工業(yè)循環(huán)水處理技術教程

工業(yè)循環(huán)水處理技術

PPT講義1工業(yè)循環(huán)水1.概述2.工業(yè)循環(huán)水水質(zhì)要求3.工業(yè)循環(huán)水的預處理4.冷卻水系統(tǒng)5.金屬腐蝕的控制技術6.污垢的控制技術7.微生物的控制技術8冷卻循環(huán)水的運行于管理技術2為什么要使冷卻水循環(huán)隨著工業(yè)的發(fā)展和生活的需要，水的用量急劇增加。因此，節(jié)約水資源成了當務之急。采用循環(huán)冷卻水是節(jié)約水資源的重要途徑，而且高濃縮倍數(shù)運行的循環(huán)冷卻水還可以減少環(huán)境的污染。3為什么要研究工業(yè)循環(huán)水循環(huán)冷卻水的結(jié)垢、腐蝕現(xiàn)象比較嚴重，容易滋生菌藻，以至影響設備的傳熱效率，威脅設備的使用壽命，因此需要對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進行研究以避免這些可能的發(fā)生或減緩發(fā)生的時間。4水→廣泛用作循環(huán)冷卻介質(zhì)（1）來源豐富，價格低；（2）化學穩(wěn)定性好，不易分解；（3）熱容量大，在常用溫度范圍內(nèi)，不會產(chǎn)生明顯膨脹和壓縮；（4）流動性好，易于輸送和分配；（5）沸點較高，在通常使用情況下，在換熱器中不致汽化。5工業(yè)循環(huán)水的特點溶解氧含量高含有空氣中相關污染物和雜質(zhì)循環(huán)水對CO2的脫除率高冷卻水存在溶解固體的濃縮微生物的大量繁殖6被用作工業(yè)循環(huán)水的條件水溫在一定范圍內(nèi)盡可能的低水的濁度要低水質(zhì)不易結(jié)垢水質(zhì)對金屬設備不易產(chǎn)生腐蝕水質(zhì)不易滋生細藻7工業(yè)用水水質(zhì)及指標懸浮物：不穩(wěn)定，流速低或靜止時易沉淀，漂浮。膠體：分子離子的集合體溶解氣體：氮，氧，二氧化碳，二氧化硫，硫化氫，氨等。離子：Al3+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、SO42-、HCO3-、CO32-、Cl-、K+、Na＋、Cu2+等。8水的預處理

在給水和廢水的預處理過程中經(jīng)常要對水進行預處理，預處理的主要目的：1.減少后段處理和深度處理的負荷2.延長裝置的壽面和減少藥劑的投加3.減低總的費用和成本在給水處理和廢水處理過程中通常采用的預處理方法有：混凝技術，澄清技術，過濾技術和軟化技術。9混凝劑及其類型天然混凝劑：淀粉，樹膠，動物膠。無機混凝劑：鐵鹽，鋁鹽。有機高分子混凝劑：陰陽非離子混凝劑。10高分子混凝劑具有的一些性能：（1）易溶于水，即高分子混凝劑需能分散和溶解在水中，才能與水中的懸浮顆粒進行混凝反應；（2）在分子結(jié)構(gòu)上具有能反應的官能團，這種官能團可以是非離子型、陰離子型或陽離子型；（3）當溶解在水中時有較大的擴展，因而需要有較高的分子量。近一個時期，聚丙烯酰胺－PAM是水處理中最常用的高分子混凝劑。11影響混凝效果的因素水溫水的PH值堿度水中的雜質(zhì)水力攪拌條件12澄清技術澄清過程是給水處理和廢水處理中的與處理過程通常在混凝過程之前，過濾技術之后的一個中間過程?？梢詾檫^濾過程創(chuàng)造一個快速過濾的有利條件。澄清過程重點考慮水流速度和沉降時間的選擇。13過濾技術過濾技術是利用一些多孔介質(zhì)，即濾料從水中分離不溶解固體物質(zhì)的過程。使水通過過濾介質(zhì)常需要有一定的壓力這種壓力可以分為重度，真空或流體壓力；使用壓力的大小取決于過濾的面積時間和反沖洗的流量。過濾器可分為恒壓過濾和恒速過濾。濾料：沙粒，布，無煙煤，金屬絲網(wǎng)，多孔塑料，微孔陶瓷。14過濾速度的控制取決于以下因素：（1）未過濾水的性質(zhì)，即進水水質(zhì)；（2）濾出水的要求，即出水水質(zhì)；（3）濾床中濾料顆粒的大??；（4）濾床中濾料的深度。15軟化技術（防止水垢的沉積）原水軟化的方法：軟化沉淀法，離子交換法，蒸餾法。影響軟化方法的選擇因素有：1.要求軟化水的水質(zhì)2.水量大小3.軟化費用4.設備和操作情況16冷卻水循環(huán)系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)可分為直流冷卻和循環(huán)冷卻（敞開系統(tǒng)，密閉系統(tǒng)）從節(jié)約用水，合理利用能源和環(huán)境保護出發(fā)冷卻水必須循環(huán)，在水處理理論的指導下實現(xiàn)高濃縮倍率的安全運行。17直流冷卻18密閉式循環(huán)水處理系統(tǒng)19敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的主要設備之一就是冷卻塔。冷卻塔的種類很多，按塔內(nèi)空氣流動的動力可分為自然通風和機械通風。自然通風最常見的是風筒式冷卻塔。機械通風分為抽風式和鼓風式。20典型敞開蠢式冷卻循時環(huán)系統(tǒng)21風筒式冷遵卻塔風筒式自溝然通風冷違卻塔有很它高很高的窄風筒，因曠而對空氣能又很強的他抽吸能力刷。這種冷驚卻塔?？故褂迷谑吕鋮s水款流量很尖大的系宜統(tǒng)，像嘆發(fā)電廠上的冷卻飲水系統(tǒng)繡一般使要用這種佛冷卻水需塔。22鼓風式冷替卻塔鼓風式冷疾卻塔是由絮安裝在冷墳卻塔底部針的鼓風機溪將氣溫狀駱態(tài)的空氣仆壓入其中育，與熱水推逆流通過裝填料層進找行傳熱和織傳質(zhì)。優(yōu)點：風片機的位置搏低，維護鉗方便，風澆機的工作炎不受濕熱橋空氣的影息響，當水鳥質(zhì)較差或約有腐蝕時翼可避免風炒機的腐蝕院，延長使遙用壽命。缺點：皺要有很逐高的塔仙身，塔母內(nèi)空氣刃處于正途壓狀態(tài)俊不利于紫蒸發(fā)。23鼓風式冷之卻塔示意援圖24抽風式冷萍卻塔應用最為幸普遍，風戶機安裝在喪塔頂。根據(jù)水另與空氣滿流動的盒方向可獎分為：井逆流式士，橫流蹦式和并中流式。從熱交縣換效率程來說逆覆流式最叮為優(yōu)越騎。優(yōu)點：餐抽風時滔塔內(nèi)空耀氣處于鋼負壓有蛇利于水適的蒸發(fā)倦散熱，棄傳熱效齒果好。缺點：風舟機的消耗圓電能很大掘。25抽風式冷茅卻塔示意世圖26冷卻水系敗統(tǒng)的熱量莊平衡冷卻水艙系統(tǒng)的墻傳熱過挨程發(fā)生釘在冷卻涌水的全攻過程，寶但主要標過程發(fā)鑼生在換熱器和冷卻塔。換熱器虹：溫差錦，腐蝕央。冷卻塔：當傳導，對反流。27冷卻水劫系統(tǒng)的芹水量平寇衡蒸發(fā)損惱失：換床熱作用求散失的膽水量風吹損失集：飄散的蔽水量排污量蛋：濃縮更后不得棉不外排元的水量28冷卻水愚的濃縮在敞開式登循環(huán)冷卻俱水系統(tǒng)中指，由于蒸積發(fā)，系統(tǒng)攝中的水會趁愈來愈少夢，而水中易各礦物質(zhì)蔑和離子含胞量就會愈塔來愈濃，側(cè)為了使水給中含鹽量勢維持在一扣定的濃度寧，必須補途入新鮮水朱，排出濃陸縮水。通常用濃縮倍綢數(shù)表示濃傍縮的程勉度。N=C濃∕C原離子涌電導率絨總固體劉含量29水量的平派衡很顯然抄，一個掛循環(huán)冷沈卻水系撲統(tǒng)的循鐵環(huán)水量險和冷卻同水溫差鄉(xiāng)豐設計確乎定后，阿控制運甜行的濃勝縮倍率黑就是控苦制了系漲統(tǒng)的補奧充水量攤、排污掉水量，柱也就實劉現(xiàn)了系岸統(tǒng)的水淋量基本柿平衡。30R：循姿環(huán)量援M：彎補加水微N：萌濃縮倍撒率B：排騎污量責D：優(yōu)風吹損嬌失合CMCR：鹽溶度E：蒸抄發(fā)量M=E+忌B+DE=e盛△t(扎R-B)占%D=（粥0.2屋～0.他5%）和RN=CR∕CMMCM=BCRB=M留N31系統(tǒng)加藥通常加藥助的參照依畝據(jù)有：（1）像根據(jù)一覆個周期雁內(nèi)的補津充水量粒，按配票方濃度求投加；（2）根企據(jù)一個周院期內(nèi)的排許污水量，梅按配方濃池度投加；（3）根仆據(jù)水質(zhì)藥獅劑濃度分犬析值與配址方設定值胳的差乘以號系統(tǒng)水量羨的數(shù)值。加藥方式搜有：間歇書加藥、連選續(xù)加藥。32旁濾技茅術降低水中則濁度的方邪法是排污鉆和過濾。。通常在周循環(huán)水系萌統(tǒng)的管路豪上引出一獲部分水進蹲行過濾，起過濾后的副清水返回醬循環(huán)水系貞統(tǒng)，截留懶的濁度組翅成物質(zhì)排都出循環(huán)水誼系統(tǒng)外，戀這一過程雹稱為旁濾掘技術。根據(jù)運行園的經(jīng)驗，輕旁濾水量凡與循環(huán)水治量之比（協(xié)S:R）割一般控制賊在2％～向5％。33金屬的交腐蝕和恨控制技虎術由于金餅屬和冷以卻水溶顧液的作已用，使卡金屬材只料轉(zhuǎn)化會成離子譽或化合內(nèi)物而遭紋受損害燦并且使竹其使用掩性能惡成化的現(xiàn)須象稱為勉冷卻水構(gòu)對金屬飾的腐蝕停。實質(zhì)：是水中費的懸浮物屯、膠體、炭溶解鹽類恒及溶解氣促體等雜質(zhì)赴中氧化性散的物質(zhì)對循金屬發(fā)生路物理的、篩化學的和勵電化學作直用的結(jié)果讓。34金屬的腐廢蝕按反應的嘩機理腐蝕潤分為化學腐排蝕與電化學初腐蝕化學腐蝕硬與電化學耍腐蝕的區(qū)穿別35腐蝕的界形式（1）均勻腐太蝕：（1）私在腐蝕介能質(zhì)作用下袍，金屬表密面發(fā)生的質(zhì)腐蝕破壞扎，基本上曉按相同的優(yōu)腐蝕速度伍進行著。（2）局部腐筐蝕：局部腐煤蝕腐蝕破農(nóng)壞主要集額中在金屬債表面的一情定區(qū)域，棕而其它部熟位幾乎沒綿有被破壞浸。（3）晶體腐歇蝕：發(fā)生津置換反夠應，活移潑的金憲屬置換脅出不活瓦潑的金溜屬。兩沒種金屬數(shù)的活潑齡性相差爪越大，林晶體的灰腐蝕越乞厲害。36碳鋼的磁腐蝕冷卻水芬對碳鋼滋的腐蝕起是一個牌電化學槳過程。尖由于碳田鋼組織威和表面析的不均寇一性，早當它與纖水接觸慶時，在暫其表面雁會形成嫁許多微房誠小的腐補蝕電池淺。陽極：色Fe→兔Fe2++2e-陰極：層O2+2H2O+4e-→4O造H-水中反登應：燭Fe2++2防OH-→F厘e(O維H)237陽極區(qū)域榮Fe不斷春失去電子盼，變成F鈔e2＋離娘子進入溶總液，也即擊Fe不斷頁被溶解而嬸腐蝕，留根下的電子讀通過金屬宿本體轉(zhuǎn)移噴到陰極表礎面，與水墾和溶解在各水中的O喝2起反應披生成OH糕-離子，教在水中有雀陽極和陰封極反應生姥成的Fe爛2＋和O推H-相遇過，生成不恒溶物氫氧遠化亞鐵，舟其溶解度隱很低，在欄20℃溫汁度下，溶添解度為6原mg/l完，這種化幫合物極易飛氧化，在靜水中溶解館氧的作用寸下，氧化素為氫氧化置鐵4Fe汗(OH亡)2+O2+2H2O→泳4F躺e(O瀉H)338腐蝕的薄影響因績素pH值：維常溫4.盟3-10硬度：C碗a2+Mg2+堿度：溶解鹽莫濃度：竭NaC植l溶解氣預體：C奴O2O2水溫：反釋應，O2水流速絡度：甚O239微生物曬對碳鋼振的影響微生物排腳出的氨鹽哨、硝酸鹽券、有機物即、硫化物囑和碳酸鹽優(yōu)等代謝物具使水質(zhì)組漏成發(fā)生變剖化而引起刃腐蝕外，絞最主要的姑是由于鐵影細菌和厭輛氧的硫酸奪鹽還原菌洋的存在所需引起的腐央蝕。鐵細菌存窮在時，這搞種細菌有斬助于亞鐵計鹽的接觸起氧化，促震使在陽極幅附近形成搜氫氧化鐵燭和鐵銹的兇沉淀膜。捎當這種沉襯淀膜進一判步增長時寸，將妨礙備氧進入，真所以沉淀兇膜的下方混因缺氧而塘成為陽極欺，而沉淀摧膜周圍的頸金屬則變胳成陰極，協(xié)形成氧的薦濃差電池撇，加劇了菊腐蝕40腐蝕的考控制技太術選擇適眠宜耐用包金屬材幕料表明防腐骨涂層化學電鍍跨技術成膜處淹理鈍化處侵理電化學掉保護物理技耗術的應驕用臭氧保貓護技術緩蝕劑礎的使用介質(zhì)處懸理41冷卻水正中污垢關及其控緩制技術循環(huán)冷卻寸水系統(tǒng)在粥運行的過熊程中，會膚有各種物缸質(zhì)沉積在道換熱器的令傳熱管表呆面，這些惠物質(zhì)統(tǒng)稱扎為沉積物電。它們主持要是由水均垢、淤泥棟、腐蝕產(chǎn)勢物和生物解沉積構(gòu)成處。通常，肚人們把它午們統(tǒng)稱為擊污垢。污垢的椅危害：瓦阻隔傳冷熱、阻券塞水流濟、阻礙原生產(chǎn)。42水垢冷卻水些中的水蔽垢一般毯都是具秒有反常爽溶解度慣的難溶穩(wěn)或微溶飽鹽類，肉它們具紀有固定滾晶形的穿無機物就，按結(jié)皺晶的規(guī)時律最容買易在金缺屬的傳凳熱面析粒出，很站硬，厚括實且致久密，大陷部分呈岸白色或更灰白色秧。它們的莫溶解度頸與一般少的鹽類旱不同，餓不是隨幕著溫度逢的升高蛇而升高顆，而是燭隨著溫籮度的升賀高而降瞎低。當短水流速獸比較小蓮或傳熱郵而比較趴粗糙時椒，這些漸結(jié)晶沉注淀物就桐容易沉簡積在傳認熱面上義。43淤泥、勇腐蝕產(chǎn)喉物和生闖物沉積這些一般艇由顆粒細央小的泥