第一章 水质概述约占世界人口总数40%的80个国家和地区严重缺水。 21世纪水资源正在变成一种宝贵的稀缺资源， 水资源问题已不仅仅是资源问题，更成为关系到国家经济、社会可持 续发展和长治久安的重大战略问题。全 球 总 水 量13.8亿 立 方 公 里海水占 97.5%淡水2.5%难以利用占 87%人类真正能够利用的淡水资源是江河湖 泊和地下水中的一部分，约占地球总水 量的0.26%。南极和北极的覆盖冰，高山冰川和永冻积雪主要内容第一节 电厂用水水源及水质特征 第二节 天然水中的杂质及特征第三节 电厂用水的水质指标第四节 天然水的分类第五节 水质校核一、电电厂用水的水源 1. 地表水地表水是指流动动或静止在陆陆地表面的水，主要是指江 河、湖泊和水库库水、海水等。2.地下水 p存在于地球表面以下土壤和岩层层中的水称为为地下水。 p 由雨水和地表水经过经过 地层层的渗流而形成的。新水源：城市中水逐渐渐成为电为电 厂用水的另一种水源。第一节 电厂用水水源及水质特点二、各种水的水质特点1、地表水：江河水：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 低。（注：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。）湖泊及水库水：浊度较低，藻类含量较多，含盐量比 江河水高。海水：含盐量高，35g/L, NaCl约占89%。2、地下水：浊度较低，含盐量高于地表水，富含游离CO2，溶解氧含量少。3、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。中水水质：（1）卫生要求: 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；（2）感官要求：色度、浊度和臭味；（3）防止严重腐蚀和结垢的指标: pH值、浊度、溶解性物质和蒸发残渣。第二节 天然水中的杂质及特征u 杂质来源：水在循环运动过程中，接触大气、尘埃、土壤、 岩石、矿物以及各种污染物，还会滋生一些细菌及各种水生 生物，这样给水中带入很多杂质。 u 大自然中很纯的水是没有的。u 天然水中杂质分类：状态：固态、液态、气态（分子态、离子态或胶体颗粒）性质：有机物、无机物、微生物分散体系（粒径大小）：悬浮物、胶体、溶解物质1 悬浮物(suspended solids, SS)2 胶体(colloid) 3 溶解物质 (dissolved matter)3.1 溶解气体3.2 溶解无机离子3.3 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 关，粗略地可以按其颗粒大小分为三类：1 悬浮物p悬浮物：大于100nm（10-4mm）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。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p静止时：密度小的 上浮 漂浮物(动植物生存过程产生的腐殖质 ) 密度大的 下沉 下沉物 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 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，使水体变浑浊。2 胶 体胶体：水中尺寸约为约为 1-100nm（10-6-10-4mm）的颗颗粒。 不能自然沉降，主要有两方面原因：颗颗粒小，沉降速度慢；胶体颗颗粒带带有电电荷，斥力使胶体在水中非常稳稳定。分类类： 无机胶体 ：硅、铝铝、铁铁的化合物、复合物及其聚合物 有机胶体 ：大分子有机物，腐殖质质、蛋白质类质类 混合胶体 ：无机胶体吸附大分子有机物p水中胶体物质的存在，使水在光照下显得浑浊。3 溶解物质溶解物质：粒径小于1nm（10-6mm)的颗粒溶解气体：p地表水：与空气接触，空气中会溶入O2、 N2 （惰 性不考虑虑）及CO2 （地壳运动动，水生生物作用等也 可放出CO2气体），排入地表水中的污污水中还带还带 入 H2S、NH3等气体。p地下水：溶氧较较少，但地壳运动产动产 生的CO2大量溶 入水中，地下水经过经过 硫铁矿铁矿 ，还还会带带有H2S等气体 。p天然水中常见见的溶解气体：O2和CO2，有时时有H2S、NH3 等。其中最为为关注的溶解气体为为O2(510mg/L)和CO2( 地表水几到几十mg/L；地下水几十到几百mg/L)，它们们 的存在是金属腐蚀蚀的主要原因。溶解有机物目前，通常采用水通过0.45或0.15m孔径滤膜后 的水中有机物当作溶解态的有机物。 溶解的无机离子p天然水中溶解的无机离子主要有：阳离子：K+、Na+、Ca2+、 Mg2+等；阴离子：HCO3、Cl、SO42等p它们的含量占水中总的无机离子95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 含有较多的Fe2+和Mn2+。在盐碱地带，F-、NO3-、CO32- 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 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 有所不同。u 热力发电厂用水的各种指标、符号及常用 单位指标名称常用符号单位指标名称常用符号单位pH值pH-硬度YD或Hmmol/L全固体QGmg/L碳酸盐硬 度HT悬浮固体XG非碳酸钙 硬度HF浊度ZDFTU、NTU碱度JD或B透明度TDcm酸度SD或A溶解固体RGmg/L化学需氧 量 （以O2计 ）CODmg/L灼烧减少固 体SG生化需氧 量BOD含盐量YL或S总有机碳TOCcmmol/L氨氮电导率DDs/cm细菌含量个/mL表1-6 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：p成分指标：明确表示水中某些具体物质含量的指 标为成分指标。p技术指标：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。一、表示水中悬浮物及胶体的指标1、悬悬浮固体含义义：反映水中悬悬浮物含量的一项项指标标。测测定方法：悬悬浮固体测测定实际实际 是采用孔径3-4m玻璃过过 滤滤器对对水进进行过滤过滤 ，滤滤出物在105-110烘干称重而得 ，单单位mg/L。评评价：仅仅能表征水中颗颗粒较较大的悬悬浮物，而且操作复杂杂 ，不宜现场现场 操作，有较较大局限性。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 这些光学性质来表征悬浮物含量。2、浊度p含义：浊度是利用悬浮物和胶体等粗分散颗粒对水清 晰透明的影响程度。利用水中悬浮物和胶体颗粒对光的透射或散射作用来 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 ，浊度越小，颗粒状物也少。p浊度的测定：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 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 透射光浊度 利用测量散射光强度的称散射光浊度仪散射光 浊度 均测量的为积分球式浊度仪。积分球浊度p浊度的测定：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 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 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 NTU透射光福马肼浊度单位 FTU积分球式福马肼浊度单位 FNU以前常采用经特殊精致的漂白土或硅藻土的悬浮液（SiO2） 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（JTU）。3、透明度n 反应水中悬浮物和胶体含量的指标n透明度：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 位为cm。n特点：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 已不常采用。二、表示水中溶解物质的指标1、含盐盐量含盐盐量：水中所含溶解盐类盐类 的总总和，可以通过过水质质的全 分析测测得。表示方法：1）物质质的量浓浓度表示法（mmol/L），即将水中全部阳离 子(或全部阴离子)，均按带带一个电电荷的粒子为为基本单单元 ，全部相加计计算其浓浓度；2）质质量表示法(mg/L) ，即将水中各种阴、阳离子的以质质 量含量为单为单 位，全部相加。 注：不包括H+ OH- 由于水质质全分析比较较麻烦烦，所以常用溶解固体近似表示， 或者用电导电导 率衡量。2、溶解固体p概念：在规规定条件下，单单位水样经过滤样经过滤 除去悬悬浮固体后，经经蒸发发、干燥所得的残渣质质量。单单位用mgL表示。p测测定方法：取一定体积积的过滤过滤 水样样蒸干，最后将残渣在105-110下干燥至恒重。这这种方法实际测实际测 得的是在蒸发发时时水中不挥发挥发 物质质(在上述温度下)的量，主要是水中各种溶解性盐类盐类 。但它只能近似表示水中溶解盐类盐类 的含量。有几方 面原因：过滤时过滤时 水中胶体（硅酸、铁铁、铝铝的氧化物）及部分有机物与 溶解盐类盐类 一样样能穿过滤层过滤层 ；蒸干时时某些物质质的湿分和结结晶水不能除尽。特别别是在锅锅炉水 中，常常会有许许多难难以在此温度下将湿分除尽的盐类盐类 ，如 Na2SO4、NaOH、Na3PO4等；有些有机物分解；水中原有碳酸氢盐氢盐 在蒸干过过程中全部转换为转换为 碳酸盐盐。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 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 子，因此测定水的电导率是间接表示水中溶解物质的最 简便的方法。表示电导率的单位为西厘米(S/cm)，它是电阻率单位欧 厘米(cm)的倒数。实用上，由于水的电导率常常很 小，所以经常用S/cm单位，它是S/cm的1106。 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 除其中氨的影响）三、表示水中易结垢物的指标 1、硬度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 度看作是这两种离子。水中钙离子含量称为钙硬（Hca），镁离 子含量称为镁硬（HMg）。因此，总硬度(或简称硬度)就表示钙 、镁离于含量之和，即硬度常用的单位是mmol/L。但目前还在使用一些其他单位，比如： 1）mg CaCO3/L 是将水中硬度离子全部换算成CaCO3，计算以 mg/L为单位的浓度。 2）美国：ppmCaCO3（百万分之一），它与mg/L大致相当 3）德国：德国度(G) 是指水中硬度离子全部换算成CaO，计 算以mg/L为单位的浓度，1G相当于10mgL CaO。因为CaCO3的相对分子质量为100，CaO的相对分子质量为56， 故上列三种表示法的关系如下： 1mmol/L（ ）=50mg CaCO3/L= 2.8G根据钙镁钙镁 离子与酸根离子结结合形式的不同，划分为为碳酸 盐盐硬度和非碳酸盐盐硬度两类类，现现分述于下：2、碳酸盐硬度(HT)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 析出CaCO3、Mg(OH)2，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。碳酸盐硬度又叫暂时硬度。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 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。3、非碳酸盐硬度(HF)四、表示水中酸、碱物质的指标1、碱度（mmol/L（H+） 表征：水中碱性物质的指标。 定义：水中能接受H+，与强酸进行中和反应的物质的含量。 形成碱度的物质