工業(yè)鍋爐用水的預(yù)處ppt課件

1、C3-1 工業(yè)鍋爐用水的預(yù)處置 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置 目的：除掉水中的懸浮雜質(zhì)和膠體雜質(zhì)。 雜質(zhì)的危害：進(jìn)入離子交換器內(nèi)，使樹脂層的阻力增大，并且容易吸附在樹脂的外表，影響交換才干。 常用的地表水的預(yù)處置方法：混凝、沉淀廓清和過濾。1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置 水中的不同粒徑的懸浮物和膠體雜質(zhì)，沉降速度相差很大。 右表列出了一樣條件下不同粒徑顆粒在水中的沉降速度。 由表可知，雜質(zhì)的沉降速度隨著顆粒粒徑變化呈非線性關(guān)系。大顆粒懸浮物容易沉降，而粒徑微小的雜質(zhì)，尤其是膠體雜質(zhì)卻能在水中長期堅(jiān)持分散懸浮形狀，這一特性稱為膠

2、體的穩(wěn)定性。1.1 混凝混凝顆粒直徑(mm)顆粒種類沉降1m所需的時間1.0粗砂10 s0.1細(xì)砂2 min0.01泥砂2 h0.001細(xì)菌5 天0.0001黏土2 年0.00001膠粒210 年1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置 微小懸浮物和膠體顆粒為何具有穩(wěn)定性？1.1 混凝混凝 微粒的布朗運(yùn)動水分子的熱運(yùn)動使顆粒極小的懸浮物和膠體雜質(zhì)在水中做無規(guī)那么的高速運(yùn)動，并趨于均勻分散形狀，這種運(yùn)動即為“布朗運(yùn)動。布朗運(yùn)動是天然水中堅(jiān)持微粒穩(wěn)定性的要素之一。假設(shè)水中不存在妨礙顆粒相互接觸的要素，那么布朗運(yùn)動提供了顆粒在無規(guī)那么運(yùn)動中相互碰撞的時機(jī)。布朗運(yùn)動又是使微粒分散不穩(wěn)定性的要素之一。1. 地

3、表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置 微小懸浮物和膠體顆粒為何具有穩(wěn)定性？1.1 混凝混凝 微粒的靜電斥力膠體的結(jié)構(gòu)膠核：膠體的中心，是由眾多分子構(gòu)成的集合體。膠體的外表分布著一樣電荷的離子，稱為電位離子。電位離子經(jīng)過靜電作用吸引溶液中帶相反電荷的離子，稱為反離子。間隔膠核較近的反離子，靜電吸引力較強(qiáng)，這一區(qū)域?yàn)槲綄?。間隔膠核較遠(yuǎn)的反離子，靜電吸引力較弱，這一區(qū)域?yàn)閿U(kuò)展層。膠核膠核外表電位離子所構(gòu)成的電位為總電位；滑動面的電位為動電位。動電位闡明膠體帶電的本性，動電位越高，膠體顆粒間的靜電斥力越大，膠體越穩(wěn)定，它是衡量膠體穩(wěn)定性的一個重要目的。1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置 微小懸浮物和膠體顆粒為

4、何具有穩(wěn)定性？1.1 混凝混凝水化膜：水分子定向吸引到膠體顆粒的周圍構(gòu)成的一層水膜。水化膜能阻止微粒間的接觸，所以水化作用是堅(jiān)持膠體穩(wěn)定的緣由之一。水化作用伴隨膠體帶電而產(chǎn)生，一旦膠體電位消除或減弱，水化膜的作用亦會消除或減弱。 微粒的水化作用1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置1.1 混凝混凝向水中參與某種電解質(zhì)，由于電解質(zhì)電離出大量的反離子金屬離子或電解質(zhì)水解構(gòu)成帶有相反電荷的聚合體水解聚合物，對水中膠體的分散層產(chǎn)生緊縮作用，使分散層變薄，電位降低甚至趨于零，微粒間的靜電斥力減弱或消除。當(dāng)膠體顆粒相互接觸時就很容易經(jīng)過吸附作用聚結(jié)成大顆粒，這種過程稱為“凝聚。 膠體脫穩(wěn)：消除或減弱膠體穩(wěn)定性

5、的作用。 膠體脫穩(wěn)的三個作用： 反離子的緊縮作用1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置1.1 混凝混凝呈線性構(gòu)造的高分子物質(zhì)或高價金屬鹽類能水解成高聚物可以在溶液中伸展成鏈狀，膠體微粒容易吸附在鏈結(jié)部位。經(jīng)過高分子物質(zhì)把水中懸浮微粒連結(jié)在一同，這種作用稱為“吸附架橋作用。吸附架橋作用破壞膠體的穩(wěn)定性，逐漸構(gòu)成棉絮狀的沉淀物礬花，這一過程稱為“絮凝。 膠體脫穩(wěn)的三個作用： 膠體吸附和混凝劑的架橋作用膠體脫穩(wěn)過程往往是凝聚作用和絮凝作用同時發(fā)生的，所以總稱為混凝。具有混凝作用的藥劑稱為混凝劑。1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置1.1 混凝混凝對于低濁度水水中的懸浮物和膠體雜質(zhì)含量很少，需求投加大量的混

6、凝劑，以其本身相互混凝構(gòu)成絮狀沉淀物，在沉降的過程中將懸浮于水中少量微粒吸附攜帶下去，此過程稱為沉淀物的網(wǎng)捕作用。 膠體脫穩(wěn)的三個作用： 沉淀物的網(wǎng)捕作用1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置1.2 沉淀和廓清沉淀和廓清 沉淀：固體顆粒依托重力作用從水中分別出來的過程。進(jìn)展沉淀分別的設(shè)備稱為沉淀池。 廓清：懸浮雜質(zhì)與活性泥渣發(fā)生接觸混凝，從而加快沉淀物與水分別的速度，這一過程稱為廓清。這種設(shè)備稱為廓清池。原水混凝處置較大的固體顆粒活性泥渣重力作用出水接觸混凝沉淀沉淀廓清廓清沉淀和廓清是同一景象的兩種說法。1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置1.3 過濾過濾 過濾：把濁度較高的水，經(jīng)過一定厚度的粒狀或

7、非粒狀資料而有效地除去懸浮雜質(zhì)使水廓清的過程。濾料過濾資料；濾層由濾料堆積起來的過濾層；過濾器或過濾池起過濾作用的設(shè)備。 反洗：濾層由于截留較多懸浮雜質(zhì)而被堵塞，為恢復(fù)過濾才干而用清水自下而上沖洗，該過程稱為反洗。 反洗后過濾器延續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時間稱為過濾周期。1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置1.3 過濾過濾 濾料常用的濾料有石英砂和無煙煤。濾料粒徑的大小和均勻度對過濾效果影響極大。粒徑通常選用0.51.2 mm。濾料的均勻程度用不均勻系數(shù)K80表示。K80在一定粒徑范圍內(nèi)的濾料，按質(zhì)量計(jì)，能經(jīng)過80%濾料的篩孔孔徑d80與能經(jīng)過10%濾料的篩孔孔徑d10之比。ddK108080K80越大，表示濾

8、料粗細(xì)顆粒尺寸相差越大。濾料粒徑越不均勻，對過濾和沖洗越不利。1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置1.3 過濾過濾 濾層濾層的高度和孔隙率對過濾效率有較大的影響?？紫堵蕿V層中的空隙體積與濾層總體積的比值。與濾料的粒徑和不均勻系數(shù)有關(guān)。 濾層在過濾過程中并非簡單的攔截懸浮顆粒，其作用機(jī)理類似于懸浮泥渣型廓清池。濾料相當(dāng)于活性泥渣，起到接觸混凝的作用。為提高過濾效率，目前普遍采用“逆粒度過濾，即濾料粒徑沿水流方向由大到小陳列的過濾方式。雙層濾料可以較大的發(fā)揚(yáng)濾層中各部分濾料的截污作用，提高過濾效率。1. 地表水的預(yù)處置地表水的預(yù)處置1.3 過濾過濾 過濾效率濾層的過濾效率通常是用除濁率和泥渣容量W來

9、衡量。100%-CCC入出入C入過濾設(shè)備入口懸浮物的含量，mg/L；C出過濾設(shè)備出口懸浮物的含量，mg/L；VqWCC出入-泥渣容量是指一個過濾周期內(nèi)，單位體積的濾層中所截留懸浮雜質(zhì)的質(zhì)量，單位kg/m3。q過濾周期產(chǎn)水量，mg/L；V過濾層中濾料的總體積，m3；2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置 地下水的特點(diǎn)：懸浮物含量較低，但二價鐵離子含量較高。 地下水預(yù)處置的主要義務(wù)：除濁處置、除鐵處置。2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置2.1 無鐵地下水的預(yù)處置無鐵地下水的預(yù)處置含鐵量(mg/L)懸浮物含量(mg/L)處理方式0.3（無鐵地下水）20直接過濾20100直流混凝150左右采用雙層濾料過濾

10、設(shè)備進(jìn)行直流過濾 直流混凝：在過濾設(shè)備之前投加混凝劑，原水和混凝劑經(jīng)充分混合后直接進(jìn)入過濾設(shè)備，在沒有接觸濾料之前完成混凝反響。2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置2.1 無鐵地下水的預(yù)處置無鐵地下水的預(yù)處置 直流混凝是在過濾設(shè)備之前投加混凝劑，后與原水充分混合進(jìn)入過濾設(shè)備，在過濾設(shè)備中，水的流速明顯減慢，在沒有接觸濾料之前初步完成反響階段，經(jīng)過濾層的接觸混凝作用就能較徹底的去除懸浮物。 為了使混凝劑與原水充分混合，通常采用泵前加藥或管內(nèi)加藥的方法?；炷齽┑幕炷龣C(jī)理？2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置2.1 無鐵地下水的預(yù)處置無鐵地下水的預(yù)處置 泵前加藥直流混凝將配置好的混凝劑溶液定量的參與到水

11、泵吸水管中或水泵吸水井內(nèi)，經(jīng)過葉輪的轉(zhuǎn)動到達(dá)混合。浮子式定量加藥箱：藥液依托浮子下面的管口距水面的高度所構(gòu)成的壓力而流動。浮子所處的液面與藥液出口管的相對位置不變。球閥式水封箱：防止空氣隨藥液進(jìn)入泵內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單、混合充分、效果好、不需另外耗費(fèi)能量。缺陷：水泵不能離過濾設(shè)備太遠(yuǎn)，混合時間普通不要超越60 s。2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置2.1 無鐵地下水的預(yù)處置無鐵地下水的預(yù)處置 管道加藥直流混凝水力放射管道加藥安裝：混凝劑在溶液箱內(nèi)配制成一定濃度的溶液，由水力放射泵進(jìn)展保送。水力放射泵：利用高壓力水經(jīng)過噴嘴和喉管之間真空抽吸作用將藥液吸入，同時隨水的余壓注入原水管中。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單

12、、管理方便、能量耗費(fèi)小。缺陷：當(dāng)管道中水的流速減小時，能夠在管道中反響構(gòu)成沉淀。加藥地點(diǎn)設(shè)在過濾設(shè)備前相當(dāng)于進(jìn)水管管徑50倍左右的地方。2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置2.1 無鐵地下水的預(yù)處置無鐵地下水的預(yù)處置直流混凝通常采用Al2(SO4)3作混凝劑，采用管道加藥法進(jìn)展混凝處置時，混凝劑的加藥量比廓清池少。緣由是：只用來消除水中懸浮雜質(zhì)的穩(wěn)定性。混凝劑的投加量普統(tǒng)統(tǒng)過實(shí)驗(yàn)的最正確效果來確定的。直流混凝效果可由過濾設(shè)備入口和出口處水中濁度去除率，但此法較費(fèi)事。由于混凝過濾過程能同時去除水中部分有機(jī)物，故用耗氧量的變化來表征：O-OOOK軟原清原2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置2.2 含鐵

13、地下水的預(yù)處置含鐵地下水的預(yù)處置 含鐵水的危害：污染離子交換樹脂，呵斥樹脂鐵中毒而降低交換才干；作為補(bǔ)給水時，容易在鍋爐受熱面上結(jié)成鐵垢，不僅影響傳熱效果，還會呵斥垢下腐蝕。 離子交換樹脂外表被鐵化物覆蓋或樹脂內(nèi)部的交換孔道被鐵雜質(zhì)等堵塞，使樹脂的任務(wù)交換容量和再生交換容量明顯降低但樹脂構(gòu)造無變化，這種景象叫樹脂的鐵“中毒。 我國含鐵地下水中Fe2+的濃度都在1 mmol/L(相當(dāng)于28 mg/L)以下。 地下水中溶解氧含量低， Fe2+比較穩(wěn)定。去除方法：2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置2.2 含鐵地下水的預(yù)處置含鐵地下水的預(yù)處置 曝氣除鐵法地下水曝氣：將含鐵地下水提汲到地面后，充分與空氣

14、接觸，空氣中的氧氣迅速溶解在水中，這個過程稱為地下水曝氣。4Fe2+ + O2 + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8H+Fe(OH)3在構(gòu)成過程中可與水中的懸浮雜質(zhì)發(fā)生吸附架橋使其脫穩(wěn)，即同時起到混凝劑的作用。所以，含鐵地下水的曝氣過程是除鐵和混凝同時發(fā)生的。2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置2.2 含鐵地下水的預(yù)處置含鐵地下水的預(yù)處置 曝氣除鐵法由上式可知，含鐵地下水經(jīng)曝氣后生成H+，會引起水的pH值降低，所以水的堿度大或pH值高對除鐵有利。實(shí)踐上，只需水的pH值大于7的條件下，這一反響才干順利進(jìn)展。4Fe2+ + O2 + 10H2O 4Fe(OH)3 + 8H+曝氣的目的不僅是讓O2

15、溶解到水中，同時也是為了驅(qū)散水中的CO2，提高水的pH值。石灰堿化。2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置2.2 含鐵地下水的預(yù)處置含鐵地下水的預(yù)處置 錳砂過濾除鐵法天然錳砂的主要成分是MnO2，是Fe2+氧化成Fe3+的良好催化劑。Fe(OH)3沉淀物經(jīng)錳砂濾層過濾后被去除。所以錳砂濾層起著催化和過濾雙重作用。4MnO2 + 3O2 2Mn2O7Mn2O7 + 6Fe2+ +3H2O 2MnO2 + 6Fe3+ +6OH-Fe3+ + 3OH- 4Fe(OH)3 這一過程要求pH值大于5.5，并且有足夠的溶解氧。2. 地下水的預(yù)處置地下水的預(yù)處置2.2 含鐵地下水的預(yù)處置含鐵地下水的預(yù)處置 錳砂過濾除鐵法過濾時在錳砂濾料外表逐漸構(gòu)成一層鐵質(zhì)濾膜，稱為“活性濾膜，可以起催化作用。Fe2+ + FeO(OH) FeO(OFe)+ + H+活性濾膜由型羥基氧化鐵-FeO(OH)所構(gòu)成，發(fā)生如下反響：41FeO(OFe)+ + O2 + H2O 2 FeO(OH) + H+23新生成的羥基氧化鐵作為活性濾膜