去除硬度的植物类型

在实践中，通常使用两种植物化学沉淀去除硬度:一种采用污泥毡接触机制，以促进沉淀反应。第二种类型包括一个闪光混合，一个絮凝池和一个沉积盆地。前者被称为asolids-contact澄清器．闪速混合、絮凝和沉淀的后一种安排已在前面关于单元操作的章节中讨论过。

固体接触澄清器如图10.1所示。化学品被引入初级混合和反应区。在这里，新鲜的反应物通过转子产生的旋转作用进行混合叶轮同时也与从澄清区引入的回流污泥混合。回流污泥的目的是为化学反应的启动提供重要的核。然后混合物通过污泥毯向上流动，在那里发生二次反应和混合。然后反应产物溢流到澄清区，澄清水通过反应产物固体沉降分离出来。澄清后的水最终溢入污水排放。澄清所产生的沉淀污泥通过排泥管排出。

图10.1固体接触澄清器。(由Infilco Degremont, Inc.提供)

10.4等效CaCO3浓度

在文献中，硬度常用CaCO3来表示。用CaCO3来表示浓度可能会令人困惑。例如，当水的硬度为60时mg/L为CaCO3这到底是什么意思?与这个问题相关的是第二个问题:给定硬度物质的浓度，如何将其转换为等效的CaCO3硬度浓度?

要得到任何物质的质量，用该物质的等价物的数量乘以它的等价物的质量。因为参与一个化学反应的所有物质的当量数量是相等的，在这个化学反应中区分不同物质的是它们各自的当量质量。因此，为了得到60mg /L的CaCO3浓度，这个等价物的数量必须乘以等价物碳酸钙质量．这部分将决定等效质量。这实际上是50，将任何硬度物质的浓度转换为等效的CaCO3硬度浓度，只需将该物质的当量数乘以50即可得到。

设[CThard]eq表示硬度的当量总浓度，其中符号[]读作“浓度”，下标eq表示浓度以当量表示。如果存在的硬度离子只有钙和镁，

[CTMrdlq = [Ca2+]eq + [Mg2+]eq (10.1)

在给定的化学反应中，一种物质的当量数等于该反应中任何其他物质的当量数，因此，任意用参与化学反应的一种离子来表示硬度的总浓度是完全正确的。其他离子的浓度必须包含在这个被选择的离子的浓度中。例如，如果总硬度仅用镁离子表示，则前面的公式为

在此公式中，钙中所含总硬度的部分被纳入镁中，[Mg2+]eq。注意质数。术语[Mg2+]方程意味着它是一个以镁为单位的浓度，但钙离子浓度包含在其中，并以镁当量表示。而且，既然一种物质的等价物等于另一种物质的等价物，那么，硬度的总等价物在什么物质下表示，实际上是无关紧要的。然后，以类似的方式，总硬度浓度也可以表示为单独的钙离子如下

[CT，硬]eq = [Ca]eq (10.3)

在这个方程中，镁中所含的总硬度部分现在包含在钙中，[Ca2+]^。同样，注意质数。与术语[Mg2+]^类似，[Ca2+]^意味着它是钙的浓度，但镁离子包含在其中，并以钙等价物表示。如果其他硬度离子也存在，那么这些离子的浓度也将包含在一个特定的离子中，选择来表示硬度。

当任何离子参与化学反应时，它都会反应以满足它的离子电荷。例如，当钙离子和镁离子参与软化反应时，它们会反应到满足它们的两个离子电荷。因此，如果将化学反应写出来，就会发现Ca2+和Mg2+的参考物质数为2，相应的等效质量为Ca/2和Mg/2。在摩尔浓度方面，[Ca2+]eq等于[Ca2+](Ca/Ca/2) = 2[Ca2+]。通过类比，[Ca2+] ^ = 2 [Ca2+]'，其中[Ca2+]'现在是包含所有浓度的钙离子的等效摩尔浓度。还有，[Mg]e?= (Mg)(毫克/毫克/ 2)= 2 (Mg2 +),再一次,以此类推,[Mg2 +]“e ?= 2 (Mg)”。[Mg]'是镁离子的等效摩尔浓度，也包括所有浓度。考虑方程式。 (10.2) and (10.3) simultaneously and expressing the molar concentrations of the calcium and magnesium hardness in terms of calcium only,

[CrMJeq = [Mg2+Kq = [Ca2+Kq = 2 [Ca2+]' (10.4)

术语2[Ca]'可以转换为[CaCO3]'。具体过程如下:在CaCO3中，一摩尔的[Ca2+]等于一摩尔的[CaCO3]。因此，2[Ca2+]' = 2[CaCO3]'，式(10.4)为

[CjMrdlq = [Mg2% = [Ca2% = 2 [Ca2 +] = 2(碳酸钙)或(10.5)(碳酸钙)= [CYlq = [MO-q = do.6)

[CaCO3]'是用CaCO3的摩尔数表示的等效摩尔浓度。因此，要得到等效的碳酸钙质量浓度，必须乘以CaCO3 = 100。因此,

[CaCO3]'(100) = (^^^ 100) = 50 [CTMrd I

[CTMrd] asCaC03 = 50 ^ ^ = 50 [Mg2 +] ^ = 50 [Ca2 +] ^ (10.7)

因此，硬度的浓度以质量的形式表示碳酸钙是等于硬度([CT,hard]eq， [Mg，或[Ca2+Q除以2倍碳酸钙分子质量的等价物的数量。或者，简单地说，用CaCO3的质量表示的硬度浓度等于硬度的等量数([Cj;hard]eq， [Mg或[Ca2+Q乘以50。

注意，式(10.7)仅用CaCO3的质量表示硬度的浓度。虽然使用了碳酸钙的符号，但它并没有说明存在CaCO3物种的实际浓度;甚至有可能不存在任何种类的碳酸钙，而是MgCO3或任何其他种类的碳酸钙，其浓度简单地用CaC03表示。

应用式(10.7)，假设水样中Mg2+的浓度为60 mg/L，即CaC03。Mg2+的meq/L = [Mg2+]eq = [Mg2+] ^ = 60/50 = 1.2, mg/L中镁的浓度为1.2(mg/ 2) = 1.2(24.3/2) = 14.58 mg/L。

下面以镁离子为例进行反应:

Mg(HC03)2 + 2Ca(OH) 2 ^ Mg(OH) 21 + 2CaC03i + 2H0H

在这个反应中CaCO3的等效质量= 2(CaCO3)/2 = 100。同样，在任何给定的化学反应中，所有参与的物质的等价物的数量是相等的。因此，如果镁离子的当量数是1.2 meq/L, CaCO3的当量数也必须是1.2 meq/L。因此，从该反应中，1.2 meq/L Mg2+对应的碳酸钙浓度为1.2(100)= 120 mg/L CaCO3。或者，因为这种物质实际上是碳酸钙，它只是120毫克/升的caco3 -不再是“as”。

120mg /L CaCO3浓度与镁离子CaCO3浓度60mg /L有什么关系?60mg /L不是碳酸钙的浓度，而是用CaCO3表示的镁的浓度。这两者是非常不同的。在“120”中，有真正的碳酸钙存在，而在“60”中，没有。

同样，将镁浓度表示为60 mg/L CaCO3并不意味着有60 mg/L的CaCO3，而是有60 mg/L的镁离子表示为CaCO3。用一种物质的浓度表示另一种物质的浓度是归一化。这类似于用美元来表示其他货币。去菲律宾，你可以用美元购物，因为美元和比索之间有一种正常化(转换)。

例10.1已知原水中总硬度的CaCO3浓度为300mg /L。计算浓度，单位为毫克/升。

解决方案:

[CTMrd]meq = ^Hy = 6.0 meq/L Ans

继续阅读:Limesoda过程

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