工业水处理技术.ppt

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1、 第一篇：水及工业用水预处理水，生命之源！第一章 水及工业用水 第一节：水资源 第二节：天然水的化学特征及工业用水水质要求 第三节：节约水资源和防止水污染的重要性水资源水资源分布概况水资源水资源分布概况 水是自然界中分布最广的一种资源。它以气、液、固三种状态水是自然界中分布最广的一种资源。它以气、液、固三种状态存在。自然界的水主要指海洋、河流、湖泊、地下水、冰川、存在。自然界的水主要指海洋、河流、湖泊、地下水、冰川、积雪、土壤水和大气水分等水体，其总员共约积雪、土壤水和大气水分等水体，其总员共约1.4101.4101919mm3 3，如，如果将其平铺在地球表面上，水层厚度可达到约果将其平铺在地

2、球表面上，水层厚度可达到约30003000米深，但是米深，但是绝大部分是咸的海水，加上内陆地表咸水湖、地下咸水共约绝大部分是咸的海水，加上内陆地表咸水湖、地下咸水共约占总水量的占总水量的9898。而冰川、积雪约。而冰川、积雪约占占总水量的总水量的1.71.7目前尚难目前尚难以利用和开发。以利用和开发。.实际上可供开发利用的淡水只占总水实际上可供开发利用的淡水只占总水量量的的0.30.3，约为约为4104101919mm3 3。因此，淡水是有限的宝贵资源。因此，淡水是有限的宝贵资源。我国淡水资源比较丰富，居世界第五位。但人均水资源量与世我国淡水资源比较丰富，居世界第五位。但人均水资源量与世界许多

3、国家相比。相差很大，只能排到第界许多国家相比。相差很大，只能排到第8888位。位。地球上水的组成世界淡水的组成其它淡水的组成世界的其它淡水中，河流水和湖泊淡水分别占了世界淡水总储量的0.006%和0.26%，再加上少量的浅层地下水,可利用的淡水占全球淡水总储量的0.3%，水资源是有限的。表表1世界部分国家人均水资源量比较表世界部分国家人均水资源量比较表 我国河流、湖泊众多水量我国河流、湖泊众多水量充充沛，根据一些特征基本上可分沛，根据一些特征基本上可分为四个区：潮湿区、湿润区、过渡区和为四个区：潮湿区、湿润区、过渡区和干干旱区。旱区。(一一)潮湿区潮湿区 潮湿区为我向东南沿海地区，浑浊度也低，

4、一般在潮湿区为我向东南沿海地区，浑浊度也低，一般在10mg/L10mg/L左左右。硬度也低，属软水。水中主要化学组成为碳酸氢钙和碳酸右。硬度也低，属软水。水中主要化学组成为碳酸氢钙和碳酸氢钠等。氢钠等。(二二)湿润区湿润区 湿润区为长江流域及其以南地区，黑龙江和松花江流域之间的湿润区为长江流域及其以南地区，黑龙江和松花江流域之间的地区也属湿润区。但在贵州、广西地区有石灰岩溶洞，水的硬地区也属湿润区。但在贵州、广西地区有石灰岩溶洞，水的硬度增大。在长江流域，水中主要化学组成为碳酸氢钙类，在东度增大。在长江流域，水中主要化学组成为碳酸氢钙类，在东北地区也有含碳酸氢钠类的北地区也有含碳酸氢钠类的。(

5、三三)过渡区过渡区 过渡区为黄河流域及其以北地区直到辽河流域。该区降水过渡区为黄河流域及其以北地区直到辽河流域。该区降水量较少，蒸发量较大浑浊度量较少，蒸发量较大浑浊度较较高。水的含盐量较高，因而矿高。水的含盐量较高，因而矿化度和硬度都较高化度和硬度都较高,水中主要组成为碳酸氢钙类但也有相当多水中主要组成为碳酸氢钙类但也有相当多的地方为碳酸氢钠类甚至出现硫酸盐或氯化物类。的地方为碳酸氢钠类甚至出现硫酸盐或氯化物类。(四四)干旱区干旱区 干早区为内蒙和西北大片地区。该区降水量少而蒸发强烈，干早区为内蒙和西北大片地区。该区降水量少而蒸发强烈，因此形成径流量很低的干旱地带。由于径流量小，土壤中可溶因

6、此形成径流量很低的干旱地带。由于径流量小，土壤中可溶性盐含量高，所以水的含盐量和硬度都很高。水中主要组性盐含量高，所以水的含盐量和硬度都很高。水中主要组成是硫酸盐或氯化物类。成是硫酸盐或氯化物类。二、工业用水的各种水源及其特点二、工业用水的各种水源及其特点 水是工业生产中重要的原料之一，没有合格的水源，水是工业生产中重要的原料之一，没有合格的水源，任何工业都不能维持下去。任何工业都不能维持下去。工工业用水业用水的的淡水水源主要来自地表的江河水、湖泊和淡水水源主要来自地表的江河水、湖泊和水库水以及地下水水库水以及地下水(井水井水)。(一一)江河水江河水 河流是降水经地面径流汇集而成的，流域面积十

7、分广阔，又是河流是降水经地面径流汇集而成的，流域面积十分广阔，又是敞开流动的水体，受地区、气候以及生物活动和人类活动的影敞开流动的水体，受地区、气候以及生物活动和人类活动的影响而有较大的变化响而有较大的变化。河水广泛接触岩石土壤，不同地区的矿物河水广泛接触岩石土壤，不同地区的矿物组成决定着河水的基本化学成分。此外组成决定着河水的基本化学成分。此外，河流水总混有泥沙等河流水总混有泥沙等悬浮物而呈现一定混浊度，可从几十悬浮物而呈现一定混浊度，可从几十mgmgL L到数百到数百mgmgL L。夏。夏季河水上涨浑浊度还更高，冬季又可阵到很低。季河水上涨浑浊度还更高，冬季又可阵到很低。河流水中主要离子成

8、分构成的含盐量，一般在河流水中主要离子成分构成的含盐量，一般在100200mg100200mgL L不超过不超过500mg500mgL L，个别河流也可达，个别河流也可达30000mg30000mgL L以上。以上。(二二)湖泊和水库水湖泊和水库水 如果流入和排出的河流水量都较大而湖水蒸发量较如果流入和排出的河流水量都较大而湖水蒸发量较小则湖水含盐量较低，形成淡水湖，其含盐量一般小则湖水含盐量较低，形成淡水湖，其含盐量一般在在300mg300mgL L以下。通常淡水湖泊在湿润地区形成。以下。通常淡水湖泊在湿润地区形成。(三三)地下水地下水 水质组成稳定，水温变化很小，水质透明清澈，有机水质组成

9、稳定，水温变化很小，水质透明清澈，有机物和细菌的含量较少，但含盐量物和细菌的含量较少，但含盐量较较高，硬度较大高，硬度较大；随随着地下水深度的增加，其主要离子组成从低矿化度的着地下水深度的增加，其主要离子组成从低矿化度的淡水型转化为高矿化度的咸水型。淡水型转化为高矿化度的咸水型。第二节第二节 天然水的化学特征及工业天然水的化学特征及工业用水水质要求用水水质要求 一、天然水的化学特征一、天然水的化学特征(一一)天然水中碳酸化合物天然水中碳酸化合物 天然水中普遍存在着各种形态的碳酸化合天然水中普遍存在着各种形态的碳酸化合物物，它们是决定水质它们是决定水质pHpH值的重要因素并且对外加酸、值的重要因

10、素并且对外加酸、碱有一定的缓冲能力，同时对水质和水处理有碱有一定的缓冲能力，同时对水质和水处理有着重要的影响。着重要的影响。1碳酸化合物存在的形态碳酸化合物存在的形态 天然水中碳酸化合物的来源有以下几个方面：首先是天然水中碳酸化合物的来源有以下几个方面：首先是空气中二氧化碳的溶解、岩石、土壤中碳酸盐和重碳空气中二氧化碳的溶解、岩石、土壤中碳酸盐和重碳酸盐矿物的溶解；其次是水中动植物的新陈代谢作用酸盐矿物的溶解；其次是水中动植物的新陈代谢作用以及水中有机物的生物氧化等产生的二氧化碳；有时以及水中有机物的生物氧化等产生的二氧化碳；有时在水处理过程中也会加入或形成各种碳酸化合物。上在水处理过程中也会

11、加入或形成各种碳酸化合物。上述各种来源的碳酸化合物综合构成水中碳酸化合物的述各种来源的碳酸化合物综合构成水中碳酸化合物的总量。总量。上述四种碳酸化合物存在着以下几种平衡关系：上述四种碳酸化合物存在着以下几种平衡关系：p4p4做酸平衡和做酸平衡和pH值的关系（版述）（作值的关系（版述）（作业：推导）业：推导）(二二)天然水的酸度天然水的酸度 水的酸度是指水中能与强碱发生中和作用的物质的总量。水的水的酸度是指水中能与强碱发生中和作用的物质的总量。水的酸度通常由三类物质组成：一是强酸，如酸度通常由三类物质组成：一是强酸，如HClHCl、HN0HN03 3、HH2 2S0S04 4等；二是弱酸，如等；

12、二是弱酸，如HH2 2COCO3 3；HH2 2S S、HH4 4Si0Si04 4以及各种有机酸等：以及各种有机酸等：三是强酸弱碱盐等。这些物质在水中都会电离产生三是强酸弱碱盐等。这些物质在水中都会电离产生HH+或经过水或经过水解产生解产生HH+而这些而这些HH+均能与均能与OHOH发生中和反应。这些发生中和反应。这些HH+的总数的总数叫做总酸度，用叫做总酸度，用mmolmmolL L表示。总酸度与水中表示。总酸度与水中pHpH值并不是一回值并不是一回事。事。天然水受到强酸污染时其天然水受到强酸污染时其pHpH值均在值均在4 4以下。而当水的以下。而当水的pHpH值值高于高于4 4时，水的酸

13、度一般都由弱酸构成：如果天然水未受到工业时，水的酸度一般都由弱酸构成：如果天然水未受到工业弱酸的污染，则弱酸主要指碳酸。弱酸的污染，则弱酸主要指碳酸。(三三)天然水的碱度天然水的碱度 水的碱度与酸度相反，是指水中能与强酸即水的碱度与酸度相反，是指水中能与强酸即HH+发生发生中和作用的物质的总量。其组成通常也是三类物质：中和作用的物质的总量。其组成通常也是三类物质：一是强碱，如一是强碱，如NaOHNaOH、Ca(OH)Ca(OH)2 2等；二是弱碱，如等；二是弱碱，如NHNH3 3、有机胺类；三是强碱弱酸盐，如各种碳酸盐、重、有机胺类；三是强碱弱酸盐，如各种碳酸盐、重碳酸盐、硅酸盐、硫化物等。碳

14、酸盐、硅酸盐、硫化物等。大多数天然水中，碱度由氢氧化物、碳酸盐和重碳酸大多数天然水中，碱度由氢氧化物、碳酸盐和重碳酸盐组成，通常称之为总碱度，以盐组成，通常称之为总碱度，以MM表示。（版述笔记）表示。（版述笔记）只有当天然水受到强碱物污染或人为地用石灰进行软只有当天然水受到强碱物污染或人为地用石灰进行软化处理时，其化处理时，其pHpH值才高于值才高于I0I0，这时水的总碱度常由氢，这时水的总碱度常由氢氧化物和碳酸盐组成如造纸厂、制革厂排出的废水氧化物和碳酸盐组成如造纸厂、制革厂排出的废水及锅炉用水等。及锅炉用水等。如果天然水中有大量藻类繁殖，在繁殖过程中会吸收如果天然水中有大量藻类繁殖，在繁殖

15、过程中会吸收水中水中CO2CO2，使水的，使水的pHpH值迅速升高，这时水中总碱度主值迅速升高，这时水中总碱度主要由碳酸根组成。要由碳酸根组成。水的碱度常影响到水质特性，因此水的总碱度是最水的碱度常影响到水质特性，因此水的总碱度是最常用的一个水质指标。常用的一个水质指标。(四四)天然水的硬度天然水的硬度 通常以通常以CaCa2+2+和和MgMg2+2+的含量来计算水的硬度，并作为水的含量来计算水的硬度，并作为水质的一个指标。天然水都含有一定的硬度，地下水、质的一个指标。天然水都含有一定的硬度，地下水、咸水和海水的硬度较大。咸水和海水的硬度较大。总硬度。按照阳离子组成，为钙硬度和镁硬度；按阴总硬

16、度。按照阳离子组成，为钙硬度和镁硬度；按阴离子组成，分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。暂时硬离子组成，分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。暂时硬度、非碳酸盐硬度称为永久硬度。度、非碳酸盐硬度称为永久硬度。由于天然水的由于天然水的p pHH值一般均在值一般均在8.38.3以下，因此水中以下，因此水中COCO3 322的量极少，可以认为天然水中碳酸盐硬度的阴离的量极少，可以认为天然水中碳酸盐硬度的阴离子就是子就是HCOHCO3 3。（版述笔记）。（版述笔记）二、工业用水的水质要求二、工业用水的水质要求 工业用水通常包括工艺用水、锅炉用水、洗涤工业用水通常包括工艺用水、锅炉用水、洗涤用水以及冷却用水等。要求也

17、不相同，下面着用水以及冷却用水等。要求也不相同，下面着重对锅炉用水和冷却用水的水质要求作些阐述：重对锅炉用水和冷却用水的水质要求作些阐述：()锅炉用水锅炉用水 锅炉用水是将水在一定的温度和压力下加热产生蒸汽，用蒸汽锅炉用水是将水在一定的温度和压力下加热产生蒸汽，用蒸汽作为传热和动力的介质。一般工矿企业常采用低压或中压锅炉作为传热和动力的介质。一般工矿企业常采用低压或中压锅炉产生蒸汽作热源或动力用，这种锅炉对水质要求稍低；而发电产生蒸汽作热源或动力用，这种锅炉对水质要求稍低；而发电厂或热电站常采用高压锅炉产生蒸汽以推动汽轮机来发电，为厂或热电站常采用高压锅炉产生蒸汽以推动汽轮机来发电，为保证蒸汽

18、对汽轮机无腐蚀和结垢沉积，这种锅炉对水质要求非保证蒸汽对汽轮机无腐蚀和结垢沉积，这种锅炉对水质要求非常高。因此，锅炉用水的水质要求根据锅炉的常高。因此，锅炉用水的水质要求根据锅炉的工工作压力和温度作压力和温度的不同而不同，不论何种锅炉用水，它对水的硬度拥有较严格的不同而不同，不论何种锅炉用水，它对水的硬度拥有较严格的限制。其他凡能导致锅炉、给水系统及其他热力设备腐蚀、的限制。其他凡能导致锅炉、给水系统及其他热力设备腐蚀、结垢及引起汽水共腾现象，使离子交换树脂中毒的杂质如溶解结垢及引起汽水共腾现象，使离子交换树脂中毒的杂质如溶解氧、可溶性二氧化硅、铁以及余氯等都应大部或全部除去。氧、可溶性二氧化

19、硅、铁以及余氯等都应大部或全部除去。(二二)冷却用水冷却用水 大多数工业生产中大多数工业生产中都都是用水作为传热冷却介质的。因为是用水作为传热冷却介质的。因为(1)(1)水的水的化学稳定性好，易分解；它的热容量大，在常用温度范围内，化学稳定性好，易分解；它的热容量大，在常用温度范围内，不会产生明显的膨胀或压缩；（不会产生明显的膨胀或压缩；（2 2）它的沸点较高，在通常使用）它的沸点较高，在通常使用条件下，在换热器中不致汽化；（条件下，在换热器中不致汽化；（3 3）水的来源较广泛；（）水的来源较广泛；（4 4）流动性好，易于输送和分配；（流动性好，易于输送和分配；（5 5）相对来说价格也较低。目

20、前）相对来说价格也较低。目前在钢铁、冶金工业中用大量的水来冷却高炉、平炉转炉、电炉在钢铁、冶金工业中用大量的水来冷却高炉、平炉转炉、电炉等各种加热炉的炉体；在炼油、化肥、化工等生产中用大量的等各种加热炉的炉体；在炼油、化肥、化工等生产中用大量的水来冷却半成品和产品；在发电厂、热电站则用大量的水来冷水来冷却半成品和产品；在发电厂、热电站则用大量的水来冷凝汽轮机回流水；在纺织厂、化纤厂则用大量水来冷却中调系凝汽轮机回流水；在纺织厂、化纤厂则用大量水来冷却中调系统及冷冻系统。统及冷冻系统。这些工业的冷却水用量平均约占工业用水总量这些工业的冷却水用量平均约占工业用水总量的的6767，其，其中中又以石油

21、、化工和钢铁工业为最又以石油、化工和钢铁工业为最高。作为冷却用水的水质虽然没有像工艺用水、高。作为冷却用水的水质虽然没有像工艺用水、锅炉用水那样对各种指标有严格的限制锅炉用水那样对各种指标有严格的限制。为了为了保证生产稳定，不损坏设备，能长周期运转，保证生产稳定，不损坏设备，能长周期运转，对冷却用水水质的要求还是相当高的。对冷却用水水质的要求还是相当高的。冷却用水水质的要求冷却用水水质的要求 1 1水温要尽可能低一些水温要尽可能低一些 2 2水的水的浑浑浊度要低浊度要低 3 3水质不易结垢水质不易结垢 4 4水质对金属设备不易产生腐蚀水质对金属设备不易产生腐蚀 5.5.水质不易滋水质不易滋生生

22、菌藻菌藻第三节第三节 节约水资源和防止节约水资源和防止水污染的重要性水污染的重要性 一、一、水在自然界的循环水在自然界的循环 二二、节水和防止污染的重要性、节水和防止污染的重要性水资源自然循环水资源自然循环 地球上的水经常处于循环中，包括自然循环和社会循地球上的水经常处于循环中，包括自然循环和社会循环。由自然力促成的循环，称为环。由自然力促成的循环，称为水的自然循环水的自然循环，它是，它是水的基本运动方式。海水蒸发为云，随气流迁移到内水的基本运动方式。海水蒸发为云，随气流迁移到内陆，遇冷气流凝为雨雪而降落，称为陆，遇冷气流凝为雨雪而降落，称为降水降水。一部分水。一部分水沿地表流动，汇成江河湖泊

23、，称为沿地表流动，汇成江河湖泊，称为地表径流地表径流；另一部；另一部分降水渗入地下，形成分降水渗入地下，形成地下径流地下径流。在流动过程中，地。在流动过程中，地表水和地下水相互补给，最终复归大海。这种海洋表水和地下水相互补给，最终复归大海。这种海洋-内陆内陆-海洋的循环，称为海洋的循环，称为大循环大循环。那些在小的自然地。那些在小的自然地理区域内的循环，称为理区域内的循环，称为小循环小循环。生物体内的水，也进。生物体内的水，也进行着吸收行着吸收-蒸发蒸发-吸收的内外循环。吸收的内外循环。地球上的水循环水资源社会循环水资源社会循环 由人的社会需要而促成的循环，称为由人的社会需要而促成的循环，称为

24、水的社会循环水的社会循环。它是直接。它是直接为人们的生为人们的生 活和生产服务的。取之自然而直接供生活和生产活和生产服务的。取之自然而直接供生活和生产（特别是工业生产）使用的（特别是工业生产）使用的 水，称为水，称为给水给水；使用后因丧失原有；使用后因丧失原有使用价值而废弃外排的水，称为使用价值而废弃外排的水，称为废水废水。为。为 保证给水能满足用户保证给水能满足用户的使用要求（水量、水质和水压）而采取的整套工程设的使用要求（水量、水质和水压）而采取的整套工程设 施，称施，称为为给水工程给水工程。为保证废水（有时也包括部分雨水）能安全排放。为保证废水（有时也包括部分雨水）能安全排放或再用或再用

25、 而采取的整套工程设施，称为而采取的整套工程设施，称为排水工程排水工程。给水工程和排。给水工程和排水工程构成了水的社水工程构成了水的社 会循环。会循环。完善的给水系统和排水系统是现完善的给水系统和排水系统是现代城市和工业区所必须代城市和工业区所必须 具备的基础条件。具备的基础条件。中国水资源的特点中国水资源的特点数量上：“总量不少，人均不多”空间分布上：“南方多、北方少，东部多、西部少”时间分配上：“夏秋两季多，冬春两季少，各年之间变率大”地枯井枯人枯淹了造成水资源紧缺的原因：自然原因：如水资源时空分布不均、部分地区气候反常等。人为原因：用水量迅速增加；水质污染。世界用水量的增加城市居民用水工

26、业用水农业用水长江之污“红”河2001年度七大水系污染由重到轻的顺序依次是：海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江和珠江。长江水系的主要污染指标是石油类、氨氮和高锰酸盐指数。主要污染指标为溶解氧、高锰酸盐指数、生化需氧量、挥发酚和石油类。黄河干流悬浮物浓度很高，最高达4851毫克/升。水资源的合理利用和保护建立蓄水工程修建跨流域的引水工程合理开采地下水科学用水，节约用水保护水资源，防治水污染水的时间分配不均水的空间分布不均地下水更新周期长水资源有限及世界用水量的迅速增加水污染严重第二节第二节 工业用水预处理工业用水预处理 地表天然水中混入的悬浮物、胶体物构成水的浊度，不除去则地表天然水中混入的悬

27、浮物、胶体物构成水的浊度，不除去则不能作锅炉水和冷却水使用。通常用混凝沉淀、过滤等方法去不能作锅炉水和冷却水使用。通常用混凝沉淀、过滤等方法去除。除。以离子和分子状态存在子水中的溶解盐类特别是硬度、铁以离子和分子状态存在子水中的溶解盐类特别是硬度、铁等不除去不适用于锅炉水，通常采用离子交换、软化、除铁等不除去不适用于锅炉水，通常采用离子交换、软化、除铁等方法去除。等方法去除。以自来水作锅炉用水，在进行离子交换软化前还需除去水中以自来水作锅炉用水，在进行离子交换软化前还需除去水中存在的余氯否则会影响离子交换树脂的性能。存在的余氯否则会影响离子交换树脂的性能。一、混凝一、混凝 (一一)混凝机理混凝

28、机理2电解质对双电层的作用机理电解质对双电层的作用机理 3吸附架桥作用机理吸附架桥作用机理 4沉淀物卷扫作用机理沉淀物卷扫作用机理 (二二)影响混凝的因素影响混凝的因素 1 1水温的影响水温的影响 2 2水的水的pHpH值和碱度的影响值和碱度的影响 3 3水质的影响水质的影响 (三三)混凝剂混凝剂二、沉淀与澄清二、沉淀与澄清 (一一)沉淀与沉淀池沉淀与沉淀池 水中悬浮的固体颗粒，依靠本身重力作用，由水中分离出来的水中悬浮的固体颗粒，依靠本身重力作用，由水中分离出来的过程称为沉淀。原水中悬浮固体颗粒较大，能依靠自身重力自过程称为沉淀。原水中悬浮固体颗粒较大，能依靠自身重力自然沉降的称为自然沉降沉

29、淀。这种沉淀只能对含泥砂量高的原然沉降的称为自然沉降沉淀。这种沉淀只能对含泥砂量高的原水进行预沉淀时采用。水进行预沉淀时采用。通常，原水预处理都是先经过混凝，使水中较小的颗粒凝聚通常，原水预处理都是先经过混凝，使水中较小的颗粒凝聚并进一步形成絮凝状沉淀物并进一步形成絮凝状沉淀物(俗称矾花俗称矾花)，再依靠其本身重力作，再依靠其本身重力作用由水中沉降分离出来，这种沉淀称混凝沉淀。用由水中沉降分离出来，这种沉淀称混凝沉淀。1.平流沉淀池平流沉淀池 平流沉淀池通常为矩形水池，水流平面流过水平流沉淀池通常为矩形水池，水流平面流过水池，构造简单，管理方便，可筑于地面，也可池，构造简单，管理方便，可筑于地

30、面，也可筑于地下，不仅适用于大型水处理厂，也适用筑于地下，不仅适用于大型水处理厂，也适用于处理水量小的厂。它可作自然沉淀用，也可于处理水量小的厂。它可作自然沉淀用，也可作混凝沉淀用。作混凝沉淀用。2辐射沉淀池辐射沉淀池 3料板斜管沉淀池料板斜管沉淀池 2水力循环澄清池水力循环澄清池 三、三、过滤过滤(一一)过滤过程过滤过程 2重力式无阀滤池重力式无阀滤池 重力式无阀滤池，是因重力式无阀滤池，是因过滤过程依靠水的重力过滤过程依靠水的重力自动流入滤池进行过滤自动流入滤池进行过滤或反洗，且滤池没有阀或反洗，且滤池没有阀门而得名的。门而得名的。四、除铁四、除铁 我国含铁的地下水分布颇广，一般含铁量在我

31、国含铁的地下水分布颇广，一般含铁量在430mg430mgL L左右。左右。含铁地下水由于在地下，铁是以含铁地下水由于在地下，铁是以二价二价状态存在。这种水刚抽到状态存在。这种水刚抽到地面时，水质清彻干净，但有铁腥味；时间略长，水质即发浑，地面时，水质清彻干净，但有铁腥味；时间略长，水质即发浑，洗洗涤涤织物及器具时会留下锈色斑点。离子极易污染离子交换树织物及器具时会留下锈色斑点。离子极易污染离子交换树脂，使树脂中毒而降低交换能力。当用含铁水做锅炉补给水时，脂，使树脂中毒而降低交换能力。当用含铁水做锅炉补给水时，容易在锅炉受热面上结成铁垢，不仅影响传热，还易引起管壁容易在锅炉受热面上结成铁垢，不仅

32、影响传热，还易引起管壁腐蚀。冷却水中铁含量超过腐蚀。冷却水中铁含量超过0.5mg/L0.5mg/L时，会促使铁细菌繁殖，产时，会促使铁细菌繁殖，产生的粘泥除会堵生的粘泥除会堵管道和管道和腐蚀，因此，除铁要引起足够的重视。腐蚀，因此，除铁要引起足够的重视。(一）一）曝气除铁法曝气除铁法 （二）锰砂过滤除铁法（二）锰砂过滤除铁法 天然锰砂中含有，它是氧化成的良好催化剂，天然锰砂中含有，它是氧化成的良好催化剂，其催化反应为：其催化反应为：沉淀物经锰砂层过滤后除去。因此，锰砂既是催化剂又沉淀物经锰砂层过滤后除去。因此，锰砂既是催化剂又是滤料。是滤料。五、软化五、软化 当硬度高、碱度也高的水直接作补充水

33、进入循环冷却水系统后，当硬度高、碱度也高的水直接作补充水进入循环冷却水系统后，会使循环水水质处理的难度增大，同时浓缩倍数的提高也受到会使循环水水质处理的难度增大，同时浓缩倍数的提高也受到限制。另外高硬水也不宜直接作锅炉水的给水。立式水管锅炉、限制。另外高硬水也不宜直接作锅炉水的给水。立式水管锅炉、立式火管锅炉及卧式内燃锅炉的给水总硬度要求在立式火管锅炉及卧式内燃锅炉的给水总硬度要求在3.5mmol/L3.5mmol/L以下。总硬度过高的水不能直接采用离子交换方法达到软化水以下。总硬度过高的水不能直接采用离子交换方法达到软化水的要求，经济效果也不好。碱度过高的水，也不能直接作为锅的要求，经济效果

34、也不好。碱度过高的水，也不能直接作为锅炉的补给水。所以上述这类水质均需在进入冷却水系统、锅炉炉的补给水。所以上述这类水质均需在进入冷却水系统、锅炉和离子交换软化系统前，首先采用化学药剂方法进行预处理。和离子交换软化系统前，首先采用化学药剂方法进行预处理。(一一)软化方法软化方法 1 1、石灰软化法石灰软化法石灰软化法石灰软化法 通常对硬度高、碱度高的水采用石灰软化法；对硬度高、碱度通常对硬度高、碱度高的水采用石灰软化法；对硬度高、碱度低的水采用石灰低的水采用石灰纯碱软化法；而对碱度高的负硬水则采用石纯碱软化法；而对碱度高的负硬水则采用石灰灰石膏处理法石膏处理法 2 2、石灰石灰纯碱软化法纯碱软

35、化法 石灰软化法只适用于暂硬度、永硬低的水质处理。对硬度高碱石灰软化法只适用于暂硬度、永硬低的水质处理。对硬度高碱度低即水硬高的水，可采用石灰度低即水硬高的水，可采用石灰纯碱软化法，即加石灰的同纯碱软化法，即加石灰的同时再投加适量的纯碱时再投加适量的纯碱(Na2CO3(Na2CO3又称苏打又称苏打)。3 3、石灰石灰石膏处理法石膏处理法 对于高碱度的负硬水，多余的碱度用石灰对于高碱度的负硬水，多余的碱度用石灰石膏法除去。石膏法除去。六、除氯六、除氯 原水经过混凝、沉淀、澄清、过滤后，即可作为工业原水经过混凝、沉淀、澄清、过滤后，即可作为工业用水使用。如果作为饮用水，还必须进行消毒处理，用水使用

36、。如果作为饮用水，还必须进行消毒处理，以防止疾病传播。通常在水中通入氯气作为杀死细菌以防止疾病传播。通常在水中通入氯气作为杀死细菌等微生物的消毒方法。等微生物的消毒方法。当采用经过消毒处理的自来水作锅炉给水时，必须除当采用经过消毒处理的自来水作锅炉给水时，必须除去自来水中的余氯。因为余氯的存在会破坏离子交换去自来水中的余氯。因为余氯的存在会破坏离子交换树脂的结构，使其强度变差，容易破碎。树脂的结构，使其强度变差，容易破碎。(一一)活性炭脱氯法活性炭脱氯法 活性炭由木炭、沥清炭和果壳、果核、动物骨活性炭由木炭、沥清炭和果壳、果核、动物骨头等经高温焙烧和活化制成。活性炭脱氯不完头等经高温焙烧和活化

37、制成。活性炭脱氯不完全是由于物理吸附作用，它还有催化作用，使全是由于物理吸附作用，它还有催化作用，使余氯进一步转化成碳的化合物。余氯进一步转化成碳的化合物。(二二)化学药和脱氯法化学药和脱氯法 化学药剂脱氯法是利用投加还原性药剂如二氧化学药剂脱氯法是利用投加还原性药剂如二氧化硫和亚硫酸纳等，将余氯还原。化硫和亚硫酸纳等，将余氯还原。第三章第三章 循环冷却水系统及其循环冷却水系统及其水处理概况水处理概况 第一节第一节 循环冷却水系统循环冷却水系统一、冷却水系统一、冷却水系统(一一)直流冷却水系统直流冷却水系统(二二)循环冷却水系统循环冷却水系统 第第二二节节 敞开式循环冷却水处理的重要性敞开式循

38、环冷却水处理的重要性 (一一)直流冷却水系统直流冷却水系统 在直流冷却水系统中，冷却水仅仅通过换热设备一次，在直流冷却水系统中，冷却水仅仅通过换热设备一次，用过后水就被排放掉，如图用过后水就被排放掉，如图3131所示。因此，它的用所示。因此，它的用水量很大，而排出水的温升却很小，水中各种矿物质水量很大，而排出水的温升却很小，水中各种矿物质和离子含量基本上保持不变。这种冷却水系统不需要和离子含量基本上保持不变。这种冷却水系统不需要其他冷却水构筑物，因此投资少、操作简便，但是冷其他冷却水构筑物，因此投资少、操作简便，但是冷却水的操作费用大，而且不符合当前节约使用水资源却水的操作费用大，而且不符合当

39、前节约使用水资源的要求。这种系统的要求。这种系统(除了用海水的直流冷却水系统外除了用海水的直流冷却水系统外)在在国外已被淘汰，在国内一些中、小型老厂仍在采用。国外已被淘汰，在国内一些中、小型老厂仍在采用。(二二)循环冷却水系统循环冷却水系统 1 1封封闭闭式式循循环环冷冷却却水水系系统统 2敞开式循环冷却水系统敞开式循环冷却水系统 溅水装置或填料溅水装置或填料 冷却塔内部装有溅水装置或填料，由一排排板冷却塔内部装有溅水装置或填料，由一排排板条交错排列而成。水顺着板条逐排淋降，溅成条交错排列而成。水顺着板条逐排淋降，溅成水滴。也可采用膜式填料，使水在填料表面上水滴。也可采用膜式填料，使水在填料表

40、面上以薄膜形式与空气接触。填料可由木材、水泥以薄膜形式与空气接触。填料可由木材、水泥板或聚氯乙烯板等制成。填料必须受湿良好，板或聚氯乙烯板等制成。填料必须受湿良好，否则水在填料上形成水流而不是水滴或水膜。否则水在填料上形成水流而不是水滴或水膜。图图3-43-4中，空气靠冷却塔简体的高度，像烟囱一中，空气靠冷却塔简体的高度，像烟囱一样自然拔风，将空气吸样自然拔风，将空气吸入入塔内与水滴逆向接触。塔内与水滴逆向接触。图图3-53-5中，空气由塔顶的抽风机抽吸进入塔内，中，空气由塔顶的抽风机抽吸进入塔内，空气流动速度为空气流动速度为90210m90210mminmin。在冷却塔内，。在冷却塔内，热水

41、与空气之间发生两种传热作用，一是蒸发热水与空气之间发生两种传热作用，一是蒸发传热，二是接触传热。传热，二是接触传热。传热传热 传热是当水在其表面温度时的饱和蒸汽压大于空气中传热是当水在其表面温度时的饱和蒸汽压大于空气中水蒸气分压时，水滴表面的水分子克服液态水分子之水蒸气分压时，水滴表面的水分子克服液态水分子之间的吸引力而汽化逸人空气中，并带走气化潜热，使间的吸引力而汽化逸人空气中，并带走气化潜热，使液态水的温度下降。每蒸发液态水的温度下降。每蒸发lkglkg水，要带走约水，要带走约2 243X106j43X106j的热量。蒸发传热带走的热量约占冷却塔中传的热量。蒸发传热带走的热量约占冷却塔中传

42、热量的热量的7575一一8080。接触传热是当空气的湿球温度低。接触传热是当空气的湿球温度低于水温时，热量从水传向空气，使空气温度提高而水于水温时，热量从水传向空气，使空气温度提高而水温降低，带走的热量是显热，约占冷却塔中传热量的温降低，带走的热量是显热，约占冷却塔中传热量的2020一一2525。玻璃钢冷却塔玻璃钢冷却塔 玻璃钢冷却塔玻璃钢冷却塔的优点的优点 由于玻璃钢冷却塔生产已系列化，规格齐全，由于玻璃钢冷却塔生产已系列化，规格齐全，而且体积轻，占地面积小，排列灵活，可以拆而且体积轻，占地面积小，排列灵活，可以拆迁，运输方便，造价相对来说也较低，因此常迁，运输方便，造价相对来说也较低，因此

43、常为一些中小型化工厂、化肥厂、制药厂、宾馆为一些中小型化工厂、化肥厂、制药厂、宾馆等单位改建、扩建或新建循环冷等单位改建、扩建或新建循环冷却系统中采用。却系统中采用。三三敞开式循环冷却水系统敞开式循环冷却水系统 （一）（一）浓缩倍数浓缩倍数 在敞开式循环冷却水系统中，由于蒸发，系统在敞开式循环冷却水系统中，由于蒸发，系统中的水会愈来愈少，而水中各种矿物质和离子中的水会愈来愈少，而水中各种矿物质和离子含量就会愈来愈浓。为了使水中含盐量维持在含量就会愈来愈浓。为了使水中含盐量维持在定的浓度，必须补入新鲜水，排出浓缩水。定的浓度，必须补入新鲜水，排出浓缩水。通常在操作时，用浓缩倍数来控制水中含盐的通

44、常在操作时，用浓缩倍数来控制水中含盐的浓度。设以浓度。设以K K表示浓缩倍数，则表示浓缩倍数，则K K的含意就是指的含意就是指循环水中某物质的浓度与补充水中某物质的浓循环水中某物质的浓度与补充水中某物质的浓度之比。度之比。式中式中CRCR循环水中某物质的浓度；循环水中某物质的浓度；CMCM补充水中某物质的浓度。补充水中某物质的浓度。用来计算浓缩倍数的物质，要求它们的浓度除了随用来计算浓缩倍数的物质，要求它们的浓度除了随浓缩过程而增加外，不受其他外界条件，如加热，沉浓缩过程而增加外，不受其他外界条件，如加热，沉淀、投加药剂等的干扰。通常选用的物质有淀、投加药剂等的干扰。通常选用的物质有ClCl、

45、Si02Si02、K+K+等物质或总溶解固体。等物质或总溶解固体。（二）（二）补充水量补充水量（34）(1)(1)蒸发损失蒸发损失E E与气候和冷却幅度与气候和冷却幅度有关，有关，冬季冬季e-e-损失系数，损失系数，与季节有关，夏季与季节有关，夏季(2530(2530)时时为为0 01501501616；冬季；冬季(15(15 1010)时为时为0 00600600808；春秋；春秋季季(010(010)时为时为0 01001001212。为什么？为什么？（三）（三）排污水量排污水量 排污水量排污水量B(m3B(m3h)h)的确的确定与冷却塔的蒸发损失定与冷却塔的蒸发损失E E和浓缩倍数和浓缩

46、倍数K K有关有关。为什为什么要排污？么要排污？第二节第二节 敞开式循环冷却水处理的敞开式循环冷却水处理的重要性重要性 一、敞开式循环冷却水泵统产生的问题一、敞开式循环冷却水泵统产生的问题 (一一)水垢附着水垢附着 在循环冷却水系统中，重碳酸盐的浓度随在循环冷却水系统中，重碳酸盐的浓度随着蒸发浓缩而增加，着蒸发浓缩而增加，当其浓度达到过饱和状态时，或者在经过换热器传热表面使水当其浓度达到过饱和状态时，或者在经过换热器传热表面使水温升高时会发生反应温升高时会发生反应，形成致密的碳酸钙水垢，它的导热性形成致密的碳酸钙水垢，它的导热性能很差。轻者是降低换热器的传热效率，影响产量，严重时，能很差。轻者

47、是降低换热器的传热效率，影响产量，严重时，则管道被堵。则管道被堵。(二二)设备腐蚀设备腐蚀 1 1冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀冷却水中溶解氧引起的电化学腐蚀 2 2有害离子引起的腐蚀有害离子引起的腐蚀 3 3微生物引起的腐蚀微生物引起的腐蚀 (三三)微生物的滋生和粘泥微生物的滋生和粘泥 冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类。在新鲜水中，一般来冷却水中的微生物一般是指细菌和藻类。在新鲜水中，一般来说细菌和藻类都较少。但在循环水中，由于养分的浓缩，水温说细菌和藻类都较少。但在循环水中，由于养分的浓缩，水温的升高和日光照射，给细菌和藻类创造了迅速繁殖的条件。大的升高和日光照射，给细菌和藻类创造了迅速

48、繁殖的条件。大量细菌分泌出的粘液嫁粘合剂一样，能使水中飘俘的灰尘杂质量细菌分泌出的粘液嫁粘合剂一样，能使水中飘俘的灰尘杂质和化学沉淀物等粘附在一起，形成粘糊糊的沉积物粘附在换热和化学沉淀物等粘附在一起，形成粘糊糊的沉积物粘附在换热器的传热表面上。这种沉积物有人称它为生物粘泥，也有人把器的传热表面上。这种沉积物有人称它为生物粘泥，也有人把它叫做软垢。它叫做软垢。粘泥积附在换热器管壁上，除了会引起腐蚀外，还会使冷却水粘泥积附在换热器管壁上，除了会引起腐蚀外，还会使冷却水的流量减少，从而降低换热器的冷却效率；严重时，这些生物的流量减少，从而降低换热器的冷却效率；严重时，这些生物粘泥会将管子堵死，迫使

49、停产清洗。粘泥会将管子堵死，迫使停产清洗。二、敞开式循环冷却水处理的重要性二、敞开式循环冷却水处理的重要性 (1)(1)稳定生产稳定生产 (2)(2)节约水资源节约水资源 （3 3）减少环境污染）减少环境污染 （4)4)节约节约第四章第四章第四章第四章 循环冷却水系统中的沉积物及其控制循环冷却水系统中的沉积物及其控制循环冷却水系统中的沉积物及其控制循环冷却水系统中的沉积物及其控制 第一节第一节 循环冷却水系统中的沉积物循环冷却水系统中的沉积物 一、沉积物的分类一、沉积物的分类 循环冷却水系统在运行的过程中，会有各种物质沉积循环冷却水系统在运行的过程中，会有各种物质沉积在换热器的传热管表面。这些

50、物质统称为沉积物。它在换热器的传热管表面。这些物质统称为沉积物。它们主要是由水垢们主要是由水垢(scale)(scale)、淤泥、淤泥(sludge)(sludge)、腐蚀产物、腐蚀产物(corrosion products)(corrosion products)和生物沉积物和生物沉积物(biological(biological deposits)deposits)构成。通常，人们把淤泥、腐蚀产物和生物构成。通常，人们把淤泥、腐蚀产物和生物沉积物三者统称为污垢沉积物三者统称为污垢(fouling)(fouling)。(一一)水垢水垢 天然水中溶解有各种盐类，如重碳酸盐、硫酸盐、氯天然水中溶