水处理软化除硬，药剂算不对，轻则浪费，重则结垢或出水不达标。无论用石灰-纯碱还是液碱-纯碱，目标都一样：去除钙镁。关键在于分清硬度类型，并掌握各自的计算逻辑。
晟水清-参考图例1
01先弄清两个核心概念
碳酸盐硬度(暂时硬度)：以Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂为主，加石灰或碱可去除。
非碳酸盐硬度(永久硬度)：以CaSO₄、CaCl₂、MgSO₄等为主，必须加纯碱(Na₂CO₃)去除。
另外，水中碱度(主要是HCO₃⁻)直接影响药剂用量，不可忽略。
02石灰-纯碱法(经典，适用大水量)
1. 石灰的作用
除CO₂：CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃↓ + H₂O
除碳酸盐钙硬：Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O
除碳酸盐镁硬：Mg(HCO₃)₂ + 2Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + 2CaCO₃↓ + 2H₂O
除镁的非碳酸盐硬：MgSO₄ + Ca(OH)₂ → Mg(OH)₂↓ + CaSO₄(此时产生新的钙硬，需纯碱处理)
2. 纯碱的作用
处理所有非碳酸盐钙硬(含石灰反应生成的部分)：
CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄
晟水清-参考图例2
3. 石灰投加量(mmol/L)
[Ca(OH)2]=[CO2]+[HCO3−]+[Mg2+]+α
[CO₂]：游离二氧化碳，单位mmol/L
[HCO₃⁻]：碳酸氢根碱度，单位mmol/L
[Mg²⁺]：镁离子，单位mmol/L — 因为每1mmol镁需要1mmol石灰来沉淀(注意看反应式，Mg(HCO₃)₂其实耗2mmol石灰，但其中1mmol已经算在[HCO₃⁻]里了，这里只加1mmol)。
α：过剩量，一般取0.2~0.4mmol/L(折CaO约10~20 mg/L)，pH≥10。
举个例子：某地下水，pH 7.2，CO₂ 0.5mmol/L(22 mg/L)，总碱度 4.0mmol/L(全为HCO₃⁻)，钙硬 3.0 mmol/L，镁硬 1.2mmol/L，非碳酸盐硬 0.8mmol/L(全是CaSO₄)。
石灰量=0.5+4.0+1.2+0.3=6.0mmol/L
注意：这里单位是Ca(OH)₂的摩尔浓度，不是CaO。如果要折成商品生石灰(CaO)，要乘以56再除以74，再换算纯度;[Mg²⁺]只计1倍(另1倍已含在[HCO₃⁻]中)。
晟水清-参考图例3
4. 纯碱投加量(mmol/L)
[Na2CO3]=非碳酸盐钙硬总量[Na2CO3]=非碳酸盐钙硬总量，其中包含：原水自带非碳酸盐钙硬 + 石灰沉镁时产生的钙硬(等于镁离子浓度)。
这里“非碳酸盐钙硬”包括两部分：
原水自带的CaSO₄、CaCl₂等。石灰沉镁时产生的CaSO₄(上面讲过)。
接上例：原水非碳酸盐硬0.8mmol/L，加上石灰沉镁时产生的钙硬 = 镁硬1.2mmol/L，所以总非碳酸盐钙硬 = 0.8+1.2=2.0mmol/L。
纯碱量=2.0mmol/L(Na₂CO₃分子量106，折合212 mg/L)。
晟水清-污水处理药剂-纯碱
03液碱-纯碱法(不引入钙，适合膜系统)
1. 液碱的作用
中和CO₂：2NaOH + CO₂ → Na₂CO₃ + H₂O
转化HCO₃⁻：NaOH + HCO₃⁻ → CO₃²⁻ + H₂O
沉钙：Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓
沉镁：Mg²⁺ + 2OH⁻ → Mg(OH)₂↓
关键点：处理Mg(HCO₃)₂时，不消耗反而生成纯碱：
Mg(HCO₃)₂ + 4NaOH → Mg(OH)₂↓ + 2Na₂CO₃ + 2H₂O
2. 液碱投加量(mmol/L)
[NaOH]=[CO2]+[HCO3−]+2×[Mg2+]+β[NaOH]=[CO2]+[HCO3−]+2×[Mg2+]+β;β为过剩量，一般0.5~1.0 mmol/L，确保pH≥11。
3. 是否需要补纯碱?
视剩余CO₃²⁻而定：
净剩CO₃²⁻ = [HCO₃⁻](原水) - [钙硬] + 2×[镁硬]
若净剩 ≥ 0，无需加纯碱(甚至可能碱过剩)。
若净剩 < 0，补纯碱量 = |净剩|。
沿用上例计算：
液碱量 = 0.5 + 4.0 + 2×1.2 + 0.5 = 7.4 mmol/L(296 mg/L NaOH)
净剩CO₃²⁻ = 4.0 - 3.0 + 2×1.2 = 3.4 mmol/L(>0) → 无需加纯碱
04两种方法怎么选?
| 对比项 | 石灰-纯碱法 | 液碱-纯碱法 |
是否引入钙离子 | 会 | 不会 |
药剂成本 | 低 | 较高 |
污泥量 | 较大 | 较小 |
pH控制 | ~10 | ≥11 |
适用场景 | 锅炉、循环水等大水量 | 膜系统、对钙敏感工艺 |
一句话建议：
不介意引入钙、水量大 → 石灰-纯碱法(经济)
怕结垢、后续有膜 → 液碱-纯碱法(安全)
掌握以上公式和案例，再结合水质报告和药剂纯度折算，软化加药就不再是难题。现场运行中，建议配合pH计或硬度在线仪表微调过剩量，效果更稳。
