常压下，苯的沸点：80.10摄氏度，水的沸点：100摄氏度。引导学生理解当沸点不同的两物质互溶时可以通过蒸馏的方式得到单一物质。老师：现在我们已经解答了课堂开始时的疑问，那么大家来概括下：这三种净水方式有什么特点呢？师生共同归纳沉淀法、过滤法和蒸馏法的优缺点。

3.走向社会，增强学生社会责任感。老师：最后，让我们来看看这三种净化水的方法在生活与工业生产中又是如何应用的呢？播放短片：工业污水的处理、自来水厂的净化过程。老师：如同短片所展示的那样，水进入取水口，加入例如明矾到反应沉淀池，后过滤，再用活性炭吸附，到清水池能投药消毒，最后才到每一个用户家中。本节课我们通过体验水的污染和净化过程，体会到污染水的容易，而净化水的过程却困难重重。水是生命之源，让我们共同保护珍惜水资源，让有限的资源得以无限地循环。大家能做到吗？学生：能！

六、作业

1.完成课后习题及相关练习题。

2.对于书中的课外实验大家自制一个简易的净水器。

化学硬水软化的方法范文第2篇

【关键词】发动机；水垢；成因；防治

一、问题的提出

发动机工作时，汽缸内燃气的温度可高达2200～2800K，循环的平均温度也有970～1300K，与高温气体接触的零部件将剧烈受热。冷却系添加冷却水的作用就是将零件所吸收的热量及时散出，以使它们的温度保持在适当范围内，保证发动机正常工作，延长其使用寿命。对多数水冷式发动机而言，稳定工作状态下，其最适宜的冷却水温度应保持在80～90oC 。

铁路工务机械（轨道车、随车吊机等）在使用过程中，由于受现场环境限制，冷却水长期未更换或者补充不及时，且添加的水一般是富含钙、镁离子的硬水，致使发动机工作一段时间后，冷却系内壁就会产生大量的水垢。

判定发动机是否积垢的方法是打开散热器加水口盖，若发现其上水室较脏或加水口处有水垢粘结，以及机械行驶中遇上坡时容易开锅、下坡或停车后降温较快的现象，便可诊断为发动机冷却系中有严重的水垢。

二、水垢的危害

水垢一般为积聚在金属表面呈灰白色的碳酸钙、硫酸钙等物质。水垢使冷却系金属内壁涂上一层隔热材料，导致散热条件恶化，降低了零部件的传热效率，引起水温过高，造成发动机冷却不足，引发如下的故障：①进入汽缸的充气量因空气受热膨胀而减少，充气系数下降，混合气燃烧不正常，引起敲缸、早燃或爆燃现象，造成发动机功率下降。②使机油因高温加速氧化、粘度下降，更早地劣化变质、烧损，造成不良，容易烧瓦。③发动机过热后，其各部机件条件恶化，破坏了零件间的配合间隙，加剧磨损或因受热膨胀卡滞，损坏机件（如常见的活塞环拉缸、活塞裙部烧结咬死等）。④烧坏缸盖上的水道与油道的胶圈，烧坏缸套的防水胶圈；⑤受热零件的热应力增大，气门座易变形引起气门烧损，使缸盖在气门座之间的鼻部产生热裂。⑥使水道不同程度变窄、流水不畅直至堵塞，造成局部机件温度升高，造成传动带打滑、散热器芯子胀裂而漏水等。

三、水垢产生的原因

水垢的形成原因有两种：物理变化和化学变化。物理变化主要是指随着发动机的温度升高，硬水中的大量矿物质诸如硫酸钙之类呈过饱和状态析出，粘附在冷却系统内壁上形成水垢的；化学变化主要是指硬水中某些矿物盐和杂质随温度的升高而发生化学反应，形成难溶解物质而沉积于冷却系统内壁上，形成水垢。其化学方程式有：

Ca（HCO3）2 = CaCO3+ CO2+H2O

Mg（HCO3）2 = MgCO3+ CO2+ H2O

碳酸镁微溶于水，可继续与水反应，生成更难溶的氢氧化镁。

MgCO3 + H2O = Mg（OH）2 + CO2 （此反应很少）

四、水垢的预防及除垢对策

（一）预防水垢的方法

水垢形成的根源在于水质问题，所产生的水垢主要成分是硫酸钙和碳酸钙等。因此减少水源中的矿物质金属离子，软化水质，是防止和减少水垢形成的关键。

1、煮沸法。硬水烧开后，矿物质会沉积下来，取上面的清洁水用作冷却水加注，这样就减少水垢的形成数量。此方法虽简单，却不能彻底软化水。

2、物理法。常用物理法是在管路中安装磁水器和高频改水器，以改变冷却水本身及所含杂质的物理特性，从而减少和防止水垢的形成。

安装磁水器：其防止结垢的原理，是利用在磁场作用下水被磁化，改变水分子，即改变水中离子和由这些离子所形成的化合物的晶格结构，从而改变水中钙、镁离子的析出条件，使其不易结垢并形成松散水渣随循环水排出。按磁场产生的方式可分为永磁式和电磁式。磁水器的特点是结构简单、安装和使用方便，但应定期测磁检修。

安装高频改水器：其防止结垢的原理，是让冷却水以一定的速度通过由高频振荡器所产生的高频电场，以改变水中结垢物质的性质，使其生成粘结性及附着力都很低的松散水渣，便于排污来达到防垢的目的。高频改水器的特点是结构简单、体积小、耗电少，使用方便。

3、加入软化剂法。在须处理的硬水中，按每升水加0.5～1.5g碳酸氢钠或每升水加0.6～0.7g氢氧化钠的比例，添加软化剂，搅拌沉淀后，用上面的清洁水注入冷却系统中。其离子方程式为：

碳酸氢钠法 HCO3- + H2O = H2CO3+ OH-

Ca2++ 2OH- = Ca（OH）2

Mg + 2OH- = Mg（OH）2

氢氧化钠法 Ca2++ 2OH- = Ca（OH）2

Mg + 2OH- =Mg（OH）2

4、常年使用防腐剂（重铬酸钾K2Cr2O7）法。在冷却液中经常加注重铬酸钾，既能起到防止水的腐蚀，也能减少水垢的产生。另外如康明斯发动机规定使用DCA冷却液、卡特彼勒发动机规定使用加有防锈剂及防冻液的冷却液，都能起到防止穴蚀、锈蚀、水垢及防冻作用。

终上所述，为使发动机冷却系功能正常，控温有效，水道不被堵塞，机件不被腐蚀，要求所用冷却水应是经过软化处理的干净水。若不得已加注自来水、井水或河水等硬水时，水质一定要好：水中所含的钙、镁类化合物要少，且无泥沙和其它沉淀物。除了要把住加注冷却水这一关外，还须采取其它预防措施，如：不使冷却系缺水、漏水，保持冷却系的良好密封性，定期清洗发动机冷却系等。为了除垢除锈，也可在冷却水中加入适量的除锈除垢剂。以上这些措施都可预防或减缓产生水垢。

（二）水垢的清洗方法

化学硬水软化的方法范文第3篇

(1)电解水实验:正极得到的气体能使带火星的木条复燃,它是氧气;负极得到的气体能够燃烧,产生淡蓝色火焰,它是氢气,它们的体积比为1:2,质量比为8:1。

(2)由电解水实验可知:水是由氢元素和氧元素组成的。

2.水的净化

(1)自然界的河水、湖水、井水、海水等天然水都不是纯水,都含有许多可溶性和不溶性杂质,都属于混合物。

(2)天然水通过沉淀、过滤、吸附、蒸馏等不同途径可以得到不同程度的净化。

(3)水有硬水、软水之分。

①含有较多可溶性钙、镁化合物的水叫硬水;不含或少含可溶性钙镁化合物的水叫软水。

②可用肥皂水来区分硬水和软水。产生泡沫较多的水是软水,产生泡沫较少易起浮渣的水是硬水。

③使用硬水会给生活和生产带来许多麻烦。

④用蒸馏或煮沸的方法可以使硬水软化。

3.爱护水资源

(1)地球上的水储量是丰富的,但可利用的淡水资源是有限的。

(2)爱护水资源主要从节约用水和防止水体污染两方面考虑(从工业、农业、生活三方面考虑)。

4.物质的组成与构成

(1)物质组成。混合物、纯净物。

(2)物质构成(构成物质的粒子有分子、原子或离子)

①分子是保持物质化学性质的最小粒子;②分子的质量、体积很小,分子在不断地运动,分子间存在着一定的间隔;③原子是化学变化中的最小粒子;④分子与原子的本质区别:在化学变化中,分子可以再分,原子不可以再分。(如,在电解水实验中,水分子可以分成氢原子和氧原子,而氢原子和氧原子不可以再分,只是重新组合成氢分子、氧分子。)

知识巩固

1.水可以造福人类,但水被污染后会给人类生存造成危害,为了防止水体污染,保护水资源,下列措施中可行的是()

①减少向空气中排放硫氧化物和氮氧化物的数量,防止形成酸雨

②抑制水中所有动植物的生长

③禁止使用农药和化肥

④生活汗水经净化处理达标后再排放

⑤任意排放工业废水

A.全部B.①④C.③④⑤D.②③④

2.下列方法中可明显降低水的硬度的是()

A.过滤B.静置C.煮沸D.混合

3.过滤操作中,不必使用的仪器是()

A.漏斗B.烧杯C.玻璃棒D.量筒

4.下列各组物质中,前者是化合物,后者是单质的()

A.空气、铁粉B.水银、氧化汞C.二氧化硫、氧气D.冰、干冰

5.下列叙述不正确的是()

A.同种原子可以结合成分子,不同种原子不可以结合成分子

B.“墙内开花墙外香”,说明分子在不断地运动

C.将50mL水和50mL酒精混合后体积小于100mL,说明分子间有间隔

D.分子和原子都是构成物质的粒子

6.能保持氯气化学性质的最小粒子是()

A.ClB.2ClC.Cl2D.4Cl

7.一个装有开水的热水瓶有时瓶塞会被顶开的原因是()

A.水分解成氧气和氢气B.水分子中氢原子和氧原子数目增多

C.水分子变大了D.水分子间间隔受热变大体积膨胀

8.经实验测定,某物质中只含有一种元素,下列判断正确的是()(金刚石和石墨的混合物里面也只有一种元素)

A.该物质一定是单质B.该物质一定是纯净物

C.该物质一定是混合物D.该物质一定不是化合物

9.点燃下列各组混合物时,不可能发生爆炸的是()(可燃性气体或粉尘与空气或氧气混合燃烧才有可能爆炸)

A.氢气和氧气B.天然气和空气C.氮气和氧气D.面粉粉尘和空气

10.构成物质的粒子有分子、原子、离子,如二氧化碳是由二氧化碳分子构成,铁由铁原子构成,氯化钠由氯离子和钠离子构成。

11.下列物质:①清新的空气;②酒精;③过氧化氢溶液;④水银;⑤冰水共存物;⑥加热高锰酸钾完全分解后的固体剩余物;⑦液氧;⑧矿泉水。其中属于混合物的有(序号);属于单质的有(化学式);属于化合物的有(序号)。

12.用电解水产生的氧气和用加热高锰酸钾产生的氧气,它们的化学性质是相同的。

13.水收受热变成水蒸气,水分子没有发生变化,只是水分子间的间隔发生改变,属于物理变化;而电解水时,水分子发生了改变,分成了氢原子和氧原子,属于化学变化。

14.小强在做水的净化实验时,经过两次过滤,滤液仍浑浊,请分析一下原因。

答:过滤操作要点:一贴、二低、三靠。原因可能有:滤纸破损,液面高于滤纸的边缘,接受滤液的烧杯内有不溶性固体杂质。

化学硬水软化的方法范文第4篇

关键词：锅炉水; 软化；离子交换剂；膜分离；现状

中图分类号：TN7文献标识码：A

锅炉是一种常见的压力容器，广泛应用于工业领域。作为工厂运行的重要热能动力设备，锅炉对工厂的正常生产、运行起着关键的作用。水是锅炉热传导的核心介质，水的质量对锅炉的能效、寿命等具有重要的影响[1]。锅炉水处理不当会威胁锅炉的安全运行，同时也会造成巨大的能源浪费[2]。研究显示，锅炉每结生水垢1 mm，就会浪费燃料5%~8%[2]。因此，对锅炉水进行软化，降低其硬度以减少水垢的产生对锅炉的安全运行和节能降耗具有重要意义。

1 锅炉水垢的成因及机理

1.1 水垢的成因

水中含有多种矿物质，如钙盐和镁盐等，溶于水中的Ca2+、Mg2+及SO42-和HCO-在锅炉设备管道中随水运动，在设备与大地相连的状态下，由于设备接地呈负极性，于是正离子将受器壁吸引而产生附壁效应，负离子又将和固定在器壁上的正离子结合，因而形成水垢[3]。

1.2 水垢形成的机理

锅炉水垢形成的主要反应机理是：

Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O (1)

Mg(HCO3)2MgCO3+CO2+H2O (2)

早在1959年，Kern和Seaton即提出了沉积-脱垢模型[4]。该模型认为结构是由沉积和脱除两种反应共同作用的结果。结构速率应为沉积速率∅d和脱除速率∅r之差：

ρf =∅d-∅r （3）

式中，ρf为垢层密度（Kg・m-3）,δt为垢层厚度（m），t为时间（s），∅d为沉积速率（Kg・m-2・s-1），∅r为脱除速率（Kg・m-2・s-1）。碳酸钙沉淀与水体系中钙离子不断进行着下述平衡反应：

CaCO3Ca2++CO3- （4）

污垢分为颗粒垢、化学反应垢、腐蚀垢、微生物垢、结晶垢等多种类型，其中尤以结晶垢最为典型[5, 6]。在锅炉运行中，往往会由于多种水垢的共同作用导致管道堵塞。传热表面的结垢通常可观察到3种不同周期：诱导期、沉积物成长期和稳定状态期。水系统的结垢原因，一般认为是水中过饱和的矿物质析出、沉淀所致。而在水系统管道、设备内部器壁上形成的结垢，说明结垢是沿固液界面、固体一面发生的化学吸附和物理吸附的延伸。

2 锅炉水软化技术

锅炉水结构的重要原因是含有的钙、镁离子导致水的硬度过高，因而，对水的软化具有重要意义。目前对锅炉水的软化处理方式主要分为物理和化学两种。主要处理措施有：

2.1 物理法

物理法即通过物理性措施改变水中杂质的结垢性质，以减少水垢的形成，或使得生产的水垢容易被冲洗去除。物理方法主要有：

（1）热力软化

加热使水中的暂时硬度分解,而生成碳酸钙、氢氧化镁沉淀.这种方法用以处理热

网补给水,但作为锅炉给水则很少采用。

（2）磁化法

使水流过磁场与磁力线相切割，水受磁场外力作用后，水中的钙镁盐类不生成硬垢，大部分生成松散泥渣随排污排出。进行磁化法水处理的设备称为“磁水器”。磁水器分为两类，即永磁式(靠永久磁铁产生磁场)和电磁式(靠通入电流产生感应磁场)。关于磁化法处理目前主要理论有：1）磁场改变水的电荷分布和晶体结构。水分子在磁场中，其电子的运动状态会发生改变，使分子的正负极性发生变化，从而改变了水的电荷状态。磁场对水分子的晶体结构也有影响，由于洛仑兹力加速碰撞导致水结构的第二水化层被挤而脱落，呈单分子水弥散于水系中 ，这样水的结构在磁场中变小，离子水化程度减弱，使晶核的形成比较容易。2）磁场将引起液体分子的内共振并诱发电偶极作用，使分子内部的键合发生变化或破裂，改变了分子构型，造成液体物理性质的变化。3）磁场引起水的微观多相结构的改变。4）磁场的作用改变溶液中晶核的生成速率和晶体生长速度，水中微晶增多，稳定性增强，不容易在锅炉壁上结垢。

（3）高频法

高频法的防垢原理一般认为是：水流经高频电后，水分子大部分由缔合分子变为二聚体，极性接近消失而本身稳定性强，与其他分子间吸引力减弱，钙镁盐类不易溶解而易结晶析出，同时它们在高频电场作用下呈有序排列，使离子间引力遭到破坏，原来较大的缔合分子分为单个的或短链的二聚体，从而导致结晶条件改变，成为松散泥渣，可随排污排出。

（4）膜处理技术

膜广泛存在于自然界中，但直到1960年代，膜技术才应用在了工业上。膜分离技术发展先出现了超滤(UF)和微滤(MF),而后出现了反渗透(RO)。当今常见的膜分离方法还有纳滤(NF)、反渗透(Ro)、渗析(D)、电渗析(Eo)、渗透蒸发(Pv)、液膜等[7]。膜分离法主要原理是用天然或人工合成膜,以外界能量或化学位差作为推动力,对双级或多组分溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集。其中反渗透技术应用十分广泛。反渗透膜大体可分为非荷电膜和荷电膜两类,其分离机理各不相同非荷电膜是指膜的固定电荷密度小到可以忽略不计的膜,乙酸纤维素膜和芳香聚酞胺膜等大部分反渗透膜属于这一类[8]。

2.2 化学法

在锅炉水的处理中，化学法的应用十分普遍。化学软化法是指在软化水过程中发生化学反应生成新的物质, 具体方式有炉内加药法和炉外软化法两种。炉内加药法, 向炉内加某种化学药剂, 改变沉渣的结构型式,防止或减少锅垢的生成。应用较广泛的方法是向炉内加入定量的磷酸钠、纯碱和含有单宁的有机物质。炉外软化法, 目前应用最多的是离子交换法。离子交换剂是一种难溶的固态物质, 它能用自身含有的阴、阳离子和水中的钙、镁离子发生交换并去除钙、镁离子[9]。李晓飞等人[10]使用EWPT－6352锅炉水处理剂对锅炉水进行了处理，获得了良好的效果。该处理剂是一种由有机聚合物、高效分散剂和助剂等组成的多功能无磷锅炉内处理剂。姚长滨[11]等使用腐植酸钠对锅炉水进行处理，实验结果可以看出:腐植酸钠作为复配水处理药剂,其效果优于磷酸三钠,尤其是在处理YDMg2+/YDCa2+>0.5的高硬度水时更显出其优越性,与有机稳定剂的效果相近。

在化学法中，还有一种常见的方法即是使用钠离子交换剂。钠离子交换机（NaR）对水的软化机理主要是：

NaR+Ca2+2Na++CaR2 (5)

NaR+Mg2+2Na++MgR2 (6)

R表示离子交换剂中的复合阴离子根, 一种不溶于水的高分子化合物。当交换剂上的钠离子全部被钙离子、镁离子所代替, 就失去了软化硬水的作用。这时, 可用8%―10%的食盐溶

液浸泡, 这个过程叫再生, 用Na+将Ca2+和Mg2+置换出来, 交换剂可再次使用。钠离子既可除暂时硬度, 又可除永久硬度, 获得可靠的软化效果, 在锅炉水处理中得到广泛的采用, 特别是大型锅炉一般采用离子交换法。

3 结论与展望

本文对锅炉水垢的形成原因及机理进行了分析，水中高浓度的钙、镁离子是水垢形成的主要原因。对锅炉水的软化主要应针对这两类离子。目前的软化方法主要分为物理法和化学法两大类，其中尤以物理法中的膜分离技术和化学法中的离子交换剂使用最为常见。锅炉水的处理对节能降耗具有重要意义，因此在工业生产中，应对锅炉水的软化给予足够的重视，以降低企业生产成本，达到更高的经济和环境效应。

参考文献

[1] 张明. 工业锅炉水处理对锅炉能效的影响[J]. 科技传播, 2010, (15): 17.

[2] 姚艾. 锅炉水处理不良引发的危害分析[J]. 兰州大学学报(自然科学版), 2008, (S1): 148-150.

[3] 杨庆华, 何建波, 马昕. 电磁水处理[J]. 浙江工业大学学报, 1999, (03): 55-59.

[4] Kern DQ, Seaton R E. British Chem Engng[J]. 1959, (4): 258-262.

[5] 王睿, 丁洁, 沈自求. 换热设备的结垢机理研究现状[J]. 化工进展, 1999, (03): 31-35+32.

[6] 王新祥. 换热设备结垢机理的研究进展[J]. 现代化工, 2002, (04): 22-25.

[7] 解利昕, 李凭力, 王世昌. 海水淡化技术现状及各种淡化方法评述[J]. 化工进展, 2003, (10): 1081-1084.

[8] 冯松. 反渗透技术在昆明卷烟厂锅炉水处理中应用设想研究[硕士]. 昆明理工大学, 2008.

[9] 李娜. 硬水软化在供热锅炉水处理中的应用[J]. 考试周刊, 2008, (29): 163-164.

化学硬水软化的方法范文第5篇

水资源的利用、开发和保护是当今世界关注的热点，也是中考考查的重点。近几年中考关于“水”的热点主要表现在以下几个方面：考查同学们从微观角度分析分子和原子的区别；水在自然界的分布、存在和用途以及水的净化；水的污染、危害以及防治水污染的措施。

热点一：水的组成

例1 水是一种单质还是一种化合物？试设计实验证明你的推论。

研析： 首先，水是一种纯净物。纯净物分单质和化合物两大类，也就是说水不是单质就是化合物。通过实验验证假设是科学研究的重要方法之一。解答这类实验设计题时须明确你要证明的东西。要证明水是化合物，只要设法证明水不只含一种元素，即至少由两种元素组成就行。

答案：设计电解水并验证两电极产生气体的成分实验。根据实验可知，水电解以后生成了氢气和氧气两种单质，而氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，可见水是由不同种元素组成的，是化合物。

例2 关于电解水生成氢气和氧气，以下说法不正确的是（）。

A． 电解水是分解反应

B． 电解水时水分子被破坏

C． 水中含有氢气和氧气，所以才能被电解

D． 电解水变化中的最小微粒是氢原子和氧原子

研析： 化学变化的实质是分子破裂，原子重新组合成新的分子或原子直接构成物质，化学变化中的最小微粒是原子，电解水是化学变化，水是由氢、氧元素组成。

答案：C

热点二：水的净化

例3 右图为自来水厂净水过程的示意图，请判断净水过程中有化学变化发生的是（）。

A. 从水库取水

B. 通过过滤池

C. 通过活性炭吸附池

D. 投药消毒

研析： 从水库取水（物理变化）加絮凝剂、反应沉淀池（物理变化和化学变化）过滤池过滤（物理变化）活性炭吸附（物理变化）清水池中投药消毒（化学变化）用户。

答案：D

例4 小冬同学制作的简易净水器如右图所示。

（1） 小卵石、石英沙和膨松棉的作用是______；活性炭的作用是______。

（2） 我认为可用______来检验净化后是硬水还是软水。

（3） 长期饮用硬水对人体健康不利，要降低水的硬度，我采取______方法。

研析： 同学们自制净水器首先应理解净水器的基本原理：小卵石、石英沙（过滤液体，滤去液体中不溶性物质）活性炭（滤去不溶性物质，吸附溶于水的杂质和除去臭味）膨松棉（过滤和保护活性炭）。通过蒸馏能将硬水软化为软水。

答案：（1） 过滤 吸附作用 （2） 肥皂水 （3） 蒸馏

热点三：水资源的利用和保护

例5 今年春季，某省出现数年来少有的干旱，城市居民的生活用水相当紧张，部分土地甚至因为严重缺水而没有耕种。针对这个事实，你有什么建议？（从开发水源、节约用水和环境保护三个方面说明）

研析： 本题是以当前普遍关注的热点问题设计的建议型开放性试题，解题关键在于如何解决水资源缺乏和改善水质的问题，应从开发水资源、保护水资源等方面展开丰富的联想，提出有关建议。