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當硬度高、堿度也高的水直接作補充水進入循環冷卻水系統后，會使循環水水質處理的難度增大，同時濃縮倍數的提高也受到限制。另外高硬水也不宜直接作鍋爐水的給水。立式水管鍋爐、立式火管鍋爐及臥式內燃鍋爐的給水總硬度要求在4.0mmol/L以下。總硬度過高的水不能直接采用離子交換方法達到軟化水的要求，經濟效果也不好。堿度過高的水，也不能直接作為鍋爐的補給水。所以上述這類水質均需在進入冷卻水系統、鍋爐和離子交換軟化系統前，首先采用化學藥劑方法進行預處理。

（一） 軟化方法

通常對硬度高、堿度高的水采用石灰軟化法；對硬度高、堿度低的水采用石灰-純堿軟化法；而對硬度低、堿度高的負硬水則采用石灰-石膏處理法。

1.石灰軟化法

為避免投加生石灰（CaO）產生的灰塵污染，通常先將生石灰制成消石灰Ca(OH)2（即熟石灰）使用，其反應如下

CaO+H2O====Ca(OH)2

消石灰投入高硬水中，會產生下列反應

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都是難溶化合物，可從水中沉淀析出。

但水中的永硬和負硬卻不能用石灰處理的方法除去，因為鎂的永硬與負硬和消石灰會產生下列反應

MgSO4+Ca(OH) 2====Mg(OH) 2$+CaSO4

MgCl2+Ca(OH) 2====Mg(OH) 2$+CaCl2

NaHCO3+Ca(OH) 2====CaCO3$+NaOH+H2O

由反應式可看出，鎂的永硬全部轉化為等量的溶解度很大的鈣的永硬，而負硬則轉化為等量的氫氧化鈉、堿度，所以水中的堿度沒有除去。

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]——需投加的工業石灰量，mg/L；

[CO2]——原水中CO2的濃度（1/2CO2計），mmol/L;

[Ca(HCO3) 2]——原水中Ca(HCO3) 2的濃度[1/2Ca(HCO3) 2計]，mmol/L

[Mg(HCO3) 2]——原水中Mg(HCO3) 2的濃度[1/2 Mg(HCO3) 2計]mmol/L；

Z1——工業石灰純度，%；

28——1/2CaO的摩爾質量，g/mol；

B——石灰過剩量（1/2CaO計），mmol/L(一般為0.2—0.4mmol/L)。

2．石灰-純堿軟化法

石灰軟化法只適用于暫硬高、永硬低的水質處理。對硬度高堿度低即永硬高的水，可采用石灰-純堿軟化法，即加石灰的同時再投加適量的純堿（NaCO3又稱蘇打）。其反應如下

CaSO4+Na2CO3====CaCO3$+Na2SO4

CaC12+Na2CO3====CaCO3$+2NaC1

MgSO4+Na2CO3====MgCO3$+Na2SO4

MgC12+Na2CO3==== MgCO3$+2 Na2 C1

MgCO3+Ca(OH)2====CaCO3$+Mg(OH)2

經石灰-純堿軟化后的水，其硬度可降為0.15-0.2mmol/L。此外，永硬也可以直接用離離子交換法除去。

石灰-純堿加入量可按下列計算式估算。

(1)  石灰用量估算

[CaO]=28/Z1{[CO2]+M總+HMg+B}  mg/L

(2)  純堿用量估算

[Na2C03]=53/Z2 (H永+B)  mg/L

式中  M總——原水總堿度（H+計），mmol/L;

HMg——原水鎂硬度（1/2Mg+計），mmol/L；

[Na2C03]——純堿投加量，mg/L;

H永——原水永硬（1/2Ca2++1/2Mg+計），mmol/L；

B——純堿過剩量[1/2Na2C03計]，mmo1/L(一般取1.0-1.4mmol/L)；

53——1/2 Na2C03的摩爾質量，g/mol;

Z2——工業純堿的純度，%。

其他符號同前。

(3)石灰-石膏處理法

對于高堿度的負硬水，即水中總堿度大于總硬度的水，此時水中多余的總堿度常以Na2 HC03或KHCO3形式存在，對這些多余的堿度常以石灰-石膏處理法除去，因為

2 Na2HC03+ CaSO4+ Ca(OH) 2====2 CaCO3$+ Na2SO4+2H2O

2KHCO3+ CaSO4+ Ca(OH) 2====2 CaCO3$+ K2SO4+2H2O

(二)軟化的設備

石灰軟化設備包括制備消石灰的設備、投加消石灰與原水充分混合的設備，以及生成的碳酸鈣、氫氧化鎂等沉淀物的沉淀和過濾分離設備。圖2-20、圖2-21和圖2-22為一般常見的石灰軟化系統的流程圖。

除氯

原水經過混凝、沉淀、澄清、過濾后，即可作為工業用水使用。如果作為飲用水，還必須進行消毒處理，以防止疾病傳播。通常在水中通入氯氣作為殺死細菌等微生物的消毒