一、什么是水的硬度
水中有些金屬陽(yáng)離子，同一些陰離子結合在一起，在水被加熱的過(guò)程中，由于蒸發(fā)濃縮，容易形成水垢，附著(zhù)在受熱面上而影響熱傳導，我們把水中這些金屬離子的總濃度稱(chēng)為水的硬度。如在天然水中最常見(jiàn)的金屬離子是鈣離子（Ca2+）和鎂離子（Mg2+），它與水中的陰離子如碳酸根離子（CO32-）、碳酸氫根離子（HCO3-）、硫酸根離子（SO42-）、氯離子（Cl-）以及硝酸根離子（NO3-）等結合在一起，形成鈣鎂的碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物以及硝酸鹽等硬度。水中的鐵、錳、鋅等金屬離子也會(huì )形成硬度，但由于它們在天然水中的含量很少，可以略去不計。因此，通常就把Ca2+、Mg2+的總濃度看做水的硬度。
水的硬度對鍋爐用水的影響很大，因此，應根據各種不同參數的鍋爐對水質(zhì)的要求對水進(jìn)行軟化或除鹽處理。
二、水的硬度有哪幾種？
水的硬度分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度兩種。
（1）碳酸鹽硬度 主要是由鈣、鎂的碳酸氫鹽[Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2]所形成的硬度，還有少量的碳酸鹽硬度。碳酸氫鹽硬度經(jīng)加熱之后分解成沉淀物從水中除去，故亦稱(chēng)為暫時(shí)硬度，其反應式如下：
Ca（HCO3）2==CaCO3↓+CO2↑+H1O
Mg（HCO3）2==Mg（OH）2↓+2CO2↑
（2）非碳酸鹽硬度 主要是由鈣鎂的硫酸鹽、氯化物和硝酸鹽等鹽類(lèi)所形成的硬度。這類(lèi)硬度不能用加熱分解的方法除去，故也稱(chēng)為永久硬度，如CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca（NO3）2、Mg（NO3）2等。
碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和稱(chēng)為總硬度。
水中Ca2+的含量稱(chēng)為鈣硬度。
水中Mg2+的含量稱(chēng)為鎂硬度。
當水中的總硬度小于總堿度時(shí)，它們之差稱(chēng)為負硬度。
三、硬度的單位是如何表示的？
硬度的常用單位是mmol/L或mg/L。過(guò)去常用的當量濃度N現已停用。換算時(shí)，1N=0.5mol/L。
由于硬度并非是由單一的金屬離子或鹽類(lèi)形成的，因此，為了有一個(gè)統一的比較標準，有必要換算為另一種鹽類(lèi)。通常用CaO或者是CaCO3的質(zhì)量濃度來(lái)表示。當硬度為0.5mmol/L時(shí)，等于28mg/L的CaO，或等于50mg/L的CaCO3。此外，各國也有的用德國度、法國度來(lái)表示硬度。1德國度等于10mg/L的CaO，1法國度等于10mg/L的CaCO3。0.5mmol/L相當于2.8德國度、5.0法國度。
四、硬水對工業(yè)生產(chǎn)有什么危害？
硬水作為工業(yè)生產(chǎn)用的冷卻水，會(huì )使換熱器結水垢，嚴重的不僅會(huì )阻礙水流通道，使熱交換效果大大降低，影響生產(chǎn)的順利進(jìn)行，甚至被迫停產(chǎn)。結垢還會(huì )產(chǎn)生垢下腐蝕，會(huì )使換熱器穿孔而損壞，不僅物料漏損，而且增加設備投資費用，浪費鋼材。硬水用于洗滌，也往往影響產(chǎn)品質(zhì)量，如紡織印染會(huì )造成織物的斑點(diǎn)，不僅影響美觀(guān)，而且影響強度。硬水作為鍋爐用水，在鍋內加熱后，經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮過(guò)程，使鍋爐受熱面結水垢，而水垢的導熱性能極差。
水垢的導熱性能只有鋼材的幾百分之一。在鍋爐內結垢之后，如果仍要達到無(wú)水垢時(shí)同樣的爐水溫度，勢必要提高受熱面的壁溫，例如1.01Mpa（10atm）的鍋爐，壁溫為280℃，當硅酸鹽水垢達1mm厚時(shí)，要達到同樣的爐水溫度，壁溫要提高到680℃，此時(shí)鋼板的強度自3.92Mpa（40kgf/cm2）降至0.98Mpa（10kgf/cm2），嚴重的會(huì )引起爆裂事故。金屬溫度升高還會(huì )使金屬伸長(cháng)，1m長(cháng)的鋼板，每升高100℃，伸長(cháng)1.2mm，增加材料應力，導致?lián)p壞。此外，結垢之后，使受熱面的傳熱情況變壞，燃燒熱也不能很好地傳給水，降低了鍋爐的熱效率，從而白白浪費燃料，如結有1.5mm厚硫酸鹽水垢，就要浪費燃料10%以上，并使鍋爐的出力大為降低。結水垢之后，還得經(jīng)常清洗，不僅影響生產(chǎn)，且而降低鍋爐使用壽命，還要耗費人力物力。因此，硬水對工業(yè)生產(chǎn)的危害很大，必須根據產(chǎn)品或設備對水質(zhì)的要求，對硬水進(jìn)行軟化、除鹽或其他有效的水處理。
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