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高级水质检验员培训考试内容分析化学化验员认证指南-淀粉沉淀后水质发硬的原因

在日常生活与工业生产中，淀粉沉淀作为一种常见的物理净化方法，被广泛应用于水质处理领域。然而，有时我们会发现，经过淀粉沉淀处理后的水质反而变硬，这究竟是何原因呢？

一、淀粉沉淀的原理

淀粉沉淀是一种利用淀粉胶体溶液吸附水中杂质的有效物理方法。淀粉在水中加热至一定温度后，会发生糊化现象，形成具有粘性的糊状溶液。这种糊状溶液能够吸附水中的颗粒、杂质、有机色素等，最后通过沉淀的方式将这些杂质从水中去除。淀粉沉淀在去除不溶于水的悬浮物方面表现出色，广泛应用于食品加工、废水处理等领域。

二、水质硬度的定义及成因

水质硬度，简单来说，就是指水中含有大量矿物质、无机盐，特别是可溶性钙镁化合物的程度。这些可溶性钙镁化合物主要来源于地下水与岩石、土壤的接触，以及工业废水、生活污水的排放。当水流经含有钙、镁等矿物质的地层时，这些矿物质会溶解在水中，导致水质变硬。

水质硬度对人体健康和生活生产都有一定影响。长期饮用水质过硬的水，可能会导致肾结石、胃肠功能紊乱、皮肤干燥、牙齿损伤、便秘以及膀胱结石等健康问题。此外，硬水还会影响工业生产中的洗涤、纺织、造纸等工艺过程，降低产品质量和生产效率。

三、淀粉沉淀无法去除导致水质变硬的成分

尽管淀粉沉淀在去除不溶于水的悬浮物方面效果显著，但它却无法去除导致水质变硬的成分——可溶性钙镁化合物。这是因为可溶性钙镁化合物是以离子态形式存在于水中的，它们能够溶于水，形成稳定的溶液。而淀粉沉淀的原理是通过淀粉胶体溶液吸附不溶于水的杂质，最后通过沉淀的方式去除。由于淀粉的网状结构无法捕获溶于水的钙镁离子，因此淀粉沉淀无法去除这些导致水质变硬的成分。

具体来说，淀粉沉淀过程中，淀粉胶体溶液会吸附水中的颗粒、杂质、有机色素等不溶于水的物质，形成沉淀。然而，对于溶于水的钙镁离子来说，它们并不会被淀粉胶体溶液所吸附，因此会继续留在水中，导致水质变硬。

四、解决淀粉沉淀后水质发硬的方法

既然淀粉沉淀无法去除导致水质变硬的成分，那么我们就需要采取其他方法来解决这个问题。以下是几种常见的解决水质发硬的方法：

1.     加热煮沸法：将水加热至沸腾状态，使水中的碳酸氢钙和碳酸氢镁分解，形成碳酸钙和氢氧化镁沉淀。这些沉淀物会随着水蒸气的蒸发而减少，从而降低水质硬度。

2.     化学沉淀法：向水中加入化学药剂，如石灰、苏打等，使钙镁离子生成不溶于水的沉淀物。这些沉淀物可以通过过滤的方式从水中去除，从而降低水质硬度。

3.     离子交换法：让硬水通过装有离子交换树脂的滤芯或软水机。树脂上的钠离子或氢离子会与水中的钙镁离子进行交换，从而去除钙镁离子，降低水质硬度。

4.     反渗透法：利用高压使水分子强制通过只有水分子才能通过的反渗透膜（RO膜），几乎能100%去除水中的所有杂质，包括钙镁离子、重金属、细菌、病毒等。这种方法处理后的水质非常纯净，但成本相对较高。

五、结论与建议

淀粉沉淀作为一种有效的物理净化方法，在去除不溶于水的悬浮物方面表现出色。然而，它却无法去除导致水质变硬的成分——可溶性钙镁化合物。因此，在使用淀粉沉淀处理水质时，我们需要认识到其局限性，并采取其他方法来解决水质发硬的问题。

对于家庭用户来说，可以选择加热煮沸法或购买软水器来降低水质硬度。对于工业用户来说，可以根据实际需求选择化学沉淀法、离子交换法或反渗透法等方法来处理水质。