1、第六章第六章 工業(yè)循環(huán)水工業(yè)循環(huán)水第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用水的概念工業(yè)用水的概念第二節(jié)第二節(jié) 工業(yè)用水途徑工業(yè)用水途徑第三節(jié)第三節(jié) 工業(yè)用水量計算工業(yè)用水量計算第四節(jié)第四節(jié) 工業(yè)循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定工業(yè)循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定本章內(nèi)容本章內(nèi)容 第一節(jié)第一節(jié) 農(nóng)業(yè)用水的概念農(nóng)業(yè)用水的概念一、工業(yè)用水的定義一、工業(yè)用水的定義第一節(jié)第一節(jié) 工業(yè)用水的概念工業(yè)用水的概念 根據(jù)中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用水分類工業(yè)用水分類及定義及定義（CJ40-1999CJ40-1999），工業(yè)用水指工、礦企業(yè)的各部門，），工業(yè)用水指工、礦企業(yè)的各部門，在工業(yè)生產(chǎn)過程（或期間）中，制造、加工、冷卻

2、、空調(diào)、在工業(yè)生產(chǎn)過程（或期間）中，制造、加工、冷卻、空調(diào)、洗滌、鍋爐等處使用的水及廠內(nèi)職工生活用水的總稱。洗滌、鍋爐等處使用的水及廠內(nèi)職工生活用水的總稱。 水在工業(yè)生產(chǎn)中有多種用途，可作為傳遞熱量的介質(zhì)，水在工業(yè)生產(chǎn)中有多種用途，可作為傳遞熱量的介質(zhì)，也可以是工藝過程的溶劑、洗滌劑、吸收劑、萃取劑，還也可以是工藝過程的溶劑、洗滌劑、吸收劑、萃取劑，還可用作生產(chǎn)原料或反應(yīng)物質(zhì)的反應(yīng)介質(zhì)。因此，人們稱謂可用作生產(chǎn)原料或反應(yīng)物質(zhì)的反應(yīng)介質(zhì)。因此，人們稱謂“水是工業(yè)的血液水是工業(yè)的血液”。（1 1）用水量大）用水量大（2 2）大量工業(yè)廢水直接排放是造成水污染的主要原因）大量工業(yè)廢水直接排放是造成水污

3、染的主要原因（3 3）工業(yè)用水效率總體水平較低）工業(yè)用水效率總體水平較低（4 4）工業(yè)用水相對集中）工業(yè)用水相對集中三、我國工業(yè)用水的特點三、我國工業(yè)用水的特點第二節(jié)第二節(jié) 工業(yè)用水的途徑工業(yè)用水的途徑一、供水水源一、供水水源（一）河流取水（一）河流取水（二）水庫（湖泊）取水（二）水庫（湖泊）取水（三）海水取水（三）海水取水 海水作為工業(yè)用水時，需主要考慮的問題問題：海水作為工業(yè)用水時，需主要考慮的問題問題： (1) (1)取水條件根據(jù)取水地點周圍的海水環(huán)境充分考慮取水條件根據(jù)取水地點周圍的海水環(huán)境充分考慮取水設(shè)備的形式。取水設(shè)備的形式。 (2) (2)關(guān)于海水的溫度問題。關(guān)于海水的溫度問題。

4、 (3) (3)海水中存在的動物及微生物。海水中存在的動物及微生物。（四）地下水（四）地下水 工業(yè)供水系統(tǒng)包括取水工程、輸水工程、水處理工程工業(yè)供水系統(tǒng)包括取水工程、輸水工程、水處理工程和配水工程四個部分。和配水工程四個部分。 工業(yè)供水系統(tǒng)可以是單一的僅供工業(yè)使用的供水系統(tǒng)，工業(yè)供水系統(tǒng)可以是單一的僅供工業(yè)使用的供水系統(tǒng)，也可以是由混合供水系統(tǒng)分配給工業(yè)，形成工業(yè)供水也可以是由混合供水系統(tǒng)分配給工業(yè)，形成工業(yè)供水分支系統(tǒng)。另外，為了節(jié)水，工業(yè)供水常采用循環(huán)供分支系統(tǒng)。另外，為了節(jié)水，工業(yè)供水常采用循環(huán)供水方式。循環(huán)供水是將使用過的水經(jīng)適當(dāng)處理后，重水方式。循環(huán)供水是將使用過的水經(jīng)適當(dāng)處理后，重

5、新使用。新使用。 二、工業(yè)供水系統(tǒng)二、工業(yè)供水系統(tǒng) 密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)處理比較簡單，維密閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的水質(zhì)處理比較簡單，維護(hù)容易，而且補充水量極少，有利于水資源的節(jié)約。護(hù)容易，而且補充水量極少，有利于水資源的節(jié)約。但是冷卻效率很低，循環(huán)系統(tǒng)的基建造價和能耗高，但是冷卻效率很低，循環(huán)系統(tǒng)的基建造價和能耗高，一般用于發(fā)電機、內(nèi)燃機或有特殊要求的單臺換熱設(shè)一般用于發(fā)電機、內(nèi)燃機或有特殊要求的單臺換熱設(shè)備。備。 敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與直流冷卻水系統(tǒng)相比，敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)與直流冷卻水系統(tǒng)相比，補充的新鮮水一般只是直流用水量的補充的新鮮水一般只是直流用水量的10%10%左右，可節(jié)約左右，

6、可節(jié)約大量冷卻水，排污水量也相應(yīng)減少，是目前應(yīng)用最廣大量冷卻水，排污水量也相應(yīng)減少，是目前應(yīng)用最廣泛的一種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。根據(jù)循環(huán)水同被冷卻物料、泛的一種循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。根據(jù)循環(huán)水同被冷卻物料、工藝介質(zhì)或裝置是否有接觸，可分為清循環(huán)、污循環(huán)工藝介質(zhì)或裝置是否有接觸，可分為清循環(huán)、污循環(huán)和集塵循環(huán)三種類型。和集塵循環(huán)三種類型。 冷卻構(gòu)筑物是指用來降低水溫的設(shè)施。對于敞開式冷卻構(gòu)筑物是指用來降低水溫的設(shè)施。對于敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，冷卻構(gòu)筑物包括冷卻池和冷卻塔。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，冷卻構(gòu)筑物包括冷卻池和冷卻塔。其中，冷卻池又可分為天然冷卻池和噴水冷卻池兩種。其中，冷卻池又可分為天然冷卻池和噴水冷卻池兩

7、種。 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)用水量日益增大。在用水日隨著經(jīng)濟的發(fā)展，工業(yè)用水量日益增大。在用水日益緊張的形勢下，使用循環(huán)水系統(tǒng)是必要的，也是節(jié)益緊張的形勢下，使用循環(huán)水系統(tǒng)是必要的，也是節(jié)水型社會建設(shè)的需要。水型社會建設(shè)的需要。 據(jù)估計，工業(yè)生產(chǎn)中約為據(jù)估計，工業(yè)生產(chǎn)中約為70%80%的用水是冷卻的用水是冷卻水，實現(xiàn)冷卻水的循環(huán)利用是工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的重要水，實現(xiàn)冷卻水的循環(huán)利用是工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的重要工作。在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，可分為密閉式和敞開式工作。在冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，可分為密閉式和敞開式兩種。兩種。三、工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)三、工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)第三節(jié)第三節(jié) 工業(yè)用水量計算工業(yè)用水量計算（一）工業(yè)用水水量

8、分類（一）工業(yè)用水水量分類 工業(yè)用水按不同的用途分為生產(chǎn)用水和生活用水。工業(yè)用水按不同的用途分為生產(chǎn)用水和生活用水。按用水方式劃分，工業(yè)用水的水量可分為用水量（總按用水方式劃分，工業(yè)用水的水量可分為用水量（總用水量）、循環(huán)水量、回用水量、重復(fù)利用水量、耗用水量）、循環(huán)水量、回用水量、重復(fù)利用水量、耗水量、排水量、取水量（或新水量）、漏失水量、補水量、排水量、取水量（或新水量）、漏失水量、補充水量等九種。單位通常為體積單位（充水量等九種。單位通常為體積單位（m3m3），考察的），考察的時段較短時，也可用流量單位表示，如時段較短時，也可用流量單位表示，如m3/sm3/s、m3/hm3/h或或m3/

9、dm3/d等。等。一、工業(yè)用水水量分類一、工業(yè)用水水量分類（二）各種水量間的關(guān)系（二）各種水量間的關(guān)系 工業(yè)用水量是工業(yè)用水系統(tǒng)在一定時段內(nèi)用水過程工業(yè)用水量是工業(yè)用水系統(tǒng)在一定時段內(nèi)用水過程中發(fā)生的水量。從上述各種用水量定義可見，它們之中發(fā)生的水量。從上述各種用水量定義可見，它們之間存在著必然的聯(lián)系，同一用水系統(tǒng)各水量之間關(guān)系間存在著必然的聯(lián)系，同一用水系統(tǒng)各水量之間關(guān)系如圖所示。如圖所示。 一、循環(huán)冷卻水水質(zhì)特點一、循環(huán)冷卻水水質(zhì)特點 二、循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標(biāo)二、循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標(biāo) 三、循環(huán)冷卻水處理三、循環(huán)冷卻水處理第四節(jié)第四節(jié) 工業(yè)循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定工業(yè)循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定一、循環(huán)冷卻水水質(zhì)特點一

10、、循環(huán)冷卻水水質(zhì)特點1.1.循環(huán)冷卻水的濃縮作用循環(huán)冷卻水的濃縮作用2.2.循環(huán)冷卻水循環(huán)冷卻水 COCO2 2的散失和的散失和0 02 2的增加的增加3.3.循環(huán)冷卻水的水質(zhì)污染循環(huán)冷卻水的水質(zhì)污染 結(jié)垢、沉積物、電化學(xué)腐蝕結(jié)垢、沉積物、電化學(xué)腐蝕4.4.循環(huán)冷卻水的水溫變化循環(huán)冷卻水的水溫變化特點：具有腐蝕性、產(chǎn)生沉積物（結(jié)垢污垢粘垢）、微生物繁殖特點：具有腐蝕性、產(chǎn)生沉積物（結(jié)垢污垢粘垢）、微生物繁殖項目項目要求條件要求條件允許值允許值濁濁度度（度）（度）1.1.年污垢熱阻年污垢熱阻9.59.51010-5-5m m2 2hh0 0C/kJC/kJ2.2.有油類粘性污染物時有油類粘性污染

11、物時, ,年污垢熱阻年污垢熱阻1.41.41010- -4 4m m2 2hh0 0C/kJC/kJ3.3.腐蝕率腐蝕率0.125mm/a0.125mm/a20201.1.年污垢熱阻年污垢熱阻1.41.41010-4-4m m2 2hh0 0C/kJC/kJ2. 2. 腐蝕率腐蝕率0.2mm/a0.2mm/a50501.1.年污垢熱阻年污垢熱阻1.41.41010-4-4m m2 2hh0 0C/kJC/kJ2. 2. 腐蝕率腐蝕率0.2mm/a0.2mm/a100100電導(dǎo)率（電導(dǎo)率（us/cmus/cm）采用緩蝕劑處理采用緩蝕劑處理30003000總堿度（總堿度（mmol/Lmmol/L）

12、 采用緩蝕劑處理采用緩蝕劑處理77PHPH值值6.59.06.59.0二、循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標(biāo)二、循環(huán)冷卻水水質(zhì)指標(biāo)1敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)對水的濁度，電導(dǎo)度，總堿度，PH值等均有要求，詳見表敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)冷卻水主要水質(zhì)指標(biāo)敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)冷卻水主要水質(zhì)指標(biāo) 2.2.定義定義 腐蝕率腐蝕率 一般以金屬每年的平均腐蝕深度表示，一般以金屬每年的平均腐蝕深度表示，mm/amm/a 可用失重法測定，即將金屬材料試件掛于熱交換器冷可用失重法測定，即將金屬材料試件掛于熱交換器冷卻水中，經(jīng)過一段時間，由實驗前后掛片重量差計算卻水中，經(jīng)過一段時間，由實驗前后掛片重量差計算出年平均腐蝕深度出年平均腐蝕深度 C

13、CL L=8.76(P=8.76(P0 0-P)/-P)/FtFt P P0 0P P前后掛片重量差，克；前后掛片重量差，克；F F掛片接觸面積，掛片接觸面積，m m2 2；t t腐蝕腐蝕作用時間，作用時間，h h 污垢熱阻污垢熱阻 傳熱系數(shù)的倒數(shù)，熱交換器傳熱面由于沉傳熱系數(shù)的倒數(shù)，熱交換器傳熱面由于沉積物沉積使傳熱系數(shù)下降，從而使熱阻增加的量稱為積物沉積使傳熱系數(shù)下降，從而使熱阻增加的量稱為污垢熱阻污垢熱阻 三、循環(huán)冷卻水處理三、循環(huán)冷卻水處理 1.1.腐蝕控制腐蝕控制 2.2.沉積物控制沉積物控制 3.3.微生物控制微生物控制 1 1、腐蝕控制、腐蝕控制 做預(yù)膜處理，加入某些藥劑在金屬表

14、面形成薄膜隔做預(yù)膜處理，加入某些藥劑在金屬表面形成薄膜隔絕腐蝕介質(zhì)絕腐蝕介質(zhì), ,防止腐蝕。防止腐蝕。 預(yù)膜分氧化物膜、沉淀物膜和吸附膜預(yù)膜分氧化物膜、沉淀物膜和吸附膜（1 1）氧化膜型緩蝕劑）氧化膜型緩蝕劑 直接或間接產(chǎn)生金屬的氧化物或氫氧化物，在金屬直接或間接產(chǎn)生金屬的氧化物或氫氧化物，在金屬表面形成保護(hù)膜，如鉻酸鹽類緩蝕劑。表面形成保護(hù)膜，如鉻酸鹽類緩蝕劑。 防腐效果好，過量的緩蝕劑不會結(jié)垢防腐效果好，過量的緩蝕劑不會結(jié)垢 亞硝酸鹽做陽極型緩蝕劑，長期用效果差（硝化細(xì)亞硝酸鹽做陽極型緩蝕劑，長期用效果差（硝化細(xì)菌多了）菌多了） （2 2）水中離子沉淀膜型緩蝕劑）水中離子沉淀膜型緩蝕劑 緩

15、蝕劑與溶解水中的離子生產(chǎn)難溶鹽或絡(luò)合物，在緩蝕劑與溶解水中的離子生產(chǎn)難溶鹽或絡(luò)合物，在金屬表面析出沉淀，形成防蝕薄膜。形成的膜多孔，金屬表面析出沉淀，形成防蝕薄膜。形成的膜多孔，較厚，比較松散，多與基體金屬的密合性較差，防氧較厚，比較松散，多與基體金屬的密合性較差，防氧擴散不完全，另外藥劑量多形成垢層加厚影響傳熱。擴散不完全，另外藥劑量多形成垢層加厚影響傳熱。 聚磷酸鹽聚磷酸鹽 鋅鹽鋅鹽 （3 3）金屬離子沉淀膜型緩蝕劑）金屬離子沉淀膜型緩蝕劑 使金屬活化溶解，在金屬離子濃度高的部位與緩蝕使金屬活化溶解，在金屬離子濃度高的部位與緩蝕劑形成沉積，產(chǎn)生致密薄膜，而且緩蝕劑過量后薄膜劑形成沉積，產(chǎn)生

16、致密薄膜，而且緩蝕劑過量后薄膜停止增厚停止增厚, ,如如MBTMBT巰基苯并噻唑巰基苯并噻唑 （4 4）吸附膜型緩蝕劑）吸附膜型緩蝕劑 這種緩蝕劑具有親水基和疏水基，吸附在金屬表面這種緩蝕劑具有親水基和疏水基，吸附在金屬表面有效阻礙水和溶解氧向金屬擴散有效阻礙水和溶解氧向金屬擴散 分析復(fù)雜，難控制濃度，價格貴分析復(fù)雜，難控制濃度，價格貴 2.2.沉積物控制沉積物控制 （1 1）結(jié)垢控制）結(jié)垢控制 a a 去除水中產(chǎn)生結(jié)垢的成分。包括水的軟化和除鹽，去除水中產(chǎn)生結(jié)垢的成分。包括水的軟化和除鹽，只有在補充水水質(zhì)很差或者需提高濃縮倍數(shù)時候采用。只有在補充水水質(zhì)很差或者需提高濃縮倍數(shù)時候采用。 b b

17、酸化法酸化法 提高酸度，適合補充水碳酸鹽硬度較大，濃提高酸度，適合補充水碳酸鹽硬度較大，濃度大后注意防腐度大后注意防腐 C C向水中投加阻垢劑向水中投加阻垢劑 聚膦酸鹽、聚丙稀酸鹽聚膦酸鹽、聚丙稀酸鹽 （2 2）污垢控制）污垢控制 油類污染物采用表面活性劑油類污染物采用表面活性劑 懸浮物絮凝沉淀、過濾懸浮物絮凝沉淀、過濾 3 3、微生物控制、微生物控制 氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑、表面活性殺菌劑氧化性殺菌劑、非氧化性殺菌劑、表面活性殺菌劑 液氯、二氧化氯、次氯酸鈣、次氯酸鈉液氯、二氧化氯、次氯酸鈣、次氯酸鈉 硫酸銅硫酸銅 季銨鹽類（有泡沫）季銨鹽類（有泡沫） 4 4復(fù)合緩蝕阻垢劑復(fù)合緩蝕阻垢劑 發(fā)揮不同藥劑的增效作用，減少藥劑用量；