在我们日常的生活和生产过程中,无时无处不与水打交道。天然水中含有各种盐类,这些盐类溶解在水中,形成离子类物质,即阳离子(如钙、镁、铁、硅离子等)和阴离子(如氯粒子、重碳酸根、硫酸根等)。在使用天然水作为生产用水和生活用水时,就必然会遇到水中钙、镁离子含量大小引起的硬度问题。
水的总硬度由碳硬度(即碳氢钙镁的总量)和非钙硬度(即可溶钙镁成分)构成。水在使用过程中,水中有些金属阳离子同阴离子结合在一起,随着水的温度、压力、流速的变化,会产生沉淀,结成不溶于水的物质,附着在受热面或接触物体的表面,通常是附着在输送管道的内侧,形成致密的水垢。
水垢的形成,对我们的生活和生产都产生有害的影响。首先,在水的输送管道中,随着水垢的产生,管道内径逐渐变小,使输送面积变小,因而增大了水流的阻力,当水垢沉积量达到一定量时,甚至能将管道堵塞,使整个输水系统不能正常工作。其次,生活及生产中,经常要将用水加热,在加热的过程中,水中的CO2将释放出来,钙盐和镁盐就形成结晶状析出,形成水垢附着在管道内侧,水垢的产生将大幅度降低热传导效率。再次,在许多场合下,都需要对水进行一定的软化处理后才能使用。目前我国的生产企业中,大量采用化学方法进行水的软化,这种方法进行的水处理将改变水的结构和质量,更有害的是,经过这种方法处理过的软化水,使用后,又被排放到河流中,从而形成对环境的严重污染。