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水质分析数据准确性的校核

2025-01-14 16:47 宁夏

水质分析数据是水处理项目设计和运营的重要参考资料，水质分析也常被称为“水处理运行的眼睛”，但在实际项目中，往往由于人为误差、仪器误差等造成水质分析数据不准确，没有准确的水质分析数据便难以使设计工作合理开展、也使生产运行的管控处于盲目状态。本文分享水质分析数据准确性的校核方法，供水处理人士参考。

一、pH的校核

在给出校核方法之前，我们应明确一个概念，水质数据的理论计算值才是真值，所有分析化验结果均与真值存在一定的差距，优秀的分析化验员会将这个差距控制在合理的范围内。

对于分析结果pH＜8.3的水样，pH真值pHt可以按下式计算。

式中：[HCO3-]为水中重碳酸盐摩尔浓度，mmol/L；[CO2]为水中二氧化碳摩尔浓度，mmol/L，分析二氧化碳浓度需要化验室具备一定的条件，可参考本公众号文章《工业废水处理设计—软化加药量简便计算》中的表格进行选取。

在求得pH真值pHt以后，将其与分析化验得到的pH进行比较，满足下式要求，即可视为分析化验结果准确。

二、阴、阳离子平衡的校核

由于水的电中性（即水不带电）特点，其阴离子所含负电荷与阳离子所含正电荷数量必然相等，如下式所示。因此，有读者对本公众号文章《反渗透高压泵设计及其与膜通量关系》下留言“计算阴阳离子之和不必乘以化合价”，这一说法是不正确的，其忽略了水的电中性原理。

式中：ΣC是水中所有阳离子所带电荷的总和，mmol/L；ΣA是水中所有阴离子所带电荷的总和，mmol/L。

阳离子所带电荷总和计算如下所示：

阴离子所带电荷总和计算如下所示：

在计算得到ΣC和ΣA以后，满足下式要求，即可视为分析化验结果准确。

三、含盐量（SAL）与溶解性总固体（TDS）的校核

在大部分水处理项目中，将含盐量等价于TDS，严格来说，这是不正确的，尤其在工业废水零排放项目中，由于水中含有大量的有机物、硅、金属氧化物（Fe2O3、Al2O3）、胶体等成分，这些成分在测定TDS时，会在105℃恒温烘干时全部析出，因此，TDS是大于含盐量的。

含盐量可按下式计算。

式中：ΣC1为水中除铁、铝之外所有阳离子总和，mg/L；ΣA1为水中除SiO2之外所有阴离子总和，mg/L。值得注意的是，此处计算的是离子的质量浓度，不需要除以分子量、也不需要乘以化合价。

在计算得到含盐量以后，可根据下式计算溶解性总固体真值TDSt。

式中：[SiO2]为水中二氧化硅质量浓度，mg/L；[Fe3+]为水中铁离子质量浓度，mg/L；[Al3+]为水中铁离子质量浓度，mg/L；[HCO3-]为水中碳酸氢根质量浓度，mg/L。

在计算得到TDSt以后，满足下式要求，即可视为分析化验结果准确。

四、个别阴、阳离子校核

水中的硬度分为碳酸盐硬度（暂时硬度）和非碳酸盐硬度（永久硬度）。

当水中的总硬度≥总碱度时，水中既存在碳酸盐硬度（暂时硬度），又存在非碳酸盐硬度（永久硬度），此时水中离子应存在下式关系才证明分析化验结果是准确的。

式中：[Cl-]为水中氯离子质量浓度，mg/L；[SO42-]为水中硫酸根质量浓度，mg/L；[K+]为水中钾离子质量浓度，mg/L；[Na+]为水中钠离子质量浓度，mg/L。

当水中的总硬度＜总碱度时，称为负硬度水，此时水中离子应存在下式关系才证明分析化验结果是准确的。

式中：[Ca2+]为水中钙离子质量浓度，mg/L；[Mg2+]为水中镁离子质量浓度，mg/L；[HCO3-]为水中碳酸氢根质量浓度，mg/L。注意，此处均以离子计，部分水处理项目化验室，将钙离子、镁离子、碳酸氢根质量浓度均以CaCO3计，此时需要换算。

总结

无论对于项目设计，还是对于项目运营，水质分析数据的准确性都至关重要，尤其对于当下工业废水零排放项目中的分质结晶工艺，准确确定各种离子含量是实现盐硝分质的基础。

关联文献

水中CO2含量查询表
Crazy Designer，公众号：水管工人工业废水处理设计—软化加药量简便计算

离子总和计算
Crazy Designer，公众号：水处理科技学报反渗透高压泵设计及其与膜通量的关系

水处理科技学报

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