热力发电厂给水处理之水质概述.pptx

主要内容第一节第一节 电厂用水水源及水质特征电厂用水水源及水质特征 第二节第二节 天然水中的杂质及特征天然水中的杂质及特征第三节第三节 电厂用水的水质指标电厂用水的水质指标第四节第四节 天然水的分类天然水的分类第五节第五节 水质校核水质校核 一、电厂用水的水源一、电厂用水的水源1.1.地表水地表水 地表水是指流动或静止在陆地表面的水，主要是指江河地表水是指流动或静止在陆地表面的水，主要是指江河、湖泊和水库水、海水等。、湖泊和水库水、海水等。2.2.地下水地下水p存在于地球表面以下土壤和岩层中的水称为地下水。存在于地球表面以下土壤和岩层中的水称为地下水。p 由雨水和地表水经过地层的渗流而形成的。由雨水和地表水经过地层的渗流而形成的。新水源：城市中水新水源：城市中水 逐渐成为电厂用水的另一种水源。逐渐成为电厂用水的另一种水源。第一节第一节 电厂用水水源及水质特点电厂用水水源及水质特点 二、各种水的水质特点各种水的水质特点1 1、地表水：、地表水：江河水江河水：化学组分具有多样性和易变性；悬浮物和胶：化学组分具有多样性和易变性；悬浮物和胶体杂质含量较多，浊度高于地下水；含盐量及硬度较体杂质含量较多，浊度高于地下水；含盐量及硬度较低。低。（注：（注：大气水：自然界的雨水和雪水，江河水的主要大气水：自然界的雨水和雪水，江河水的主要来源，不是电厂水的来源。来源，不是电厂水的来源。）湖泊及水库水湖泊及水库水：浊度较低，藻类含量较多，含盐量比：浊度较低，藻类含量较多，含盐量比江河水高。江河水高。海水海水：含盐量高，：含盐量高，35g/L,NaCl35g/L,NaCl约占约占89%89%。2 2、地下水：、地下水：浊度较低，含盐量高于地表水，富含游离浊度较低，含盐量高于地表水，富含游离COCO2 2，溶解氧含量少。，溶解氧含量少。3 3、中水：、中水：用于工业冷却水的补充水，以及消防、绿化、道路清洁、冲厕等。用于工业冷却水的补充水，以及消防、绿化、道路清洁、冲厕等。中水水质：中水水质：（1 1）卫生要求卫生要求:细菌总数、大肠杆菌群数、余氯量、悬浮物、细菌总数、大肠杆菌群数、余氯量、悬浮物、生活需氧量、化学需氧量；生活需氧量、化学需氧量；（2 2）感官要求：感官要求：色度、浊度和臭味；色度、浊度和臭味；（3 3）防止严重腐蚀和结垢的指标防止严重腐蚀和结垢的指标:pH pH值、浊度、溶解性物质和蒸发残渣。值、浊度、溶解性物质和蒸发残渣。第二节第二节 天然水中的杂质及特征天然水中的杂质及特征u杂质来源：水在循环运动过程中，接触杂质来源：水在循环运动过程中，接触大气、尘埃、土壤、大气、尘埃、土壤、岩石、矿物以及各种污染物岩石、矿物以及各种污染物，还会滋生一些，还会滋生一些细菌及各种水生细菌及各种水生生物生物，这样给水中带入很多杂质。，这样给水中带入很多杂质。u大自然中很纯的水是没有的。大自然中很纯的水是没有的。u天然水中杂质分类：天然水中杂质分类：状态：状态：固态、液态、气态（分子态、离子态或胶体颗粒）固态、液态、气态（分子态、离子态或胶体颗粒）性质：性质：有机物、无机物、微生物有机物、无机物、微生物分散体系（粒径大小）：分散体系（粒径大小）：悬浮物、胶体、溶解物质悬浮物、胶体、溶解物质1 1 悬浮物悬浮物(suspended solids,SS)(suspended solids,SS)2 2 胶体胶体(colloid)(colloid)3 3 溶解物质溶解物质 (dissolved matter)(dissolved matter)3.1 3.1 溶解气体溶解气体3.2 3.2 溶解无机离子溶解无机离子3.3 3.3 溶解有机物质溶解有机物质 对于天然水中的杂质，由水处理方法需要与杂质颗粒的大小有对于天然水中的杂质，由水处理方法需要与杂质颗粒的大小有关，粗略地可以按其颗粒大小分为三类：关，粗略地可以按其颗粒大小分为三类：1 1 悬浮物悬浮物p悬浮物：大于悬浮物：大于100nm100nm（1010-4 4mmmm）以上的颗粒。它属于肉眼可见或光学显微镜下的可见物。）以上的颗粒。它属于肉眼可见或光学显微镜下的可见物。包括泥沙、黏土、藻类、细菌、动植物的肢体及其腐败产物。包括泥沙、黏土、藻类、细菌、动植物的肢体及其腐败产物。它是导致水发生浑浊的原因。它是导致水发生浑浊的原因。p流动时：悬游于水流中，所以称为悬浮物流动时：悬游于水流中，所以称为悬浮物p静止时：密度小的静止时：密度小的 上浮上浮 漂浮物漂浮物(动植物生存过程产生的腐殖质动植物生存过程产生的腐殖质 )密度大的密度大的 下沉下沉 下沉物下沉物 可以自然沉降可以自然沉降p由于水中悬浮物的这种不稳定性，使得湖水、水库水中悬浮物由于水中悬浮物的这种不稳定性，使得湖水、水库水中悬浮物含量少，而河流水中悬浮物含量多，且受气候影响波动较大。含量少，而河流水中悬浮物含量多，且受气候影响波动较大。p 水中悬浮物的存在，使水体变水中悬浮物的存在，使水体变浑浊。浑浊。2 2 胶胶 体体胶体：水中尺寸约为胶体：水中尺寸约为1-100nm（10-6-10-4mm）的颗粒。不能自然沉降，主要有两方面原因：）的颗粒。不能自然沉降，主要有两方面原因：颗粒小，沉降速度慢；颗粒小，沉降速度慢；胶体颗粒带有电荷，斥力使胶体在水中非常稳定。胶体颗粒带有电荷，斥力使胶体在水中非常稳定。分类：分类：无机胶体无机胶体 ：硅、铝、铁的化合物、复合物及其聚合物：硅、铝、铁的化合物、复合物及其聚合物有机胶体有机胶体 ：大分子有机物，腐殖质、蛋白质类：大分子有机物，腐殖质、蛋白质类混合胶体混合胶体 ：无机胶体吸附大分子有机物：无机胶体吸附大分子有机物p水中胶体物质的存在，使水在光照下显得水中胶体物质的存在，使水在光照下显得浑浊。浑浊。3 3 溶解物质溶解物质溶解物质：粒径小于溶解物质：粒径小于1nm1nm（10-6mm)的颗粒的颗粒溶解气体：溶解气体：p地表水：地表水：与空气接触，空气中会溶入与空气接触，空气中会溶入O2、N2（惰性不考虑）及（惰性不考虑）及CO2（地壳运动，水生生物作用等也可放出（地壳运动，水生生物作用等也可放出CO2气体），排入地表水中的污水中还带入气体），排入地表水中的污水中还带入H2S、NH3等气体。等气体。p地下水：地下水：溶氧较少，但地壳运动产生的溶氧较少，但地壳运动产生的CO2大量溶入水中，地下水经过硫铁矿，还会带有大量溶入水中，地下水经过硫铁矿，还会带有H2S等气体。等气体。p天然水中常见的溶解气体：天然水中常见的溶解气体：O2和和CO2，有时有，有时有H2S、NH3等。其中最为等。其中最为关注的溶解气体为关注的溶解气体为O2(510mg/L)和和CO2(地表水几到几十地表水几到几十mg/L；地下水几十到几百；地下水几十到几百mg/L)，它们，它们的存在是金属腐蚀的主要原因的存在是金属腐蚀的主要原因。溶解有机物溶解有机物目前，通常采用水通过目前，通常采用水通过0.45或或0.15m孔径滤膜后的孔径滤膜后的水中有机物当作溶解态的有机物水中有机物当作溶解态的有机物。溶解的无机离子溶解的无机离子p天然水中溶解的无机离子主要有：天然水中溶解的无机离子主要有：阳离子：阳离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+等；等；阴离子：阴离子：HCO3、Cl、SO42等等p它们的含量占水中总的无机离子它们的含量占水中总的无机离子95以上。是水流经地层以上。是水流经地层过程中被溶解的一些矿物盐类。某些地区的地下水中含有过程中被溶解的一些矿物盐类。某些地区的地下水中含有较多的较多的Fe2+和和Mn2+。在盐碱地带，。在盐碱地带，F-、NO3-、CO32-的含量较高。的含量较高。第三节 水质指标天然水中总是含有许多杂质，这样就产生了水质有好有坏天然水中总是含有许多杂质，这样就产生了水质有好有坏的问题。在不同的工业部门中，由于水的用途不一样，对的问题。在不同的工业部门中，由于水的用途不一样，对水质要求也不同，故各种工业部门中所采用的水质指标常水质要求也不同，故各种工业部门中所采用的水质指标常有所不同。有所不同。u热力发电厂用水的各种指标、符号及常用热力发电厂用水的各种指标、符号及常用单位单位指标名称指标名称常用符号常用符号单位单位指标名称指标名称常用符号常用符号单位单位pHpH值值pHpH-硬度硬度YDYD或或H Hmmol/Lmmol/L全固体全固体QGQGmg/Lmg/L碳酸盐硬碳酸盐硬度度H HT T悬浮固体悬浮固体XGXG非碳酸钙非碳酸钙硬度硬度H HF F浊度浊度ZDZDFTUFTU、NTUNTU碱度碱度JDJD或或B B透明度透明度TDTDcmcm酸度酸度SDSD或或A A溶解固体溶解固体RGRGmg/Lmg/L化学需氧化学需氧量量（以（以O2O2计计）CODCODmg/Lmg/L灼烧减少固灼烧减少固体体SGSG生化需氧生化需氧量量BODBOD含盐量含盐量YLYL或或S S总有机碳总有机碳TOCTOCc cmmol/Lmmol/L氨氮氨氮电导率电导率DDDDs/cm细菌含量细菌含量个个/mL/mL表表1-6 火力发电厂用水的技术指标火力发电厂用水的技术指标u水质指标可以分为两种类型：水质指标可以分为两种类型：p成分指标：成分指标：明确表示水中某些具体物质含量的指标明确表示水中某些具体物质含量的指标为为成分指标成分指标。p技术指标：技术指标：用来表示水中某一类物质总的含量或者用来表示水中某一类物质总的含量或者是某一类物质的某种性质。是某一类物质的某种性质。一、表示水中悬浮物及胶体的指标一、表示水中悬浮物及胶体的指标1 1、悬浮固体、悬浮固体含义：含义：反映水中悬浮物含量的一项指标。反映水中悬浮物含量的一项指标。测定方法：测定方法：悬浮固体测定实际是采用孔径悬浮固体测定实际是采用孔径3-4m玻璃过滤器对水进行过滤，滤出物在玻璃过滤器对水进行过滤，滤出物在105-110烘干称重而得，烘干称重而得，单位单位mg/L。评价：评价：仅能表征水中颗粒较大的悬浮物，而且操作复杂，仅能表征水中颗粒较大的悬浮物，而且操作复杂，不宜现场操作，有较大局限性。不宜现场操作，有较大局限性。悬浮物和胶体可以使水发生浑浊，所以可以采用浊度和透明度悬浮物和胶体可以使水发生浑浊，所以可以采用浊度和透明度这些光学性质来表征悬浮物含量。这些光学性质来表征悬浮物含量。2 2、浊度、浊度p含义：含义：浊度是利用浊度是利用悬浮物和胶体悬浮物和胶体等粗分散颗粒对水清等粗分散颗粒对水清晰透明的影响程度。晰透明的影响程度。利用水中悬浮物和胶体颗粒利用水中悬浮物和胶体颗粒对光的透射或散射作用对光的透射或散射作用来来表征其含量的一种指标。表征其含量的一种指标。p浊度越大，水透明程度差，水中颗粒状物也多；相反浊度越大，水透明程度差，水中颗粒状物也多；相反，浊度越小，颗粒状物也少。，浊度越小，颗粒状物也少。p浊度的测定：浊度的测定：用一束光通过含有粗分散颗粒的水，光用一束光通过含有粗分散颗粒的水，光除了受到阻碍，透射光强度减弱外，光线遇到水中颗除了受到阻碍，透射光强度减弱外，光线遇到水中颗粒物，还要发生散射。粒物，还要发生散射。利用测量透射光强度的浊度仪称为透射光浊度仪利用测量透射光强度的浊度仪称为透射光浊度仪透射光浊度透射光浊度利用测量散射光强度的称散射光浊度仪利用测量散射光强度的称散射光浊度仪散射光浊度散射光浊度均测量的为积分球式浊度仪。均测量的为积分球式浊度仪。积分球浊度积分球浊度p浊度的测定：浊度的测定：用一束光通过含有粗分散颗粒用一束光通过含有粗分散颗粒的水，光除了受到阻碍，透射光强度减弱外的水，光除了受到阻碍，透射光强度减弱外，光线遇到水中颗粒物，还要发生散射。，光线遇到水中颗粒物，还要发生散射。u浊度单位依据：标准水样浊度的配制方法不同，使用单位浊度单位依据：标准水样浊度的配制方法不同，使用单位不同；不同；u福马肼单位：目前通用，以福马肼聚合物（它是利用硫酸福马肼单位：目前通用，以福马肼聚合物（它是利用硫酸肼和六次甲基四胺配制成的浑浊液。）作为浊度标准对照液肼和六次甲基四胺配制成的浑浊液。）作为浊度标准对照液。散射光福马肼浊度单位散射光福马肼浊度单位 NTUNTU 透射光福马肼浊度单位透射光福马肼浊度单位 FTUFTU 积分球式福马肼浊度单位积分球式福马肼浊度单位 FNUFNU以前常采用经特殊精致的漂白土或硅藻土的悬浮液（以前常采用经特殊精致的漂白土或硅藻土的悬浮液（SiOSiO2 2）为标准，用杰克逊烛光浊度仪测定，此种浊度单位称为为标准，用杰克逊烛光浊度仪测定，此种浊度单位称为杰克逊浊度单位（杰克逊浊度单位（JTUJTU）。）。3 3、透明度、透明度n 反应水中悬浮物和胶体含量的指标反应水中悬浮物和胶体含量的指标n透明度：透明度：是利用水中悬浮物和胶体物质的透光性是利用水中悬浮物和胶体物质的透光性来表征其含量的指标。即表示水的透明程度，单来表征其含量的指标。即表示水的透明程度，单位为位为cmcm。n特点：特点：为了适应快速监测的需要，早期还使用过为了适应快速监测的需要，早期还使用过透明度指标，表示水的透明程度。误差较大，现透明度指标，表示水的透明程度。误差较大，现已不常采用。已不常采用。二、表示水中溶解物质的指标二、表示水中溶解物质的指标1 1、含盐量、含盐量含盐量：水中所含溶解盐类的总和，可以通过水质的全含盐量：水中所含溶解盐类的总和，可以通过水质的全分析测得。分析测得。表示方法：表示方法：1 1）物质的量浓度物质的量浓度表示法（表示法（mmol/L），），即将水中全部阳即将水中全部阳离子离子(或全部阴离子或全部阴离子)，均，均按带一个电荷的粒子为基本单按带一个电荷的粒子为基本单元，全部相加计算其浓度元，全部相加计算其浓度；2 2）质量表示法）质量表示法(mg/L)，即将水中各种阴、阳离子的以质量含量为单位，全部，即将水中各种阴、阳离子的以质量含量为单位，全部相加。相加。注：不包括注：不包括H+OH-由于水质全分析比较麻烦，所以常用溶解固体近似表示由于水质全分析比较麻烦，所以常用溶解固体近似表示，或者用电导率衡量。，或者用电导率衡量。2 2、溶解固体、溶解固体p概念：概念：在规定条件下，单位水样经过滤除去悬浮固体后，在规定条件下，单位水样经过滤除去悬浮固体后，经蒸发、干燥所得的残渣质量。经蒸发、干燥所得的残渣质量。单位用单位用mgL表示。表示。p测定方法：测定方法：取一定体积的过滤水样蒸干，最后将残渣在取一定体积的过滤水样蒸干，最后将残渣在105-110下干燥至恒重。这种方法实际测得的是在蒸发时水下干燥至恒重。这种方法实际测得的是在蒸发时水中不挥发物质中不挥发物质(在上述温度下在上述温度下)的量，主要是水中各种溶解的量，主要是水中各种溶解性盐类。性盐类。但它只能但它只能近似表示水中溶解盐类的含量近似表示水中溶解盐类的含量。有几。有几方面原因：方面原因：过滤时水中胶体（硅酸、铁、铝的氧化物）及部分有机物与溶过滤时水中胶体（硅酸、铁、铝的氧化物）及部分有机物与溶解盐类一样能穿过滤层；解盐类一样能穿过滤层；蒸干时某些物质的湿分和结晶水不能除尽。特别是在锅炉水中蒸干时某些物质的湿分和结晶水不能除尽。特别是在锅炉水中，常常会有许多难以在此温度下将湿分除尽的盐类，如，常常会有许多难以在此温度下将湿分除尽的盐类，如Na2SO4、NaOH、Na3PO4等；等；有些有机物分解；有些有机物分解；水中原有碳酸氢盐在蒸干过程中全部转换为碳酸盐。水中原有碳酸氢盐在蒸干过程中全部转换为碳酸盐。3、电导率电导率是测定水中溶解盐类多少的一种指标，其测定方电导率是测定水中溶解盐类多少的一种指标，其测定方法比测定含盐量简便的多。由于火力发电厂制水纯度很法比测定含盐量简便的多。由于火力发电厂制水纯度很高，并且溶于水中的盐类都能电离出具有导电能力的离高，并且溶于水中的盐类都能电离出具有导电能力的离子，因此测定水的电导率是子，因此测定水的电导率是间接表示水中溶解物质间接表示水中溶解物质的最的最简便的方法。简便的方法。表示电导率的单位为西厘米表示电导率的单位为西厘米(S/cm)(S/cm)，它是电阻率单位欧，它是电阻率单位欧厘米厘米(cm)(cm)的倒数。实用上，由于水的电导率常常很的倒数。实用上，由于水的电导率常常很小，所以经常用小，所以经常用S/cmS/cm单位，它是单位，它是S/cmS/cm的的1 110106 6。氢电导：火电厂水汽质量标准中采用，指水样经过氢型氢电导：火电厂水汽质量标准中采用，指水样经过氢型强酸阳离子交换树脂彻底交换后测得的电导率。（可消强酸阳离子交换树脂彻底交换后测得的电导率。（可消除其中氨的影响）除其中氨的影响）三、表示水中易结垢物的指标 1 1、硬度、硬度硬度是表征水中易结水垢物质的指标。硬度是表征水中易结水垢物质的指标。对于天然水来说，这些物质主要是钙、镁离子，所以通常把硬对于天然水来说，这些物质主要是钙、镁离子，所以通常把硬度看作是这两种离子。水中钙离子含量称为钙硬（度看作是这两种离子。水中钙离子含量称为钙硬（HcaHca），镁离），镁离子含量称为镁硬（子含量称为镁硬（H HMgMg）。因此，总硬度）。因此，总硬度(或简称硬度或简称硬度)就表示钙、镁离于含量之和，即就表示钙、镁离于含量之和，即 硬度常用的单位是硬度常用的单位是mmol/Lmmol/L。但目前还在使用一些其他单位，比如：但目前还在使用一些其他单位，比如：1 1）mg CaCOmg CaCO3 3/L/L 是将水中硬度离子全部换算成是将水中硬度离子全部换算成CaCOCaCO3 3，计算以，计算以mg/Lmg/L为单位的浓度。为单位的浓度。2 2）美国：）美国：ppmCaCO3（百万分之一），它与（百万分之一），它与mg/L大致相当大致相当3 3）德国：德国度）德国：德国度(G)(G)是指水中硬度离子全部换算成是指水中硬度离子全部换算成CaOCaO，计算以，计算以mg/Lmg/L为单位的浓为单位的浓度，度，1G1G相当于相当于10mg10mgL CaOL CaO。因为因为CaCOCaCO3 3的相对分子质量为的相对分子质量为100100，CaOCaO的相对分子质量为的相对分子质量为5656，故上列，故上列三种表示法的关系如下：三种表示法的关系如下：1mmol/L1mmol/L（）=50mg CaCO=50mg CaCO3 3/L=2.8G/L=2.8G 根据钙镁离子与酸根离子结合形式的不同，划分为碳酸盐根据钙镁离子与酸根离子结合形式的不同，划分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两类，现分述于下：硬度和非碳酸盐硬度两类，现分述于下：2 2、碳酸盐硬度、碳酸盐硬度(H(HT T)碳酸盐硬度是指水中钙、镁的碳酸盐及碳酸氢盐含量。碳酸盐硬度是指水中钙、镁的碳酸盐及碳酸氢盐含量。因为天然水中碳酸根的含量常很小，所以一般将碳酸因为天然水中碳酸根的含量常很小，所以一般将碳酸盐硬度看作与碳酸氢盐结合的钙、镁的量。盐硬度看作与碳酸氢盐结合的钙、镁的量。所谓结合是一种假设的说法，由于水受热的时候，会所谓结合是一种假设的说法，由于水受热的时候，会析出析出CaCOCaCO3 3、Mg(OH)Mg(OH)2 2，所以假设水中钙镁是首先与碳酸氢根结合，多余的，所以假设水中钙镁是首先与碳酸氢根结合，多余的才与其他阴离子结合。才与其他阴离子结合。碳酸盐硬度又叫碳酸盐硬度又叫暂时硬度。暂时硬度。暂时硬度。暂时硬度。p水的总硬度和碳酸盐硬度之差就是非碳酸盐硬度，它水的总硬度和碳酸盐硬度之差就是非碳酸盐硬度，它们是指水中钙、镁的氯化物和硫酸盐的含量。们是指水中钙、镁的氯化物和硫酸盐的含量。p水沸腾时不能除去又称为永久硬度。水沸腾时不能除去又称为永久硬度。3 3、非碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度(HF)(HF)四、表示水中酸、碱物质的指标四、表示水中酸、碱物质的指标1 1、碱度（、碱度（mmol/Lmmol/L（H+H+）表征：水中碱性物质的指标。表征：水中碱性物质的指标。定义：水中能接受定义：水中能接受H H+，与强酸进行中和反应的物质的含量。，与强酸进行中和反应的物质的含量。形成碱度的物质形成碱度的物质 （1 1）强碱：在水中完全电离，以）强碱：在水中完全电离，以OHOH-形式构成的碱度形式构成的碱度,如如NaOHNaOH、Ca(OH)Ca(OH)（2 2）弱碱：在水中部分电离出）弱碱：在水中部分电离出OH-OH-，如，如NHNH4 4OHOH （3 3）强碱弱酸盐：水解时产生的）强碱弱酸盐：水解时产生的OH-OH-，NaNa2 2COCO3 3一般天然水中的碱度成分：主要是碳酸氢盐，一般天然水中的碱度成分：主要是碳酸氢盐，少数少数pHpH值（值（8.38.3）较高的天然水中：主要为碳酸氢盐，少量碳酸盐。）较高的天然水中：主要为碳酸氢盐，少量碳酸盐。天然水中有时还有少量的腐植酸盐。天然水中有时还有少量的腐植酸盐。通常表示水中通常表示水中OHOH-、COCO3 32-2-、HCOHCO3 3-量及其他一些弱酸盐类量的总和。因为这些盐类在水溶液中都呈量及其他一些弱酸盐类量的总和。因为这些盐类在水溶液中都呈碱性，可以用酸中和，所以归纳为碱度。碱性，可以用酸中和，所以归纳为碱度。水中碱度可能存在五种形式：水中碱度可能存在五种形式：（1 1）只有只有OH-OH-碱度碱度（2 2）只有）只有COCO3 32-2-碱度碱度（3 3）只有）只有HCOHCO3 3-（4 4）同时存在）同时存在OH-OH-和和COCO3 32-2-碱度碱度（5 5）同时存在）同时存在COCO3 32-2-和和HCOHCO3 3-碱度碱度 碱度的测定碱度的测定（1 1）方法：碱度是用中和滴定法来测定。（标准）方法：碱度是用中和滴定法来测定。（标准HClHCl、H H2 2SOSO4 4）（2 2）指示剂：）指示剂：甲基橙：甲基橙：滴定终点滴定终点pHpH为为4.24.2，HCOHCO3 3-和和COCO3 32-2-均中和成均中和成H H2 2COCO3 3，OH-OH-中和成中和成H H2 2O O。所测得碱度为全碱度（所测得碱度为全碱度（甲基橙甲基橙碱度），即碱度。碱度），即碱度。碱度的单位为碱度的单位为mmol/Lmmol/L（H H+），这里），这里H H+表示中和用酸表示中和用酸 的基本单元。的基本单元。酚酞：酚酞：滴定终点滴定终点pHpH为为8.38.3，OHOH-中和成中和成H H2 2O O ，COCO3 32-2-中和为中和为HCOHCO3 3-所测得碱度为酚酞碱度。所测得碱度为酚酞碱度。2 2、酸度（、酸度（mmol/Lmmol/L（OHOH）酸度是指水中能与强碱（如酸度是指水中能与强碱（如NaOHNaOH、KOHKOH等）中氢氧根离子反应等）中氢氧根离子反应的物质的量。可能形成酸度的物质有强酸、强酸弱碱盐、酸式盐的物质的量。可能形成酸度的物质有强酸、强酸弱碱盐、酸式盐和弱酸。和弱酸。酸度不表示水中酸度不表示水中H H+的浓度（的浓度（pHpH），它表示在中和滴定过程中可以和强碱进行反应），它表示在中和滴定过程中可以和强碱进行反应的全部的全部H H+的数量。的数量。在天然水中，酸度有在天然水中，酸度有H H2 2COCO3 3和和HCOHCO3 3的盐类。的盐类。在水净化过程中，有时还可能出现强酸。在水净化过程中，有时还可能出现强酸。水中既存在酸度又可同时存在碱度。水中既存在酸度又可同时存在碱度。酸度的测定：用强碱标准溶液来滴定。酸度的测定：用强碱标准溶液来滴定。甲基橙：甲基橙：pH4.2pH4.2，测出的为强酸酸度，简称酸度，测出的为强酸酸度，简称酸度 酚酞：酚酞：pH8.3pH8.3，测出的为总酸度。，测出的为总酸度。五、表示水中有机物的指标p天然水中有机物的种类繁多，不论是对某些有机物的天然水中有机物的种类繁多，不论是对某些有机物的量，还是对有机物的总量，都难以准确测定，为此，量，还是对有机物的总量，都难以准确测定，为此，人们基于有机物具有可氧化的共性，拟订了许多以大人们基于有机物具有可氧化的共性，拟订了许多以大致估量有机物总量的方法。致估量有机物总量的方法。p化学氧化量、生物氧化量和燃烧等方法化学氧化量、生物氧化量和燃烧等方法1、化学耗氧量p概念：概念：在规定条件下，用氧化剂处理水样时，氧化水样中有机在规定条件下，用氧化剂处理水样时，氧化水样中有机物所消耗该氧化剂的量，即为化学需氧量（物所消耗该氧化剂的量，即为化学需氧量（CODCOD）。常用单位为）。常用单位为mg/LOmg/LO2 2p氧化剂：氧化剂：重铬酸钾（重铬酸钾（K K2 2CrCr2 2O O7 7），），CODCODCrCr，条件：强酸加热沸腾回流，银离子为催化剂条件：强酸加热沸腾回流，银离子为催化剂 有机物氧化率：有机物氧化率：8595%8595%高锰酸钾（高锰酸钾（KMnOKMnO4 4)，CODCODMnMn_ _高锰酸盐指数高锰酸盐指数 条件：反应时间短，操作简单条件：反应时间短，操作简单 有机物氧化率：有机物氧化率：70%70%氧化剂氧化剂KMnOKMnO4 4不能使水中所有有机物充分氧化，所以也有采用不能使水中所有有机物充分氧化，所以也有采用K K2 2CrCr2 2O O7 7作为氧化剂的，则测得的耗氧量称为重铬酸钾耗氧量。作为氧化剂的，则测得的耗氧量称为重铬酸钾耗氧量。K K2 2CrCr2 2O O7 7在一定的条件下可以将有机物氧化得较完全，用它测得的耗在一定的条件下可以将有机物氧化得较完全，用它测得的耗氧量要比用氧量要比用KMnOKMnO4 4的大的大2323倍。倍。通常将重铬酸钾法测得的耗氧量称为化学需氧量通常将重铬酸钾法测得的耗氧量称为化学需氧量(COD(CODCrCr)，其理由是此法测得的数据比较接近于有机物完全氧化的，其理由是此法测得的数据比较接近于有机物完全氧化的耗氧量。在国内，有人将符号耗氧量。在国内，有人将符号CODCOD笼统地代表耗氧量，此时笼统地代表耗氧量，此时必须标明所用氧化剂，否则，意义含糊。在要求较高的场合必须标明所用氧化剂，否则，意义含糊。在要求较高的场合，还应标明耗氧量的测试条件。，还应标明耗氧量的测试条件。高锰酸钾耗氧量法为高锰酸钾耗氧量法为：在一定条件下，用氧化剂：在一定条件下，用氧化剂(KMnO(KMnO4 4)处理水样，测定其反应过样中消耗的氧化剂量，其单位用处理水样，测定其反应过样中消耗的氧化剂量，其单位用mgmg/L O/L O2 2表示，即将消耗的氧化剂量换算成表示，即将消耗的氧化剂量换算成O O2 2来表示。耗氧量所表示的实际上是水中全部易氧化的物质，来表示。耗氧量所表示的实际上是水中全部易氧化的物质，其中虽然主要是有机物，但有时免不掉有一些无机物参与反其中虽然主要是有机物，但有时免不掉有一些无机物参与反应，如应，如FeFe2+2+等。等。2、生化需氧量p定义：生化需氧量表示用微生物氧化（降解）水中有机物所消耗的氧定义：生化需氧量表示用微生物氧化（降解）水中有机物所消耗的氧量，通常用符号量，通常用符号“BOD”表示，单位为表示，单位为mg/LO2。p生物氧化的整个过程一般可分成两个阶段。在第一阶段中，主要是有生物氧化的整个过程一般可分成两个阶段。在第一阶段中，主要是有机物转化成机物转化成CO2、H2O和和NH3；第二阶段主要是；第二阶段主要是NH3转化成转化成NO2和和NO3。p微生物的活动与环境有关，所以试验规定在温度为微生物的活动与环境有关，所以试验规定在温度为20和在黑暗的条和在黑暗的条件下进行。在这样的环境中，用微生物来完全氧化有机物需要件下进行。在这样的环境中，用微生物来完全氧化有机物需要21一一28d。21d的时间太长，在实用上有困难，日常以的时间太长，在实用上有困难，日常以5d作为测定生化需氧量作为测定生化需氧量的时间，此时测得的量可用符号的时间，此时测得的量可用符号“BOD5”来表示。来表示。3、灼烧减少固体（SG）将已烘干至恒重的溶解固体残渣放入将已烘干至恒重的溶解固体残渣放入800800的高温炉中，灼烧的高温炉中，灼烧到一定时间残渣变白后，所到一定时间残渣变白后，所失去的质量即为灼烧减少固体失去的质量即为灼烧减少固体。在。在灼烧残渣的过程中，主要进行的是将有机物全部烧掉。所以，灼烧残渣的过程中，主要进行的是将有机物全部烧掉。所以，它可以它可以近似表示有机物的含量近似表示有机物的含量。但用此法算得的有机物只是近似的，其原因为：第一，部分有机物在测定但用此法算得的有机物只是近似的，其原因为：第一，部分有机物在测定溶解固体时，要蒸发和分解；第二，灼烧时，溶解固体残渣中残存的结晶溶解固体时，要蒸发和分解；第二，灼烧时，溶解固体残渣中残存的结晶水完全被除去了；第三，灼烧时有一部分碳酸盐和氯化物会分解。实践证水完全被除去了；第三，灼烧时有一部分碳酸盐和氯化物会分解。实践证明，当水中含盐量大时，灼烧减量当作有机物的含量，误差就很大，不用明，当水中含盐量大时，灼烧减量当作有机物的含量，误差就很大，不用于水分析核算中。于水分析核算中。4、总有机碳（TOC）p概念：总有机碳是指水中有机物的总含碳量概念：总有机碳是指水中有机物的总含碳量.p测定方法：将水样中的有机物在测定方法：将水样中的有机物在900 高温和加催化剂的条件下气化、燃烧，这时水样中的有机高温和加催化剂的条件下气化、燃烧，这时水样中的有机碳和无机碳全部氧化成碳和无机碳全部氧化成CO2，然后利用红外线气体分析仪分别测定总的，然后利用红外线气体分析仪分别测定总的CO2和无机碳产生的和无机碳产生的CO2量，两者之差即为总有机碳量量，两者之差即为总有机碳量。5、总需氧量（TOD）p概念：用仪器测定有机物完全燃烧所消耗氧的量。概念：用仪器测定有机物完全燃烧所消耗氧的量。六、活性硅和非活性硅硅酸是一种比较复杂的化合物，它的形态很多，其硅酸是一种比较复杂的化合物，它的形态很多，其通通式为式为xSiOxSiO2 2yHyH2 2O O。例如当。例如当x x和和y y等于等于l l时，分子式可写成时，分子式可写成H H2 2SiOSiO3 3，称为，称为偏硅酸偏硅酸；当；当x x1 1，y y2 2时，分子式为时，分子式为H H4 4SiOSiO4 4，称为，称为正硅酸正硅酸；当；当x1x1时，硅酸呈聚合态，称为时，硅酸呈聚合态，称为多硅酸多硅酸。硅酸化合物各种形态可以相互转化，提高温度或者增硅酸化合物各种形态可以相互转化，提高温度或者增大水的大水的pHpH值，都有利于胶体硅向溶解态硅的转变。值，都有利于胶体硅向溶解态硅的转变。在水质分析中，常把硅酸化合物分为两类。活性二氧化硅（简称活性二氧化硅（简称活性硅活性硅）凡是能够直接用）凡是能够直接用比色方法比色方法测得的硅酸化合物称为活性二氧化硅，这类硅酸化合物测得的硅酸化合物称为活性二氧化硅，这类硅酸化合物通常都是通常都是溶于水的单分子（或离子态）化合物溶于水的单分子（或离子态）化合物，它能与，它能与钼酸反应而显色，所以又称为可溶性硅。钼酸反应而显色，所以又称为可溶性硅。非活性二氧化硅（简称非活性二氧化硅（简称非活性硅非活性硅）不能直接用）不能直接用比色方法比色方法测得的硅酸化合物大都是硅酸的多聚物，是以胶体形态测得的硅酸化合物大都是硅酸的多聚物，是以胶体形态存在于水中的，所以有时称为胶硅。存在于水中的，所以有时称为胶硅。活性硅与非活性硅之和称为全硅，通常用活性硅与非活性硅之和称为全硅，通常用SiOSiO2 2来表示。由于水中非活性硅无法测定，常用测得的全硅来表示。由于水中非活性硅无法测定，常用测得的全硅与活性硅之差求的。与活性硅之差求的。七、氨氮七、氨氮1 1、定义：以氨或铵离子形式存在的化合氨、定义：以氨或铵离子形式存在的化合氨2 2、来源：人和动物的排泄物，雨水径流和农业化肥的流失、企、来源：人和动物的排泄物，雨水径流和农业化肥的流失、企业废水。业废水。3 3、分类：离子氨（基本无毒）；非离子氨（水合氨）：对水生、分类：离子氨（基本无毒）；非离子氨（水合氨）：对水生生物有毒害作用，生物有毒害作用，0.02mg/L0.02mg/L。4 4、氨氮对工业循环冷却水的危害：、氨氮对工业循环冷却水的危害：（1 1）氨氮浓度较高、滋生微生物、甚至生成黏泥和泥垢。）氨氮浓度较高、滋生微生物、甚至生成黏泥和泥垢。（2 2）氨氮在硝化菌的作用下，会部分转化为硝酸盐和亚硝酸盐）氨氮在硝化菌的作用下，会部分转化为硝酸盐和亚硝酸盐，导致水的，导致水的pHpH值下降和设备腐蚀。值下降和设备腐蚀。八、细菌总数八、细菌总数概念：指水样在一定条件下（培养基成分、培养温度和概念：指水样在一定条件下（培养基成分、培养温度和时间、时间、pHpH值等）下培养后，所得值等）下培养后，所得1mL1mL水样中所含细菌水样中所含细菌菌落的总数。菌落的总数。浓度单位：浓度单位：cfu/mL,cfu/mL,菌落数菌落数/mL/mL第四节 天然水的分类 一、按主要水质指标分类一、按主要水质指标分类1、按含盐量来分按含盐量来分低含盐量水低含盐量水含盐量在含盐量在200mg/L以下；以下；中等含盐量水中等含盐量水含盐量为含盐量为200500mg/L；较高含盐量水较高含盐量水含盐量为含盐量为5001000mg/L；高含盐量水一高含盐量水一含盐量在含盐量在1000mg/L以上；以上；我国江河水属于低含盐量的约占一半，其他都是中等我国江河水属于低含盐量的约占一半，其他都是中等含盐量水，地下水大部分是中等食盐量水。含盐量水，地下水大部分是中等食盐量水。2 2、按硬度来分、按硬度来分极软水极软水硬度在硬度在1.0mmol/L以下；以下；软软 水水硬度为硬度为1.03.0mmol/L；中等硬度水中等硬度水硬度为硬度为3.06.0mmol/L；硬硬 水水硬度为硬度为6.09.0mmol/L；极硬水极硬水硬度在硬度在9.0mmol/L以上。以上。我国江河水的硬度情况是：在东南沿海一带最低，大都小于我国江河水的硬度情况是：在东南沿海一带最低，大都小于0.5mmol/L，为极软水区，愈向西北硬度愈大，最大可达，为极软水区，愈向西北硬度愈大，最大可达36mmol/L；东北地区，硬度由北向南增大，松花江和东北沿；东北地区，硬度由北向南增大，松花江和东北沿海又低达海又低达0.51.0mmol/L。二、按水中盐类的组成分类假设假设:天然水中得硬度（天然水中得硬度（CaCa2+2+、MgMg2+2+）先与水中碱度（）先与水中碱度（HCOHCO3 3）结合，剩余的才与）结合，剩余的才与SOSO4 42 2、ClCl。这种表示法的原则为：这种表示法的原则为：阳离子按阳离子按CaCa2+2+、MgMg2+2+、NaNa+K+K+的次序排列，阴离于按的次序排列，阴离于按HCOHCO3 3-、SOSO4 42-2-、ClCl-的次序排列，根据它们的含量，作图解如下图所示。在此图上的次序排列，根据它们的含量，作图解如下图所示。在此图上a ab b段代表段代表Ca(HCOCa(HCO3 3)2 2，bcbc段代表段代表Mg(HCOMg(HCO3 3)2 2，cdcd段代表段代表MgSOMgSO4 4，其余是，其余是NaNa+K+K+的盐类。的盐类。水中溶有的盐类都是呈离子状态存在的，所以水分析结果用离子水中溶有的盐类都是呈离子状态存在的，所以水分析结果用离子来表示比较合适。来表示比较合适。这种表示法的理由是：这种表示法的理由是：CaCa2+2+和和MgMg2+2+的碳酸氢盐最易转化成沉淀物，其次是它们的硫酸盐；的碳酸氢盐最易转化成沉淀物，其次是它们的硫酸盐；阳离子阳离子NaNa+和和K K+，阴离子，阴离子ClCl-都不易生成沉淀物。在这种设想基础上，根据碱度和硬都不易生成沉淀物。在这种设想基础上，根据碱度和硬度比值不同，又可以将天然水分成碱性水和非碱性水两度比值不同，又可以将天然水分成碱性水和非碱性水两类。类。（1）碱性水（碱度值大于硬度值，仅有碳酸盐硬度，没有非碳酸盐硬度，有过剩碱度）碱性水的特征是碱度大于硬度（碱性水的特征是碱度大于硬度（B BH)H)，即，即HCOHCO3 3-1/2Ca 1/2Ca2+2+1/2 Mg+1/2 Mg2