❶ 工業上什麼情況下的水稱為軟水,硬水,高硬水
硬水:是指含有較多的鈣、鎂化合物的
軟水:是指含有少量或幾乎不含鈣、鎂化合物的
❷ 工業用水水質評價
任務分析
鍋爐用水是比較普遍的,對水質的要求也較高。當建築物經常處於地下水的作用下時,應評價地下水對混凝土的侵蝕性。當鐵管或其他鐵質構件長期浸沒於地下水中時,應當考慮地下水對鐵質材料的侵蝕性。掌握鍋爐用水的水質評價、地下水對混凝土的侵蝕性評價、地下水對鐵質材料的侵蝕作用等內容,做到學以致用。
任務實施
(一)鍋爐用水的水質評價
在工業用水中,鍋爐用水是比較普遍的,對水質的要求也較高。水在蒸氣鍋爐中處在高溫、高壓條件下,水中的一些化學物質會發生各種不良化學反應,主要有成垢作用、起泡作用和腐蝕作用等。這些作用可給鍋爐帶來一些不良影響。
1.成垢作用
當水被煮沸時,水中所含的一些離子、化合物可以相互作用而發生沉澱,並依附於鍋爐壁上,形成鍋垢,這種作用稱為成垢作用。當鍋垢厚時,不僅不易傳熱、浪費燃料,而且易使金屬爐壁過熱融化,引起鍋爐爆炸。鍋垢的成分通常有:CaO、CaCO3、CaSO4、CaSiO3、Mg(OH)2、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3及懸濁物質的沉渣等。
這些物質是由於溶解於水中的鈣、鎂鹽類及膠體SiO2、Al2O3、Fe2O3和懸濁物沉澱而產生的。例如:
水文地質勘察
水文地質勘察
MgCO3再分解,沉澱出鎂的氫氧化物:
MgCO3+2H2O→Mg(OH)2↓+H2O+CO2↑
與此同時,還可以沉澱出CaSiO3及MgSiO3,有時還沉澱出CaSO4等,所有這些產物沉澱在鍋爐壁上,便形成了鍋垢。鍋垢的總質量,可根據水質分析資料用下式計算:
水文地質勘察
式中:H0為鍋垢的總質量(g/m3);S為懸浮物質量(mg/L);C為膠體物質量(SiO2+Al2O3+Fe2O3+…)(mg/L);
按鍋垢總量對成垢作用進行評價時,可將水分為四個等級:①H0<125時,為沉澱物很少的水;②H0=125~250時,為沉澱物較少的水;③H0=250~500時,為沉澱物較多的水;④H0>500時,為沉澱物很多的水。
鍋垢中包括硬質的垢石(硬垢)及軟質的垢泥(軟垢)兩部分。硬垢主要是由鹼土金屬(Ca、Mg等)的碳酸鹽、硫酸鹽及硅酸鹽構成,附壁牢固,不易清除。軟垢則由懸濁物質及膠體物質構成,易於洗刷清除。故在評價鍋爐用水時,還要計算硬垢數量,以評價鍋垢的性質。硬垢量可用下式計算:
水文地質勘察
式中:Hh為硬垢總量(g/m3);SiO2為二氧化硅質量濃度(mg/L);
對鍋垢的性質進行評價時,可採用硬垢系數(Kn),即
2.起泡作用
起泡作用是指水在鍋爐中煮沸時,在水面產生大量氣泡的作用。如果氣泡不能立即破裂,就會在水面以上形成很厚的極不穩定的泡沫層。當泡沫太多時,會使鍋爐內水的汽化作用極不均勻,水位急劇升降,致使鍋爐不能正常運轉。產生這種現象的原因是由於水中易溶解的鈉鹽、鉀鹽以及油脂和懸濁物受爐水的鹼度作用,發生皂化的結果。鈉鹽中,促使水起泡的物質為苛性鈉和碳酸鈉。苛性鈉,除了可使脂肪和油質皂化外,還能促使水中的懸浮物變為膠體懸濁物。磷酸根與水中的鈣、鎂離子作用,能在爐水中形成高度分散的懸濁物。水中的膠體狀懸濁物,增強了氣泡薄膜的穩固性,因而加劇了起泡作用。
起泡作用可用起泡系數(F)評價,起泡系數可據鈉、鉀的含量計算:
F=62c(Na+)+78c(K+)(2-1-3)
式中:c(Na+)、c(K+)分別為Na+、K+的物質的量濃度(mmol/L),含義同上。
當F<60時,為不起泡的水(機車鍋爐,須一周換一次水);當F=60~200時,為半起泡水(機車鍋爐,須2~3d換一次水);當F>200時,為起泡的水(機車鍋爐,須1~2d換一次水)。
3.腐蝕作用
由於水中氫置換爐壁鐵,使爐壁受到損壞的作用稱為腐蝕作用。氫離子可以是水中原有的,也可以是某些鹽類因爐水中水溫增高水解而生成的。此外,溶解於水中的氣體成分,如O2、H2S、CO2等也是造成腐蝕作用的重要因素。錳鹽、硫化鐵、有機質及脂肪油類,皆可作為接觸劑而加強腐蝕作用,溫度增高及由此而產生的局部電流,均可促進腐蝕作用。隨著蒸氣壓的加大,水對銅的危害也隨之加重,往往對汽輪機葉片產生腐蝕。腐蝕作用對鍋爐的危害極大,不僅減少鍋爐的壽命,尚可能發生爆炸事故。例如,美國曾對640台鍋爐進行過調查,在1956~1970年的15年中,由於腐蝕原因,至少發生一次爆炸事故的鍋爐有119台之多,占總數的19%,我國此類事故也有發生。
水的腐蝕性可以用腐蝕系數(Kk)進行評價。
對酸性水:
水文地質勘察
對鹼性水:
水文地質勘察
式中:c(H+)、
當Kk>0時,為腐蝕性水;當Kk<0,但Kk+0.0503Ca2+>0時,為半腐蝕性水;當Kk+0.0503Ca2+<0時,為非腐蝕性水(Ca2+的單位為mg/L)。
對鍋爐用水進行水質評價時,應同時考慮以上三個方面。由於鍋爐種類和形式不同,對水中各種成分的具體允許含量標准亦有所差異,應用時,可查閱有關規范、手冊。
(二)地下水對混凝土的侵蝕性評價
地下水中含有某些成分時,水對建築材料中的混凝土有侵蝕性和腐蝕性,當建築物經常處於地下水的作用時,應評價地下水對混凝土的侵蝕性。大量試驗證明,地下水對混凝土的破壞是通過分解性侵蝕、結晶性侵蝕及分解結晶復合性侵蝕作用進行的。地下水的這種侵蝕性主要取決於水的化學成分,同時也與水泥類型有關。
1.分解性侵蝕
系指酸性水溶濾氫氧化鈣及侵蝕性碳酸溶濾碳酸鈣而使水泥分解破壞的作用。此作用可分為一般酸性侵蝕和碳酸侵蝕兩種。
一般酸性侵蝕 是酸性水中的氫離子與氫氧化鈣起反應,使混凝土溶濾破壞。其反應式為:
水文地質勘察
酸性侵蝕性的強弱主要取決於水的pH值,pH值越低,水對混凝土的侵蝕性越強。
碳酸侵蝕 就是侵蝕性二氧化碳對碳酸鈣進行溶解,使混凝土遭受破壞。混凝土表面水泥中的Ca(OH)2在空氣和水中CO2的作用下,首先生成一層碳酸鈣,進一步作用,形成易溶於水的重碳酸鈣,重碳酸鈣溶解後,使混凝土破壞。其反應式為:
水文地質勘察
水文地質勘察
這是一個可逆反應,碳酸鈣溶於水中後,要求水中必須含有一定數量的游離CO2以保持平衡,此部分CO2稱為平衡二氧化碳。如水中游離CO2減少,則方程向左進行,產生碳酸鈣沉澱;若水中游離CO2大於平衡CO2,則可使方程向右進行,碳酸鈣被溶解,直至達到新的平衡為止。與CaCO3反應消耗掉的那部分游離CO2,稱為侵蝕性CO2。地下水中侵蝕性CO2愈多,對混凝土的侵蝕性愈強。地下水流量、流速都很大時,CO2易補充,平衡難建立,因而侵蝕加快。另一方面,
分解性侵蝕的具體鑒定標准參見表2-1-9,有以下三個評價指標。
1)分解性侵蝕指數pHs:它是分解性侵蝕的總指標,按下式確定:
水文地質勘察
式中:
當水的實際pH≥pHs時,水無分解性侵蝕;當pH<pHs時,則有分解性侵蝕。
2)pH值:為酸性侵蝕指標,當水的實際pH值小於表2-1-9中所列數值時,則有酸性侵蝕。
3)游離CO2:為碳酸侵蝕指標,當水中游離CO2大於以下公式的計算值 [CO2]時,則有碳酸侵蝕。計算公式為:
水文地質勘察
式中:[CO2]s為碳酸侵蝕指標;[Ca2+]為水中Ca2+含量(mg/L);K2從表2-1-9查取;a、b為系數,按表2-1-10查取其值。
根據以上三個指標的評判,如有任何一種侵蝕性存在,均為具有分解性侵蝕。
表2-1-9 水對混凝土的侵蝕性鑒定標准
註:表中A為硅酸鹽水泥;B為火山灰質、含砂火山灰質、礦渣硅酸鹽水泥;表中系數a、b另查表2-1-10。
表2-1-10 表2-1-9中系數a和b值
(據《水文地質手冊》,1978)
2.結晶性侵蝕
主要是水中硫酸鹽與混凝土發生反應,在混凝土的空隙中形成石膏和硫酸鋁鹽(又名結瓦爾鹽)晶體,這些新化合物,因結晶膨脹作用體積增大(石膏可增大1~2倍,硫酸鋁鹽可增大體積2.5倍),導致混凝土力學強度降低,以致破壞,因此,這種侵蝕稱為結晶性侵蝕,也可稱為硫酸侵蝕。石膏是生成硫酸鋁鹽的中間產物。生成硫酸鋁鹽的反應式為:
水文地質勘察
這種結晶性侵蝕並不是孤立進行的,它常與分解性侵蝕作用相伴生。有分解性侵蝕時,往往更能促進這種作用的進行。另外,結晶侵蝕性(硫酸侵蝕性)還與水中氯離子含量及混凝土建築物在地下所處的位置有關。水中氯離子含量越多,硫酸侵蝕性越弱,建築物處在水位變動帶,則這種侵蝕性加強。近年來,為了防止水中
3.分解結晶復合性侵蝕
主要是水中弱鹽基硫酸鹽離子的侵蝕,即如果水中Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、
水文地質勘察
分解結晶復合性侵蝕的評價指標為弱鹽基硫酸鹽離子總量,記為Me,主要用於被工業廢水污染的侵蝕性鑒定。當Me>1000mg/L,且滿足下式時,即有侵蝕性:
水文地質勘察
式中:Me為水中Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、
以上介紹了地下水對混凝土侵蝕性的傳統評價方法,該種方法僅能說明地下水對混凝土有無侵蝕性,並不能說明侵蝕程度。我國在2001年頒發的《岩土工程勘察規范(2009年版)》(GB 50021—2001)中提出了地下水對混凝土侵蝕程度(等級)的定量評價方法,參見表2-1-11~表2-1-14。
表2-1-11 環境類型分類
註:高寒區是指海拔等於或大於3000m的地區;乾旱區是指海拔小於3000m,乾燥度指數K值等於或大於1.5的地區;濕潤區是指乾燥度指數K值小於1.5的地區。強透水層是指碎石土、礫砂、粗砂、中砂和細砂;弱透水層是指粉砂、粉土和黏性土。含水量w<3%的土層,可視為乾燥土層,不具有腐蝕環境條件。當有地區經驗時,環境類型可根據地區經驗劃分;當同一場地出現兩種環境類型時,應根據具體情況選定。
表2-1-12 分解性侵蝕評價標准
註:表中A表示直接臨水或強透水土層中的地下水;B是指弱透水土層中的地下水。
表2-1-13 結晶性侵蝕評價標准
註:表中數值適用於有干濕交替作用的情況,無干濕交替作用時,表中數值應乘以系數1.3。表中數值適用於不凍區(段)的情況;對冰凍區(段),表中數值應乘以系數0.8,對微凍區(段)應乘以系數0.9。
表2-1-14 分解結晶復合性侵蝕評價標准
註:表中數值適用於有干濕交替作用的情況,無干濕交替作用時,表中數值應乘以系數1.3。表中數值適用於不凍區(段)的情況,對冰凍區(段),表中數值應乘以系數0.8,對微凍區(段)應乘以系數0.9。表中苛性鹼(OH-)含量(mg/L)應為NaOH和KOH中的OH-含量(mg/L)。
(三)地下水對鐵質材料的侵蝕作用
當設計長期浸沒於地下水中的鐵管或其他鐵質構件時,應當考慮地下水對鐵的侵蝕性,特別是在硫化物礦床和煤礦床中,地下水常呈酸性,對探礦、采礦設備的破壞性很大。
水對鐵的侵蝕性主要與水的氫離子濃度、溶解氧、游離硫酸、H2S、CO2及其他重金屬硫酸鹽有關。當水的pH值小於6.8時,有侵蝕性;pH<5的水,對鐵有強烈的侵蝕性。水中的溶解氧可與鐵發生氧化作用,使鐵管銹蝕,當O2與CO2同時存在於水中時,可使氧的侵蝕性加劇。水中含有游離H2SO4時,產生的侵蝕作用同樣是由於氫離子置換而引起的。為了防止鐵管受硫酸的侵蝕,水中
水文地質勘察
水文地質勘察
此時,鐵放出電荷,氫接受電荷,即:
水文地質勘察
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這樣,使鐵成為離子狀態溶於水中。
當水中含有重金屬硫酸鹽時,如CuSO4,也會加速對鐵的侵蝕。因為金屬銅和金屬鐵構成微電池而使反應不斷地進行,加速了腐蝕作用。地下水對鐵的侵蝕性,目前尚無統一評價標准,可參考有關規定。
(四)其他工業用水對水質的要求
不同的工業部門對水質的要求不同。其中紡織、造紙及食品等工業對水質的要求較嚴格。硬度過高的水,對於肥皂、染料及酸、鹼生產的工業都不太適宜,硬水妨礙紡織品著色,並使纖維變脆,使皮革不堅固,糖類不結晶。如果水中有亞硝酸鹽存在時,使糖製品大量減產。當水中存在過量的鐵、錳鹽類時,能使紙張、澱粉及糖等出現色斑,影響產品質量。食品工業用水首先必須考慮符合飲用水標准,然後還要考慮影響質量的其他成分。
由於工業企業的種類繁多,生產形式各異,各項生產用水還沒有統一的用水標准。目前只能依照各部門的要求與經驗,提出了一些試行規定。現將幾種工業的用水要求列於表2-1-15中。
❸ 工業生產中為什麼要把水的硬度降下來
會影響水泥的粘度
❹ 工業用水和民用水有什麼區別
工業用水和民用水有以下的區別:
1.概念上的區別
工業用水是指用於生產、加工、冷卻、空調、洗滌、鍋爐等的水,以及職工在工業生產過程中使用。居民用水又稱居民日常生活用水,包括飲用、洗滌、沖水、洗澡的水等。
2.用途上的區別
工業用水有用來作為原料水、產品加工水、鍋爐水、冷卻水、洗滌水、溫濕度調節水等水。民用水的利用是人們日常用水,主要用來完成日常的生活。
3.水價的標准不同
居民生活用水和工業用水屬於不同用水性質,是供水企業根據有關文件規定和用戶用水實際情況確定的,不同用水性質類別僅在水價執行標准上不同。
(4)工業用水為什麼不硬擴展閱讀
檢測民用水的水質的方法
1.看物質
用高透明度的玻璃填充一杯水,讓水靜置幾個小時,如果杯子底部有沉澱物,則說明水中懸浮雜質嚴重超標。
2.聞味道
從高處往杯子里倒一杯水,然後用鼻子聞,如果有漂白粉或澀味導致氣味不好聞,就說明水質很差,不應該喝。
3.測水質
通過觀察和嗅覺不可能准確地確定水質是否達到標准。採用具有水質檢測功能的智能水杯,將水倒入杯中,可以快速檢測杯中水的PPM質量。
4.查容器
檢查熱水器在家裡,打開水壺,如果有一層黃色規模的內壁,就意味著水的硬度太高(鈣和鎂鹽太高)。
❺ 水硬度小好還是大好
水的硬度小為好,硬度大容易產生水垢。現在的桶裝水基本全是私人用一些凈水器類的東西過濾自來水或地下水直接灌裝,有的一些品牌在外地建立的授權生產廠往往在質量上不如總廠的質量,如康師傅茶飲料,杭州總廠產的批發價格要高些,山東青島產的要便宜四到六元之間。放眼國內知名純凈水廠家,很少有在外授權分廠生產的,因為達不到標准,有授權的價格也要便宜10—20個百分點。水總硬度是指水中Ca2+、Mg2+的總量,它包括暫時硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸鹽形式的部分,因其遇熱即形成碳酸鹽沉澱而被除去,故稱為暫時硬度;而以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在的部分,因其性質比較穩定,故稱為永久硬度。
硬度又分為鈣硬和鎂硬,鈣硬是由Ca2+引起的,鎂硬是由Mg2+引起的。
水硬度是表示水質的一個重要指標,對工業用水關系很大。水硬度是形成鍋垢和影響產品質量的主要因素。因此,水的總硬度即水中鈣、鎂總量的測定,為確定用水質量和進行水的處理提供依據。
❻ 工業用水為什麼用軟水為什麼工業用水選擇使用軟水
摘要 您好,根據您的提問做出如下解答:
❼ 為什麼北方的水質硬,南方的水質軟
水質的軟硬從根本上來說,是水源決定的,單純用南北方來判斷水質是不科學的。例如,北方的哈爾濱,冰雪融化得來的水質是偏軟的;而南方的山區貴陽,地下水是偏硬的。
這個和地區影響有關。一般來說,降雨或者降雪量大的南方地區,水質偏軟。而降雨量少,蒸發量大的北方地區,水質偏硬。這是因為雨水是水蒸氣凝結而成,蒸發過程去除了水中溶解的各種礦物質。因此雨水充沛的南方地區,水質偏軟。
原水裡含有各種各樣的雜質,從給水處理角度考慮,這些雜質可分為懸浮物、膠體、溶解物三大類。城市水廠凈水處理的目的,就是去除原水中這些會給人類健康和工業生產帶來危害的懸浮物質、膠體物質、細菌及其他有害成分,使凈化後的水能滿足生活飲用及工業生產的需要。
水質(water quality )水體質量的簡稱。它標志著水體的物理(如色度、濁度、臭味等)、化學(無機物和有機物的含量)和生物(細菌、微生物、浮游生物、底棲生物)的特性及其組成的狀況。
未經人類活動污染的自然界水的物理化學特性及其動態特徵。物理特性主要指水的溫度、顏色、透明度、嗅和味。水的化學性質由溶解和分散在天然水中的氣體、離子、分子、膠體物質及懸浮質、微生物和這些物質的含量所決定。
天然水中溶解的氣體主要是氧和二氧化碳天然水評價指標一般為色、嗅、味、透明度、水溫、礦化度、總硬度、氧化-還原電位、pH值、生化需氧量和化學需氧量等。
天然水中的大氣降水水質與當地的氣象條件和降水淋溶的大氣顆粒物的化學成分有關;地表水水質與徑流流程中的岩石、土壤和植被有關;地下水水質主要與含水層岩石的化學成分和補給區的地質條件有關。
❽ 工業生產中可以用硬水嗎
硬水是指溶有較多鈣鎂物質的水,長期飲用硬水對人體健康不利,鍋爐用水硬度高了十分危險,用硬水洗衣服,浪費肥皂且衣服洗不幹凈,故答案選C.
❾ 正常情況下生產用水(原水)硬度控制在多少請問一
水總硬度是指水中Ca2+、Mg2+的總量,它包括暫時硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸鹽形式存在的部分,因其遇熱即形成碳酸鹽沉澱而被除去,稱之為暫時硬度;而以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物等形式存在的部分,因其性質比較穩定,不能夠通過加熱的方式除去,故稱為永久硬度。 硬度又分為鈣硬和鎂硬,鈣硬是由Ca2+引起的,鎂硬是由Mg2+引起的。 水硬度是表示水質的一個重要指標,對工業用水關系很大。水硬度是形成鍋垢和影響產品質量的主要因素。因此,水的總硬度即水中鈣、鎂總量的測定,為確定用水質量和進行水的處理提供依據。水的總硬度測定的方法一、原理測定自來水的硬度,一般採用絡合滴定法,用EDTA標准溶液滴定水中的Ca2+、Mg2+、總量然後換算為相應的硬度單位。用EDTA滴定Ca2+、Mg2+總量時,一般是在pH=10的氨性緩沖溶液進行,用EBT(鉻黑體)作指示劑。化學計量點前,Ca2+、Mg2+和EBT生成紫紅色絡合物,當用EDTA溶液滴定至化學計量點時,游離出指示劑,溶液呈現純藍色。由於EBT與 Mg2+ 顯色靈敏度高,與Ca2+顯色靈敏度低,所以當水樣中Mg2+含量較低時,用EBT 作指示劑往往得不到敏銳的終點。這時可在EDTA標准溶液中加入適量的Mg2+(標定前加入Mg2+對終點沒有影響)或者在緩沖溶液中加入一定量Mg2+—EDTA鹽,利用置換滴定法的原理來提高終點變色的敏銳性,也可採用酸性鉻藍K-萘酚綠B混合指示劑,此時終點顏色由紫紅色變為藍綠色。滴定時,Fe3+,Al3+ 等干擾離子,用三乙醇胺掩蔽;Cu2+,Pb2+,Zn 2+ 等重金屬離子則可用KCN、Na2S 或硫基乙酸等掩蔽。本實驗以CaCO3 的質量濃度(mg/L)表示水的硬度。我國生活飲用水規定,總硬度以 CaCO3計,不得超過450 mg/L。計算公式:水的硬度= ×100.09(mg/L)式中C為EDTA的濃度,V為EDTA的體積,100.09為CaCO3的質量二、試劑 1、EDTA標准溶液(0.01mo/L):稱取2 g乙二胺四乙酸二鈉鹽(Na2H2Y.2H2O)於250 mL 燒杯中,用水溶解稀釋至500mL 。如溶液需保存,最好將溶液儲存在聚乙烯塑料瓶中。 2、氨性緩沖溶液(pH=10):稱取20g NH4Cl固體溶解於水中,加100ml濃氨水,用水稀釋至1L。 3、鉻黑體(EBT)溶液(5g.L-1):稱取0.5 g鉻黑體,加入25mL 三乙醇胺、75 mL乙醇 4、Na2S 溶液(20g/L) 5、三乙醇氨溶液(1+4) 6、鹽酸(1+1) 7、氨水(1+2) 8、甲基紅:1g/L 60%的乙醇溶液 9、鎂溶液:1gMgSO4.7H2O 溶解於水中,稀釋至200mL 10、CaCO3基準試劑:120℃乾燥2h。 11、金屬鋅(99.99%):取適量鋅片或鋅粒置於小燒杯中,用 0.1mol/LHCl清洗1min,以除去表面的氧化物,再用自來水和蒸餾水洗凈,將水瀝干,放入乾燥箱中100℃烘乾(不要過分烘烤,)冷卻。