工业用水电导率随时间变化的浅层探究

薛 龙

（陕钢集团汉中钢铁有限责任公司计量检验中心， 陕西 勉县 724200）

电导率是指在特定条件下距离为1 cm、横截面积为1 cm2的两电极间介质电阻的倒数。它是水中存在离子传导电流能力的量度。电导率的大小决定于溶液中离子的浓度、性质和溶液温度，黏度等。因此在其他（离子种类、溶液温度，黏度等）基本相同的条件下，它间接的表征了水中可溶性电解质的浓度。

工业实际用水的pH一般在5.5～12.0，这一范围内的水样的电导率在不同pH段随时间的变化而发生变化。根据观测本陕钢集团汉中钢铁有限责任公司两个月来工业用水的pH和电导率情况结合本部门实验条件，本文作者选取轧钢厂冷凝水、炼钢厂工业补水、除氧器水，锅炉水、能源介质化验室自来水，自制去离子水六类水样进行电导率测定，研究其电导率随时间变化的规律。

1 实验部分

1）试样采集。双人协同作业，到取样点后先打开阀门排空水10 min，保证所取水样的代表性，然后取样、封装、标注取样地点、样品名称、取样时间。

2）试样分析。将采集的试样运用电导率仪（测定采取定时测量的方法前4 h每30 min测定一个数值，4～12时每小时测定一个点）测定并记录其电导率。

2 结果分析与讨论

测定的数据如表1所示。在测定电导率的同时在试样测定的初始阶段测定六类水样的pH：冷凝水5.16、除氧器水 6.37、工业水 7.18、自来水 7.45、去离子水7.58、锅炉水9.60。根据这水样的pH和以及测定的电导率变化趋势可以分为四组状况分别进行分析讨论。

表1 水样电导率随时间变化数据表 μS/m

2.1 弱酸性水样冷凝器水和除氧器水

根据冷凝器水和除氧器水的电导率变化图（图1，图2）所示，该组的电导率随时间变化的规律：初始电导率值不高，然后随着测定时间的增长，迅速下降，在210 min时基本达到平衡，在后面的时间段虽有波动但基本在一条直线范围下下波动。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气体溶解量较小，二氧化碳溶解产生的离子浓度变化现象不明显，在敞开式环境中随着时间推移氧气将水中的水中的微量还原性离子如Fe2+被氧化，水中离子的电极电位降低导致水溶液电导率也相应的降低，水中的悬浮物团聚沉降，电解质被器壁吸附。在210 min后水中二氧化碳的溶解度达到动态平衡，所以出现了波动现象。

图1 冷凝水水质电导率随时间变化图

图2 除氧水质电导率随时间变化图

2.2 碱性水样锅炉水

根据图3可以得出，工业中碱性水样的初始电导率都较高，而且随时间推移，一直变小，到660 min时达到平衡。分析原因，此水样由于浊度较大，初始的指标都较高，随着时间的推移。溶液中的悬浮物开始慢慢沉积，再加上本身的碱性氛围导致一部分的金属离子氧化，与水中的OH-形成氢氧化物沉淀。沉淀本身的吸附性也带走一部分的离子所以综合表现为电导率下降。

图3 锅炉水水质电导率随时间变化图

2.3 中性水样自来水工业补水

如图5及图6所示，该组分水样初始电导率值较高，随着时间的推移，电导率逐步攀升，在4～5 h到达顶峰位置，然后急剧下降，在10～11 h时达到平衡，平衡时的电导率要比初始电导率稍低，探究原因：自来水、工业补水含有微量量的钙镁离子，在敞开式环境中，开始时中性水吸收空气中的二氧化碳，形成碳酸，碳酸水解形成碳酸根与氢离子，吸收到一定程度碳酸与碳酸根离子达到动态平衡，所以呈现先升高后动态平衡的状况，当碳酸根到达一定浓度，碳酸根与微量的钙镁离子结合，生成微量难电离的碳酸钙与碳酸镁所以呈现下降现象，当反应一段时候后钙镁离子的浓度降低，碳酸钙和碳酸镁的溶解和沉淀达到动态平衡，最终稳定，沉淀沉降过程一般会吸附大量离子。

图4 去离子水电导率随时间变化的图

图5 自来水水质电导率随时间变化的图

图6 工业补水水质电导率随时间变化图

2.4 参照对比组

去离子水的数据作为一个比对参考值，它直接反映出同一时间段内正常pH水样的二氧化碳及其他气体溶解在水中所产生的水样电导率的变化趋势，根据图4及表1可知，在正常情况下气体溶解在水中增大了溶液的电导率但是并不大只有8 μS/m3，5～6 h便达到平衡，由此做对比，反观前面三组水样的电导率变化。

综上所述水质分析过程中电导率随时间在30～600 min内发生剧烈变化酸性水样和碱性水样电导率由大变小，中性水样先变大后变小，在660 min后达到动态平衡。因此，可以可以看出水样分析时，其自身的特性将导致自身电导率的变化，水样储存时间越长，变化水样的电导率变化越剧烈。因此在对水质要求严格的设备仪器时，在水质储运，使用时应该特别注意。