化學水處理知識分享主講人：周輝第一章、本項目化學水處理系統(tǒng)介紹第二章、電廠用水概述第三章、原水的預處理第四章、除鹽水系統(tǒng)第五章、凝結(jié)水精處理第一章、本項目化學水處理系統(tǒng)介紹

本項目水源及水耗本項目生產(chǎn)用水以漳河水庫地表水作為水源，以市政自來水作為備用水源和生活水源。本工程2×64MW機組，額定純凝工況補充水量為221.6m3/h，耗水指標為0.425m3/s·GW，全年設計用水量為131.1萬/m3，全年取水量為138.1萬m3（管道滲漏量按5%?。┍卷椖砍}水系統(tǒng)流程水工專業(yè)來凈化后的水→PCF過濾器→活性炭過濾器→清水箱→一級反滲透裝置→一級淡水箱→二級反滲透裝置→二級淡水箱→EDI裝置→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房熱力系統(tǒng)本項目原水預處理工藝流程混凝劑、助凝劑↓原水→混合設備→絮凝沉淀池→空氣擦洗濾池→出水本項目凝結(jié)水精處理系統(tǒng)每臺機組設1套1×100%凝結(jié)水除鐵裝置。本項目化學加藥系統(tǒng)本期工程兩臺機組配置一套化學加藥系統(tǒng)，包括給水加氨處理裝置，給水加聯(lián)氨處理裝置，爐水加磷酸鹽處理裝置。第二章、電廠用水概述相關(guān)術(shù)語原水：未經(jīng)任何處理的天然水(如江河、湖、泊、海洋、地下水等)稱為原水，又稱生水。清水：原水經(jīng)過混凝澄清過濾后，去掉懸浮物的水稱為清水。鍋爐補給水：原水經(jīng)過各種方法凈化處理后，用來補充熱力發(fā)電廠汽水損失的水，稱為鍋爐補給水。可分為軟化水、蒸餾水、除鹽水和高純水等。凝結(jié)水：在汽輪機中做功后的乏汽冷凝成的水稱為凝結(jié)水。疏水：各種蒸汽管道和用汽設備中的蒸汽冷凝水稱為疏水。返回水：熱電廠向用戶供熱后，回收的蒸汽冷凝水稱為返回水。給水：送進鍋爐的水稱為給水。發(fā)電廠的給水主要由凝結(jié)水，補給水和各種疏水組成。鍋爐水：在鍋爐本體的蒸發(fā)系統(tǒng)中流動著的水稱為鍋爐水，習慣上簡稱爐水。冷卻水：用作冷卻介質(zhì)的水稱為冷卻水，又稱循環(huán)水。主要是指通過凝汽器用以冷卻汽輪機排汽的水。水分子的結(jié)構(gòu)

水的基本化學式為H2O。兩個氫原子核排列成以氧原子核為頂?shù)牡妊切巍Ｋ肿邮且粋€極性很強的分子。在正極一方有兩個裸露的氫核，在負極一方有氧的兩對孤對電子，五個水分子之間形成四個氫鍵，其中每一個外圍分子又再與另外的分子繼續(xù)生成氫鍵。這種現(xiàn)象稱為水分子的締合現(xiàn)象，所以水是單個分子H2O和(H2O)n的混合物，(H2O)n稱為水子的集聚體或聚合物。水的特性1.水的狀態(tài)水在常壓下有汽、液、固三態(tài)。在常壓下，水的冰點為0℃，沸點為100℃。在自然環(huán)境中可以固體存在，也可以液體存在，并有相當部分變?yōu)樗羝??；鹆Πl(fā)電廠的生產(chǎn)工藝就是利用水的這種三態(tài)變化來轉(zhuǎn)換能量的。2.水的密度

水的密度是3.98℃時最大為1g/cm3。高于或低于此溫度時，其密度都小于1g/cm3。3.水的比熱容在所有的液體和固體物質(zhì)中，水的比熱容最大（4.1868J/g℃）同時水也有很大的蒸發(fā)熱和溶解熱。這是因為水加熱時，熱量不僅消耗于水溫升高，還消耗于水分子聚合物的解離(氫鍵)。水的特性4.水的溶解能力水是一種優(yōu)良極性溶劑。能溶解大量雜質(zhì)。鍋爐補給水凈化的任務就是將水在自然界中所溶解的雜質(zhì)除去。5.水的電導因為水是一種很弱的兩性電解質(zhì)，能電離出少量的H+和OH-，所以即使是理想的純水也有一定的導電能力，這種導電能力常用電導率來表示。電阻率是對斷面為lcm×lcm、長lcm體積的水所測得的電阻，單位是歐姆?厘米(Ω?cm)。電導率是電阻率的倒數(shù)。電導率的單位是西門子/厘米(S/cm或μS/cm)。

25℃時純水的電導率為0.0546微西門子/厘米(μS/cm)。6.水的化學性質(zhì)（1）水能與金屬和非金屬作用放出氫2Na+2H2O→2NaOH+H2↑Mg+2H2O→Mg(OH)2+H2↑3Fe+4H2O→Fe3O4+4H2↑3Fe+4H2O→Fe(OH)2+4H2↑C+H2O→CO+H2↑（2）水還能與許多金屬和非金屬的氧化物反應，生成堿和酸。CaO+H2O→Ca(OH)2SO3+H2O→H2SO4CO2+H2O→H2CO3（3）水有很強的穩(wěn)定性，加熱到2000℃時，才有0.588%的水分解：2H2O=H2↑+O2↑

水具有以上的特性，是水用來做熱力發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)換的介質(zhì)的先決條件。水的特性水的自然分布1、生物圈生物圈是指地球上有生命的部分，即地球上所有的生物(包括人類)及其生存環(huán)境的總體。它是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)，其劃分的范圍在海平面以上9km到海平面以下10km，它包括了上千萬種物種。生物圈中所有的生物都離不開水，水是生命最基礎(chǔ)的物質(zhì)，沒有水就沒有生命。2、水圈（水的分布）

地球是一個水量極其豐富的天體。海洋和陸地上的液態(tài)水和固態(tài)水構(gòu)成了一個連續(xù)的圈層，覆蓋著3/4以上的地球表面，稱為水圈，它包括江河湖海中一切淡水和咸水、土壤水、淺層與深層地下水以及兩極冰帽和高山冰川的冰，還包括大氣中的水滴和水蒸汽。水的分布比例水中雜質(zhì)的綜合特性分類真溶液(<1nm)膠體(1nm-100nm)懸浮物(>100nm)成分主要離子溶解氣體無機有機下沉物（無機）漂浮物（有機）陰陽主要微量Cl-SO42-HCO3-CO32-HsiO3-Na+K+Ca2+Mg2+O2CO2N2H2SCH4SiO2?H2OFe(OH)3?H2OAl2O3?H2O腐殖質(zhì)富里酸硅鋁酸鹽顆粒、沙礫、粘土動植物殘枝碎片危害結(jié)垢、積鹽、腐蝕污染強堿性陰離子交換樹脂、硅垢堵塞管路污染陽樹脂特征透明光照下混濁渾濁肉眼可見分辨工具質(zhì)子顯微鏡超顯微鏡顯微鏡常用處理方法蒸餾、電滲析、反滲透、閃蒸、離子交換超濾精密過濾自然沉降、過濾混凝、澄清、過濾用水來源1.地表水（江河湖泊）（1）江河水：因季節(jié)河流域不同水質(zhì)有所不同。低含鹽量水(<200mg/L)為碳酸鹽型水質(zhì)，陽離子以Ca2+為主；較高含鹽量水(>500mg/L)為硫酸鹽型水質(zhì)，陽離子以Na+為主；高含鹽量水(>1000mg/L)為氯化物型水質(zhì)，陽離子也以Na+為主。（2）湖泊水：淡水湖的離子總量為小于1000mg/L；咸水湖的離子總量為1000～25000mg/L；鹽水湖的離子總量為大于25000mg/L。五大淡水湖，即鄱陽湖、洞庭湖、太湖、洪澤湖、巢湖。青海湖為咸水湖。用水來源2.地下水

埋藏在地表以下的所有天然水都稱為地下水。按其埋藏的條件分為潛水(淺層地下水)和承壓水(深層地下水)兩種。淺層地下水是指分布在第一個隔水層以上靠近地表面的沉積物孔隙內(nèi)水、風化巖石裂縫內(nèi)水、碳酸鹽巖溶洞內(nèi)水等。深層地下水是指隔水層之間的水。3.海水

海水是天然水體的主要組成部分，它覆蓋的面積約占地球表面的71％。含鹽量特別高，約為35g/L左右。地表水和地下水的差異1.地表水江、河、湖水的特點

(1)懸浮物含量高。(2)含鹽量較低，硬度和CO2含量較低。(3)地表水中的含氧量呈飽和狀態(tài)。(4)地表水易被污染。2.地下水的特點(1)懸浮物和菌類含量低，水質(zhì)清澈。(2)水質(zhì)和水溫較穩(wěn)定。(3)溶解氧含量較低，游離二氧化碳含量較高。(4)含鹽量和硬度較地表水高（海水除外）。(5)含有廣泛的鐵質(zhì)。(6)不易被污染。第三章、原水的預處理原水預處理工藝混凝劑、助凝劑↓原水→混合設備→絮凝沉淀池→空氣擦洗濾池→出水本項目原水預處理設計規(guī)模為2×250m3/h（1用1備）?；旌显O備混合采用DN300列管式混合器兩個，安裝于進水管上，水頭損失0.5m?；炷齽┩端廃c在混合器前端的加藥口，混合時間3.0S?？諝獠料礊V池空氣擦洗濾池是一種將無閥濾池與機械過濾器空氣擦洗功能相結(jié)合的新型過濾器，正常運行時可按無閥過濾器濾池方式進行，當濾層壓差或出水濁度高于設定值時，可采用空氣擦洗功能,使反洗徹底,以確保出水品質(zhì)。經(jīng)混凝沉淀處理完畢的澄清水,通過空氣擦洗濾池的進水管均勻地進入濾池隔水艙,經(jīng)過濾區(qū)砂層、水帽至集水裝置，自上而下進行重力過濾。濾后清水通過排水裝置將部分濾池出水提升至上層水箱，供濾池反沖洗用水。清水從出水口進入清水池。當濾池正常運行一段時間后，濾層阻力增大,出水濁度升高，需對砂濾層自下而上進行反洗，反洗水源為濾池上部水箱內(nèi)的清水，同時采用羅茨風機對砂層進行空氣擦洗?？諝獠料礊V池混凝劑混凝劑的品種目前不下二三百種。1.按其化學成分可分為無機及有機兩大類；2.按其作用分可分為凝聚劑、絮凝劑、助凝劑；3.按其分子量大小可分為低分子混凝劑、高分子混凝劑；4.按其來源分為天然混凝劑、合成混凝劑。無機鋁系硫酸鋁明礬聚合氯化鋁（PAC）聚合硫酸鋁（PAS）適宜pH：5.5~8鐵系三氯化鐵硫酸亞鐵硫酸鐵（國內(nèi)生產(chǎn)少）聚合硫酸鐵聚合氯化鐵適宜pH：5~11，但腐蝕性強有機人工合成陽離子型：含氨基、亞氨基的聚合物國外開始增多，國內(nèi)尚少陰離子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非離子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）兩性型：使用極少天然淀粉、動物膠、樹膠、甲殼素等微生物絮凝劑助凝劑

(一)定義

當單用混凝劑不能取得良好效果時，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。

(二)作用

改善絮粒結(jié)構(gòu)，增大顆粒粒度及比重。調(diào)整廢水的pH和堿度，使其達到最佳的混凝條件。

(三)分類A、pH調(diào)整劑：調(diào)節(jié)廢水的pH符合混凝處理工藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。B、絮凝結(jié)構(gòu)改良劑：投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以增大絮體的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、PAM等。C、氧化劑：有機物含量高，易起泡沫，絮凝體不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機物，使膠體脫穩(wěn)，還可將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+,以提高混凝效果。助凝劑混凝劑選用原則混凝劑應符合以下要求：①混凝效果好；②對人體無危害；③使用方便；④貨源充足，價格低廉。⑤借鑒已有經(jīng)驗。第四章、除鹽水系統(tǒng)除鹽水系統(tǒng)流程水工專業(yè)來凈化后的水→PCF過濾器→活性炭過濾器→清水箱→一級反滲透裝置→一級淡水箱→二級反滲透裝置→二級淡水箱→EDI裝置→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房熱力系統(tǒng)PCF過濾器PCF空隙調(diào)節(jié)型纖維過濾器采用一種特殊的新型柔軟纖維作為濾元，過濾精度高可達幾微米，具有比表面積大，過濾阻力小的優(yōu)點。過濾過程：對纖維絲施以向上拉緊，使其纖維絲縱向之間空隙變小，水中的懸浮物均被擋住留在纖維絲外，過濾后得到清潔的處理水;反洗過程：反洗時讓過濾器的纖維絲放松，使過濾纖維的空隙在舒張的狀態(tài)下，用壓縮空氣(羅茨風機)和處理水反沖洗。PCF過濾器PCF過濾器活性炭過濾器活性炭過濾器是一種用的水處理凈化設備，主要用于除去水中有機物、色度及余氯。裝填不同性能的活性碳，可達到不同的處理目的。作為純水脫鹽系統(tǒng)前處理，可有效保證后級設備使用壽命，提高出水水質(zhì)，防止污染。特別是防止后級反滲透膜，離子交換樹脂等的游離態(tài)余氧中毒污染。當作為離子交換的前處理系統(tǒng)應用時，可有效地保證離子交換樹脂的使用壽命，提高出水水質(zhì)，防止樹脂中毒污染，影響正常使用。活性炭的吸附能力以物理吸附為主，降低水的氧化度；除去水中三鹵化物（THM）、膠體、余氯、微生物、嗅味及部分金屬離子等。過濾器下部用精制石英砂作承墊層，工作層填料為精選果殼活性炭，以保證良好的過濾和吸附效果，且不會在反洗過程中出現(xiàn)亂層現(xiàn)象?；钚蕴窟^濾器活性炭吸附和脫色能力主要體現(xiàn)在以下幾方面：a、能吸附水中的有機物、細菌、膠體微粒、微生物。b、可吸附氧、氨、溴、碘等非金屬物質(zhì)。c、可吸附金屬離子，如：銀、砷、鉍、鈷、六價鉻、汞、銻、錫等離子。d、可有效去除色度和氣味。影響活性炭過濾器吸附效果和使用壽命的主要因素有：污染物的種類和濃度、氣流在過濾材料中的滯留時間、空氣的溫度和濕度。活性炭過濾器反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。因為它和自然滲透的方向相反，故稱反滲透。根據(jù)各種物料的不同滲透壓，就可以使用大于滲透壓的反滲透壓力，即反滲透法，達到分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透反滲透反滲透反滲透工作原理

簡單地說，反滲透被認為是分子級的過濾過程，這種“過濾作用”能夠從水中除去99%溶解性礦物質(zhì)、95-97%大多數(shù)不溶解性有機物和98%以上的生物和膠體物質(zhì)。利用半透膜可以達到這樣高度分離的效果，這種膜僅能讓某些物質(zhì)（如水）容易通過而其它物質(zhì)（如溶解鹽）則不讓通過。如果純水與鹽溶液被一張半透膜隔開，純水就會通過膜進入鹽溶液。如下圖：

反滲透進水的關(guān)鍵參數(shù)---SDI超濾超濾是一種加壓膜分離技術(shù)，即在一定的壓力下，使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄膜，而使大分子溶質(zhì)不能透過，留在膜的一邊，從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過程原理，超濾利用一種壓力活性膜，在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質(zhì)，而水和小的溶質(zhì)顆粒透過膜的分離過程。當被處理水借助于外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時，水分子和分子量小于300—500的溶質(zhì)透過膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于篩分作用被截留，從而使水得到凈化。也就是說，當水通過超濾膜后，可將水中含有的大部分膠體硅除去，同時可去除大量的有機物等。超濾D:\培訓課件\化水課件準備\除鹽水動畫\超濾.exe超濾EDIEDI(Electrodeionization)又稱連續(xù)電除鹽技術(shù)，它科學地將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)融為一體，通過陽、陰離子膜對陽、陰離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對水中離子的交換作用，在電場的作用下實現(xiàn)水中離子的定向遷移，從而達到水的深度凈化除鹽，并通過水電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對裝填樹脂進行連續(xù)再生，因此EDI制水過程不需酸、堿化學藥品再生即可連續(xù)制取高品質(zhì)超純水，它具有技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便的優(yōu)點，可廣泛應用于電力、電子、醫(yī)藥、化工、食品和實驗室領(lǐng)域，是水處理技術(shù)的綠色革命。出水水質(zhì)具有最佳的穩(wěn)定度。EDIEDI工作原理D:\培訓課件\化水課件準備\除鹽水動畫\EDI原理錄像視頻_標清.flv第五章、凝結(jié)水精處理凝結(jié)水中鐵的來源1.冷凝水的氧腐蝕冷凝水的輸送管道一般是鋼制管材，其腐蝕產(chǎn)物是鐵的氧化物，其反應方程式如下：陽極反應：Fe→Fe2++2e

陰極反應：O2+2H2O+4e→4OH-

以上反應的產(chǎn)物Fe2+在水中會與相關(guān)物質(zhì)進一步進行反應，其過程：Fe2++2OH-→Fe(OH)2

4Fe(OH)2+2H2O+O2→4Fe(OH)3

Fe(OH)2+2Fe(OH)3→Fe3O4+4H2O冷凝水中鐵的化學組成實際上并不像其化學式那么簡單，常常是各種含水氧化鐵的混合物，受污染的冷凝水的顏色是紅褐色，且腐蝕越嚴重，顏色越深。2.冷凝水的酸腐蝕在低壓鍋爐中，鍋爐給水采用的是軟化水，軟化技術(shù)是通過樹脂的作用，將水中的鈣鎂離子用鈉離子取代。但水中的碳酸氫鹽（