軟水鹽的替代品有哪些?
發(fā)布時(shí)間:5/16/2025 10:05:00 AM 發(fā)布人:admin
軟水鹽主要用于軟化水設(shè)備中樹(shù)脂的再生,以去除水中的鈣、鎂離子等硬度成分。在實(shí)際應(yīng)用中,由于各種原因,人們常常需要尋找軟水鹽的替代品。以下將介紹幾種常見(jiàn)的軟水鹽替代品及其原理、優(yōu)缺點(diǎn)等。
芒硝水
- 原理:芒硝水即硫酸鈉水溶液,其代替工業(yè)鹽制備軟水的原理基于離子交換。在軟化水過(guò)程中,水中的鈣、鎂離子與芒硝水中的硫酸根離子結(jié)合,形成硫酸鈣、硫酸鎂等沉淀,從而降低水的硬度。
- 工藝流程:首先將芒硝溶解制成一定濃度的芒硝水溶液,然后將該溶液引入軟化水設(shè)備,與硬水進(jìn)行離子交換反應(yīng)。經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)后,去除沉淀,得到軟水。
- 優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是采用芒硝水制備的軟水質(zhì)量指標(biāo)合格,且制備成本明顯低于使用工業(yè)鹽。缺點(diǎn)在于芒硝水在使用過(guò)程中,對(duì)設(shè)備的材質(zhì)和工藝要求可能較為特殊,需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
液體鹽
- 原理:液體鹽作為軟化水設(shè)備樹(shù)脂再生劑,同樣基于離子交換原理。液體鹽中的鈉離子與樹(shù)脂上吸附的鈣、鎂離子進(jìn)行交換,使樹(shù)脂恢復(fù)軟化水的能力。
- 優(yōu)缺點(diǎn):使用液體鹽代替工業(yè)粗鹽,能夠降低設(shè)備運(yùn)行成本。然而,液體鹽的儲(chǔ)存和運(yùn)輸相對(duì)固體鹽更為復(fù)雜,需要專門的儲(chǔ)存容器和輸送設(shè)備,且對(duì)儲(chǔ)存環(huán)境有一定要求,如防泄漏、防潮等。
生物可降解材料
- 種類及原理:像藻類提取物、海藻(如 Centroceras clavulatum、Enteromorpha flexuosa、Grateloupia lithophila、Enteromorpha intestinalis 等品種)等生物可降解材料,可用于水軟化。這些材料含有特定的成分,能夠與水中的鈣、鎂離子發(fā)生反應(yīng),從而降低水的硬度。例如,海藻中的某些多糖成分可以與金屬離子形成絡(luò)合物,實(shí)現(xiàn)水的軟化。
- 優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保,可生物降解,克服了傳統(tǒng)樹(shù)脂軟化方法可能帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。并且在皮革工業(yè)等領(lǐng)域,這些材料對(duì)硬度的降低效果顯著。但缺點(diǎn)是其軟化效果可能受生物材料的來(lái)源、質(zhì)量、處理?xiàng)l件等因素影響,穩(wěn)定性相對(duì)傳統(tǒng)軟水鹽可能較差,大規(guī)模應(yīng)用時(shí),供應(yīng)的穩(wěn)定性和質(zhì)量控制是挑戰(zhàn)。
沸石基地質(zhì)聚合物
- 制備及原理:由稻殼灰、高嶺土和 NaOH 活化劑通過(guò)溶膠 - 凝膠法成功合成。NaOH 活化劑濃度的變化會(huì)影響二氧化硅(SiO?)和氧化鋁(Al?O?)的溶解程度,進(jìn)而影響地質(zhì)聚合物的結(jié)構(gòu)。其軟化水原理是通過(guò)其特殊的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),對(duì)水中的 Ca²?和 Mg²?離子進(jìn)行吸附,從而降低水的硬度。
- 優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是利用生物質(zhì)資源,較為環(huán)保,且吸附能力較強(qiáng)。例如,當(dāng) NaOH 濃度為 12M 時(shí)制備的 Geopolymer 12,在 40°C 下吸附 60 分鐘,對(duì) Ca²?和 Mg²?離子的吸附容量可達(dá) 97.4%。然而,制備過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,對(duì)反應(yīng)條件要求較為嚴(yán)格,且不同批次制備的產(chǎn)品性能可能存在一定差異。
木薯皮水熱炭
- 制備及原理:采用水熱碳化(HTC)方法成功合成木薯皮水熱炭。該材料表面含有 O - H stretch、C - H stretch、C≡C stretch 和 C = C stretch 等功能基團(tuán),這些基團(tuán)可以與水中的 Ca²?和 Mg²?離子發(fā)生離子交換或絡(luò)合反應(yīng),從而達(dá)到軟化水的目的。
- 優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)是變廢為寶,利用木薯皮生物質(zhì)減少浪費(fèi),同時(shí)對(duì) Ca²?和 Mg²?離子具有一定的吸附能力,如對(duì) Ca²?離子的吸附容量為 85.240mg/g,對(duì) Mg²?離子的吸附容量為 87.210mg/g。缺點(diǎn)是其吸附性能可能受木薯皮來(lái)源、碳化條件等因素影響,且相比一些成熟的軟水方法,其大規(guī)模應(yīng)用的技術(shù)和設(shè)備配套還需進(jìn)一步完善。