水基本知识培训

水的基本知识湖南水木科技有限公司培训资料一二零一二年三月拾肆日•地表水与地下水•密度与相对密度•溶液、饱和溶液、溶解度•溶液的百分比浓度•以氢离子为基本单位的物质的量浓度•毫克/升和微克/升是什么单位？•天然水中含有的杂质•水中溶有哪些主要的气体?•水的总固体、总溶固体和悬浮固体•天然水中溶解的主要离子•水的含盐量•水的浑浊度目录目录•水的硬度•水的电阻率•水的电导、电导率以及与电阻率之间的关系•水的溶解氧•化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）•总有机碳（TOC）•总需氧量（TOD）•氨氮化合物(氨氮、TN、NOX-N)•含磷化合物（TP）1、地表水与地下水•地表水是指雨雪、江河、湖泊及海洋的水。•地下水是指雨水经过土壤及地层的渗透流动而形成的水，在其漫长的流程和广泛的接触中，溶入较多的盐类。另一方面，地下水经过层层过滤，悬浮物很少，浊度低。ueradipiscingelit.Vivamusetmagna.Fuscesedsemsedmagnasuscipitegestas.2、密度与相对密度•密度表示单位体积中所含该物质的质量，其单位为：kg/m3或g/cm3。它是一种物质的特性，只与物质种类有关，与物质的质量与体积无关。•水在4℃是的密度为1g/cm3（1*103kg/m3或1g/ml）。•相对密度，也就是我们比较熟悉的“比重”，是指物质的密度与水在4℃的密度的比值。ueradipiscingelit.Vivamusetmagna.Fuscesedsemsedmagnasuscipitegestas.3、溶液、饱和溶液、溶解度•由两种或两种以上的物质组成的均匀二稳定的体系称之为溶液。如水和食盐组成的均匀而稳定的澄清溶液称为食盐水溶液。•在一定条件下，物质的溶解和结晶达到平衡是的溶液叫做饱和溶液。•在一定的温度下，饱和溶液中所含溶质的量，称为该溶质在该温度下的溶解度。•一般把在室温（20℃）时的100g水中该物质溶解度超过10g的称为易容物质；在1~10g之间的称为可溶物质；在0.1~1g之间的称为微溶物质；而溶解度在0.1g以下的，称为难溶物质。、溶液的百分比浓度•溶液的百分比浓度分为体积百分比浓度和质量百分比浓度。其中以质量百分比浓度比较常用。•体积百分比浓度是以溶质在100ml溶液中所含的克数来表示的浓度。例如：1L水溶液中含NaOH溶质50g，则该溶液的所含NaOH的体积百分比浓度为5%.•质量百分比浓度是以溶质质量占全部溶液质量的百分比来表示的，即用每100g溶液中所含溶质克数来表示浓度的。可用下式计算：溶液质量百分比浓度=溶质质量/溶液质量*100%=溶质质量/（溶质质量+溶剂质量）*100%例如：100gNaCl溶液中含5gNaCl，那么溶液质量百分比浓度就是5%。、以氢离子为基本单位的物质的量浓度•水溶液中的阴阳离子应该是平衡的。•水处理行业常采用以氢离子为基本单位的物质的量浓度来表达水中的酸碱盐的平衡关系。•什么是以氢离子为基本单位的物质的量浓度？即将能够提供或接受1molH+离子的物质的的质量称为一个氢离子摩尔，即1[H+]mol。以氢离子为基本单位的物质的量浓度的常用单位是[H+]mol/L、[H+]mmol/L或[H+]µmol/L。、以氢离子为基本单位的物质的量浓度•以钙离子溶液为例：钙的原子量为40.08。如果1升溶液中含Ca2+40.08g，物质的量浓度可以写成Ca2+1mol/L。每摩尔Ca2+可以取代2molH+离子，所以1molCa2+=2[H+]molCa2+•那么溶液物质的量浓度Ca2+1mol/L可以写成2[H+]mol/LCa2+•为什么要了解以氢离子为基本单位的物质的量浓度？因为水的硬度和碱度及离子交换剂（也就通常说的树脂）的交换容量都涉及到用此单位表达，所以对于大家来说了解此单位也是有必要的。、毫克/升和微克/升是什么单位？•毫克/升和微克/升是表示水中某些物质或杂质含量多少的单位。•在工业水处理中，水的单位体积或单位重量通常采用升（或毫升）、克（或毫克、千克）来表示。而含在水中的物质的质量通常采用克、毫克或微克来表示。因此，表示水质情况时，常用单位毫克/升、微克/升来表示。•毫克/升表示1升水中含多少毫克的杂质，1升水的重量等于1000克也就是百万毫克，故可理解为1毫克/升杂质相当于水中含有百万分之一杂质，即通常所用的ppm.•水经过脱盐处理后杂质的含量很低时，就用微克/升单位来表示，1毫克=1000微克。•1微克/升相当于水中含有十亿分之一的杂质，也可用ppb来表示。•毫克/升单位的符号为mg/L,微克/升单位的符号为µg/L。、天然水中含有的杂质天然水中含有的杂质，按照其颗粒大小不同可分为三类：颗粒最大的为悬浮物；其次是胶体物质；颗粒最小的是离子和分子，称为溶解物质。什么是悬浮物质呢？水中的悬浮物质是颗粒直径约在10-4mm以上的微粒，肉眼可见。主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌、病毒以及高分子有机物等组成，常常悬浮在水流之中，水产生的浑浊现象，也是由此类物质所造成的。这些微粒很不稳定，可以通过沉淀和机械过滤而除去。悬浮物质是造成浊度、色度、气味的主要来源。他们在水中含量往往随着季节和低区不同而变化。、天然水中含有的杂质什么是水中的胶体物质？水中的胶体物质是颗粒直径约在10-4--10-6mm之间的微粒。是许多分子和离子的集合物。水中的无机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物。水中的有机矿物质胶体主要是动植物的肢体腐烂和分解而生产的腐殖物。其中以湖泊的腐殖物含量最多，因此常常使水呈黄绿色或褐色。由于胶体物质的微粒小，重量轻，单位体积所具有的表面积很大，故其表面具有较大的吸附能力，常常吸附着大量的离子而带点。同类胶体因带同性电荷而相互排斥，他们在水中不能粘合二出于稳定状态。所以胶体颗粒不能藉重力自行沉降而去除，一般在水中加药剂破坏其稳定，使胶体颗粒增大而沉降予以去除。、天然水中含有的杂质什么是水中的溶解物质？水中的溶解物质是颗粒直径小于或等于10-6mm的微粒。主要是溶于水中的以低分子存在的溶解盐类的各种离子和气体。溶解物质可以用离子交换或除盐等方法予以去除。、水中溶有哪些主要的气体?天然水中常见的溶解气体有氧气（O2）、二氧化碳(CO2)、有时还有硫化氢（H2S）、二氧化硫(SO2)、氮气(N2)、氨(NH3)等。这些溶解气体大都对金属有腐蚀作用，是引起水系统金属腐蚀的重要因素。、水中溶有哪些主要的气体?二氧化碳(CO2)是水中存在较多的气体杂质，通常是以游离态存在的；水中存在大量的碳酸根在PH低时，也是以游离状态存在的，于是产生了碳酸平衡问题：CO2+H2O↔H++HCO3-↔2H++CO32-因此，水中的CO2越多，生成的氢离子越多，水的pH值越低，产生酸性的腐蚀水，破坏碳钢表面产生的保护膜引起碳钢腐蚀。其腐蚀的化学反应式：2CO2+Fe（OH）2==Fe（HCO3）2Fe（HCO3）2+O2+2H2O==4Fe（OH）3+8CO2如果脱盐水中进入CO2，水的电导率会随即上升，腐蚀性增大。因此脱盐水箱应当有防止大气中CO2溶入水箱中的措施，常用氮气或其他惰性气体在水箱顶部进行保护，防止CO2污染纯水水质。、水的总固体、总溶固体和悬浮固体•水中除了溶解气体之外的一切杂质称为固体。•水中的固体又可分为总溶固体和悬浮固体。二者的总和称为水的总固体。•总溶固体是指谁经过过滤之后，仍然溶于水中的各种无机盐类和有机物等。•悬浮固体是指那些不溶于水中的泥沙、粘土、有机物、微生物等。、天然水中溶解的主要离子•天然水中溶解的离子，主要是水流经岩层时所溶解的矿物质，如碳酸钙、碳酸镁•硫酸钙、硫酸镁、二氧化硅、氯化钠、无水硫酸钠等。10、天然水中溶解的主要离子这些主要离子如下所示：类别阳离子阳离子浓度的数量级符号名称符号名称ⅠNa+钠离子HCO3-碳酸氢根＞1mg/LK+钾离子Cl-氯离子Ca2+钙离子SO42-硫酸根Mg2+镁离子HSiO3-硅酸氢根ⅡNH4+铵离子F-氟离子0.1~1mg/LFe3+铁离子NO3-硝酸根离子Mn2+锰离子CO32-碳酸根离子10、天然水中溶解的主要离子10、天然水中溶解的主要离子这些主要离子如下所示：ⅢCu2+铜离子HS-硫氢酸根＜0.1mg/LZn2+锌离子BO2-硼酸根Ni2+镍离子NO2-亚硝酸根Co2+钴离子Br-溴离子Al3+铝离子HPO42-磷酸氢根H2O4-磷酸二氢根I-碘离子10、天然水中溶解的主要离子10、天然水中溶解的主要离子、天然水中溶解的主要离子•天然水中这些主要离子含量是水处理工程设计时的基础和必要的数据，也是我们常说到的水质分析报告中的主要内容和数据。•由上表可知，水中主要的阴离子有Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、OH-等，其中HCO3-、CO32-、OH-在水中常与阳离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+等组成碱度，它们之间的量的变化影响水的PH值得变化，从这一变化可以知道水的属性是腐蚀型的还是结垢型的。10、天然水中溶解的主要离子、天然水中溶解的主要离子•比如水中最常见的阴离子Cl-，是引起水质腐蚀性的催化剂，能够强烈推动和促进金属表面电子的交换反应，特别是对系统的不锈钢材料，应力集中处，会引起Cl-富集，加速电化学腐蚀过程；SO42-与水中的Ca2+等生成CaSO4沉淀而结垢。水中阴离子可以用阴离子交换法去除。10、天然水中溶解的主要离子、天然水中溶解的主要离子•水中阳离子主要有K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Fe3+、Mn2+等，K+、Na+的存在使水的电导率上升；Ca2+、Mg2+是组成水中硬度的主要离子，在一定条件下，常在受热设备的表面结垢；Fe3+、Mn2很容易生成Fe（OH）3和Mn（OH）2的沉淀形成水垢，从而产生垢下腐蚀。10、天然水中溶解的主要离子、水的含盐量•水的含盐量（又称矿化度）顾名思义就是表示水中所含盐类的数量。由于水中的各种盐类一般均以离子形式存在，所以含盐量也可以视为水中各种阳离子和阴离子的量的总和。•含盐量＜1000mg/L的水，称为淡水；•含盐量＞1000mg/L的水，泛称咸水，即高含盐量水，又可分为四类：•微咸水—含盐量在1000~3000mg/L；•咸水—含盐量在3000~10000mg/L；•盐水—含盐量在10000~50000mg/L；•卤水—含盐量在50000mg/L以上；10、天然水中溶解的主要离子、水的浑浊度•由于水中含有悬浮及胶体状态的微粒，使得原来无色透明的水产生浑浊现象，其浑浊的程度称为浑浊度。浑浊度的单位是用度来表示的，就是相当于1L的水中含有1mg的SiO2（或是白陶土、硅藻土）时，所产生的浑浊程度为1度，或称杰克逊。浊度单位为JTU，1JTU=1mg/L的白陶土悬浮体。现代仪器显示的浊度是散射浊度单位NTU，也称TU。1NTU=1JTU。10、天然水中溶解的主要离子、水的浑浊度•最近，国际上认为，以乌洛托品－硫酸肼配制浊