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常见技术问题解答

 
1.水的电阻率 
在测定水的导电性时,与水的电阻值大小有关,电阻值大,导电性能差,电阻值小,导电性能就良好。根据欧姆定律,在水温一定的情况下,水的电阻值R大小与电 极的垂直截面积F成反比,与电极之间的距离L成正比,如下式:R=ρ·L/F 式中ρ--电阻率,或称比电阴。电阴的单位为欧姆(欧,代号Ω),或用微欧(μΩ),1Ω等于106μΩ;电阻率的国际制(SI)单位为欧米(Ω·m )。如果电极的截面积F做成1cm2,两电极间的距离L为1cm,那么电阻值就等于电阻率。水的电阻率的大小,与水中含盐量的大小、水中离子浓度、离子的 电荷数以及离子的运动速度有关。因此,纯净的水电阻率很大,超纯水电阻率就更大。水越纯,电阻率越大。

 

2.电导率 
电阻率的倒数即称之为电导率L。在液体中常以电阻的倒数--电导来衡量其导电能力的大小。电导L的计算式如下式所示:L=l/R=S/l,电导的单位用姆欧又称西门子。用S表示,由于S单位太大。常采用毫西门子,微西门子单位1S=103mS=106μS。 
温度对电导的影响 
溶液的电阻是随温度升高而减小,即溶液的浓度一定时,它的电导率随着温度的升高而增加,其增加的幅度约为2%°C-1。另外同一类的电解质,当浓度不同 时,它的温度系数也不一样。在低浓度时,电导率的温度之间的关系用下式表示:L1=L0[1+α(t-t0)+β(t-t0)2]由于第二项β(t- t0)2之值较小,可忽略不计。在低温时的电导率与温度的关系可用以下近似值L1=L0[1+α(t-t0)]表示,因此实际测量时必须加入温度补偿。 
电导的温度系数 
对于大多数离子,电导率的温度系数大约为+1.4%°C-1~3%°C-1对于H+和OH-离子,电导率温度系数分别为1.5%°C-1和 1.8%°C-1,这个数值相对于电导率测量的准确度要求,一般为1%或优于1%,是不容忽视的。

 

3.纯水的电导率 
即使在纯水中也存在着H+和OH-两种离子,经常说,纯水是电的不良导体,但是严格地说水仍是一种很弱的电解质,它存在如下的电离平衡: 
H2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH- 
其平衡常数: 
KW=[H+].[OH-]/H2O=10-14 
式中KW称为水的离子积 
[H+]2=[OH-]2=10-14
∴[H+]2=[OH-]2=10-7
lH2O,0=λOH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol2
已知水的密度d25°C/H2O=0.9970781cm3
故原有假设为1的水分离子浓度只能达到0.99707。实际上是仅0.99707份额的水离解成0.99707.10-7的[H+]和[OH-],那么离解后的[H+]和[OH-]电导率的总和KH2O用下式求出: 
KH2O=CM/1000λH2O 
=(0.99707.10-7/1000).548.42
=0.05468μS.cm-1≈0.054μS.cm-1
∴ρH2O=1/KH2O=1/0.05468×10-9
=18.29(MΩ.cm)≈18.3(MΩ.cm)
由水的离子积为10-14可推算出理论上的高纯水的极限电导为0.0547μS.cm-1,电阻为18.3MΩ.cm(25°C)。 
水的电导率的温度系数在不同电导率范围有不同的温度系数。对于常用的1μS.cm-1的蒸馏水而言大约为+2.5%-1。

 

4.TDS
TDS是英文total dissolved solids的缩写,中文译名为溶解性总固体,测量单位为毫克/升(mg/L),它表明1升水中溶有多少毫克溶解性总固体。 
TDS概念是个舶来品,在美国、台湾水处理领域广泛使用,TDS值的测量工具 一般是用TDS笔,其测量原理实际上是通过测量水的电导率从而间接反映出TDS值。在物理意义上来说,水中溶解物越多,水的TDS值就越大,水的导电性也越好,其电导率值也越大。 
通俗的讲:TDS值代表了水中溶解物杂质含量,TDS值越大,说明水中的杂质含量大,反之,杂质含量小。 
TDS笔使用方法:打开TDS笔探针盖,按下标有ON OFF按钮,待液晶屏显示后,将TDS笔插入被测水中,待数值稳定后,按下标有HOLD按钮,拿出TDS笔读取数值方可,测试完毕后,用干纸将TDS笔探针擦拭干净。 
影响TDS值测试的因素: 
水温:TDS笔不可用于测量高温水体(例如:热开水) 
水的流速:TDS笔不能用于测量晃动较大的水体 
水质污染:TDS笔不能用于测量污染浓度较高的水体

 

5.水的硬度 
    水中有些金属阳离子,同一些阴离子结合在一起,在水被加热的过程中,由于蒸发浓缩,容易形成水垢,附着在受热面上而影响热传导,我们抒水中这些金 属离子的总浓度称为水的硬度。如在天然水中最常见的金属离子是钙离子(Ca2+)和镁离子(Mg2+),它与水中的阴离子如碳酸根离子(CO32-)、碳 酸氢根离子(HCO3-)、硫酸根离子(SO42-)、氯离子(CL-)、以及硝酸根离子(NO3-)等结合在一起,形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸 盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度。水中的铁、锰、钭等金属离子也会形成硬度,但由于它们在天然水中的含量很少,可以略去不计。因此,通常就把Ca2+、 Mg2+的总浓度看作水的硬度。水的硬度对锅炉用水的影响很大,因此,应根据各种不同参数的锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理。

 

6.TDS和电导率之间的关系 
对于大多数水源,电导率/TDS的比率为1.2-1.7之间,海水选用1.4比率而苦咸水选用1.3比率进行换算,通常能够得到较好的近似换算率。

 

7.温度对产水量有何影响

温度越高,产水量越高,反之亦然,在较高的温度条件下运行时,应调低运行压力,使产水量保持不变,反之亦然。

 

 上海和泰仪器有限公司 
 2013-5-17 

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