循環(huán)水處理基礎(chǔ)知識課件

1、1第一節(jié) 循環(huán)冷卻水的基本概念循環(huán)水基礎(chǔ)知識循環(huán)系統(tǒng)類型與特點敞開式循環(huán)冷卻水的損耗形式敞開式循環(huán)冷卻水濃縮過程表征循環(huán)冷卻系統(tǒng)普遍存在的問題與成因循環(huán)冷卻水處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)21.1 冷卻水基礎(chǔ)知識冷卻水系統(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)又分封閉式和敞開式。31.2 兩種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)特點41.3 敞開式循環(huán)冷卻水的損耗形式蒸發(fā)損失：以水蒸氣的形式蒸發(fā)掉，注意這部分蒸發(fā)掉的水中不含鹽分風(fēng)吹損失：在冷卻塔噴灑過程中，有部分流量被風(fēng)吹走滲漏損失：在管道和貯水系統(tǒng)中有部分流量滲漏掉排污損失：為了控制由水量損失引起的濃

2、縮過程，必須定期排污51.4 循環(huán)冷卻水的濃縮過程表征新水量：循環(huán)過程中，為補償水量損耗而補充的新鮮水。補充水量即上述四項損失之和。濃縮過程：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，補充水含鹽量大于零，隨著蒸發(fā)損失和補水過程，循環(huán)水的含鹽量逐漸增大。濃縮倍數(shù)K循環(huán)水的Cl濃度/補充水的Cl濃度61.5 循環(huán)水系統(tǒng)存在的問題和成因污垢：循環(huán)水系統(tǒng)在運行的過程中，會有各種物質(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：在換熱設(shè)備中，溫度升高，水中的暫時性硬度轉(zhuǎn)化為永久性硬度，溶解度小的難溶鹽析出，形成水垢。腐蝕：冷卻水濃縮過程中導(dǎo)致含鹽量的增加，增加了水的

3、導(dǎo)電性，加強管路原電池反應(yīng)，促進腐蝕過程；微生物滋長：日光、水溫和不斷從空氣融入循環(huán)水中的營養(yǎng)成分，為多種微生物的繁殖創(chuàng)造了適宜的條件；71.5 產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕的原因結(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)平衡時，水中各種組分的含量保持不變，不會產(chǎn)生結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象，這種水稱為穩(wěn)定的水。結(jié)垢：HCO3堿度過量時，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：CO2含量過量時，反應(yīng)右移，管壁及用水設(shè)備表面上原有的CaCO3保護膜會逐漸被溶解下來，最后使金屬表面和水直接接觸，產(chǎn)生腐蝕。8第二節(jié) 水的化學(xué)處

4、理方法簡介化學(xué)處理法為傳統(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)處理和過程控制：循環(huán)水的預(yù)處理：軟化、除鹽循環(huán)水的過程控制：對沉積物、腐蝕和微生物三者的綜合控制。92.1 循環(huán)水的預(yù)處理水的軟化：去除硬度鹽（鈣、鎂離子）的方法。加熱軟化法石灰純堿軟化法離子交換法軟化法水的除鹽：減少水中溶解鹽類的總量，包括水中的各種陰、陽離子。電滲析法軟化脫鹽102.1.1 石灰純堿軟化法石灰純堿軟化法是一個利用化學(xué)沉淀原理去除水中硬度的方法。碳酸鹽硬度（暫時性硬度）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：同時使用石灰和純堿現(xiàn)在，這種方法已

5、被離子交換法所代替。112.1.2 離子交換法軟化法離子交換樹脂結(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。離子交換樹脂工作原理：交換離子能與水中帶有同種電荷的離子進行置換反應(yīng)，即陽離子交換樹脂交換陽離子，陰離子交換樹脂交換陰離子。反應(yīng)可逆。離子交換法軟化水的過程：通過陽離子交換樹脂進行。陽離子交換樹脂又分為鈉型和氫型兩種。樹脂經(jīng)過一段時間使用后會失效，需要再生。122.1.2 鈉型陽離子交換樹脂鈉型交換樹脂軟化水的原理：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，不會沉淀出來，從而達到軟化的目的。用鈉型樹脂軟化的結(jié)果：水中

6、的鈣、鎂離子被鈉離子取代，水中陽離子的重量發(fā)生變化；陰離子成分不發(fā)生變化，軟化后水的堿度不變。132.1.2 氫型陽離子交換樹脂氫型樹脂的特點：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：用氫型樹脂交換后的水實際上是稀酸溶液，腐蝕性很大，需要中和提高水的堿度。142.1.3 水的除鹽：陰、陽離子交換樹脂能夠?qū)⒃碾x子取代為氫離子和氫氧根離子，能夠達到除鹽的目的。目前有關(guān)水的除鹽技術(shù)應(yīng)用最多、最為廣泛的是膜過濾技術(shù)，包括超濾、納濾、反滲透等。以后專人講述該問題。152.1.4 電滲析法軟化

7、脫鹽電滲析法是在外加直流電場作用下，利用離子交換膜的選擇透過性，使水中陰、陽離子作定向遷移，從而達到水中離子與水分離的一種物理化學(xué)過程，其實質(zhì)是離子交換除鹽的一種形式。具體應(yīng)用專人講述。162.2.1 循環(huán)水的過程控制腐蝕控制：用來控制腐蝕過程的藥劑緩蝕劑。緩蝕的機理是在腐蝕電池的陰極或陽極覆蓋一層保護膜，從而抑制腐蝕過程。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。172.2.1 循環(huán)水的過程控制微生物控制：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

8、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。而且為了防止微生物對殺菌劑產(chǎn)生抵抗力，要幾種殺菌劑輪換使用。182.2.2 投藥方法投藥在換熱器管壁上形成的全面完整的保護膜是控制腐蝕、沉積物和微生物的基礎(chǔ)。預(yù)膜步驟：1 首先清潔金屬表面，再進行預(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。保護膜必須在幾小時內(nèi)完成，所以投藥量很大。預(yù)膜劑的配方可以采用正常運行下的緩蝕劑配方，也可以采用別的緩蝕劑配方，只要兩者是相洽的。運行過程中所加的緩蝕劑只是維護和修補保護膜。19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)點與不足幾種物理

9、方法的適用條件203.1 循環(huán)水的物理處理技術(shù)種類從本世紀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，各種方法機理不同。213.1 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：機械能電化學(xué)防垢：誘使垢在水體中生成223.2 物理方法的作用原理防垢機理：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）

10、的反應(yīng)更容易進行，防止了“紅水”的產(chǎn)生。殺菌滅藻：活性氧對水中微生物有強大的殺傷力，另外高頻電磁場可以擊破微生物的細胞壁。233.3 不同物理法的優(yōu)點與不足磁法水處理儀是利用在水中產(chǎn)生磁場使水分子磁化改變水中離子的排列，達到阻垢的目的；缺點是隨著使用時間的延長，磁場會減弱，影響使用效果。靜電水處理儀是采用高壓靜電技術(shù)，使水分子有序排列；缺點是由于高壓靜電技術(shù)對水中的水分子團處理效果較差，處理不夠完全，效果不理想。24不同物理法的優(yōu)點與不足高頻電子水處理儀采用電子線路產(chǎn)生高頻振蕩，使水分子基團內(nèi)的氫鍵斷裂，形成單個水分子，包圍在鈣、鎂等離子的周圍，減少了水中離子的有效碰撞，達到阻垢的目的。被激活

11、的水分子不斷碰撞管壁，管壁上的老垢逐漸松軟，脫落。水中存在的微電流殺死水中的菌藻細胞，從而起到殺菌、滅藻的作用。253.4 幾種物理方法的適用條件本表中的溫度是指運行中的最高溫度。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26第四節(jié) 循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù)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。一般來說，以碳酸鈣計硬度大于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*德國度數(shù)值=10*法國度數(shù)值27循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù)堿度：指水中能與

12、強酸發(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，分別為酚酞堿度、甲基橙堿度。28循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù)pH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，測定時應(yīng)注意溫度。 pH值的測定應(yīng)在現(xiàn)場進行。29循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù)Cl濃度：可用于表征循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，同時可以作為監(jiān)測水的腐蝕能力大小的標志。測定方法是以鉻酸鉀溶液為指示劑，用硝酸銀絡(luò)合滴定。30循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù)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，當水中含有無機酸、堿或鹽時，使電導(dǎo)率增加。電導(dǎo)率常用于間接推測水中離子的總量。與pH值一樣，

13、電導(dǎo)率的測定也應(yīng)在現(xiàn)場進行。31循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù)其它項目：水質(zhì)分析的項目還有：礦化度、濁度、總鐵量、硫酸鹽等，根據(jù)具體情況而定。32循環(huán)水水質(zhì)分析常檢參數(shù)在太陽能熱水系統(tǒng)中，一般需要檢測總硬度、PH值、CL等。若是城市自來水，水廠都有公布的水質(zhì)指標全國城市自來水水質(zhì)符合國家自來水標準，總硬度（以CaCO3計） 450 mg/L 6.5 PH 8.5村鎮(zhèn)小型集中式供水和分散式供水部分水質(zhì)指標及限值總硬度（以CaCO3計） 550 mg/L ，6.5 PH 9.5若水源為自打井，可以讓用戶到檢測部門進行測定或者用硬度測試盒、硬度測試紙進行測定。33水處理設(shè)備簡介全自動軟水器加藥（硅磷晶）高頻

14、電子水處理儀靜電水處理內(nèi)磁水處理強磁水處理34水處理設(shè)備簡介-全自動軟水器技術(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。48水處理設(shè)備簡介-高頻電子水處理儀安裝條件配置：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，電源的負載能力要留1倍以上的余量。水處理儀應(yīng)安裝在需保護的設(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)過電子水處理儀；電控器上方應(yīng)留有600毫米以上的無障礙空間以利于檢修。同時注意防水、防雨、防潮。49水處理設(shè)備簡介-靜電水處理運行原理 接通220伏50HZ電源時，靜電水處理器的

15、控制器即供給副機（釋能器）能量，使之陰、陽極間形成高壓靜電場。被處理水通過釋能器時，受場作用，水分子的偶極矩增大并按正負取向呈鏈狀排列；同時，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）。 50水處理設(shè)備簡介-靜電水處理分類: 靜電水處理器:利用高壓靜電場進行處理。 電子水處理器：利用低壓靜電場進行處理。 內(nèi)磁水處理器：利用磁場進行水處理。 51水處理設(shè)備簡介-靜電水處理適用條件： 靜電水處理器具有除垢、殺菌滅藻功能，易于安裝，便于管理，運行費用較低等特點。可作為小流量，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，當水中含有磷酸鹽時要慎用，水中主要結(jié)垢成分是磷 酸鹽、硅酸鹽時不宜使用。 52水處理設(shè)備簡介-內(nèi)磁水處理運行原理永久磁體產(chǎn)生的超高強磁場，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。原來締合鏈狀的大分子，斷裂成單個小分子，水分子偶極距發(fā)生偏轉(zhuǎn)。水中溶解鹽類的正負離子（垢分子）被單個水分子包圍，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 53水處理設(shè)備簡介-內(nèi)磁水處理施工、安裝要點: 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)置過濾器