工業(yè)用水電導率隨時間變化的淺層探究

薛 龍

（陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司計量檢驗中心， 陜西 勉縣 724200）

電導率是指在特定條件下距離為1 cm、橫截面積為1 cm2的兩電極間介質電阻的倒數(shù)。它是水中存在離子傳導電流能力的量度。電導率的大小決定于溶液中離子的濃度、性質和溶液溫度，黏度等。因此在其他（離子種類、溶液溫度，黏度等）基本相同的條件下，它間接的表征了水中可溶性電解質的濃度。

工業(yè)實際用水的pH一般在5.5～12.0，這一范圍內的水樣的電導率在不同pH段隨時間的變化而發(fā)生變化。根據(jù)觀測本陜鋼集團漢中鋼鐵有限責任公司兩個月來工業(yè)用水的pH和電導率情況結合本部門實驗條件，本文作者選取軋鋼廠冷凝水、煉鋼廠工業(yè)補水、除氧器水，鍋爐水、能源介質化驗室自來水，自制去離子水六類水樣進行電導率測定，研究其電導率隨時間變化的規(guī)律。

1 實驗部分

1）試樣采集。雙人協(xié)同作業(yè)，到取樣點后先打開閥門排空水10 min，保證所取水樣的代表性，然后取樣、封裝、標注取樣地點、樣品名稱、取樣時間。

2）試樣分析。將采集的試樣運用電導率儀（測定采取定時測量的方法前4 h每30 min測定一個數(shù)值，4～12時每小時測定一個點）測定并記錄其電導率。

2 結果分析與討論

測定的數(shù)據(jù)如表1所示。在測定電導率的同時在試樣測定的初始階段測定六類水樣的pH：冷凝水5.16、除氧器水 6.37、工業(yè)水 7.18、自來水 7.45、去離子水7.58、鍋爐水9.60。根據(jù)這水樣的pH和以及測定的電導率變化趨勢可以分為四組狀況分別進行分析討論。

表1 水樣電導率隨時間變化數(shù)據(jù)表 μS/m

2.1 弱酸性水樣冷凝器水和除氧器水

根據(jù)冷凝器水和除氧器水的電導率變化圖（圖1，圖2）所示，該組的電導率隨時間變化的規(guī)律：初始電導率值不高，然后隨著測定時間的增長，迅速下降，在210 min時基本達到平衡，在后面的時間段雖有波動但基本在一條直線范圍下下波動。究其原因，存在的可能性有，在微酸性溶液中二氧化碳等酸性氣體溶解量較小，二氧化碳溶解產生的離子濃度變化現(xiàn)象不明顯，在敞開式環(huán)境中隨著時間推移氧氣將水中的水中的微量還原性離子如Fe2+被氧化，水中離子的電極電位降低導致水溶液電導率也相應的降低，水中的懸浮物團聚沉降，電解質被器壁吸附。在210 min后水中二氧化碳的溶解度達到動態(tài)平衡，所以出現(xiàn)了波動現(xiàn)象。

圖1 冷凝水水質電導率隨時間變化圖

圖2 除氧水質電導率隨時間變化圖

2.2 堿性水樣鍋爐水

根據(jù)圖3可以得出，工業(yè)中堿性水樣的初始電導率都較高，而且隨時間推移，一直變小，到660 min時達到平衡。分析原因，此水樣由于濁度較大，初始的指標都較高，隨著時間的推移。溶液中的懸浮物開始慢慢沉積，再加上本身的堿性氛圍導致一部分的金屬離子氧化，與水中的OH-形成氫氧化物沉淀。沉淀本身的吸附性也帶走一部分的離子所以綜合表現(xiàn)為電導率下降。

圖3 鍋爐水水質電導率隨時間變化圖

2.3 中性水樣自來水工業(yè)補水

如圖5及圖6所示，該組分水樣初始電導率值較高，隨著時間的推移，電導率逐步攀升，在4～5 h到達頂峰位置，然后急劇下降，在10～11 h時達到平衡，平衡時的電導率要比初始電導率稍低，探究原因：自來水、工業(yè)補水含有微量量的鈣鎂離子，在敞開式環(huán)境中，開始時中性水吸收空氣中的二氧化碳，形成碳酸，碳酸水解形成碳酸根與氫離子，吸收到一定程度碳酸與碳酸根離子達到動態(tài)平衡，所以呈現(xiàn)先升高后動態(tài)平衡的狀況，當碳酸根到達一定濃度，碳酸根與微量的鈣鎂離子結合，生成微量難電離的碳酸鈣與碳酸鎂所以呈現(xiàn)下降現(xiàn)象，當反應一段時候后鈣鎂離子的濃度降低，碳酸鈣和碳酸鎂的溶解和沉淀達到動態(tài)平衡，最終穩(wěn)定，沉淀沉降過程一般會吸附大量離子。

圖4 去離子水電導率隨時間變化的圖

圖5 自來水水質電導率隨時間變化的圖

圖6 工業(yè)補水水質電導率隨時間變化圖

2.4 參照對比組

去離子水的數(shù)據(jù)作為一個比對參考值，它直接反映出同一時間段內正常pH水樣的二氧化碳及其他氣體溶解在水中所產生的水樣電導率的變化趨勢，根據(jù)圖4及表1可知，在正常情況下氣體溶解在水中增大了溶液的電導率但是并不大只有8 μS/m3，5～6 h便達到平衡，由此做對比，反觀前面三組水樣的電導率變化。

綜上所述水質分析過程中電導率隨時間在30～600 min內發(fā)生劇烈變化酸性水樣和堿性水樣電導率由大變小，中性水樣先變大后變小，在660 min后達到動態(tài)平衡。因此，可以可以看出水樣分析時，其自身的特性將導致自身電導率的變化，水樣儲存時間越長，變化水樣的電導率變化越劇烈。因此在對水質要求嚴格的設備儀器時，在水質儲運，使用時應該特別注意。