某公司水處理培訓(xùn)教材剖析

1、金海漿紙業(yè)有限公司水環(huán)處職訓(xùn)教材目錄第一章概述31.1 水中不純物質(zhì)及其工業(yè)用水的要求：31.1.1 水中的雜質(zhì)31.1.2 工業(yè)用水的要求31.2 污水及水質(zhì)指標(biāo)：61.3 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)7第二章WATERTREATMENTPLANT82.1 用水處理原理及工藝：82.1.1 水處理廠的工藝設(shè)計(jì)流程82.1.2 原水水質(zhì)：82.1.3 處理后水質(zhì)指標(biāo)92.2 流程選擇92.2.1 加氯加藥92.2.2 混凝102.2.3 沉淀122.2.4 過濾142.2.5 清水池172.2.6 水質(zhì)化驗(yàn)17第三章PUREWATERPLANT173.1 鍋爐水的水質(zhì)要求173.1.1 鍋爐水對(duì)水質(zhì)要求的標(biāo)準(zhǔn)17

2、3.1.2 水質(zhì)對(duì)鍋爐的影響173.2 PUREWATER工藝流程選擇183.3 活性炭過濾器19此裝置為水壓式活性炭過濾裝置。原水經(jīng)此設(shè)備，其所含之雜質(zhì)、臭味、色度藉此過濾裝置的活性炭濾除雜質(zhì)、臭味、色度。當(dāng)雜質(zhì)積存很多時(shí)，則利用逆洗水洗去濾材上之雜質(zhì)并排除去，如此重復(fù)操作即可得清潔之水質(zhì)。193.3.1 活性炭之介紹及吸附原理：193.3.2 活性炭過濾裝置的工作方式：193.4 陽床203.4.1 離子交換樹脂介紹203.4.2 離子交換反應(yīng)原理213.4.3 離子交換樹脂層的工作過程與再生過程（鈉型樹脂為例）223.4.4 陽離子交換樹脂床工作方式243.5 脫氣塔243.5.1 脫氣

3、塔原理243.6 陰床253.6.1 陰離子交換反應(yīng)原理及工作、再生過程253.6.2 陰床工作方式253.7 混床:（陰、陽離子混合床）25第四章CONDENSERWATERPLANT264.1 冷凝水進(jìn)出水質(zhì)要求264.1.1 冷凝水進(jìn)水要求264.1.2 冷凝水水質(zhì)要求264.2 工藝流程選擇274.2.1 主要設(shè)備選擇27第五章WASTEWATERTREATMENTPLANT275.1 污水處理廠的概述275.2 規(guī)模與水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)285.2.1 污水水量：285.2.2 進(jìn)水水質(zhì)：285.2.3 出水水質(zhì):285.3 處理方案與流程285.4 主要構(gòu)筑物作用及特點(diǎn)305.4.1 格柵問：

4、305.4.2 調(diào)節(jié)池：315.4.3 初沉池：315.4.4 儲(chǔ)存池：335.4.5 污水提升泵房：335.4.6 冷卻塔：335.4.7 A/O生化反應(yīng)池:335.4.8 活性污泥性能的環(huán)境因素：345.4.9 活性污泥的培訓(xùn)與馴化355.4.10 活性污泥法運(yùn)行中常見的問題365.4.11 活性污泥法運(yùn)行中需要測(cè)定的主要項(xiàng)目375.4.12 中沉池：385.4.13 生物接觸氧化池：385.4.14 二沉池：395.4.15 混凝反應(yīng)池：395.4.16 沉淀池：405.4.17 鼓風(fēng)機(jī)房：405.4.18 回流污泥泵房：415.4.19 污泥濃縮脫水問:415.4.20 加藥問：41第

5、六章水質(zhì)化驗(yàn)426.1 水質(zhì)監(jiān)測(cè)的對(duì)象和目的426.2 造紙制漿工業(yè)水污染物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)426.3 水質(zhì)檢測(cè)測(cè)定方法42第一章概述1.1 水中不純物質(zhì)及其工業(yè)用水的要求:1.1.1水中的雜質(zhì)水，是人類不可缺少的重要物質(zhì)之一。在地球上，卻周而復(fù)始的循環(huán)運(yùn)做著，自海洋或開放的表水經(jīng)陽光照射而蒸發(fā)變成水蒸汽，然后凝聚成云堆，并冷凝成雨珠或結(jié)成冰雪再回覆到地面上。但這些水中都含有一定濃度的容存物及固體物。水中一般溶解很多雜質(zhì)或混雜一些不溶物，這些物質(zhì)按其顆粒大小和混合形態(tài)的不同，將水分類如下：粒徑(mm)10-910-810-7110-610-510410-310-210-110l101分類真溶液膠體懸

6、浮物特征透明光照T渾濁渾濁肉眼可見常用處理法離了交換、反滲透超濾精密過濾自然沉降、過濾混凝、澄清、過濾1.1.2工業(yè)用水的要求自然界中的水通常會(huì)含有多少量不等之不純物，此些不純物質(zhì)包括溶存氣體物、固體物、及懸浮物等，因而不能直接飲用或作為工業(yè)用水，必須依使用的目的予以處理。工業(yè)用水所引起的障礙，可分類如下：(1)生物腐蝕及其它腐蝕(2)污濁(3)引起化學(xué)反應(yīng)而污染使設(shè)施惡化方面：(1)腐蝕(2)侵蝕(3)起凸凹減少效率方面:(1)結(jié)垢(2)污泥的形成(3)有機(jī)物的形成現(xiàn)將水中的不純物質(zhì)所引起的障礙及其處理方法列舉如下:成份障礙處理方法濁度將水污濁，在1己管系統(tǒng)、制造裝置、鍋爐中沉積，對(duì)大部分制

7、品有障礙凝劑、沉淀、過濾、超音波、蒸儲(chǔ)色度使鍋爐用水起泡沫，對(duì)鐵份去除、熱式磷酸鹽軟化法時(shí)生成沉淀；污染粒子交換樹脂，使純水的比抗降低，降生成物著色，高溫時(shí)產(chǎn)生二氧化碳而引起腐蝕凝集、沉淀、過濾、氯處理、活性炭處理、Cl型多孔性強(qiáng)堿基樹脂吸著。添加酸使沉淀而過濾去除。硬度鍋爐、熱交換器、蒸發(fā)器及配管的結(jié)垢，部分過熱叩引起損害裝置。在堿性條件下生成沉淀使具它藥品的品質(zhì)下降離子交換、添加藥品使沉淀、添加離子封鎖劑、蒸儲(chǔ)、加表面活性劑堿度鍋爐中生成泡沫、蒸汽中生成二氧化碳而引起腐蝕、使水的PH偏高，使染色及其它制造工程的PH值不穩(wěn)定石灰法及石灰蘇打軟化、用酸處理，離子交換樹脂脫堿、脫鹽，蒸儲(chǔ)游離磺酸

8、金屬材料的腐蝕、妨礙PH調(diào)節(jié)離子交換樹脂脫酸，用堿中和游離碳酸配管系統(tǒng)、尤具蒸汽及復(fù)水管的腐蝕氣曝、脫氣、堿中前3,添力口胺類PHPH隨水中含有的酸性及堿性物質(zhì)向父硫酸鹽與鈣離子結(jié)合成硫酸鈣，使水的固形成分增加離子交換脫鹽或蒸儲(chǔ)氯化物水的腐蝕性增大，電解時(shí)使陽極材料腐蝕離了交換樹脂或交換膜而脫鹽、蒸儲(chǔ)硝酸鹽通常無害，能防止鍋爐堿性化離子交換、蒸儲(chǔ)氟化物是生成斑狀內(nèi)的原因，在，業(yè)上較尢后、義離了交換去除、氫苗化鎂、磷酸等吸著成份障礙處理方法硅酸在鍋爐、冷卻水系統(tǒng)中生成scale、在蒸汽相移行中，會(huì)在turbine葉片上生成不溶性沉淀物鎂鹽熱處理去除、強(qiáng)堿基型陰離子交換樹脂、蒸儲(chǔ)鈉鉀離子鍋爐水濃度

9、增加，加產(chǎn)生污垢，洗滌用水時(shí)，則纖維艾黃離了交換樹脂及離子交換膜脫鹽、蒸儲(chǔ)鐵生成鐵化合物沉淀而污染。染色、皮革、制紙、化學(xué)纖維制品等的變色、著色、斑點(diǎn)等生成的原因。在配管系統(tǒng)及鍋爐中生成沉積物而使效率降低。氣曝、凝集沉淀、石灰軟化法。陽離子交換樹脂、接觸濾過法、添加離十封鎖劑。有機(jī)鐵及膠質(zhì)鐵與Fe2+、Fe3+同凝集沉淀、過濾、電解法膠質(zhì)硅、懸濁狀硅在鍋爐內(nèi)生成可溶性分子狀硅酸鹽，與硅酸之引起妨礙同凝集沉淀、電解脫硅、蒸儲(chǔ)銅多量時(shí)對(duì)人體有害、與氧化劑共存時(shí)能促進(jìn)氧化、金屬局部腐蝕之因陽離子父換或添加離子封鎖劑油脂成分（石油醴抽出成分）鍋爐之泡沫形成之原因、使熱交換效率降低、污染離子交換樹脂、對(duì)

10、大部分制造工程有害活性炭、硅藻土過濾、凝集沉淀溶存累配管系統(tǒng)、熱交換裝置、鍋爐、復(fù)水系統(tǒng)之腐蝕脫氣、亞硫酸蘇打、hydrazine等之脫氧劑、添加防腐劑溶存氮原子爐內(nèi)氧化成硝酸而起腐蝕、對(duì)一般工業(yè)無害脫氣硫化氫產(chǎn)生腐壞的雞蛋臭，金屬表面用水處理時(shí)，使制品變色氣曝、氯處理、強(qiáng)堿基性陰離子交換樹脂吸著、Zn凝結(jié)劑而凝集沉淀氨生成可溶性醋鹽及對(duì)銅、鋅合金腐蝕陽離子交換、氯處埋、脫氣成份障礙處理方法游離氯水管之腐蝕、對(duì)重金屬存在有強(qiáng)力的氧化。促進(jìn)離子交換樹脂的分解，對(duì)微生物除去啟益添加亞硫酸蘇打之類還原齊氣曝、脫氣、活性炭處理有機(jī)酸（胺基酸等）鍋爐之起泡沫、制品著色、妨礙鐵離子之析出及除去，污染離子交

11、換樹脂、使純水的比抵抗降低。高溫時(shí)產(chǎn)生二氧化碳而腐蝕凝集沉淀、氯處理、活性炭處理、cl型多孔性陰離子交換樹脂吸著除去、添加酸而沉淀過濾微生物（細(xì)菌、藻類）對(duì)飲用有害、配管系統(tǒng)之閉塞、臭味之原因，使制品及制造工程中之污染及腐蝕添加硫酸銅、氯等殺蟲劑、凝集沉淀、加熱、蒸儲(chǔ)發(fā)熱性物質(zhì)導(dǎo)電率用于注射藥時(shí)產(chǎn)生發(fā)熱。導(dǎo)電率乃使溶液中的固體離子化。導(dǎo)電率圖則使水的腐蝕性增大離了交換后之純水再烝儲(chǔ)。溶解性固體減少則導(dǎo)電率減少。如脫鹽、蒸儲(chǔ)溶解性固形物蒸發(fā)后則可求得溶解性物質(zhì)的總量、溶解固形物增加則會(huì)使鍋爐起泡、原子爐的效率降低、種種process之妨礙離子交換樹脂而脫鹽、純水制造、離子交換膜脫鹽、蒸儲(chǔ)懸浮固形

12、物依重量法求不溶性物質(zhì)的總量、懸浮固形物會(huì)堵塞管、熱交換裝置、鍋爐中產(chǎn)生沉積物凝集沉淀、過濾全固形物由重量法求溶解固形體及懸浮固形物之和與溶解固形體及懸浮固形物同1.2 污水及水質(zhì)指標(biāo)：污水是人類在自己的生活，生產(chǎn)活動(dòng)中用過并為生活或生產(chǎn)過程所污染的水。污水分為生活污水、工業(yè)污水、被污染的降水及各種排水入管渠的其它污染水。工業(yè)污水是廢水的總稱。是生產(chǎn)過程中排出的廢水。其成分主要決定于生產(chǎn)工藝過程和使用的原料，其中包括高溫（水溫超過60OC）而形成熱污染的工業(yè)廢水。不同的工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生不同的性質(zhì)的廢水，同類工業(yè)采用不同的生產(chǎn)工藝過程，產(chǎn)生的廢水也不同。工業(yè)廢水性質(zhì)各異，多半具有危害性，未經(jīng)處理的廢

13、水是不允許排放。污水的水質(zhì)指標(biāo)是表示污水水質(zhì)受污染情況的重要標(biāo)志。由于污水中的各類污染物質(zhì)的組成、形態(tài)及含量極為復(fù)雜，其水質(zhì)指標(biāo)按物理方面的意義大體可分為：(1)可生物降解的有機(jī)污染物，即水體中可降解的有機(jī)污染物，在有氧的條件下，由好氧微生物的作用，進(jìn)行好氧降解，是水中的溶解氧減少。是水體中有機(jī)物的濃度的重要指標(biāo)，包括BODCODTODTOC。(2)難生物降解的有機(jī)污染物，即污水中化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被微生物降解的有機(jī)物。一般都是為農(nóng)藥(DDT有機(jī)氯和有機(jī)磷)、酚類化合物、芳香族氨基化合物、高分子合成聚合物。只能用CODTOCTOD等表示或用DDT等專用指標(biāo))(3)無直接毒害的無機(jī)污染物一般

14、分為地面覆蓋物如泥砂、礦渣等顆粒狀無機(jī)物質(zhì)；酸堿及其無機(jī)鹽類；氮、磷等植物營養(yǎng)。(4)直接毒害的無機(jī)污染物指氟化物、種化物和重金屬離子。如汞、鎘、鉛、神、氟化物被國際公認(rèn)為“六大毒性物質(zhì)”。1.3水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是水中各項(xiàng)水質(zhì)參數(shù)應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)和限值，而水質(zhì)參數(shù)是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的具體體現(xiàn)。我國現(xiàn)行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)包括：生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及污水排放標(biāo)準(zhǔn)等。其中污水排放標(biāo)準(zhǔn)分為排放標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)兩類。31第二章Watertreatmentplant2.1 用水處理原理及工藝：用水處理可分為：a浮游物、著色物等的去除b.溶解鹽類的去除c.溶存氣體的去除實(shí)際上是指利用氣曝法、凝

15、集、過濾、離子交換等，單獨(dú)或合并操作，依原水的水質(zhì)及水的用途而決定合適的方法，進(jìn)行處理以達(dá)到用水水質(zhì)。工藝流程的選擇要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行分析比較。合理的工藝形式應(yīng)為操作管理方便、節(jié)能、減少藥耗，在滿足使用功能的前提下，從投資和運(yùn)行成本綜合考慮。2.1.1 水處理廠的工藝設(shè)計(jì)流程2.1.2 原水水質(zhì):pH=6.0-7.5濁度0 30NTU總硬度0 40Ppm總?cè)芙庑怨腆w0 130Ppm氯化物0 5ppm鎂 < 20Ppm電導(dǎo)率0 100 s/cm色度0 50ppm堿度0 50ppm硫酸鹽0 10Ppm鈣 < 30ppm鉀 +鈉0 15ppm鐵 < 0.5ppmSiO2<

16、 15ppmKmnO 4 指數(shù)0 10ppm色度0 5ppmSS< 5ppm余氯0 0.5ppm鈕<0.007PpmCOD<60ppmSS<80ppm2.1.3 處理后水質(zhì)指標(biāo)pH=6.0-7.0濁度01NTU總硬度050ppm總鐵<0.1ppm2.2 流程選擇水處理廠主要為造紙生產(chǎn)用水，對(duì)濁度、色度、Fe2+的處理結(jié)果要求較高。設(shè)計(jì)選用了常規(guī)的前加氯（預(yù)氧化、消毒及除色）、混凝、沉淀、過濾的處理工藝。除經(jīng)常能取得高水質(zhì)以外，還具有更強(qiáng)的應(yīng)變能力。在流程上還考慮到設(shè)備和構(gòu)筑物檢修和故障條件下保證正常供水的措施，設(shè)置必要的超越、溢流、排空，備用設(shè)備和集散型的監(jiān)控設(shè)備

17、，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，保證紙漿廠供水安全。水處理廠的設(shè)計(jì)處理水量規(guī)模為120'000m3/d。2.2.1 加氯加藥給水處理系統(tǒng)中加氯其目的是為了抑制給水中的微生物、菌類、藻類的生長(zhǎng)與繁殖。水處理廠的加氯系統(tǒng)的氯源由化工廠的堿氯課供給。水廠內(nèi)加氯點(diǎn)設(shè)置一處，采用前加氯，加在混合器前起殺藻及氧化助凝作用，考慮到原水藻類含量較高，最大加氯量取4mg/L;24小時(shí)連續(xù)工作，每日加氯量為528Kg/d。加氯機(jī)采用兩臺(tái)真空加氯機(jī)（一用一備），為閉環(huán)自動(dòng)控制，控制系數(shù)為濾后水量和余氯量。加氯間至加氯點(diǎn)采用DN50的ABS工程塑料管。同時(shí)給水處理中還采用加NaOH、PAC、助凝劑，目的分別是為了調(diào)

18、節(jié)水的pH度，以及給水中的不可見的懸浮物的凝集，去除。2.2.2 混凝用自然沉降不能完全去除不純物，尤其水溫低的時(shí)候，溶存的鹽類極少，含有色度的浮游物十分安定，不能通過砂濾去除。浮游物通常帶陰電荷。若加入陽電荷的物質(zhì)，則雜質(zhì)容易形成較大粒子而容易沉淀！此方式即為混凝現(xiàn)象。處理中的混凝現(xiàn)象比較復(fù)雜，不同的混凝劑以及不同的水質(zhì)條件，混凝機(jī)理都有所不同。常見的有以下四種水混凝現(xiàn)象：壓縮雙電層作用機(jī)理、吸附一電性中和作用機(jī)理、吸附架橋作用機(jī)理和沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機(jī)理。(1)壓縮雙電層：當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)時(shí)，溶液中反離子濃度增高，根據(jù)濃度擴(kuò)散和異號(hào)電荷相吸的作用。這些離子與膠粒吸附的反離子發(fā)生交換。擠入

19、擴(kuò)散層，使擴(kuò)散厚度縮小，進(jìn)而更多地?cái)D入滑動(dòng)面與吸附層，使膠粒帶電荷數(shù)減少，己電位降底，從而達(dá)到混凝效果。(2)吸附一電性中和作用機(jī)理：膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠?；蜴湢罘肿訋М愄?hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用而中和了其他的部分電荷，減少了靜電壓力，因而容易與其他顆粒接近而互相吸附。(3)吸附架橋作用機(jī)理：高分子物質(zhì)與膠粒的吸附與橋連。當(dāng)高分子鏈的一端吸附了某一膠粒后，一端又吸附了另一膠粒形成膠粒一高分子一膠粒的絮凝體。(4)沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機(jī)理：當(dāng)鋁鹽、鐵鹽、混凝劑的投加量很大而形成大量氫氧化物沉淀時(shí)，可以網(wǎng)捕、卷掃水中的膠粒，以致產(chǎn)生沉淀分離。PAC的混凝特性是同過投加鋁鹽后，發(fā)生金屬離子的水解

20、和聚合反應(yīng)過程，其產(chǎn)物兼有凝聚和絮凝作用的特性。2.2.2.1 混凝作用的影響因素：膠質(zhì)系的凝集最主要的是微粒子表面的物理化學(xué)性質(zhì)。因?yàn)樗械奈⒘Ｗ拥哪コ?，其?duì)象是濁度及色度，水的粘度，水的粘性支配條件為水溫、PH、堿度、硬度、游離碳酸等的溶解，所以微粒子之離子交換能力不得不考慮。A、水溫：水溫是凝集反應(yīng)、floc形狀、凝集劑使用、floc的沉降分離的重要支配因素。通常水溫低的時(shí)候，要形成floc的時(shí)間長(zhǎng)，而且要使用較多的凝集劑。B、系統(tǒng)的PH值：系統(tǒng)的ph值，會(huì)影響凝集劑生成氫氧化物的溶解度，folc生成所用的時(shí)間，以及膠質(zhì)粒子的電荷給予能力。C、濁度粒子的離子交換能力D、水中共存物的影

21、響。E、其他因素：如凝集助劑、攪拌混合等。2.2.2.2 藥品投加方式:a.凝集注入IS備：藥品的注入有濕式、及干式兩種。選擇適當(dāng)?shù)?藥品注入方式是有必要的.藥品的注入有以下 幾個(gè)要點(diǎn)：注入速度，注入的最高最低量制御方式（自動(dòng)、手動(dòng)控制）動(dòng)力的使用（pump、攪拌裝置的使用）藥品的儲(chǔ)留槽、倉庫、及搬運(yùn)等注入量的準(zhǔn)確度重力下滴式濕式注入裝置藥品（粉末狀固體）的注入一般用于較小規(guī)模，注入裝置不必?fù)?dān)心腐蝕，但原水濁度急劇上升，容易使注入量增加，干式藥品的注入裝置n.濕式注入：對(duì)于任何凝集劑均可使用，注入藥劑量較少時(shí)，也容易調(diào)節(jié)注入量。但需得注意裝置的腐蝕。濁度急劇上升時(shí)，注入量有可能不足，故需有溶液

22、儲(chǔ)留槽。在我們水環(huán)制程中，混凝劑按三種藥劑設(shè)計(jì)，考慮干、濕并儲(chǔ)，以濕儲(chǔ)為主。液體藥劑的輸送以容積計(jì)量。隔膜計(jì)量泵投加量穩(wěn)定、準(zhǔn)確。以投加PAC為主，助凝劑和堿液，備用多級(jí)加藥提高了加藥系統(tǒng)的靈活性。b.凝集劑的混合攪拌：為了藥劑在水中的溶解，凝集劑在水中急速擴(kuò)散、與水中的雜質(zhì)相互接觸而形成floc.在制程中往往加以混合攪拌。常用的混合方式有管式靜態(tài)混合器、混合池混合及機(jī)械混合等。一般使用的混合池有矩形池和圓形槽，攪拌器的種類依需要而定，通常使用低速攪拌。螺旋式攪拌器是我們水環(huán)藥劑溶解攪拌器的使用形式。鉛錘式攪拌器管式靜態(tài)混合器一混合效果較好、設(shè)備簡(jiǎn)單，不需單建構(gòu)筑物，但水頭損失大，當(dāng)流量變化大

23、時(shí)，影響混合效果；混合池混合一混合效果較好，占地面積大。某些進(jìn)水方式要帶進(jìn)大量氣體，流量變化較大時(shí)，混合效果不穩(wěn)定；機(jī)械混合-混合效果好，適應(yīng)流量變化，水頭損失小，缺點(diǎn)是消耗電能，管理維護(hù)復(fù)雜。設(shè)計(jì)考慮原水水頭有富余，且供水流量均勻穩(wěn)定，因此，混合選用管式靜態(tài)混合器方式。擬采用管式微渦靜態(tài)混合器。c.絮凝反應(yīng)：絮凝反應(yīng)方式一般分為水力和機(jī)械兩大類。前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但適應(yīng)流量變化性差，后者可進(jìn)行調(diào)節(jié)，能適應(yīng)各種流量的變化，但需有一定的機(jī)械維修量，能耗大。為節(jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用，充分利用有效富余水頭，本工程采用水力反應(yīng)方式。擬在工藝中采用小孔眼網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池，該工藝應(yīng)用“渦漩混凝低脈動(dòng)沉淀給水處理技術(shù)

24、”（國家專利技術(shù)、獲國家發(fā)明獎(jiǎng)）。對(duì)混凝過程進(jìn)行強(qiáng)化與完善，使得該工藝對(duì)原水中色度的去除較常規(guī)工藝有明顯的效果。2.2.3 沉淀沉淀是在重力作用下，使懸浮液中密度大于水的懸浮固體下沉，從而與水分離的水處理方法。水中的大部分雜質(zhì)因?yàn)槠浔戎乇人螅炭衫弥亓Χ两?，在沉降工段去除水中的浮游物及floc.以減輕過濾池的負(fù)擔(dān)，是沉降池的主要目的。影響沉淀的事項(xiàng)有（1）原水水質(zhì)（包括粘性、比重、PH、堿度、水溫等）（2）懸浮物的性質(zhì)（大小、比重、凝集性）（3）氣候條件（溫度、風(fēng)雨等等）（4）沉淀池的構(gòu)造（形狀、沉淀時(shí)間、池內(nèi)流速、水深、長(zhǎng)寬比、整流設(shè)備）沉淀池分為平流式、豎流式、輻流式及斜管（斜板）式

25、沉淀池等形式。平流式沉淀池沉淀效果好；對(duì)沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強(qiáng)；施工簡(jiǎn)易，造價(jià)較底。豎流式沉淀池排泥方便，管理簡(jiǎn)單；占地面積較小。輻流式沉淀池運(yùn)行較好，管理較簡(jiǎn)單；排泥設(shè)備已趨定型。a.普通沉淀池：沉淀池的形狀有長(zhǎng)方形即圓形等，理論上沉淀效果亦水流面積大且淺較好，但實(shí)際上太淺時(shí)，因沉淀物上浮及溫度、風(fēng)等影響而使效果降低；而且考慮沉淀物堆積，有效水深為34米，長(zhǎng)寬比一般為3:18:1;圓形時(shí)，其直徑及深度之比為6:112:1左右較佳。b.藥品沉淀池容量及平均流速：依原水的水質(zhì)而加以適當(dāng)?shù)哪瘎?，良好的floc形需要35小時(shí)的沉淀。沉淀池的容量為計(jì)劃靜水量35小時(shí)的總額整流設(shè)備：池內(nèi)水流

26、的狀態(tài)受流入管、整流壁的設(shè)置、溫度、及流出側(cè)設(shè)置影響排泥裝置：連續(xù)式排泥通常設(shè)有sludge的舌U除裝置，有走行式、回轉(zhuǎn)式，及ringbelt式等等。管理：藥品沉淀池的管理與普通池有很多相似，但sludge較多是其特點(diǎn).Dor式圓形沉淀池（輻流式）對(duì)于大型水廠，平流沉淀池和斜管沉淀池較為合理。而由于場(chǎng)地面積有限，設(shè)計(jì)只能考慮采用斜管沉淀池，它具有停留時(shí)間短、占地小、沉淀效率高等優(yōu)點(diǎn)。沉淀工藝我們采用逆向流斜管沉淀設(shè)備，表面負(fù)荷2.5mm/s,該沉淀池排泥采用穿孔管排泥，運(yùn)行管理時(shí)積泥必須及時(shí)得到排放，發(fā)揮斜管沉淀池的最大效率，克服沉淀池因排泥不及時(shí)出現(xiàn)的“跑磯花”現(xiàn)象。每個(gè)沉淀池設(shè)有一臺(tái)超聲波

27、泥位計(jì)，當(dāng)泥位超出預(yù)定值時(shí)及時(shí)報(bào)警，并參與控制排泥閥的運(yùn)行。2.2.4過濾過濾是指液體通過適當(dāng)?shù)亩嗫孜镔|(zhì)層，將液體中的浮游物及其他物質(zhì)去除的方法。給水處理所使用的過濾法有：重力式過濾法、急速砂濾凈水及壓力式過濾法。其濾材一般使用沙，在其他特殊濾過目的時(shí)，又或使用其他特殊濾材。A.重力式濾池的凈水機(jī)理在持續(xù)過濾時(shí)，慢慢的在沙層的表面會(huì)形成堆積物，這種堆積物是由有機(jī)與無機(jī)質(zhì)構(gòu)成的一種膠質(zhì)膜。又成為過濾膜，過濾膜有抑制細(xì)菌及浮游物質(zhì)使其留下的作用，此中作用不僅是機(jī)械作用，又有物理化學(xué)及生物作用，這種作用無法有物質(zhì)的本態(tài)來判定，而得考慮過濾膜內(nèi)膠質(zhì)、細(xì)菌、生物等等，其作用不至十表面過濾作用，亦需考慮其

28、下沙層的作用。沙粒子的表面帶有負(fù)電荷，對(duì)有相同電荷的細(xì)菌及浮游物質(zhì)（有機(jī)物、無機(jī)物）的微粒子無法吸著。而表面膠質(zhì)膜在沙面形成時(shí)帶有正電荷，膠質(zhì)的組成由不完全分解的有機(jī)物附帶鐵、鉆、鋁及無水硅酸等，此狀態(tài)在最初將吸著水中帶有負(fù)電荷的微細(xì)物質(zhì)。其次，經(jīng)過數(shù)日至數(shù)周，表層的無機(jī)鹽或磷酸鹽增加，當(dāng)陽光照射時(shí)稱為植物繁殖的好場(chǎng)所，最后形成藻類的薄膜，在藻類的薄膜中有（1）浮游物微粒子（2）因碳酸的同化效果，放出的氧氣榮譽(yù)水中，幫助浮游物質(zhì)的氧化。在藻類的薄膜之下有無數(shù)的細(xì)菌層生存，有機(jī)物受到細(xì)菌的分解而成為有機(jī)物。而使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為無害物質(zhì)。B.急速砂濾凈水裝置：沙粒子的表面在水中帶有負(fù)電荷而能被帶

29、有正電荷的鐵、鋁、鈕、硅酸等的氧化物所吸著，帶正電的膜又吸著帶有負(fù)電的雜志微粒子而急速過濾是以較高的過濾速度濾過,接觸時(shí)間短，這樣的變化是不能達(dá)到的，單單利用沙粒來抑留浮游物質(zhì)，固急速砂濾主 要是依靠機(jī)械作用及物理的吸著作用來去除雜質(zhì)，而沒有生物學(xué)的無機(jī)化作用。砂濾池構(gòu)造：(1)沙層；(2)砂礫層；(3)下部集水裝置(3)排水裝置下部集水裝置是均等過濾和有效洗凈的重要決定因素，其形式有：a.Strainer 腮過網(wǎng))b.oilier (給油器型)c.多孔管 d多孔性濾板(2)洗凈裝置a .機(jī)械攪拌式b汽水反沖式c水 逆流洗凈式d表面洗凈式排水溝的配置(4)配管a原水流入管b.濾過水流出管c.洗

30、凈管d洗凈排水管e空氣管濾池形式有虹吸濾池、無閥濾池、普快濾池、均質(zhì)濾料濾池和新引進(jìn)的瑞士翻板濾池等。翻板濾池具有許多特殊的優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)單、周期短，投資比單層濾料濾池低，運(yùn)行費(fèi)用減少，操作簡(jiǎn)單易管理，但由于該濾池的布?xì)饧夹g(shù)的專利技術(shù)費(fèi)用太高，經(jīng)綜合比較采用均質(zhì)濾料濾池。均質(zhì)濾料濾池于70年代初已在歐洲開始使用，經(jīng)過不斷完善，廣泛沿用至今。采用的均質(zhì)濾料、不均勻系數(shù)K60很小。它大大提高了濾料層的孔隙率,使濾速提高、過濾周期延長(zhǎng)，且水質(zhì)好，節(jié)水節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是控制系統(tǒng)復(fù)雜，造價(jià)較高。但經(jīng)過我國給排水設(shè)計(jì)人員和設(shè)備制造商的不斷探索和努力，均質(zhì)濾料濾池現(xiàn)已基本國產(chǎn)化，并被廣泛應(yīng)用，已達(dá)到了比較理想

31、的水平。濾池設(shè)計(jì)我們采用深層截污的、氣水反沖、包水頭濾速過濾的均質(zhì)濾料濾池。主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下：水質(zhì)：濾池出水濁度01NTU設(shè)計(jì)濾速：8.89m/h;強(qiáng)制濾速10.67m/h;沖洗強(qiáng)度：氣沖強(qiáng)度：15L/s.m2,3min氣、水同時(shí)反沖強(qiáng)度-氣沖強(qiáng)度：15L/s.m2、4min-水沖強(qiáng)度：3-4L/s.m2、4min水沖強(qiáng)度：5L/s.m2、4min表面掃洗強(qiáng)度：2.1L/s.m2濾料：采用均粒石英砂濾料，砂粒徑0.951.25mm；濾床厚度1.3m。氣水分配系統(tǒng)由氣水分配槽、濾板和長(zhǎng)柄濾頭組成。濾池采用長(zhǎng)柄濾頭配氣、配水系統(tǒng)，保證布水、布?xì)獾木鶆?。濾頭和濾板為國內(nèi)定型產(chǎn)品，采用成品的鋼筋混凝土

32、濾板每塊濾板平面尺寸為975mmx975mm,其上裝624個(gè)F4型濾頭。濾池進(jìn)水端與沉淀池出水管相連，并與低濁時(shí)可以直接過濾的超越管連通。每個(gè)濾池的進(jìn)口設(shè)有可調(diào)節(jié)的進(jìn)水堰板，通過堰板的調(diào)節(jié)和跌落配水，使各濾池的進(jìn)水流量均勻一致；為減少工程投資，提高濾池操作的可靠性，所有濾池參與控制操作的閘板閥、閥門均采用氣動(dòng)；氣源由動(dòng)力廠直接供給，并應(yīng)確保氣源的不間斷供應(yīng)，氣源進(jìn)氣量為2.0m3/h,壓力為0.07MPa。濾池所有氣動(dòng)控制閘板閥（橡膠氣囊）、閥門均采用國外引進(jìn)設(shè)備，出水蝶閥采用電-氣動(dòng)定位器（包水位控制閥），根據(jù)濾池水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持水位穩(wěn)定。各格濾池內(nèi)均設(shè)置壓力變送器，過濾、反沖洗均由計(jì)算機(jī)

33、自動(dòng)操作。濾池沖洗狀態(tài)：當(dāng)濾池出現(xiàn)下列三項(xiàng)中任意一項(xiàng)現(xiàn)象時(shí)，即準(zhǔn)備反沖洗：過濾周期達(dá)到36-48h（可由計(jì)算機(jī)設(shè)定）；濾層水頭損失達(dá)150cm；清水管出水濁度1NTU。濾池除常規(guī)的過濾、反沖洗實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制以外，其出水濁度巡檢采用在線檢測(cè)的方法。在濾池管廊的南側(cè)安裝兩臺(tái)取樣泵（一用一備），兩臺(tái)取樣泵分別與濁度儀和六格濾池及濾后水的取樣管上的電池閥相通，每隔一定的時(shí)間檢測(cè)一次，每個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)都在計(jì)算機(jī)及PLC上顯示，反映的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、完整，每個(gè)濾池的出水濁度直觀。兩臺(tái)取樣泵設(shè)在濾池管廊的南端，取樣后送至頂層化驗(yàn)室在線檢測(cè)。另外，設(shè)計(jì)還考慮在濾池反沖洗排水出口處設(shè)置兩個(gè)自動(dòng)控制閥門，其中通向廠區(qū)排水管道

34、的是常閉閥，通向回收管道的是常開閥。通過切換閥門，使前幾分鐘的反沖洗高濁水排入廠區(qū)排水管道；后階段的反沖洗低濁水排入回收水池，經(jīng)提升后再進(jìn)入反應(yīng)池進(jìn)口，回收水泵由水池水位信號(hào)通過中心控制室的PLC自動(dòng)控制開停。2.2.5 清水池清水池按照技術(shù)規(guī)范要求，清水池的儲(chǔ)存量需按供水規(guī)模4小時(shí)的水量設(shè)計(jì)。目的是為了儲(chǔ)存經(jīng)過絮凝、沉淀、過濾后的得到的處理水。2.2.6 水質(zhì)化驗(yàn)廠級(jí)化驗(yàn)分為早、中、晚，對(duì)原水、沉淀池出水、濾后水、出廠水等所要求的指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。第三章Purewaterplant3.1 鍋爐水的水質(zhì)要求3.1.1 鍋爐水對(duì)水質(zhì)要求的標(biāo)準(zhǔn)硬度0 0.001mmol/l電導(dǎo)率0.2us/cmPH=

35、7.0± 0.5SiO200.01Ppm3.1.2 水質(zhì)對(duì)鍋爐的影響鍋爐若使用不純水將會(huì)引起障礙、凝定。此種障礙乃因有硬度成分而生成鍋垢(scale,溶存之氧及其他腐蝕性物質(zhì)對(duì)鍋爐材料腐蝕性將隨鍋爐水的濃度及硅酸度而增加。鍋爐的傳熱面若有鍋垢附著，則將引起：傳熱效率降低，鍋爐用煤量將增多，動(dòng)力費(fèi)用增多，酸洗次數(shù)增加，傳熱不均勻還會(huì)造成爆管等，蒸氣品質(zhì)降低，煙氣量增加。而腐蝕性對(duì)鍋爐的更加危險(xiǎn)，將會(huì)造成鍋爐壽命縮小，以及鍋爐爆炸等。因而，鍋爐的補(bǔ)給水對(duì)水質(zhì)的要求比較嚴(yán)格，同時(shí)對(duì)鍋爐的補(bǔ)給水水質(zhì)要在硬度、膠質(zhì)硅酸、電導(dǎo)率等處理達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。3.2 purewater工藝流程選擇為滿足鍋爐

36、補(bǔ)給水要求選用一級(jí)除鹽加混床系統(tǒng)，具水處理系統(tǒng)流程為：生水一活性炭過濾器一陽離子交換器一除二氧化碳器一中間水箱一中間水泵一陰離子交換器一陰陽混合離子交換器一除鹽水箱在純水處理中主要是利用離子交換方式軟化處理水以達(dá)到鍋爐等設(shè)備用水水質(zhì)要求。我們的處理系統(tǒng)選用4套250m3/h除鹽水處理裝置，包括3200mm活性炭過濾器4臺(tái)，3000mm陽離子交換器4臺(tái)，3000mm陰離子交換器4臺(tái)及3000mm混床4臺(tái)，樹月旨選用DOMANDHAASAMBERLITE凝膠型均一樹月旨。3.3 活性炭過濾器此裝置為水壓式活性炭過濾裝置。原水經(jīng)此設(shè)備，其所含之雜質(zhì)、臭味、色度藉此過濾裝置的活性炭濾除雜質(zhì)、臭味、色度

37、。當(dāng)雜質(zhì)積存很多時(shí)，則利用逆洗水洗去濾材上之雜質(zhì)并排除去，如此重復(fù)操作即可得清潔之水質(zhì)。3.3.1 活性炭之介紹及吸附原理：活性炭：是用含有碳為主的物質(zhì)作原料，如煤、木材、骨頭、硬果殼、石油殘?jiān)?，?jīng)過高溫炭化而成。炭化溫度約為300400oC,將原料熱解成殘?jiān)罨瘻囟燃s為920960oC,迫入水蒸汽造成炭?jī)?nèi)部十分發(fā)達(dá)的孔隙。（如圖）活性炭吸附原理：吸附是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的過程。它能發(fā)生在氣-液、氣-固、液-固兩相之間。一般都是以多孔性的固相物質(zhì)作為離子交換吸附劑。吸附可分為：a物理吸附：是吸附質(zhì)與吸附劑之間的分子引力產(chǎn)生的吸附：還包括孔隙大小的過濾吸附。b化學(xué)吸附：是吸附質(zhì)與

38、吸附劑之間電子化學(xué)鍵力發(fā)生化學(xué)作用使得化學(xué)性質(zhì)變化引起的吸附。c子交換吸附：是吸附質(zhì)的靜電引力聚集到吸附劑表面上的帶電點(diǎn)上，同時(shí)吸附劑也放出一個(gè)等當(dāng)量離子。而活性炭的吸附原理包含有以上三種，物理吸附表現(xiàn)在活性炭的孔隙發(fā)達(dá)性，當(dāng)雜質(zhì)直徑大于活性炭的孔隙時(shí)，就會(huì)被擋住；化學(xué)吸附，是由于活性炭孔隙中含有的物質(zhì)能與水中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)色度、臭味的過濾，離子吸附也跟化學(xué)吸附有相近的原理。3.3.2 活性炭過濾裝置的工作方式：活性炭工作過程可簡(jiǎn)單的總結(jié)為以上過程:I采水：生水自活性炭塔槽上方流入，經(jīng)活性炭過濾裝置下方流出，而得到去除雜質(zhì)、臭味等水質(zhì)。II逆洗：目的為逐出活性炭上方之沉積物。經(jīng)一段時(shí)間

39、的過濾后，若干雜質(zhì)沉積在活性炭上方排出并除去。田沉整：在逆洗時(shí)活性炭會(huì)上浮，逆洗完成后將所有閥門關(guān)閉使活性炭因重力而沉下。IV洗凈：在逆洗時(shí)恐有雜質(zhì)附在活性炭下面，用正洗來洗凈以免在采水時(shí)候污染水質(zhì)?；钚蕴康墓ぷ鞣绞骄褪且陨厦嫖宀襟E循環(huán)操作的。但在各個(gè)步驟時(shí)間上有一定的分別。3.4 陽床此裝置采用43m<3mH的圓桶式的裝置。里面裝載有陽離子交換樹脂，生水流經(jīng)此設(shè)備，通過陽離子交換樹脂時(shí)，其所含之陽離子被陽床之強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂交換成H琪反應(yīng)方程式為：R-SO3H+Na+;Mg+;Ca+R-SO3Na;Ca;Mg+H+同時(shí)原水中含有的碳酸藉H作用，分解成H2O與CO2!入D塔。3.4.

40、1 離子交換樹脂介紹離子交換樹脂是由空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)骨架（即母體）與附屬在骨架上的許多活性基團(tuán)所構(gòu)成的不溶性高分子化合物。活性基團(tuán)遇水電離，分成固定部分和活動(dòng)部分。例如：R-SO3H;R表示樹脂母體即網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，-SO3表示活性基團(tuán)固定離子，H+表示活性基團(tuán)的活動(dòng)離子水處理的離子交換樹脂依其性質(zhì)可以分類如下：陽離子交換樹脂C.E.R（強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂、中酸性陽離子交換樹脂、弱酸性性陽離子交換樹脂）；陰離子交換樹脂A.E.R（強(qiáng)堿基型陰離子交換樹脂、中堿基型陰離子交換樹脂、弱堿基型陰離子交換樹脂）。而且已有依照橋的程度，多孔性、耐氣空性、酸性或堿基性的強(qiáng)度，粒徑等的更細(xì)分類。A.強(qiáng)酸性C.E.R(

41、R-SO3H)合成樹脂的母體為Sulfuricacid在水處理上應(yīng)用廣泛，主要用于脫去水中溶存的陽歷子。B.弱酸性C.E.R(R-COOH)合成樹脂的母體為Carboxyl基。用于脫堿及脫鹽，再生比較容易C.強(qiáng)堿基性A.E.R(R-NOH)合成樹脂的母體有第四級(jí)胺基，在春水的制造重大量使用。對(duì)硅酸、碳酸等弱酸的去除極為重要。D.中堿基性A.E.R(RN,R=NH)合成樹脂的母體為第23級(jí)胺，用于脫鹽。E.弱堿基性A.E.R(RmN,R=NH,R-NH2)合成樹脂的母體為第13級(jí)胺，用于脫鹽。再生比較容易。3.4.2 離子交換反應(yīng)原理A、可逆反應(yīng)離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，但是這種可逆反應(yīng)并不是在均

42、相溶液中進(jìn)進(jìn)行的，而是在固態(tài)的樹脂和溶液接觸的界面間發(fā)生的。例如含有Ca2+的硬水，通過R-Na型離子交換樹脂時(shí)，發(fā)生的交換反應(yīng)為：2R-Na+Ca2+TR2-Ca+2Na+由于上述反應(yīng)過程不斷消耗R-Na型樹脂，并使它轉(zhuǎn)化為R2Ca型樹脂，造成樹脂的交換能力減弱、直至失去交換能力。為恢復(fù)樹脂的交換能力，可用一定濃度的食鹽水通過已失效的樹脂層，使樹脂由R2Ca型樹脂恢復(fù)為具有交換能力的R-Na型樹脂。通常稱為再生。其再生反應(yīng)為：R2-Ca+2Na+t2R-Na十Ca2+;上述兩個(gè)反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是可逆的，故其反應(yīng)式可寫為：2RNa+Ca2+HR2Ca+2Na+可見，當(dāng)水中Ca2+多且樹脂中R-Na型

43、亦多時(shí)，上述反應(yīng)向右進(jìn)行，即進(jìn)行交換反應(yīng)；反之，上述反應(yīng)向左進(jìn)行，則進(jìn)行再生反應(yīng)。所以.離子交換反應(yīng)是可逆的。這種反應(yīng)的可逆性使離子交換樹脂可以反復(fù)使用，是其工業(yè)上應(yīng)用的基礎(chǔ)。離子交換樹脂的界面現(xiàn)象，與膠體結(jié)構(gòu)相類似，它們?cè)谒芤褐行纬呻p電層.即周定離子層和可動(dòng)離子層(反離子層)。當(dāng)不同種類的反離子進(jìn)行交換反應(yīng)達(dá)到一定程度時(shí).就建立起離子交換平衡狀態(tài)。由圖111l可以看出，對(duì)于每一顆粒樹脂來說，其中換交換基團(tuán)很難全部轉(zhuǎn)變成一種離子形式。這就是樹脂的工作交換容量和再生交換容量小于全交換容量的原因之一。在離子交換反應(yīng)中，如果正反應(yīng)稱為交換過程，其逆反應(yīng)則稱為再生過程。B、強(qiáng)型樹脂的交換反應(yīng)強(qiáng)型樹脂

44、是指強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂和強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。1 .中性鹽分解反應(yīng)R-SO3H十NaCl=RSO3Na+HCLRNOH+NaCl=R=NCL+NaOH上述離子交換反應(yīng)致使在溶液中生成游離的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿。2 .中和反應(yīng)RSO3H+NaOH=RSO3Na+H2OR=NOH十HCl=R=NCl十H2O上述反應(yīng)的結(jié)果在溶液中形成電離極弱的水。3 .復(fù)分解反應(yīng)R(SO3Na)2+CaCl2=R(SO3)2Ca+2NaClR(=NCL)2+Na2SO4=R(=N)2SO4+2NaClC、弱型樹脂的交換反應(yīng)：弱型樹脂指弱酸性陽離子交換樹脂和弱堿性陰離子交換樹脂。它們不能進(jìn)行中性鹽分解反應(yīng)，這是因?yàn)槿跛嵝詷渲?/p>

45、只能在pH>4時(shí)進(jìn)行交換反應(yīng)；弱堿性樹脂只能在pH<7時(shí)才能進(jìn)行交換反應(yīng)，而中性鹽分解反應(yīng)則將生成強(qiáng)酸或強(qiáng)堿之緣故。但弱型樹脂可進(jìn)行以下反應(yīng)1 .非中性鹽的分解反應(yīng)R(COOH)2+Ca(HCO3)2=R(COO)2Ca+2H2CO3R=NH2OH+NH4Cl=R=NH2Cl+NH40H2 .強(qiáng)酸或強(qiáng)堿的中和反應(yīng)R(SO3H)2+2NaOH=2RCOONa+H2OR=NH20H+HCl=R=NH2Cl+H2O3 .復(fù)分解反應(yīng)R(NCl)2+CaCl2=R(COO)2Ca+2NaClR=NH2Cl+NaN03=R=NH2N03+NaCl3.4.3 離子交換樹脂層的工作過程與再生過程(

46、鈉型樹脂為例)3.4.3.1 離子交換樹脂層的工作過程在裝有鈉型樹脂的離子交換柱中，自上而下地通過含有Ca2+的水時(shí)，樹脂層的變化可分為以下三個(gè)階段。(1)交換帶的形成階段溶液一接觸樹脂，就開始發(fā)生離子交換反應(yīng)。隨著水的流動(dòng),溶液的組成和樹脂的組成不斷發(fā)生改變，即樹脂愈往上層，層中的Ca2+濃度就愈大；水愈往下流，水中的Ca2+濃度就愈小。當(dāng)水流至一定深度時(shí)，離子交換反應(yīng)達(dá)到平衡，樹脂及溶液中反離子Na+的濃度就不再改變了。這時(shí)，從樹脂上層交換反應(yīng)開始至下層交換平衡為止，形成了一定高度的離子交換反應(yīng)區(qū)域，稱為交換帶或工作層。如果把交換帶中樹脂的組成作出曲線，縱坐標(biāo)為樹脂層高度，橫坐標(biāo)為樹脂的組

47、成，以表示，則交換帶的樹脂組成曲線，不難理解，在通水初期，由于離子交換反應(yīng)剛剛開始，交換帶尚未定型，經(jīng)一段時(shí)間后才形成一定高度的離子交換帶。（2）交換帶的移動(dòng)階段隨著離子交換的進(jìn)行，離子交換帶逐漸向下部樹脂層移動(dòng)，這樣樹脂層中就形成了三個(gè)層或區(qū)域（圖1114）：交換帶以上的樹脂層，都為Ca2+所飽和，它已失去交換能力，水通過時(shí)，水質(zhì)不發(fā)生變化，此層稱為失效層；接著是工作層，此層內(nèi)鈣型樹脂和鈉型樹脂是混存的，上部鈣型樹脂多，下部鈉型樹脂多，水流經(jīng)這一層時(shí)，水中的Ca2+和鈉型樹脂中的Na+進(jìn)行交換，使出水中Ca2+濃度由原水（進(jìn)水）中Ca2+濃度降至接近于0,此層是整個(gè)樹脂層中正在進(jìn)行離子交換的

48、層區(qū)，其層區(qū)高度即為交換帶的寬度；交換帶以下的樹脂層為尚未參與交換的樹脂層，即其中全為鈉型樹脂，稱為末交換層。所以，交換帶移動(dòng)階段即是水處理中離子交換運(yùn)行的中期階段，也就是離子交換的正常運(yùn)行階段。（3）交換帶的消失階段由于交換帶沿水流方向以一定速度向前推移，致使失效層不斷增大，末交換層不斷縮小，當(dāng)交換帶的下端達(dá)到樹脂層底部時(shí)，Ca在裝有鈉型樹脂的離子交換柱中，自上而下地通過含有Ca2+的水時(shí)3.4.3.2 離子交換樹脂層的再生過程采用含一定化學(xué)物質(zhì)的水溶液，使樹脂層內(nèi)失效（失去交換能力）的樹脂重新恢復(fù)交換能力，這種處理過程稱為樹脂的再生過程。再生能力或再生性能，通常用再生劑耗（分別稱為鹽耗、酸

49、耗或堿耗卜再生劑比耗表示。再生劑耗是指在失效的樹脂中再生1摩爾交換基團(tuán)所耗用的再生劑質(zhì)量，單位為g/mol。再生劑比耗表示再生單位體積樹脂用再生劑的量（mol/m3）和該樹脂的工作交換容量（mol/m3）的比值。它反映了樹脂的再生性能，是離子交換運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。由于樹脂工作交換容量并不隨比耗正比地增加，因此在一定條件下應(yīng)通過工作交換容量隨比耗變化的趨勢(shì)確定一個(gè)既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用的再生劑比耗。不同的樹脂、不同的離子交換工藝，這種經(jīng)濟(jì)比耗也不同。3.4.4 陽離子交換樹脂床工作方式I表洗（用脫氣塔后的水）目的為整平樹脂層，同時(shí)逐出樹脂層表面之沉積物及破碎樹脂。R沉整：在逆洗樹脂會(huì)上浮，此步驟將所有

50、閥門與泵關(guān)閉使樹脂因重力而自然沉整排列。田通藥：目的為利用純水經(jīng)過吸入器之作用而吸進(jìn)鹽酸由塔底進(jìn)入，分別再生陽離子交換樹脂，同時(shí)純水自陽塔頂部注入，共同自陽塔中間集水器排出。IV押出：為使用樹脂層之鹽酸繼續(xù)與樹脂層作用以提高效率。V洗滌：目的為將殘留于樹脂層之再生劑HCL洗滌干凈。VI采水：再生完成后純水純度達(dá)到要求水質(zhì)轉(zhuǎn)為采水。即排泄：在使用過程中，若水質(zhì)劣時(shí)候，則程序?qū)⒆詣?dòng)跳到排泄過程。在設(shè)定時(shí)間如水質(zhì)良時(shí)則由排泄轉(zhuǎn)入采水階段。不良時(shí)排泄轉(zhuǎn)為再生階段。陽床的工作過程就是采水一一再生采水的過程。3.5 脫氣塔脫氣塔，是原水當(dāng)中含有的碳酸藉H作用，分解成H2O、CO2進(jìn)入脫氣塔，其中CO2在脫

51、氣塔中通過邏資風(fēng)機(jī)供氣逐出，以減輕后續(xù)的陰床之負(fù)荷。3.5.1 脫氣塔原理通?？諝獾葰怏w溶解時(shí)，將使水對(duì)金屬具有腐蝕性。其中水的腐蝕性的增加主要是因?yàn)槿芙庋跫岸趸肌Ｃ摎馐鞘谷艽鏆怏w放散于空氣中，而又氣液間物質(zhì)移動(dòng)的操作。此理論是以氣體在水中的溶解度，及在某種條件下氣體的平衡濃度及氣體由水中向大氣中移動(dòng)速度等為基礎(chǔ)。（如圖）在工廠依據(jù)脫氣得要求不同通常采用不同的方法常用的物理方法有：加熱脫氣、真空脫氣、不活波氣體脫氣、超聲波脫氣在我們水環(huán)制程中由于對(duì)水中的溶存氣體去除率求不高，所以我們使用如上的脫氣裝置，由于在陽塔反應(yīng)而產(chǎn)生的二氧化碳濃度遠(yuǎn)高于它在該條件下的溶解度。所以我們用鼓入空氣的方法來

52、降低水中的二氧化碳含量。3.6 陰床本裝置采用43mx3mH的圓桶式裝置，里面裝載有陰離子交換樹脂，原水經(jīng)過濾器、陽床、脫氣塔后的水進(jìn)入陰床，水中之陰離子及硅酸被強(qiáng)酸性陰離子交換樹脂交換成OH-,其反應(yīng)方程式為：R-NOH+CL-;SO42-;CO32-;SiO2R-NCL;SO4；CO3；SiO2+OH-再由H+與OH-離子結(jié)合成水。3.6.1 陰離子交換反應(yīng)原理及工作、再生過程如3.4.33.6.2 陰床工作方式如3.4.43.7 混床：（陰、陽離子混合床）混床：是在交換器內(nèi)均勻混雜的裝填陰、陽兩種樹脂，一般混合床采用強(qiáng)酸性陽樹脂和強(qiáng)堿性陰樹脂，其陰、陽樹脂的混合比為1:12,用語混合床內(nèi)

53、陰、陽樹脂混雜，因此原水流經(jīng)樹脂層時(shí)，陰、陽離子同時(shí)被樹脂所吸附。其產(chǎn)物H+和OH-又因反應(yīng)生成水而得以降低，有利于交換反應(yīng)進(jìn)行的徹底，使得出水水質(zhì)大大提高。為了防止再生時(shí)陰、陽樹脂層難徹底分層，及交叉污染，發(fā)展了三層混床新技術(shù)。即在普通混合床中另填一層惰性樹脂，其高度介于陰陽樹脂之間，具顆粒大小能保證在反沖洗時(shí)將陰、陽樹脂分離開來。在我們的除鹽水系統(tǒng)中加設(shè)混床，其目的是為了進(jìn)一步除去上述流程中未除去的陰、陽離子，使水質(zhì)達(dá)到鍋爐補(bǔ)給水的標(biāo)準(zhǔn)。其工作方式與上述陽床、陰床工作方式原理一樣。在我們水環(huán)純水（除水）的處理的主要設(shè)備的選擇：因?yàn)樗看螅钚蕴歼^濾器選用臥式過濾器，并采用上下雙層布置。離子

54、交換床選用ZXDF-自身清洗多元沸騰浮動(dòng)床,該交換器交換室內(nèi)裝有樹脂清洗器，每個(gè)運(yùn)行周期對(duì)樹脂清洗一次，及時(shí)的除去破碎的樹脂和雜質(zhì)，因此不用另設(shè)床外清洗塔。第四章Condenserwaterplant冷凝水處理是我們水環(huán)出化學(xué)水處理的其中一部分。我們采用4套處理量為250M3/h的冷凝水處理裝置。4.1 冷凝水進(jìn)出水質(zhì)要求4.1.1 冷凝水進(jìn)水要求項(xiàng)目數(shù)量(mg/l)名稱數(shù)量(mg/l)溫度95c總鐵0.06Cu0.007SiO20.05電導(dǎo)率5us/cmPH7-8Na+、K+0.064.1.2 冷凝水水質(zhì)要求PH 7.0± 0.5Cu <0.005PPM溫度<600CN

55、a+K+<0.01Mol/LSiO2<0.01PPM電導(dǎo)率0.1us/cm總鐵0.01ppm4.2 工藝流程選擇為滿足水質(zhì)要求選用過濾加混床系統(tǒng)，具水處理系統(tǒng)流程為：凝結(jié)水一一級(jí)換熱器一二級(jí)換熱器一三級(jí)換熱器一精密過濾器一體內(nèi)再生陰陽混合離子交換器一凝結(jié)水箱。4.2.1 主要設(shè)備選擇由于凝結(jié)水回水溫度高（95）超過混床樹脂允許溫度上限，須經(jīng)換熱器降溫至50C,換熱器選用Sweep板式換熱器，一級(jí)冷卻水用混床出水；二級(jí)冷卻水用來自Purewaterplant補(bǔ)給的純水；三級(jí)冷卻水用循環(huán)水。過濾器選用精密過濾器，該過濾器濾元為蜂房式聚丙烯纖維線繞濾芯，可除去凝結(jié)水中的鐵、銅等懸浮雜質(zhì)。第五章WasteWaterTreatmentPlant5.1 污水處理廠的概述來自漿廠的廢水中所含化學(xué)成分較復(fù)雜，除具有一般污水性質(zhì)外，尚含有油和較高色度等其他污染物質(zhì)，且污水具有較高的溫度，為此采用物化一一生化相結(jié)合的污水處理工藝，能確保處理后水質(zhì)達(dá)到排放要求。由于原污水水溫較高，故采用冷卻塔對(duì)原污水進(jìn)行冷卻處理，以便保證后續(xù)生化處理的正常進(jìn)行。由于紙漿廢水有機(jī)污染物濃度較高，本方案采用A/O生化處理和生物接觸氧化相結(jié)合的處理系統(tǒng)。而對(duì)污水中色度的處理采用加藥混凝反應(yīng)進(jìn)行處理。廢水處理廠占地6.42公頃。污水處理廠總