水處理設備之水的硬度
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發布時間：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。碳酸氫鹽硬度經加熱之后分解成沉淀物從水中除去，故亦稱為 暫時硬度。
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；當水的總硬度小于總堿度時，它們之差，稱為負硬度。
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一，我國使用較多的表示方法有兩種：一種是將所測得的鈣、鎂折算成 CaO 的質量，即每升水中含有 CaO 的毫克數表示，單位為 mg·L-1 ；另一種以度計：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度。 [1]
以下為不同國家的表示方法。
德國度(odH): 1L水中含有相當于10mg的CaO，其硬度即為1個德國度(1odH)。這是我國目前普遍使用的一種水的硬度表示方法。美國度(mg/L): 1L水中含有相當于1mg的CaCO3，其硬度即為1個美國度。
mmol/L: 1L水中含有相當于100mg的CaCO3，稱其為l mmol/L的硬度。
法國度(ofH): 1L水中含有相當于10mg的CaCO3，其硬度即為1個法國度(1ofH)。
英國度(oeH): 1L水中含有相當于14.28mg的CaCO3，其硬度即為1個英國度(1oeH)。
水的硬度通用單位為mmol/L，也可用德國度（odH）表示。其換算關系為:1mmol/L=5.6 德國度（odH）
國家《生活飲用水衛生標準》規定，總硬度（以CaCO3計）限值為450mg/L。 [2]
4 減小方法
在生活中，通常用煮沸的方法。在實驗室中，用蒸餾的方法。
現代技術的發展，反滲透已經基本滲透到民用、工業領域。反滲透的核心組件是一種稱作反滲透膜的人工合成材料，能夠實現降低水中各種離子，實現硬度的降低。不過反滲透不僅僅降低的是硬度，而是去除離子，生產“去離子水”也就是所謂純凈水。飲用純凈水已經普通用該方法生產，生產速度比蒸餾快，成本低。
5 測試方法
測試步驟
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（藍色），,鉻黑T指示劑優先與Mg2+配位，生成紅色配合物使溶液呈紅色；然后用EDTA 標準溶液滴定時， EDTA 先與游離的Ca2+ 配位，再與Mg2+ 配位；在計量點時， EDTA 從MgIn-(配合物)中奪取Mg2+ ，從而使鉻黑T指示劑游離出來，溶液的顏色由紅變為純藍，即為終點。
當水樣中Mg2+ 極少時，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。為了提高終點變色的敏銳性，可在 EDTA標準溶液中加入適量的 Mg2+（在EDTA 標定前加入，這樣就不影響EDTA與被測離子之間的滴定 定量關系），或在 緩沖溶液中加入一定量的Mg—EDTA 鹽。
水的總硬度可由EDTA 標準溶液的濃度cEDTA 和消耗體積 V1（ml）來計算。以CaO 計，單位為 mg/L。 [3]
注意事項
測定總硬度時用氨性緩沖溶液調節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。
測定總硬度的時候在臨近終點時應慢滴多搖。
測定時要是水溫過低應將水樣加熱到30～40oC再進行測定。
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