發(fā)電站水庫(kù)水質(zhì)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)

發(fā)電站水庫(kù)水質(zhì)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)

一、電廠用水的類別

水在火力發(fā)電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)中所經(jīng)歷的過(guò)程不同，水質(zhì)常有較大的差別。因此根據(jù)實(shí)用的需要，人們常給予這些水以不同的名稱。它們是原水、鍋爐補(bǔ)給水、給水、鍋爐水、鍋爐排污水、凝結(jié)水、冷卻水和疏水等?，F(xiàn)簡(jiǎn)述如下：

（1）原水：也稱為生水，是未經(jīng)任何處理的天然水（如江河水、湖水、地下水等），它是電廠各種用水的水源。

（2）鍋爐補(bǔ)給水：原水經(jīng)過(guò)各種水處理工藝凈化處理后，用來(lái)補(bǔ)充發(fā)電廠汽水損失的水稱為鍋爐補(bǔ)給水。按其凈化處理方法的不同，又可分為軟化水和除鹽水等。

（3）給水：送進(jìn)鍋爐的水稱為給水。給水主要是由凝結(jié)水和鍋爐補(bǔ)給水組成。

（4）鍋爐水：在鍋爐本體的蒸發(fā)系統(tǒng)中流動(dòng)著的水稱為鍋爐水，習(xí)慣上簡(jiǎn)稱爐水。

（5）鍋爐排污水：為了防止鍋爐結(jié)垢和改善蒸汽品質(zhì)，用排污的方法，排出一部分爐水，這部分排出的爐水稱為鍋爐排污水。

（6）凝結(jié)水：蒸汽在汽輪機(jī)中作功后，經(jīng)冷卻水冷卻凝結(jié)成的水稱為凝結(jié)水，它是鍋爐給水的主要組成部分。

（7）冷卻水：用作冷卻介質(zhì)的水為冷卻水。這里主要指用作冷卻作功后的蒸汽的冷卻水，如果該水循環(huán)使用，則稱循環(huán)冷卻水。

（8）疏水：進(jìn)入加熱器的蒸汽將給水加熱后，這部分蒸汽冷卻下來(lái)的水，以及機(jī)組停行時(shí)，蒸汽系統(tǒng)中的蒸汽冷凝下來(lái)的水，都稱為疏水。

在水處理工藝過(guò)程中，還有所謂清水、軟化水、除鹽水及自用水等。

二、水質(zhì)指標(biāo)

所謂水質(zhì)是指水和其中雜質(zhì)共同表現(xiàn)出的綜合特性，而表示水中雜質(zhì)個(gè)體成分或整體性質(zhì)的項(xiàng)目，稱為水質(zhì)指標(biāo)。

由于各種工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)水質(zhì)的要求不同，所以采用的水質(zhì)指標(biāo)也有差別。

火力發(fā)電廠用水的水質(zhì)指標(biāo)有二類：一類是表示水中雜質(zhì)離子的組成的成分指標(biāo)，如Ca2+、Mg2+、Na+、Cl-、SO42-等；另一類指標(biāo)是表示某些化合物之和或表征某種性能，這些指標(biāo)是由于技術(shù)上的需要而專門制定的，故稱為技術(shù)指標(biāo)。

1． 表征水中懸浮物及膠體的指標(biāo)

（1）懸浮固體。懸浮固體是水樣在規(guī)定的條件下，經(jīng)過(guò)濾可除出的固體，單位為毫克/升（mg/L）。這項(xiàng)指標(biāo)僅能表征水中顆粒較大的懸浮物，而不包括能穿透濾紙的顆粒小的懸浮物及膠體，所以有較大的局限性。此法需要將水樣過(guò)濾，濾出的懸浮物需經(jīng)烘干和稱量等手續(xù)，操作麻煩，不易用作現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督指標(biāo)。

（2）濁度。濁度是反映水中懸浮物和膠體含量的一個(gè)綜合性指標(biāo)，它是利用水中懸浮物和膠體顆粒對(duì)光的餓散射作用來(lái)表征其含量的一種指標(biāo)，即表示水渾濁的程度。

濁度是通過(guò)專用儀器測(cè)定的，操作簡(jiǎn)便迅速。由于標(biāo)準(zhǔn)水樣配制方法不同，所使用的單位也不相同，目前以硫酸肼（N2H4SO4）和六次甲基四胺[（CH2）6N4]配制成渾濁液為標(biāo)準(zhǔn)，與水樣相比較，其單位用福馬肼（FTU）表示。

（3）透明度。透明度是利用水中懸浮物和膠體物質(zhì)的透光性來(lái)表征其含量的另一中指標(biāo)，即表示水透明程度的指標(biāo)，單位為厘米（cm）。水的透明度與濁度成反比，水中懸浮物含量越高，其透明度越低。由于它是通過(guò)人的眼睛觀察水層厚度來(lái)確定水中懸浮物含量的，因此它帶有人為的隨意性。

2．表征水中溶解鹽類的指標(biāo)

（1）含鹽量。含鹽量是表示水中各種溶解鹽類的總合，由水質(zhì)全分析的結(jié)果，通過(guò)計(jì)算求出。含鹽量有兩種表示方法：一是摩爾表示法，即將水中各種陽(yáng)離子（或陰離子）均按帶一個(gè)電荷的離子為基本單位，計(jì)算其含量（mmol/L），然后將它們（陽(yáng)離子或陰離子）相加；二是重量表示法，即將水中各種陰、陽(yáng)離子的含量以mg/L為單位全部相加。

由于水質(zhì)全分析比較麻煩，所以常用溶解固體近似表示，或用電導(dǎo)率衡量水中含鹽量的多少。

（2）溶解固體。溶解固體是將一定體積的過(guò)濾水樣，經(jīng)蒸干并在105~1100C下干燥至恒重所得到的蒸發(fā)殘?jiān)?，單位用毫?升（mg/L）表示。它只能近似表示水中溶解鹽類的含量，因?yàn)樵谶@種操作條件下，水中的膠體及部分有機(jī)物與溶解鹽類一樣能穿過(guò)濾紙，許多物質(zhì)的濕分和結(jié)晶水不能除盡，碳酸氫鹽全部轉(zhuǎn)換為碳酸鹽。

（3）電導(dǎo)率。表示水中離子導(dǎo)電能力大小的指標(biāo)，稱作電導(dǎo)率。由于溶于水的鹽類都能電離出具有導(dǎo)電能力的離，所以電導(dǎo)率是表征水中溶解鹽類的一種代替指標(biāo)。水越純凈，含鹽量越小。電導(dǎo)率越小。

水的電導(dǎo)率的大小除了與水中離子含量有關(guān)外，還和離子的種類有關(guān)，單憑電導(dǎo)率不能計(jì)算水中含鹽量。在水中離子的組成比較穩(wěn)定的情況下，可以根據(jù)試驗(yàn)求得電導(dǎo)率與含鹽量的關(guān)系，將測(cè)得的電導(dǎo)率換算成含鹽量。電導(dǎo)率的單位為微西/厘米（uS/cm）。

三．表征水中易結(jié)垢物質(zhì)的指標(biāo)

表征水中易結(jié)垢物質(zhì)的指標(biāo)是硬度，它是指水中某些易于形成沉淀的金屬離子，它們都是二價(jià)或二價(jià)以上的金屬離子。在天然水中，形成硬度的物質(zhì)主要是鈣、鎂離子，所以通常認(rèn)為硬度就是指水中這兩種離子的含量。水中鈣離子含量稱鈣硬（Hca），鎂離子含量稱鎂硬（HMg），總硬度是指鈣硬和鎂硬之和，即H=HCa+HMg=[（1/2）Ca2+]+[（1/2）Mg2+]。根據(jù)Ca2+、Mg2+與陰離子組合形式的不同，又將硬度分為碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度。 （1）鹽硬度（HT）是指水中鈣、鎂的碳酸鹽及碳酸氫鹽的含量。此類硬度在水沸騰時(shí)就從溶液中析出而產(chǎn)生沉淀，所以有時(shí)也叫暫時(shí)硬度。

（2）非碳酸鹽硬度（HF）是指水中鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物等的含量。由于這種硬度在水沸騰時(shí)不能析出沉淀，所以有時(shí)也稱硬度。

硬度的單位為毫摩爾/升（mmol/L），這是一種zui常見的表示物質(zhì)濃度的方法，是我國(guó)的法定計(jì)量單位。在美國(guó)硬度單位為ppmCaCO3，這里的ppm表示百分之一，它與mg/L大致相當(dāng)；在德國(guó)硬度單位采用的是德國(guó)度oG，1oG相當(dāng)于10mg/LCaO所形成的硬度。

1、征水中堿性物質(zhì)的指標(biāo)

表征水中堿性物質(zhì)的指標(biāo)是堿度，堿度是表示水中可以用強(qiáng)酸中和的物質(zhì)的量。形成堿度的物質(zhì)有：

（1）強(qiáng)堿，如NaOH、Ca（OH）2等，它們?cè)谒腥恳設(shè)H-形式存在；

（2）弱堿，如NH3的水溶液，它在水中部分以O(shè)H-形式存在；

（3）強(qiáng)堿弱酸鹽類，如碳酸鹽、磷酸鹽等，它們水解時(shí)產(chǎn)生OH-。

發(fā)電站水庫(kù)水質(zhì)檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)

在天然水中的堿度成分主要是碳酸氫鹽，有時(shí)還有少量的腐殖酸鹽。

2、表示水中酸性物質(zhì)的指標(biāo)

表示水中酸性物質(zhì)的指標(biāo)是酸度，酸度是表示水中能用強(qiáng)堿中和的物質(zhì)的量。可能形成酸度的物質(zhì)有：強(qiáng)酸、強(qiáng)酸弱堿鹽、弱酸和酸式鹽。

天然水中酸度的成分主要是碳酸，一般沒(méi)有強(qiáng)酸酸度。在水處理過(guò)程中，如H離子交換器出水出現(xiàn)有強(qiáng)酸酸度。水中酸度的測(cè)定是用強(qiáng)堿標(biāo)準(zhǔn)來(lái)滴定的。所用指示劑不同時(shí)，所得到的酸度不同。如：用甲基橙作指示劑，測(cè)出的是強(qiáng)酸酸度。用酚酞作指示劑，測(cè)定的酸度除強(qiáng)酸酸度（如果水中有強(qiáng)酸酸度）外，還有H2CO3酸度，即CO2酸度。水中酸性物質(zhì)對(duì)堿的全部中和能力稱總酸度。

這里需要說(shuō)明的是，酸度并不等于水中氫離子的濃度，水中氫離子的濃度常用PH值表示，是指呈離子狀態(tài)的H+數(shù)量；而酸度則表示中和滴定過(guò)程中可以與強(qiáng)堿進(jìn)行反應(yīng)的全部H+數(shù)量，其中包括原已電離的和將要電離的兩個(gè)部分。

3、表示水中有機(jī)物的指標(biāo)

天然水中的有機(jī)物種類繁多，成分也很復(fù)雜，分別以溶解物、膠體和懸浮狀態(tài)存在。因此很難進(jìn)行逐類測(cè)定，通常是利用有機(jī)物比較容易被氧化這一特性，用某些指標(biāo)間接地反映它的含量，如化學(xué)氧化、生物氧化和燃燒等三種氧化方法，都是以有機(jī)物在氧化過(guò)程中所消耗或氧化劑的數(shù)量來(lái)表示有機(jī)物可氧化程度的。

（1）化學(xué)需氧量（COD）。在規(guī)定條件下，用氧化劑處理水樣時(shí)，水樣中有機(jī)物氧化所消耗該氧化劑的量，即為化學(xué)耗氧量。計(jì)算時(shí)折合為氧的質(zhì)量濃度，簡(jiǎn)寫代號(hào)為COD，單位用毫克/升O2表示?；瘜W(xué)耗氧量越高，表示水中有機(jī)物越多。常采用的氧化劑有重鉻酸鉀和高錳酸鉀，氧化劑不同，測(cè)得有機(jī)物的含量也不同。如用重鉻酸鉀K2Cr2O7作氧化劑，在強(qiáng)酸加熱沸騰回流的條件下，以銀離子作催化劑，可對(duì)水中85%~95%以上的有機(jī)物進(jìn)行氧化，不能被完全氧化的是一些直鏈的、帶苯環(huán)的有機(jī)物，但這種方法基本上能反應(yīng)水中有機(jī)物的總量。如用高錳酸鉀作氧化劑，只能氧化約70%的一些比較容易氧化的有機(jī)物，并且有機(jī)物的種類不同，所得的結(jié)果也有很大差別，所以這項(xiàng)指標(biāo)具有明顯的相對(duì)性，目前它較多地用于輕度污染的天然水和清水的測(cè)定。

（2）生化耗氧量（BOD）。在特定條件下，水中的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物進(jìn)行生物氧化時(shí)所消耗溶解氧的量，即為生化需氧量。單位也用毫克/升O2表示。構(gòu)成有機(jī)體的有機(jī)物大多是碳水化合物、蛋白質(zhì)等，其組成元素是碳、氫、氧、氮等，因此不論有機(jī)物的種類如何，有氧分解的zui終產(chǎn)物總是二氧化碳、水和硝酸鹽。

生物氧化的整個(gè)過(guò)程一般可分為兩個(gè)階段，*個(gè)階段主要是有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和氨的過(guò)程；第二個(gè)階段主要是氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過(guò)程。對(duì)于工業(yè)用水，因?yàn)榘币呀?jīng)是無(wú)機(jī)物，它的進(jìn)一步氧化，對(duì)環(huán)境衛(wèi)生的影響較小，所以，生化需氧量通常只指*階段有機(jī)物氧化所需的氧量。

通常都以5天作為測(cè)定生化需氧量的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，稱5天生化需氧量，用BOD5表示。試驗(yàn)證明，一般有機(jī)物的5天生化需氧量約為*階段生化需氧量的70%左右，因此，BOD5具有一定的代表性。

此外，用儀器測(cè)定有機(jī)物完全燃燒后所產(chǎn)生的氣體來(lái)反映總含碳量的，稱為總有機(jī)碳（簡(jiǎn)稱TOC），或反映消耗氧的量的，稱總需氧量（簡(jiǎn)稱TOD）。

四、天然水中幾種主要化合物的化學(xué)特性

天然水中含有雜質(zhì)的種類雖然較多，但天然水中主要雜質(zhì)的種類差不多是一致的，它們總是幾種常見的化合物，所以在研究水的凈化處理時(shí)，只需研究若干常見的化合物。

隨污水帶入水源的含氮有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、尿素等），在微生物的作用下會(huì)逐漸分解，生成組織較簡(jiǎn)單的氮化合物，在沒(méi)有氧存在的情況下，氨是有機(jī)氮分解的zui終產(chǎn)物；如果水中有氧，則在細(xì)菌參與下，能使氨繼續(xù)分解，逐步轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽和硝酸鹽。為此，根據(jù)天然水中各種氮化合物的相對(duì)含量，可以推測(cè)此水被有機(jī)物污染的時(shí)期。如果NH4+含量百分率較大，則表示被污染的時(shí)期不長(zhǎng)；反之，如NO-3含量百分率較大，則表示被污染已很久。

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