采暖水里的26种杂质，哪些在悄悄作怪？

暖通行业和水有着密切的关系，因此我们多了解亿点水是没错的。

🌍全球淡水 占 总水量的2.5%；

💧可直接利用淡水 占 淡水量的0.31%，占 总水量的0.008%。

水H₂O ：无色、无味、无臭、无毒，透明液体。

天然水中有各种溶解的物质和悬浮其中的固体，这些都被称为水中的杂质。水因杂质的不同而拥有不同的特性。

按颗粒大小，水中杂质可分为悬浮物、胶体和溶解物；按化学性质，可分为无机物、有机物和微生物。以下逐项说明。

1、色度

化学式：致色物质包括腐殖酸、富里酸等天然有机物，以及铁离子（Fe³⁺）、锰离子（Mn²⁺）等金属离子。

解释：色度是水中带色物质引起的颜色深浅，清洁水应无色。色度分为“真色”和“表色”——真色由溶解性物质引起，表色由悬浮物引起。测定采用铂-钴标准比色法或稀释倍数法。

危害：影响水的外观和感官，色度异常可能指示腐殖质、金属离子或工业废水污染。带色物质常与消毒副产物前体有关。

处理：絮凝、沉淀、过滤、活性炭吸附或氧化法。

2、嗅和味

化学式：致臭致味物质包括硫化氢（H₂S）、氨（NH₃）、藻类代谢物（如土臭素、二甲基异莰醇）、余氯（HClO/ClO⁻）等。

解释：水中致臭致味物质引起的感官异常，如土腥味、霉味、氯味等。测定采用嗅气和尝味法。来源包括藻类代谢物、有机物分解、消毒副产物等。

危害：影响水的可饮用性和使用体验，也可能指示藻类繁殖、有机物污染或消毒副产物问题。

处理：曝气、活性炭吸附、氧化处理。

3、浊度

化学式：悬浮颗粒包括黏土（硅酸铝）、泥沙、胶体（如SiO₂·nH₂O）、有机物碎屑等。

解释：不能完全溶解的物质，以颗粒状悬浮在水中，使水呈现浑浊。浊度是衡量悬浮颗粒对光线散射程度的指标，测定采用浊度计法。

危害：影响水的外观；沉积在管路或设备中，干扰工艺流程；悬浮颗粒可能携带微生物和有机物。

处理：絮凝、沉淀和过滤。

4、悬浮固体

化学式：不溶性无机颗粒（黏土、砂粒、金属氧化物）和有机颗粒（动植物残骸碎屑）。

解释：根据不溶性物质的量决定，通过重量法测定。悬浮固体与浊度相关但不完全相同，浊度是光学指标，悬浮固体是质量指标。

危害：沉积在热交换设备、锅炉和水管等中，降低传热效率，减小流通面积。

处理：沉淀过滤处理，过滤一般在絮凝沉淀之前。

5、溶解性固体

化学式：包括所有溶解性无机盐和少量溶解性有机物，主要离子为Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺、HCO₃⁻、SO₄²⁻、Cl⁻等。

解释：根据溶解性物质的总数决定，通过蒸发作用测得，也称为总溶解固体。与电导率存在经验换算关系，TDS（mg/L）≈ 电导率（μS/cm）× 0.55~0.75。

危害：高浓度溶解性固体使水呈苦咸味，饮用者会感受到胃肠刺激；在锅炉中引起泡沫并干扰工艺；加剧金属管道和热水器内胆的电化学腐蚀。

处理：石灰软化法和氢型沸石阳离子交换法；反渗透、电渗析、蒸发处理。

6、电导率

化学式：反映的是所有溶解性离子（Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺、HCO₃⁻、SO₄²⁻、Cl⁻等）的总浓度。

解释：水中离子浓度的综合反映，以微西门子每厘米（μS/cm）表示。天然水体电导率多在50～1500 μS/cm之间。电导率与TDS存在经验换算关系，是水质检测中最基础也最灵敏的指标之一。

危害：电导率过高意味着溶解性无机离子总量高，会加剧结垢、腐蚀和工艺干扰。对饮用水而言，电导率偏高往往伴随TDS超标，水呈现咸苦味。电导率过低（长期低于50 μS/cm）则缺乏缓冲体系，易吸收空气中CO₂形成碳酸，使pH降至5.6左右，对管道产生侵蚀。

处理：降低电导率可通过反渗透、电渗析、离子交换等处理。

7、pH

化学式：pH = -lg[H⁺]，氢离子浓度的负对数。

解释：pH随水中酸性物质或碱性物质而变，大部分自然水体的pH为6.0~8.0。测定采用玻璃电极法或电极法。pH是水质控制中最重要的综合性指标之一。

危害：pH偏离适宜范围会增强水的腐蚀性，或促使结垢、沉积等问题。pH过低（<6.5）增强酸性腐蚀，pH过高（>8.5）促进碳酸钙等垢的形成。

处理：通过加酸（如H₂SO₄、HCl）、加碱（如NaOH、Ca(OH)₂）、曝气、离子交换等调节。

8、碱度

化学式：碳酸氢根（HCO₃⁻）、碳酸根（CO₃²⁻）和氢氧根（OH⁻），以CaCO₃计。

解释：碱度是水中能与强酸发生中和反应的物质总量。碱度与硬度存在关联：总碱度>总硬度时，永硬为0，水呈碱性（pH>7）。

危害：使蒸汽产生泡沫；使锅炉的钢质材料发生脆化；HCO₃⁻和CO₃²⁻受热分解产生CO₂，CO₂溶于水形成碳酸，使冷凝管中产生腐蚀。

处理：石灰和石灰苏打软化法；酸化；氢型沸石软化；除盐处理。

9、硬度

化学式：钙盐和镁盐，以CaCO₃计。主要包括Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂、CaSO₄、MgSO₄、CaCl₂、MgCl₂等。

解释：硬度分为暂时硬度（碳酸盐硬度，可通过加热去除）和永久硬度（非碳酸盐硬度，需化学处理）。水中Ca²⁺和Mg²⁺是构成硬度的主要离子。

危害：热交换设备、锅炉、管路等结垢的主要原因，1毫米厚的水垢可使换热效率下降5~10%；形成皂垢干扰工艺。

处理：软化；锅炉水内处理；表面活性剂处理。

10、游离无机酸

化学式：H₂SO₄（硫酸）、HCl（盐酸）、HNO₃（硝酸）等。

解释：水中以游离态存在的强酸，通常来源于工业废水排放或酸雨。游离无机酸是水中酸性介质腐蚀的主要来源之一。

危害：会腐蚀金属，pH值低于5时腐蚀速率显著加快。

处理：可用碱（如NaOH、Ca(OH)₂、Na₂CO₃）中和。

11、二氧化碳

化学式：CO₂，溶解于水后部分形成碳酸：CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻。

解释：CO₂溶解于水后以游离形式存在，与以CO₃²⁻、HCO₃⁻形式存在的CO₂不同。溶解性CO₂使水的pH降低。

危害：腐蚀水管，尤其是蒸汽管和冷凝管；当水中有氧存在时，由于溶液pH低，会增加氧的腐蚀率，有些热交换器和管道的腐蚀就是由大量游离CO₂引起的。

处理：曝气、除气、用碱中和处理。

12、氧气

化学式：O₂（溶解氧）。

解释：溶解于水中的氧，通过凉水塔喷淋、泵入口等部位溶入水中。溶解氧是导致碳钢等金属发生电化学腐蚀的核心因素。

危害：使水管、热交换设备、锅炉和回流管等产生腐蚀。溶解氧在阴极的还原反应是均匀腐蚀的主要推动力，导致金属整体减薄。

处理：除气；亚硫酸钠（Na₂SO₃）除氧；防腐剂处理。

13、硫化氢

化学式：H₂S。

解释：溶解于水中的气体，产生像“臭鸡蛋味”一样的气味。H₂S溶于水后呈弱酸性，也是硫酸盐还原菌的代谢产物。

危害：会腐蚀金属，H₂S引发的电化学腐蚀是水系统腐蚀的重要机制之一。

处理：曝气；加氯；高碱性阴离子交换处理。

14、氨气

化学式：NH₃（溶于水形成NH₄⁺和OH⁻）。

解释：溶解于水中的氨，通常来自工艺物料泄漏或有机物分解。

危害：通过形成可溶的络合离子，使铜锌合金（如黄铜）产生腐蚀。NH₄⁺等含氮离子会引发多重腐蚀作用。

处理：氢型沸石阳离子交换法；加氯；除气处理。

15、氯离子

化学式：Cl⁻。

解释：水中常见阴离子。离子半径小、穿透力强，能破坏金属表面的钝化膜。

危害：增加固体含量，同时增加了水的腐蚀性。极易诱发点蚀和应力腐蚀开裂，对不锈钢危害尤甚。点蚀形成深而小的腐蚀孔，极易导致穿孔。

处理：软化、反渗透、电渗析、蒸发处理。

16、硫酸根

化学式：SO₄²⁻。

解释：水中常见阴离子，通常其本身不重要，但与钙离子结合后可形成难溶的硫酸钙（CaSO₄）。

危害：增加水中的固体含量；结合钙离子形成硫酸钙垢。硫酸钙垢坚硬致密，难以清除。同时也会促进腐蚀。

处理：软化、反渗透、电渗析、蒸发处理。

17、硝酸根

化学式：NO₃⁻。

解释：水中常见阴离子，在工业中不重要；对控制锅炉钢质材料的硬化有利。

危害：增加固体含量；高浓度的硝酸根会引起婴儿的高铁血红蛋白症（蓝婴症）。

处理：软化、反渗透、电渗析、蒸发处理。

18、氟离子

化学式：F⁻。

解释：水中常见阴离子，适量的氟能使斑驳的牙齿光滑，也能防止蛀牙。我国生活饮用水标准中氟化物限值为1.0 mg/L。

危害：含量过高的氟水对人体有害，会导致氟骨病（骨骼氟中毒）。氟离子也与钙离子结合形成氟化钙（CaF₂）沉淀。

处理：用氢氧化镁、磷酸钙或骨炭吸收；用明矾絮凝处理。

19、钠离子

化学式：Na⁺。

解释：水中常见阳离子，主要贡献含盐量。高浓度钠离子会增强水的导电性。

危害：增加水中的固体含量；在某种条件下钠离子和氢氧根结合会引起锅炉腐蚀。高浓度钠离子与氯化物对高血压及肾脏疾病患者存在潜在风险。

处理：软化、反渗透、电渗析、蒸发处理。

20、铁离子、锰离子

化学式：Fe²⁺/Fe³⁺、Mn²⁺。铁离子在水中可形成氢氧化铁Fe(OH)₃和氢氧化亚铁Fe(OH)₂沉淀。

解释：水中常见金属离子。Fe²⁺在水中易被氧化为Fe³⁺，形成红褐色沉淀。锰离子性质类似但氧化更慢。它们通常是系统腐蚀的产物，但其存在又会催化氧化反应，加速新的腐蚀。

危害：在脱色时会产生沉淀；是水管、锅炉等产生沉淀的根源；会干扰染色、制革和造纸等工艺。

处理：曝气；絮凝和过滤；石灰软化法；阳离子交换；接触过滤；滞留铁离子的表面活性剂处理。

21、铝离子

化学式：Al³⁺。在水中形成氢氧化铝Al(OH)₃，溶度积极小（1.9×10⁻³³）。

解释：在澄清器中通常以絮状物（Al(OH)₃）的形态存在，来源于混凝剂（如明矾Al₂(SO₄)₃）的投加。

危害：会使冷却系统中产生沉淀，并且会在锅炉中产生复杂的垢。铝离子形成的氢氧化铝絮体在设备表面沉积后，影响传热并可能引发垢下腐蚀。

处理：通过改良的澄清器和过滤工艺处理。

22、二氧化硅

化学式：SiO₂（溶解性硅酸H₄SiO₄或SiO₂·nH₂O）。

解释：水中溶解性硅化合物，以硅酸或硅酸根形式存在。硅酸盐垢是工业水处理中最难处理的垢类之一。

危害：会使锅炉和冷却水系统中结垢。硅酸盐垢坚硬、致密且难清除；涡轮叶片上的沉积物是由于不溶的二氧化硅的蒸发造成的。

处理：用镁盐加热去除；高碱性阴离子交换树脂与软化、反渗透、蒸发等工艺相结合。

23、有机物（腐殖质、总有机碳TOC）

化学式：腐殖酸、富里酸等天然有机大分子，总有机碳以TOC表示。

解释：动植物残骸经微生物分解后的产物，以腐殖酸、富里酸为代表，带有负电荷，具有吸附和络合能力。

危害：会增加色度、嗅味和消毒副产物前体，干扰混凝、过滤和离子交换；影响金属离子的迁移和去除；为微生物提供营养源。

处理：混凝、活性炭吸附、氧化、生物处理去除。

24、微生物

化学式：细菌、病毒、藻类、原生动物等。硫酸盐还原菌的代谢产物为H₂S。

解释：水中活的杂质，反映水体有机污染和细菌污染程度。藻类还会产生腥味。

危害：可能引起疾病传播；管道腐蚀和生物粘泥；粘泥层覆盖下形成氧浓差电池，导致腐蚀；部分细菌直接参与腐蚀过程（微生物诱导腐蚀MIC）。

处理：消毒（加氯、臭氧、紫外）、过滤、生物处理控制。

25、放射性核素

化学式：镭（Ra）、铀（U）、氡（Rn）等天然放射性核素；锶-90（⁹⁰Sr）、铯-137（¹³⁷Cs）等人工放射性核素。

解释：天然水中可能存在天然放射性核素，某些情况下也可能出现人工放射性核素。放射性核素通过衰变释放α、β、γ射线。

危害：长期摄入或接触超标放射性核素会增加健康风险，主要表现为致癌风险。

处理：混凝沉淀、离子交换、反渗透等处理。

26、消毒剂余量（余氯）

化学式：HClO（次氯酸）、ClO⁻（次氯酸根），来源于Cl₂、NaClO、Ca(ClO)₂等消毒剂。

解释：原水经消毒处理后残留的消毒剂，余氯可防止管网二次污染。余氯分为游离余氯和化合余氯。

危害：过量会产生嗅味和消毒副产物（如三卤甲烷THMs、卤乙酸HAAs等），部分消毒副产物具有致癌风险。

处理：可通过活性炭吸附、曝气或还原剂（如Na₂SO₃）去除。

总结：

与采暖效果直接相关的主要杂质有：硬度、碱度、pH、溶解氧、二氧化碳、氯离子、硫酸根、铁锰离子、二氧化硅、氨、硫化氢、悬浮固体、溶解性固体、电导率、有机物和微生物。

结垢方面：硬度、碱度、pH、硫酸根、二氧化硅。钙镁与碳酸氢根高温生成水垢，降低换热效率，严重时堵塞管路。

腐蚀方面：pH、溶解氧、二氧化碳、氯离子、氨、硫化氢、铁锰离子。溶解氧和CO₂导致金属腐蚀、点蚀、漏水；氯离子破坏不锈钢钝化膜；氨和硫化氢腐蚀铜合金。

沉积与生物粘泥方面：悬浮固体、溶解性固体、电导率、铁锰离子、有机物、微生物。沉积污垢，微生物形成生物粘泥，堵塞地暖管和散热器。

色度、嗅和味、氟离子、硝酸根、放射性核素、余氯对采暖影响较小，但可反映水质污染。

因此，采暖水质控制重点是硬度、碱度、pH、溶解氧、氯离子、悬浮物、铁锰和微生物，核心是防结垢、防腐蚀、防生物粘泥。

实际运行中还需配合采暖清洗和保护剂：定期清洗去除水垢、锈垢和生物粘泥；保护剂在金属表面形成保护膜，抑制腐蚀和结垢，维持水质稳定，从而保证换热效率、延长设备寿命并维持采暖效果。