第二节 水的软化

在非织造布整理过程中，不同的加工环节对水质要求也有所不同。例如，染色、漂白以及使用阴离子型整理剂的整理加工等都对水质有较高的要求，而水洗过程则对水质的要求相对较低。为保证非织造布整理用水的水质，应根据需要对水质进行改善，其主要内容就是采用适当的方法降低水的硬度，这种处理过程称为水的软化。目前，常用软化水的方法主要有如下几种。

一、软水剂法

利用化学药品（软水剂）与水中的钙、镁离子的化学作用，使其生成不溶性沉淀，再通过沉淀过滤等方法去除钙、镁等离子；也可以使其形成稳定的可溶性络合物，通过对钙、镁离子的“掩蔽”作用防止其对整理效果的影响。

1.沉淀法 利用石灰和纯碱与水中的钙离子形成CaCO₃沉淀、与镁离子形成Mg（OH）₂沉淀从水中去除，从而降低水的硬度，该法称为石灰—纯碱法。

若水中存在铁、锰等离子，也可以使用石灰—纯碱法进行处理，使铁、锰等离子转变成不溶性的氢氧化物沉淀而被去除。硬水中只加碳酸钠经煮沸也可以降低水的硬度，但水中还有一定浓度的镁离子，故软化不彻底。

石灰—纯碱法是一种简便有效的软化水处理方案。实际应用时，首先根据水质情况和处理要求，准备合适用量的化学药品，然后加入到一定量的水中，处理后放出上部软水，沉淀物则由反应器的底部放出。虽然石灰—纯碱法有很多优点，但是采用的软水剂是碱性物质，反应后形成的沉淀也属于碱性物质，或者属于强碱弱酸盐，因此软化处理后的水呈碱性，在一定程度上影响了水质。磷酸三钠（Na₃PO₄）也是常用的软水剂，它能与硬水中的钙、镁离子作用生成磷酸钙、磷酸镁沉淀，具有较好的软化效果。

2.络合法 络合法的原理是：某些物质能够与水中的钙、镁离子形成稳定的水溶性络合物，在温度不高的条件下，不再表现出硬水的性质，也不会使肥皂、染料等发生沉淀。

使用络合法进行软水处理时，胺的醋酸衍生物是效果最好的软水剂，如广泛应用的乙二胺四醋酸钠（即软水剂B或BW）和氨三乙酸（即软水剂A）等，它们能与钙、镁离子及铜、铁离子生成水溶性络合物。

多聚磷酸钠如六偏磷酸钠{Na₄［Na₂（PO₃）₆］}也可以作为络合法软水剂使用。当水质不能满足要求，而且也不能及时得到软化处理时，常常在整理工作液中加入六偏磷酸钠，通过与钙、镁离子发生络合作用，从而减少钙、镁离子对整理剂的影响。

二、离子交换法

离子交换法是使用含钠离子的泡沸石、磺化煤或离子交换树脂等物质，利用其中所含钠离子交换水中水溶性杂质的离子，从而使水的硬度得到降低。

1.泡沸石 泡沸石是一种多孔砂粒状的水化硅酸钠铝，其通式为（Na₂O）_x（A1₂O₃）_y（SiO₂）_z（H₂O）_n，有天然和人造之分。当硬水通过砂粒状的泡沸石层时，泡沸石中的钠离子可与水中的钙、镁等离子发生离子交换作用。在使用一段时间后，泡沸石的离子交换能力会逐渐降低，如果用食盐水处理数小时，就可以使之再生（活化）并可以继续使用。因为泡沸石不耐酸、碱，所以只能用于处理中性水。如果所处理的水硬度过高，通常要先用石灰—纯碱法处理后，再使用泡沸石进行离子交换处理，因此该方法目前已逐渐被其他离子交换体所取代。

2.磺化煤 磺化煤最早用来代替泡沸石。它是在150～180℃的条件下，用浓硫酸处理褐煤，先制得H型磺化煤，然后再用碱处理，而成为呈颗粒状的Na型磺化煤。H型磺化煤含有能被取代的H⁺离子，可用H［K］表示； Na型磺化煤含有能被取代的Na⁺离子，用Na［K］表示。如果用H型磺化煤进行软化处理，处理后的水呈酸性，而用Na型磺化煤进行软化处理，则处理后的水呈碱性。在经过长时间使用后，磺化煤会逐渐丧失软化能力，可以用食盐或稀硫酸溶液再生（活化）。用稀硫酸溶液活化可再生为H型磺化煤，用食盐溶液活化可得Na型磺化煤。多数工厂都以食盐溶液活化。

3.离子交换树脂 离子交换树脂是在合成树脂中引进酸性或碱性基团而制成的。引进酸性基团者称为阳离子交换树脂，引进碱性基团者称为阴离子交换树脂。与泡沸石和磺化煤比较，离子交换树脂具有机械强度好、化学稳定性优良、交换效率高、使用周期长等优点。

常用的阳离子交换树脂是以交联型聚苯乙烯（苯乙烯与二乙烯苯的共聚物）作为母体，磺化处理后，在其苯环结构上引进磺酸基，从而成为阳离子交换树脂。常用的阴离子交换树脂是在交联型聚苯乙烯中引进季铵基而制成的。阳离子交换树脂可以交换水中的各种阳离子，阴离子交换树脂可以交换水中的各种阴离子。若硬水先经过阳离子交换树脂软化处理，去除水中的各种阳离子，然后再经过阴离子交换树脂处理，去除水中的各种阴离子，这样就制成了去离子水。

失去活性的阳离子交换树脂可用HCl溶液使其再生，失去活性的阴离子交换树脂可用NaOH溶液使其再生。