第九講工業(yè)鍋爐水處理知識(shí) 2匯總

1、一、工業(yè)鍋爐水處理的重要性 鍋爐，是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所承裝的液體加熱到一定參數(shù)，并對(duì)外輸出熱能的設(shè)備。 鍋爐的工作介質(zhì)主要是水和有機(jī)熱載體 水質(zhì)不良對(duì)鍋爐的危害 （1）結(jié)垢 （2）腐蝕 （3）影響蒸汽品質(zhì)1、結(jié)垢 水質(zhì)不良，是指水中含有較多的有害的雜質(zhì)。這種水如果不經(jīng)任何處理，一旦進(jìn)入鍋內(nèi)，將會(huì)帶來(lái)以下的危害： 結(jié)垢 水在鍋內(nèi)受熱后沸騰蒸發(fā)的結(jié)果，為水中的雜質(zhì)提供了化學(xué)反應(yīng)和不斷濃縮的條件。當(dāng)這些雜質(zhì)在鍋水中達(dá)到飽和時(shí)，便有固體物質(zhì)析出。所析出的固體物質(zhì)，如果懸浮在鍋水中，稱為水渣；如果沉積在受熱面上，稱為水垢。1.1結(jié)垢的危害 1.浪費(fèi)燃料 若結(jié)有1mm厚的水垢，浪費(fèi)燃料約

2、10%。 2.受熱面損壞 結(jié)有水垢的鍋爐，傳熱性能變差，燃料燃燒的熱量不能迅速的傳遞給爐水，致使受熱面金屬的溫度超過(guò)正常工作條件的溫度，此時(shí)受熱面過(guò)熱。發(fā)生受熱面變形、爆破、爆炸。 3.鍋爐出力降低 結(jié)垢后，由于傳熱變差，要達(dá)到鍋爐的額定蒸發(fā)量或額定供熱量，就需要多消耗燃料。但隨著結(jié)垢厚度增加，以及爐膛容積和爐排面積是一定的（燃料的供熱量是一定的），燃料的消耗受到限制，因此，鍋爐的出力就會(huì)降低。 水垢的危害示意圖水垢的危害示意圖鍋爐內(nèi)結(jié)垢鍋爐內(nèi)結(jié)垢2、腐蝕1）金屬構(gòu)件破損 省煤器、水冷壁、對(duì)流管束及鍋筒等構(gòu)件都會(huì)因水質(zhì)不良而引起腐蝕。使這些金屬構(gòu)件變薄、凹陷，甚至穿孔?？稍斐山饘?gòu)?qiáng)度降低?？s短

3、鍋爐使用年限。尤其是熱水鍋爐，由于循環(huán)水量大，溶解氧含量大，發(fā)生氧腐蝕的幾率大。故熱水鍋爐腐蝕問(wèn)題更為嚴(yán)重。2）增加鍋水中的結(jié)垢成分 金屬腐蝕產(chǎn)物（主要是鐵化物），被鍋水?dāng)y帶到鍋爐受熱面上后，易于其他雜質(zhì)結(jié)成水垢。當(dāng)水垢中含有鐵時(shí)，傳熱效果更差。如:含有8%的鐵并混有二氧化硅形成的1mm水垢，所造成的熱損失，相當(dāng)于4mm其他成分的水垢。3)產(chǎn)生垢下腐蝕 含有高價(jià)鐵的水垢，容易引起與水垢接觸的金屬鐵的腐蝕。鐵的腐蝕產(chǎn)物又容易重新結(jié)成水垢。這是一種惡性循環(huán)，它會(huì)迅速導(dǎo)致鍋爐構(gòu)件的損壞。如熱水鍋爐停爐期間保養(yǎng)不當(dāng)，即可引起上述循環(huán)腐蝕。水垢及溶解氧的腐蝕水垢及溶解氧的腐蝕爐管（水管）的腐蝕情況爐管（

4、水管）的腐蝕情況裂縫泥渣和水垢垢下腐蝕（電化學(xué)腐蝕）垢下腐蝕（電化學(xué)腐蝕）腐蝕坑3、汽水共騰蒸汽鍋爐鍋筒內(nèi)的水滴被蒸汽大量帶走的現(xiàn)象，稱為汽水共騰。產(chǎn)生的原因 1)運(yùn)行操作不當(dāng)或鍋爐結(jié)構(gòu)問(wèn)題 例如，蒸汽閥門開啟過(guò)快；鍋爐水位過(guò)高；用汽量突然增加，鍋爐壓力驟然降低；鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行，蒸發(fā)率過(guò)大等。2)鍋水中的雜質(zhì)造成。當(dāng)鍋水中含有較多的氯化鈉、磷酸鈉、油質(zhì)和硅化物時(shí)，或者鍋水中的有機(jī)物與堿作用發(fā)生皂化時(shí)，在鍋水沸騰蒸發(fā)過(guò)程中，液面就會(huì)產(chǎn)生泡沫，泡沫薄膜破裂后分離出很多的水滴。這些含鹽量很高的水滴不斷被蒸汽帶走，而發(fā)生汽水共騰現(xiàn)象。3.1汽水共騰的危害1)蒸汽受到嚴(yán)重污染；2 )過(guò)熱器管和蒸汽流通管

5、道產(chǎn)生積鹽，嚴(yán)重時(shí)將管道堵塞；3 )使過(guò)熱蒸汽的過(guò)熱溫度下降；4 )水位表內(nèi)充有汽泡，造成液面分辨不清；5 )產(chǎn)生水錘作用，易造成蒸汽系統(tǒng)連接處損壞；6 )容易引起蒸汽閥門、回水彎頭部位和過(guò)熱器內(nèi)的腐蝕。二、工業(yè)鍋爐水處理 工業(yè)鍋爐水處理工作，就是采取有效措施，保證鍋爐的汽、水品質(zhì)，防止鍋爐結(jié)垢、腐蝕及汽水共騰等不良現(xiàn)象發(fā)生。具體的工作任務(wù)如下：汽水監(jiān)督 鍋爐運(yùn)行時(shí)，根據(jù)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)鍋爐的給水、鍋水以及蒸汽等進(jìn)行化學(xué)分析，檢查汽水品質(zhì)是否符合要求。2.1鍋爐用水處理鍋爐用水處理包括鍋外化學(xué)處理、鍋內(nèi)加藥處理和回水處理鍋爐用水處理包括鍋外化學(xué)處理、鍋內(nèi)加藥處理和回水處理。1）鍋外化學(xué)處理

6、是保證補(bǔ)給鍋爐合格軟化水或軟化、除堿水。2）鍋內(nèi)加藥處理 是根據(jù)鍋水的水質(zhì)情況，向鍋內(nèi)定量投加防垢劑或其他藥劑，以保證鍋水的各項(xiàng)指標(biāo)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。3）回水處理 對(duì)受到污染的回水，根據(jù)污染的雜質(zhì)和污染的程度采取相應(yīng)的處理措施。如除油、過(guò)濾以及離子交換軟化等。2022-5-27三、工業(yè)鍋爐用水的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)三、工業(yè)鍋爐用水的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)二、含鹽量 含鹽量是表示水中溶解鹽類的總和 , 其單位為 mg/L 。由水質(zhì)全分析中所測(cè)得陰、陽(yáng)離子總和求得。這種測(cè)量方法操作復(fù)雜 , 又費(fèi)時(shí)間 , 所以常用溶解固形物 ( 或蒸發(fā)殘?jiān)?) 近似的表示。三、溶解固形物溶解固形物是水經(jīng)過(guò)過(guò)濾后 , 那些仍溶于水中的各

7、種元機(jī)鹽類、有機(jī)物等 , 在水浴上蒸干 , 并在 105110 。 C 下烘干至恒重所得到的蒸發(fā)殘?jiān)Q為溶解困形物 , 其單位為 mg/L 。在不嚴(yán)格的情況下 , 當(dāng)水比較純凈時(shí) , 水中的有機(jī)物含量比較少 , 有時(shí)也用溶解固形物來(lái)近似地表示水中的含鹽量。五、堿度堿度是表示水中能接受氫離子的物質(zhì)的量 , 單位為mmol/L 。如溶液中 OH- 、 CO32- 、 HCO3- 及其弱酸鹽類。在天然水中的堿度主要是碳酸氫鹽 , 有時(shí)還有少量的腐殖酸質(zhì)弱酸類。鍋水中的堿度主要是以 OH-和 CO32- 的形式存在。2022-5-272022-5-272022-5-27 為了反映鍋爐水、汽中雜質(zhì)的含量

8、，評(píng)價(jià)和衡量鍋爐安全運(yùn)行狀況，熱力系統(tǒng)各部分的水汽都要進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，看其是否符合標(biāo)準(zhǔn)，以便必要時(shí)采取措施，現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)水汽指標(biāo)監(jiān)測(cè)意義作簡(jiǎn)要介紹。 為了防止蒸汽流通部分積鹽，必須對(duì)鍋爐生產(chǎn)的蒸汽品質(zhì)進(jìn)行監(jiān)督。對(duì)汽包鍋爐的飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽品質(zhì)都應(yīng)進(jìn)行監(jiān)督。這樣可以便于檢查蒸汽品質(zhì)劣化的原因；同時(shí)還可以判斷飽和蒸汽中鹽類在過(guò)熱器中的沉積量 蒸汽蒸汽2022-5-272 2飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽含硅量。飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽含硅量。蒸汽中的硅酸會(huì)沉積在熱力系統(tǒng)內(nèi)，形成難溶于水的二氧化硅附著物，它對(duì)熱力系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟(jì)性有較大影響。3 3飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽電導(dǎo)率。飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽電導(dǎo)率。通過(guò)監(jiān)測(cè)電導(dǎo)率可以

9、間接反映蒸汽中的含鹽量。由于有些鍋爐給水是經(jīng)過(guò)加氨處理的，因此，其樣品應(yīng)經(jīng)過(guò)氫離子交換后，再測(cè)定電導(dǎo)率。4飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽銅、鐵含量。飽和蒸汽和過(guò)熱蒸汽銅、鐵含量。在進(jìn)行系統(tǒng)查定時(shí)，應(yīng)測(cè)其銅、鐵含量，以判明熱力系統(tǒng)腐蝕的情況和腐蝕的原因。 。2022-5-27 為了防止鍋內(nèi)結(jié)垢、腐蝕和產(chǎn)生不良的蒸汽等問(wèn)題，必須對(duì)鍋爐水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)督，監(jiān)督指標(biāo)如下： 鍋爐水鍋爐水2022-5-273 3pHpH值值 鍋水的PH值應(yīng)維持在一定范圍內(nèi)，如果pH值較低，其危害是：水對(duì)鍋爐鋼材的腐蝕性增強(qiáng)；鍋水中磷酸根與鈣離子的反應(yīng)，只有在pH值足夠高的條件下，才能生成容易排除的水渣；為了抑制鍋爐水中硅酸鹽的水解，減少

10、硅酸在蒸汽中的溶解攜帶量。鍋水的pH值也不能太高，因?yàn)楫?dāng)鍋水磷酸根濃度符合規(guī)定時(shí)，若鍋水pH值很高，就表明鍋水中游離量氧化鈉較多，容易引起堿性腐蝕。 4 4堿度堿度 對(duì)用軟化水作補(bǔ)給水的鍋爐，應(yīng)控制鍋水的堿度。鍋水的堿度太大時(shí)，可能引起鍋爐的堿性腐蝕；使鍋水產(chǎn)生泡沫而影響蒸汽品質(zhì)；對(duì)于鉚接或脹接鍋爐可能發(fā)生苛性脆化。如果鍋水堿度太小時(shí)，給水中的殘余硬度可能會(huì)生成水垢；磷酸根與鈣離子的反應(yīng)難以進(jìn)行；鍋水對(duì)鍋爐鋼材的腐蝕性增強(qiáng)。 2022-5-275 5Na/PONa/PO4 4摩爾比（摩爾比（R R值）值）鍋爐采用協(xié)調(diào)PH-磷酸鹽處理，不僅可以防止鍋爐的堿性腐蝕，同時(shí)由于鍋水中有足夠的PO43-

11、和一定的堿度，因而不會(huì)產(chǎn)生鈣垢，也不會(huì)發(fā)生鍋水pH較低引起的故障。6相對(duì)堿度相對(duì)堿度 相對(duì)堿度是表示鍋水中游離NaOH含量與溶解固形物的比值。對(duì)于鉚接或脹接鍋爐，水中游離氫氧化鈉含量過(guò)高會(huì)引起鍋爐金屬的苛性脆化，但研究表明，當(dāng)相對(duì)堿度小于某一數(shù)值時(shí)，不會(huì)發(fā)生苛性脆化，因此，規(guī)定鍋水的相對(duì)堿度應(yīng)0.2。2022-5-27 給水給水2022-5-272022-5-272022-5-27 補(bǔ)給水按其制取方法不同，可分軟化水和除鹽水等。補(bǔ)給水的質(zhì)量，以不影響給水質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn)。而進(jìn)入水處理設(shè)備的原水也應(yīng)進(jìn)行必要的預(yù)處理，使其懸浮物、殘余氯和耗氧量符合要求。 補(bǔ)給水補(bǔ)給水2022-5-272022-5-27

12、2022-5-27 電站鍋爐凝結(jié)水是鍋爐給水的重要組成部分，為了保證給水的質(zhì)量，必須對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督。凝結(jié)水凝結(jié)水2022-5-27 為了保證給水水質(zhì)，疏水在送入給水系統(tǒng)之前，應(yīng)化驗(yàn)疏水的含鐵量和硬度。疏水疏水 從熱用戶返回的冷凝水，應(yīng)監(jiān)督其水質(zhì)，確認(rèn)其水質(zhì)符合標(biāo)準(zhǔn)后，方可送入鍋爐的給水系統(tǒng)。通常生產(chǎn)返回水監(jiān)測(cè)含鐵量、硬度、含油量。同時(shí)還應(yīng)根據(jù)返回水的性質(zhì)，增加必要的化驗(yàn)項(xiàng)目。生產(chǎn)返回水生產(chǎn)返回水2022-5-27四、四、 水的預(yù)水的預(yù)處理處理概述概述水的混凝處理水的沉淀軟化處理水的沉淀軟化處理過(guò)濾處理膜處理技術(shù)膜處理技術(shù)2022-5-274.1概述概述 天然水中常含有大量的懸浮物和膠態(tài)雜質(zhì)。電廠

13、水處理的第一步就天然水中常含有大量的懸浮物和膠態(tài)雜質(zhì)。電廠水處理的第一步就是要除去這些雜質(zhì)，即是要除去這些雜質(zhì)，即預(yù)處理預(yù)處理。除去水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，使水得到澄清，或者預(yù)先除去部分硬度，這就是水處理的目的。預(yù)處理的目的 水的預(yù)處理工藝流程一般包括：混凝、沉淀（軟化）、澄清和過(guò)濾。預(yù)處理的一般工藝2022-5-274.2水的混凝處理水的混凝處理 膠態(tài)雜質(zhì)和一部分粒徑小的懸浮物，由于沉降速度小，以至于相膠態(tài)雜質(zhì)和一部分粒徑小的懸浮物，由于沉降速度小，以至于相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間仍滯留于水中，而且這部分雜質(zhì)也不能用過(guò)濾的方法除去。當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間仍滯留于水中，而且這部分雜質(zhì)也不能用過(guò)濾的方法除去。因此實(shí)際應(yīng)用中，

14、通常是加入一種稱之為混凝劑的化學(xué)藥劑，使它們因此實(shí)際應(yīng)用中，通常是加入一種稱之為混凝劑的化學(xué)藥劑，使它們相互吸附粘結(jié)成較大的絮狀物，然后從水中沉降分離。相互吸附粘結(jié)成較大的絮狀物，然后從水中沉降分離。 混凝原理 常用混凝劑有常用混凝劑有鋁鹽鋁鹽和和鐵鹽鐵鹽兩大類，它們是一些分子中有高價(jià)陽(yáng)離子兩大類，它們是一些分子中有高價(jià)陽(yáng)離子的無(wú)機(jī)鹽類。的無(wú)機(jī)鹽類。 鋁鹽有硫酸鋁、明礬、偏鋁酸鈉和聚合鋁等。鐵鹽有硫酸亞鐵、鋁鹽有硫酸鋁、明礬、偏鋁酸鈉和聚合鋁等。鐵鹽有硫酸亞鐵、三氯化鐵、硫酸鐵和聚合硫酸鐵等。三氯化鐵、硫酸鐵和聚合硫酸鐵等。 近年來(lái)人工合成了一些近年來(lái)人工合成了一些有機(jī)高分子絮凝劑有機(jī)高分子絮

15、凝劑，一般都是線型的高分，一般都是線型的高分子聚合物。有機(jī)高分子絮凝劑是一種電解質(zhì)，根據(jù)電離后聚合離子所帶子聚合物。有機(jī)高分子絮凝劑是一種電解質(zhì)，根據(jù)電離后聚合離子所帶電荷的性質(zhì)，可分為電荷的性質(zhì)，可分為陰離子型陰離子型，陽(yáng)離子型陽(yáng)離子型和和非離子型非離子型三類。三類。 常用混凝劑2022-5-274.2水的混凝處理水的混凝處理 以混凝劑Al2(SO4)3為例，說(shuō)明混凝原理。Al2(SO4)3投入水中，將發(fā)生電離、水解、聚合等一系列化學(xué)反應(yīng)。電離： Al2(SO4)32Al3+ + 3SO42-水解： Al3+ + H2OAl(OH)2+H+ Al(OH)2+ H2OAl(OH)2+H+ Al

16、(OH)2+ H2OAl(OH)3 +H+由于原水有一定堿度，即存在HCO3-，中和水解產(chǎn)生的H+ HCO3- +H+ CO2+ H2OAl2(SO4)3完全水解為難溶的Al(OH)3，此過(guò)程30s內(nèi)完成。聚合：上述反應(yīng)的同時(shí)，還會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)，生成帶正電荷的羥基多核絡(luò)離子，如Al2(OH)5+、 Al2(OH)24+、 Al3(OH) 63+等。水解生成的Al(OH)3互相聚集生成絮凝物Al(OH)3m 混凝原理2022-5-274.2水的混凝處理水的混凝處理 混凝處理效果是以水中膠態(tài)雜質(zhì)和懸浮物的去除率評(píng)價(jià)的?；炷幚硇Ч且运心z態(tài)雜質(zhì)和懸浮物的去除率評(píng)價(jià)的?；炷^(guò)程十分復(fù)雜，影響因素很

17、多：混凝過(guò)程十分復(fù)雜，影響因素很多：影響混凝處理效果的因素影響混凝處理效果的因素2022-5-274.2水的混凝處理水的混凝處理 2022-5-274.3水的沉淀軟化處理水的沉淀軟化處理 水的沉淀軟化法就是通過(guò)在水中加如化學(xué)藥劑，是水中的鈣、鎂離子轉(zhuǎn)變成難溶于水的化合物而沉淀出來(lái)，從而降低水的硬度。 沉淀軟化有沉淀軟化有熱力軟化法熱力軟化法和和石灰處理法石灰處理法，但前者不能除去非碳酸鹽硬度，電廠，但前者不能除去非碳酸鹽硬度，電廠一般不采用。一般不采用。沉淀軟化處理概述 石灰在水中溶解反應(yīng)后成為熟石灰Ca(OH)2,石灰軟化處理就是在水中加入Ca(OH)2 ，并使其首先與水中游離的CO2反應(yīng)，

18、然后多余的石灰再與水中的Ca(HCO3)2及Mg(HCO3)2反應(yīng)，生成難溶于水的沉淀物而除去；石灰沉淀軟化處理2232()Ca OHCOCaCOH O 23 232()()22Ca OHCa HCOCaCOH O 23 23222()()2()2Ca OHMg HCOCaCOMg OHH O 2022-5-274.3水的沉淀軟化處理水的沉淀軟化處理 從上述反應(yīng)可以看出，經(jīng)石灰處理后，水的碳酸鹽硬度和堿度同時(shí)得到了降低。至于非碳酸鹽硬度，用石灰是無(wú)法消除的，雖然石灰也可以與鎂的非碳酸鹽硬度作用，生成沉淀，但同時(shí)卻生成了等物質(zhì)量的鈣的非碳酸鹽硬度，其反應(yīng)式如下：石灰只適合處理高硬度、高堿度的原水

19、。石灰沉淀軟化處理2442()()Ca OHMgSOCaSOMg OH3232322()2NaHCOCa OHCaCONa COH O 自動(dòng)軟化水處理設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)自動(dòng)軟化水處理設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)水處理設(shè)備（四）水處理設(shè)備（四）主機(jī)頭副罐主罐樹脂大粒鹽鹽筒2022-5-274.4 過(guò)濾處理過(guò)濾處理 過(guò)濾處理 水的過(guò)濾處理是用過(guò)濾材料將水中分散的懸浮顆粒分離出來(lái)的水的過(guò)濾處理是用過(guò)濾材料將水中分散的懸浮顆粒分離出來(lái)的處理過(guò)程。處理過(guò)程。 過(guò)濾原理 過(guò)濾的作用就是通過(guò)適當(dāng)?shù)臑V層較為徹底的除去水中的懸浮物雜質(zhì)。首先，當(dāng)水開始自上部進(jìn)入濾層時(shí)，水中部分懸浮物由于吸附和機(jī)械阻留作用，被率層表面截留下來(lái)。此時(shí)，懸

20、浮物之間會(huì)彼此發(fā)生重疊和架橋等作用，所以過(guò)了一段時(shí)間以后，在濾層的表面就好像形成了一層附加的濾膜。在以后的過(guò)濾中，這層濾膜就會(huì)起主要的過(guò)濾作用，這種過(guò)濾稱為薄膜過(guò)濾；2022-5-274.4 過(guò)濾處理過(guò)濾處理 過(guò)濾原理過(guò)濾機(jī)理可歸納為三種主要作用：（1）機(jī)械篩濾作用當(dāng)原水自上而下流過(guò)粒狀濾料層時(shí)，粒徑較大的懸浮顆粒首先被截留在表層濾料的空隙中，從而使此層濾料間的空隙越來(lái)越小，截污能力隨之變得越來(lái)越高，結(jié)果逐漸形成一層主要由被截留的固體顆粒構(gòu)成的濾膜，并由它起主要的過(guò)濾作用。懸浮物粒徑越大，表層濾料和濾速越小，就越容易形成表層篩濾膜，濾膜的截污能力也越高。（2）重力沉淀作用原水通過(guò)濾層時(shí)，眾多的

21、濾料表面提供了巨大的不受水力沖刷而可供懸浮物沉降的有效面積，形成了無(wú)數(shù)的小“沉淀池”，懸浮物極易在此沉降下來(lái)。濾料越小，沉降面積越大，濾速越小，則水流越平穩(wěn)，這都有利于懸浮物的沉降。（3）接觸粘附（絮凝）作用原水通過(guò)濾層時(shí)，有很多機(jī)會(huì)與砂粒接觸，通過(guò)彼此間的范德華力、靜電力及某些特別的吸附力等作用相互吸引而粘附，恰如在濾層中進(jìn)行了深度的混凝過(guò)程。 2022-5-27（3）過(guò)濾過(guò)程 過(guò)濾初期，雜質(zhì)被截流主要發(fā)生在最上層濾料中，而大部分濾料尚處于等待狀態(tài)。 隨著過(guò)濾的進(jìn)行，上層濾料的雜質(zhì)不斷增多，空隙減少，水流通道變窄。一方面水流阻力增大，另一方面水流速度增大，對(duì)已截流的雜質(zhì)沖刷剝落作用增強(qiáng)，迫使

22、一部分雜質(zhì)向下游輸送，水中懸浮物的截流帶從上一層轉(zhuǎn)移到下一層。 繼續(xù)過(guò)濾，截留帶逐步向下推移。 當(dāng)截流帶前沿接近最底層后繼續(xù)過(guò)濾，出水濁度增加 過(guò)濾器運(yùn)行到出水濁度達(dá)到規(guī)定值或進(jìn)出口壓差達(dá)到規(guī)定值時(shí)，應(yīng)停止運(yùn)行，此時(shí)稱為過(guò)濾失效。 從出水水質(zhì)來(lái)講，失效點(diǎn)是過(guò)濾后期出水合格與不合格的分界點(diǎn)，由濾層特性和操作條件決定。4.4 過(guò)濾處理過(guò)濾處理 過(guò)濾過(guò)程 2022-5-274.4 過(guò)濾處理過(guò)濾處理 2022-5-27電滲析電滲析是利用是利用離子交換膜和直流電場(chǎng)離子交換膜和直流電場(chǎng)的作用，從水溶的作用，從水溶液分離出電解質(zhì)組分的一種液分離出電解質(zhì)組分的一種電化學(xué)分離過(guò)程電化學(xué)分離過(guò)程u陰陽(yáng)離子交換膜對(duì)

23、溶液中陰陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性，而使溶陰陽(yáng)離子交換膜對(duì)溶液中陰陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性，而使溶液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。液中的溶質(zhì)與水分離的一種物理化學(xué)過(guò)程。u陰膜只讓陰離子穿過(guò)；陽(yáng)膜只讓陽(yáng)離子穿過(guò)陰膜只讓陰離子穿過(guò)；陽(yáng)膜只讓陽(yáng)離子穿過(guò) 電滲析原理電滲析原理4.5電滲析電滲析2022-5-27 電滲析原理電滲析原理4.5電滲析電滲析+濃淡濃淡濃淡陽(yáng)陽(yáng)陰陰陽(yáng)陽(yáng)陰陰陽(yáng)陽(yáng)陰陰陽(yáng)陽(yáng)濃水淡水原水原水極水極 室極 室陽(yáng)極陽(yáng)極陰極陰極4.5電滲析電滲析2022-5-27電滲析過(guò)程的影響因素可歸納為以下幾點(diǎn)： A、電極反應(yīng)和電極電位、電極反應(yīng)和電極電位 電極反應(yīng)是指存在于溶液中的離子在電極表面上得到或失掉電

24、子而產(chǎn)生的氧化、還原反應(yīng)。以食鹽水溶液的電滲析過(guò)程為例。陽(yáng)極 H2OH+OH- 2OH-2eH2O+O2 2Cl-2eCl2 Cl-+H+=HCl陰極 H2OH+OH- 2H+2eH2 Na+OH-=NaOH電滲析過(guò)程的影響因素影響因素2022-5-27 其結(jié)果是在陽(yáng)極室OH-減少,極水呈酸性,并產(chǎn)生氧氣、氯氣等腐蝕性氣體,因此,應(yīng)選用耐腐蝕的陽(yáng)極材料;陰極室H+減少,極水呈堿性,若極水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3- 等離子時(shí),會(huì)產(chǎn)生CaCO3、Mg(OH)2等沉淀物,結(jié)集在陽(yáng)極上形成水垢,同時(shí)有氫氣放出。因此,要不斷向極室通人極水,以便能不斷排出電極反應(yīng)產(chǎn)物,保證電滲析的正常運(yùn)行。 電

25、極電位是電極與電解質(zhì)溶液之間的電位差。電極反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的電位稱為平衡電極電位。為使電極反應(yīng)向一個(gè)方向進(jìn)行,電極電位必須偏離平衡電位,兩者之差稱為過(guò)電位。降低電極的過(guò)電位可以降低電滲析的能耗。4.5電滲析電滲析電滲析過(guò)程的影響因素影響因素2022-5-27 B、極化現(xiàn)象、極化現(xiàn)象在直流電場(chǎng)的作用下,水中陰、陽(yáng)離子分別在膜間進(jìn)行定向遷移,各自傳遞著一定數(shù)量的電荷,形成電滲析的操作電流。當(dāng)操作電流增大到一定程度時(shí),膜內(nèi)離子遷移被強(qiáng)化,就會(huì)在膜附近界面內(nèi)造成離子的“真空”情況,迫使水離解成H+和OH-,補(bǔ)充承擔(dān)傳遞電流的任務(wù)。這就是極化現(xiàn)象。此時(shí),電解出來(lái)的H+和OH-也受電場(chǎng)作用分別穿過(guò)陽(yáng)膜和陰膜

26、,使陽(yáng)膜的濃縮室側(cè)pH值升高,而產(chǎn)生CaCO3、Mg(OH)2等沉淀物,這些沉淀物附著在膜表面,或滲入到膜內(nèi),容易堵塞通道,使膜電阻增大,降低了有效膜面積。極化時(shí)一 部分電流消耗在與脫鹽無(wú)關(guān)的OH-遷移上,使電流效率下降,二者都將導(dǎo)致電耗上升。另外,水的pH值變化及沉淀的產(chǎn)生,使膜容易老化,縮短膜的使用壽命。 極化臨界點(diǎn)所施加的電流稱為極限電流。防止極化現(xiàn)象的有效方法是控制電滲析器在極 限電流以下操作。4.5電滲析電滲析電滲析過(guò)程的影響因素影響因素2022-5-27 C、離子交換膜的選擇透過(guò)度、離子交換膜的選擇透過(guò)度 離子交換膜是電滲析器的關(guān)鍵部件,其性能的優(yōu)劣直接影響到應(yīng)用的成敗,特別是大規(guī)

27、模的工業(yè)應(yīng)用,對(duì)離子交換膜的要求更高,一般應(yīng)具備下列條件：選擇透過(guò)性良好;膜電阻小;較好的化學(xué)穩(wěn)定性;較高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的尺寸穩(wěn)定性;較低的擴(kuò)散性能和價(jià)格便宜;制造工藝簡(jiǎn)單等。其中選擇透過(guò)性是衡量膜性能的主要指標(biāo),因?yàn)樗苯佑绊戨姖B析器的電流效率和脫鹽效果。一般要求實(shí)用的離子交換膜的選擇透過(guò)度大于85%, 反離子遷移數(shù)大于90%,并希望在高濃度的電解液中,膜仍具有良好的選擇透過(guò)性。4.5電滲析電滲析電滲析過(guò)程的影響因素影響因素2022-5-274.5電滲析電滲析2022-5-274.5電滲析電滲析組裝形式：組裝形式：可按級(jí)段組裝成各種方式可按級(jí)段組裝成各種方式增加級(jí)數(shù)可降低電滲析的總電壓，增

28、加段數(shù)可以增加脫鹽流增加級(jí)數(shù)可降低電滲析的總電壓，增加段數(shù)可以增加脫鹽流程長(zhǎng)度，提高脫鹽率程長(zhǎng)度，提高脫鹽率一般每段內(nèi)的膜對(duì)數(shù)為一般每段內(nèi)的膜對(duì)數(shù)為150-200對(duì)，每臺(tái)電滲析器的總膜對(duì)對(duì)，每臺(tái)電滲析器的總膜對(duì)數(shù)不超過(guò)數(shù)不超過(guò)400-500對(duì)對(duì)附屬設(shè)備附屬設(shè)備整流器、水質(zhì)檢測(cè)、水量計(jì)量、升壓升泵、預(yù)處理裝置、整流器、水質(zhì)檢測(cè)、水量計(jì)量、升壓升泵、預(yù)處理裝置、進(jìn)出水管路、酸洗設(shè)施等進(jìn)出水管路、酸洗設(shè)施等2022-5-274.5電滲析電滲析電滲析穩(wěn)定運(yùn)行的措施2022-5-274.5電滲析電滲析電滲析穩(wěn)定運(yùn)行的措施2022-5-27 滲透是將濃度不同的兩種溶液用只能透過(guò)溶劑而不能透過(guò)溶質(zhì)的半透膜隔

29、開，假定膜兩側(cè)靜壓力相等，則溶劑在自身化學(xué)差的作用下自發(fā)的從稀溶液側(cè)透過(guò)膜擴(kuò)散到濃溶液側(cè)的現(xiàn)象。 其原理是在高于溶液滲透壓的壓力下，借助于只允許水分子透過(guò)的反滲透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離，從而達(dá)到純凈水的目的。 反滲透膜是由具有高度有序矩陣結(jié)構(gòu)的聚合纖維素組成的。它的孔徑為0.1nm-1nm。4.5反滲透反滲透滲透定義反滲透膜分離原理2022-5-27反滲透脫鹽的依據(jù)是：半透膜的選擇透過(guò)性，即有選擇地讓水透過(guò)而不允許鹽透過(guò)；鹽水室的外加壓力大于鹽水室與淡水室的滲透壓力，提供了水從鹽水室向淡水室移動(dòng)的推動(dòng)力4.5反滲透反滲透反滲透膜分離原理2022-5-27（1）操作壓力必須大

30、于溶液的滲透壓。（2） 必須有一種高選擇性、高透水性的半透膜。 反滲透膜的選擇透過(guò)性與組分在膜中的溶解、吸附和擴(kuò)散有關(guān)，因此除與膜孔的大小、結(jié)構(gòu)有關(guān)外，還與膜的化學(xué)、物理性質(zhì)有密切關(guān)系，即與組分與膜之間的相互作用密切相關(guān)。由此可見，反滲透過(guò)程中化學(xué)因素（膜及其表面特性）起主導(dǎo)作用。 4.5反滲透反滲透反滲透的條件反滲透膜的條件2022-5-27 膜分離技術(shù)中膜的性能決定著反滲透淡化器的性能，衡量一種膜有無(wú)實(shí)用價(jià)值，要看膜是否具備以下條件：高的截留率和高的透水率；強(qiáng)抗微生物侵蝕性能；好的柔韌性和足夠的機(jī)械強(qiáng)度；抗污染性能好，使用壽命長(zhǎng)，使用pH范圍廣；操作壓力低；制備簡(jiǎn)單，便于工業(yè)化生產(chǎn)；耐壓致

31、密性好，具有化學(xué)穩(wěn)定性，能在較高溫度下應(yīng)用。反滲透膜的條件4.5反滲透反滲透2022-5-27按膜的結(jié)構(gòu)分類： 對(duì)稱膜和非對(duì)稱膜按膜的性質(zhì)分類：合成固態(tài)膜（有機(jī)高分子）按膜的用途分類：液體分離膜（液體混合物的分離）按膜的作用機(jī)理分類：反滲透膜屬于選擇滲透膜反滲透膜分類4.5反滲透反滲透2022-5-27反滲透膜基本性能4.5反滲透反滲透2022-5-27反滲透膜基本性能4.5反滲透反滲透2022-5-27 各種膜分離裝置主要包括膜組件和泵。 安裝膜的最小單元被稱為膜組件(membrane module)。 膜組件是膜分離裝置的核心，它是將膜、固定膜的支撐物和間隔 物或管式外殼等通過(guò)一定的黏合或

32、組裝構(gòu)成的一個(gè)單元,在外界壓力作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)溶質(zhì)和溶劑的分離。 目前工業(yè)上常用的膜組件主要有卷式、中空纖維式、毛細(xì)管式、 管式和板框式。 膜組件4.5反滲透反滲透2022-5-27管式組件4.5反滲透反滲透2022-5-27管式組件4.5反滲透反滲透2022-5-27管式膜裝置的優(yōu)點(diǎn)有：1、能夠處理含有懸浮固體的溶液；2、機(jī)械清除雜質(zhì)比較容易；3、流動(dòng)狀態(tài)好，流速易控制；4、安裝、拆卸、換膜和維修方便；5、控制合適的流動(dòng)狀態(tài)可防止?jié)獠顦O化和膜污染。 管式 膜組件的缺點(diǎn): 1、 裝載密度較小、單位體積內(nèi)有效膜面積少；2、 保留體積大，壓力降大。管式組件4.5反滲透反滲透2022-5-27板框式反滲

33、透膜組件4.5反滲透反滲透2022-5-27板框式膜組件的主要優(yōu)點(diǎn)：1、組裝比較簡(jiǎn)單；2、膜的更換、清洗、維護(hù)比較容易；3、膜裝置結(jié)構(gòu)緊湊；4、可簡(jiǎn)單地增加膜的層數(shù)增大處理量；5、在同一設(shè)備中可視需要組裝不同數(shù)量的膜，容易實(shí)現(xiàn)膜裝置 的模塊化；6、膜裝置組裝簡(jiǎn)單、堅(jiān)固，可適用于壓力變動(dòng)較大的現(xiàn)場(chǎng)操作；缺點(diǎn)：1、費(fèi)用較高；2、大量的固體含量會(huì)堵塞進(jìn)料液流通。板框式反滲透膜組件4.5反滲透反滲透2022-5-27中空纖維式4.5反滲透反滲透2022-5-274.5反滲透反滲透2022-5-27卷式 膜組件的優(yōu)點(diǎn): 1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、比表面積大、裝填密度高；2)價(jià)格低、操作費(fèi)用低；3) 適合低流速、低

34、壓下操作。卷式 膜組件的缺點(diǎn): 1) 制作工藝復(fù)雜，膜清洗困難；2)易污染易堵塞，料液需預(yù)處理。4.5反滲透反滲透2022-5-27反滲透膜的清洗4.5反滲透反滲透 膜在使用后，由于分離物質(zhì)及其他雜質(zhì)在膜表面會(huì)逐漸積聚，對(duì)膜造成污染和堵塞，膜的有效清洗是延長(zhǎng)膜使用壽命的重要手段。常用的清洗方法:化學(xué)清洗物理清洗2022-5-27物理清洗法4.5反滲透反滲透等 壓 清洗法 即關(guān)閉出水閥門，打開濃縮水出口閥門，靠增大流速?zèng)_洗膜表面，該法對(duì)去除膜表面上大量松軟的雜質(zhì)有效。 高純水 清洗法 由于水的純度增高，溶解能力加強(qiáng)。清洗時(shí)可先利用進(jìn)水沖去膜面上松散的污垢，然后利用純水循環(huán)清洗。 反 向 清洗法即

35、清洗水從膜的出口進(jìn)入并透過(guò)膜，沖向濃縮口一邊，采用反向沖洗法可以有效的去除覆蓋層，但反沖洗時(shí)應(yīng)特別注意，防止超壓，避免把膜沖破或者破壞密封粘接面。 2022-5-27化學(xué)清洗法4.5反滲透反滲透酸溶液 清 洗 鹽酸、檸檬酸、草酸等，調(diào)配溶液的PH=23，利用循環(huán)清洗或者浸泡0.5h1h后循環(huán)清洗，對(duì)無(wú)機(jī)雜質(zhì)去除效果較好。 堿溶液 清 洗 NaOH ，調(diào)配溶液的PH=1012左右，利用水循環(huán)操作清洗或浸泡0.5h1h后循環(huán)清洗，可有效去除蛋白質(zhì)及油脂等有機(jī)物質(zhì)。 氧化劑 清洗劑 利用1%3%H2O2、 50500mg/L NaClO 等水溶液清洗超濾膜，可以去除污垢，殺滅細(xì)菌。H2O2和NaCl

36、O是常用的殺菌劑。 加 酶 洗滌劑 如0.5%1.5%胃蛋白酶、胰蛋白酶等，對(duì)去除蛋白質(zhì)、多糖、油脂類污染物質(zhì)有效。 鍋爐化學(xué)清洗 鍋爐水處理是保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要措施，必須堅(jiān)持以防垢為主，不能以化學(xué)清洗代替正常的鍋爐水處理工作。雖然目前的化學(xué)清洗日趨完善，緩蝕劑的緩蝕效率能達(dá)到99以上，但還不足以完全防止對(duì)鍋爐的腐蝕。因而，對(duì)于鍋爐不能頻繁地化學(xué)清洗，低壓鍋爐清洗規(guī)則中規(guī)定，每臺(tái)鍋爐每臺(tái)鍋爐酸洗時(shí)間間隔不宜少于二年。酸洗時(shí)間間隔不宜少于二年。鍋爐化學(xué)清洗的條件新建鍋爐運(yùn)行前必須進(jìn)行化學(xué)清洗（堿洗、酸洗）。運(yùn)行鍋爐符合下列條件之一時(shí)，方可進(jìn)行酸洗。鍋爐受熱面被水垢覆蓋80以上，并且平均水

37、垢厚度達(dá)到或超過(guò)下列數(shù)值： 對(duì)于無(wú)過(guò)熱器的鍋爐：1mm。 對(duì)于有過(guò)熱器的鍋爐：0.5mm。 對(duì)于熱水鍋爐：1mm。鍋爐受熱面有明顯的油污和鐵銹。酸洗除垢機(jī)理1.溶解作用，鹽酸容易與碳酸鹽水垢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成易 溶解的氯化物，是這類水垢溶解。2.剝離作用，鹽酸能溶解金屬表面的氧化物，從而破壞金屬與水垢之間的結(jié)合。3.氣掀作用，鹽酸與碳酸鹽水垢作用所產(chǎn)生的大量的二氧化碳，在逸出過(guò)程中，對(duì)于溶解或溶解速度較慢的垢層，具有一定的掀動(dòng)力，使之從管壁上脫落下來(lái)。4.疏松作用，對(duì)于含有硅酸鹽的混合水垢，雖然它們不能與鹽酸反應(yīng)而溶解，但當(dāng)摻雜在水垢中的碳酸鹽和鐵的氧化物溶解在鹽酸溶液中后，殘留的水垢就會(huì)變得疏松，在流動(dòng)酸洗情況下，它們很容易被沖洗下來(lái)。不同水垢厚度應(yīng)選擇酸液的濃度水垢厚度（mm）0.50.51.01.01.51.52.025510鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù) 355667781012酸液溫度對(duì)鋼鐵腐蝕速度的影響溫度（）20304050607080腐蝕速度（gh）0.320.420.600.901.763.055.67腐蝕速度比較倍數(shù)1.01.31.92.85.39.817.7鍋爐化學(xué)清洗的方式 有靜態(tài)浸泡和流動(dòng)清洗或者兩種相