循環(huán)水處理基礎(chǔ)知識(shí)課件1

1、1 循環(huán)水處理技術(shù)循環(huán)水處理技術(shù)工程公司2011年12月2主要內(nèi)容 循環(huán)冷卻水的基本概念 循環(huán)冷卻水的處理技術(shù)化學(xué)處理技術(shù)物理處理技術(shù) 循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù) 水處理設(shè)備簡(jiǎn)介 水處理設(shè)備選用注意事項(xiàng)3第一節(jié) 循環(huán)冷卻水的基本概念 循環(huán)水基礎(chǔ)知識(shí)循環(huán)系統(tǒng)類型與特點(diǎn)敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水的損耗形式敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水濃縮過(guò)程表征 循環(huán)冷卻系統(tǒng)普遍存在的問(wèn)題與成因 循環(huán)冷卻水處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)41.1 冷卻水基礎(chǔ)知識(shí) 冷卻水系統(tǒng)通常有兩種：直流冷卻水系統(tǒng)：冷卻水用后直接排放循環(huán)冷卻水系統(tǒng)：冷卻水用后并不排放，而是回流冷卻再利用。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng)又分封閉式和敞開(kāi)式。51.2 兩種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)特點(diǎn)循 環(huán) 水系 統(tǒng)冷

2、 卻 方 式水 的 損 失應(yīng) 用封 閉 式循 環(huán) 水 的 冷卻 依 賴 于 散熱 裝 置 系 統(tǒng)由 于 冷 卻 水 不 暴 露 于 空氣 中 ， 所 以 水 量 損 失 少 ，水 中 各 礦 物 質(zhì) 和 離 子 含量 一 般 不 發(fā) 生 變 化 。運(yùn) 行 費(fèi) 用 高 ，僅 適 用 于 具 有特 殊 要 求 的 工業(yè) 生 產(chǎn) 系 統(tǒng)開(kāi) 放 式水 的 再 冷 卻是 通 過(guò) 冷 卻塔 進(jìn) 行冷 卻 水 暴 露 于 空 氣 當(dāng)中 ， 存 在4種 不 同 形 式的 損 耗 和 補(bǔ) 水 過(guò) 程 ， 產(chǎn)生 濃 縮應(yīng) 用 廣 泛61.3 敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水的損耗形式 蒸發(fā)損失：蒸發(fā)損失：以水蒸氣的形式蒸發(fā)掉，注

3、意這部分蒸發(fā)掉的水中不含鹽分 風(fēng)吹損失：風(fēng)吹損失：在冷卻塔噴灑過(guò)程中，有部分流量被風(fēng)吹走 滲漏損失：滲漏損失：在管道和貯水系統(tǒng)中有部分流量滲漏掉 排污損失：排污損失：為了控制由水量損失引起的濃縮過(guò)程，必須定期排污71.4 循環(huán)冷卻水的濃縮過(guò)程表征 新水量：新水量：循環(huán)過(guò)程中，為補(bǔ)償水量損耗而補(bǔ)充的新鮮水。補(bǔ)充水量即上述四項(xiàng)損失之和。 濃縮過(guò)程：濃縮過(guò)程：循環(huán)水中由蒸發(fā)形式散失的循環(huán)水中的鹽類遺留在水中，補(bǔ)充水含鹽量大于零，隨著蒸發(fā)損失和補(bǔ)水過(guò)程，循環(huán)水的含鹽量逐漸增大。 濃縮倍數(shù)濃縮倍數(shù)K K循環(huán)水的Cl濃度/補(bǔ)充水的Cl濃度81.5 循環(huán)水系統(tǒng)存在的問(wèn)題和成因 污垢：污垢：循環(huán)水系統(tǒng)在運(yùn)行的

4、過(guò)程中，會(huì)有各種物質(zhì)沉積在換熱器的傳熱管表面，主要由水垢、腐蝕產(chǎn)物、生物沉積物和淤泥構(gòu)成。 結(jié)垢：結(jié)垢：在換熱設(shè)備中，溫度升高，水中的暫時(shí)性硬度轉(zhuǎn)化為永久性硬度，溶解度小的難溶鹽析出，形成水垢。 腐蝕：腐蝕：冷卻水濃縮過(guò)程中導(dǎo)致含鹽量的增加，增加了水的導(dǎo)電性，加強(qiáng)管路原電池反應(yīng)，促進(jìn)腐蝕過(guò)程； 微生物滋長(zhǎng)：微生物滋長(zhǎng)：日光、水溫和不斷從空氣融入循環(huán)水中的營(yíng)養(yǎng)成分，為多種微生物的繁殖創(chuàng)造了適宜的條件；91.5 產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕的原因 結(jié)垢和腐蝕的本質(zhì)：結(jié)垢和腐蝕的本質(zhì)：CaCO3的溶解平衡遭到破壞。 CaCO3CO2H2O Ca(HCO3)2 Ca2+2HCO3 反應(yīng)平衡平衡時(shí)，水中各種組分的含量

5、保持不變，不會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象，這種水稱為穩(wěn)定的水。 結(jié)垢：結(jié)垢：HCO3堿度過(guò)量時(shí)，反應(yīng)左移，出現(xiàn)CaCO3沉淀，沉淀附在管壁及用水設(shè)備表面上。 腐蝕：腐蝕：CO2含量過(guò)量時(shí)，反應(yīng)右移，管壁及用水設(shè)備表面上原有的CaCO3保護(hù)膜會(huì)逐漸被溶解下來(lái)，最后使金屬表面和水直接接觸，產(chǎn)生腐蝕。10第二節(jié) 水的化學(xué)處理方法簡(jiǎn)介 化學(xué)處理法為傳統(tǒng)水處理技術(shù)傳統(tǒng)水處理技術(shù)，應(yīng)用范圍極廣泛 化學(xué)處理技術(shù)包括循環(huán)水的預(yù)處理預(yù)處理和過(guò)程控制過(guò)程控制：循環(huán)水的預(yù)處理：軟化、除鹽循環(huán)水的過(guò)程控制：對(duì)沉積物、腐蝕和微生物三者的綜合控制。112.1 循環(huán)水的預(yù)處理 水的軟化：水的軟化：去除硬度鹽（鈣、鎂離子）的方法。加

6、熱軟化法石灰純堿軟化法離子交換法軟化法 水的除鹽：水的除鹽：減少水中溶解鹽類的總量，包括水中的各種陰、陽(yáng)離子。 電滲析法電滲析法軟化脫鹽122.1.1 石灰純堿軟化法 石灰純堿軟化法是一個(gè)利用化學(xué)沉淀化學(xué)沉淀原理去除水中硬度的方法。 碳酸鹽硬度（暫時(shí)性硬度）的去除：石灰 非碳酸鹽硬度（永久性硬度）的去除：鈣的非碳酸鹽硬度：用純堿(碳酸鈉)鎂的非碳酸鹽硬度：同時(shí)使用石灰和純堿 現(xiàn)在，這種方法已被離子交換法所代替。132.1.2 離子交換法軟化法 離子交換樹(shù)脂結(jié)構(gòu)：樹(shù)脂結(jié)構(gòu)：一種反應(yīng)性性高分子電解質(zhì)，由交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子骨架(母體)與交換離子兩部分構(gòu)成。 離子交換樹(shù)脂工作原理：工作原理：交換離子能與

7、水中帶有同種電荷的離子進(jìn)行置換反應(yīng)，即陽(yáng)離子交換樹(shù)脂交換陽(yáng)離子，陰離子交換樹(shù)脂交換陰離子。反應(yīng)可逆。 離子交換法軟化水的過(guò)程：軟化水的過(guò)程：通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂又分為鈉型和氫型兩種。 樹(shù)脂經(jīng)過(guò)一段時(shí)間使用后會(huì)失效，需要再生再生。142.1.2 鈉型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 鈉型交換樹(shù)脂軟化水的原理原理：把水中的鈣、鎂鹽類轉(zhuǎn)化為鈉鹽。鈉鹽溶解度很大，而且隨著溫度上升溶解度增加，不會(huì)沉淀出來(lái)，從而達(dá)到軟化的目的。 用鈉型樹(shù)脂軟化的結(jié)果結(jié)果：水中的鈣、鎂離子被鈉離子取代，水中陽(yáng)離子的重量發(fā)生變化；陰離子成分不發(fā)生變化，軟化后水的堿度不變。152.1.2 氫型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂 氫型樹(shù)脂的特點(diǎn)特點(diǎn)

8、：水中的鈣、鎂離子都變成氫離子；水中的鈉離子也參加交換，被氫離子取代；交換后的氫離子與水中原有的陰離子結(jié)合，形成稀酸溶液，降低原水中的碳酸鹽含量。 注意：注意：用氫型樹(shù)脂交換后的水實(shí)際上是稀酸溶液，腐蝕性很大，需要中和提高水的堿度。162.1.3 水的除鹽： 陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂能夠?qū)⒃碾x子取代為氫離子和氫氧根離子，能夠達(dá)到除鹽的目的。 目前有關(guān)水的除鹽技術(shù)應(yīng)用最多、最為廣泛的是膜過(guò)濾技術(shù)，包括超濾超濾、納濾納濾、反滲透反滲透等。以后專人講述該問(wèn)題。172.1.4 電滲析法軟化脫鹽 電滲析法是在外加直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，使水中陰、陽(yáng)離子作定向遷移，從而達(dá)到水中離子與水分

9、離的一種物理化學(xué)過(guò)程，其實(shí)質(zhì)是離子交換除鹽的一種形式。 具體應(yīng)用專人講述。182.2.1 循環(huán)水的過(guò)程控制 腐蝕控制：腐蝕控制：用來(lái)控制腐蝕過(guò)程的藥劑緩蝕劑。緩蝕的機(jī)理是在腐蝕電池的陰極或陽(yáng)極覆蓋一層保護(hù)膜，從而抑制腐蝕過(guò)程。 沉積物控制：沉積物控制：保持結(jié)垢成分處于溶解或分散狀態(tài)；使結(jié)垢成分轉(zhuǎn)化為易于排掉的泥渣。污垢的控制藥劑有分散劑、泥渣流化劑和表面活性劑三類。192.2.1 循環(huán)水的過(guò)程控制 微生物控制：微生物控制：控制微生物繁殖的藥劑可以分為殺生物劑和抑制生物劑兩類。殺生物劑的作用是殺死微生物；抑制生物劑的作用是抑制生物繁殖的作用。通常采用復(fù)方藥劑，利用殺菌劑間的增效作用。而且為了防止

10、微生物對(duì)殺菌劑產(chǎn)生抵抗力，要幾種殺菌劑輪換使用。202.2.2 投藥方法 投藥在換熱器管壁上形成的全面完整的保護(hù)膜保護(hù)膜是控制腐蝕、沉積物和微生物的基礎(chǔ)。 預(yù)膜步驟：預(yù)膜步驟：1 首先清潔金屬表面，再進(jìn)行預(yù)成膜處理。 2 預(yù)膜劑水溶液在設(shè)備內(nèi)循環(huán)或浸泡設(shè)備。 保護(hù)膜必須在幾小時(shí)內(nèi)完成，所以投藥量很大。 預(yù)膜劑的配方配方可以采用正常運(yùn)行下的緩蝕劑配方，也可以采用別的緩蝕劑配方，只要兩者是相洽的。 運(yùn)行過(guò)程中所加的緩蝕劑緩蝕劑只是維護(hù)和修補(bǔ)保護(hù)膜。21第三節(jié) 循環(huán)水的物理處理方法 循環(huán)水的物理處理方法種類 物理方法處理循環(huán)水的作用原理 不同物理法的優(yōu)點(diǎn)與不足 幾種物理方法的適用條件223.1 循環(huán)

11、水的物理處理技術(shù)種類從本世紀(jì)40年代起，最早的是用磁法，發(fā)展到現(xiàn)在，已有磁法、靜電法、高頻法等，各種方法機(jī)理不同。方方 法法原 理組 成 ：關(guān) 鍵 ：靜靜 電電 處處理理 法法在 兩 極 間 加 入 大 于 1 萬(wàn) 伏 的 直流 電 壓 ， 使 水 中 產(chǎn) 生 微 電 流 ，從 而 起 到 作 用 。高 壓 靜 電 發(fā) 生器 處 理 器電 極 的絕緣性 。電電 子子 處處理理 法法用 幾 伏 的 電 壓 加 在 處 理 器 中 。高高 頻頻 電電磁磁 法法在 兩 極 間 產(chǎn) 生 高 頻 電 磁 場(chǎng) 。高 頻 發(fā) 生 器 處 理 器 。強(qiáng)強(qiáng) 磁磁法法用 強(qiáng) 磁 場(chǎng) 作 用 在 水 中 。不 需

12、維護(hù) 。233.1 循環(huán)水的物理處理技術(shù)種類 其它物理除垢防垢方法：超聲波、永磁、掃頻、脈沖沖擊波等。 超聲波：空化作用 永磁：切割磁力線，提高水分子溶垢能力 掃頻：多頻率波段，尤其適于殺藻滅菌 脈沖沖擊波：機(jī)械能 電化學(xué)防垢：誘使垢在水體中生成243.2 物理方法的作用原理 防垢機(jī)理：防垢機(jī)理：水分子產(chǎn)生偶極子，包圍成垢離子，防止垢的沉積。 除垢機(jī)理：除垢機(jī)理：電解水放出微量氧，改變了垢的晶體結(jié)垢，使垢松散沉積。 緩蝕機(jī)理：緩蝕機(jī)理：水電解放出微量活性氧，使銹（Fe2O3）繼續(xù)氧化成穩(wěn)定物質(zhì)（Fe3O4）的反應(yīng)更容易進(jìn)行，防止了“紅水”的產(chǎn)生。 殺菌滅藻：殺菌滅藻：活性氧對(duì)水中微生物有強(qiáng)大的

13、殺傷力，另外高頻電磁場(chǎng)可以擊破微生物的細(xì)胞壁。253.3 不同物理法的優(yōu)點(diǎn)與不足 磁法水處理儀磁法水處理儀是利用在水中產(chǎn)生磁場(chǎng)使水分子磁化改變水中離子的排列，達(dá)到阻垢的目的；缺點(diǎn)是隨著使用時(shí)間的延長(zhǎng)，磁場(chǎng)會(huì)減弱，影響使用效果。 靜電水處理儀靜電水處理儀是采用高壓靜電技術(shù)，使水分子有序排列；缺點(diǎn)是由于高壓靜電技術(shù)對(duì)水中的水分子團(tuán)處理效果較差，處理不夠完全，效果不理想。26不同物理法的優(yōu)點(diǎn)與不足 高頻電子水處理儀高頻電子水處理儀采用電子線路產(chǎn)生高頻振蕩，使水分子基團(tuán)內(nèi)的氫鍵斷裂，形成單個(gè)水分子，包圍在鈣、鎂等離子的周圍，減少了水中離子的有效碰撞，達(dá)到阻垢的目的。被激活的水分子不斷碰撞管壁，管壁上的

14、老垢逐漸松軟，脫落。水中存在的微電流殺死水中的菌藻細(xì)胞，從而起到殺菌、滅藻的作用。273.4 幾種物理方法的適用條件本表中的溫度是指運(yùn)行中的最高溫度。含鹽量與總硬度不一樣，總硬度是指以CaCO3計(jì)的鈣、鎂鹽的總量，而含鹽量是指水中含鹽的數(shù)量，包括鈣鹽、鎂鹽28第四節(jié) 循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù) 硬度：硬度：水的硬度原指沉淀肥皂的程度，這主要是鈣和鎂鹽的作用。一般來(lái)說(shuō)，以碳酸鈣計(jì)硬度大于140mg/L(ppm)的水為中等硬水，大于280 ppm的水為硬水，大于540 ppm的水為極硬水。 1ppm=17.86*德國(guó)度數(shù)值=10*法國(guó)度數(shù)值硬硬度度堿度pH值氯離子電導(dǎo)率其它29循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù)

15、堿度：堿度：指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)總量。以酚酞和甲基橙為指示劑，用鹽酸滴定至終點(diǎn)，分別為酚酞堿度、甲基橙堿度。硬度堿堿度度pH值氯離子電導(dǎo)率其它30循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù) pHpH值：值： pH值可間接地表示水的酸堿程度。天然水的pH值多在69范圍內(nèi)。 pH值受水溫影響而變化，測(cè)定時(shí)應(yīng)注意溫度。 pH值的測(cè)定應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。硬度堿度pH值值氯離子電導(dǎo)率其它31循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù) ClCl濃度：濃度：可用于表征循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，同時(shí)可以作為監(jiān)測(cè)水的腐蝕能力大小的標(biāo)志。測(cè)定方法是以鉻酸鉀溶液為指示劑，用硝酸銀絡(luò)合滴定。硬度堿度pH值氯氯離離子子電導(dǎo)率其它32循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù)

16、電導(dǎo)率：電導(dǎo)率：電導(dǎo)率表示溶液傳導(dǎo)電流的能力。純水的電導(dǎo)率很小，當(dāng)水中含有無(wú)機(jī)酸、堿或鹽時(shí)，使電導(dǎo)率增加。電導(dǎo)率常用于間接推測(cè)水中離子的總量。與pH值一樣，電導(dǎo)率的測(cè)定也應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。硬度堿度pH值氯離子電電導(dǎo)導(dǎo)率率其它33循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù) 其它項(xiàng)目：其它項(xiàng)目：水質(zhì)分析的項(xiàng)目還有：礦化度、濁度、總鐵量、硫酸鹽等，根據(jù)具體情況而定。硬度堿度pH值氯離子電導(dǎo)率其其它它34循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù) 在太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)中，一般需要檢測(cè)總硬度、PH值、CL等。若是城市自來(lái)水，水廠都有公布的水質(zhì)指標(biāo) 全國(guó)城市自來(lái)水水質(zhì)符合國(guó)家自來(lái)水標(biāo)準(zhǔn)，總硬度（以CaCO3計(jì)） 450 mg/L 6.5 PH 8.5

17、村鎮(zhèn)小型集中式供水和分散式供水部分水質(zhì)指標(biāo)及限值總硬度（以CaCO3計(jì)） 550 mg/L ，6.5 PH 9.5 若水源為自打井，可以讓用戶到檢測(cè)部門進(jìn)行測(cè)定或者用硬度測(cè)試盒、硬度測(cè)試紙進(jìn)行測(cè)定。35水處理設(shè)備簡(jiǎn)介 全自動(dòng)軟水器 加藥（硅磷晶） 高頻電子水處理儀 靜電水處理 內(nèi)磁水處理 強(qiáng)磁水處理36水處理設(shè)備簡(jiǎn)介-全自動(dòng)軟水器技術(shù)性能參數(shù)技術(shù)性能參數(shù)原水硬度：8mmol/L出水硬度：0.03mmol/L原水水壓：0.2-0.6Mpa(如95，除垢率95。50水處理設(shè)備簡(jiǎn)介-高頻電子水處理儀 安裝條件安裝條件 配置：安裝位置1.5米范圍內(nèi)應(yīng)有技術(shù)性能參數(shù)中要求交流電源，電源的負(fù)載能力要留1倍

18、以上的余量。 水處理儀應(yīng)安裝在需保護(hù)的設(shè)備之前，盡量接近設(shè)備的入水口；在循環(huán)系統(tǒng)中，要求所有的循環(huán)水必須經(jīng)過(guò)電子水處理儀； 電控器上方應(yīng)留有600毫米以上的無(wú)障礙空間以利于檢修。同時(shí)注意防水、防雨、防潮。51水處理設(shè)備簡(jiǎn)介-靜電水處理 運(yùn)行原理運(yùn)行原理 接通220伏50HZ電源時(shí)，靜電水處理器的控制器即供給副機(jī)（釋能器）能量，使之陰、陽(yáng)極間形成高壓靜電場(chǎng)。被處理水通過(guò)釋能器時(shí)，受場(chǎng)作用，水分子的偶極矩增大并按正負(fù)取向呈鏈狀排列；同時(shí)，水的一些物理性能發(fā)生變化（電導(dǎo)率、溶解氧、粘滯力、表面張力等）。 52水處理設(shè)備簡(jiǎn)介-靜電水處理 分類分類: 靜電水處理器:利用高壓靜電場(chǎng)進(jìn)行處理。 電子水處理器

19、：利用低壓靜電場(chǎng)進(jìn)行處理。 內(nèi)磁水處理器：利用磁場(chǎng)進(jìn)行水處理。 53水處理設(shè)備簡(jiǎn)介-靜電水處理 適用條件：適用條件： 靜電水處理器具有除垢、殺菌滅藻功能，易于安裝，便于管理，運(yùn)行費(fèi)用較低等特點(diǎn)?？勺鳛樾×髁?，水質(zhì)以結(jié)垢型為主，濃縮倍數(shù)小條件下采用。 主要適用于結(jié)垢成分是碳酸鹽型水，當(dāng)水中含有磷酸鹽時(shí)要慎用，水中主要結(jié)垢成分是磷 酸鹽、硅酸鹽時(shí)不宜使用。 54水處理設(shè)備簡(jiǎn)介-內(nèi)磁水處理 運(yùn)行原理運(yùn)行原理 永久磁體產(chǎn)生的超高強(qiáng)磁場(chǎng)，在不改變水原有的化學(xué)成份條件下，使水中礦物質(zhì)的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。原來(lái)締合鏈狀的大分子，斷裂成單個(gè)小分子，水分子偶極距發(fā)生偏轉(zhuǎn)。水中溶解鹽類的正負(fù)離子（垢分子）被單個(gè)水分子包圍，使水中的鈣、鎂等結(jié)垢物的針狀結(jié)晶改變?yōu)榱罱Y(jié)晶體，相互粘附與聚積特性受到了破壞，從而在受熱面或管理壁上不結(jié)硬垢，粒狀結(jié)晶體則隨排污孔排出 55水處理設(shè)備簡(jiǎn)介-內(nèi)磁水處理 施工、安裝要點(diǎn)施工、安裝要點(diǎn): 可水平或垂直安裝,但不應(yīng)設(shè)在系統(tǒng)總干管上，以防在系統(tǒng)減少流量時(shí)設(shè)備內(nèi)流速降低而影響處理效果。 內(nèi)磁水處理器前應(yīng)設(shè)置過(guò)濾器。 定期排污，宜連續(xù)排污（排污量為循環(huán)水量0.5%）。 隔12年要檢查磁場(chǎng)強(qiáng)度，當(dāng)降低至設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%左右