水質(zhì)指標(biāo)
抖化學(xué) / 2022-11-26
水質(zhì)指標(biāo)通常水中總是含有雜質(zhì)的，這就產(chǎn)生了水的品質(zhì)問題。水質(zhì)的優(yōu)劣決定于水中所含雜質(zhì)的多少。一般來說，含雜質(zhì)較少的水，水質(zhì)較好，而含雜質(zhì)較多的水，水質(zhì)較差。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于水的用途不同，對(duì)水質(zhì)的要求也就不同,故采用的水質(zhì)指標(biāo)有所不同?，F(xiàn)將水質(zhì)的某些技術(shù)指標(biāo)的意義簡述如下。
(一)表明水中懸浮物含量的指標(biāo)一渾濁度
懸浮物是由不溶于水的淤泥、粘土、有機(jī)物、微生物及礦物質(zhì)等的粒子組成。懸浮物含量指每升水中含懸浮物的質(zhì)量，其單位常用mg•L-1表示。由于測定懸浮物含量時(shí)操作麻煩，所以常用透明度或渾濁度來量度。渾濁度可用特制的光學(xué)儀器(濁度儀)測定，測定方法為將待測水樣與精制的SiO?配成的標(biāo)準(zhǔn)液系列相比較，水樣的渾濁度是用與水樣渾濁情況相同的標(biāo)準(zhǔn)液中SiO2的濃度(mg•L-1)表示。
(二)表明水的物性指標(biāo)
1.色度i水的顏色主要來自水中含有的膠質(zhì)懸浮物及溶解性有機(jī)物，但不包括可以沉淀的懸浮物。色度可由比較原水與標(biāo)準(zhǔn)色度比色液而得。
2.嗅和味由于水中有 機(jī)物質(zhì)的分解、溶解氣體、某些礦物成分的溶解及溝渠中的污物等原因產(chǎn)生的水臭，這稱為天然臭氣，而由某些工業(yè)污水所引起的稱為人為臭氣。當(dāng)水中含有礦物質(zhì)或有機(jī)物時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生水味。一般僅對(duì)極清潔的水或已經(jīng)消毒的水逃行測定。飲用水應(yīng)無異嗅和異味。工業(yè)用水對(duì)嗅與味無嚴(yán)格要求。
(三)表明水中溶解鹽類含量的指標(biāo)
1.含鹽量它表示水中各種鹽類含量的總和，可以通過水質(zhì)企分析，將水中所含全部陽離子和全部陰離子的量相加得到，單位為mg•L-¹。
水按含鹽量多少可分為:
低含鹽量一一含鹽量為200mg•L-¹以下;
中等含鹽量一一含鹽量為200~500mg•L-¹;
較高含鹽量一一含鹽量為500~1000mg•L-¹;
高含鹽量一一含鹽量為1000mg•L-¹以上。
我國的地面水約有一半屬于低含鹽量，其它屬中等含鹽量。地下水青鹽量山不高，屬中等。
2.蒸發(fā)殘?jiān)硎舅械娜芙庑耘c懸浮性固體的量，包括出解于水中的鹽類和量膠體狀志存在于水中的有機(jī)物和礦物質(zhì)經(jīng)蒸發(fā)后的總量。共測定方法是將水蒸發(fā)后再在烘箱中于105~
110℃下平燥重恒重而得，以mg•L-¹表示。
3.電導(dǎo)申它表示水導(dǎo)電能力的大小。實(shí)用上它以u(píng)S•cm-1(微西+厘米))為單位。一般蒸餾水的電導(dǎo)冰為0,5~2uS•cm-1,相純水的電導(dǎo)單內(nèi)在0.1~0.3uS•cm-1,某些含鹽量高的工業(yè)廢水可離達(dá)1S•m-1以上。在25℃水的PH值在5~9范圍時(shí)，水的電導(dǎo)率與水中溶解鹽含量大致成比側(cè)，每1S•m-1的電導(dǎo)率相當(dāng)于水中含鹽0.55~0.9mg•L-¹由此看出，水的導(dǎo)電能力也可反胰水中含鹽量的大小。對(duì)于同類型的水，電導(dǎo)率愈大，含鹽量就愈多，水質(zhì)意壞。
(四)表示水中結(jié)垢物質(zhì)含量的指標(biāo)一一硬度(H)
水申鈣鎂鹽類的總香量稱為水的硬度。硬度可分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度兩類，即
總硬度-碳酸鹽硬度+非碳酸鹽硬度
碳酸鹽硬度(以H碳表示)是指鈣、鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽(重碳酸鹽)含量之和。由于碳酸鹽在水中的溶解度很小，且天然水中又常常不含碳酸鹽，所以可將碳酸鹽硬度看作水中鈣、鎂的重碳酸鹽的含量，并稱它為暫時(shí)硬度(H暫)，這是因?yàn)椋?dāng)水煮沸后
，這些鹽可從水中沉淀出來:
非碳酸鹽硬度(以H非表示)是鈣、鎂的氯化物、硫酸鹽等的含量。長時(shí)間煮沸后也不能除去的硬度稱為永久硬度，它近似等于非碳酸鹽硬度。
現(xiàn)在常用的硬度單位是½Ca2+(或以½Mg2+含量的mmol•*L-¹表示) ,此外，在國外資料或早期的書刊上也常用德國度(°G)表示(每升水中含有相當(dāng)于10mg CaO的鈣鎂離子稱為1°G)。另外，還可用每升水中所含CaCO3的亳克數(shù)(或Ppm)來表示。它們之間的換算關(guān)系為:1mmo1•L-¹-2.8°G=50ppm CaCO3
按水中含有硬度鹽的多少可分為:
極軟水一一硬度在1.0mmo1•L-¹以下，
軟水一一硬度在1.0~3.0mmo1•L-1之間;
中硬水一一硬度在3.0~6.0mmo1•L-1之間;
硬水一一硬度在6.0~9.0mmol•L-1之間;
極硬水一一硬 度在9.0mmo•L-1以上。
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◆過去硬度都是用鈣或鎂離子的毫克當(dāng)量/升表示,但在國際單位制中,物質(zhì)的量的單位用摩爾。在使用摩爾時(shí)應(yīng)予指明基本單元，基本單元可以是分子、原子、離子、電子及其它粒子，或是這些粒子的特定組合。因此1毫摩爾½Ca2+或上½Mg2+相當(dāng)1
毫克當(dāng)量Ca2+或Mg2+。
我國河流水的硬度情況大致為:東南沿海一帶河水硬度最低，為極軟水，愈向西北河水愈硬;東北地區(qū)由北向南，河水硬度增大。
(五)表示水中堿性物質(zhì)含量的指標(biāo)一 堿度(A)
水中OH-、CO3²-、HCO3-及其它一些弱酸鹽類的總和稱為堿度，水的堿性是由它們引起的。對(duì)于天然水來說，堿度主要由HCO3-的鹽類組成，因此，天然水的堿度通常與其暫時(shí)硬度的大小相符。應(yīng)該指出OH-和HCO3-在水中是不能同時(shí)存在的,因兩者要發(fā)生反應(yīng):
HCO3-＋0H→CO3²-+H2O
堿度的單位與硬度相似，用OH-、½CO3²-及HCO3-含量的mmo1•L-I表示。
如果水分析的結(jié)果是堿度大于硬度(A>H)，則該水沒有非碳酸鹽硬度，這種水稱為堿性水(負(fù)硬水) ;當(dāng)硬度大于堿度(H>A)時(shí)，
則表明水中有非碳酸鹽硬度(即永久硬度)存在，稱為非堿性水。
(六)表示水中有機(jī)物含量的指標(biāo)一一水的耗氧量
天然水中含有的有機(jī)物的種類不同，要精確的定量測定比較困難，但對(duì)于水處理來說，并不要求嚴(yán)格區(qū)分這些有機(jī)物。它們的含量經(jīng)常用簡便的間接方法來表示。即利用有機(jī)物的可氧化性，用水的耗氧量來量度。水的耗氧量表示氧化每升水中的有機(jī)
物需要銷耗的氧氣(O2)的毫克數(shù)，用mg•L-1表示。
在具體測定中可細(xì)分為化學(xué)耗氧量(COD)、生化耗氧量(BOD)、總有機(jī)碳(TOC)、總需氧量(TOD)等各項(xiàng)指標(biāo)。
1.化學(xué)耗氧量(COD)用重鉻酸鉀(K2Cr2O7)作氧化劑，在強(qiáng)酸性介質(zhì)中沸騰回流，讓有機(jī)物完全氧化后，從消耗的重鉻酸鉀計(jì)算化學(xué)耗氧量?；瘜W(xué)耗氧量這個(gè)指標(biāo)主要應(yīng)用于生活污水及有機(jī)物含量較多的工業(yè)廢水中。
2.生化耗氧量(BOD)在25℃向水中通入充足的氧氣，讓水中微生物將有機(jī)物氧化成二氧化碳和水所需要的耗氧量，它可以間接反映水中有機(jī)物含量。如果進(jìn)行氧化的時(shí)間為5天，就稱5日生化耗氧量，以BOD5表示，它主要應(yīng)用于受污染的天然水、生活污水和工業(yè)廢水中。通常生物氧化不如化學(xué)氧化徹底，而BODs大約只占總生化耗氧量的65 ~80%，所以數(shù)值比COD低。它既反映水中可氧化有機(jī)物的相對(duì)含量，也在一定程度上反映有機(jī)物進(jìn)行生物氧化的難易程度，在水處理工藝中具有實(shí)用價(jià)值。
工業(yè)用水的水質(zhì)要求
1.原料用水
主要指飲料、食品制造工業(yè)、電解水、醫(yī)藥、藥劑制造工業(yè)等。
(1)飲料、食品制造工業(yè)的水質(zhì)要求基本與生活飲用水相同。
特殊行業(yè)：
釀酒工業(yè)：考慮對(duì)微生物發(fā)酵過程的影響，鈣鎂作為營養(yǎng)料應(yīng)有一定量;Cl-促進(jìn)糖化作用50mg/L左右;NO2-在0.2以下，NO3-在5-25mg/L
(2)電解水、醫(yī)藥、藥劑制造工業(yè)要求含鹽量低，鐵錳盡量低，最好是純水。
2.產(chǎn)品工藝用水
輕工業(yè)和化學(xué)工業(yè)：制糖、造紙、紡織、染色、人造纖維、有機(jī)合成等。在生產(chǎn)過程中，水本身并不進(jìn)入最終產(chǎn)物，但其所含成分可能進(jìn)入產(chǎn)品影響產(chǎn)品質(zhì)量。
制糖用水要求盡量少含有機(jī)物、含氮化合物、細(xì)菌等;精制糖常用純水;造紙用水對(duì)不同級(jí)別的紙有不同的水質(zhì)要求。渾濁度、色度、鐵錳以致鈣鎂會(huì)影響光潔度和顏色，氯化物和含鹽量影響紙的吸濕性;紡織染色工業(yè)對(duì)硬度和含鐵量要求較高，生成的沉積物會(huì)減弱纖維的強(qiáng)度，使染料分解變質(zhì)，色澤鮮明度降低。
3.生產(chǎn)過程用水
不直接進(jìn)入產(chǎn)品，只是一般接觸或清洗表面，大多對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響不大。這類用水沒有共同的水質(zhì)要求，視具體用途提出不同標(biāo)準(zhǔn)。
a.油田注水：無沉積物，不致堵塞油層;
b.電鍍清洗用水：在金屬表面沒有沉積生成斑點(diǎn)，要求硬度、金屬離子、固體鹽類含量盡量低。
4.鍋爐動(dòng)力用水
按鍋爐的壓力和溫度提出不同的要求，對(duì)硬度要求較高，易生成水垢;溶解氧會(huì)造成設(shè)備腐蝕;油脂會(huì)產(chǎn)生泡沫和促進(jìn)沉垢;游離CO2、pH、含鹽量、堿度、Cl-、SiO2、等與結(jié)垢、腐蝕、泡沫等有關(guān)。
工業(yè)鍋爐：以蒸汽做熱源或一般動(dòng)力，多為中低壓鍋爐，對(duì)水質(zhì)要求較低;
電站鍋爐：以蒸汽驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，多為高壓甚至超高壓，同時(shí)要考慮蒸汽對(duì)汽輪機(jī)的沉積結(jié)垢和腐蝕問題，對(duì)水質(zhì)要求十分嚴(yán)格。
5.冷卻用水
基本要求：水溫盡可能低，不隨氣候劇烈變化;不產(chǎn)生水垢、泥垢等堵塞管路現(xiàn)象;對(duì)金屬無腐蝕性;不繁殖微生物和生物等。
無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一般應(yīng)考慮藻類、微生物、懸浮物、硬度鹽類、溶解氣體、有機(jī)物、酸、油脂等項(xiàng)目。
6.純水和超純水
純水是指進(jìn)行一定深度除鹽處理的水，一般包括除鹽水、純水和超純水。
純水又稱去離子水或深度除鹽水，含鹽量降到1.0mg/L以下，電導(dǎo)率降低到1-0.1μΩ/cm;超純水或高純水，是在進(jìn)一步除鹽外，還把水中的氣體、膠體、有機(jī)物、細(xì)菌等各種雜質(zhì)都去除到最低限度，含鹽量降到0.1mg/L以下，電導(dǎo)率降低到0.1μΩ/cm以下。
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