吉林万泉达之 水的知识概述

吉林万泉达 水的知识概述

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水分子的基本性质水/H2O分子结构

H

正极O

负极H

极性共价键

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水分子的基本性质H2O氢键高 F.P. 高 B.P.

高粘度

高融解

高表面张力 高汽化热

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水分子的基本性质普遍的溶剂H H + Ion H H O H H H O O H O H H H H

H

O

O H – Ion H O H

O

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水分子的基本性质H2O——优良的溶剂 极性较强的分子 两性电解质 通过

– 水合效应 – 配合作用 – 离子接触溶解与之接触的物质 没有机会接触H2O,只有水溶液

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水的自然社会循环水的自然循环地球表面的蒸发 浓缩和乌云的形成 地面的散布 凝结-雨、雪等 降雨

冰川 蒸发 河流 陆地渗透

地下水

海洋

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水的自然社会循环水的社会循环强化的蒸发过程；煤炭、石油等能 强化的蒸发过程；煤炭、 源消耗额外增加的污染物。 源消耗额外增加的污染物。

降雨 工农业活动 增加蒸发 冰川 污染物排放 河流 陆地过量抽取 地下水

海洋

地下水 满足生态平衡需要的蒸发、降雨、渗漏量。 满足生态平衡需要的蒸发、降雨、渗漏量。

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水的自然社会循环水的社会循环处理外排 蒸发损失 海水 工业废水

工业 处理1 处理 处理2 处理 蒸发损 失

地表水 生活 地下水 市政污水 处理外排

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自然界的各种水体可以分为以下三种： 大气水：以雨或雪的状态降下的水， 品质最好，难以大量收集。 地表水：地表面上的水，如洋、海、 湖、人造 水库、江、河中的水，统 称地表水。 地下水：在地面以下的水。

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自然界的各种水体地表水 地表水是指雨雪、江河、湖泊以及海洋的水。这些水的特点都 与它们的形成过程密切相关。 雨雪杂质含量少且含盐量低，平均含盐量只有40mg/L左右，硬 度也很低，属于软水。 江河的水是经过地面径流汇集而成的，它接触了岩石及其风化 产物、土壤等，溶入了一些盐类，因此含盐量比雨雪高；同时 由于其冲刷作用，卷带了大量的泥沙、粘土等悬浮物质，而使 水的浑浊度很高。 湖泊由于水面宽广，流动缓慢，如果流入和排出湖泊的水量都 较大时，那么湖水蒸发量相对较小，因而可以保持较低的含盐 量而成为淡水湖；否则，如果流入的水量大部被蒸发，使湖水 浓缩含盐量增加，那就变为咸水湖或盐湖。

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自然界的各种水体海水含盐量为35,000mg/L的海水称为标准海水，因为 世界上绝大多数的海水具有上述的含盐量，其中的 离子组成比例全世界也十分相近，但是实际总TDS变 化范围很宽，从波罗的海的海水含盐量为7,000mg/L 到红海和波斯湾的海水含盐量为45,000mg/L。由于 土壤影响和内陆水的渗入，近海岸井水的含盐量及 组成却变化极大 .

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自然界的各种水体地下水

地下水是由降水经过土壤地层的渗流而形成的。地下水按其深度可以 分为表层水、层间水和深层水。 通常由工矿企业自行开采用作水源使用的地下水均属层间水，即中层 地下水。这种水含盐量较高，硬度较大，并且由于地下水与大气接触 不畅通，水中溶解氧很少，以离子态形式存在的Fe2+、Mn2+较高，有 时由于生物氧化作用还会产生H2S H S气体。 Fe2+含量大于0.3mg/L的地下水，遇到空气会渐渐变为淡黄色；Mn2+ 含量大于0.1mg/L的地下水，遇到空气会渐渐变为浅黑色；使用含有 H2S气体的地下水或者酸性地下水会使皮肤出现麻疹，瘙痒。因此， 含Fe2+、Mn2+地下水用作工业和生活用水时，必须进行处理。

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自然界的各种水体自然环境下各种水源水质特点水源种类 江河水 湖泊水库 基本特点 1、高浊度和悬浮物质，浓度变化范围 大；2、高有机物含量；3、低矿物质含 1、浊度较低而一般含藻 量(可变);4、波动的温度；5、受自 类较多；2、含盐量高于 然条件影响大； 6 6、易受污染，色、嗅、 江河水。(基本同上) 味变化较大。 1、低浊度，水质相对清澈；2、低有机物含量；3、高矿物质含量 (相对固定),即含盐大，硬度高；4、稳定温度。 含盐量较高，且所含盐类或离子的重量比例基本一定氯化物含量高， 占总含盐量的89%左右。

地下水

海水

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水中有的一般物质天然水中的杂质天然水中的杂质按其颗粒大小不同，可以分为悬浮物、胶体和溶解物 质三大类。 悬浮物是指颗粒直径约在10-4mm以上的颗粒，包括泥沙、草本植物和动 物有机体的微小碎片、纤维和死亡后的腐败产物等，悬浮物又称SS,。 胶体是指颗粒直径约为10-6mm~10-4mm之间的颗粒，主要是铁、铝、硅 的化合物及动植物有机体的分解产物、蛋白质、脂肪、腐殖质等。 溶解物质指颗粒直径小于10-6mm的微粒，它们往往以离子、分子、或气 体的状态存在于水中。

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悬浮物质 泥沙、粘土:使水浑浊、产生粘泥 藻类及原生动物:使水有色度、有臭 味、浑浊,并产生粘泥 细菌:致病、产生粘泥、产生腐蚀 其他不溶物质:产生沉积

膜表面上的油脂污染

产水管上的生物薄膜 膜表面上的藻类生物污染

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胶体物质 溶胶(如硅胶):致使结垢 高分子化合物:(如腐殖酸胶体等)使 水浑浊、产生吸附和沉积

胶体及污泥污染

端板上的有机物及胶体

浓水格网上的胶体污染

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有机污染物 自然产生的复杂的腐殖质和腐烂植 物里产生的棕黄酸 清洁剂和工业废水中人为产生的一 些有机杂质

端板上的有机物及胶体

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溶解物质

盐类： 1、钙镁盐 酸式碳酸盐 产生碱度、硬度 碳酸盐 产生碱度、硬度 硫酸盐 产生硬度 氯化物 产生硬度、腐蚀、气味 2、钠盐 酸式碳酸钠 产生碱度 碳酸盐 产生碱度 硫酸盐 产生含盐量 氯化物 产生盐类、气味 氟化物 过量会致病 3、 铁盐及锰盐 产生气味、硬度和腐蚀金属 气体 氧——产生腐蚀 二氧化碳 产生腐蚀和酸度 硫化物 产生腐蚀、酸度和臭味 有机物分解气体 污染水体

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阴离子 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+、Mg2+、Ca2+等组 成碱度，它们之间的量的变化要影响水的PH值的变化，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和作用的主要离子。 Cl-是水中最为常见的阴离子，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置换反应，特别是对供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-富集，加速电化学腐蚀 过程。 由于Cl-与强碱性阴离子树脂的亲合力比OH-大15~20倍，因此，可用阴 离子树脂交换除去。 SO42-也是水中较为普遍存在的阴了子，与阳离子Ca2+等生成CaSO4沉淀 而结垢，它又是水中硫酸盐还原菌的营养源。

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阳离子 水中主要的阳离子有K+、Na+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、Fe3+ 、Mn2+等， 其中Na+是水中最为常见的的阳离子，Na+、K+、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，在一定条件下，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。

膜元件端面受到铁污染

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水中阴、阳离子间的关系 全部阳离子所带的总正电荷必须与全部阴离子所带的总负电荷 相等

即：Σ全部阳离子的meq/l=Σ全部阴离子的meq/l 工程水质分析允许如下误差： Σ阴离子- Σ阳离子 < (0.1065+0.0155 Σ阳离子) 阳离子和阴离子之间存在某种组合关系 ——称为“假想化合物”

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