1. Definisjon av vannhardhet
Vannhardhet refererer til den totale konsentrasjonen av divalente metallioner som kalsium (Ca²⁺) og magnesium (mg²⁺) oppløst i vann. Disse ionene er vanligvis kombinert med anioner som karbonat (CO₃²⁻), sulfat (SO₄²⁻) og klorid (CL⁻) for å danne forbindelser som karbonater, sulfater og klorider. I naturlige vannforekomster utgjør kalsium- og magnesiumioner mer enn 90%, og andre metallioner som jern og mangan er ubetydelige på grunn av deres ekstremt lave innhold.
I følge "China Water Resources Report" er hardheten i grunnvannet i nordlige regioner generelt høy. For eksempel kan den totale hardheten i noen områder av Nord -Kina -sletten nå 300-500 mg/l (når det gjelder Caco₃), mens hardheten i sørlige regioner vanligvis er mindre enn 100 mg/l på grunn av forskjeller i geologisk struktur. Denne forskjellen er hovedsakelig relatert til den regionale bergsammensetningen og nedbørinfiltrasjonsprosessen.
2. Industrielle farer ved hardhet
Nedgang i varmeutvekslingseffektivitet: Skala termisk ledningsevne er bare 1/500 til 1/100 av stål. For eksempel kan 1 mm tykk silikatskala øke drivstofforbruket med kjel med 10%og redusere termisk effektivitet med 15%-20%. Data fra et kraftverk viste at skalering forårsaket en økning i årlige kullkostnader på rundt 1,2 millioner yuan.
Utstyrskorrosjon og sikkerhetsfarer: Lokal korrosjon (som pitting) er utsatt for å oppstå under skala, noe som reduserer styrken til metallrørveggen. Hvis en kjele med et trykk på 1. 0 MPa har 1 mm skala, vil rørveggtemperaturen stige fra 280 grader til 680 grader, vil strekkfastheten til stål avta med 75%, og risikoen for rørutbrudd vil øke betydelig.
Impact on product quality: When the textile industry uses hard water, calcium and magnesium ions combine with dyes to easily form spots. Due to excessive water hardness (>150 mg/l) I en utskrifts- og fargingsfabrikk økte den mangelfulle frekvensen fra 2% til 8%, og det årlige tapet oversteg 500, 000 yuan.
Stigende vedlikeholdskostnader: Det anslås at det koster 3, 000-5, 000 yuan for å fjerne 1 tonn skala fra industrielt utstyr, og det gjennomsnittlige daglige kapasitetstapet forårsaket av driftsstans for rengjøring er 10%-15%.
3. Klassifisering og egenskaper ved hardhet
Vannhardhet kan deles inn i følgende to kategorier:
Karbonathardhet (midlertidig hardhet): sammensatt av kalsium og magnesiumbikarbonater [Ca (HCO₃) ₂, Mg (HCO₃) ₂], som dekomponerer i utfellinger (for eksempel Caco₃, Mg (OH) ₂) når det er oppvarmet.
Denne typen hardhet kan fjernes ved å koke.
Ikke-karbonathardhet (permanent hardhet): sammensatt av kalsium- og magnesiumsulfater, klorider (for eksempel caso₄, MGCL₂), etc., som ikke kan fjernes ved oppvarming og krever kjemisk mykgjørende behandling.
Den totale hardheten er summen av de to. Hvis den totale alkaliniteten er høyere enn den totale hardheten, kalles forskjellen "negativ hardhet", noe som er mer vanlig i vannforekomster med høyt natriumsaltinnhold.
4. Hardhetsenheter og beregningskonvertering
Vanlige enheter av hardhet inkluderer mmol/l, mg/l (beregnet som Caco₃), tyske grader (grad DH), etc.