Rozwiązania do uzdatniania wody
Definicja i opis
Przewodność substancji jest definiowana jako „zdolność lub moc do przewodzenia lub przekazywania ciepła, elektryczności lub dźwięku”. Jej jednostkami są Siemens na metr w układzie SI i milimetry na centymetr w zwyczajowych jednostkach amerykańskich. Jego symbolem jest k lub s.
Przewodnictwo elektryczne (EC)
Prąd elektryczny wynika z ruchu cząstek naładowanych elektrycznie w odpowiedzi na siły, które działają na nie z przyłożonego pola elektrycznego. W większości materiałów stałych prąd powstaje w wyniku przepływu elektronów, co nazywane jest przewodnictwem elektronowym. We wszystkich przewodnikach, półprzewodnikach i wielu materiałach izolowanych występuje tylko przewodnictwo elektroniczne, a przewodnictwo elektryczne jest silnie uzależnione od liczby elektronów dostępnych do udziału w procesie przewodzenia. Większość metali jest wyjątkowo dobrymi przewodnikami elektryczności, ze względu na dużą liczbę swobodnych elektronów, które mogą być wzbudzone w pustym i dostępnym stanie energetycznym.
W wodzie i materiałach jonowych lub cieczach może wystąpić ruch netto naładowanych jonów. Zjawisko to powoduje powstawanie prądu elektrycznego i nazywane jest przewodnictwem jonowym.
Przewodnictwo elektryczne definiuje się jako stosunek gęstości prądu (J) do natężenia pola elektrycznego (e) i jest ono przeciwieństwem rezystywności (r, ):
s = J/e = 1/r
Srebro ma najwyższą przewodność spośród wszystkich metali: 63 x 106 S/m.
Przewodnictwo wody
Czysta woda nie jest dobrym przewodnikiem elektryczności. Zwykła woda destylowana w równowadze z dwutlenkiem węgla z powietrza ma przewodność około 10 x 10-6 W-1*m-1 (20 dS/m). Ponieważ prąd elektryczny jest transportowany przez jony w roztworze, przewodność wzrasta wraz ze wzrostem stężenia jonów.
Przewodność wzrasta zatem wraz z rozpuszczaniem w wodzie gatunków jonowych.
Typowe przewodnictwo wód:
Ultra czysta woda 5.5 – 10-6 S/m
Woda pitna 0.005 – 0.05 S/m
Woda morska 5 S/m
Przewodnictwo elektryczne i TDS
TDS lub Total Dissolved Solids jest miarą całkowitej ilości jonów w roztworze. EC jest w rzeczywistości miarą aktywności jonowej roztworu pod względem jego zdolności do przenoszenia prądu. W rozcieńczonym roztworze, TDS i EC są dość porównywalne. TDS próbki wody na podstawie zmierzonej wartości EC może być obliczone przy użyciu następującego równania:
TDS (mg/l) = 0.5 x EC (dS/m lub mmho/cm) lub = 0.5 * 1000 x EC (mS/cm)
Powyższa zależność może być również użyta do sprawdzenia akceptowalności analiz chemicznych wody. Nie ma ona zastosowania do ścieków.
W miarę jak roztwór staje się coraz bardziej stężony (TDS > 1000 mg/l, EC > 2000 ms/cm), bliskość jonów roztworu względem siebie zmniejsza ich aktywność, a w konsekwencji zdolność do przenoszenia prądu, chociaż fizyczna ilość rozpuszczonych substancji stałych nie ulega zmianie. Przy wysokich wartościach TDS stosunek TDS/EC wzrasta, a zależność zmierza w kierunku TDS = 0,9 x EC.
W takich przypadkach nie należy stosować wyżej wymienionej zależności i każdą próbkę należy charakteryzować oddzielnie.
W przypadku wody do celów rolniczych i irygacyjnych wartości EC i TDS są powiązane ze sobą i mogą być przeliczane z dokładnością do około 10% za pomocą następującego równania:
TDS (mg/l) = 640 x EC (ds/m lub mmho/cm).
W procesie odwróconej osmozy woda jest wtłaczana do półprzepuszczalnej membrany, pozostawiając zanieczyszczenia. Proces ten jest w stanie usunąć 95-99% TDS, zapewniając czystą lub ultraczystą wodę.
Używaj kalkulatorów Lenntech do obliczania zawartości TDS z analizy wody i do przeliczania TDS na EC lub odwrotnie.
Wykorzystaj kalkulatory Lenntech do obliczania zawartości TDS w wodzie.