某公司水處理培訓(xùn)教材

1、金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 1 目目 錄錄 第一章 概述 .3 2.2.6 水質(zhì)化驗 .17 第第三三章章 P PU UR RE E W WA AT TE ER R P PL LA AN NT T 1 18 8 3.1 鍋爐水的水質(zhì)要求 .18 3.1.1 鍋爐水對水質(zhì)要求的標準 .18 3.1.2 水質(zhì)對鍋爐的影響 .18 3.2 PURE WATER 工藝流程選擇.18 3.3 活性炭過濾器 .19 3.3.1 活性炭之介紹及吸附原理： .19 3.3.2 活性炭過濾裝置的工作方式： .20 3.4 陽床 .20 3.4.1 離子交換樹脂介紹 .20 3.4.2 離子交換反應(yīng)原理

2、.21 3.4.3 離子交換樹脂層的工作過程與再生過程（鈉型樹脂為例） .23 3.4.4 陽離子交換樹脂床工作方式 .24 3.5 脫氣塔 .24 3.5.1 脫氣塔原理 .24 3.6 陰床 .25 3.6.1 陰離子交換反應(yīng)原理及工作、再生過程 .25 3.6.2 陰床工作方式 .25 3.7 混床：（陰、陽離子混合床） .25 第第四四章章 C CO ON ND DE EN NS SE ER R W WA AT TE ER R P PL LA AN NT T2 27 7 4.1 冷凝水進出水質(zhì)要求 .27 4.1.1 冷凝水進水要求 .27 4.1.2 冷凝水水質(zhì)要求 .27 4.2

3、工藝流程選擇 .27 4.2.1 主要設(shè)備選擇 .27 第第五五章章 W WA AS ST TE E W WA AT TE ER R T TR RE EA AT TM ME EN NT T P PL LA AN NT T 2 28 8 5.1 污水處理廠的概述 .28 5.2 規(guī)模與水質(zhì)標準 .28 5.2.1 污水水量： .28 5.2.2 進水水質(zhì)： .28 5.2.3 出水水質(zhì)： .29 5.3 處理方案與流程 .29 5.4 主要構(gòu)筑物作用及特點 .31 5.4.1 格柵間： .31 5.4.2 調(diào)節(jié)池： .31 5.4.3 初沉池： .31 5.4.4 儲存池： .34 金大洋環(huán)保金

4、大洋環(huán)保 http:/ 2 5.4.5 污水提升泵房： .34 5.4.6 冷卻塔： .34 5.4.7 A/O 生化反應(yīng)池： .34 5.4.8 活性污泥性能的環(huán)境因素： .35 5.4.9 活性污泥的培訓(xùn)與馴化 .36 5.4.10 活性污泥法運行中常見的問題 .36 5.4.11 活性污泥法運行中需要測定的主要項目 .37 5.4.12 中沉池： .38 5.4.13 生物接觸氧化池： .38 5.4.14 二沉池： .40 5.4.15 混凝反應(yīng)池： .40 5.4.16 沉淀池： .41 5.4.17 鼓風(fēng)機房： .41 5.4.18 回流污泥泵房： .41 5.4.19 污泥濃縮脫

5、水間: .41 5.4.20 加藥間: .42 第第六六章章 水水質(zhì)質(zhì)化化驗驗4 43 3 6.1 水質(zhì)監(jiān)測的對象和目的 .43 6.2 制漿造紙工業(yè)水污染物質(zhì)排放標準 .43 6.3 水質(zhì)檢測測定方法 .43 第一章 概述 1.1 水中不純物質(zhì)及其工業(yè)用水的要求：水中不純物質(zhì)及其工業(yè)用水的要求： 1.1.1 水中的雜質(zhì)水中的雜質(zhì) 水，是人類不可缺少的重要物質(zhì)之一。在地球上，卻周而復(fù)始的循環(huán)運做著，自海 洋或開放的表水經(jīng)陽光照射而蒸發(fā)變成水蒸汽，然后凝聚成云堆，并冷凝成雨珠或結(jié)成 冰雪再回覆到地面上。但這些水中都含有一定濃度的容存物及固體物。 水中一般溶解很多雜質(zhì)或混雜一些不溶物，這些物質(zhì)按其

6、顆粒大小和混合形態(tài)的不 同，將水分類如下： 粒徑（mm） 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 10 101 分類真溶液膠體懸浮物 特征透明光照下渾濁渾濁肉眼可見 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 3 超濾精密過濾自然沉降、過濾 常用處理法離子交換、反滲透 混凝、澄清、過濾 1.1.2 工業(yè)用水的要求工業(yè)用水的要求 自然界中的水通常會含有多少量不等之不純物，此些不純物質(zhì)包括溶存氣體物、固 體物、及懸浮物等，因而不能直接飲用或作為工業(yè)用水，必須依使用的目的予以處理。 工業(yè)用水所引起的障礙，可分類如下： （1） 生物腐蝕及其它腐蝕 （2） 污濁

7、 （3） 引起化學(xué)反應(yīng)而污染 使設(shè)施惡化方面： （1） 腐蝕 （2） 侵蝕 （3） 起凸凹 減少效率方面： （1） 結(jié)垢 （2）污泥的形成 （3）有機物的形成 現(xiàn)將水中的不純物質(zhì)所引起的障礙及其處理方法列舉如下： 成份障礙處理方法 濁度將水污濁，在配管系統(tǒng)、制造裝置、鍋 爐中沉積，對大部分制品有障礙 凝劑、沉淀、過濾、超音 波、蒸餾 色度使鍋爐用水起泡沫，對鐵份去除、熱式 磷酸鹽軟化法時生成沉淀；污染粒子交 換樹脂，使純水的比抗降低，降生成物 著色，高溫時產(chǎn)生二氧化碳而引起腐蝕 凝集、沉淀、過濾、氯處 理、活性炭處理、Cl 型 多孔性強堿基樹脂吸著。 添加酸使沉淀而過濾去除。 硬度鍋爐、熱交換

8、器、蒸發(fā)器及配管的結(jié)垢，離子交換、添加藥品使沉 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 4 成份障礙處理方法 部分過熱而引起損害裝置。在堿性條件 下生成沉淀使其它藥品的品質(zhì)下降 淀、添加離子封鎖劑、蒸 餾、加表面活性劑 堿度鍋爐中生成泡沫、蒸汽中生成二氧化碳 而引起腐蝕、使水的 PH 偏高，使染色 及其它制造工程的 PH 值不穩(wěn)定 石灰法及石灰蘇打軟化、 用酸處理，離子交換樹脂 脫堿、脫鹽，蒸餾 游離磺酸金屬材料的腐蝕、妨礙 PH 調(diào)節(jié)離子交換樹脂脫酸，用堿 中和 游離碳酸配管系統(tǒng)、尤其蒸汽及復(fù)水管的腐蝕氣曝、脫氣、堿中和，添 加胺類 PHPH 隨水中含有的酸性及堿性物質(zhì)而變 硫酸鹽與鈣離子結(jié)合成

9、硫酸鈣，使水的固形成 分增加 離子交換脫鹽或蒸餾 氯化物水的腐蝕性增大，電解時使陽極材料腐 蝕 離子交換樹脂或交換膜而 脫鹽、蒸餾 硝酸鹽通常無害，能防止鍋爐堿性化離子交換、蒸餾 氟化物是生成斑狀齒的原因，在工業(yè)上較無意 義 離子交換去除、氫氧化鎂、 磷酸等吸著 硅酸在鍋爐、冷卻水系統(tǒng)中生成 scale 、在 蒸汽相移行中，會在 turbine 葉片上生 成不溶性沉淀物 鎂鹽熱處理去除、強堿基 型陰離子交換樹脂、蒸餾 鈉鉀離子鍋爐水濃度增加，而產(chǎn)生污垢，洗滌用 水時，則纖維變黃 離子交換樹脂及離子交換 膜脫鹽、蒸餾 鐵生成鐵化合物沉淀而污染。染色、皮革、 制紙、化學(xué)纖維制品等的變色、著色、 斑

10、點等生成的原因。在配管系統(tǒng)及鍋爐 中生成沉積物而使效率降低。 氣曝、凝集沉淀、石灰軟 化法。陽離子交換樹脂、 接觸濾過法、添加離子封 鎖劑。 有機鐵及膠質(zhì)與 Fe2+ 、Fe3+同凝集沉淀、過濾、電解法 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 5 成份障礙處理方法 鐵 膠質(zhì)硅、懸濁 狀硅 在鍋爐內(nèi)生成可溶性分子狀硅酸鹽，與 硅酸之引起妨礙同 凝集沉淀、電解脫硅、蒸 餾 銅多量時對人體有害、與氧化劑共存時能 促進氧化、金屬局部腐蝕之因 陽離子交換或添加離子封 鎖劑 油脂成分（石 油醚抽出成分） 鍋爐之泡沫形成之原因、使熱交換效率 降低、污染離子交換樹脂、對大部分制 造工程有害 活性炭、硅藻土過濾、凝

11、 集沉淀 溶存氧配管系統(tǒng)、熱交換裝置、鍋爐、復(fù)水系 統(tǒng)之腐蝕 脫氣、亞硫酸蘇打、 hydrazine 等之脫氧劑、 添加防腐劑 溶存氮原子爐內(nèi)氧化成硝酸而起腐蝕、對一般 工業(yè)無害 脫氣 硫化氫產(chǎn)生腐壞的雞蛋臭，金屬表面用水處理 時，使制品變色 氣曝、氯處理、強堿基性 陰離子交換樹脂吸著、 Zn 凝結(jié)劑而凝集沉淀 氨生成可溶性醋鹽及對銅、鋅合金腐蝕陽離子交換、氯處理、脫 氣 游離氯水管之腐蝕、對重金屬存在有強力的氧 化。促進離子交換樹脂的分解，對微生 物除去有益 添加亞硫酸蘇打之類還原 劑、氣曝、脫氣、活性炭 處理 有機酸（胺基 酸等） 鍋爐之起泡沫、制品著色、妨礙鐵離子 之析出及除去，污染離子

12、交換樹脂、使 純水的比抵抗降低。高溫時產(chǎn)生二氧化 碳而腐蝕 凝集沉淀、氯處理、 活性炭處理、cl 型多孔性 陰離子交換樹脂吸著除去、 添加酸而沉淀過濾 微生物（細菌、 藻類） 對飲用有害、配管系統(tǒng)之閉塞、臭味之 原因,使制品及制造工程中之污染及腐 添加硫酸銅、氯等殺蟲劑、 凝集沉淀、 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 6 成份障礙處理方法 蝕加熱、蒸餾 發(fā)熱性物質(zhì)導(dǎo) 電率 用于注射藥時產(chǎn)生發(fā)熱。導(dǎo)電率乃使溶 液中的固體離子化。導(dǎo)電率高則使水的 腐蝕性增大 離子交換后之純水再蒸餾。 溶解性固體減少則導(dǎo)電率 減少。如脫鹽、蒸餾 溶解性固形物蒸發(fā)后則可求得溶解性物質(zhì)的總量、溶 解固形物增加則會使鍋

13、爐起泡、原子爐 的效率降低、種種 process 之妨礙 離子交換樹脂而脫鹽、純 水制造、離子交換膜脫鹽、 蒸餾 懸浮固形物依重量法求不溶性物質(zhì)的總量、懸浮固 形物會堵塞管、熱交換裝置、鍋爐中產(chǎn) 生沉積物 凝集沉淀、過濾 全固形物由重量法求溶解固形體及懸浮固形物之 和 與溶解固形體及懸浮固形 物同 1.2 污水及水質(zhì)指標污水及水質(zhì)指標： 污水是人類在自己的生活，生產(chǎn)活動中用過并為生活或生產(chǎn)過程所污染的水。污水 分為生活污水、工業(yè)污水、被污染的降水及各種排水入管渠的其它污染水。 工業(yè)污水是廢水的總稱。是生產(chǎn)過程中排出的廢水。其成分主要決定于生產(chǎn)工藝過 程和使用的原料，其中包括高溫（水溫超過 60

14、OC）而形成熱污染的工業(yè)廢水。不同的 工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生不同的性質(zhì)的廢水，同類工業(yè)采用不同的生產(chǎn)工藝過程，產(chǎn)生的廢水也不 同。工業(yè)廢水性質(zhì)各異，多半具有危害性，未經(jīng)處理的廢水是不允許排放。 污水的水質(zhì)指標是表示污水水質(zhì)受污染情況的重要標志。由于污水中的各類污染物 質(zhì)的組成、形態(tài)及含量極為復(fù)雜，其水質(zhì)指標按物理方面的意義大體可分為： （1） 可生物降解的有機污染物，即水體中可降解的有機污染物，在有氧的條件下， 由好氧微生物的作用，進行好氧降解，是水中的溶解氧減少。是水體中有機 物的濃度的重要指標，包括 BOD COD TOD TOC。 （2） 難生物降解的有機污染物，即污水中化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，不易被微

15、生物降解 的有機物。一般都是為農(nóng)藥（DDT 有機氯和有機磷） 、酚類化合物、芳香族 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 7 氨基化合物、高分子合成聚合物。只能用 COD TOC TOD 等表示或用 DDT 等專用指標） （3） 無直接毒害的無機污染物 一般分為地面覆蓋物 如泥砂、礦渣等顆粒狀無機 物質(zhì)；酸堿及其無機鹽類；氮、磷等植物營養(yǎng)。 （4） 直接毒害的無機污染物 指氰化物、砷化物和重金屬離子。如汞、鎘、鉛、 砷、氰化物被國際公認為“六大毒性物質(zhì)” 。 1.3 水質(zhì)標準水質(zhì)標準 水質(zhì)標準是水中各項水質(zhì)參數(shù)應(yīng)達到的指標和限值，而水質(zhì)參數(shù)是水質(zhì)標準的具體 體現(xiàn)。 我國現(xiàn)行的水質(zhì)標準包括：生活飲

16、用水衛(wèi)生標準、工業(yè)用水水質(zhì)標準、水環(huán)境質(zhì)量 標準及污水排放標準等。其中污水排放標準分為排放標準和行業(yè)排放標準兩類。 第二章 Water treatment plant 2.1 用水處理原理及工藝：用水處理原理及工藝： 用水處理可分為：a 浮游物、著色物等的去除 b.溶解鹽類的去除 c.溶存氣體的去除 實際上是指利用氣曝法、凝集、過濾、離子交換等，單獨或合并操作，依原水的水 質(zhì)及水的用途而決定合適的方法，進行處理以達到用水水質(zhì)。 工藝流程的選擇要從技術(shù)、經(jīng)濟方面進行分析比較。合理的工藝形式應(yīng)為操作管理 方便、節(jié)能、減少藥耗，在滿足使用功能的前提下，從投資和運行成本綜合考慮。 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保

17、 http:/ 8 2.1.1 水處理廠的工藝設(shè)計流程水處理廠的工藝設(shè)計流程 超越管線 初 反 廢 沖 水 排 水 排泥管由廠區(qū)排 水至污水處理廠 2.1.2 原水水質(zhì)：原水水質(zhì)： pH=6.0-7.5 電導(dǎo)率 100s/cm 濁度 30NTU 色度 50ppm 總硬度 40ppm 堿度 50ppm 總?cè)芙庑怨腆w 130ppm 硫酸鹽 10ppm 氯化物 5ppm 鈣30ppm 鎂20ppm 鉀+鈉15ppm 錳0.007ppm 鐵0.5ppm COD60ppm SiO215ppm SS80ppm KmnO4指數(shù) 10ppm 2.1.2 處理后水質(zhì)指標處理后水質(zhì)指標 pH=6.0-7.0 濁度

18、 1NTU 色度 5ppm 總硬度 50ppm SS5ppm 總鐵 0.1ppm 余氯 0.5ppm 加氯 加藥 原 水 緩 沖 池 廠區(qū)配 水管網(wǎng) 濾 池 清 水 池 微渦旋網(wǎng)格反應(yīng)、 斜管沉淀池 回收水池 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 9 2.2 流程選擇流程選擇 水處理廠主要為造紙生產(chǎn)用水，對濁度、色度、Fe2+的處理結(jié)果要求較高。設(shè)計選 用了常規(guī)的前加氯（預(yù)氧化、消毒及除色） 、混凝、沉淀、過濾的處理工藝。除經(jīng)常能 取得高水質(zhì)以外，還具有更強的應(yīng)變能力。在流程上還考慮到設(shè)備和構(gòu)筑物檢修和故障 條件下保證正常供水的措施，設(shè)置必要的超越、溢流、排空，備用設(shè)備和集散型的監(jiān)控 設(shè)備，能及

19、時發(fā)現(xiàn)問題及時解決，保證紙漿廠供水安全。水處理廠的設(shè)計處理水量規(guī)模 為 120000m3/d。 2.2.1 加氯加氯 加藥加藥 給水處理系統(tǒng)中加氯其目的是為了抑制給水中的微生物、菌類、藻類的生長與繁殖。 水處理廠的加氯系統(tǒng)的氯源由化工廠的堿氯課供給。水廠內(nèi)加氯點設(shè)置一處，采用前加 氯，加在混合器前起殺藻及氧化助凝作用，考慮到原水藻類含量較高，最大加氯量取 4mg/L；24 小時連續(xù)工作，每日加氯量為 528Kg/d。加氯機采用兩臺真空加氯機（一用 一備） ，為閉環(huán)自動控制，控制系數(shù)為濾后水量和余氯量。加氯間至加氯點采用 DN50 的 ABS 工程塑料管。 同時給水處理中還采用加 NaOH 、P

20、AC、助凝劑，目的分別是為了調(diào)節(jié)水的 pH 度， 以及給水中的不可見的懸浮物的凝集，去除。 2.2.2 混凝混凝 用自然沉降不能完全去除不純物，尤其水溫低的時候，溶存的鹽類極少，含有色度 的浮游物十分安定，不能通過砂濾去除。浮游物通常帶陰電荷。若加入陽電荷的物質(zhì)， 則雜質(zhì)容易形成較大粒子而容易沉淀！此方式即為混凝現(xiàn)象。 處理中的混凝現(xiàn)象比較復(fù)雜，不同的混凝劑以及不同的水質(zhì)條件，混凝機理都有所 不同。常見的有以下四種水混凝現(xiàn)象：壓縮雙電層作用機理、吸附電性中和作用機理、 吸附架橋作用機理和沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機理。 (1)壓縮雙電層：當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)時，溶液中反離子濃度增高，根據(jù)濃度擴散和 異號

21、電荷相吸的作用。這些離子與膠粒吸附的反離子發(fā)生交換。擠入擴散層，使擴散厚 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 10 度縮小，進而更多地擠入滑動面與吸附層，使膠粒帶電荷數(shù)減少， 電位降底，從而達 到混凝效果。 (2) 吸附電性中和作用機理: 膠粒表面對異號離子、異號膠?；蜴湢罘肿訋М愄栯?荷的部位有強烈的吸附作用而中和了其他的部分電荷，減少了靜電壓力，因而容易與其 他顆粒接近而互相吸附。 (3) 吸附架橋作用機理：高分子物質(zhì)與膠粒的吸附與橋連。當(dāng)高分子鏈的一端吸附了 某一膠粒后，一端又吸附了另一膠粒形成膠粒高分子膠粒的絮凝體。 (4) 沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機理：當(dāng)鋁鹽、鐵鹽、混凝劑的投加量很大而形成

22、大量氫氧化 物沉淀時，可以網(wǎng)捕、卷掃水中的膠粒，以致產(chǎn)生沉淀分離。 PAC 的混凝特性是同過投加鋁鹽后，發(fā)生金屬離子的水解和聚合反應(yīng)過程，其產(chǎn)物 兼有凝聚和絮凝作用的特性。 2 2. .2 2. .2 2. .1 1 混混凝凝作作用用的的影影響響因因素素： 膠質(zhì)系的凝集最主要的是微粒子表面的物理化學(xué)性質(zhì)。因為水中的微粒子的凝集 去除，其對象是濁度及色度，水的粘度，水的粘性支配條件為水溫、PH、堿度、硬度、 游離碳酸等的溶解，所以微粒子之離子交換能力不得不考慮。 A、水溫： 水溫是凝集反應(yīng)、floc 形狀、凝集劑使用、floc 的沉降分離的重要支配因素。 通常水溫低的時候，要形成 floc 的時

23、間長，而且要使用較多的凝集劑。 B、系統(tǒng)的 PH 值: 系統(tǒng)的 ph 值，會影響凝集劑生成氫氧化物的溶解度，folc 生成所用 的時間，以及膠質(zhì)粒子的電荷給予能力。 C、濁度粒子的離子交換能力。 D、水中共存物的影響。 E、其他因素：如凝集助劑、攪拌混合等。 藥品投加方式：藥品投加方式： a. 凝集注入設(shè)備： 藥品的注入有濕式、及干式兩種。選擇適當(dāng) 的藥品注入方式是有必要的藥品的注入有 以下幾個要點: 注入速度,注入的最高最低量 制御方式(自動、手動控制) 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 11 動力的使用（pump、攪拌裝置的使用） 藥品的儲留槽、倉庫、及搬運等 注入量的準

24、確度 .干式注入方式： 藥品（粉末狀固體）的注入一般用于較小規(guī)模，注入裝置不必擔(dān)心腐蝕，但原水濁度急 劇上升，容易使注入量增加， 干式藥品的注入裝置 .濕式注入： 對于任何凝集劑均可使用，注入藥劑量較少 時，也容易調(diào)節(jié)注入量。但需得注意裝置的 腐蝕。濁度急劇上升時，注入量有可能不足， 故需有溶液儲留槽。 重力下滴式濕式注入裝置 在我們水環(huán)制程中，混凝劑按三種藥劑設(shè)計，考慮干、濕并儲，以濕儲為主。液體藥 劑的輸送以容積計量。隔膜計量泵投加量穩(wěn)定、準確。以投加 PAC 為主，助凝劑和堿 液，備用多級加藥,提高了加藥系統(tǒng)的靈活性。 b. 凝集劑的混合攪拌： 為了藥劑在水中的溶解，凝集劑在水中急速擴散

25、、與水中的雜質(zhì)相互接觸而形成 floc. 在制程中往往加以混合攪拌。常用的混合方式有管式靜態(tài)混合器、混合池混合及機械混 合等。一般使用的混合池有矩形池和圓形槽，攪拌器的種類依需要而定，通常使用低速 攪拌。螺旋式攪拌器是我們水環(huán)藥劑溶解攪拌器的使用形式。 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 12 螺旋式攪拌器 鉛錘式攪拌器 管式靜態(tài)混合器-混合效果較好、設(shè)備簡單，不需單建構(gòu)筑物，但水頭損失大，當(dāng) 流量變化大時，影響混合效果；混合池混合-混合效果較好，占地面積大。某些進水方 式要帶進大量氣體，流量變化較大時，混合效果不穩(wěn)定；機械混合-混合效果好，適 應(yīng)流量變化，水頭損失小，缺點是消耗電能，管理維護

26、復(fù)雜。設(shè)計考慮原水水頭有富余， 且供水流量均勻穩(wěn)定，因此，混合選用管式靜態(tài)混合器方式。擬采用管式微渦靜態(tài)混合 器。 c. 絮凝反應(yīng): 絮凝反應(yīng)方式一般分為水力和機械兩大類。前者結(jié)構(gòu)簡單，但適應(yīng)流量變化性差，后 者可進行調(diào)節(jié)，能適應(yīng)各種流量的變化，但需有一定的機械維修量，能耗大。為節(jié)省投 資和運行費用，充分利用有效富余水頭，本工程采用水力反應(yīng)方式。擬在工藝中采用小 孔眼網(wǎng)格絮凝反應(yīng)池，該工藝應(yīng)用“渦漩混凝低脈動沉淀給水處理技術(shù)” （國家專利技 術(shù)、獲國家發(fā)明獎） 。對混凝過程進行強化與完善，使得該工藝對原水中色度的去除較 常規(guī)工藝有明顯的效果。 2.2.3 沉淀沉淀 沉淀是在重力作用下，使懸浮液

27、中密度大于水的懸浮固體下沉，從而與水分離的水 處理方法。水中的大部分雜質(zhì)因為其比重比水大，固可利用重力而沉降，在沉降工段去 除水中的浮游物及 floc.以減輕過濾池的負擔(dān)，是沉降池的主要目的。影響沉淀的事項有: (1) 原水水質(zhì)(包括粘性、比重、PH、堿度、水溫等) (2) 懸浮物的性質(zhì)（大小、比重、凝集性） (3) 氣候條件（溫度、風(fēng)雨等等） (4)沉淀池的構(gòu)造（形狀、沉淀時間、池內(nèi)流速、水深、長寬比、整流設(shè)備） 沉淀池分為平流式、豎流式、輻流式及斜管（斜板）式沉淀池等形式。平流式沉淀 池沉淀效果好；對沖擊負荷和溫度變化的適應(yīng)能力較強；施工簡易，造價較底。豎流式 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 htt

28、p:/ 13 沉淀池排泥方便，管理簡單；占地面積較小。輻流式沉淀池運行較好，管理較簡單；排 泥設(shè)備已趨定型。 a.普通沉淀池： 沉淀池的形狀有長方形即圓形等，理論上沉淀效果亦水流面積大且淺較好，但實際 上太淺時，因沉淀物上浮及溫度、風(fēng)等影響而使效果降低；而且考慮沉淀物堆積，有效 水深為 34 米，長寬比一般為 3：18：1；圓形時，其直徑及深度之比為 6:112:1 左右 較佳。 b. 藥品沉淀池 容量及平均流速：依原水的水質(zhì)而加以適當(dāng)?shù)哪瘎?，良好?floc 形需要 35 小時的 沉淀。沉淀池的容量為計劃靜水量 35 小時的總額 整流設(shè)備：池內(nèi)水流的狀態(tài)受流入管、整流壁的設(shè)置、溫度、及流出

29、側(cè)設(shè)置影響 排泥裝置：連續(xù)式排泥通常設(shè)有 sludge 的刮除裝置，有走行式、回轉(zhuǎn)式，及 ring belt 式等等。 管理：藥品沉淀池的管理與普通池有很多相似，但 sludge 較多是其特點. Ring belt 式 平流沉淀池 輻流式沉淀池污泥靠 池中水靜壓排 出池外，浮渣通過排渣管排出。 Dor 式圓形沉淀池(輻流式) 對于大型水廠,平流沉淀池和斜管沉淀 池較為合理。而由于場地面積有限，設(shè)計 只能考慮采用斜管沉淀池，它具有停留時間短、占地小、沉淀效率高等優(yōu)點。沉淀工藝 我們采用逆向流斜管沉淀設(shè)備，表面負荷 2.5mm/s，該沉淀池排泥采用穿孔管排泥，運 行管理時積泥必須及時得到排放，發(fā)揮

30、斜管沉淀池的最大效率，克服沉淀池因排泥不及 時出現(xiàn)的“跑礬花”現(xiàn)象。每個沉淀池設(shè)有一臺超聲波泥位計，當(dāng)泥位超出預(yù)定值時及 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 14 時報警，并參與控制排泥閥的運行。 2.2.4 過濾過濾 過濾是指液體通過適當(dāng)?shù)亩嗫孜镔|(zhì)層，將液 體中的浮游物及其他物質(zhì)去除的方法。 給水處理所使用的過濾法有：重力式過濾法、急速砂濾凈水及壓力式過濾法。其濾 材一般使用沙，在其他特殊濾過目的時，又或使用其他特殊濾材。 A.重力式濾池的凈水機理 在持續(xù)過濾時，慢慢的在沙層的表面會形成堆積物，這種堆積物是由有機與無機質(zhì) 構(gòu)成的一種膠質(zhì)膜。又成為過濾膜，過濾膜有抑制細菌及浮游物質(zhì)使其留下的作

31、用，此 中作用不僅是機械作用，又有物理化學(xué)及生物作用，這種作用無法有物質(zhì)的本態(tài)來判定， 而得考慮過濾膜內(nèi)膠質(zhì)、細菌、生物等等，其作用不至十表面過濾作用，亦需考慮其下 沙層的作用。 沙粒子的表面帶有負電荷，對有相同電荷的細菌及浮游物質(zhì)（有機物、無機物）的 微粒子無法吸著。而表面膠質(zhì)膜在沙面形成時帶有正電荷，膠質(zhì)的組成由不完全分解的 有機物附帶鐵、錳、鋁及無水硅酸等，此狀態(tài)在最初將吸著水中帶有負電荷的微細物質(zhì)。 其次，經(jīng)過數(shù)日至數(shù)周，表層的無機鹽或磷酸鹽增加，當(dāng)陽光照射時稱為植物繁殖的好 場所，最后形成藻類的薄膜，在藻類的薄膜中有（1）浮游物微粒子（2）因碳酸的同化 效果，放出的氧氣榮譽水中，幫助

32、浮游物質(zhì)的氧化。 在藻類的薄膜之下有無數(shù)的細菌 層生存，有機物受到細菌的分解而成為有機物。而使有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為無害物質(zhì)。 B.急速砂濾凈水裝置： 沙粒子的表面在水中帶有負電荷而能被帶有正電荷的鐵、鋁、錳、硅酸等的氧化物所 吸著，帶正電的膜又吸著帶有負電的雜志微粒子。而急速過濾是以較高的過濾速度濾過， 接觸時間短，這樣的變化是不能達到的，單單利用沙粒來抑留浮游物質(zhì)，固急速砂濾主 要是依靠機械作用及物理的吸著作用來去除雜質(zhì)，而沒有生物學(xué)的無機化作用。 砂濾池構(gòu)造： （1） 沙層 ；（2）砂礫層 ；（3）下部集水裝置 ： 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 15 下部集水裝置是均等過濾和有效洗凈的

33、 重要決定因素，其形式有： a.Strainer (濾過網(wǎng)) b.oilier (給油器型) c. 多孔管 d 多孔性濾板 （2） 洗凈裝置 a .機械攪拌式 b 汽水反沖式 c 水 逆流洗凈式 d 表面洗凈式 （3） 排水裝置 排水溝的配置 （4） 配管 a 原水流入管 b.濾過水流出管 c.洗凈管 d 洗凈排水管 e 空氣管 濾池形式有虹吸濾池、無閥濾池、普快濾池、均質(zhì)濾料濾池和新引進的瑞士翻板濾 池等。翻板濾池具有許多特殊的優(yōu)點：施工簡單、周期短，投資比單層濾料濾池低， 運行費用減少，操作簡單易管理，但由于該濾池的布氣技術(shù)的專利技術(shù)費用太高，經(jīng) 綜合比較采用均質(zhì)濾料濾池。均質(zhì)濾料濾池于

34、70 年代初已在歐洲開始使用，經(jīng)過不斷 完善，廣泛沿用至今。采用的均質(zhì)濾料、不均勻系數(shù) K60很小。它大大提高了濾料層的 孔隙率，使濾速提高、過濾周期延長，且水質(zhì)好，節(jié)水節(jié)能等優(yōu)點。缺點是控制系統(tǒng) 復(fù)雜，造價較高。但經(jīng)過我國給排水設(shè)計人員和設(shè)備制造商的不斷探索和努力，均質(zhì) 濾料濾池現(xiàn)已基本國產(chǎn)化，并被廣泛應(yīng)用，已達到了比較理想的水平。 濾池設(shè)計我們采用深層截污的、氣水反沖、恒水頭濾速過濾的均質(zhì)濾料濾池。主要 設(shè)計參數(shù)如下： 水質(zhì)：濾池出水濁度1NTU 設(shè)計濾速：8.89m/h；強制濾速 10.67m/h； 沖洗強度：氣沖強度：15L/s.m2, 3min 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 1

35、6 氣、水同時反沖強度-氣沖強度：15L/s.m2 、4min -水沖強度：3-4L/s.m2 、4min 水沖強度：5L/s.m2 、4min 表面掃洗強度：2.1L/s.m2 濾料： 采用均粒石英砂濾料，砂粒徑 0.951.25mm；濾床厚度 1.3m。 氣水分配系統(tǒng)由氣水分配槽、濾板和長柄濾頭組成。濾池采用長柄濾頭配氣、配水 系統(tǒng)，保證布水、布氣的均勻。濾頭和濾板為國內(nèi)定型產(chǎn)品，采用成品的鋼筋混凝 土濾板每塊濾板平面尺寸為 975mmx975mm，其上裝 624 個 F4 型濾頭。 濾池進水端與沉淀池出水管相連，并與低濁時可以直接過濾的超越管連通。每個濾 池的進口設(shè)有可調(diào)節(jié)的進水堰板，通

36、過堰板的調(diào)節(jié)和跌落配水，使各濾池的進水流量均 勻一致；為減少工程投資，提高濾池操作的可靠性，所有濾池參與控制操作的閘板閥、 閥門均采用氣動；氣源由動力廠直接供給，并應(yīng)確保氣源的不間斷供應(yīng)，氣源進氣量為 2.0 m3/ h，壓力為 0.07MPa。濾池所有氣動控制閘板閥（橡膠氣囊） 、閥門均采用國外引 進設(shè)備，出水蝶閥采用電-氣動定位器（恒水位控制閥） ，根據(jù)濾池水位進行調(diào)節(jié)，保持 水位穩(wěn)定。 各格濾池內(nèi)均設(shè)置壓力變送器，過濾、反沖洗均由計算機自動操作。 濾池沖洗狀態(tài)：當(dāng)濾池出現(xiàn)下列三項中任意一項現(xiàn)象時，即準備反沖洗： 過濾周期達到 36-48h（可由計算機設(shè)定） ； 濾層水頭損失達 150cm

37、； 清水管出水濁度1NTU。 濾池除常規(guī)的過濾、反沖洗實現(xiàn)自動控制以外，其出水濁度巡檢采用在線檢測的方 法。在濾池管廊的南側(cè)安裝兩臺取樣泵（一用一備） ，兩臺取樣泵分別與濁度儀和六格 濾池及濾后水的取樣管上的電池閥相通，每隔一定的時間檢測一次，每個檢測數(shù)據(jù)都在 計算機及 PLC 上顯示，反映的數(shù)據(jù)準確、完整，每個濾池的出水濁度直觀。兩臺取樣 泵設(shè)在濾池管廊的南端，取樣后送至頂層化驗室在線檢測。 另外，設(shè)計還考慮在濾池反沖洗排水出口處設(shè)置兩個自動控制閥門，其中通向廠區(qū)排水 管道的是常閉閥，通向回收管道的是常開閥。通過切換閥門，使前幾分鐘的反沖洗高濁 水排入廠區(qū)排水管道；后階段的反沖洗低濁水排入回

38、收水池，經(jīng)提升后再進入反應(yīng)池進 口，回收水泵由水池水位信號通過中心控制室的 PLC 自動控制開停 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 17 2.2.5 清水池清水池 清水池按照技術(shù)規(guī)范要求，清水池的儲存量需按供水規(guī)模 4 小時的水量設(shè)計。目的 是為了儲存經(jīng)過絮凝、沉淀、過濾后的得到的處理水。 2.2.6 水質(zhì)化驗水質(zhì)化驗 廠級化驗分為早、中、晚，對原水、沉淀池出水、濾后水、出廠水等所要求的指標進 行檢測。 第三章 Pure water plant 3.1 鍋爐水的水質(zhì)要求鍋爐水的水質(zhì)要求 3.1.1 鍋爐水對水質(zhì)要求的標準鍋爐水對水質(zhì)要求的標準 硬度0.001mmol/l 電導(dǎo)率 0.2us/

39、cm PH=7.00.5 SiO20.01ppm 3.1.2 水質(zhì)對鍋爐的影響水質(zhì)對鍋爐的影響 鍋爐若使用不純水將會引起障礙、凝定。此種障礙乃因有硬度成分而生成鍋垢 （scale） ，溶存之氧及其他腐蝕性物質(zhì)對鍋爐材料腐蝕性將隨鍋爐水的濃度及硅酸度而 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 18 增加。 鍋爐的傳熱面若有鍋垢附著，則將引起：傳熱效率降低，鍋爐用煤量將增多，動 力費用增多，酸洗次數(shù)增加，傳熱不均勻還會造成爆管等，蒸氣品質(zhì)降低，煙 氣量增加。而腐蝕性對鍋爐的更加危險，將會造成鍋爐壽命縮小，以及鍋爐爆炸等。 因而，鍋爐的補給水對水質(zhì)的要求比較嚴格，同時對鍋爐的補給水水質(zhì)要在硬度、 膠質(zhì)硅

40、酸、電導(dǎo)率等處理達到要求標準。 3.2 pure water 工藝流程選擇工藝流程選擇 為滿足鍋爐補給水要求選用一級除鹽加混床系統(tǒng)，其水處理系統(tǒng)流程為：生水活 性炭過濾器陽離子交換器除二氧化碳器中間水箱中間水泵陰離子交換器陰 陽混合離子交換器除鹽水箱 在純水處理中主要是利用離子交換方式軟化處理水以達到鍋爐等設(shè)備用水水質(zhì)要求。 我們的處理系統(tǒng)選用 4 套 250m3/h 除鹽水處理裝置，包括 3200mm 活性炭過濾器 4 臺， 3000mm 陽離子交換器 4 臺，3000mm 陰離子交換器 4 臺及 3000mm 混床 4 臺， 樹脂選用 DOM AND HAAS AMBERLITE 凝膠型均

41、一樹脂。 進水 CO2 出水 過濾器 陽床 脫氣塔及中間水箱 陰床 混床 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 19 3.3 活性炭過濾器活性炭過濾器 此裝置為水壓式活性炭過濾裝置。原水經(jīng)此設(shè)備，其所含之雜質(zhì)、此裝置為水壓式活性炭過濾裝置。原水經(jīng)此設(shè)備，其所含之雜質(zhì)、 臭味、色度藉此過濾裝置的活性炭濾除雜質(zhì)、臭味、色度。當(dāng)雜臭味、色度藉此過濾裝置的活性炭濾除雜質(zhì)、臭味、色度。當(dāng)雜 質(zhì)積存很多時，則利用逆洗水洗去濾材上之雜質(zhì)并排除去，如此質(zhì)積存很多時，則利用逆洗水洗去濾材上之雜質(zhì)并排除去，如此 重復(fù)操作即可得清潔之水質(zhì)。重復(fù)操作即可得清潔之水質(zhì)。 3.3.1 活性炭之介紹及吸附原理：活性炭之介紹及

42、吸附原理： 活性炭：活性炭： 是用含有碳為主的物質(zhì)作原料，如煤、木材、骨頭、硬果殼、石油殘渣等，經(jīng)過高 溫炭化而成。炭化溫度約為 300400oC,將原料熱解成殘渣，活化溫度約為 920960oC， 迫入水蒸汽造成炭內(nèi)部十分發(fā)達的孔隙。 （如圖） 活性炭吸附原理活性炭吸附原理： 吸附是一種物質(zhì)附著在另一種物質(zhì)表面上的過程。它能發(fā)生在氣-液、氣-固、液-固 兩相之間。一般都是以多孔性的固相物質(zhì)作為離子交換吸附劑。吸附可分為： a 物理吸附：是吸附質(zhì)與吸附劑之間的分子引力產(chǎn)生的吸附：還包括孔隙大小的過 濾吸附。 b 化學(xué)吸附：是吸附質(zhì)與吸附劑之間電子化學(xué)鍵力發(fā)生化學(xué)作用使得化學(xué)性質(zhì)變化 引起的吸附

43、。 c 子交換吸附：是吸附質(zhì)的靜電引力聚集到吸附劑表面上的帶電點上，同時吸附劑 也放出一個等當(dāng)量離子。 而活性炭的吸附原理包含有以上三種，物理吸附表現(xiàn)在活性炭的孔隙發(fā)達性，當(dāng)雜 質(zhì)直徑大于活性炭的孔隙時，就會被擋??；化學(xué)吸附，是由于活性炭孔隙中含有的物質(zhì) 能與水中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)色度、臭味的過濾，離子吸附也跟化學(xué)吸附有相近的 原理。 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 20 3.3.2 活性炭過濾裝置的工作方式：活性炭過濾裝置的工作方式： 活性炭工作過程可簡單的總結(jié)為以上過程： 采水：生水自活性炭塔槽上方流入，經(jīng)活性炭過濾裝置下方流出，而得到去除雜 質(zhì)、臭味等水質(zhì)。 逆洗：目的為逐出活性

44、炭上方之沉積物。 經(jīng)一段時間的過濾后，若干雜質(zhì)沉積 在活性炭上方排出并除去。 沉整：在逆洗時活性炭會上浮，逆洗完成后將所有閥門關(guān)閉使活性炭因重力而沉 下。 洗凈：在逆洗時恐有雜質(zhì)附在活性炭下面，用正洗來洗凈以免在采水時候污染水 質(zhì)。 活性炭的工作方式就是以上面五步驟循環(huán)操作的。但在各個步驟時間上有一定的分 別。 3.4 陽床陽床 此裝置采用 3m3mH 的圓桶式的裝置。里面裝載有陽離子交換樹脂，生水流經(jīng)此 設(shè)備，通過陽離子交換樹脂時，其所含之陽離子被陽床之強酸性陽離子交換樹脂交換成 H+其反應(yīng)方程式為： R-SO3H Na+；Mg+; Ca+ R-SO3Na;Ca;Mg H+ 同時原水中含有的

45、碳酸藉 H 作用，分解成 H2O 與 CO2 進入 D 塔。 3.4.1 離子交換樹脂介紹離子交換樹脂介紹 離子交換樹脂是由空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)骨架（即母體）與附屬在骨架上的許多活性基團所 構(gòu)成的不溶性高分子化合物?；钚曰鶊F遇水電離，分成固定部分和活動部分。例如：R- SO3H；R 表示樹脂母體即網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，-SO3表示活性基團固定離子，H+表示活性基團的活動離 子 水處理的離子交換樹脂依其性質(zhì)可以分類如下： 陽離子交換樹脂 C.E.R（強酸性 陽離子交換樹脂、中酸性陽離子交換樹脂 、弱酸性性陽離子交換樹脂 ） ； 陰離子交 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 21 換樹脂 A.E.R（強堿基 型陰離子

46、交換樹脂 、中堿基型陰離子交換樹脂、弱堿基 型陰 離子交換樹脂） 。而且已有依照橋的程度，多孔性、耐氣空性、酸性或堿基性的強度 ， 粒徑等的更細分類。 A. 強酸性 C.E.R（R-SO3H） 合成樹脂的母體為 Sulfuric acid 在水處理上應(yīng)用廣泛，主要用于脫去水中溶存的陽歷 子。 B. 弱酸性 C.E.R（R-COOH） 合成樹脂的母體為 Carboxyl 基。用于脫堿及脫鹽，再生比較容易 C. 強堿基性 A.E.R（RNOH）合成樹脂的母體有第四級胺基，在春水的制造重大量使 用。對硅酸、碳酸等弱酸的去除極為重要。 D. 中堿基性 A.E.R（RN,R=NH） 合成樹脂的母體為第

47、23 級胺，用于脫鹽。 E. 弱堿基性 A.E.R(RN,R=NH,R-NH2) 合成樹脂的母體為第 13 級胺，用于脫鹽。再生比較容易。 3.4.2 離子交換反應(yīng)原理離子交換反應(yīng)原理 A、可逆反應(yīng) 離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，但是這種可逆反應(yīng)并不是在均相溶液中進進行的，而是 在固態(tài)的樹脂和溶液接觸的界面間發(fā)生的。例如含有 Ca2+的硬水，通過 R-Na 型離子交 換樹脂時，發(fā)生的交換反應(yīng)為：2R-Na+Ca2+ R2-Ca+2Na+ 由于上述反應(yīng)過程不斷消耗 R-Na 型樹脂，并使它轉(zhuǎn)化為 R2Ca 型樹脂,造成樹脂的 交換能力減弱、直至失去交換能力。為恢復(fù)樹脂的交換能力，可用一定濃度的食鹽水通

48、 過已失效的樹脂層，使樹脂由 R2Ca 型樹脂恢復(fù)為具有交換能力的 R-Na 型樹脂。通常 稱為再生。其再生反應(yīng)為：R2-Ca+2Na+ 2R-Na 十 Ca2+ ； 上述兩個反應(yīng)實質(zhì)上是可逆的，故其反應(yīng)式可寫為：2RNa+Ca2+R2Ca+2Na+ 可見，當(dāng)水中 Ca2+多且樹脂中 R-Na 型亦多時，上述反應(yīng)向右進行， 即進行交換 反應(yīng)；反之，上述反應(yīng)向左進行，則進行再生反應(yīng)。 所以離子交換反應(yīng)是可逆的。這種反應(yīng)的可逆性使離子交換樹脂可以反復(fù)使用， 是其工業(yè)上應(yīng)用的基礎(chǔ)。 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 22 離子交換樹脂的界面現(xiàn)象，與膠體結(jié)構(gòu)相類似，它們在水溶液中形成雙電層即固 定離

49、 子層和可動離子層(反離子層)。當(dāng)不同種類的反離子進行交換反應(yīng)達到定程度 時就建立起離子交換平衡狀態(tài)。由圖 111l 可以看出，對于每顆粒樹脂來說，其 中的交換基團很難全部轉(zhuǎn)變成一種離子形式。這就是樹脂的工作交換容量和再生交換容 量小于全交換容量的原因之。 在離子交換反應(yīng)中，如果正反應(yīng)稱為交換過程，其逆反應(yīng)則稱為再生過程。 B、強型樹脂的交換反應(yīng) 強型樹脂是指強酸性陽離子交換樹脂和強堿性陰離子交換樹脂。 1. 中性鹽分解反應(yīng) 1.中性鹽分解反應(yīng) R-SO3H 十 NaCl=RSO3Na+HCL R NOH+NaCl=R NCL+NaOH 上述離子交換反應(yīng)致使在溶液中生成游離的強酸或強堿。 2.

50、 中和反應(yīng) RSO3H+NaOH=RSO3Na+H2O R NOH 十 HClR NCl 十 H2O 上述反應(yīng)的結(jié)果在溶液中形成電離極弱的水。 3. 復(fù)分解反應(yīng) R(SO3Na)2+CaCl2=R(SO3)2Ca+2NaCl R( NCL)2+Na2SO4=R( N)2SO4+2NaCl C、 弱型樹脂的交換反應(yīng)： 弱型樹脂指弱酸性陽離子交換樹脂和弱堿性陰離子交換樹脂。它們不能進行中性鹽 分解反應(yīng)，這是因為弱酸性樹脂只能在 pH4 時進行交換反應(yīng)；弱堿性樹脂只能在 pH7 時才能進行交換反應(yīng)，而中性鹽分解反應(yīng)則將生成強酸或強堿之緣故。但弱型樹 脂可進行以下反應(yīng) 1非中性鹽的分解反應(yīng) R(COO

51、H)2+Ca(HCO3)2=R(COO)2Ca+2H2CO3 RNH2OH+NH4Cl=RNH2Cl+NH4OH 2.強酸或強堿的中和反應(yīng) R(SO3Na)2+NaOH=RCOONa+H2O R=NH2OH+HCl=RNH2Cl+H2O 3.復(fù)分解反應(yīng) R(NCl)2+CaCl2=R(COO)2Ca+2NaCl RNH2Cl+NaNO3=RNH2NO3+NaCl = = = = = = = = 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 23 3.4.3 離子交換樹脂層的工作過程與再生過程（鈉型樹脂為例）離子交換樹脂層的工作過程與再生過程（鈉型樹脂為例） 離子交換樹脂層的工作過程離子交

52、換樹脂層的工作過程 在裝有鈉型樹脂的離子交換柱中，自上而下地通過含有 Ca2+的水時，樹脂層的變化 可分為以下三個階段。 (1)交換帶的形成階段 溶液一接觸樹脂，就開始發(fā)生離子交換反應(yīng)。隨著水的流動， 溶液的組成和樹脂的組成不斷發(fā)生改變，即樹脂愈往上層，層中的 Ca2+濃度就愈大；水 愈往下流，水中的 Ca2+濃度就愈小。當(dāng)水流至一定深度時，離子交換反應(yīng)達到平衡，樹 脂及溶液中反離子 Na+的濃度就不再改變了。這時，從樹脂上層交換反應(yīng)開始至下層交 換平衡為止，形成了一定高度的離子交換反應(yīng)區(qū)域，稱為交換帶或工作層。如果把交換 帶中樹脂的組成作出曲線，縱坐標為樹脂層高度，橫坐標為樹脂的組成，以表示

53、，則 交換帶的樹脂組成曲線，不難理解，在通水初期，由于離子交換反應(yīng)剛剛開始，交換帶 尚未定型，經(jīng)一段時間后才形成一定高度的離子交換帶。 (2)交換帶的移動階段 隨著離子交換的進行，離子交換帶逐漸向下部樹脂層移動， 這樣樹脂層中就形成了三個層或區(qū)域(圖 1114)：交換帶以上的樹脂層，都為 Ca2+所飽 和，它已失去交換能力，水通過時，水質(zhì)不發(fā)生變化，此層稱為失效層；接著是工作層， 此層內(nèi)鈣型樹脂和鈉型樹脂是混存的，上部鈣型樹脂多，下部鈉型樹脂多，水流經(jīng)這一 層時，水中的 Ca2+和鈉型樹脂中的 Na+進行交換，使出水中 Ca2+濃度由原水(進水)中 Ca2+濃度降至接近于 0，此層是整個樹脂層

54、中正在進行離子交換的層區(qū)，其層區(qū)高度即 為交換帶的寬度；交換帶以下的樹脂層為尚未參與交換的樹脂層，即其中全為鈉型樹脂， 稱為末交換層。所以，交換帶移動階段即是水處理中離子交換運行的中期階段，也就是 離子交換的正常運行階段。 (3)交換帶的消失階段 由于交換帶沿水流方向以一定速度向前推移，致使失效層不 斷增大，末交換層不斷縮小，當(dāng)交換帶的下端達到樹脂層底部時，Ca 在裝有鈉型樹脂 的離子交換柱中，自上而下地通過含有 Ca2+的水時 離子交換樹脂層的再生過程離子交換樹脂層的再生過程 采用含一定化學(xué)物質(zhì)的水溶液，使樹脂層內(nèi)失效(失去交換能力)的樹脂重新恢復(fù)交 換能力，這種處理過程稱為

55、樹脂的再生過程。再生能力或再生性能，通常用再生劑耗 (分別稱為鹽耗、酸耗或堿耗)、再生劑比耗表示。 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 24 再生劑耗是指在失效的樹脂中再生 1 摩爾交換基團所耗用的再生劑質(zhì)量，單位為 gmol。再生劑比耗表示再生單位體積樹脂用再生劑的量(molm3)和該樹脂的工作交換 容量(molm3)的比值。它反映了樹脂的再生性能，是離子交換運行經(jīng)濟性的重要指標。 由于樹脂工作交換容量并不隨比耗正比地增加，因此在一定條件下應(yīng)通過工作交換容量 隨比耗變化的 趨勢確定一個既經(jīng)濟又實用的再生劑比耗。不同的樹脂、不同的離子交換工藝，這 種經(jīng)濟比 耗也不同。 3.4.4 陽離子交換樹

56、脂床工作方式陽離子交換樹脂床工作方式 表洗（用脫氣塔后的水） 目的為整平樹脂層，同時逐出樹脂層表面之沉積物及 破碎樹脂。 沉整：在逆洗樹脂會上浮，此步驟將所有閥門與泵關(guān)閉使樹脂因重力而自然沉整 排列。 通藥：目的為利用純水經(jīng)過吸入器之作用而吸進鹽酸由塔底進入，分別再生陽離 子交換樹脂，同時純水自陽塔頂部注入，共同自陽塔中間集水器排出。 押出：為使用樹脂層之鹽酸繼續(xù)與樹脂層作用以提高效率。 洗滌：目的為將殘留于樹脂層之再生劑 HCL 洗滌干凈。 采水：再生完成后純水純度達到要求水質(zhì)轉(zhuǎn)為采水。 排泄：在使用過程中，若水質(zhì)劣時候，則程序?qū)⒆詣犹脚判惯^程。在設(shè)定時間 如水質(zhì)良時則由排泄轉(zhuǎn)入采水階段。

57、不良時排泄轉(zhuǎn)為再生階段。 陽床的工作過程就是采水再生采水的過程。 3.5 脫氣塔脫氣塔 脫氣塔，是原水當(dāng)中含有的碳酸藉 H 作用，分解成 H2O、CO2 進入脫氣塔，其中 CO2 在脫氣塔中通過邏資風(fēng)機供氣逐出，以減輕后續(xù)的陰床之負荷。 3.5.1 脫氣塔原理脫氣塔原理 通常空氣等氣體溶解時，將使水對金屬具有腐蝕性。其中水的腐蝕性的增加主要是 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 25 因為溶解氧及二氧化碳。脫氣是使溶存氣體放散于空氣中，而又氣液間物質(zhì)移動的操作。 此理論是以氣體在水中的溶解度，及在某種條件下氣體的平衡濃度及氣體由水中向大氣 中移動速度等為基礎(chǔ)。 （如圖） 在工廠依據(jù)脫氣得要求不

58、同通常采用不同的方法 常用的物理方法有：加熱脫氣、 真空脫氣、不活波氣體脫氣、超聲波脫氣 在我們水環(huán)制程中由于對水中的溶存氣體去除率求不高，所以我們使用如上的脫 氣裝置，由于在陽塔反應(yīng)而產(chǎn)生的二氧化碳濃度遠高于它在該條件下的溶解度。所以我 們用鼓入空氣的方法來降低水中的二氧化碳含量。 3.6 陰床陰床 本裝置采用 3m3mH 的圓桶式裝置，里面裝載有陰離子交換樹脂，原水經(jīng)過濾 器、陽床、脫氣塔后的水進入陰床，水中之陰離子及硅酸被強酸性陰離子交換樹脂交換 成 OH-，其反應(yīng)方程式為： R-NOH CL-； SO42-； CO32-；SiO2 R-N CL; SO4; CO3; SiO2OH- 再

59、由 H+與 OH-離子結(jié)合成水。 3.6.1 陰離子交換反應(yīng)原理及工作、再生過程陰離子交換反應(yīng)原理及工作、再生過程 如如 3.4.3 3.6.2 陰床工作方式陰床工作方式 如如 3.4.4 金大洋環(huán)保金大洋環(huán)保 http:/ 26 3.7 混床：（陰、陽離子混合床）混床：（陰、陽離子混合床） 混床：是在交換器內(nèi)均勻混雜的裝填陰、陽兩種樹脂，一般混合床采用強酸性陽樹 脂和強堿性陰樹脂，其陰、陽樹脂的混合比為 1：12，用語混合床內(nèi)陰、陽樹脂混雜， 因此原水流經(jīng)樹脂層時，陰、陽離子同時被樹脂所吸附。其產(chǎn)物 H+和 OH-又因反應(yīng)生 成水而得以降低，有利于交換反應(yīng)進行的徹底，使得出水水質(zhì)大大提高。為

60、了防止再生 時陰、陽樹脂層難徹底分層，及交叉污染，發(fā)展了三層混床新技術(shù)。即在普通混合床中 另填一層惰性樹脂，其高度介于陰陽樹脂之間，其顆粒大小能保證在反沖洗時將陰、陽 樹脂分離開來。 在我們的除鹽水系統(tǒng)中加設(shè)混床，其目的是為了進一步除去上述流程中未除去的陰、 陽離子，使水質(zhì)達到鍋爐補給水的標準。其工作方式與上述陽床、陰床工作方式原理一 樣。 在我們水環(huán)純水（除水）的處理的主要設(shè)備的選擇：因為水量大，活性碳過濾器選 用臥式過濾器，并采用上下雙層布置。 離子交換床選用 ZXDF-自身清洗多元沸騰浮動 床，該交換器交換室內(nèi)裝有樹脂清洗器，每個運行周期對樹脂清洗一次，及時的除去破 碎的樹脂和雜質(zhì)，因此