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什么是水质检测?水质检测器的用途是什么?

大家都知道,“水”是生命之源!人类的生活和生产活动中都离不开水,而且在生活中使用劣质的水会对我们的身体健康产生不好的影响。然而随着社会经济的发展和科学的进步以及人类生活水平的提高,人们对水资源的水质要求也在不断地提高,就有专家发明出了水质检测仪器,可以帮助我们检测水资源符不符合饮用条件,所以接下来北信科远仪器就为大家介绍一下水质检测仪器,以及它的使用方法。


1.什么是总有机碳?(TOC)?


水中有机物的含量以一碳的含量表示,称为总有机碳。TOC类似于测定TOD的测定。在950℃在高温下,气化和燃烧水样中的有机物CO2.通过红外分析仪确定其生成CO有机碳总量可以通过2的量来知道。碳酸盐、重碳酸盐等水中无机碳化合物定过程中也会产生CO2.扣除应单独测定。


若将水样经0.2μm微孔滤膜过滤后,测量的碳量为溶解有机碳(DOC)。TOC、DOC是常用的水质指标。

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2.什么是总需氧量?(TOD)?


在特殊燃烧器中,以铂为催化剂,测定总需氧量900℃有机物燃烧氧化消耗的氧量,测定结果比COD更接近理论需氧量。TOD用仪器测量只需3左右min因此,它具有分析速度快、方法简单、干扰小、精度高等优点,受到人们的重视。如果TOD与BOD五个房间可以确定它们的相关系数TOD指导生产具有更好的实用意义。


3.什么是生化需氧量?(BOD)?


所谓生化需氧量(BOD)在有氧条件下,由于微生物的作用,水中可分解的有机物在完全氧化分解时消耗的氧量称为生化需氧量。以水样在合适的温度下(如20)℃)在密封容器中,溶解氧在保存一段时间后减少的量(mg/L)来表示的。当温度在20℃一般有机物需要20天左右才能完成氧化分解过程,全部需要100天才能完成。然而,这么长时间对实际生产控制失去了实用价值。


4.如何生化需氧量?(BOD)来判断?


目前规定在20℃接下来,培养5天作为测量生化需氧量的标准。此时测量的生化需氧量称为5天生化需氧量BOD5.表示。如果培养20天作为测量生化需氧量的标准,此时测量的生化需氧量称为20天生化需氧量BOD20表示。生化需氧量(BOD)多少表明水被有机物污染,反映水质。


5.化学需氧量是什么?(COD)?


所谓化学需氧量(COD),在合适的条件下,使用强氧化剂处理水样时消耗的氧化剂量。这是水中还原物质数量的指标。水中还原物质包括各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等,但主要是有机物。因此,化学需氧量(COD)它通常被用作衡量水中有机物含量的指标。


化学需氧量越大,有机物污染越严重。化学需氧量(COD)随着水样中还原物质和测定方法的不同,测定值也不同。


酸性K2MnO4氧化法和重铬酸钾氧化法目前应用比较广泛。K2MnO4该方法氧化率低,但相对简单,可用于测量水样中有机物含量的相对比较值。重铬酸钾(K2Cr2O7)法,氧化率高,再现性好,适用于测量水样中有机物的总量。


有机物对工业水系统危害很大。含有大量有机物的水会污染离子交换树脂,特别容易污染阴离子交换树脂,降低树脂交换能力。预处理后(混凝、澄清、过滤),有机物可减少百分之50左右,但在除盐系统中无法去除。因此,炉水通常通过供水带入锅炉pH值降低。有时有机物也可能带入蒸汽系统和凝结水中pH减少,造成系统腐蚀。循环水系统中有机物含量高会促进微生物繁殖。


因此,无论是除盐、炉水还是循环水系统,COD越低越好,但没有统一的限制指标。循环冷却水系统COD(DMnO4法)>5mg/L水质开始恶化。

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6.什么是水溶解氧?(DO)?


溶解在水中的游离氧称为溶解氧(使用)DO表示),常以O2mg/L、mL/L等单位表示。


来自大自然水中氧的主要来源是大气溶解在水中的氧,其溶解度与温度和压力密切相关。温度升高,氧溶解度降低,压力升高,溶解度增加。来自大自然水中的溶解氧含量约为8~14mg/L,开放式循环冷却水中的溶解氧一般约为6~8mg/L。


水中溶解氧的含量也反映了水的污染程度。当水被有机物污染时,由于氧化污染物需要消耗氧气,水中所含的溶解氧逐渐减少。当污染严重时,溶解氧接近零,N2O生长繁殖,有机污染物腐烂发臭。因此,溶解氧也是衡量水污染程度的重要指标。


7.水的电阻率是多少?


在测量水的导电性时,与水的电阻值有关,电阻值大,导电性差,电阻值小,导电性好。根据欧姆定律,水的电阻R与电及的垂直截面积F成反比,与电及之间的距离L成正比,


电阻单位是欧姆(欧洲,代号Ω),或用微欧(μΩ),1Ω等于106μΩ;国标准制度的电阻率(SI)单位为欧米(Ω?m)。如果将电及的截面积F制成1cm2.两个电及之间的距离L为1cm,电阻单位为Ω?cm当时,电阻值等于电阻值。


水的电阻率与水中的盐含量、水中的离子含量、离子的电荷数量和离子的运动速度有关。因此,纯水电阻率大,超纯水电阻率大。水越纯,电阻率就越大。


8.什么是水的酸度?


水的酸度是指水中所含的H离子和强碱(如NaOH、KOH等)发生中和反应的物质总量。这些物质能够放出H,或通过水解产生H。水中形成酸度的物质有三部分:


(1)水中存在的强酸能全部离解H,如硫酸(H2SO4)、盐酸(HCl)、硝酸(HNO3)等;


(2)水中的弱酸物质,如游离二氧化碳(CO2)、碳酸(H2CO3)、H2S、醋酸(CH3COOH)还有各种有机酸等;


(3)由强酸弱碱组成的盐,如铝、铁、铵等离子体和强酸组成的盐。


在自然的水中,酸度的组成主要是弱酸,即碳酸。一般来说,水不含强酸。水中酸度的测定是用强碱标准溶液(如0.1mol/LNaOH)滴水。例如,甲基橙指示剂测量的酸度是指强酸和强酸弱碱形成盐的酸度;C20H14O4指示剂测量的酸度包括上述三部分,称为总酸度。

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9.如何根据硬度和碱度的关系了解水质?


自然水的硬度主要是指Ca2 、Mg2 水中的碱度主要是指碳酸氢化合物HCO3-。水中的主要离子是Ca2 、Mg2 、Na 、K 和HCO3-、SO42-、Cl-等等。水中硬度与硬度的关系分为三种情况。


(1)碱度>硬度(以mol/L计)HCO3->(Ca2 、Mg2 水中的硬度(Ca2 、Mg2 )它们都变成碳酸氢盐和碳酸氢盐Na 、K 碳酸氢盐,但没有非碳酸盐硬度。此时,碱度减去硬度所得差等于Na 、K 碳酸氢盐。多出这部分Na 、K 碳酸氢盐碱度也称为负硬度。


(2)碱度=硬度(以mol/L计)即HCO3-=(Ca2 、Mg2 )此时只有Ca2 、Mg2 碳酸氢盐的硬度和碱度既不超过碳酸盐的硬度,也不超过碳酸盐的硬度Na 、K 碳酸氢盐。


(3)碱度<硬度(以mol/L计)即HCO3-<(ca2 mg2="" ca2="">HCO3-钙硬水,水中有非碳酸盐硬度CaSO4、MgSO4的存在,但没有镁的碳酸盐硬度Mg(HCO3)2。另一种情况是Mg2 >HCO3-镁硬水,水中有镁碳酸盐硬度Mg(HCO3)2的存在,但没有钙的非碳酸盐硬度,而镁的非碳酸盐硬度MgSO4的存在。但在上述两种情况下,无论哪一种,水中都有非碳酸盐的硬度,而不是Na 、K 碳酸氢盐存在。

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10.水中各种碱度的相互关系如何?


水中的碱度是通过盐酸中和来确定的。滴定水的碱度用两种指示剂指示滴定的终点。当使用C20H14O4作为指示剂时,滴定的终点是pH8.2~8.4.称为C20H14O4碱度或P碱度。此时,水中的氢氧化物全部中和,碳酸盐转化为碳酸氢盐,即碳酸盐中和的一半。即P碱度=CO32--全部OH-。


当使用甲基橙作为指示剂时,滴定终点pH为4.3~4.5.称为甲基橙碱度或M碱度。此时,水中的氢氧化物、碳酸盐和碳酸氢盐都被中和,水中各种弱酸盐的总和也被称为总碱度。


即M碱度=全部HCO3-全部CO32-全部OH-。若水分开存在OH-碱度,水的pH>11.0;水同时存在OH-、CO32-时,pH9.4~11.如果只有水CO32-存在时,pH=9.4;当CO32-、HCO3-共同存在时,pH8.3~9.4;单一的HCO3-存在时,pH=8.3;但pH<8.3时,水中的碱度只有HCO3-存在,此时的pH值变化只与HCO3-和游离的CO2含量有关。


11.水的碱度是多少?水中的碱度有哪些形式?


水的碱度是指水中能接受H离子和强酸中和反应的物质含量。水中产生碱度的物质主要是碳酸盐产生的碳酸盐碱度和碳酸氢盐产生的碳酸氢盐碱度,以及氢氧化物存在和强碱弱酸盐水解产生的氢氧化物碱度。


所以,碱度是表示水中CO32-、HCO3-、OH-以及其他弱酸盐的总和。这些盐的水溶液是碱性的,可以用酸中和。然而,在自然的水中,碱度主要是由HCO由3-盐类组成。


可认为:总碱度M=[HCO3-]2[CO32-][OH-]-[H]当pH当值大于7.0时,[H]可以省略,所以,M=c(Bx-)=[HCO3-][2CO32-][OH-]mol/L碳酸盐和碳酸氢盐可以共存,碳酸盐和氢氧化物也可以共存。


然而,碳酸氢盐和氢氧化物不能同时存在,它们在水中反应如下:HCO3-OH-==CO32-H2O由此可见,碳酸盐、碳酸氢盐和氢氧化物可以单独存在于水中。此外,还有两种碱度组合。因此,水中的碱度有五种形式,即:


(1)碳酸氢盐碱度HCO3-;


(2)碳酸盐碱度CO32-;


(3)氢氧化物的碱度OH-;


(4)碳酸氢盐和碳酸盐的碱度HCO3-CO32-;


(5)碳酸盐和氢氧化物的碱度CO32-OH-。


12.硬水对工业生产有什么危害?


硬水作为工业生产的冷却水,会使热交换器结垢,严重阻碍水流通道,大大降低热交换效果,影响生产的顺利进行,甚至被迫停止生产。结垢结垢下的腐蚀,损坏换热器的穿孔,不仅会泄漏材料,还会增加设备投资成本,浪费钢材。


硬水用于洗涤,也往往影响产品质量,如纺织印染会造成织物的斑点,不仅影响美观,而且影响强度。硬水作为锅炉用水,在锅内加热后,经过蒸发浓缩过程,使锅炉受热面结垢,导热性及差。水垢的导热性只有钢材的几百分之一。锅炉结垢后,如果炉水温度仍达到无水垢时相同,必然会提高受热面的壁温,如1.01Mpa(10atm)锅炉壁温280℃,硅酸盐水垢达1mm厚时,壁温应提高到680℃,此时钢板强度为3.92Mpa(40kgf/cm2)降至0.98Mpa(10kgf/cm2),会造成严重的事故。金属温度的升高也会使金属伸长,1m长钢板,每升1000℃,伸长1.2mm,增加材料应力,造成损坏。金属温度的升高也会使金属伸长,1m长钢板,每升1000℃,伸长1.2mm,增加材料应力,造成损坏。


此外,结垢之后,使受热面的传热情况变坏,燃烧热也不能很好地传给水,降低了锅炉的热效率,从而白白浪费燃料,如结有1.5mm厚硫酸盐水垢会浪费百分之10以上的燃料,大大降低锅炉的输出。结垢后,所以要经常清洗,不仅影响生产,而且降低锅炉的使用寿命,还消耗人力物力。因此,硬水对工业生产危害很大,所以要根据产品或设备对水质的要求进行软化、除盐或其它有效的水处理。


13.硬度单位是如何表示的?


常用的硬度单位是mmol/L或mg/L。过去常用的当量浓度N已经停用。转换时,1N=0.5mol/L。由于硬度不是由单一的金属离子或盐形成的,因此有必要将其转换为另一种盐,以便有一个统一的比较标准。


通常用CaO或者是CaCO3的质量浓度来表示。当硬度为0.5mmol/L时,等于28mg/L的CaO,或等于50mg/L的CaCO3。此外,一些国也用德国和法国来表示硬度。1德国度等于10mg/L的CaO,1法国度等于10mg/L的CaCO3。0.5mmol/L相当于2.8德国,5德国.0法国度。


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14.水的总固体、溶解固体和悬浮固体是什么?


除溶解气体外,水中的所有杂质都称为固体。而水中的固体又可分为溶解固体和悬浮固体。这二者的总和即称为水的总固体。


溶解固体是指水经过过滤之后,那些仍然溶于水中的各种无机盐类、有机物等。


悬浮固体是指那些能过滤掉的不溶于水中的泥砂、黏土、有机物、微生物等悬浮物质。总固体的测定是蒸干水分再称重得到的。因此选定蒸干时的温度有很大的关系,一般规定控制在105~110℃。


15.为什么有的水会有臭味?


清净的水是无臭、没有味道无色透明的液体。但被污染的水体,常会使人感觉有不正常的气体。用鼻闻到的称为鼻,用口尝到的称为味。水的臭味主要来源有:


(1)水中的水生动物、植物或微生物的繁殖和腐烂而发出的臭味;


(2)水中有机物质的垃圾分解而散发的臭味;


(3)水中溶解气体如SO2、H2S及NH3的臭味;


(4)溶解盐类或泥土的气味;


(5)排入水体的工业废水所含杂质如石油、酚类等的臭味;


(6)消毒水过程中加入Cl的气味。


由于上述的各种原因,所以有的水会有臭味。


例如湖泊、沼泽水中因水藻繁殖或有机物过多而带有鱼腥气味及霉烂气味;浑浊的河水常有泥土气味或涩味;温泉水常带有硫磺气味;地下水有时会有H₂S味;含氧量较多的水、含硫酸钙量多的水、有机物多的水或含NO2-高的水,常有不正常的甜味;水中含有氯化钠而带有咸味;水中含有硫酸镁,硫酸镁带有苦味;含铁水带有涩味;生活污水及工业废水的气味更是多种多样。


16.水中的主要阴、阳离子对水质有些什么影响?


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+等组成硬度和碱度,它们之间的量的变化要影响水的pH值变化,从这一变化可以知道水的属性是腐蚀型的或是结垢型的。因此,它们是影响水的性质的主要离子。


Cl-是水中比较常见的阴离子,是引起水质腐蚀性的催化剂,能强烈地推动和促进金属表面电子的交换反应,特别是对水系统的不锈钢材料,应力集中处(如热应力、震荡应力等),会引起Cl-的富集,加速电化学腐蚀过程。


SO42-也是水中较为普遍存在的腐蚀性阴离子,使水的电导率上升,同时又能与阳离子Ca2+等生成CaSO4沉淀而结垢,它又不是水中硫酸盐还原菌的营养源。


水中主要的阳离子有K+、Na+、Ca2+、Mg2+和Fe3+、Mn2+等,其中Na+是水中比较常见的阳离子,K+、Na+的存在使水的电导率上升,增加了水的不稳定倾向;其中Ca2+、Mg2+是组成水中硬度的主要离子,在合适的条件下,常在受热设备的表面结垢,影响传热效果。Fe3+、Mn2+很易生成Fe(OH)3、Mn(OH)2的沉淀形成水垢,从而产生垢下腐蚀,又是铁细菌生长的促进剂。


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