水化学及水质分析

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1、水化学及水质分析1、水化学   在膜法水处理中，水所具有的种种性质和状态会对膜的分离特性产生影响，因此为了得到稳定的、符合要求的产水水质，被处理原水的水质特性就成为必不可少的条件。表征酸碱性的pH值、离子成分和有机物等代表水特性和状态的指标都和膜法处理紧密相关。在设计反渗透系统前应做的全部水质分析指标如下：   阳离子（mg/L）：Ca2+、Mg2+、Na+、K+、NH4+、Ba+、Sr+；   阴离子（mg/L）：HCO3-、CO32-、Cl-、SO42-、NO3-、F-；   其它检测项目：pH值、水温（℃）

2、、总铁（TFe，mg/L）、锰（Mn，mg/L）、胶体硅（mg/L）、活性硅（mg/L）、总硬度、总碱度、总溶解固体（TDS，mg/L）、悬浮物（SS、mg/L）、浊度（NTU）、COD（mg/L）。在设计前应取得这些数据，这样可以使得系统设计更加合理、准确。1、1  水温   随着温度升高，水的粘度（粘性系数）则降低。在相同操作压力下，水温每相差1℃，产水量就会有3%左右的波动。由此可以看出，为了确保稳定的产水量系统设计中温度的设定是非常重要的。在处理硅和难溶解硫酸盐含量较高的水体时，由于温度降低可以导致这些无

3、机物的溶解度降低。在冬季低温运行时，如果不对温度进行控制，就会导致硅和/或难溶解硫酸盐结垢。在这种情况下，可以采用热交换器升高水温。而在温度控制比较困难时，需要采取加入阻垢剂或者适当降低回收率的方法来调整系统的运行。1、2  pH值   水中的氢离子浓度的负对数值被称为水的pH值。水中的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等时，水显中性。水温的不同会导致两种离子的浓度也会发生变化。在室温附近pH值约为7，显中性；煮沸的水，pH值约为6.2。因此从pH值变化也可以看出温度管理的重要性。一般的水基本上显中性（pH值约为7），

4、当水中含有酸性物质或碱性物质时，pH值就会偏离中性。pH值还会受二氧化碳（CO2）的影响，稍显酸性。1、3  电导率   水的导电性（S：西门子）可以用电极间阻抗（Ω·m）的倒数来表示。通常选取25℃下，单位长度的电导率数值表征溶液的导电性（μs/cm）。无机离子或者电解质含量较多的水中电导率]显示较大的值，可以作为表示电解质总量的指标。又因为电导率的测定可以在现场比较简单完成，相比于总溶解固体的测定简单很多，因此电导率经常被用来替代总溶解固体表征反渗透和纳滤系统的脱盐性能。在大多数情况下，采用电导率计算的系统脱

5、盐率要低于采用总溶解固体计算的系统脱盐率。1、4  悬浮物   所谓水中的悬浮物，就是指在水滤过的同时，在过滤材料表面残留下的物质，以粒子成分为主体。悬浮物含量高会导致反渗透和纳滤系统很快发生严重的堵塞，影响系统的产水量和产水水质。根据光线或者激光的散射，可以把悬浮物用浊度定量化并读取出来。不仅可以取样在实验室分析，还可以在现场进行在线监控。1、5  离子成分   存在于自然界的水一般含有钠离子、钾离子、钙离子、镁离子、氯离子、硫酸根、重碳酸根以及硅。其中阳离子和阴离子在水中的摩尔浓度是平衡的。在某些水质分析报告

6、中，曾发现阳离子和阴离子的物质的量不能平衡，这就是说明这份水质分析报告不够准确，有可能对系统的设计以及今后的运行带来影响。还有一些名词被用来描述水体中某些离子的含量或状态：⑴硬度   把钙、镁离子的合计量换算成与之对应的碳酸钙来表示的量叫做硬度。⑵碱度   碱度就是中和溶解在水中的OH-、CO32-和HCO3-所需要的酸的量。pH值在8.3以下时,采用甲基橙作为指示剂并用酸中和至pH值为4.2时，需要的酸的量称为甲基橙碱度；pH在8.3以上时，采用酚酞作为指示剂并用酸中和至pH值为8.2时，需要的酸的量称为酚酞碱

7、度。甲基橙碱度乘以系数0.82就可以计算出HCO3-在水中的大致浓度。1、6  金属成分   铁、锰、铜和镍等金属物质在水中的含量虽然很少，但是作为可能导致氧化反应进而造成膜性能劣化的触媒，也是需要注意的成分。特别需要指出的是，具有触媒机能的胶体状不溶解物质是无法用分析可溶解离子的方法检出的。因此铁、锰等具有催化氧化作用的金属物质必须在预处理过程中尽力去除。特别是在使用次氯酸钠之类的强氧化剂时，就必须更加严格的限制给水中铁和锰的含量，通常我们希望给水中的具有氧化性的三价铁（Fe3+）的浓度不高于20μg/L，在特

8、殊的场合也应尽量避免超过0.1mg/L。有时我们进行原水水质分析时，并未发现过量的铁和锰，但是反渗透膜元件却发生了劣化，这时往往都是由于预处理系统采用了投加絮凝剂的工艺，过量的含铁絮凝剂会在水中残留，进而进入反渗透系统破坏膜元件。这时就必须对加药系统进行调整，控制加药量避免过量的铁进入反渗透系统。类似的事情还经常发生在投加含铝絮凝剂时，铝是一种两性金属，在碱性条件下以氢氧