水鏽

雨降落到地面，涓涓細流匯成江河，穿過山脈，越過平原，沖刷着土壤和岩石，溶解了不少礦物質。井水、泉水等地下水中含有更多的礦物質。如果我們在一塊乾淨的玻璃片上滴上一滴水，等到水滴乾後，玻璃片上留下水痕。這就是水裏溶解了礦物質。其主要成分為碳酸鈣，可與醋發生反應生成二氧化碳，水。

含有鈣鎂鹽類等礦物質的水叫做“硬水”。河水、湖水、井水和泉水都是硬水。自來水是河水、湖水或者井水經過沉降，除去泥沙，消毒殺菌後得到的，也是硬水。剛下的雨雪，水裏不含礦物質，是“軟水”。水燒開後，一部分水蒸發了，本來不好溶解的硫酸鈣（石膏就是含結晶水的硫酸鈣）沉澱下來。原來溶解的碳酸氫鈣和碳酸氫鎂，在沸騰的水裏分解，放出二氧化碳，變成難溶解的碳酸鈣和碳酸鎂（它們是石灰石、白雲石的主要成分）也沉澱下來。這就是水垢的來歷。 用硬水洗衣服的時候，水裏的鈣鎂離子和肥皂結合，生成了脂肪酸鈣和脂肪酸鎂的絮狀沉澱，這就是“豆腐渣”的來歷。

在硬水裏洗衣服，浪費肥皂。水壺裏長了水垢，不容易傳熱，浪費燃料。這些對於一個家庭來説，浪費還不算嚴重。對於工廠來説，問題就大啦。工廠供暖供汽用的大鍋爐，有的每小時要送出好幾噸蒸汽，相當於燒乾幾噸水。據試驗，一噸河水裏大約有1．6公斤礦物質；而一噸井水裏的礦物質高達30公斤左右。一天輸送幾十噸蒸汽，硬水在鍋爐內壁沉積出的水垢數量，又該多麼驚人！大鍋爐裏結了水垢，好比鍋爐壁的鋼板和水之間築起一座隔熱的石牆。鍋爐鋼板挨不着水，爐膛的火一個勁地把鋼板燒得通紅。這時候，如果水垢出現裂縫，水立即滲漏到高温的鋼板上，急劇蒸發，造成鍋爐內壓力猛增，就要發生爆炸。鍋爐爆炸的威力，不亞於一顆重磅炸彈！可見水垢的危害，決不能等閒視之！因此，在工廠裏，往往在水裏加入適量的碳酸鈉，使水中的鈣鎂鹽類變成沉澱除去，水就變成了軟水。使硬水通過離子交換樹脂，也能除去其中的礦物質，得到軟水。家裏的水壺、暖水瓶里長了水垢，怎麼清除乾淨呢？ 小心地將水壺燒到剛剛要幹，立即浸到涼水裏。這一熱一冷，由於鋁和水垢熱脹冷縮的程度不同，水垢就會碎裂，從壺壁上籟籟落下。水垢的主要成分是碳酸鈣、碳酸鎂，它們可以和酸起化學變化。根據這個道理，在水壺裏倒些食醋，在火上温熱一下，只見水垢上放出密密麻麻的小氣泡，水垢便粉碎了。用稀鹽酸也能除水垢。稀鹽酸“消化”碳酸鈣的能力比食醋強，不過，操作起來要十分小心，別讓鹽酸把手也腐蝕壞了。要知道，鹽酸和鋁很容易起反應。如果是搪瓷水壺，搪瓷又未脱落，用稀鹽酸除水垢當然好。暖水瓶裏的水垢這樣除去，更沒問題了。

生活中的水大部分都是硬水，加入肥皂水後就會產生水垢。那如何將硬水變成軟水呢？我們可以將水通過煮沸的方式來將其處理掉。 ^[1] 

1、水被加熱時形成水垢。如鍋爐、換熱器、冷凝器。

2、水中PH值高容易形成水垢。如電廠衝灰管道，PH值為12左右。

3、水中壓力突然變化時形成水垢。如水泵、加藥泵、反滲透膜等。

自從人類把水作為熱交換介質之日起，受熱面和傳熱面的結垢就成為熱交換工藝中困擾設備正常運行的主要問題之一。水垢導致熱效率下降，能耗增加，嚴重時堵塞管道甚至引起鍋爐爆炸等嚴重後果。200多年來，人們對垢種、成垢原因都進行了充分的研究，希望在享用水資源給我們帶來的種種方便的同時，消除水垢的煩惱，也推出了多種多樣的防垢技術，大體可分為兩大類：一是化學法，一是物理法。　 化學法主要是離子交換、化學加藥或階段性酸洗等，這些化學方法在鍋爐水處理和工業水處理中廣泛應用，有很好的防垢效果，但是其代價也是相當大的。以鈉離子交換器為例，我國一般採用的都是鹽耗為250-500克/摩爾的鈉離子交換器，也就是説每置換出水中20克的鈣離子或12克鎂離子就需要使用250-500克食鹽，可想而知，對地下水的污染是多麼的嚴重。水是地球、是人類的寶貴資源。為了防止污染地下水，美國已經禁止使用鈉離子交換器。在此之前美國先是限制使用鈉離子交換器，規定鹽耗超過110克/摩爾的納離子交換器不允許使用，後又規定鹽耗超過90克/摩爾的鈉離子交換器不允許使用，最終是禁止使用鈉離子交換器。有許多工業循環水是採用化學加藥的，如加阻垢劑等，但是在低温循環水、冷卻水的工作温度下，水中的微生物是極易生長的，而許多阻垢劑常常又是微生物的營養源，所以，通常在加阻垢劑的同時，還需加入大量的殺菌劑、滅藻劑、平衡劑等等。另外化學藥劑本身對設備、管道的腐蝕也是很嚴重的。進行階段性酸洗雖然比較簡單，但需要停設備，影響生產，費事費力，另外，清洗的廢液對環境的污染也是不可忽視的。總之，在越來越重視環保、強調可持續發展，化學除垢表現出越來越明顯的侷限性。

物理法除垢、防垢：過去常見的一般有電磁、永磁、強磁、高頻、靜電等多種形式的除垢儀，俗稱電子水或電子除垢。人們對電子除垢的研究已經經歷了半個世紀，電子除垢几上幾下，除垢效果眾説紛紜，常常是此地有效果，彼處就可能沒有效果，剛裝上的時候效果好，用一段時間，效果就不明顯了，這也就是為什麼儘管化學除垢存在這樣或那樣的問題，但還必須大量使用的關鍵所在。難道説：電子除垢就沒有作為了嗎？不是，以上所説的種種電子除垢產品其除垢效果的不理想，究其原因，都是因為其產品沒有真正掌握有效除垢的機理，直到”變頻共振“理論的提出，人們才算真正揭示高效除垢、防垢的奧妙。 ^[2] 

降低水的硬度以預防水鏽的方法，是離子交換樹脂。

離子交換樹脂分為2類，一類是用於將水的硬度降低到軟水，用於清洗、沐浴等，此類離子交換樹脂稱為鈉離子交換樹脂。 第二類是用於適量降低水中硬度，使得燒開飲用用水後不再形成水鏽的氫離子交換樹脂，專用於飲用水處理。

鈉離子樹脂 和水中鈣鎂離子反應，快速將鈉離子交換至水中並吸附水中鈣鎂離子，由此將硬水徹底軟化，變成沒有鈣鎂離子的水。適用於平時洗滌衣物，洗澡等。使用此類樹脂的產品為軟水器或稱為軟水機。

氫離子交換樹脂和水中部分鈣鎂離子發生反應，適量降低硬度，在保留水中適量鈣鎂離子的同時，可使得燒開水中不會再殘留水鏽。 使用此類樹脂的產品如嬰幼兒專用的淨水設備寶寶愛水嬰幼兒專用濾水壺等。 ^[3]