III. Термінологія індикатора якості води
1. Концентрація іонів водню (pH): метод вираження концентрації іонів водню. Це від’ємний логарифм концентрації (активності) іонів водню у водному розчині, тобто -lg[H+]. Показує кислотність або лужність зразка води і є безрозмірним.
2. Провідність (σ): Відображає здатність розчину проводити електричний струм. Це величина, зворотна питомому опору. Загальноприйнятою одиницею є сименс на метр (С/м). Просте перетворення одиниць виглядає так:
1 мкСм/см=0.001 мСм/см=0.0001 См/м
3. Питомий опір (ρ): фізична величина, яка вимірює опір матеріалу електричному струму. Це величина, зворотна провідності. Загальною одиницею є Ом на метр (Ом*м). Прості одиниці перетворення:
1 МОм*см=10000 Ом*м
4. Каламутність (TUB): це стосується ступеня, до якого розчин перешкоджає проходженню світла. Він включає розсіювання світла завислими речовинами та поглинання світла молекулами розчиненої речовини. Каламутність води пов'язана не тільки з вмістом зважених речовин, але і з їх розміром, формою і показником заломлення. Одиниця: NTU/TU.
5. Кольоровість: колір води (відтінок і насиченість, за винятком яскравості). За 15 хвилин до вимірювання його слід освітлити і зафіксувати значення рН. Одиницею є градуси.
6. Жорсткість води: здатність іонів кальцію та магнію у воді осаджувати мильну воду. Чим більше іонів кальцію та магнію, тим вища твердість. Він поділяється на тимчасову твердість (карбонат) і постійну твердість (не-карбонат). Одиницею вимірювання є ммоль/л або мг/л.
7. Лужність (ALK): відноситься до загальної кількості речовин у воді, які можуть нейтралізувати сильні кислоти. Іншими словами, це загальна кількість речовин, які можуть приймати протони (Н+). Це включає сильні основи, слабкі основи та солі сильних основ і слабких кислот. Лужність у природній воді в основному спричинена бікарбонатами (CHO3-), карбонатами та гідроксидами, причому бікарбонати є основною формою лужності. Одиниця – ммоль/л.
8. Кислотність: відноситься до загальної кількості речовин у воді, які можуть нейтралізувати сильні основи. Іншими словами, це загальна кількість речовин, які можуть приймати протони (OH-). Це включає неорганічні кислоти, органічні кислоти та солі сильних кислот і слабких основ. Одиниця: (КОН)/(мг/г).
9. Розчинений кисень (РО): молекулярний кисень, розчинений у воді. DO є показником самоочисної-ємності водного тіла. Щоб запобігти корозії, котлова вода та подібні продукти мають суворі вимоги щодо DO. Одиниця – мг/л.
10. Залишковий хлор: загальна кількість доступного хлору, що залишається у воді після того, як доданий хлор прореагує під час дезінфекції води. Надлишок залишкового хлору надасть воді неприємний запах, а недостатній вміст залишкового хлору спричинить втрату стерилізаційної здатності води. Одиниця – мг/л.
11. Завислі тверді речовини (SS): тверді речовини, завислі у воді, включаючи нерозчинні неорганічні та органічні речовини, а також мул, глину та мікроорганізми. Це один із показників для вимірювання ступеня забруднення води та головна причина каламутності води. Одиниця – мг/л.
12. Хімічна потреба в кисні (ХПК): кількість кисню, що споживається, коли хімічні окислювачі (такі як перманганат калію та дихромат калію) окислюють аеробні забруднюючі речовини у воді за певних умов. Це один із важливих комплексних показників оцінки ступеня забруднення води. CODMn/CODcr стосується використання окислювачів KMnO4 та K2Cr2O7 відповідно. Одиниця – мг/л.
Примітка. Для ефективної диференціації CODMn часто називають індексом перманганату калію, який в основному використовується в системах очищення чистої води, тоді як CODcr частіше використовується в системах очищення стічних вод.
13. Біохімічна потреба в кисні (БПК): Це відноситься до кількості розчиненого кисню, який споживають мікроорганізми під час розкладання та окислення органічних речовин у воді за визначеного часу, температури та умов. В першу чергу він контролює стан забруднення органічними речовинами. БСК5 – це п’яти-денна біохімічна потреба в кисні. Співвідношення BPK5/CODcr більше 0,3 вказує на хорошу біорозкладаність у воді. Одиниця – мг/л.
14. Загальна потреба в кисні (TOD): кількість кисню, необхідна для згоряння відновних речовин у воді в стабільні оксиди при високих температурах. TOD > CODcr > BOD5. Одиниця – мг/л.
15. Загальний вміст органічного вуглецю (TOC): загальний вміст вуглецю в органічних речовинах у воді. Одиниця – мг/л.
16. Амоніачний азот (NH3-N, виражений як N): азот у воді існує у формі вільного аміаку (NH3) та іонів амонію (NH4+). Органічна речовина-походження тварин зазвичай має вищий вміст азоту, ніж органічна речовина рослинного походження. Одиниця: мг/л.
17. Загальний вміст фосфору (TP): Загальна кількість фосфору у воді у всіх його формах. Фосфат перешкоджає процесу згортання. Фосфор є ключовим елементом для росту водоростей; Надлишок фосфору викликає евтрофікацію. Одиниця: мг/л.
18. Загальний азот (TN): Загальна кількість неорганічного та органічного азоту у воді у всіх його формах. Загальний азот=органічний азот (органічний азот=білковий азот + не-білковий азот) + неорганічний азот (неорганічний азот=аміачний азот + NO2- + NO3-), що вказує на ступінь забруднення водойм біогенними речовинами. Одиниця: мг/л.
19. Індекс щільності осаду (SDI): Використовується для вимірювання кількості зважених твердих речовин у сирій воді, яка використовується в системі зворотного осмосу. Він відображає вміст частинок, колоїдів та інших речовин у воді, які можуть засмічувати різні пристрої очищення води, і є основним засобом перевірки того, чи стічні води із системи попереднього очищення відповідають вимогам до живильної води зворотного осмосу.
Примітка. Тест SDI проводиться шляхом фільтрації води під постійним тиском 207 кПа методом постійного струму (без перехресного потоку). Як правило, кругла мембрана 0,45 мкм використовується для тестування 500 мл зразка води протягом 15 хвилин. SDI можна розрахувати за такою формулою:
20. Загальна кількість розчинених твердих речовин (TDS): загальна кількість розчинених твердих речовин у воді, що представляє собою неорганічну речовину, що залишилася після фільтрації зважених твердих речовин (SS) і колоїдів і випаровування всієї води. Одиниця – мг/л.
Примітка. У розчинах із низькою{0}}концентрацією (TDS менше або дорівнює 150 мг/л) існує приблизне числове співвідношення між TDS і провідністю, тобто провідність (мкс/см)=2 * TDS (мг/л).
21. Потенціал-відновлення окислення (ОВП): макроскопічна властивість-відновлення окислення, яку демонструють усі речовини у водному розчині. Вищий ОВП вказує на сильнішу окислювальну здатність, і навпаки. Одиниця – мВ.
22. Швидкість опріснення: Відноситься до відсотка аніонів і катіонів, видалених з води під час хімічних процесів або процесів іонного обміну. У практичних застосуваннях це зазвичай стосується швидкості видалення солі системою зворотного осмосу. Формула розрахунку така: Швидкість опріснення=(загальний вміст солі у живильній воді - загальний вміст солі у воді у продукті) / загальний вміст солі у живильній воді × 100%. Швидка формула оцінки: (Провідність сирої води - Провідність води продукту) / Провідність сирої води.
23. Швидкість відновлення: це відноситься до співвідношення швидкості потоку води продукту до швидкості потоку живильної води. Формула така: витрата води продукту / витрата живильної води × 100%. В односпрямованій системі швидкість потоку живильної води ≈ Швидкість потоку води продукту + Швидкість потоку концентрату.
24. Концентраційна поляризація: це стосується вибіркового перенесення певних речовин через мембрану під впливом трансмембранних рушійних сил, що призводить до градієнта концентрації на межі розділу мембрана/розчин. Концентраційна поляризація сильно впливає на продуктивність процесу розділення. Щоб зменшити концентраційну поляризацію, швидкість потоку розчину між мембранами збільшується, і турбулентність сприяє.
25. Частки на мільйон (ppm): це одна частина на мільйон одиниці маси або об’єму, тобто 1 ppm=1/10^(-6), що часто відноситься до міліграмів на літр (мг/л).
26. Частини на мільярд (ppb): це одна частина на мільярд одиниці маси або об’єму, тобто 1 ppb=1/10^(-9), часто це мікрограми на літр (мкг/л). 27. Частини на трильйон: це відноситься до однієї трильйонної частини одиниці маси або об’єму, тобто 1 ppt=1/10^(-12), часто виражається як пікограмів на літр (пг/л).