标题：水垢
水垢形成
[1]　含有钙(Ca)镁(Mg)盐类等矿物质的水叫做“硬水”。河水、湖水、井水和泉水都是硬水。自来水是河水、湖水或者井水经过沉降，除去泥沙，消毒杀菌后得到的，也是硬水。刚下的雨雪，水里不含矿物质，是“软水”。水烧开后，一部分水蒸发了，本来不好溶解的硫酸钙(CaSO4,石膏就是含结晶水的硫酸钙）沉淀下来。原来溶解的碳酸氢钙(Ca(HCO3)2）和碳酸氢镁（Mg(HCO3)2)，在沸腾的水里分解，放出二氧化碳(CO2)，变成难溶解的碳酸钙(CaCO3)和氢氧化镁（Mg(OH)2)也沉淀下来，有时也会生成MgCO3。这样就形成了水垢。 用硬水洗衣服的时候，水里的钙镁离子和肥皂结合，生成了脂肪酸钙和脂肪酸镁的絮状沉淀，这就是“豆腐渣”的来历。在硬水里洗衣服，浪费肥皂。水壶里长了水垢，不容易传热，浪费燃料。这些对于一个家庭来说，浪费还不算严重。对于工厂来说，问题就大啦。工厂供暖供汽用的大锅炉，有的每小时要送出好几吨蒸汽，相当于烧干几吨水。据试验，一吨河水里大约有1．6公斤矿物质；而一吨井水里的矿物质高达30公斤左右。一天输送几十吨蒸汽，硬水在锅炉内壁沉积出的水垢数量，又该多么惊人！大锅炉里结了水垢，好比锅炉壁的钢板和水之间筑起一座隔热的石墙。锅炉钢板挨不着水，炉膛的火一个劲地把钢板烧得通红。这时候，如果水垢出现裂缝，水立即渗漏到高温的钢板上，急剧蒸发，造成锅炉内压力猛增，就要发生爆炸。锅炉爆炸的威力，不亚于一颗重磅炸弹！可见水垢的危害，决不能等闲视之！因此，在工厂里，往往在水里加入适量的碳酸钠（俗名苏打），使水中的钙镁盐类变成沉淀除去，水就变成了软水。使硬水通过离子交换树脂，也能除去其中的矿物质，得到软水。家里的水壶、暖水瓶里长了水垢，怎么清除干净呢？小心地将水壶烧到刚刚要干，立即浸到凉水里。这一热一冷，由于铝和水垢热胀冷缩的程度不同，水垢就会碎裂，从壶壁上籁籁落下。水垢的主要成分是碳酸钙、氢氧化镁，它们可以和酸起化学变化。根据这个道理，在水壶里倒些食醋（主要成分CH3COOH，有机酸-醋酸），在火上温热一下，只见水垢上放出密密麻麻的小气泡，水垢便粉碎了。用稀盐酸（HCl,一种强酸)也能除水垢。稀盐酸“消化”碳酸钙的能力比食醋强，不过，操作起来要十分小心，别让盐酸把手也腐蚀坏了。要知道，盐酸和铝(Al)很容易起反应。如果是搪瓷水壶，搪瓷又未脱落，用稀盐酸除水垢当然好。暖水瓶里的水垢这样除去，更没问题了。
硬垢软垢
水垢根据其形成原因和成形状态的不同大致可分为硬垢和软垢两种。当水中含有碳酸盐胶体、细菌和有机物等杂质时，碳酸盐类似于水泥沙浆中的沙石，而胶体、细菌和有机物等则相当于水泥沙浆中的水泥，当水中胶体、细菌和有机物等粘性物质和碳酸盐共同作用，在高温煮沸条件下则形成了和容器（或管道表面）粘附在一起的硬垢。而一旦胶体、细菌和有机物等粘性物质被去除（如通过超滤滤除）后，即使水中钙、镁离子和碳酸根离子浓度很高，也进行成洁白而松散的容易去除的碳酸盐软垢，而不会产生硬垢。
危害
硬垢通常胶结于容器或管道表面。首先，硬垢导热性很差，会导致受热面传热情况恶化，从而浪费燃料或电力。其次，硬垢如果胶结于热水器或锅炉内壁，还会由于热胀冷缩和受力不均，极大的增加热水器和锅炉爆裂甚至爆炸的危险性。其次，硬垢胶结时，也常常会附着大量重金属离子，如果该容器用于盛装饮用水，会有重金属离子过多溶于饮水的风险。因此，硬垢的危害是显而易见的。  饮水机内的水垢
水垢碎片能导致肾结石、尿道结石发病率的提高，增加人体消化系统、泌尿系统的疾病的发病几率。[2]
水的硬度
水中钙、镁的总量称为水的硬度，平时家里的毛巾老化、热水器结垢都是硬水惹的祸。
中华人民共和国国家标准生活饮用水卫生标准，水硬度要适度，不能高于450mg/L，溶解性总固体（TDS） 1000 (mg/L)，才是健康的水。水的硬度太低，心脏病、糖尿病的患病率则上升。太硬或太软的水都不利于身体健康。
世界卫生组织认为，水质标准中应当明确规定钙、镁的最低含量，要在30mg/L以上。2006年—2007年，中国人钙的摄入量仅为620mg/d，人均每日摄入的钙量往往低于每日营养物质推荐量，因此，水是一个很好的钙的补充剂。钙、镁缺乏和心血管病导致的猝死有一定的关系，与水的硬度呈负相关。
但是水的硬度也不能太高，如果超过标准值，会引起结石病、消化不良等病症，湖南省局部地区的硬度严重超标，需要软化。
预防方法
一离子交换法：
离子交换树脂分为2类，一类是用于将水的硬度降低到软水，用于清洗、沐浴等，此类离子交换树脂称为钠离子交换树脂。 第二类是用于适量降低水中硬度，使得烧开饮用用水后不再形成水垢的氢离子交换树脂。
1）清洗、沐浴等： 钠离子树脂 和水中钙镁离子反应，快速将钠离子交换至水中并吸附水中钙镁离子，由此将硬水彻底软化，变成没有钙镁离子的水。适用于平时洗涤衣物，洗澡等。使用此类树脂的产品为软水器或称为软水机。 
2）饮用：氢离子交换树脂和水中部分钙镁离子发生反应，适量降低硬度，在保留水中适量钙镁离子的同时，可使得烧开水中不会再残留水垢。 使用此类树脂的产品如婴幼儿专用的净水设备宝宝爱水婴幼儿专用滤水壶等。
二物理过滤法：
一种以高于渗透压的压力作为推动力，利用选择性膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从水体中提取淡水的膜分离过程。反渗透又称逆渗透。就是我们俗称纯水机。
三化学处理法：
能够防止水垢产生或抑制其沉积生长的化学药剂。如硅磷晶。可根据不同使用情况选择。
消除方法
①水壶煮山芋除垢 在新水壶内，放半水壶以上的山芋，加满水，将山芋煮熟，以后再烧水，就不会积水垢了。但要注意水壶煮山芋后，内壁不要擦洗，否则会失去除垢作用。对于已积满了水垢的旧水壶，用以上方法煮一二次后，不仅原来的水垢会逐渐脱落，并能起到防止再积水垢的作用。
②小苏打除水垢 用结了水垢的铝制水壶烧水时，放1小勺小苏打，烧沸几分钟，水垢即除。
③煮鸡蛋除水垢 烧开水的壶，用久了积垢坚硬难除。如用它煮上两次鸡蛋，会收到理想的效果。
④土豆皮除水垢 铝壶或铝锅使用一段时间后，会结有薄层水垢。将土豆皮放在里面，加适量水，烧沸，煮10分钟左右即可除去。
⑤热胀冷缩除水垢 将空水壶放在炉上烧干水垢中的水分，烧至壶底有裂纹或烧至壶底有“嘭”响之时，将壶取下，迅速注入凉水，或用抹布包上提手和壶嘴，两手握住，将烧干的水壶迅速坐在冷水中（不要让水注入壶内）。重复2次至3次，壶底水垢会因热胀冷缩而脱落。
⑥醋除水垢 如烧水壶有了水垢，可将几勺醋放入水中，烧一二个小时，水垢即除。如水垢中的主要成分是硫酸钙，则可将纯碱溶液倒在水壶里烧煮，可去垢。
⑦口罩防积水垢 在烧水壶里放一只干净的口罩，烧水时，水垢会被口罩吸附。
⑧磁化 在壶中放一块磁铁，不仅不积垢，煮开的水被磁化，还具有防治便秘、咽喉炎作用。
⑨离子交换除水垢方法：采用特定的阳离子交换树脂，以钠离子将水中的钙镁离子置换出来，由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。 
⑩膜分离除水垢方法：纳滤膜（NF）及反渗透膜（RO）均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。膜分离除水垢方法的特点是，效果明显而稳定，处理后的水适用范围广；但是对进水压力有较高要求，设备投资、运行成本都较高。
11、整体的去除全家的用水水垢，可以安装一台软水机，对全家的水进行整体的去处水垢，让大家省去了为水垢而烦恼的问题了。用于饮用水质的水垢去除，可以使用宝宝爱水婴幼儿专用滤水壶等带有氢离子树脂的净水设备。
12、超市、茶店里有销售的水垢清洁剂，主要成分是羟基丙三酸，原料安全无毒还环保。这种水垢清洁剂使用便捷而且效果好，有合适的剂量和比较详尽的说明，很适合家庭用户使用。
注意事项
1、水家电除水垢，要用食品级除垢剂，因为工业级除垢剂含有杂质，甚至有毒，喝了对人体有害；
2、水家电除水垢，用强酸除垢，有腐蚀性，对家电对人体都有害。
主要成分
水中含有钙、镁离子以及碳酸根、碳酸氢根、硫酸根等。当水达到一定温度，其中的钙、镁离子与酸根结合，生成碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等析出沉淀，从而形成水垢。
一般水中含钙离子较多，故水垢的主要成分一般为钙盐。
成分：碳酸钙(镁)。水中含碳酸氢钙(镁)，这些都是可溶的，水煮沸后，二者分解为碳酸盐沉淀 。
Ca(HCO3)2====CaCO3+CO2↑+H2O
由于氢氧化镁比碳酸镁更难溶，因此生成的碳酸镁可转化为氢氧化镁。
MgCO3+H20=====Mg(OH)2+CO2↑
处理原理
含有钙(Ca)镁(Mg)盐[3]类等矿物质的水叫做“硬水”。河水、湖水、井水和泉水都是硬水。自来水是河水、湖水或者井水经过沉降，除去泥沙，消毒杀菌后得到的，也是硬水。刚下的雨雪，水里不含矿物质，是“软水”。水烧开后，一部分水蒸发了，本来不好溶解的硫酸钙(CaSO4,石膏就是含结晶水的硫酸钙)沉淀下来。原来溶解的碳酸氢钙(Ca(HCO3)2)和碳酸氢镁(Mg(HCO3)2)，在沸腾的水里分解，放出二氧化碳(CO2)，变成难溶解的碳酸钙(CaCO3)和碳酸镁(MgCO3)(它们是石灰石、白云石的主要成分)也沉淀下来。这就是水垢的处理原理