冷卻塔水質常規

冷卻塔水質常規分析循環水水質狀況如何，采用哪種水處理工藝和使用藥劑，只有對水質進行分析才能掌握，因此水質分析是水處理取得良好效果的重要保證。水質分析分全面所有項目的測定分析和常規的測定分析，對于循環冷卻水來說，進行常規分析基本上可滿足需要和符合要求了，對于個別不屬常規分析項目，確需要測定分析的，則應加以補充測定。對于循環冷卻水來說，常規水質分析項目為以下方面。1、pH值測定pH值采用電位法測定。將規定的指示電極和參比電極浸入同一被測溶液中，成一原電池，其電動勢與溶液的pH值有關，通過測量原電池的電動勢即可得出溶液的pH值。2、溶解性固體測定溶解性固體是指水過濾后，仍然溶于水中的各種無機鹽類、有機物等，水中溶解性固體高時，水的導電性增大，容易發生電化學作用，增大腐蝕電流使腐蝕增加。溶解性固體采用重量法測定。取過濾后的一定水樣，在指定溫度下干燥至恒重。其測定步驟為：將測試水量用慢速定量濾紙或濾板孔徑為2～3μm的玻璃砂芯漏斗過濾。用移液管移取100mL過濾后的水樣，置于103±2℃干燥至恒重的蒸發皿中。將蒸發皿置于沸水浴上蒸發至干，再將蒸發皿于103±2℃下干燥至恒重。水樣中溶解性固體的質量濃度XmgL的計算式為：式中m1——蒸發皿重量g；m2——蒸發皿與殘留物重量g。3、水中鈣、鎂離子的測定水中的硬度包括碳酸鹽硬度［CaHCO32、MgHCO32］和非碳酸硬度CaSO4、CaCl2、MgSO4、MgCl2。兩者之和稱為總硬度，前者加熱可去除稱暫時硬度，后者加熱不能去除稱為永久硬度。Ca2+、Mg2+是循環冷卻水中經常要分析的項目，它是判定水的結垢、腐蝕傾向的一項重要指標。鈣離子測定在pH值為12～13時進行，以鈣、羧酸為指示劑，用EDTA標準溶液測定水中鈣離子含量。滴定時EDTA與溶液中游離的鈣離子形成絡合物，溶液顏色由紫紅色變為亮藍色時即為終點。鎂離子測定在pH值為10時進行，以絡黑T為指示劑，用EDTA標準滴定溶液測定鈣、鎂離子含量，溶液顏色由紫紅色變成純藍色時即為終點，由測得的鈣鎂離子合量減去鈣離子量即為鎂離子量。測得鈣鎂離子計算式如下：鈣離子質量濃度X1的計算式為：式中V1——滴定鈣離子時，消耗EDTA標準滴定溶液的體積mL；C——EDTA標準滴定溶液的物質的量濃度molL；V——所取水樣的體積mL；0、04008——與1、00mLEDTA標準溶液CEDTA=1、000molL相當的以克表示的鈣重量。鎂離子質量濃度X2的計算式為：式中V2——滴定鈣鎂含量時，消耗EDTA的標準滴定溶液的體積mL；V1——滴定鈣離子量時，消耗EDTA標準滴定溶液的體積mL；C——EDTA標準滴定溶液的物質的量濃度molL；V——所取水樣的體積mL；0、02431——與1、00mLEDTA標準溶液CEDTA=1、000molL相當的以克表示的鎂的重量。4、堿度測定水中堿度是指能與強酸即H+發生中和作用的物質總量，可分為酚酞堿度和甲基橙堿度。總堿度是由碳酸鹽和重碳酸鹽組成。水的堿度常影響到水質特性，堿度是最常用的一個水質指標。以酚酞和溴甲酚綠—甲基紅為指示液，用鹽酸標準滴定溶液滴定水樣，測得酚酞堿度及甲基橙堿度又稱總堿度。1酚酞堿度的測定移取100mL水樣于250mL錐形瓶中，加4滴酚酞指示液，若水樣呈現紅色，用鹽酸標準滴定溶液滴定至紅色剛好褪去，即為終點。如果加入酚酞指示液后，無出現紅色，則表示水樣酚酞堿度為零。酚酞堿度X1的計算式為：式中V1——滴定酚酞堿度時，消耗鹽酸標準滴定溶液的體積mL；C——鹽酸標準滴定溶液的物質量濃度molL；V——水樣的體積mL；0、1001——與1、0mL鹽酸標準溶液CHCl=1、0molL相當的以克表示的碳酸鈣CaCO3的重量。2甲基橙堿度的測定在測定的酚酞堿度水樣中，加10滴溴甲酚綠、甲基紅指示液，用鹽酸標準滴定溶液滴定至溶液由綠色變為暗紅色。煮沸2min，冷卻后繼續滴定至暗紅色，即為終點。甲基橙堿度X2的計算式為：式中V2——滴定甲基橙堿度時，消耗鹽酸標準滴定溶液的體積，包括滴定酚酞堿度時消耗鹽酸標準滴定溶液體積mL；C、V、0、1001——同式12-12。5、磷含量的測定水中主要有聚磷、有機磷、磷羧酸等。為達到阻垢、緩蝕的作用，循環水中必須維持一定的磷化合物的濃度，因此循環冷卻水中磷含量是日常測定的重要項目。磷含量的測定采用鉬酸銨分光光度法。1正磷酸鹽含量的測定從試樣中取20mL試驗溶液，于50mL容量瓶中，加入2mL鉬酸銨溶液，搖勻，室溫下放置10min。在分光光度計710nm處，用1cm吸收池，以不加試驗溶液的空白調零測吸光度。正磷酸鹽以PO3-4計的質量濃度X1計算式為：式中m1——從繪制的工作曲線上查得的以μg表示的PO34-量；V1——移取試驗溶液的體積mL。2總無機磷酸鹽含量的測定從試樣中取10mL試驗溶液于50mL容量瓶中，加入2mL硫酸溶液1+3，用水調整容量瓶中溶液體積至約25mL，搖勻，置于已煮沸的水浴中15min，取出后使水冷卻至室溫。用滴管向容量瓶中加1滴酚酞溶液，然后滴加氫氧化鈉溶液至溶液顯微紅色，再滴加硫酸溶液1+35至紅色剛好消失。加入2mL鉬酸銨溶液、3mL抗壞血酸溶液，用水稀釋至刻度，搖勻，在室溫下放置10min。在分光光度計71nm處，用1cm吸收池，以不加試驗溶液的空白調零吸光度。總無機磷酸鹽以P34-計質量濃度X2計算式為：式中m2、v2同式12-14。三聚磷酸鈉Na5P3O10質量濃度X3計算式為：式中1、291——系PO34-換算為三聚磷酸鈉的系數；m1——正磷酸鹽測定中，從繪制的工作曲線查得的以μg表示的PO34-量；m2——總無機磷酸鹽測定中，從繪制的工作曲線上查得的以μg表示的PO34-量；V1——正磷酸鹽測定中，移取試驗溶液的體積mL；V2——總無機磷酸鹽測定中，移取實驗溶液的體積mL。六偏磷酸鈉NaPO36質量濃度X4的計算式為：式中1、074——系PO34-換算為六偏磷酸鈉的系數；m1、m2、V1、V2符號同式12-16。3總磷含量的測定在酸性溶液中，用過硫酸鉀作分解劑，將聚磷酸鹽和有機磷轉化為正磷酸鹽，正磷酸鹽與鉬酸銨反應生成黃色的磷鉬雜多酸，再用抗壞血酸還原成磷鉬藍，于710nm最大吸收波長處用分光光度法測定。步驟以下：從試樣中取5mL試驗溶液于100mL錐形瓶中，加入1mL硫酸溶液1+35、5mL過硫酸鉀溶液，用水調整錐形瓶中溶液體積至約25mL，置于可調電爐上緩緩煮沸15min至溶液快蒸干為止。取出后使水冷卻至室溫，定量轉移至50mL容量瓶中。加入2mL鉬酸銨溶液、3mL抗壞血酸溶液，用水稀釋至刻度，搖勻，于室溫下放置10min。在分光光度計710nm處，用1cm吸收池，以不加試驗溶液的空白調零測吸光度。6、硫酸鹽含量的測定循環冷卻水中都含有一定量的硫酸鹽，當SO24-離子含量高時，一方面會產生CaSO4垢，另一方面會為硫酸鹽還原菌的繁殖提供條件，而硫酸鹽還原菌的存在，會增加水的腐蝕性，造成設備的腐蝕。采用重量法測定硫酸鹽。在酸性條件下硫酸鹽與氯化鋇反應，生成硫酸鋇沉淀，經過濾干燥稱重后，根據硫酸鋇重量求出硫酸根含量。其操作步驟如下：用慢速濾紙試樣，然后用移液管移取一定量過濾后的試樣，置于500mL燒杯中。加2滴甲基橙指示液，滴加鹽酸溶液至紅色并過量2mL，加水至總體積為200mL。煮沸5min后，攪拌下緩慢加入10mL熱的約80℃氯化鋇溶液，于80℃水浴中放置2h。用已于105±2℃干燥恒重的坩堝式過濾器過濾。用水洗滌沉淀，直至濾液中無氯離子為止用硝酸銀溶液檢驗。將坩堝式過濾器在105±2℃下干燥至恒重。硫酸鹽的質量濃度以SO24-計X計算式為：式中m——坩堝式過濾器和沉淀的質量g；m0——坩堝式過濾器質量g；V0——所取水樣的體積mL；0、4116——硫酸鋇沉淀換算成SO24-的系數。7、氯離子的測定循環冷卻水如Cl-離子含量較高，一方面增加了水的腐蝕性，另一方面對金屬換熱器會引起腐蝕，因此Cl-離子的測定對指導水處理技術有重要意義。采用硝酸銀滴定法測定氯離子，以鉻酸鉀為指示劑，在pH值為5～9的范圍內用硝酸銀標準滴定溶液直接滴定。操作步驟如下：用移液管移取100mL水樣于250mL錐形瓶中，加入2滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉溶液和硝酸溶液調節水樣的pH值，使紅色剛好變為無色。加入1mL鉻酸鉀指示劑，在不斷搖動情況下，用硝酸銀標準滴定溶液滴定，直至出現磚紅色為止。記下消耗的硝酸銀標準滴定溶液的體積V1。同時做空白試驗，記下消耗的硝酸銀標準滴定溶液的V0。氯離子質量濃度X1的計算式為：式中V1——滴定水樣時消耗硝酸銀標準滴定溶液的體積mL；V0——空白試驗時消耗硝酸銀標準滴定溶液的體積mL；V——水樣的體積mL；C——硝酸銀標準滴定溶液的物質的量濃度molL；0、03545——與1mLAgNO3標準溶液CAgNO3=1molL相當的以克表示的氯的質量。8、鐵含量的測定地面水中的鐵以Fe3+形態存在；地下水中的鐵以Fe2+存在，經氧化為Fe3+，成為氫氧化鐵沉淀或膠體顆粒。含鐵高的水易促使鐵細菌繁殖，加速管道、設備腐蝕，因此對循環水中的鐵需進行監測。鐵含量的測定采用鄰費啰啉分光光度法。鐵Ⅱ菲啰啉絡合物pH值在2、5～9之間是穩定的，顏色的強度與鐵Ⅱ存在量成正比。在鐵濃度為5mgL以下時，濃度與吸光度呈線性關系。含鐵量的測定按以下步驟進行：1總鐵1直接測定：取50mL酸化后的水樣作試樣。如果存在不溶鐵、鐵氧化物或鐵絡合物，則將試樣轉移至100mL錐形瓶中并按以下2分解后的總鐵方法進行預處理。a、氧化：加5mL過硫酸鉀溶液，微沸約40min，剩余體積不低于20mL。冷卻后轉移至50mL比色管中，并補水至50mL。b、還原成鐵Ⅱ：加1mL鹽酸羥胺溶液并充分均勻，加2mL乙酸緩沖溶液使pH值為3、5～5、5，最好4、5。c、顯色：加2mL1、10—菲啰啉溶液并放在暗處15min。d、光度測量：用分光光度計于510nm處以水為參比，測定c溶液的吸光度。2分解后的總鐵移取50mL酸化后的試樣于100mL燒杯中，加5mL硝酸和10mL鹽酸并將該混合物加熱微沸。30min后加2mL硫酸并蒸發該溶液至出現白色的氧化硫煙霧，避免煮干。冷至室溫后轉移至50mL比色管中并補水至50mL。以下按1直接測定中的b，d步驟進行。2可溶性鐵的測定移取50mL水樣，過濾后將濾液酸化至pH=1，至于50mL比色管中，按1直接測定中的b～d步驟進行。3鐵Ⅱ的測定移取50mL水樣于加1mL硫酸的一個氧瓶中，避免與空氣接觸，再于50mL比色管中。按1直接測定中的b～d步驟進行不加鹽酸羥胺溶液。4空白試驗用50mL水代替試樣，按與測定試樣相同的步驟測吸光度。5校準1參比溶液的制備：準確移取一定體積的鐵標準溶液Ⅰ和Ⅱ于一系列50mL比色管中，制備一系列濃度范圍的含鐵參比溶液，參比溶液的濃度范圍應與待測試液含鐵濃度相適應。加0、5mL硫酸溶液于每一個比色管中，并用水稀釋至50mL。按照每一種已確定形式的鐵的相應步驟，用與處理試樣相似的方法對參比溶液進行處理。2繪制校準曲線：以鐵離子濃度mgL為橫坐標，所測吸光度為縱坐標繪制校準曲線。繪制的曲線鐵離子濃度與吸光值呈線性關系。含鐵的質量濃度ρ的計算式為：式中f——校正曲線的斜率；A1——試樣的吸光度；A0——空白試樣的吸光度。9、二氧化硅SiO2含量的測定二氧化硅不能直接溶解于水，水中二氧化硅主要來源是溶解的硅酸鹽。循環水中二氧化硅含量過高，水中硬度又較大時，則SiO2易于與水中的Ca2+或Mg2+離子生成硅酸鈣或硅酸鎂水垢，因此對二氧化硅含量的測定，是避免和防治鈣鎂硅酸鹽垢的重要措施。二氧化硅的測定采用分光光度法。用慢速濾紙過濾水樣，用移液管移取一定量過濾后的水樣，置于50mL比色管中，用水稀釋至刻度，混勻。1min后加入2mL1—氨基—2—萘酚—4—磺酸溶液，混勻，放置10min。使用分光光度計，以試劑空白為參比，在640nm波長處，用1cm吸收池測定吸光度。二氧化硅含量X的計算式為：式中m——根據測得的吸光度從工作曲線上查得的二氧化硅的量mg；V——所取水樣的體積mL。10、濁度的測定水中濁度由懸浮物、膠體、泥砂等組成，是泥垢、腐蝕及菌藻孳生的主要因素，會使換熱器的壽命和效率降低，故循環冷卻水中的濁度應嚴格控制。濁度測定采用散射光法。按濁度儀說明書調試儀器。選用一種其濁度值與被測水樣接近標準對照溶液。重復調零、定位，直至穩定為止。搖勻水樣，待氣泡消失后，將水樣注入濁度儀的試管中進行測定，直接從儀器上讀取濁度值。11、游離氯和總氯的測定循環冷卻水處理中，常用投加氯來進行殺菌和氧化有機物，并需要保持一定的余氯，即游離態氯。當pH值為6、2～6、5時，在過量碘化鉀存在下，試樣中總氯與N，N—二乙基—1、4—苯二銨簡稱為DPD反應，生成紅色化合物。用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定到紅色消失為終點。游離氯的測定：在250mL錐形瓶中，加入5mL緩沖溶液和5mLDPD溶液混勻，隨后加100mL試樣溶液混勻，立即用硫酸亞鐵銨標準溶液Ⅱ滴定到無色為終點。記錄所消耗滴定液的體積V1。總氯的測定：在250mL錐形瓶中，加入5mL緩沖溶液和5mLDPD溶液混勻，隨后加100mL試樣溶液混勻，再加入1g碘化鉀混勻，顯色2min后，立即用硫酸亞鐵銨標準溶液Ⅱ滴定到無色為終點。若2min內返色，繼續滴定至無色為終點。記錄所消耗滴定液的體積V2。錳氧化物干擾的測定：在250mL錐形瓶中，加入100mL試樣溶液和1mL硫代乙酰胺溶液混勻，隨后加5mL緩沖溶液和5mLDPD溶液混勻，立即用硫酸亞鐵銨標準溶液Ⅱ滴定到無色為終點。記錄試樣溶液中錳氧化物消耗滴定液的體積V3。游離氯質量濃度X1的計算式為：式中C——硫酸亞鐵銨標準溶液Ⅱ的物質的量濃度mol；V1——測定游離氯所消耗硫酸亞鐵銨標準溶液Ⅱ的體積mL；V3——測定錳氧化物所消耗硫酸亞鐵銨標準溶液Ⅱ的體積mL；V——移取試樣溶液的體積mL；0、03545——與1mL硫酸亞鐵銨標準溶液｛C［NH2FeSO42·6H2O］=1molL｝相當的，以克表示氯的質量。總氯濃度的計算式為：式中V2——測定總氯所消耗硫酸亞鐵銨標準溶液Ⅱ的體積mL；C、V3、V、0、03545符號意義同上。12、鋁離子的測定天然水中存在少量鋁離子，在水處理因投加鋁鹽等絮凝劑而增加了部分鋁離子。當鋁離子過量3mgL時，會產生黏結作用，促進污泥沉積，影響循環冷卻水的水質及設備正常運行。故有必要對鋁離子進行測定。測定鋁離子采用鄰苯二酚紫分光光度法。在pH值為5、9±0、1時，鋁與鄰苯二酚紫反應的藍色絡合物。在波長580nm處測量其吸光度。依據比色皿光程長度和分光光度計的靈敏度，分析步驟包括兩個范圍。當樣品中含鋁量低于100mgL時，用50mm比色皿低范圍；樣品中含鋁量為100～500mgL時，用10mm比色皿高范圍。測定時吸取25mL試樣，置于100mL燒杯中。如需要，可用酸化水稀釋樣品。然后進行顯色，讀取吸光值As。鋁的質量濃度計算式為：式中AS——試樣的吸光值；ASO——空白的吸光值；f——校正曲線的斜率。即以鋁離子質量濃度μgL為橫坐標，以所測吸光度為縱坐標繪制標準曲線，呈線性關系。13、亞硝酸鹽的測定亞硝酸鹽是硝化細菌的營養物質，硝化細菌對水質危害很大，尤其是反應產物中的亞硝酸根，與氯反應，大大降低氯的殺菌效果，也就不能有效地控制微生物的生長，使水濁度上升，水質變黑，系統黏泥增加，造成水質惡化，影響傳熱、堵塞管道、使設備腐蝕。用分光光度法測定亞硝酸鹽。其原理為：在pH=1、9和磷酸存在下，試料中的亞硝酸鹽與42氨基苯磺銑胺試劑反應生成重氮鹽，再與N-1-萘基-1，2-乙二胺二鹽酸鹽溶液與4-氨基苯磺銑胺試劑同時加入反應形成一種粉紅色的染料。在540nm處測量其吸光度。操作過程為：移取適當體積的試樣至50mL容量瓶中，用水稀釋至約40mL。加入1mL顯色劑，混勻并稀釋至刻度，搖勻后靜置。20min后以水作參比，與540nm處用合適光程長度的比色皿測量溶液的吸光度。然后在吸光值與亞硝酸鹽質量曲線稱標準曲線，是呈線性關系的直線上查得相應的亞硝酸鹽質量μg。試樣校正后的吸光度Ar為：Ar=As-Ab12-31若已進行了色度校正，則為：Ar=As-Ab-Ac12-32式中As——試樣的吸光度；Ab——空白的吸光度；Ac——校正色度的配制溶液的吸光度。亞硝酸鹽以氮計的質量濃度CN計算式為：式中mN——與校正吸光度Ar對應的亞硝酸鹽以氮計含量的數值μg；V——試樣的體積數值mL。質量濃度可用CN表示，也可用亞硝酸根的質量濃度CNO-2mgL或亞硝酸根的物質量CNO2-umolL表示。三者的換算系數見表12-2。14、溶解氧的測定循環冷卻水在循環和冷卻過程中溶入大量的氧，是造成設備腐蝕的主要因素，應了解和掌握水中溶解氧，以防治腐蝕。溶解氧的測定采用典量法。基原理為：在堿性溶液中，二價錳離子被水中溶解的氧氧化成三價或四價的錳，然后酸化成溶液，再加入碘化鉀，三價或四價錳又被還原成二價錳離子，并生成了與溶解氧相等物質的碘。用硫代硫酸鈉標準滴定溶液滴定所生成的碘，便可求得水的溶解氧。操作的大致過程為：用洗凈的A、B兩個取樣瓶取水樣，置于洗凈的取樣桶中。用一根細長的玻璃管吸1mL左右的硫酸錳溶液，將玻璃管插入A瓶的中部，放入硫酸錳溶液。然后再用同樣的方法加入5mL堿性碘化鉀混合液、2mL高錳酸鉀標準溶液，將A瓶置于取樣桶水層下，待A瓶中沉淀后，于水下打開瓶塞，再在A瓶中加入5mL硫酸溶液1+1，蓋緊瓶塞，取出搖勻。在B瓶中首先加入5mL硫酸溶液1+1，然后在加入硫酸的同一位置再加入1mL左右的硫酸錳溶液、5mL堿性碘化鉀混合液、2mL高錳酸鉀標準溶液。不得有沉淀產生，否則重新測試。蓋緊瓶塞，取出、搖勻，將B瓶置于取樣桶水層下。將A、B瓶中溶液分別倒入2只600mL或1000mL燒杯中，用硫代硫酸鈉標準滴定溶液滴至淡黃色，加入1mL淀粉溶液繼續滴定，溶液由藍色變無色，用被滴定溶液沖洗原A、B瓶，繼續滴至無色為終點。溶解氧的質量濃度計算式為：式中C——硫代硫酸鈉標準滴定溶液的物質的量濃度molL；V1——滴定A瓶水樣消耗的硫代硫酸鈉標準滴定溶液的體積mL；VA——A瓶的容積mL；V′A——A瓶中所加硫酸錳溶液、堿性碘化鉀混合液、硫酸及高錳酸鉀溶液的體積之和mL；VB——B瓶的容積mL；V2——滴定B瓶水樣消耗的硫代硫酸鈉標準滴定溶液的體積mL；V′B——B瓶中所加硫酸錳溶液、堿性碘化鉀混合液、硫酸及高錳酸鉀溶液的體積之和mL；0、008——與1mL硫代硫酸鈉標準溶液CNa2S2O3=1molL相當的以克表示的氧的含量。如果水樣需要進行預處理，則溶解氧的質量濃度X2的計算式為：式中V——水樣預處理中1000mL帶塞瓶的真實容積mL；V′——硫酸鋁鉀溶液和氨水體積mL；X1——由式12-34計算所得的值mgL。

冷卻塔濕空氣焓

焓的概念什么叫焓表示和象征含熱量大小的數值叫焓，用i表示。什么叫濕空氣的焓含有1kg干空氣的濕空氣中所含熱能的總量，稱為濕空氣的焓值，即為：i=1kg干空氣所含的熱量+含濕量為Xkg水蒸氣所含的熱量。用ig表示干空氣焓kcalkg；用iq表示水蒸氣焓kcalkg，則濕空氣焓為：注：這里熱=能量，只能相對計算國際水蒸氣會議規定：在水蒸氣熱量計算中，以水溫為0℃的水，其熱量為零作為熱量計算的基點。干空氣的比熱Cg=0、24kcalkg℃或1kJkg℃，以2、34×10-3kcal為9、8067焦爾換算而來，這里以kcal表示，不用kJ表示，特說明，溫度為θ時1kg干空氣的焓為：水蒸氣的焓水蒸氣的焓是由以下兩部分組成的：1、1kg0℃的水變為0℃的水蒸氣時，所要吸收的熱量，即汽化熱γ0，γ0=597、3kcalkg。2、1kg水蒸氣由0℃升高θ℃時所需要的熱量，其值為水蒸氣的比熱Cq×θ，Cq=0、47，則為0、47θ。現為Xkg水蒸氣，則其焓為：用式5-34、5-35代入式5-33得：式中Csh——濕空氣的比熱0、25kcalkg℃，Csh、θ與溫度有關，稱為濕空氣顯熱；γ0——汽化熱597、3kcalkg，γ0、X與溫度無關，稱為濕空氣潛熱；X——含濕量，其值按式5-24計算。用式5-24代入式5-36得：令：C=0、622597、3+0、47θ，代入式5-37得：濕空氣空氣含熱量計算圖