水化学与水质分析

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1、水化学与水质分析声明:本文提及的技术方案均属于海德能公司的专利范围。除非来自海德能公司的书面保证，海德能公司对于本文提供的信息及本文提供的产品和系统性能没有义务提供担保。第四章水化学与水质分析4.1反渗透水化学温度温度是一个十分关键的设计参数。给水泵压力、各段产水量平衡、淡水水质及难溶盐的溶解度等各个设计参数均与温度密切相关。作为一种粗略算法：给水温度每降低10华氏度，给水泵压力则需增加15%。各段产水量也受到温度的影响。水温增加时，位于RO系统前端的膜元件产水量增加，而后端的膜元件产水量下降。而水温较低时

2、，各段产水量较为均衡。水温较高时，离子透过膜体的动能增加，因而系统透盐率增加。水温增高时，碳酸钙的溶解度下降。水温降低时，硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶及二氧化硅的溶解度下降。pH值给水的pH值定义了它的酸碱性。pH值为7时是中性；为0－7时呈酸性；为7－14时呈碱性。在分析化学中，pH值是氢离子浓度负对数。在水化学中，pH值用于定义二氧化碳、碳酸氢根、碳酸根、氢氧根离子的碱度平衡是十分重要的。浓水的pH值一般较给水pH值偏高，这是由于碳酸氢根、碳酸根离子浓度高于二氧化碳浓度。【Rodesign】软件允许用户用盐酸

3、与硫酸调整给水的pH值，用酸降低给水pH值将LSI（朗格里尔）指数下降，且降低碳酸钙沉淀的可能。给水与浓水的pH值也影响着硅、铝、有机物与油脂的溶解度与污染程度。给水pH值的变化还影响了离子的脱除率，pH值下降时氟、硼与硅的脱除率随之下降。电导率电导率是表示水中溶解离子导电能力的指标。没有离子的理想纯水，不会产生电流。电导率用电导率仪测量，其单位为微西门子/厘米(μs/cm)。电导率也是测量水中离子浓度的简便方法，但不能精确反映离子种类。离子构成不同，电导值也不同；但电导的数值随离子浓度增加而增加。TDS（

4、溶解固体总量）仪是利用变换因子将电导率值转换为TDS值。在水质分析中，可用不同离子对应的不同转换系数或溶解固体总量（TDS）对应的单一转换系数，估算电导率的数值。可用二氧化碳的ppm浓度的平方根乘以0.6求得其电导率；硅离子对电导率变化不产生影响。RO高纯水最精确的电导率数值是在线测量的。否则，高纯水暴露于空气之中，将改变其二氧化碳含量。TDS（溶解固体总量）在水处理工艺中，TDS是滤除悬浮物与胶体并蒸发掉全部水分后的剩余无机物。TDS以ppm或mg/l为单位，在【IMSdesign】软件中TDS是全部正负

5、离子与二氧化硅的合计。【IMSdesign】软件中给水与淡水的TDS可以通过各自电导率折算出来。也可以在现场用TDS仪测量TDS，TDS仪测量水的电导率并乘以转换因子即得出已知参考溶液（如氯化钠、氯化钾）的TDS值。值得注意的是：通过电导率数值间接测出的各类离子混合而成水溶液的TDS值，与通过总加各类离子浓度得出的TDS值并不相同。一个粗略算法是：对于氯化钠参考溶液，每1ppm的TDS值对应2ms/cm的电导率。碱度碱度主要是指二氧化碳、碳酸氢盐、碳酸盐与氢氧化物。在自然界中土地是碱性体，在中和酸雨过程中其

6、pH值变化不大。二氧化碳与碳酸氢盐溶液的pH值为4.4至8.2；pH值为4.4或更低时，碱度以二氧化碳形式存在；pH值8.2时，不存在二氧化碳，全部碱度均为碳酸氢盐。在pH值为8.2至9.6时碳酸氢盐与碳酸盐溶液相互平衡。pH值为9.6时，不存在二氧化碳与碳酸氢盐，全部碱度为碳酸盐。当pH值在9.6以上时，由于氢氧根离子的存在，出现了氢氧基碱度。大部分自然界中水源的pH值为6.0至8.4，所以氢氧化物的出现是人为的。碱度（特别对于锅炉水化学）可表示为M碱度与P碱度。M碱度是指以碳酸钙计的ppm值表示的水的总

7、碱度（用甲基橙作指示剂，酸滴定终点为pH=4.2）。P碱度测量碳酸氢盐、碳酸盐及氢氧化物的量（用酚酞作指示剂，酸滴定终点为pH=8.2）。浊度浊度是对水中不易沉淀的微小胶体悬浮物的检测指标。用浊度仪测量浊度就是测量溶液的相对透光度，并以NTU为单位。RO膜元件运行限值中经常规定：给水的最大浊度为1.0NTU。色度色度是非精确测试参数，依据不同有机物引起色度的大小，可以用色度表示水中有机化合物含量的大小，并使用以白金为标准的APHA单位。SDI（污染指数）SDI是针对膜系统而检测给水中悬浮物与胶体粒子淤塞0.

8、45微米孔径滤纸的速度的试验数据。该试验的主要数据是保持30PSI给水压力状态下在5、10、15分钟内过滤的水量。典型RO元件的使用条件规定了给水的15分钟的最高SDI值为4.0。如果因为淤塞而使SDI试验只进行了5或10分钟，说明给水对RO系统的污染将是十分严重的。略加处理或全无预处理情况下，深井水的SDI值等于或低于3，浊度小于1。对地表水而言，欲达到SDI与浊度的要求，必须采用预处理工艺以去除悬浮物与胶体颗