Alkalinitet

 Skriva ut

Vad är alkalinitet?

Alkalinitet är ett mått på vattnets förmåga att neutralisera syror. Det här kallas vattnets buffringskapacitet eller vattnets förmåga att motstå pH-förändringar när syra tillsätts.

Alkalinitet i vatten (med ett pH-värde på 7,0 eller högre) orsakas i första hand av förekomst av upplösta syraneutraliserande ämnen (alkalier). Den hänför sig till balansen hos koldioxid i vatten och är en funktion av pH.

De tre primära alkalijonerna i vatten som bidrar till alkalinitet är:

  • bikarbonat (HCO 3 -)
  • karbonat (CO 3 2-)
  • hydroxid (OH -)

Total alkalinitet

Total alkalinitet är ett mått i delar per miljon av alla alkalier (alla karbonat-, bikarbonat- och hydroxidjoner) som finns i ett prov. Därför är den totala alkaliniteten ett mått på vattnets förmåga att motstå förändringar av pH.

Den totala alkaliniteten bestäms genom titrering till ett pH-värde på 4,9, 4,6, 4,5 eller 4,3, beroende på den mängd koldioxid som förekommer.

Fenolftaleinalkalinitet

Fenolftaleinalkaliniteten (p-alkaliniteten) bestäms genom titrering till ett pH på 8,3 (slutpunkten när fenolftaleinindikatorn ändrar färg) och registrerar den totala hydroxiden och halva karbonatförekomsten. Fenolftaleinalkaliniteten är en delmängd av total alkalinitet.

Normalt är hårt vatten alkaliskt, medan mjukt vatten är mer surt. Det finns dock undantag vid ovanliga omständigheter.


Handla nu

Varför genomför man ett alkalinitetstest?

Alkalinitet är en viktig faktor i en mängd olika tillämpningar, från dricksvatten och drycker till pannvatten-/kylvatten- och avloppsvattenbehandling samt många typer av tillverkning och kemisk produktion.

  • Hög alkalinitet kan minska toxiciteten hos tungmetaller genom användning av tillgängliga bikarbonater och karbonater för att avlägsna metaller från lösningar.
  • I naturmiljöer gör låg alkalinitet vattendrag, floder eller sjöar sårbara för sura föroreningar som kan sänka vattnets pH-värde till nivåer som är skadliga för amfibier, fisk eller djurplankton.
  • Alkaliniteten behövs för att buffra eller stabilisera pH i syfte att underlätta den anaeroba rötningsfasen vid behandling av avloppsvatten.
  • I biologisk behandling av avloppsvatten förbrukar nitrifieringsprocessen alkalinitet när ammoniak omvandlas till nitrit och sedan till nitrat. En minimikoncentration av alkalinitet måste upprätthållas för korrekt biologisk aktivitet.
  • Vid användning har starkt alkaliskt vatten en obehaglig smak av "kolsyrad dryck" och kan vara skadligt för människors hälsa. I industriutrustning och rör kan hög alkalinitet i vatten orsaka beläggningar eller mineralansamling.

Hos Hach ®, hittar du testutrustning, resurser, utbildning och programvara som behövs för att kunna övervaka och alkalinitet i din specifika processtillämpning.

Utvalda produkter som används för att mäta alkalinitet

EZ Series analysator- alkalinitet

Onlineanalysatorerna i EZ-serien erbjuder flera alternativ för övervakning av alkalinitet i vatten.

Handla nu

Automatiska titreringsapparater

Instrumenten AT1000 och KF1000 är automatiska laboratorieanalysatorer som fungerar med en knapptryckning. De täcker in både potentiometrisk titrering (AT1000-serien) och Karl Fischer-volymetrisk titrering (KF1000-serien).

Handla nu

SL1000 - PPA Portable Parallel Analyser - bärbar kolorimeter med USB

Hach SL1000 Portable Parallel Analyser (PPA) utför samma tester med färre än hälften så många manuella steg. Få mycket noggranna resultat med mindre felmöjligheter på en bråkdel av tiden.

Handla nu

Spektrofotometrar

Hach har utvecklat spektrofotometri i över 70 år och erbjuder många av de ledande spektrofotometrarna på marknaden för vattenanalys.

Handla nu

Testremsor

Högkvalitativ Hach-kemi på en lättanvänd testremsa.

Handla nu

 

Vilka processer kräver alkalinitetsövervakning?

Behandling av avloppsvatten

Vid behandling av avloppsvatten är alkalinitet en viktig parameter för att fastställa tillstånd och stabilitet hos olika biologiska behandlingsprocesser.

Vid anaerob rötning är alkalinitet och dess förhållande till koncentrationen av flyktiga fettsyror (VFA) den viktigaste mätningen för att förstå stabiliteten hos den här biologiska processen. För optimala resultat bör en rötkammare ha ett pH-värde mellan 6,5 och 7,5. Det räcker dock inte att bara mäta pH. För att garantera hållbar och säker drift måste vattnet ha tillräcklig buffringskapacitet i syfte att kompensera för förändringar i syrakoncentrationen. En för sur rötkammare är giftig för bakterierna, särskilt för metanproducerande bakterier. Störningar på grund av de giftiga förhållandena till följd av lågt pH kan vara mycket kostsamma på grund av minskad gasproduktion, kemisk tillsats för alkalinitet och betydande ökning av personalens arbetstid och insatser. Det kan ta veckor att mata om en rötkammare som har utsatts för störningar och det är mycket tidskrävande.

I system som krävs för att avlägsna ammoniakkväve är alkaliniteten en viktig övervakningsparameter för stabil nitrifiering. Alkalinitetsvärden under 50 mg/L hämmar den biologiska omvandlingen av ammoniak/ammonium till nitrit och sedan till nitrat. När alkaliniteten har förbrukats i ett biologiskt system kan pH-värdet börja sjunka snabbt. Vid övervakning av avluftad biologisk kväveborttagning är pH en vanligt förekommande och användbar indikator på systemets nitrifieringsstabilitet, men det är en eftersläpande indikator. För maximal övervakning av systemstabilitet är alkalinitetsövervakning en bra prediktiv mätning för att indikera problem innan de blir kritiska.

En luftningsbassäng vid ett vattenreningsverk aktiverar den biologiska slamprocessen. Vatten med hög alkalinitet i upplösta mineraler påverkar bakterierna som behövs för rötning.

Behandling av dricksvatten

Alkaliniteten fungerar som pH-buffert vid koagulering och kalksodaavhärdning av vatten. Alkaliniteten övervakas under vattenbehandlingsprocessen och i distributionssystemet för att säkerställa att riskfritt dricksvatten levereras till samhället.

Det är mycket viktigt att känna till råvattenalkaliniteten för att välja rätt koagulanter och upprätta koagulerings-/flockningsprocessen. Med rätt kunskap om alla kritiska parametrar kan koaguleringsprocessen förbättras för att avlägsna totalt organiskt kol (TOC) och minska bildning av desinfektionsbiprodukter (DBP) i vattnet före klorering.

Alkaliniteten hos filtrerat vatten justeras ofta för att kontrollera korrosiviteten innan det släpps ut i distributionssystemet. Mätning av alkaliniteten hos kranvattnet i distributionsnätverket är viktigt för att säkerställa tillräcklig korrosionskontroll och undvika att bly- och kopparregeln (LCR) överträds.

Vattenreningsverk mäter alkalinitet eftersom den fungerar som pH-buffert vid koagulering.

Dryckesindustrin

Förutom övervakning av alkaliniteten i matarvattnet för pannor och kyltorn är den här parametern viktig för utvärdering av källvattnet som används för produktion, eftersom fel eller inkonsekvent alkalinitet kan ha negativ effekt på smak och kvalitet på öl, saft och andra drycker.

En tillverkningslinje för glasflaskor vid en dryckesanläggning är en påminnelse om hur alkaliniteten kan påverka produkternas slutliga smak och kvalitet.

Kemisk tillverkning för industriprocesser

Tillsammans med andra parametrar övervakas alkalinitet under kylprocesser för att förhindra korrosion på rörledningar, kondensatorer och torkar över tid. Övervakning av alkaliniteten, tillsammans med andra viktiga parametrar vid behandling av industriavloppsvatten, hjälper anläggningar att säkerställa efterlevnad av regler för kemisk industri, undvika överträdelser av tillståndet, maximera effektiviteten, kontrollera kostnaderna och bedriva verksamhet på högsta möjliga hälso- och säkerhetsnivå.

Kyltorn avger ånga till luften. Det är viktigt att övervaka alkalinitet vid industriell vattenbehandling för att skydda mot skadlig korrosion.

Hur övervakas alkalinitet?


HACH EZ-seriens alkalinitetsanalysatorer

Titrering

Bordsmodell:

AT1000 digital titrering

Online:

Alkalinitetsanalysatorerna i EZ-serien


Hach SL1000 multiparameteranalysator

Kolorimetrisk metod

LCK362 Syrakapacitet - KS4.3, kyvettest, 0,5-8,0 mmol/L

SL1000 - PPA Portable Parallel Analyser


Hachs testremsor för total alkalinitet

Testremsor/testsatser

Alkalinitetstestsats

Testremsor för total alkalinitet

Vanliga frågor

Vad är skillnaden mellan hårdhet och alkalinitet?

Hårdheten är summan av de flervalenta metalljonerna i lösningen, medan alkaliniteten är ett mått på lösningens förmåga att neutralisera syror (summan av hydroxid-, karbonat- och bikarbonatjoner). I naturvattensystem förekommer vanligen kalciumkarbonat som ansvarar för vattnets olika egenskaper. Både hårdhet och alkalinitet uttrycks som en koncentration av CaCO 3 för att underlätta rapportering av ett enda nummer som representerar flera kemikalier och i syfte att enkelt beräkna lösningens karbonat och karbonathårdhet..

Vilken är provets alkalinitet om fenolftaleinindikatorn inte gör provet rosafärgat?

Vid bestämning av fenolftaleinalkaliniteten genom titrering används en fenolftaleinindikator vars färg ändras från rosa till färglös vid slutpunkten. Om provet inte blir rosafärgat efter att indikatorn har tillsatts har provet inte fenolftaleinalkalinitet. Provet har inte fenolftaleinalkalinitet om dess pH är lägre än 8,3.

Vilka är några vanliga störningar i metoderna för alkalinitetstitrering?

Några vanliga störningar i metoderna för alkalinitetstitrering omfattar:

  • Klor – Klor på nivåer över 3,5 mg/L kan orsaka en gulbrun färg när den bromkresolgröna/metylröda pulverkudden tillsätts. För att avlägsna störningen ska provet förbehandlas genom att tillsätta 1 droppe natriumtiosulfat-standardlösning, 0,1 N per 100 mL prov, innan annat reagens tillsätts.
  • Färg eller turbiditet – Färg eller turbiditet kan göra det svårt att se färgförändringen vid slutpunkten. Filtrera eller späd inte prover med färg eller turbiditet. Använd en pH-mätare och titrera proverna till de angivna slutpunkterna:

    Provsammansättning Fenolftaleinalkalinitet  Total alkalinitet 
    Alkalinitet cirka 30 mg/L pH 8.3 pH 4.9
    Alkalinitet cirka 150 mg/L/L pH 8.3 pH 4.6
    Alkalinitet cirka 500 mg/L pH 8.3 pH 4.3
    innehåller silikater eller fosfater pH 8.3 pH 4.5
    Industriavfall eller komplexa system pH 8.3 pH 4.5
    Rutinanalys eller automatiserad analys pH 8.3 pH 4.5
  • Soaps, oily matter, suspended solids and precipitates – Oils or solids can collect on the pH probe and cause a slow response. Clean the probe immediately after use.