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锦州市自来水硬度特点及净化对策研究

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文档简介:

2015年4月绿色科技JournalofGreenScienceandTechnology第4期锦州市自来水硬度特点及净化对策研究田嫒嫒,滕云飞,于永杰。,连伟涛。,于豹。,刘相帝。(1.辽宁工业大学化学与环境工程学院,辽宁锦州121000;2.山东大学化学与化工学院,山东济南250000)摘要:通过表征锦州自来水,阐述了锦州自来水的特点,主要是高硬度特性,同时为了得到精确数值,采用EDTA络合滴定的方法进行了测定,得到总硬度数值为368.4,并采用煮沸法得到了锦州城市自来水的暂时硬度和永久硬度,分别为61.2和307.2。通过对数据分析,永久硬度所占比重大,提出了为去除永久硬度,建议采用离子交换吸附法去除。关键词:锦州城市自来水;高硬度;EDTA络合滴定;离子交换吸附中图分类号:X52文献标识码:A文章编号:1674—9944(2015)04—0191—031引言3实验数据分析由于锦州市的主要河流(大、小凌河)已受到了严重污染,使锦州市成为主要靠地下水维持生存和发展的城市,而地下水的矿化度高,硬度大,对其持续的开采更是加重了硬度的升高,加上人类对地下水不同程度地污染,最终导致了锦州地下水硬度高的特性。其具体表现为硬度高的水可使肥皂沉淀使洗涤剂的效用大大降低,居民用硬水洗澡会在皮肤上留下一层肥皂凝结微粒粘膜,使得皮肤上的脏东西和细菌等难以清除,而且据市民反映锦州自来水饮用后有苦涩味,长期饮用更是影响胃肠功能,甚至对身体健康造成危害。而锦州自来水煮沸后水垢现象严重,因此解决锦州城市自来水高硬度亟不可待,在此之前,水硬度的测定方法研究是不容忽视的,对其硬度准确数值的测定成为关键步骤。对硬度进行数值上的表现,可以使市民更加直观清晰地了解其硬度特征,解决了市民心中的困惑,同时为选择合适的去除方法——离子交换吸附法提供了数据基础。2实验根据锅炉用水和冷却水分析方法硬度的测定标准GB/T6909—2008,由于乙二胺四乙酸二钠盐(习惯上称EDTA)是有机配位剂,能与大多数金属离子形成稳定的1:1型的螯合物,计量关系简单,故常用作配位滴定的标准溶液。所以采用EDTA络合滴定法进行初步的实验。在pH=10的条件下,用EDTA溶液络合滴定钙和镁离子。铬黑T作指示剂,与钙和镁生成紫红或紫色溶液。滴定中,游离的钙和镁离子首先与EDTA反应,跟指示剂络合的钙和镁离子随后与EDTA反应,到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。(1)首先对锦州自来水原样进行测定总硬度:368.4;钙硬度:251.2;镁硬度:368.4—251.2—117.2。(2)将锦州自来水取样煮沸进行测定永久性硬度:307.2;钙硬度:218;镁硬度:307.2~218—89.2。3.1总硬度根据实验数据可知锦州城市自来水总硬度值高达368。4mg/L,而世界卫生组织认为,水硬度要适度,介于5o~100mg/L,才是健康的水。由数据可知锦州市自来水硬度数值远远超过了健康饮用水硬度标准。所以为了更加准确分析导致锦州自来水硬度高特征的主要原因,我们对全国个别地方的自来水硬度数值进行了数据搜集,比较如图1。图1全国个别地方自来水硬度数值由图1可知,锦州城市自来水的硬度数值较高,主要原因锦州地区的地质中富含大量的矿物质,再加上流水侵蚀,水中携带了大量的钙镁离子等,所以在该地区采集的水样中钙镁离子居于最高位,其次,人类为了提高农业发展大量使用化肥,使地下水受到氮、磷等元素的污染,进而导致地下水中总硬度的提高。另外,工厂企业排放的污水和废渣渗入地下岩层,对地下水造成了危害,人类生活产生的垃圾随意丢弃,生活污水任意排放也使地下水受到了严重污染。所以解决锦州城市自来水高硬度问题刻不容缓。3.2钙镁硬度自来水中对硬度影响较大的离子是钙离子(Ca)和镁离子(Mg。),它与水中的阴离子如碳酸根离子收稿日期:2015-03—06作者简介:田嫒嫒(1992一),女,辽宁北票人,辽宁工业大学环境科学专业大学生。191田嫒嫒,等:锦州市自来水硬度特点及净化对策研究环境及保护(CO)、碳酸氢根离子(HCO)、硫酸根离子(SOi一)、氯离子(C1),以及硝酸根离子(NO。一)等结合在一起,形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物和硝酸盐等,水中的铁、锰、锌等金属离子也会与之形成影响水硬度的盐类,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Ca、Mg抖的总浓度看作水的硬度。根据实验数据,将锦州自来水原样及煮沸后的总硬度、钙硬度、镁硬度分别进行比较,见图2。总硬度钙硬度镁硬度图2自来水和沸水各硬度比较由图2可知,将锦州自来水煮沸之后,总硬度、钙硬度、镁硬度都减少,这是因为将水样煮沸后,加热后的硬水会形成钙、镁等矿物质的沉淀(即水垢),这就是所谓的暂时硬度。水的硬度是暂时硬度和永久硬度的总和。水的暂时硬度是

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