水處理設(shè)備之水的硬度
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發(fā)布時(shí)間：2017-09-06
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1 基本概念
水的總硬度指水中鈣、鎂離子的總濃度，其中包括 碳酸鹽硬度（即通過加熱能以碳酸鹽形式沉淀下來的鈣、鎂離子，故又叫 暫時(shí)硬度）和 非碳酸鹽硬度（即加熱后不能沉淀下來的那部分鈣、鎂離子，又稱 永久硬度）。 [1]2 硬度分類
碳酸鹽硬度
碳酸鹽硬度：主要是由鈣、鎂的 碳酸氫鹽[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度，還有少量的碳酸鹽硬度。碳酸氫鹽硬度經(jīng)加熱之后分解成沉淀物從水中除去，故亦稱為 暫時(shí)硬度。
非碳酸鹽硬度
非碳酸鹽硬度：主要是由鈣鎂的硫酸鹽、氯化物和 硝酸鹽等 鹽類所形成的硬度。這類硬度不能用加熱分解的方法除去，故也稱為永久硬度，如CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等。
碳酸鹽硬度和非碳酸鹽硬度之和稱為總硬度；水中Ca2+的含量稱為鈣硬度；水中Mg2+的含量稱為鎂硬度；當(dāng)水的總硬度小于總堿度時(shí)，它們之差，稱為負(fù)硬度。
以碳酸鈣濃度表示的硬度大致分為：
0~75mg/L 極軟水
75~150mg/L 軟水
150~300mg/L 中硬水
300~450mg/L 硬水
450~700mg/L 高硬水
700~1000mg/L 超高硬水
>1000mg/L 特硬水
3 表示方法
硬度的表示方法尚未統(tǒng)一，我國(guó)使用較多的表示方法有兩種：一種是將所測(cè)得的鈣、鎂折算成 CaO 的質(zhì)量，即每升水中含有 CaO 的毫克數(shù)表示，單位為 mg·L-1 ；另一種以度計(jì)：1硬度單位表示100萬份水中含1份CaO（ 即每升水中含 10mgCaO），1° =10ppmCaO 。這種硬度的表示方法稱作德國(guó)度。 [1]
以下為不同國(guó)家的表示方法。
德國(guó)度(odH): 1L水中含有相當(dāng)于10mg的CaO，其硬度即為1個(gè)德國(guó)度(1odH)。這是我國(guó)目前普遍使用的一種水的硬度表示方法。美國(guó)度(mg/L): 1L水中含有相當(dāng)于1mg的CaCO3，其硬度即為1個(gè)美國(guó)度。
mmol/L: 1L水中含有相當(dāng)于100mg的CaCO3，稱其為l mmol/L的硬度。
法國(guó)度(ofH): 1L水中含有相當(dāng)于10mg的CaCO3，其硬度即為1個(gè)法國(guó)度(1ofH)。
英國(guó)度(oeH): 1L水中含有相當(dāng)于14.28mg的CaCO3，其硬度即為1個(gè)英國(guó)度(1oeH)。
水的硬度通用單位為mmol/L，也可用德國(guó)度（odH）表示。其換算關(guān)系為:1mmol/L=5.6 德國(guó)度（odH）
國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，總硬度（以CaCO3計(jì)）限值為450mg/L。 [2]
4 減小方法
在生活中，通常用煮沸的方法。在實(shí)驗(yàn)室中，用蒸餾的方法。
現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，反滲透已經(jīng)基本滲透到民用、工業(yè)領(lǐng)域。反滲透的核心組件是一種稱作反滲透膜的人工合成材料，能夠?qū)崿F(xiàn)降低水中各種離子，實(shí)現(xiàn)硬度的降低。不過反滲透不僅僅降低的是硬度，而是去除離子，生產(chǎn)“去離子水”也就是所謂純凈水。飲用純凈水已經(jīng)普通用該方法生產(chǎn)，生產(chǎn)速度比蒸餾快，成本低。
5 測(cè)試方法
測(cè)試步驟
水的硬度
水的硬度
在一份水樣中加入 pH=10.0 的氨性 緩沖溶液和少許鉻黑T指示劑（藍(lán)色），,鉻黑T指示劑優(yōu)先與Mg2+配位，生成紅色配合物使溶液呈紅色；然后用EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)， EDTA 先與游離的Ca2+ 配位，再與Mg2+ 配位；在計(jì)量點(diǎn)時(shí)， EDTA 從MgIn-(配合物)中奪取Mg2+ ，從而使鉻黑T指示劑游離出來，溶液的顏色由紅變?yōu)榧兯{(lán)，即為終點(diǎn)。
當(dāng)水樣中Mg2+ 極少時(shí)，由于CaIn- 比 MgIn- 的顯色靈敏度要差很多，往往得不到敏銳的終點(diǎn)。為了提高終點(diǎn)變色的敏銳性，可在 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入適量的 Mg2+（在EDTA 標(biāo)定前加入，這樣就不影響EDTA與被測(cè)離子之間的滴定 定量關(guān)系），或在 緩沖溶液中加入一定量的Mg—EDTA 鹽。
水的總硬度可由EDTA 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度cEDTA 和消耗體積 V1（ml）來計(jì)算。以CaO 計(jì)，單位為 mg/L。 [3]
注意事項(xiàng)
測(cè)定總硬度時(shí)用氨性緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值。
注意加入 掩蔽劑掩蔽干擾離子，掩蔽劑要在 指示劑之前加入。
測(cè)定總硬度的時(shí)候在臨近終點(diǎn)時(shí)應(yīng)慢滴多搖。
測(cè)定時(shí)要是水溫過低應(yīng)將水樣加熱到30～40oC再進(jìn)行測(cè)定。
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