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为什么要软化水
天然水可分为硬水和软水两种：凡含有较大量钙、离子（无机矿物质）的水称为硬水,反之则 称为软水.水的硬度若由含有碳酸钠或碳酸氢引起的，这种水则称为暂时性硬水；水的硬度若由含有钙和的盐或氯化物引起的 这种水叫永久性硬水。
简单地说，水中碳酸钙的含量小于10毫克/升下的水就属于高标准的软水。在西方发达国家作为 90%的家庭用水（包括烹饪、洗涤、洗浴等）均使用软水。无污染的雨水、雪水、露水都是天然软水。
1.什么是硬水？
所谓硬水，就是含矿物质的水，主要是钙离子。钙离子和离子含量越多，水的硬度越大。当用硬水洗脸时，钙离子与香皂相互作用，形成不溶于水的钙皂，它像胶质的、有黏性的物质，粘附在脸上不易去掉。这样，原来皮肤上的污垢没有洗净，且又增添了新的污垢。这些污垢与钙皂形成的黏性物质堵塞在皮肤腺的开口处，不仅堵塞了皮肤的排泄通道，形成栓塞，刺激皮肤，还会影响皮肤的正常代谢，使皮肤过早地萎缩、老化。因此，在洗脸时我们要注意选择硬度小的软水。在自然界中，井水、泉水的硬度最大，湖水、河水硬度中等，雨水、雪水、蒸馏水的硬度最小，故用后三种水洗脸较好。
水的软硬与口感有关系，硬水爽口，多数矿泉水硬度较高，使人感到清爽可口，软水显得淡而无味。但用硬水泡茶，冲咖啡，口感将受到影响。有些食品加工用水比较讲究，水硬将影响食品加工，易造成蛋白质沉淀、无机盐沉淀或较难煮熟，而饮料用水又用软水较好。锅炉用水一般应使硬水软化，否则会因水垢太多而发生意外事故。热水壶和淋浴器上的水碱，浴室中的瓷砖及卫生洁具上难以擦洗的污渍，玻璃器皿上的斑点等都是硬水造成的。硬水使家庭水管逐渐堵塞、浪费能源、缩短热水器使用寿命，洗衣需要更多的洗涤用品，损伤棉织品，造成浪费。
2.有机污染物对人体带来的危害极大
当前我国水源有机物污染非常严重，有机物种类越来越多，据统计，常见的就有约7万多种。水中有机物的存在对胶体有保护作用，使其稳定性提高，不但给水处理增加了一定的难度，同时有毒的小分子有机物难以降解，并在生物体内蓄积，并有强烈的三致作用（致癌、致畸、致突变）或慢性毒性，有机物对人体的危害往往是滞后的，从发现到得病需要一个漫长的时间，甚至20—30年。另外有机物和氯消毒剂结合后产生卤代化合物，有许多已经确认是癌症的诱发物。其中主要是挥发性三卤甲烷和非挥发性的卤乙酸，后者致癌的危险是前者的50—100倍。
软水技术
工业上是怎么软化水的？
当前我们对家庭水处理的认识有一个错误消费观念和意识：只要“饮” 部分达标而其它方面用水差一点没关系。其实家庭生活饮用水除了饮用外还包括食用、沐浴、洗衣、冲厕等。实际上水中的各种物质有三分之一是通过沐浴等经皮肤吸收进入人体。好水可以提高水洗涤力，减少洗衣粉用量，减少水环境污染等，好水也可以减少冲厕恶臭从而改善室内环境。因此，除了“饮”部分，人的沐浴、洗漱、洗衣等用水也应该干净、卫生和没有污染。Brown等研究了皮肤对水中挥发性有机物的吸收，按成人饮水量2升/天、婴儿饮水1升/天、二者洗澡时间均为15分钟/天，饮用水常见挥发性有机物的皮肤吸收与口腔摄入的比例，成人与婴儿分别为63/37及40/60。Andelaman 报道了饮用水中三氯乙烯造成的户内呼吸摄入。以饮水量2升/人·天，沐浴耗水量40—95升/人·天计，淋浴时三氯乙烯的呼吸摄入量是饮水口腔摄入量的数倍。
所以，水中有害物质对人健康的危害不单纯从饮用产生的。据国外报道水中有害物质被人体吸收的比例大致为：1/3由口腔摄入；1/3在洗漱和沐浴中由皮肤吸收；1/3在沐浴时由随水蒸汽经呼吸道吸收。
工业上用到水的地方很多，根据用水水质的不同采用不同的处理方法达到应有的标准。而工业上通用的软化水方法是离子交换法。
离子交换水处理是指采用离子交换剂，使交换剂中和水溶液中可交换离子产生符合等物质的量规则的可逆换，导致水质改善而交换剂的结构并不发生实质性（化学的）变化的水处理方式。在这种水处理方式中，只有阳离子参与交换反应的，称阳离子交换水处理；只有阴离子参与交换反应的，称阴离子交换水处理；既有阳离子又有阴离子参与交换反应的，称阳、阴离子交换水处理。由于原水的水质千差万别，而对出水水质的要求又多种多样，所以有许多种类型的离子交换及某组合的水处理方法，采用这些水处理方法而使原水软化、除碱和除盐。离子交换剂中参与交换反应的离子是钠离子Na+时，此方法称为钠（Na）型离子交换法，此交换剂称为钠（Na）型阳离子交换剂，相类似的，有氢（H）型离子交换法及氢（H）型阳离子交换剂等。
钠型离子交换法是工业锅炉给水最通用的一种水处理方法。当原水经过钠型离子交换剂时，水中的Ca2+、Mg2+等阳离子与交换剂中的Na+进行交换，降低了水的硬度，使水质得到软化，故这种方法又称为钠离子交换软化法。
（1）交换过程
碳酸盐硬度（暂硬）软化过程：
Ca(HCO3)2 + 2NaR——CaR2 + 2NaHCO3
Mg(HCO3)2 + 2NaR——MgR2 + 2NaHCO3
非碳酸盐硬度（永硬）软化过程：
CaSO4 + 2NaR——CaR2 + Na2SO4
CaCl2 + 2NaR——CaR2 + 2NaCl
MgSO4 + 2NaR——MgR2 + Na2SO4
MgCl2 + 2NaR——MgR2 + 2NaCl
也可以用综合上述反应式的离子式表示：
Ca2+ + 2NaR——CaR2 + 2Na+
Mg2+ + 2NaR——MgR2 + 2Na+
（2）再生过程
在钠离子交换过程中，当软水出现了硬度，且残留硬度超过水质标准规定时，则认为钠离子交换剂已经失效。为了恢复其交换能力，就需要对交换剂进行再生（或还原）。再生过程是使含有大量钠离子的氯化钠（NaCl）溶液通过失效的交换剂层恢复其交换能力的过程。此时，钠离子又被离子交换剂所吸着，而交换剂中的钙、离子被置换到溶液中去。钠型离子交换剂的再生过程可用如下反应式表示：
CaR2 + 2NaCl——2NaR + CaCl2
MgR2 + 2NaCl——2NaR + MgCl2
生产中多采用食盐（NaCl）溶液作为再生剂。因为食盐比较容易得到，而且再生过程中所形成的产物（CaCl2、MgCl2）是可溶性盐类，很容易随再生液排出去。再生用食盐，大都采用工业用盐，其中杂质含量不宜过多，食盐溶液需澄清过滤后使用。通常认为，10%食盐溶液的硬度不应超过40mmol/L，悬浮物不应大于2%。离子交换剂再生时，一般要用经过澄清的8～10%的盐溶液。总的再生接触时间随离子交换树脂交联度的不同而变化，对于一般交联度7%左右的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，再生剂和树脂总的接触时间最低应保证45min以上。
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