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我们每天喝水,但你知道水有硬水和软水之分吗?
怎么区分硬水和软水呢?
让我教你一个测定水的硬度的简便方法吧。
硬水是指含有较多可以溶解的钙盐、镁盐的水,其中含碳酸氢钙,碳酸氢镁较多的水叫暂时硬水,这种水被煮沸后,可溶性钙、镁盐就变成碳酸盐(石头的主要成分之一),大部分析出,井水就是暂时硬水;
而含硫酸钙(石膏的主要成分)、硫酸镁较多的水叫永久硬水,这种水煮沸时,所含盐不能析出,海水就是永久硬水。
和硬水不同,软水是只含少量或不含可溶性钙盐、镁盐的水,煮沸时不发生明显的变化。
人们把水的软、硬程度分为许多“度”,统称为硬度,可以分类为0~30度(德国分类法),0~4度叫很软的水,26~30度叫很硬的水。
软水中放入肥皂易产生大量泡沫,而硬水中的钙盐、镁盐能与肥皂起作用产生沉淀,使肥皂失去去污能力,不易产生泡沫。
如果将硬水用作锅炉用水,会有较多水垢产生而附着在锅炉壁上,妨碍传热而多烧燃料,甚至会使锅炉产生裂缝而引起爆炸。
通常家中烧水用的壶壁上的白垢,就是硬水受热产生的沉淀。
人常喝太硬的水不利于身体健康多越好。
饮水过多,会增加有关器官负担,可能引起不良后果,还有水质不佳,更对机体有危害。
据世界卫生组织调查,世界上80%的疾病与水或水源污染有关。
例如,洪涝灾害时,人们往往容易患腹泻病,铅厂周围居民易腹痛等。
故人们的生活用水,必须是不含致病菌和有毒物质的清洁水。
但也必须指出,喝上清洁水,也并非就可高枕无忧,比如经常喝未烧开的自来水,可加大膀胱癌和直肠癌的发病率。
这是因为氯与水中残留的有机物相互作用产生二羟基化合物,而二羟基化合物是一种有毒的致癌化合物。
又如经常喝硬水者可增加结石的患病率,这也是因为硬水中含有较多钙、镁离子,它们能转化成难溶性的盐沉积于肾,可引起肾结石。
看来,喝水也有它的科学性,怎佯健康饮水?
首先水应是无臭、无味而又透明的液体,水中含的细菌数应不超过国际标准。
水中应含有多种营养物质,如矿泉水就含有多种人体需要的常量元素和微量元素等。
其次喝水喝茶都不可过量,所谓饮水不可过量,这只是指一般情况而言,并非不能多量,有时如人体发热、腹泻、呕吐、多尿或昏迷以及炎热出汗时,都会失去大量水致使水会自由渗人细胞内,使细胞增胀,发生水中毒,故对婴儿宜多次少量给水。
生理功能不同,饮水方式也不尽相同。
第四,不同的生理需要,应饮用不同性质的水。
如运动员喝保健饮料,稍加点盐和糖料。
又如高血压病人,一般应少盐少水,老年人和小孩最好是饮用温开水,温开水对人刺激小而且有利于酶的活性。
这就是基于生理需要不同,饮用水性质也不同。
最后,吃饭时该不该喝水,一般认为饮水可冲淡消化液,不利于消化,其实水是营养素良好的溶剂,可使体内大分子、蛋白、脂肪等生化反应在溶液中或界面上顺利进行,也有利于消化酶的活性。
在吃饭时适当补充水,即多增加些汤羹食品不是有害而是有利于消化的。
总之,水虽是生命物质、但我们饮用时,要注意科学用水。
卫生用水。
饮多饮少,这要视情况而定,不可一概而论。
业,既是解除缺水困扰的重要途径,也是一个蕴含着巨大潜力的经济增长点。
进一步提高认识。
通过讲实情、算细账,提高沿海城市各级领导干部对发展海水淡化产业重要性的认识。
要使大家认识到,由于长期沿袭计划体制下依靠财政投资的运营方式,自来水价格远远低于实际完全成本;
海水淡化按照市场经济方式将取水、设备、运营等全部费用计入成本;
今后随着自来水经营的市场化和海水淡化规模的扩大以及技术的进步,二者在价格竞争中的态势必将发生巨大变化。
加强领导和规划。
发展海水淡化产业是一个系统工程,涉及方方面面,必须加强领导、统筹兼顾、全面规划。
通过国家有关部门和沿海地区的协调,加强宏观指导,综合运用经济手段、法律手段和必要的行政手段,加强对海水淡化产业的扶持;
确定优先发展的重点地区、重点工程、制定政策措施,并将其纳入相关地区的经济和社会发展规划,以确保既定目标的实现。
建立海水淡化产业示范区。
抓住产业结构调整的机遇,选择一个或几个具有典型性和代表性沿海城市,办好国家和地方两级示范区。
通过先进实用技术的优化组合,实施以海水淡化为主,包括卤水制盐以及提取其他有用成份的化学工业相结合的产业链,使装置的规模逐步扩大,从而降低成本,提高综合效益。
必要的政策扶持。
鼓励海水淡化关键技术的研究开发和引进、消化、吸收,作为重点课题组织科研单位、大专院校和生产企业共同攻关,并给予经费保障;
对海水淡化设备制造企业在一定时期实行减免税,努力提高国产化、成套化、系列化水平;
对海水淡化生产企业购置设备和技术改造给予贴息贷款,并适当降低营业税;
培育淡化水市场。
企业生产的淡化水应比照自来水给予同等补贴,除企业自行销售以外的部分,经检测合格,可以直接进入城市自来水管网。
通过这些优惠政策,一方面可以逐步做到投资的多元化,实现海水淡化生产与设备制造的企业化经营;
另一方面可以促进发展具有自主知识产权的专利技术,并以此为依托,使海水淡化产业发展壮大,使海水淡化设备制造产业不仅满足国内需要,而且走出国门,阔步进入国际市场。
目前,我国的海水淡化及其设备制造业正处在大发展的关键时期。
抓住机遇,加快发展海水淡化产业,既可满足沿海城市对水资源的需求,又将培育出一个具有
浊度:
是反映天然水及饮用水的物理性状的一项指标,天然水的浊度是由于水中含有泥沙、粘土、有机物、微生物等微粒悬浮物所致。
国标要求≤3度,特殊情况不超过5度。
2.细菌总还原性物质包括各种有机物、亚硝酸盐、亚铁盐和硫化物等,但水样受有机物污染是极为普遍的,因此化学需氧量可做有机物相对含量的指标之一。
化学需氧量的测定,根据所用氧化剂的不同,分为高锰酸钾法和重铬酸钾法。
高锰酸钾法操作简便,所需时间短,在一定程度上可以说明水体受有机物污染的状况,常被用于污染程度较轻的水样,重铬酸钾法对有机物氧化比较完全,适用于各种水样。
我们从哪儿获取矿物质?
专家指出,水是构成人体的主要物质之一,水在人体中的主要作用是新陈代谢,饮水并非是提供人体所需营养的主要途径。
自然界水中含有一定量的矿物质,但对人体所需矿物质的贡献微乎其微。
世界矿物质权威Hency·
Schroeder博士曾指出:
“人体所需矿物质,其存在于水中者,比起那些存在于食物中者,乃是无意义的。
”美国医学月刊(AmericanMedicalJournel)也指出“人体所需矿物质是从食物中来,并非来自饮水,有益于人体的矿物质在自来水中仅占其所含全部矿物质的1%而已。
”为了维持体内平衡,保证健康,增强体质,人体每天需要获取一定量的微量元素,其主要来源于食物。
而水中的大多数元素则不能被人直接利用。
事实上只有活着的植物才能从土壤中吸收和利用无机矿物质。
经植物转移的有机化合物,才能被人体或动物吸收利用,几乎没有人能从无机矿物质中摄取营养,也没有人能有效地运用无机矿物质于体内。
例如,日常生活中发现,若人体中缺少钙,则应从牛奶或钙片中摄取,即获取其中的活性钙(有机钙)。
此时,即使饮水中含有大量的钙也是无用的。
摄入人体而不被吸收的物质将通过肝脏、肾脏等体内脏器排出,从而使体内脏器承受额外负担。
钙镁离子是人
体每天必需的营养素,如果水有一定硬度,通过饮水可以补充一定量的钙镁离子。
如果是长期服用软水的人,还需通过其它途径补充。
但水的硬度太高和太低都不好,因为水的硬度和一些疾病有密切关系。
在水硬度较高地区,人群心血管疾病发病率较低,但肾结石发病率却随水的硬度升高而升高。
我国南方多为软水,北方地区多为硬水。
我国饮用水规定的标准是不能超过25度,最适宜的饮用水的硬度为8—18度,属于轻度或中度硬水。
水至于喝什么水好,应该取决于经济条件和选择的是否是真正的纯净水。
一篇关于水质硬软的报告
水是日常生活和工农业生活中不可缺少的物质。
水质的好坏直接影响人类的生活和生产。
目前我们所使用的水,很多为硬水——特别是地下水,其硬度很大,这对人们日常生活、工农业生产带来了很大影响。
很多工农业部门都需要用软水。
在纺织、印染工厂,硬水用于洗涤纺织品时会造成纺织品污点,影响美观与强度。
用硬水加工食品,会造成蛋白质沉淀,较难煮熟。
在酿酒中,水的硬度超过4度时,酒浑浊,酒味不好。
硬水对农药也有影响,它会与乳化剂生成沉淀,降低药效,甚至产生药害。
硬水对锅炉影响也较大。
锅炉内结成坚硬的水垢后,锅炉内的水不直接跟炉壁接触,使热量不能很快被吸收,炉壁温度可达1000℃以上,外表会形成易脱落的氧化膜,发生严重的氧化腐蚀,致使锅炉寿命大大减短。
另外当水垢分解时,会放出大量CO2,使水垢局部爆裂脱落;
当炉壁在高温下,一旦有水从缝中渗入,炉壁骤热冷却,就易发生炸裂。
硬水还浪费燃料,当锅炉内壁产生1mm厚水垢时,就要多消耗煤碳3%~5%。
另外,硬水对热交换器也有影响。
在交换器管道中,硬水会产生水垢阻碍水流通,热交换效果差而且易产生垢下腐蚀,管道穿孔、损坏,物料泄漏等不良影响。
硬水对人们的身体健康有较大影响。
中国预防科学院对陕西省西安市长期饮用矿泉水的人群进行调查,发现他们比附近生活条件相近人群的平均寿命高3岁。
但并不是说水的硬度越低就越好,美国、加拿大有关部门对常年饮用5度以骤如下:
每次取水样25.00ml,用0.0100mol.l-1EDTA滴定,滴加4-5滴铬黑T,加NH3–NH4Cl缓冲溶液8ml,摇匀,用0.0100mol.l-1标准液滴定至终点(溶液由紫红变为蓝色),读下读数,平行测定三次,有关数据记录及数据处理如下:
几种水的硬度测定
水样
地下水
自来水
纯净水
EDTA
用量
实验次数
1
2
3
起始读数(ml)
1.10
0.55
0.20
0.12
1.35
0.16
0.15
0.53
0.98
终了读数(ml)
15.30
15.55
16.40
11.2
12.25
10.90
3.15
3.66
4.23
用量(ml)
14.20
15.00
16.20
11.10
10.94
10.72
3.00
3.13
3.25
平均值(ml)
10.92
3.12
设备除钙镁离子所采用的还是药物软化法,其中都用到离子交换树脂。
二是加热法。
将水煮沸,并多煮一会时间,可将钙镁离子转化为锅垢除掉,硬水在一定程度上得到软化。
在工业生产中,锅炉内如果结了较多的水垢就应该除掉。
除去方法一般是用质量分数为4%~5%的盐酸进行酸洗,酸洗时为了减少酸液对金属设备的腐蚀,常用乌洛托品作为缓蚀剂。
锅炉除垢可用专用的锅炉除垢剂如SAF01-03、KAC01-03等。
日常生活中,我们也有简单办法除垢。
保温瓶中倒入4%~5%盐酸可将瓶内水垢除去。
水壶除垢的方法,我们了解了以下几种:
①小心将水壶烧到刚刚干涸后,立即浸入凉水,水垢会因受热不均脱落。
②在水壶中加入食醋,在火上烧至温热也可除水垢。
③新水壶中装半壶山芋,加满水煮熟,不要摩擦内壁,以后使用就不会有垢了。
旧水壶用上述方法做一至二次,不仅可以除垢,以后烧水也不会产生水垢。
④在水壶中加一撮小苏打,将水烧沸几分钟,可以除垢。
⑤水壶中装一些土豆,加适量水烧沸10分钟。
⑥用水壶煮几次鸡蛋。
⑦在壶中放一块洁净的口罩烧水,水垢只沉积在口罩上,水壶上不形成水垢。
⑧在壶中放一块磁铁烧水,不产生水垢。
经过上述的研究,我们对水质的软硬有了更深的了解,对我们的学习也有很大的帮助。
但由于时间的限制,我们的研究只能告一段落。
有机会还将进行更深入的研究。
我们希望我们的研究能增长大家的知识面,引起大家的兴趣,这样我们的目的就达到了。
若大家还有兴趣继续研究下去可以浏览一些网站,比如:
科普网、水资源调查网以及一些关于水与生命健康的网站,也欢迎大家与我们一起研究。
硬水与日常生活
现代家庭已普遍使用纯净水、矿泉水,然而家庭日常生活用水方面存在的问题往往被大家忽视。
研究部门提供的信息表明:
北京、上海乃至全国的自来水供应,因受技术、开发和维护成本等条件限制,所供水中的氟、碘、锌、镁等化学
工业废水包括生产污水和冷却水。
这两种废水性质截然不同。
冷却水要由工厂回收循环使用,一般不应排入城市排水管网。
生产污水首先应由工厂综合利用,尽量减少排出量。
生产污水中含有损害管道、妨碍城市污水处理工艺以及影响处理后的污水和污泥利用的污染物,工厂应进行预处理,水质达到排放标准后再排入城市排水管网。
城市排水管网 一般可分三种:
①分流制——在城市中设两套独立的排水管网,分别排泄污水和径流雨水。
②合流制——在城市中设一套排水管网排泄污水和径流雨水。
③半分流制——在城市中设一套排水管网,同时沿河湖设污水截流于管,平时接纳污水,下雨时,通过截流干管上的溢流装置,把过量的径流雨水泄入水体。
为了便于污水的处理和利用,原有一些老城市的合流制排水管网纷纷改建为分流制或半分流制。
新城市一般采用分流制,为节约建设费用,在非繁华区,可采用明渠排泄雨水。
二、城市污水处理工艺
城市污水的处理涉及很多方面。
必须对下水道体制,污水处理厂的位置和处理工艺、处理后的污水的利用等等,进行综合规划。
城市污水处理工艺,应因地制宜采用多种形式,要根据城市污水的利用或排放去向同时考虑水体的自然净化以及污水在利用过程中的净化作用,确定废水的处理程度及相应的处理工艺。
处理后的污水,无论用于工业、农业或回灌地下,均须符合国家颁发的有关水质标准和法令。
在缺水地区,应把污水当作资源利用。
城市污水处理分为三个级别,称为污水一级处埋、污水二级处理、污水三级处理。
一级处理应用物理处理方法,即用格栅、沉砂池、沉淀池等构筑物,去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵。
二级处理应用生物处理方法,即主要通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程,将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。
生物处理对污水水质、水温、供氧量、等都有一定的要求。
三级处理是用生物化学(硝化-反硝化)法、碱化吹脱法或离子交换法除氮,用化学沉淀法除磷,用臭氧氧化法、活性炭法或超过滤法去除难降解有机物,用反渗透法去除盐类,用氯化法消毒等单元过程的一种或几种组成的污水处理工艺。
工业发达国家的城市污水处理开始较早,一般以一级处理为预处理,二级处理为主体,三级处理很少使用。
这些国家都在努力普及二级处理,污水处理厂的规模越建越大,正向工艺操作自动化方向发展。
废水物理处理法
通过物理作用分离和去除废水中不溶解的悬浮固体(包括油膜、油品)的方法。
这种处理法的设备大都比较简单,操作方便,分离效果良好,使用极为广泛。
根据物理作用的不同,废水物理处理法可分为废水气液交换处理法、废水高梯度磁分离处理法、废水吸附处理法。
此外,还有筛滤截留法、重力分离法、离心分离法等。
筛滤截留法 利用留有孔眼的装置或由某种介质组成的滤层截留废水中的悬浮固体的方法。
这种方法使用的设备有:
格栅——由一排平行的金属栅条做成的金属框架,以60°
的角度斜置在废水流过的渠道上,用以截阻大块的固体污染物。
栅条的隙缝宽度一般为15~50mm。
格栅上的截留物可用机械或人工清除。
筛网——用以截阻、去除废水中的纤维、纸浆等较细小的悬浮物。
筛网一般用薄铁皮钻孔制成,或用金属丝编成,孔眼直径为0.5~1.0mm。
筛网有转鼓式、圆盘式和帘带式等。
布滤设备——以帆布、尼龙布或毛毡为过滤介质,用以截阻、去除废水中的细小悬浮物,也用于污泥脱水。
常用的布滤设备为真空转筒滤机。
砂滤设备——以石英砂为滤料,用以过滤截留更为微细的悬浮物,一般都作为保证后一处理单元能稳定运行的装置,在活性炭吸附或离子交换设备前使用。
砂滤设备在构造上同给水处理所用的砂滤池相同。
重力分离法 利用废水和悬浮固体的比重差去除废水悬浮物或漂浮物的方法,即悬浮物比重大于废水的沉淀,小于废水的上浮。
沉淀或上浮的速度,是对分离效果有决定性作用的参数,其值可用斯托克斯公式表示:
式中μ为沉浮速度;
d为颗粒直径(cm);
ρg为颗粒密度g/cm3;
ρy为液体密度(g/cm3);
g为重力加速度(cm/s2);
μ为水的绝对粘滞度,又称水的粘滞系数,单位为g/cm·
s。
影响沉淀或上浮速度的主要因素为:
颗粒密度、粒径、液体的温度、液体的密度和绝对粘滞度。
当ρg>ρy,μ为正值,颗粒下沉;
而当ρg<ρy,μ为负值,颗粒上浮。
沉淀设备有沉砂池、沉淀池、浓缩池等;
上浮设备为隔油池、气浮池。
各种设备都有多种构造型式。
气浮,是采取一定的技术措施,在废水中连续形成大量的微小气泡,使废水中呈微细颗粒的污染物或乳化油粒粘附在气泡上,随气泡一同上浮到水面,同水分离,使废水得到净化。
适于用气浮法分离的污染物,是比重近于废水的颗粒,如乳化油、羊毛脂、细煤粉、纤维等。
气浮一般是以产生气泡的方法来分类,有加压气浮、叶轮气浮、曝气气浮和真空气浮等。
离心分离法 利用装有废水的容器高速旋转形成的离心力去除废水中悬浮颗粒的方法。
悬浮颗粒和废水的质量不同,受到的离心力也不同。
悬浮颗粒质量大,受到较大离心力的作用被甩向外侧,废水则留在内侧,各自通过不同的出口排出,悬浮颗粒从废水中分离出来。
离心力对悬浮颗粒的作用大大地超过重力,分离效率也大大地高于依靠重力分离的沉淀效率,因此,离心分离设备规模较小。
按离心力产生的方式,离心分离设备分为两种类型:
一 是水旋分离器,设备固定,废水通过水泵打入或靠水头差沿切线方向进入器内,造成旋流,产生离心力场;
二是离心机,设备本身高速旋转,产生离心力。
根据废水和各种污染物的蒸气压不同,可以采用蒸发法把某些污染物分离出来。
这种废水蒸发处理法也属废水的物理处理法。
水的消毒
水的消毒是指用化学和物理方法杀灭生活用水、城市污水和工业废水中的病原体(病原菌、病毒和寄生虫卵),以防止疾病传染,维护人群健康。
水处理过程中的氯化消毒是最通用的最重要的消毒步骤,但是在此以前的其他处理步骤也能有效地去除病原体。
例如,废水的二级处理出水用混凝沉淀法能去除病菌和病毒99.845%,而混凝沉淀—过滤法的去除率达99.985%。
石灰混凝沉淀已被证明在高pH条件下能有效地去除病毒并使其失去活性。
氯化消毒能保证更彻底地杀灭病原体,水中的余氯还具有持续消毒作用。
有实用价值的消毒方法如下:
物理消毒法,如加热法,γ辐射、紫外线照射法等;
化学消毒法,如投加重金属离子(如银和铜),投加碱或酸,投加表面活性化学剂,投加氧化剂(氧及其化合物、溴、碘、臭氧)等。
在这些方法中,以氧化剂消毒应用最广,其中以氯及其化合物消毒尤为通用,其次是臭氧消毒。
紫外线照射法和投加溴、碘及其化合物的方法用于小规模水厂或特殊设施(如游泳池)用水的消毒。
消毒剂是通过与病原体细胞在新陈代谢过程中所必需的酶作用,使酶失去活性而导致细胞死亡的。
因为酶是在细胞原生质内产生的,所以对病菌的化学消毒在理论上是分两步进行的:
穿透细胞壁;
与细胞中的酶反应。
给水和废水的化学消毒效果主要取决于如下三个因素:
病原体的性质及其在水中的浓度、分布和状态;
消毒剂及其在水中的反应产物的性质、分布和浓度;
水的性质和状况。
氯化消毒 可用氯和次氯酸盐。
氯加入水中,会发生如下的水解和电离反应而形成次氯酸(HOCl)和次氯酸根(OCl-),HOCl是中性分子,可以扩散到带负电的细菌表面,并穿透细胞壁进入细菌内部起氧化作用,破坏细菌的酶系统使细菌死亡。
OCl-也具有杀菌能力,但带负电,难以接近带负电的细菌。
HOCl和OCl-的杀菌效果在试验的条件下大致为80∶1。
控制水的pH,以保持水中HOCl较高的百分率,能获得较好的消毒效果。
臭氧消毒 臭氧不稳定,不能贮存,故只能现场制造和应用。
臭氧消毒的独特优点在于它能高速和高效地杀灭病菌和病毒,消除囊孢。
此外,它能氧化许多种有机化合物,而且臭氧分解后的唯一产物是氧。
消毒作用在很宽的温度和pH范围内有效。
缺点是电耗大、费用大、没有持续的剩余消毒作用。
在大多数情况下,对低浊度(≤1度)和低有机物的水消毒,臭氧化5min后的臭氧剩余量为0.1mg/L即可满足要求。
达到这一剩余量的臭氧投量,取决于预处理的程度。
在给水处理中,其投量范围一般为1.5~3mg/L;
而在废水的高级处理中,为使每100mL水中的大肠杆菌含量降至2.2个以下,每升水需要的臭氧投量约为15mg。
紫外线消毒 紫外线是由低压汞蒸气灯产生的,其波长为2000~3000埃,而波长为2537埃左右的紫外线杀菌作用最大。
由紫外线消毒的水必须以尽可能薄的水层,围绕紫外线灯流动,水必须完全清澈。
波长2537埃的紫外线的衰减系数,对过滤水为0.03每厘米,而未过滤水为0.2每厘米。
一支25W的紫外灯每小时大约可消毒2000L水,消毒过程中水层厚度为15~20cm。
紫外线照射分别达到3000、1500和750毫瓦·
秒/厘米2时,大肠杆菌的死亡率分别为99.99%、99.00%和90.00%。
水的自然净化
水是一种重要的分散剂,在自然循环中水分散了许许多多的物质,例如,矿藏中的盐分、矿物质,空气中的气体,乃至土壤中的泥沙。
与此同时,水在循环中也不断地除去污浊杂质,保持着自身的洁净,这就是水的自然净化。
水
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