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电导率EC和总固体溶解量TDS和硬度

发布日期:(2016-11-3)   点击次数:635

摘要:从定义、形成机理、单位和转换关系等方面对水的电导率、溶解性总固体含量TDS以及硬度,三个重要水处理名词进行了详细的阐述。

电导率

定义:电导率是物质传送电流的能力。它和电阻值互为导数。测量单位为Siemens/cm(S/cm),此单位的10-6μS/cm表示,10-3时,以mS/cm表示。 水的电导率表 超纯水:0.055μS/cm;蒸馏水:0.5μS/cm;山泉水:1μS/cm;自来水:50~800μS/cm;海水:56mS/cm;盐水:100mS/cm。

总固体溶解量TDS

指水中溶解性固形物(无机物和有机物)总含量(Total Dissolved Solids缩写),单位为ppm。通常用以测量源水的水质,测量原理实际上是通过测量水的电导率从而间接反映出TDS值。水中溶解的可溶性固形物越多,它的TDS值越大,水的电导率也越大,通常TDS值约为电导率测试值的1/2,中国长江流域城市自来水TDS值通常为100~200ppm,黄河流域自来水TDS值通常为300~600ppm。

水溶液的电导率直接和溶解固体量浓度成正比,而且固体量浓度越高,电导率越大。电导率和溶解固体量浓度的关系近似表示为:1.4μS/cm=1ppm2μS/cm=1ppm(每百万单位CaCO3 电导率仪以外,TDS仪器将电导率值自动换算成ppm值,并提供总固体溶解浓度的直接测量值。

溶液的电导率大小决定分子的运动,因为温度影响分子的运动,所以要做准确的测量,必须考虑温度。因此,一般为比较测量结果,标准温度定为2025。为了修正温度的影响使用温度补偿系数β表示。单位是%/,它随测量溶液的不同而改变,一般为β=2%/ 电导率的测量 。

电导率仪有两种测量方法,电流分析法和电位分析法。

1、电流分析是在两个电极间施以已知电压(V),再测量期间的电流,根据方程V=1×R,其中R=电阻,V是已知电压。测得电流量愈高,电导率值愈大。电阻与两极间距离和它们的表面面积有关,而这些特性值会随电解反应产生的盐分或其他特质沉积而随时改变。 基于以上原因,电流分析法较适用于低总固体溶解量的测量,一般最高值为1000mg/l,大约是2000μS/cm。

2、四环电位分析法则是基于感应原理,可以避免一般电流分析方法常见的困挠,如:极化效应等。有一交流电压加在两外环上,溶液的电流回路而两内环测出这电流回路感应生成的电压差,而后者都和待测溶液的电导率有关。PVC外罩套筒能维持其间电流场恒定。使用这种方法,可测范围扩大到200000μS/cm,或100g/l 。

硬度

水中有些金属阳离子,同一些阴离子结合在一起,在水被加热的过程中,由于蒸发浓缩,容易形成水垢,随着在受热面上而影响热传导,我们把水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。如在天然水中最常见的金属离子是钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+),它与水中的阴离子如碳酸根离子(CO32-)、碳酸氢根离子(HCO3-)、硫酸根离子(SO42-)、氯离子(Cl-)、以及硝酸根离子(NO3-)等结合在一起,形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度,水中的铁、锰、锌等金属离子也会形成硬度,但由于它们在天然水中的含量很少,可以略去不计。因此,通常就把Ca2+、Mg2+的总浓度看作水的硬度。水的硬度对锅炉用水的影响很大,因此,应根据各种不同参数锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理。

硬度的单位常用的有mmol/Lmg/L。过去常用的当量浓度N已停用。换算时,1N=0.5mol/L。

由于硬度并非是由单一的金属离子或盐类形成的,因此,为了有一个统一的比较标准,有必要换算为另一种盐类。通常用Ca0或者是CaCO3的质量浓度来表示。当硬度为0.5mmol/L时,等于28mg/LCaO,或等于50mg/LCaCO3。此外,各国也有的用德国度、法国度来表示硬度。1德国度等于10mg/LCaO,1法国度等于10mg/LCaCO3。0.5mmol/L相当于208德国度、5.0法国度。常用硬度单位之间的关系如下表:


水的电导率和硬度

利用电导率仪或总固体溶解量计可以间接得到水的总硬度值。硬度主要成分是溶解的钙离子或镁离子。一般水硬度单位是以法国度(。f)表示。 定义:1。f=CaCO3把总固体溶量ppm值除以10,即可得水的硬度值,误差在2-3。f左右。如前述,1ppm=2μs/cm电导率,所以1。f=2μs/cm,把电导率值除以20,即可得水之硬度值。误差在2-3。f左右。

注意:水的硬度如以电导率仪或总固体溶解量仪测量,仅适用于硬水软化处理前。因为,在水软过程中,碳酸盐被钠离子所置换,因此,虽然硬水已成软水,但是总固体溶解量值并没有改变。


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