Технологические показатели качества воды

Сухой остаток определяют, упа­ривая 1 л профильтрованной воды, подсушивая остаток при 105 °С и взвешивая его. При этом необходи­мо учитывать, что в указанных ус­ловиях термический распад бикар­бонатов протекает с выделением СО2, т. е. вместо каждых 122 мг би­карбонат-ионов в составе сухого остатка остается 60 мг карбонат-ионов. В реальных условиях сухой остаток может оказаться несколько больше расчетного значения солесодержания (т. е. суммы концентра­ций отдельных ионов) из-за того, что некоторые соли при температу­ре 105 °С удерживают часть крис­таллизационной воды и в сухом остатке присутствуют коллоидные, в том числе и органические, приме­си. Поэтому сухой остаток нужно рассматривать как показатель, лишь приближенно характеризующий за­грязненность воды и дающий поря­док его величины.

Плотный осадок определяют, подсушивая при 105 °С упаренный остаток нефильтрованной воды, со­держащей также и грубодисперсные примеси, концентрацию кото­рых можно найти по разности плот­ного и сухого остатков воды.

Общей щелочностью воды (Щ0), мг-экв/кг, называют сумму миллинормальных концентраций всех анионов слабых кислот и гидроксильных ионов за вычетом кон­центрации ионов водорода:

(11)

В зависимости от типа анионов, обусловливающих щелочность, раз­личают щелочность бикарбонатную, карбонатную, силикатную, гидратную, фос­фатную:

Що=Щб+Щк+Щс+Щф+Щг (12)

В большинстве природных вод концентрация бикарбонат-иона пре­обладает над концентрациями дру­гих анионов слабых кислот, поэто­му общая щелочность обычно чис­ленно совпадает с концентрацией бикарбонатов, выраженной в едини­цах мг-экв/кг.

Так как аналитически достаточ­но надежно определенным значе­нием щелочности можно считать 10-5 н. (0,01 мг-экв/кг), учет гидратной щелочности следует прово­дить лишь при концентрации ионов ОН- > 10-5 н., т. е. при рН > 9.

Экспериментально щелочность определяют титрованием пробы во­ды кислотой в присутствии кислот­но-щелочных индикаторов, меняю­щих свою окраску при различных значениях рН. Как видно из табл. 3, в случае использования индикаторов, меняющих свою ок­раску при рН » 8,2 (фенолфта­леин) и рН»4,4 (метиловый оран­жевый), при титровании легко идентифицировать бикарбонатную гидратную и карбонатную щелоч­ность. Обозначая через Ф количе­ство израсходованной кислоты при титровании по фенолфталеину и че­рез М суммарный расход кислоты по фенолфталеину и метиловому оранжевому с учетом мольных переходов СО32- → НСО3- → Н2СО3, получаем данные для определения вида щелочности Щ0г Щк, Щг (таблица 7).

Жесткость воды — один из важ­нейших показателей ее качества. Общей жесткостью (ЖО) называют суммарную концентрацию ионов кальция и магния, выраженную в эквивалентных единицах (мг-экв/кг, а при очень малых значениях — в мкг-экв/кг). Общую жесткость во­ды подразделяют на кальциевую и магниевую. Часть ЖО (в предель­ном случае при ЩО> ЖО вся жесткость), эквивалентная содер­жанию бикарбонатов, называется карбонатной жесткостью, разность между общей и карбонатной жесткостями называется некарбонатной жесткостью.

Процесс выделения из воды ио­нов Са2+ и Mg2+ получил название умягчения воды. Воды с высокой жесткостью, дают плотные отложе­ния на теплопередающих поверх­ностях.

По значению общей жесткости природных вод установлена следующая классификация: ЖО < 1,5 мг-экв/кг — малая жест­кость, ЖО =1,5- 3,0 мг-экв/кг — средняя, ЖО = 3,0 - 6,0 мг-экв/кг— повышенная, ЖО = 6,0 - 12,0 мг-экв/кг— высокая, Жо > 12 мг-экв/кг — очень высокая жесткость.

Окисляемость воды — это пока­затель, имеющий условное значение и представляющий собой расход какого-либо сильного окислителя, необходимого для окисления в оп­ределенных условиях органических примесей, которые содержатся в 1 л воды. Обычно для этих це­лей применяют перманганат калия (КМnО4) или бихромат калия (К2Сг2О7), различая соответствен­но перманганатную и бихроматную окисляемость. Результаты опреде­ления перманганатной окисляемости воды выражают в кислородных или перманганатных единицах (О2, КМnО4, мг/кг), различающихся в 3,95 раза. Бихроматная окисляемость обычно превышает в 2— 2,5 раза перманганатную, а раз­ность между ними позволяет судить об устойчивости органических при­месей к действию окислителей. При определении окисляемости обоих видов происходит окисление не только содержащихся в воде орга­нических веществ, но и некоторых неорганических, например закисного железа, сероводорода, нитри­тов. Поэтому следует еще раз под­черкнуть, что окисляемость харак­теризует содержание в воде орга­нических веществ лишь приближен­но и условно.

Окисляемость чистых грунтовых вод составляет обычно 1—3 мг О2/кг, в то время как в водах по­верхностных источников окисляе­мость повышается до 10—12 мг О2/кг. Реки болотного происхожде­ния и поверхностные источники, в период паводка отличаются очень высокой окисляемостью, превышаю­щей, например, 30 мг О2/кг. Сточ­ные воды, содержащие органические вещества и сбрасываемые в водое­мы, могут повышать окисляемость воды различных источников.

Для суммарной оценки органи­ческих загрязнений воды в послед­нее время начинают применять ме­тод сорбции из воды органических веществ активированным углем с последующим его высушиванием и экстракцией из него этих веществ хлороформом (метод угольно-хло­роформного экстракта). В массовых единицах (мг/кг) оценивают в ряде случаев содержание общего органи­ческого углерода в воде.

Концентрация растворенных га­зов в воде зависит от их природы, температуры воды и парциального давления, типа и концентрации ми­неральных и органических приме­сей воды, рН воды и т. п.