课程名称：《水质工程学I》第周，第21讲次摘要S7-1、水软化的目的与方法概述授课题目（章、节）【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】属工业给水处理某些工业用水，对水质有特殊的要求：如：硬度：蒸发残渣；纯度；温度；腐蚀性；结垢的缓解等。包括：水的软化；水的淡化和除盐；水的冷却；循环水水质稳定。s7一1、水软化的目的与方法概述悬浮物胶体状物质混凝，沉淀，过滤，菌类天然水中含消毒处理。有的杂质溶解盐类一软化和除盐处理。气体（C02、02)一曝气，化学处理。一、天然水中溶解的盐类及其析出的规律：1、溶解于水中的盐以离子态存在，阴、阳离子当量数相同，水呈电中性。水中：阳离子：主要Ca2*MgNaK少量Fe2Mn2*Sr2+Fe3+A13+阴离子：主要：HCO3-SO.2-C1少量：Co32-Si032-2、水中溶解离子的加热蒸发组合规律：
课程名称：《水质工程学 I》 第 周，第 21 讲次 摘 要 授课题目（章、节） §7—1、水软化的目的与方法概述 【目的要求】通过本讲课程的学习，学会建立的方法，的特点。 【重 点】 【难 点】 内 容 【本讲课程的引入】 【本讲课程的内容】 属工业给水处理 某些工业用水，对水质有特殊的要求： 如：硬度；蒸发残渣；纯度；温度；腐蚀性；结垢的缓解等。 包括：水的软化；水的淡化和除盐；水的冷却；循环水水质稳定。 §7—1、水软化的目的与方法概述 悬浮物 胶体状物质 混凝，沉淀，过滤， 天然水中含 菌类 消毒处理。 有的杂质 溶解盐类—软化和除盐处理。 气体(CO2、O2)—曝气，化学处理。 一、天然水中溶解的盐类及其析出的规律： 1、溶解于水中的盐以离子态存在，阴、阳离子当量数相同，水呈电中 性。 水中：阳离子：主要 Ca2+ Mg2+ Na+ K + 少量 Fe2+ Mn2+ Sr2+ Fe3+ Al3+ 阴离子：主要：HCO3－ SO4 2－ Cl－ 少量：CO3 2－ SiO3 2－ 2、水中溶解离子的加热蒸发组合规律：
水中的多种阴阳离子说不上结合成了那些化合物，但加热后，有析出的先后顺序。阳离子析出的顺序为：Ca2→Mg2-→ Nat → K阴离子析出的顺序为：HC03- → SO42-→ C1-注：HCO3的析出是反应后析出，2HC03-→MCO3+CO2 1 +H20假设化合物一一将水中各种离子加热水蒸发，按其沉淀折出的先后顺序，假想组成某些结合物。c (1/2Ck2*)=2.4(1/2Mg2+)=1.2c (Na*) =1.2(HCO;)=1.2c (1/2SO-) =1.8c (c-) =1.8c( ↓cso.)c(↑ Meso.)c( 1Mech)(ca (HCO)e(NaCl)=1.2=1.2=1.2=0.6=0.6水中离子的假想结合注：数字表示物质的量浓度，以mmal/L计。应用：（1）可以拟定水的处理方案：（2）可知物质析出的先后顺序；（3）可以写出化学方程式。注意：水质分析的阴阳离子当量数应相等，如不相等时，误差不可超过5%。二、硬度：硬度物质：Ca2+MgFe2Mn2Sr2Fe3A1等1、（总）硬度一一把水中能生成水垢的钙、镁离子的总含量称为水的总硬度，用Ht表示。2、硬度分类：总硬度又分为：（1）碳酸盐硬度（暂时硬度）Hc：加热后可以析出CaCO；MgCO3Mg(OH)2沉淀的硬度
水中的多种阴阳离子说不上结合成了那些化合物，但加热后，有析 出的先后顺序。 阳离子析出的顺序为： Ca2+ →Mg2+ → Na+ → K + 阴离子析出的顺序为： HCO3－ → SO42 －→ Cl－ 注：HCO3 －的析出是反应后析出， 2HCO3－ ⎯⎯→ MCO3+CO2↑+H2O 假设化合物——将水中各种离子加热水蒸发，按其沉淀折出的先后 顺序，假想组成某些结合物。 应用：（1）可以拟定水的处理方案； （2）可知物质析出的先后顺序； （3）可以写出化学方程式。 注意：水质分析的阴阳离子当量数应相等，如不相等时，误差不可超 过 5%。 二、硬度： 硬度物质：Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ Sr2+ Fe3+ Al3+等 1、（总）硬度——把水中能生成水垢的钙、镁离子的总含量称为水 的总硬度，用 Ht 表示。 2、硬度分类：总硬度又分为： （1）碳酸盐硬度（暂时硬度）Hc：加热后可以析出 CaCO3 ； MgCO3； Mg(OH)2沉淀的硬度
Ca?++2HCO,^>CaCO, ↓+CO, +H,OMg2++2HCO,^→MgCO,+CO,+H,OMgCO,+H,0-→Mg(OH)2+C0)（2）非碳酸盐硬度（永久硬度）Hn：加热后不析出沉淀物，如MgS04按离子种类分：钙硬度：Hca镁硬度：HMg复习化学单位：一、物质的量n：1、使用物质的量n所表达的是：基于某一物系中所包含某特定种类粒子数多少而给出的一个量。2、物质的量n是SI的基本量，因而它不可能有意义。（因为一切基本量都没有定义）3、表达式：系统中有N个基本单元X，其基本单元X的量n（x)为：N(X)n(X)=LL一阿伏加德罗常数L=6.0221376×1023mo1-1X一基本单元，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其它粒子，或是这些粒子的“特定组合”。1.2如：2CO2；MnO;e";N;543CC（碳—碳键）。例：ni(S)和n(Ss)n.(S)一是以1个S做基本单元。ni(Ss)一是以8个S做基本单元。若:(5)- _8() 8(s)LL:. ni(S) =8n,(Ss)1:= zn(X通式：nZ
Ca HCO3 CO3 CO2 H2O 2 + 2 ⎯→Ca + + + − Mg HCO3 CO3 CO2 H2O 2 + 2 ⎯→Mg + + + − MgCO3 +H 2O ⎯→Mg(OH) 2 +CO2 （2）非碳酸盐硬度（永久硬度）Hn：加热后不析出沉淀物，如 MgSO4 按离子种类分： 钙硬度：HCa 镁硬度：HMg 复习化学单位： 一、物质的量 n： 1、使用物质的量 n 所表达的是：基于某一物系中所包含某特定种类粒 子数多少而给出的一个量。 2、 物质的量 n 是 SI 的基本量，因而它不可能有意义。（因为一切基本 量都没有定义） 3、表达式：系统中有 N 个基本单元 X，其基本单元 X 的量 n(X)为： L N X n X ( ) ( ) = L— 阿伏加德罗常数， L=6.0221376×1023mol－1 X—基本单元，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其它粒 子，或是这些粒子的“特定组合”。 如：2CO2； − 4 5 1 MnO ； − e 3 2 ；N； C—C（碳—碳键）.。 例：n1(S)和 n1(S8) n1(S)—是以 1 个 S 做基本单元。 n1(S8)—是以 8 个 S 做基本单元。 若: ( ) ( ) 8 8 1 8 ( ) 8 ( ) S L N L N S L N S n S = = = ∴ n1(S) =8n1(S8) 通式： X zn(X ) z n = 1 1
1X一称为当量粒子。Z常用：Z一等于离子电荷数。二、摩尔质量M：1、摩尔质量M：是联系物质的量n与其质量m的一个量。2、定义：某一基本单元X在一物系中的总质量为m(x），其量为n(x），则其摩尔质量m(x)M(x)为: M(X)=n(x)单位：g/mol对于给定的基本单元X，其摩尔质量M(x）是一物理常量。如：M(Ca) =40.08 g/molM (H)=1.0079g/molM (H)=1.0074g/mo1M (1/2Ca*)=20.04g/mol3、摩尔质量M(x)与M（-X）的关系：2M(!x)-1 M(x)Ml(z)三、物质的量浓度C：1、定义：c(x)=n()=_m(x)VM(x)VV一溶液的体积，常用单位升（L）或毫升（ml）。2、同一溶液，X与当量粒子=X的浓度关系：z= C(X)c(x):3、硬度的单位与度量：
X z 1 —称为当量粒子。 常用：z—等于离子电荷数。 二、 摩尔质量 M： 1、摩尔质量 M：是联系物质的量 n 与其质量 m 的一个量。 2、定义：某一基本单元 X 在一物系中的总质量为 m(x) ，其量为 n(x) ， 则其摩尔质量 M(x)为： ( ) n(X ) m X M (X ) = 单位：g/mol 对于给定的基本单元 X，其摩尔质量 M(x)是一物理常量。 如： M(Ca) =40.08 g/mol M (H)=1.0079 g/mol M (H+ )=1.0074g/mol M (1/2Ca2+)=20.04g/mol 3、摩尔质量 M(X)与 M ( X z 1 ) 的关系： M (X ) z X z M 1 1 = 三、 物质的量浓度 C： 1、定义： ( ) ( ) ( ) M (X )V m X V n X C X = = V—溶液的体积，常用单位升（L）或毫升（ml）。 2、同一溶液，X 与当量粒子 X z 1 的浓度关系： X zC(X ) z C = 1 ( ) = X z C z C X 1 1 3、硬度的单位与度量：
（1）物质的量浓度：i法定：mmol/L1/2Ca2+的摩尔浓度，以电子数为粒子量单位。i常用：mmol/LCa2摩尔浓度，以Ca粒子量单位。（2）当量浓度：meq/L毫克当量（3）德国度：10mgCa0/L为一度d（4）折算CaCO,的量浓度：美日等国用。mg（CaCO3）/L换算关系：1（Ca)mmol/L=2.0(1/2Ca2)mmol/L=2.0meg/L=5.6d°=100mg(CaC03)/L硬度表示方法及其换算关系度当量浓度CaCO,的质量浓度表示方法物质的量浓度CacO,的c (Cat) =c(1/2Ca+)=Ca2*的豪克当定义10mgCaO/L量数/体积质量/体积"(Ca**) /V(1/2Ca*)/V单位mmol/Lmmol/Lmeq/L德国度（d）mg/Lc (Ca"*),12.02.01005.6mmol/Lc (1/2Ca2*),502.81!0.50mmol/L算502.8meg/L0.5011关mg/L系1I0.010.020.020:056(CaC0)德国度（d)0.180.360.3617.914、天然水据硬度分类；极软水：<4d°<1.5mmo1(1/2Ca2)/L软水：4~8 d1.5~3.0mmo1(1/2Ca2)/L中硬水：8~16 d°3.0~6.0mmo1(1/2Ca2)/L硬水：16~30d°6.0~11.0mmo11/2Ca)/L>11.Ommo1(1/2Ca*)/L极硬水：>30d°5、硬度与碱度的关系：两者单位相同。碱度：水中所含能与强酸发生中和作用的全部物质
（1）物质的量浓度： ⅰ法定： mｍol/L 1/2 Ca2+ 的摩尔浓度， 以电子数为粒子量单位。 ⅱ常用： mｍol/L Ca2+ 摩尔浓度， 以 Ca2+粒子量单位。 （2）当量浓度： meq/L 毫克当量. （3）德国度：10mgCaO/L 为一度 d° （4）折算 CaCO3的量浓度：美日等国用。 mg(CaCO3) /L 换算关系： 1（Ca2+）mｍol/L =2.0(1/2 Ca2+) mｍol/L = 2.0meg/L=5.6 d°=100mg(CaCO3) /L 4、天然水据硬度分类； 极软水： <4d° <1.5mmol(1/2Ca2+)/L 软水： 4～8 d°1.5～3.0mmol(1/2Ca2+)/L 中硬水： 8～16 d°3.0～6.0mmol(1/2Ca2+)/L 硬水：16～30 d° 6.0～11.0mmol(1/2Ca2+)/L 极硬水： >30 d° >11.0mmol(1/2Ca2+)/L 5、硬度与碱度的关系：两者单位相同。 碱度：水中所含能与强酸发生中和作用的全部物质