1. Definición de dureza del agua
La dureza del agua se refiere a la concentración total de iones metálicos divalentes como el calcio (Ca²⁺) y el magnesio (Mg²⁺) disuelto en agua. Estos iones generalmente se combinan con aniones como carbonato (Co₃²⁻), sulfato (SO₄²⁻) y cloruro (CL⁻) para formar compuestos como carbonatos, sulfatos y cloruros. En los cuerpos de agua naturales, los iones de calcio y magnesio representan más del 90%, y otros iones metálicos como el hierro y el manganeso son insignificantes debido a su contenido extremadamente bajo.
Según el "Informe de recursos hídricos de China", la dureza del agua subterránea en las regiones del norte es generalmente alta. Por ejemplo, la dureza total en algunas áreas de la llanura del norte de China puede alcanzar 300-500 Mg/L (en términos de caco₃), mientras que la dureza en las regiones del sur suele ser inferior a 100 mg/L debido a las diferencias en la estructura geológica. Esta diferencia está relacionada principalmente con la composición regional de roca y el proceso de infiltración de precipitación.
2. Peligros industriales de dureza
Disminución de la eficiencia del intercambio de calor: la conductividad térmica de la escala es solo de 1/500 a 1/100 de la del acero. Por ejemplo, la escala de silicato de 1 mm de espesor puede aumentar el consumo de combustible de la caldera en un 10%y reducir la eficiencia térmica en un 15%-20%. Los datos de una central eléctrica mostraron que la escala causó un aumento en los costos anuales de carbón de aproximadamente 1,2 millones de yuanes.
Corrosión de equipos y riesgos de seguridad: la corrosión local (como las picaduras) es propensa a ocurrir bajo escala, lo que reduce la resistencia de la pared de la tubería de metal. Si una caldera con una presión de 1. 0 MPA tiene 1 mm de escala, la temperatura de la pared de la tubería aumentará de 280 grados a 680 grados, la resistencia a la tracción del acero disminuirá en un 75%, y el riesgo de estallido de la tubería aumentará significativamente.
Impact on product quality: When the textile industry uses hard water, calcium and magnesium ions combine with dyes to easily form spots. Due to excessive water hardness (>150 mg/l) En una fábrica de impresión y teñido, la tasa defectuosa aumentó del 2% al 8%, y la pérdida anual excedió 500, 000 yuan.
Costos de mantenimiento creciente: se estima que cuesta 3, 000-5, 000 yuan eliminar 1 tonelada de escala de los equipos industriales, y la pérdida de capacidad diaria promedio causada por el tiempo de inactividad de la limpieza es del 10%-15%.
3. Clasificación y características de la dureza
La dureza del agua se puede dividir en las siguientes dos categorías:
Dureza de carbonato (dureza temporal): compuesto de calcio y bicarbonatos de magnesio [CA (HCO₃) ₂, Mg (HCO₃) ₂], que se descomponen en precipitados (como Caco₃, Mg (OH) ₂) cuando se calientan.
Este tipo de dureza se puede eliminar hirviendo.
Dureza no carbonato (dureza permanente): compuesto de sulfatos de calcio y magnesio, cloruros (como CASO₄, MGCL₂), etc., que no se pueden eliminar calentando y requieren un tratamiento de ablandamiento químico.
La dureza total es la suma de los dos. Si la alcalinidad total es más alta que la dureza total, la diferencia se llama "dureza negativa", que es más común en los cuerpos de agua con alto contenido de sal de sodio.
4. Unidades de dureza y conversión de cálculo
Las unidades comunes de dureza incluyen MMOL/L, Mg/L (calculada como caco₃), títulos alemanes (grado DH), etc.