Waterbehandelingsoplossingen
Definitie en beschrijving
Geleidbaarheid van een stof wordt gedefinieerd als “het vermogen of de kracht om warmte, elektriciteit of geluid te geleiden of over te brengen”. De eenheden zijn Siemens per meter in SI en millimhos per centimeter in U.S. customary units. Het symbool is k of s.
Elektrisch geleidingsvermogen (EC)
Een elektrische stroom is het resultaat van de beweging van elektrisch geladen deeltjes als reactie op krachten die op hen werken door een toegepast elektrisch veld. In de meeste vaste materialen ontstaat een stroom door de stroom van elektronen, die elektronische geleiding wordt genoemd. In alle geleiders, halfgeleiders en veel geïsoleerde materialen bestaat alleen elektronische geleiding, en het elektrisch geleidingsvermogen is sterk afhankelijk van het aantal elektronen dat beschikbaar is om aan het geleidingproces deel te nemen. De meeste metalen zijn zeer goede geleiders van elektriciteit, vanwege het grote aantal vrije elektronen dat kan worden aangeslagen in een lege en beschikbare energietoestand.
In water en ionische materialen of vloeistoffen kan een netto beweging van geladen ionen optreden. Dit verschijnsel produceert een elektrische stroom en wordt ionische geleiding genoemd.
Elektrisch geleidingsvermogen wordt gedefinieerd als de verhouding tussen de stroomdichtheid (J) en de elektrische veldsterkte (e) en het is het tegengestelde van het weerstandsvermogen (r, ):
s = J/e = 1/r
Zilver heeft het hoogste geleidingsvermogen van alle metalen: 63 x 106 S/m.
Geleidbaarheid van water
Puur water is geen goede geleider van elektriciteit. Gewoon gedestilleerd water in evenwicht met kooldioxide uit de lucht heeft een geleidingsvermogen van ongeveer 10 x 10-6 W-1*m-1 (20 dS/m). Omdat de elektrische stroom door de ionen in oplossing wordt getransporteerd, neemt het geleidingsvermogen toe naarmate de concentratie van ionen toeneemt.
Het geleidingsvermogen neemt dus toe naarmate water ionische soorten oplost.
Typische geleidbaarheid van water:
Ultra zuiver water 5,5 – 10-6 S/m
Drinkwater 0,005 – 0,05 S/m
Zee water 5 S/m
Elektrisch geleidingsvermogen en TDS
TDS of Totaal opgeloste vaste stoffen is een maat voor het totaal aan ionen in oplossing. EC is eigenlijk een maat voor de ionische activiteit van een oplossing in termen van het vermogen ervan om stroom door te geven. In verdunde oplossing zijn TDS en EC redelijk vergelijkbaar. De TDS van een watermonster op basis van de gemeten EC-waarde kan worden berekend met de volgende vergelijking:
TDS (mg/l) = 0,5 x EC (dS/m of mmho/cm) of = 0,5 * 1000 x EC (mS/cm)
De bovenstaande vergelijking kan ook worden gebruikt om de aanvaardbaarheid van chemische wateranalyses te controleren. Zij is niet van toepassing op afvalwater.
Naarmate de oplossing geconcentreerder wordt (TDS > 1000 mg/l, EC > 2000 ms/cm), vermindert de nabijheid van de oplossingsionen tot elkaar hun activiteit en dientengevolge hun vermogen om stroom over te brengen, hoewel de fysieke hoeveelheid opgeloste vaste stoffen niet wordt beïnvloed. Bij hoge TDS-waarden neemt de verhouding TDS/EC toe en neigt de relatie naar TDS = 0,9 x EC.
In deze gevallen moet de bovengenoemde relatie niet worden gebruikt en moet elk monster afzonderlijk worden gekarakteriseerd.
Voor water voor landbouw- en irrigatiedoeleinden zijn de waarden voor EC en TDS aan elkaar gerelateerd en kunnen met een nauwkeurigheid van ongeveer 10% worden omgerekend met behulp van de volgende vergelijking:
TDS (mg/l) = 640 x EC (ds/m of mmho/cm).
Met het omgekeerde osmose proces wordt water door een semi-ondoordringbaar membraan geperst, waarbij de onzuiverheden achterblijven. Dit proces is in staat om 95-99% van de TDS te verwijderen, waardoor zuiver of ultrazuiver water wordt verkregen.
Gebruik Lenntech calculators om het TDS gehalte te berekenen van water analyse en om TDS om te rekenen in EC of visa versa.