❶ 工业上什么情况下的水称为软水,硬水,高硬水
硬水:是指含有较多的钙、镁化合物的
软水:是指含有少量或几乎不含钙、镁化合物的
❷ 工业用水水质评价
任务分析
锅炉用水是比较普遍的,对水质的要求也较高。当建筑物经常处于地下水的作用下时,应评价地下水对混凝土的侵蚀性。当铁管或其他铁质构件长期浸没于地下水中时,应当考虑地下水对铁质材料的侵蚀性。掌握锅炉用水的水质评价、地下水对混凝土的侵蚀性评价、地下水对铁质材料的侵蚀作用等内容,做到学以致用。
任务实施
(一)锅炉用水的水质评价
在工业用水中,锅炉用水是比较普遍的,对水质的要求也较高。水在蒸气锅炉中处在高温、高压条件下,水中的一些化学物质会发生各种不良化学反应,主要有成垢作用、起泡作用和腐蚀作用等。这些作用可给锅炉带来一些不良影响。
1.成垢作用
当水被煮沸时,水中所含的一些离子、化合物可以相互作用而发生沉淀,并依附于锅炉壁上,形成锅垢,这种作用称为成垢作用。当锅垢厚时,不仅不易传热、浪费燃料,而且易使金属炉壁过热融化,引起锅炉爆炸。锅垢的成分通常有:CaO、CaCO3、CaSO4、CaSiO3、Mg(OH)2、MgSiO3、Al2O3、Fe2O3及悬浊物质的沉渣等。
这些物质是由于溶解于水中的钙、镁盐类及胶体SiO2、Al2O3、Fe2O3和悬浊物沉淀而产生的。例如:
水文地质勘察
水文地质勘察
MgCO3再分解,沉淀出镁的氢氧化物:
MgCO3+2H2O→Mg(OH)2↓+H2O+CO2↑
与此同时,还可以沉淀出CaSiO3及MgSiO3,有时还沉淀出CaSO4等,所有这些产物沉淀在锅炉壁上,便形成了锅垢。锅垢的总质量,可根据水质分析资料用下式计算:
水文地质勘察
式中:H0为锅垢的总质量(g/m3);S为悬浮物质量(mg/L);C为胶体物质量(SiO2+Al2O3+Fe2O3+…)(mg/L);
按锅垢总量对成垢作用进行评价时,可将水分为四个等级:①H0<125时,为沉淀物很少的水;②H0=125~250时,为沉淀物较少的水;③H0=250~500时,为沉淀物较多的水;④H0>500时,为沉淀物很多的水。
锅垢中包括硬质的垢石(硬垢)及软质的垢泥(软垢)两部分。硬垢主要是由碱土金属(Ca、Mg等)的碳酸盐、硫酸盐及硅酸盐构成,附壁牢固,不易清除。软垢则由悬浊物质及胶体物质构成,易于洗刷清除。故在评价锅炉用水时,还要计算硬垢数量,以评价锅垢的性质。硬垢量可用下式计算:
水文地质勘察
式中:Hh为硬垢总量(g/m3);SiO2为二氧化硅质量浓度(mg/L);
对锅垢的性质进行评价时,可采用硬垢系数(Kn),即
2.起泡作用
起泡作用是指水在锅炉中煮沸时,在水面产生大量气泡的作用。如果气泡不能立即破裂,就会在水面以上形成很厚的极不稳定的泡沫层。当泡沫太多时,会使锅炉内水的汽化作用极不均匀,水位急剧升降,致使锅炉不能正常运转。产生这种现象的原因是由于水中易溶解的钠盐、钾盐以及油脂和悬浊物受炉水的碱度作用,发生皂化的结果。钠盐中,促使水起泡的物质为苛性钠和碳酸钠。苛性钠,除了可使脂肪和油质皂化外,还能促使水中的悬浮物变为胶体悬浊物。磷酸根与水中的钙、镁离子作用,能在炉水中形成高度分散的悬浊物。水中的胶体状悬浊物,增强了气泡薄膜的稳固性,因而加剧了起泡作用。
起泡作用可用起泡系数(F)评价,起泡系数可据钠、钾的含量计算:
F=62c(Na+)+78c(K+)(2-1-3)
式中:c(Na+)、c(K+)分别为Na+、K+的物质的量浓度(mmol/L),含义同上。
当F<60时,为不起泡的水(机车锅炉,须一周换一次水);当F=60~200时,为半起泡水(机车锅炉,须2~3d换一次水);当F>200时,为起泡的水(机车锅炉,须1~2d换一次水)。
3.腐蚀作用
由于水中氢置换炉壁铁,使炉壁受到损坏的作用称为腐蚀作用。氢离子可以是水中原有的,也可以是某些盐类因炉水中水温增高水解而生成的。此外,溶解于水中的气体成分,如O2、H2S、CO2等也是造成腐蚀作用的重要因素。锰盐、硫化铁、有机质及脂肪油类,皆可作为接触剂而加强腐蚀作用,温度增高及由此而产生的局部电流,均可促进腐蚀作用。随着蒸气压的加大,水对铜的危害也随之加重,往往对汽轮机叶片产生腐蚀。腐蚀作用对锅炉的危害极大,不仅减少锅炉的寿命,尚可能发生爆炸事故。例如,美国曾对640台锅炉进行过调查,在1956~1970年的15年中,由于腐蚀原因,至少发生一次爆炸事故的锅炉有119台之多,占总数的19%,我国此类事故也有发生。
水的腐蚀性可以用腐蚀系数(Kk)进行评价。
对酸性水:
水文地质勘察
对碱性水:
水文地质勘察
式中:c(H+)、
当Kk>0时,为腐蚀性水;当Kk<0,但Kk+0.0503Ca2+>0时,为半腐蚀性水;当Kk+0.0503Ca2+<0时,为非腐蚀性水(Ca2+的单位为mg/L)。
对锅炉用水进行水质评价时,应同时考虑以上三个方面。由于锅炉种类和形式不同,对水中各种成分的具体允许含量标准亦有所差异,应用时,可查阅有关规范、手册。
(二)地下水对混凝土的侵蚀性评价
地下水中含有某些成分时,水对建筑材料中的混凝土有侵蚀性和腐蚀性,当建筑物经常处于地下水的作用时,应评价地下水对混凝土的侵蚀性。大量试验证明,地下水对混凝土的破坏是通过分解性侵蚀、结晶性侵蚀及分解结晶复合性侵蚀作用进行的。地下水的这种侵蚀性主要取决于水的化学成分,同时也与水泥类型有关。
1.分解性侵蚀
系指酸性水溶滤氢氧化钙及侵蚀性碳酸溶滤碳酸钙而使水泥分解破坏的作用。此作用可分为一般酸性侵蚀和碳酸侵蚀两种。
一般酸性侵蚀 是酸性水中的氢离子与氢氧化钙起反应,使混凝土溶滤破坏。其反应式为:
水文地质勘察
酸性侵蚀性的强弱主要取决于水的pH值,pH值越低,水对混凝土的侵蚀性越强。
碳酸侵蚀 就是侵蚀性二氧化碳对碳酸钙进行溶解,使混凝土遭受破坏。混凝土表面水泥中的Ca(OH)2在空气和水中CO2的作用下,首先生成一层碳酸钙,进一步作用,形成易溶于水的重碳酸钙,重碳酸钙溶解后,使混凝土破坏。其反应式为:
水文地质勘察
水文地质勘察
这是一个可逆反应,碳酸钙溶于水中后,要求水中必须含有一定数量的游离CO2以保持平衡,此部分CO2称为平衡二氧化碳。如水中游离CO2减少,则方程向左进行,产生碳酸钙沉淀;若水中游离CO2大于平衡CO2,则可使方程向右进行,碳酸钙被溶解,直至达到新的平衡为止。与CaCO3反应消耗掉的那部分游离CO2,称为侵蚀性CO2。地下水中侵蚀性CO2愈多,对混凝土的侵蚀性愈强。地下水流量、流速都很大时,CO2易补充,平衡难建立,因而侵蚀加快。另一方面,
分解性侵蚀的具体鉴定标准参见表2-1-9,有以下三个评价指标。
1)分解性侵蚀指数pHs:它是分解性侵蚀的总指标,按下式确定:
水文地质勘察
式中:
当水的实际pH≥pHs时,水无分解性侵蚀;当pH<pHs时,则有分解性侵蚀。
2)pH值:为酸性侵蚀指标,当水的实际pH值小于表2-1-9中所列数值时,则有酸性侵蚀。
3)游离CO2:为碳酸侵蚀指标,当水中游离CO2大于以下公式的计算值 [CO2]时,则有碳酸侵蚀。计算公式为:
水文地质勘察
式中:[CO2]s为碳酸侵蚀指标;[Ca2+]为水中Ca2+含量(mg/L);K2从表2-1-9查取;a、b为系数,按表2-1-10查取其值。
根据以上三个指标的评判,如有任何一种侵蚀性存在,均为具有分解性侵蚀。
表2-1-9 水对混凝土的侵蚀性鉴定标准
注:表中A为硅酸盐水泥;B为火山灰质、含砂火山灰质、矿渣硅酸盐水泥;表中系数a、b另查表2-1-10。
表2-1-10 表2-1-9中系数a和b值
(据《水文地质手册》,1978)
2.结晶性侵蚀
主要是水中硫酸盐与混凝土发生反应,在混凝土的空隙中形成石膏和硫酸铝盐(又名结瓦尔盐)晶体,这些新化合物,因结晶膨胀作用体积增大(石膏可增大1~2倍,硫酸铝盐可增大体积2.5倍),导致混凝土力学强度降低,以致破坏,因此,这种侵蚀称为结晶性侵蚀,也可称为硫酸侵蚀。石膏是生成硫酸铝盐的中间产物。生成硫酸铝盐的反应式为:
水文地质勘察
这种结晶性侵蚀并不是孤立进行的,它常与分解性侵蚀作用相伴生。有分解性侵蚀时,往往更能促进这种作用的进行。另外,结晶侵蚀性(硫酸侵蚀性)还与水中氯离子含量及混凝土建筑物在地下所处的位置有关。水中氯离子含量越多,硫酸侵蚀性越弱,建筑物处在水位变动带,则这种侵蚀性加强。近年来,为了防止水中
3.分解结晶复合性侵蚀
主要是水中弱盐基硫酸盐离子的侵蚀,即如果水中Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、
水文地质勘察
分解结晶复合性侵蚀的评价指标为弱盐基硫酸盐离子总量,记为Me,主要用于被工业废水污染的侵蚀性鉴定。当Me>1000mg/L,且满足下式时,即有侵蚀性:
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式中:Me为水中Mg2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、
以上介绍了地下水对混凝土侵蚀性的传统评价方法,该种方法仅能说明地下水对混凝土有无侵蚀性,并不能说明侵蚀程度。我国在2001年颁发的《岩土工程勘察规范(2009年版)》(GB 50021—2001)中提出了地下水对混凝土侵蚀程度(等级)的定量评价方法,参见表2-1-11~表2-1-14。
表2-1-11 环境类型分类
注:高寒区是指海拔等于或大于3000m的地区;干旱区是指海拔小于3000m,干燥度指数K值等于或大于1.5的地区;湿润区是指干燥度指数K值小于1.5的地区。强透水层是指碎石土、砾砂、粗砂、中砂和细砂;弱透水层是指粉砂、粉土和黏性土。含水量w<3%的土层,可视为干燥土层,不具有腐蚀环境条件。当有地区经验时,环境类型可根据地区经验划分;当同一场地出现两种环境类型时,应根据具体情况选定。
表2-1-12 分解性侵蚀评价标准
注:表中A表示直接临水或强透水土层中的地下水;B是指弱透水土层中的地下水。
表2-1-13 结晶性侵蚀评价标准
注:表中数值适用于有干湿交替作用的情况,无干湿交替作用时,表中数值应乘以系数1.3。表中数值适用于不冻区(段)的情况;对冰冻区(段),表中数值应乘以系数0.8,对微冻区(段)应乘以系数0.9。
表2-1-14 分解结晶复合性侵蚀评价标准
注:表中数值适用于有干湿交替作用的情况,无干湿交替作用时,表中数值应乘以系数1.3。表中数值适用于不冻区(段)的情况,对冰冻区(段),表中数值应乘以系数0.8,对微冻区(段)应乘以系数0.9。表中苛性碱(OH-)含量(mg/L)应为NaOH和KOH中的OH-含量(mg/L)。
(三)地下水对铁质材料的侵蚀作用
当设计长期浸没于地下水中的铁管或其他铁质构件时,应当考虑地下水对铁的侵蚀性,特别是在硫化物矿床和煤矿床中,地下水常呈酸性,对探矿、采矿设备的破坏性很大。
水对铁的侵蚀性主要与水的氢离子浓度、溶解氧、游离硫酸、H2S、CO2及其他重金属硫酸盐有关。当水的pH值小于6.8时,有侵蚀性;pH<5的水,对铁有强烈的侵蚀性。水中的溶解氧可与铁发生氧化作用,使铁管锈蚀,当O2与CO2同时存在于水中时,可使氧的侵蚀性加剧。水中含有游离H2SO4时,产生的侵蚀作用同样是由于氢离子置换而引起的。为了防止铁管受硫酸的侵蚀,水中
水文地质勘察
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此时,铁放出电荷,氢接受电荷,即:
水文地质勘察
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这样,使铁成为离子状态溶于水中。
当水中含有重金属硫酸盐时,如CuSO4,也会加速对铁的侵蚀。因为金属铜和金属铁构成微电池而使反应不断地进行,加速了腐蚀作用。地下水对铁的侵蚀性,目前尚无统一评价标准,可参考有关规定。
(四)其他工业用水对水质的要求
不同的工业部门对水质的要求不同。其中纺织、造纸及食品等工业对水质的要求较严格。硬度过高的水,对于肥皂、染料及酸、碱生产的工业都不太适宜,硬水妨碍纺织品着色,并使纤维变脆,使皮革不坚固,糖类不结晶。如果水中有亚硝酸盐存在时,使糖制品大量减产。当水中存在过量的铁、锰盐类时,能使纸张、淀粉及糖等出现色斑,影响产品质量。食品工业用水首先必须考虑符合饮用水标准,然后还要考虑影响质量的其他成分。
由于工业企业的种类繁多,生产形式各异,各项生产用水还没有统一的用水标准。目前只能依照各部门的要求与经验,提出了一些试行规定。现将几种工业的用水要求列于表2-1-15中。
❸ 工业生产中为什么要把水的硬度降下来
会影响水泥的粘度
❹ 工业用水和民用水有什么区别
工业用水和民用水有以下的区别:
1.概念上的区别
工业用水是指用于生产、加工、冷却、空调、洗涤、锅炉等的水,以及职工在工业生产过程中使用。居民用水又称居民日常生活用水,包括饮用、洗涤、冲水、洗澡的水等。
2.用途上的区别
工业用水有用来作为原料水、产品加工水、锅炉水、冷却水、洗涤水、温湿度调节水等水。民用水的利用是人们日常用水,主要用来完成日常的生活。
3.水价的标准不同
居民生活用水和工业用水属于不同用水性质,是供水企业根据有关文件规定和用户用水实际情况确定的,不同用水性质类别仅在水价执行标准上不同。
(4)工业用水为什么不硬扩展阅读
检测民用水的水质的方法
1.看物质
用高透明度的玻璃填充一杯水,让水静置几个小时,如果杯子底部有沉淀物,则说明水中悬浮杂质严重超标。
2.闻味道
从高处往杯子里倒一杯水,然后用鼻子闻,如果有漂白粉或涩味导致气味不好闻,就说明水质很差,不应该喝。
3.测水质
通过观察和嗅觉不可能准确地确定水质是否达到标准。采用具有水质检测功能的智能水杯,将水倒入杯中,可以快速检测杯中水的PPM质量。
4.查容器
检查热水器在家里,打开水壶,如果有一层黄色规模的内壁,就意味着水的硬度太高(钙和镁盐太高)。
❺ 水硬度小好还是大好
水的硬度小为好,硬度大容易产生水垢。现在的桶装水基本全是私人用一些净水器类的东西过滤自来水或地下水直接灌装,有的一些品牌在外地建立的授权生产厂往往在质量上不如总厂的质量,如康师傅茶饮料,杭州总厂产的批发价格要高些,山东青岛产的要便宜四到六元之间。放眼国内知名纯净水厂家,很少有在外授权分厂生产的,因为达不到标准,有授权的价格也要便宜10—20个百分点。水总硬度是指水中Ca2+、Mg2+的总量,它包括暂时硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸盐形式的部分,因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去,故称为暂时硬度;而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分,因其性质比较稳定,故称为永久硬度。
硬度又分为钙硬和镁硬,钙硬是由Ca2+引起的,镁硬是由Mg2+引起的。
水硬度是表示水质的一个重要指标,对工业用水关系很大。水硬度是形成锅垢和影响产品质量的主要因素。因此,水的总硬度即水中钙、镁总量的测定,为确定用水质量和进行水的处理提供依据。
❻ 工业用水为什么用软水为什么工业用水选择使用软水
摘要 您好,根据您的提问做出如下解答:
❼ 为什么北方的水质硬,南方的水质软
水质的软硬从根本上来说,是水源决定的,单纯用南北方来判断水质是不科学的。例如,北方的哈尔滨,冰雪融化得来的水质是偏软的;而南方的山区贵阳,地下水是偏硬的。
这个和地区影响有关。一般来说,降雨或者降雪量大的南方地区,水质偏软。而降雨量少,蒸发量大的北方地区,水质偏硬。这是因为雨水是水蒸气凝结而成,蒸发过程去除了水中溶解的各种矿物质。因此雨水充沛的南方地区,水质偏软。
原水里含有各种各样的杂质,从给水处理角度考虑,这些杂质可分为悬浮物、胶体、溶解物三大类。城市水厂净水处理的目的,就是去除原水中这些会给人类健康和工业生产带来危害的悬浮物质、胶体物质、细菌及其他有害成分,使净化后的水能满足生活饮用及工业生产的需要。
水质(water quality )水体质量的简称。它标志着水体的物理(如色度、浊度、臭味等)、化学(无机物和有机物的含量)和生物(细菌、微生物、浮游生物、底栖生物)的特性及其组成的状况。
未经人类活动污染的自然界水的物理化学特性及其动态特征。物理特性主要指水的温度、颜色、透明度、嗅和味。水的化学性质由溶解和分散在天然水中的气体、离子、分子、胶体物质及悬浮质、微生物和这些物质的含量所决定。
天然水中溶解的气体主要是氧和二氧化碳天然水评价指标一般为色、嗅、味、透明度、水温、矿化度、总硬度、氧化-还原电位、pH值、生化需氧量和化学需氧量等。
天然水中的大气降水水质与当地的气象条件和降水淋溶的大气颗粒物的化学成分有关;地表水水质与径流流程中的岩石、土壤和植被有关;地下水水质主要与含水层岩石的化学成分和补给区的地质条件有关。
❽ 工业生产中可以用硬水吗
硬水是指溶有较多钙镁物质的水,长期饮用硬水对人体健康不利,锅炉用水硬度高了十分危险,用硬水洗衣服,浪费肥皂且衣服洗不干净,故答案选C.
❾ 正常情况下生产用水(原水)硬度控制在多少请问一
水总硬度是指水中Ca2+、Mg2+的总量,它包括暂时硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸盐形式存在的部分,因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去,称之为暂时硬度;而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分,因其性质比较稳定,不能够通过加热的方式除去,故称为永久硬度。 硬度又分为钙硬和镁硬,钙硬是由Ca2+引起的,镁硬是由Mg2+引起的。 水硬度是表示水质的一个重要指标,对工业用水关系很大。水硬度是形成锅垢和影响产品质量的主要因素。因此,水的总硬度即水中钙、镁总量的测定,为确定用水质量和进行水的处理提供依据。水的总硬度测定的方法一、原理测定自来水的硬度,一般采用络合滴定法,用EDTA标准溶液滴定水中的Ca2+、Mg2+、总量然后换算为相应的硬度单位。用EDTA滴定Ca2+、Mg2+总量时,一般是在pH=10的氨性缓冲溶液进行,用EBT(铬黑体)作指示剂。化学计量点前,Ca2+、Mg2+和EBT生成紫红色络合物,当用EDTA溶液滴定至化学计量点时,游离出指示剂,溶液呈现纯蓝色。由于EBT与 Mg2+ 显色灵敏度高,与Ca2+显色灵敏度低,所以当水样中Mg2+含量较低时,用EBT 作指示剂往往得不到敏锐的终点。这时可在EDTA标准溶液中加入适量的Mg2+(标定前加入Mg2+对终点没有影响)或者在缓冲溶液中加入一定量Mg2+—EDTA盐,利用置换滴定法的原理来提高终点变色的敏锐性,也可采用酸性铬蓝K-萘酚绿B混合指示剂,此时终点颜色由紫红色变为蓝绿色。滴定时,Fe3+,Al3+ 等干扰离子,用三乙醇胺掩蔽;Cu2+,Pb2+,Zn 2+ 等重金属离子则可用KCN、Na2S 或硫基乙酸等掩蔽。本实验以CaCO3 的质量浓度(mg/L)表示水的硬度。我国生活饮用水规定,总硬度以 CaCO3计,不得超过450 mg/L。计算公式:水的硬度= ×100.09(mg/L)式中C为EDTA的浓度,V为EDTA的体积,100.09为CaCO3的质量二、试剂 1、EDTA标准溶液(0.01mo/L):称取2 g乙二胺四乙酸二钠盐(Na2H2Y.2H2O)于250 mL 烧杯中,用水溶解稀释至500mL 。如溶液需保存,最好将溶液储存在聚乙烯塑料瓶中。 2、氨性缓冲溶液(pH=10):称取20g NH4Cl固体溶解于水中,加100ml浓氨水,用水稀释至1L。 3、铬黑体(EBT)溶液(5g.L-1):称取0.5 g铬黑体,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、盐酸(1+1) 7、氨水(1+2) 8、甲基红:1g/L 60%的乙醇溶液 9、镁溶液:1gMgSO4.7H2O 溶解于水中,稀释至200mL 10、CaCO3基准试剂:120℃干燥2h。 11、金属锌(99.99%):取适量锌片或锌粒置于小烧杯中,用 0.1mol/LHCl清洗1min,以除去表面的氧化物,再用自来水和蒸馏水洗净,将水沥干,放入干燥箱中100℃烘干(不要过分烘烤,)冷却。