再生水中氯化物、总硬度与电导率关系的分析研究

摘要：目前天津市再生水行业应用范围已涉足农业、工业、河湖景观、生活杂用，其中工业用水主要以电厂循环冷却水为主，电厂对再生水的氯化物、总硬度等指标要求比较严格，本文主要研究再生水出水水质中氯化物、总硬度与电导率的相互关系，通过2013年至2014年某再生水厂出水数据，对水质化验数据进行跟踪分析，找出水质波动规律，研究比较得出其相关性，以便在突况下，通过电导率及时方便快捷的得到氯化物、总硬度的数值，为运行提供参考和指导依据。

关键词：氯化物；总硬度；电导率；再生水；相关系数

中图分类号：TU991 文献标识码：A

本实验主要研究某再生水厂出水中氯化物、总硬度与电导率的关系，通过化验数据分析监测结果，比较两者的相关关系，并总结数据之间的规律性，帮助运行人员根据电导率快速判断氯化物、总硬度具有一定的指导意义。

1 再生水厂工艺流程及水质情况

1.1工艺流程

以某再生水厂为例，目前再生水厂主要的深度处理工艺包括连续微滤膜（SMF）过滤、部分反渗透（RO）、部分臭氧（03）、氯消毒，核心工艺为双膜（SMF和RO）与臭氧联用，其中臭氧工艺段主要功能是脱色除味。SMF出水一部分直接进入臭氧工艺，另外一部分加入亚硫酸氢钠中和余氯后进入反渗透工艺，两个工艺出水后混合进入清水池。去除离子类指标的工艺主要是反渗透（RO），通过设计SMF出水与RO出水勾兑比例达到再生水相关的标准要求。

1.2再生水厂进出水水质

再生水厂采用污水处理厂的出水作为水源，通过分析进水水质发现，氯化物和总硬度变化较大，氯化物在367.6～148.3mg/L，总硬度在408.6～129.5mg/L波动。由于再生水用于工业用户，尤其是热电厂作为循环冷却水，按照《城市污水再生利用 工业用水水质》（GB/T19923-2005）要求，氯化物250mg/L以下，总硬度450mg/L以下。目前总硬度基本满足电厂要求，氯化物要满足水质要求则需要用RO水进行勾兑。为了保证供水水质，在进水的氯化物浮动较大的季节，以氯化物作为工艺调整指标，随时调整勾兑比。通过查阅相关文献资料了解到氯化物、总硬度与电导率具有相关性，为了及时、方便、快捷的了解氯化物、总硬度，通过本实验找到两者与电导率相关系数，通过方便测得的电导率推算氯化物、总硬度，及时调整RO水勾兑比，保证送水水质平稳达标。

3 实验部分

3.1 数据来源

由于水质的不同，其监测因子总硬度、氯化物与电导率的关系也不同。本实验选取样品的取样点为某再生水厂出水，时间范围是1～l2月春、夏、秋、冬四个季节，定3～5月为春季，6～8月为夏季，9～11月为秋季，1、2和12月为冬季。

3.2 分析方法

氯化物分析方法为硝酸银滴定法，其原理为在中性至弱碱性范围内（pH6.5～10.5），以铬酸钾为指示剂，用硝酸银滴定氯化物时，由于氯化银的溶解度小于铬酸银的溶解度，氯离子首先被完全沉淀出来后，然后铬酸盐以铬酸银的形式被沉淀，产生砖红色，指示滴定终点到达。该沉淀滴定的反应如下：

Ag++Cl-AgCl

2Ag++CrO4Ag2CrO4（砖红色）

总硬度分析方法采用EDTA滴定法，其原理为在pH10的条件下，用EDTA溶液络合滴定钙和镁离子。铬黑T作指示剂，与钙和镁生成紫红或紫色溶液。滴定中，游离的钙和镁离子首先与EDTA反应，跟指示剂络合的钙和镁离子随后EDTA反应，到达终点时溶液的颜色由紫变为天蓝色。

电导率则采用美国麦隆的多参数水质分析仪（6P）进行测定，方便、简单、快捷、准确。

4 结果与分析

4.1 氯化物与电导率的化验结果与分析

将12个月出水氯化物和电导率的化验结果汇总。

表1 再生水月平均值氯化物与电导率化验数据汇总

图1 年度出水氯化物与电导率关系

上述图表可清晰看出氯化物与电导率存在明显相关性，假设氯化物=K×电导率，其中K表示氯化物与电导率之间的比例系数。通过氯化物和电导率的化验数据总结两者之间的关系，计算得出K值，如表2所示。

表2 再生水氯化物与电导率相关系数K值

图2 年度出水氯化物与电导率相关系数K汇总

由图表可知， K值范围为0.138～0.154，最小值出现在4月，最大值出现在9月。综合12个月均值可以得出，春、夏、秋、冬四季的K季均值，即K春季、K夏季、K秋季、K冬季，分别为：K春季=（K3月+K4月+K5月）/3=0.142；K夏季=（K6月+K7月+K8月）/3=0.142；K秋季=（K9月+K10月+K11月）/3=0.149；K冬季=（K12月+K1月+K2月）/3=0.144，综合4个K季度平均值，可以得出K年均值，即K值，K年均=（K春季+K夏季+K秋季+K冬季）/4=0.144。

通过氯化物与电导率的相关性分析，可以揭示氯化物与电导率两者之间的相关关系，由方便测得的电导率值即可估算出氯化物值。

4.2 总硬度与电导率的化验结果与分析

将12个月出水总硬度和电导率的化验结果汇总。

表3 再生水月平均值总硬度与电导率化验数据汇总

图3 年度出水总硬度与电导率关系

由图可见，总硬度与电导率存在明显相关性。假设总硬度=K×电导率，K表示总硬度与电导率之间的比例系数。通过总硬度与电导率的化验数据总结两者之间的关系，从而计算得出K值见表4。

表4 再生水总硬度与电导率相关系数K值

图4 年度出水总硬度与电导率相关系数K汇总

由图表可知，相关系数K范围为0.194～0.231，最小值出现在冬季1月，最大值出现在夏季7月。综合12个月均值可以得出，春、夏、秋、冬四季的K季均值，即K春季、K夏季、K秋季、K冬季，分别为：K春季=（K3月+K4月+K5月）/3=0.214；K夏季=（K6月+K7月+K8月）/3=0.223；K秋季=（K9月+K10月+K11月）/3=0.208；K冬季=（K12月+K1月+K2月）/3=0.206，综合4个K季度平均值，可以得出K年均值，即K值，K年均=（K春季+K夏季+K秋季+K冬季）/4=0.213。可见，K在周期一年内变化幅度不大且呈现周期变化，4月、9月的K值较接近年平均，故可以代表一年中总硬度与电导率的比值。以K值的大小判断总硬度与电导率系数关系，从而可以根据电导率的化验数据估算总硬度的化验结果。

5 结语

再生水中氯化物、总硬度与电导率在数值上存在相关性。不同月份氯化物与电导率、总硬度与电导率相关系数K值略有不同，波动范围较小。通过本文研究结果，可据相关系数K由电导率值方便快捷及时估算出氯化物、总硬度。突况下，再生水厂必须及时采取措施，对运行工艺参数进行调整，保证出水水质合格达标，对用户平稳供水。

参考文献

[1]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法（第4版）[M].北京：中国环境科学出版社，2002。

[2]中华人民共和国国家标准 GB/T 19923-2005 城市污水再生利用 工业用水水质。