水處理設(shè)備使用及維護(hù)培訓(xùn)教材

水處理設(shè)備使用及維護(hù)

〔專用設(shè)備局部〕目錄1、水力循環(huán)澄清池水力循環(huán)澄清池的工作原理2、虹吸濾池、虹吸濾池的設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理3、纖維球過濾器、纖維球過濾器的結(jié)構(gòu)及工作原理4、雙室浮動床離子交換器、雙室浮動床離子交換器結(jié)構(gòu)及工作原理、雙室浮動床離子交換器操作時需注意的問題5、固定床離子交換器結(jié)構(gòu)6、混合離子交換器、混合離子交換器結(jié)構(gòu)及原理、混合離子交換器常見故障目錄7、反滲透膜組、反滲透原理及結(jié)構(gòu)8、盤式過濾器結(jié)構(gòu)及工作原理9、超濾裝置結(jié)構(gòu)及工作原理重點(diǎn)介紹本次授課重點(diǎn)介紹水處理專用設(shè)備的原理機(jī)構(gòu)以及使用方法，糾正在日常工作中，操作效勞人員的不正確操作方式，保證設(shè)備的長周期、平安、穩(wěn)定運(yùn)行。難點(diǎn)介紹

水處理專用設(shè)備的原理及故障判定和處理方式1、水力循環(huán)澄清池

、水力循環(huán)澄清池的工作原理原水由底部進(jìn)入池內(nèi)，經(jīng)噴嘴噴出。噴嘴上面為混合室、喉管和第一反響室。噴嘴和混合室組成一個射流器，噴嘴高速水流把池子錐型底部含有大量絮凝體的水吸進(jìn)混合室內(nèi)和進(jìn)水摻合后，經(jīng)第一反響室喇叭口溢流出來，進(jìn)入第二反響室中。吸進(jìn)去的流量稱為回流，一般為進(jìn)口流量的2～4倍。第一反響室和第二反響室構(gòu)成了一個懸浮物區(qū)，第二反響室出水進(jìn)入別離室，相當(dāng)于進(jìn)水量的清水向上流向出口，剩余流量那么向下流動，經(jīng)噴嘴吸入與進(jìn)水混合，再重復(fù)上述水流過程。該池優(yōu)點(diǎn)是：無需機(jī)械攪拌設(shè)備，運(yùn)行管理較方便；錐底角度大，排泥效果好。缺點(diǎn)是：反響時間較短，造成運(yùn)行上不夠穩(wěn)定，不能適用于大水量。2、虹吸濾池

虹吸濾池是快濾池的一種形式，它的特點(diǎn)是利用虹吸原理進(jìn)水和排走洗砂水，因此節(jié)省了兩個閘門。此外，它利用小阻力配水系統(tǒng)和池子本身的水位來進(jìn)行反沖洗，不需另設(shè)沖洗水箱或水泵，加之較易利用水力，自動控制池子的運(yùn)行，所以已較多地得到應(yīng)用。

、虹吸濾池設(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理3、纖維球過濾器、纖維球過濾器結(jié)構(gòu)及工作原理過濾器的功能特點(diǎn)機(jī)械過濾器的工作原理是源水通過濾料，濾除水中懸浮物，不溶性顆粒物，絮狀沉淀等異物、脫色去味。出水到達(dá)一定的凈化水平。當(dāng)過濾一定水量后利用反沖洗方式將濾層中截留雜質(zhì)，沖出過濾器，恢復(fù)初始過濾功能。根據(jù)功能不同，充填不同的填料。過濾器可分為砂石過濾器、活性碳過濾器及各類專業(yè)過濾器。纖維球過濾器選用的纖維球?yàn)V料，是由經(jīng)過新的化學(xué)配方合成的特種纖維絲做成，其主要特點(diǎn)是經(jīng)過本質(zhì)的改性處理將纖維濾料由親油型改變?yōu)橛H水型。其濾料直徑可達(dá)幾十微米甚至幾微米，具有比外表積大，過濾阻力小等優(yōu)點(diǎn)，解決了粒狀濾料的過濾精度受濾料粒徑限制等問題。是石英砂等顆粒狀濾料過濾設(shè)備的更新?lián)Q代產(chǎn)品。4、雙室浮動床離子交換器、雙室浮動床離子交換器結(jié)構(gòu)及工作原理

雙室浮動床是在單室浮動床中裝設(shè)一塊帶雙頭水帽的多孔板，分成兩室，上室裝填強(qiáng)型樹脂，下室裝弱型樹脂。在雙室浮動床中，兩種樹脂各自為對方提供了有利的工作條件，即弱型樹脂為強(qiáng)型樹脂提供了高再生水平，從而提高了強(qiáng)型樹脂的工作交換容量，而強(qiáng)型樹脂有較高的漏過，充分發(fā)揮了樹脂的特長，這樣將高再生效率、高再生容量的弱型和在高再生水平下工作的強(qiáng)型樹脂聯(lián)合應(yīng)用于水的化學(xué)除鹽。另外，雙室浮動床還具有用水率低，運(yùn)行操作簡單及可在高流速下運(yùn)行等特點(diǎn)。

4.2、雙室浮動床離子交換器操作時需注意的問題(1)需增設(shè)專門的清洗裝置進(jìn)行床體的清洗。

(2)運(yùn)行不宜中斷，否那么將造成樹脂亂層，影響出水水質(zhì)和周期制水量。

(3)為使上下室同時成床，需要較大的流速。

(4)樹脂預(yù)處理，雙室床與雙室浮動床設(shè)計(jì)的自由空間很小，樹脂最好采用體外預(yù)處理，如利用單獨(dú)的樹脂清洗罐進(jìn)行交叉浸泡等。5、固定床離子交換器結(jié)構(gòu)及原理6、混合離子交換器、混合離子交換器結(jié)構(gòu)及工作原理

混合床離子交換器，簡稱混床，是將陰陽樹脂按一定比例裝填在同一交換器中，運(yùn)行前將它們混合均勻。此時被處理水在通過混合離子交換床后，所產(chǎn)生的H+和OH-離子立即生成溶解度很低的水?；旌洗泊?lián)在反滲透或一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)后面，用于純水或高純水的制備。混合離子交換器的中排裝置，在強(qiáng)制高負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，使中排裝置壓彎發(fā)生嚴(yán)重?fù)p壞，支管嚴(yán)重變形、下彎，支撐中部出現(xiàn)斷裂，中排母管下塌呈“V〞形狀，支管變形嚴(yán)重。、混合離子交換器常見故障原因分析除鹽水制水設(shè)備中為什么混合離子交換器會出現(xiàn)不能在高負(fù)荷下運(yùn)行呢？阻力大的原因主要是由排水裝置〔水帽〕及樹脂層所引起的.水帽縫隙大小對水的阻力的影響

當(dāng)流體流過水帽時，水帽縫隙的大小對水的阻力有一定的影響水帽流通面積的增加使通過水帽的流速減小，從而使水的阻力下降。從表3還可看出，當(dāng)水帽縫隙流速小于0．5m／s時，再增加水帽流通截面積，水的阻力減小的幅度不大。

從動力學(xué)角度來看，當(dāng)流體流動屬于層流區(qū)時，流體的流動阻力受流速的影響較?。涣黧w流動屬于湍流區(qū)時，流體的阻力與流速的二次方成正比，因此，當(dāng)水帽截面積較小，使流體的流動處于湍流區(qū)時，流速的增加將使水的阻力大幅度增加；而當(dāng)流體的流動處于層流區(qū)時，流速進(jìn)一步降低時水的阻力降低值較少。

樹脂顆粒大小對阻力影響

樹脂顆粒大小除了對樹脂床層阻力有影響外，對水帽阻力也有影響樹脂變小時，不但樹脂床層阻力上升，而且水帽阻力也上升。這種現(xiàn)象可以解釋為樹脂顆粒破碎后變小，它對水帽縫隙的堵塞率上升，而使阻力增加。同時，由于樹脂的破碎，小的破碎樹脂嵌入大樹脂之間，使樹脂層的孔隙率減小即流體的流通截面相對減小而使阻力增加。

經(jīng)過進(jìn)一步的分析和探討，發(fā)現(xiàn)這是由于我廠混合離子交換器內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在著缺陷以及在設(shè)備運(yùn)行過程中的某些不合理操作引起的：1〕混合離子交換器在運(yùn)行過程中易形成樹脂干層。這是因?yàn)殡x子交換器在運(yùn)行過程中用進(jìn)口閥調(diào)節(jié)運(yùn)行流量，交換器長時間處在低壓的狀態(tài)下運(yùn)行，最后在中排裝置下部樹脂層內(nèi)形成干層，因樹脂干層收縮，會造成中排支管的向下彎曲。從而給離子交換器中排損壞創(chuàng)造了根本條件。2〕混合離子交換器在運(yùn)行過程中樹脂層易夾雜氣泡。在混合離子交換器的運(yùn)行中，樹脂層內(nèi)出現(xiàn)氣泡是因?yàn)榛旌想x子交換器用進(jìn)口閥門調(diào)節(jié)流量，交換器在低壓〔0.1～0.2Mpa〕下運(yùn)行，經(jīng)交換反響生成的碳酸變?yōu)橛坞x的CO2析出，積聚在樹脂層內(nèi)。此外，如果水泵軸封漏氣，也會使空氣隨水流進(jìn)入交換器，積聚在樹脂層中。在樹脂層中有氣泡或干層的情況下，正洗進(jìn)水流速過高，樹脂層尚未散開，樹脂的流動性差，夾在干樹脂層中的中間排液裝置被向下擠壓而造成的。3〕長期的超負(fù)荷運(yùn)行，運(yùn)行中樹脂壓脂層的壓差過大。我廠混合離子交換器除處理反滲透出水外還直接處理一局部冷凝液，當(dāng)冷凝液水質(zhì)不好時，進(jìn)水中大量油和有機(jī)物進(jìn)入混合離子交換器，在其樹脂壓層內(nèi)聚集，從而使混合離子交換器進(jìn)出口壓差逐漸增大，在運(yùn)行中易對整個中排裝置產(chǎn)生很大的應(yīng)力。4)目前化學(xué)除鹽使用的離子交換樹脂，其顆粒都是完整的球體。在使用過程中，少量的樹脂因磨損、漲縮等原因發(fā)生破碎現(xiàn)象是正常的。這些破碎的樹脂積在樹脂層中會造成水流阻力的增大，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。為此，應(yīng)在離子交換器的反洗過程中將它們除去。在正常情況下，當(dāng)樹脂顆粒的破碎率和損耗率明顯超過正常值時，可認(rèn)為該樹脂發(fā)生了破損問題。在樹脂的貯存、運(yùn)輸和使用過程中，都可能造成樹脂顆粒的破碎。5〕混合離子交換器投運(yùn)過程中操作合理?；旌想x子交換器入口管線設(shè)有一手動隔膜閥和一氣動蝶閥，蝶閥沒有調(diào)節(jié)流量的作用。投用的時候操作人員在手動隔膜閥未關(guān)閉的狀態(tài)下翻開氣動蝶閥，在蝶閥開啟的瞬間大量的水沖擊樹脂層，樹脂堆壓擠壞中排裝置或再生布堿裝置。6〕系統(tǒng)設(shè)計(jì)不盡合理，是混合離子交換器中排裝置易損壞的一個重要原因。我廠混合離子交換器沒有進(jìn)出口壓差監(jiān)測系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備高負(fù)荷運(yùn)行時，沒有評判標(biāo)準(zhǔn)，易失去控制。7、反滲透膜組、反滲透原理及結(jié)構(gòu)1〕.滲透及滲透壓

滲透現(xiàn)象在自然界是常見的,比方將一根黃瓜放入鹽水中,黃瓜就會因失水而變小。黃瓜中的水分子進(jìn)入鹽水溶液的過程就是滲透過程。如以下圖所示,如果用一個只有水分子才能透過的薄膜將一個水池隔斷成兩局部,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。過一段時間就可以發(fā)現(xiàn)純水液面降低了，而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個隔膜遷移到鹽水中的現(xiàn)象叫做滲透現(xiàn)象。鹽水液面升高不是無止境的，到了一定高度就會到達(dá)一個平衡點(diǎn)。這時隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關(guān)。2〕.反滲透現(xiàn)象和反滲透凈水技術(shù)

在以上裝置到達(dá)平衡后,如果在鹽水端液面上施加一定壓力，此時，水分子就會由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現(xiàn)象被稱為反滲透現(xiàn)象。如果將鹽水參加以上設(shè)施的一端，并在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力，我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。

反滲透設(shè)施生產(chǎn)純水的關(guān)鍵有兩個，一是一個有選擇性的膜，我們稱之為半透膜，二是一定的壓力。簡單地說，反滲透半透膜上有眾多的孔，這些孔的大小與水分子的大小相當(dāng)，由于細(xì)菌、病毒、大局部有機(jī)污染物和水合離子均比水分子大得多，因此不能透過反滲透半透膜而與透過反滲透膜的水相別離。在水中眾多種雜質(zhì)中,溶解性鹽類是最難去除的.因此,經(jīng)常根據(jù)除鹽率的上下來確定反滲透的凈水效果.反滲透除鹽率的上下主要決定于反滲透半透膜的選擇性。目前，較高選擇性的反滲透膜元件除鹽率可以高達(dá)99.7%。

根據(jù)反滲透原理將半透膜、導(dǎo)流層、隔網(wǎng)按一定排列粘合卷制在有排孔的中心管上，原水從元件一端進(jìn)入隔網(wǎng)層在經(jīng)過隔網(wǎng)層時，在壓力作用下，一局部水通過半透膜，滲透到導(dǎo)流管內(nèi)，能通過導(dǎo)流管內(nèi)，通過導(dǎo)流層水道，流到中心管，經(jīng)排孔從中心管流出，剩余局部那么從隔網(wǎng)層的另一端排出。

8、盤式過濾器結(jié)構(gòu)及工作原理盤式過濾器的疊片兩邊刻有大量的微米尺寸級的溝槽，一串同種模式的疊片疊壓在特別設(shè)計(jì)的內(nèi)撐上，通過彈簧和液體壓力壓緊時，疊片之間的溝槽交叉，從而制造出擁有一系列獨(dú)特過濾通道的深層過濾單元，這個過濾單元裝在一個耐壓耐腐蝕的濾筒中就形成了盤式過濾器。原水通過盤式過濾器，在彈簧力和液體壓力作用下，壓緊的過濾疊片將水中攜帶的顆粒性雜質(zhì)、鐵銹和局部懸浮物截留在疊片交叉點(diǎn)，從而到達(dá)去除雜質(zhì)的目的，保證超濾的進(jìn)水要求。盤式過濾器9、超濾裝置結(jié)構(gòu)及工作原理超濾及微濾是依托于材料科學(xué)開展起來的先進(jìn)的膜別離技術(shù)。近年來，超濾和微濾的制造技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)迅速開