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如何根據(jù)硬度和堿度的關(guān)系了解水質(zhì)?
天然水中的硬度主要是指Ca2 、Mg2 等金屬離子,水中的堿度主要是指碳酸氫鹽堿度HCO3-。而水中主要存在的離子有Ca2 、Mg2 、Na 、K 和HCO3-、SO42-、Cl-等。水中的硬度與硬度之間的關(guān)系分為三種情況。
(1)堿度>硬度(以mol/L計)HCO3->(Ca2 、Mg2 水中的硬度(Ca2 、Mg2 )都變成為碳酸氫鹽,并同時還有Na 、K 的碳酸氫鹽,但沒有非碳酸鹽硬度在。此時,堿度減去硬度所得的差值等于Na 、K 的碳酸氫鹽。這部分多出的Na 、K 的碳酸氫鹽堿度即所謂過剩堿度亦稱為負(fù)硬度。
(2)堿度=硬度(以mol/L計)即HCO3-=(Ca2 、Mg2 )此時只有Ca2 、Mg2 的硬度及其碳酸氫鹽堿度,既無非碳酸鹽硬度,亦無Na 、K 的碳酸氫鹽。
(3)堿度<硬度(以mol/L計)即HCO3-<(ca2 、mg2 )。此時又有兩種情況,一是ca2 >HCO3-的鈣硬水,此時水中有非碳酸鹽硬度CaSO4、MgSO4的存在,但沒有鎂的碳酸鹽硬度Mg(HCO3)2。另一種情況是Mg2 >HCO3-的鎂硬水,水中有鎂的碳酸鹽硬度Mg(HCO3)2的存在,但沒有鈣的非碳酸鹽硬度存在,而有鎂的非碳酸鹽硬度MgSO4的存在。但上述兩種情況,無論是哪種,水中都有非碳酸鹽的硬度存在,而沒有Na 、K 的碳酸氫鹽存在。
硬水對工業(yè)生產(chǎn)有什么危害?
硬水作為工業(yè)生產(chǎn)用的冷卻水,會使換熱器結(jié)水垢,嚴(yán)重的不僅會阻礙水流通道,使熱交換效果大大降低,影響生產(chǎn)的順利進行,甚至停產(chǎn)。結(jié)垢還會產(chǎn)生垢下腐蝕,會使換熱器穿孔而損壞,不僅物料漏損,而且增加設(shè)備投資費用,浪費鋼材。
硬水用于洗滌,也往往影響產(chǎn)品質(zhì)量,如紡織印染會造成織物的斑點,不僅影響美觀,而且影響強度。硬水作為鍋爐用水,在鍋內(nèi)加熱后,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮過程,使鍋爐受熱面結(jié)水垢,而水垢的導(dǎo)熱性能極差。水垢的導(dǎo)熱性能只有鋼材的幾百分之一。在鍋爐內(nèi)結(jié)垢之后,如果仍要達到無水垢時同樣的爐水溫度,勢必要提高受熱面的壁溫,例如1.01Mpa(10atm)的鍋爐,壁溫為280℃,當(dāng)硅酸鹽水垢達1mm厚時,要達到同樣的爐水溫度,壁溫要提高到680℃,此時鋼板的強度自3.92Mpa(40kgf/cm2)降至0.98Mpa(10kgf/cm2),嚴(yán)重的會引起爆裂事故。金屬溫度升高還會使金屬伸長,1m長的鋼板,每升高100℃,伸長1.2mm,增加材料應(yīng)力,導(dǎo)致?lián)p壞。
此外,結(jié)垢之后,使受熱面的傳熱情況變壞,燃燒熱也不能很好地傳給水,降低了鍋爐的熱效率,從而白白浪費燃料,如結(jié)有1.5mm厚硫酸鹽水垢,就要浪費燃料10%以上,并使鍋爐的出力大為降低。結(jié)水垢之后,還得經(jīng)常清洗,不僅影響生產(chǎn),且而降低鍋爐使用壽命,還要耗費人力物力。因此,硬水對工業(yè)生產(chǎn)的危害很大,必須根據(jù)產(chǎn)品或設(shè)備對水質(zhì)的要求,對硬水進行軟化、除鹽或其他有效的水處理。
硬度的單位是如何表示的?
硬度的常用單位是mmol/L或mg/L。過去常用的當(dāng)量濃度N現(xiàn)已停用。換算時,1N=0.5mol/L。由于硬度并非是由單一的金屬離子或鹽類形成的,因此,為了有一個統(tǒng)一的比較標(biāo)準(zhǔn),有必要換算為另一種鹽類。
通常用CaO或者是CaCO3的質(zhì)量濃度來表示。當(dāng)硬度為0.5mmol/L時,等于28mg/L的CaO,或等于50mg/L的CaCO3。此外,各國也有的用德國度、法國度來表示硬度。1德國度等于10mg/L的CaO,1法國度等于10mg/L的CaCO3。0.5mmol/L相當(dāng)于2.8德國度、5.0法國度。