永久硬度(又称非碳酸盐硬度)
永久硬度是水硬度的重要分类,指水中钙、镁离子与硫酸根(SO₄²⁻)、氯离子(Cl⁻)、硝酸根(NO₃⁻)等强酸阴离子结合,形成稳定盐类(如硫酸钙、氯化镁等)所产生的硬度,其核心特征是加热煮沸后无法通过沉淀去除,需借助化学或物理方法处理,因此得名 “永久硬度”。
由钙、镁的硫酸盐(CaSO₄、MgSO₄)、氯化物(CaCl₂、MgCl₂)、硝酸盐(Ca (NO₃)₂、Mg (NO₃)₂)等盐类组成,这些盐类化学性质稳定,不易受热分解,始终以离子形式溶解在水中。
与暂时硬度(碳酸氢盐构成,加热可沉淀)不同,永久硬度对应的盐类加热后不会分解析出沉淀,无法通过简单煮沸软化水质;
水中总硬度 = 暂时硬度 + 永久硬度,因此永久硬度可通过总硬度减去暂时硬度得出(总硬度指水中钙、镁离子总浓度);
在高温高压环境下(如工业锅炉),会形成坚硬致密的水垢(如硫酸钙垢),影响设备热传导效率、缩短设备寿命;家庭用水中含量过高,会降低肥皂洗涤效率,导致衣物难以洗净。
需通过针对性工艺将钙、镁离子转化为不溶性沉淀或分离去除,常用方法分为两类:
化学沉淀法:工业中最常用,如双碱除硬工艺中,加入纯碱(碳酸钠)与永久硬度中的钙离子反应,生成碳酸钙沉淀;若含镁离子永久硬度,可搭配氢氧化钠,生成氢氧化镁沉淀彻底去除;
物理 / 离子交换法:通过离子交换树脂(吸附钙、镁离子,释放钠离子)、反渗透膜过滤等方式,直接分离水中钙、镁离子,适用于饮用水软化或高精度工业用水处理。