2.6 硬水的软化

所谓“硬水”，是指水中存在较多溶解的矿物质成分，尤其是钙和镁。

水在蒸发及降雨过程中吸收溶解大气中的污染物；降水落到地面，溶解地面上的污物；地面水渗入地下或汇入江河的过程中，不断溶解所接触到的矿物质、化学物质等。水在水循环中溶解了所接触到的钙、镁离子，便形成了水的硬度。

2.6.1 硬度的表示和分类

硬度单位是度，1度相当于每升水中含10mg的氧化钙（或相当于10mg氧化钙的物质）。硬度在8度以上者为硬水，地下水（如井水、泉水）的含盐量通常较多，属于硬水。在硬水中，钙盐和镁盐以碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物和硝酸盐的形式存在。通常硬度在0～4度称为极软水，4～8度称为软水，8～16度称为微硬水，16～30度称为硬水，30度以上称为极硬水。

水的硬度一般可以分为两类：一类是暂时硬度，另一类是永久硬度。暂时硬度的水中所含的主要是碳酸氢钙或碳酸氢镁，这种水经过煮沸以后，水里所含的碳酸氢钙或碳酸氢镁就会分解成不溶于水的碳酸钙和难溶于水的氢氧化镁沉淀。当这些沉淀物析出，水的硬度就可以降低，从而使硬度较高的水得到软化。水的永久硬度则是由钙和镁的硫酸盐或氯化物引起的，永久硬度不能用加热的方法软化。

2.6.2 硬水的危害

硬水不仅会对我们的生产生活造成严重的影响，也会对我们的身体造成一定的危害。下面简要列举硬水的一些危害：

（1）长期饮用高硬度的水，会引起心血管、神经、泌尿等系统的病变。

（2）水壶烧开的水口感差，且常常造成壶底结垢，用这种水做饭严重影响饭菜的味道和质量。

（3）沐浴时，头发、皮肤常有干涩、发紧的感觉，令皮肤加速衰老。

（4）洗涤衣物时，浪费洗涤剂，且衣物不易洗净、洗后的衣物发脆发硬，并残存有洗涤剂的味道。

（5）餐具、洁具上常常会出现水渍、斑点，需要经常清洗，水池甚至墙壁上出现水垢等。

（6）热水器随着使用时间的增加而热效率降低，这也是因为积存的水垢增加了，不仅浪费能源，还形成了安全隐患。

2.6.3 硬水的软化方法

（1）离子交换法

采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙、镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了因温度的升高而造成水垢的情况。这种方法是目前最常用的标准方式。其主要优点有：效果稳定准确，工艺成熟；可以将硬度降至零。采用这种方式的软化水设备一般也叫作“离子交换器”（由于采用的多为钠离子交换树脂，所以也多称为“钠离子交换器”）。

（2）膜分离法

纳滤膜（NF）及反渗透膜（RO）均可以拦截水中的钙、镁离子，从而从根本上降低水的硬度。这种方法的特点是，效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。此法一般较少用于专门的软化处理。

（3）石灰法

向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。

（4）电磁法

采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙（碳酸镁）沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。其特点有：设备投资小，安装方便，运行费用低；但是效果不够稳定，没有统一的衡量标准，而且由于主要功能仅是影响一定范围内的水垢的物理性能，所以处理后的水的使用时间、距离都有一定局限。此方法多用于商业（如中央空调等）循环冷却水的处理，不能应用于工业生产及锅炉补给水的处理。

（5）加药法

向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙、镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。现工业上可以使用的阻垢剂很多。这种方法的特点有：一次性投入较少，适应性广；但水量较大时运行成本偏高，由于加入了化学物质，所以水的应用受到很大限制，一般情况下不能应用于饮用、食品加工、工业生产等领域，在民用领域中也很少应用。