水處理方法與原理之硬水軟化法

硬水的軟化需使用離子交換法，它的目的是利用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂以鈉離子來(lái)交換硬水中的鈣與鎂離子，靠此來(lái)降低水源內之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應式如下:

Ca²⁺+2Na^-EX→Ca^-EX₂+2Na⁺¹

Mg²⁺+2Na^-EX→Mg^-EX₂+2Na⁺¹

式中的EX表示離子交換樹(shù)脂，這些離子交換樹(shù)脂結合了Ca²⁺及Mg²⁺之后，將原本含在其內的Na⁺離子釋放出來(lái)。

現在市面上出售的離子交換樹(shù)脂為球狀的合成有機物高分子電解質(zhì)。樹(shù)脂基質(zhì)(resin matrix)內藏氯化鈉，在硬水軟化的過(guò)程中，鈉離子會(huì )逐漸被使用耗盡，則交換樹(shù)脂的軟化效果也會(huì )逐漸降低，這時(shí)需要作還原(regeneration)的工作，也就是每隔固定時(shí)間加入特定濃度的鹽水，一般是10%，其反應方式如下:

Ca^-EX₂+2Na^{+　(濃鹽水)}→　2Na^-EX+Ca²⁺

Mg^-EX₂+2Na^{+　(濃鹽水)}→　2Na^-EX+Mg²⁺

如果水處理的過(guò)程中沒(méi)有陽(yáng)離子的軟化，不只是逆滲透膜上會(huì )有鈣鎂體的沉積以致降低功效甚至破壞逆滲透膜，同時(shí)病人也容易得到硬水癥候群。硬水軟化器也會(huì )引起細菌繁殖的問(wèn)題，所以設備上需要有逆沖的功能，一段時(shí)間后就要逆沖一次以防止太多雜質(zhì)吸附其上。另一個(gè)值得注意問(wèn)題的是高血鈉癥，因為透析用水的軟化與再還原過(guò)程是靠定時(shí)器來(lái)控制，正常情況還原作用大多發(fā)生在半夜，這是靠閥門(mén)在控制，如果發(fā)生故障，大量鹽水就會(huì )涌進(jìn)水源，進(jìn)而造成病人的高血鈉癥。