工業(yè)給水處理工程概述

1、工業(yè)給水處理工程概述第1頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三課程安排：16學(xué)時成績計算方法：平時成績占20%包括：出勤率、課堂紀(jì)律情況考試占80%。第2頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三引言：關(guān)于課程的設(shè)置1）工業(yè)給水處理工程是水質(zhì)工程學(xué)的一部分，將其獨(dú)立為一門課程，便于系統(tǒng)地學(xué)習(xí)工業(yè)用水處理的知識。第3頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三2）工業(yè)迅速發(fā)展的需要 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,各行各業(yè)不僅需要的水量越來越大，對用水水質(zhì)的要求也越來越高,導(dǎo)致工業(yè)給水處理技術(shù)在近些年有較快地發(fā)展,出現(xiàn)了新的理論、新的工藝和設(shè)備。3) 水資源緊缺的

2、需要 需要我們更加珍惜水資源，盡量回用水，減少水的浪費(fèi)。如循環(huán)冷卻水，需要我們不斷研究更好的水質(zhì)保障技術(shù)和冷卻技術(shù)。鋼廠高壓水沖洗罐體納濾處理設(shè)備第4頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三20002007年，全國工業(yè)用水量由1138億m3增加到1402億m3，增長了23.2%。生活用水量577億m3增加到670，增長了17.5%。第5頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三水資源世界：1.3861018m3 淡水6人類可利用的淡水資源僅為4.71015m3 我國 水資源總量不算少，我國水資源總量少于巴西、俄羅斯、加拿大、美國和印度尼西亞，居世界第六位。 我國人

3、均占有地表水資源約2700立方米，居世界第88位 ；人均可利用水資源不及世界人均水資源量的1/4。 總量豐富而人均水資源量匱乏； 水資源時空分布不均； 資源性缺水與污染性缺水并存。第6頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三主要參考書目：1. 李圭白，張杰.水質(zhì)工程學(xué)，中國建筑工業(yè)出版社，20052. 周本省.工業(yè)水處理技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，北京，19973.給水排水和中國給水排水雜志中“工業(yè)給排水”欄目4.給水排水設(shè)計手冊（第四冊）5./index_gps.htm、 http：/、 在線給水排水等。第7頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三1.1 工業(yè)用水的

4、含義、分類和水質(zhì)要求一、工業(yè)用水的含義CJ40-1999工業(yè)用水分類及定義 社會總用水量可分為工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水和城鎮(zhèn)生活用水三個部分。 所謂工業(yè)用水，是指工礦企業(yè)的各部門在工業(yè)生產(chǎn)過程（或期間）中，制造、加工、冷卻、空調(diào)、鍋爐等處使用的水及廠內(nèi)職工生活用水 的總稱。第一章工業(yè)給水處理工程概述第8頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三二、工業(yè)用水對水質(zhì)的基本要求滿足生產(chǎn)用途的需要；保證產(chǎn)品的質(zhì)量；同時不會產(chǎn)生副作用，造成生產(chǎn)故障，損害技術(shù)設(shè)備。第9頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三三、工業(yè)用水的分類（一）按工業(yè)部門分類 主要是按不同工業(yè)部門即行業(yè)進(jìn)行分類

5、，按國標(biāo)國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類和代碼中規(guī)定并結(jié)合工業(yè)行業(yè)實際情況進(jìn)行分類。如鋼鐵行業(yè)、造紙行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)、火力發(fā)電行業(yè)等。第10頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三（二）按生產(chǎn)過程主次分 國標(biāo)評價企業(yè)便用水技術(shù)通則中將工業(yè)用水分為主要生產(chǎn)用水、輔助生產(chǎn)用水（機(jī)修、鍋爐、運(yùn)輸?shù)龋?，附屬生產(chǎn)用水（包括廠內(nèi)的生活用水）。第11頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三（三）按水的用途分類1、生產(chǎn)用水：直接用于工業(yè)生產(chǎn)的那部分水。包括簡介冷卻水、工藝用水、鍋爐用水。2、生活用水：廠區(qū)和車間內(nèi)職工生活用水及其他用途的 雜用水統(tǒng)稱為生活用水。第12頁，共43頁，2022年，5月

6、20日，3點(diǎn)29分，星期三（1）間接冷卻水：工業(yè)生產(chǎn)過程中，為保證生產(chǎn)設(shè)備能在正常溫度下工作，吸收或轉(zhuǎn)移生產(chǎn)設(shè)備多余熱量需要使用到冷卻水（占到了工業(yè)用水總量的70%以上），當(dāng)此冷卻水與被冷卻介質(zhì)之間由熱交換器壁或設(shè)備隔開時，則稱為間接冷卻水。（2）工藝用水：在工業(yè)生產(chǎn)中，用來制造、加工產(chǎn)品以及制造、加工工藝過程有關(guān)的這部分用水稱為工藝用水。包括：產(chǎn)品用水、洗滌用水、直接冷卻水和 其他水。（3）鍋爐用水：為生產(chǎn)工藝或采暖、發(fā)電需要產(chǎn)汽的鍋爐用水及鍋爐水處理用水統(tǒng)稱為鍋爐用水。包括：鍋爐給水、鍋爐水處理用水。第13頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三產(chǎn)品用水：指生產(chǎn)過程中，作為

7、產(chǎn)品原料的那部分水（液態(tài)水或產(chǎn)品的組成部分或參加化學(xué)反應(yīng)）。啤酒生產(chǎn)工藝流程第14頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三洗滌用水：指生產(chǎn)過程中對原材料、物料、半成品進(jìn)行洗滌處理的水。木薯淀粉工藝 第15頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三直接冷卻水：指生產(chǎn)過程中，為滿足工藝過程需要，使產(chǎn)品或半成品冷卻所用的，與之直接接觸的冷卻水（包括調(diào)溫、調(diào)濕使用的直流噴霧水）其他水:指上述用水以外的工藝用水。第16頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三鍋爐給水：直接產(chǎn)生工業(yè)蒸汽而進(jìn)入鍋爐的水。包括：冷凝水和經(jīng)化學(xué)水處理（軟化或除鹽）后的補(bǔ)給水典型的鍋筒

8、式鍋爐回路 第17頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三鍋爐水處理用水：處理鍋爐補(bǔ)給水的化學(xué)水處理工藝所用的再生、沖洗等用水。第18頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三 （四）按水質(zhì)分類 根據(jù)各工業(yè)部門對水質(zhì)的不同要求，按水可分為：原水、軟化水、脫鹽水、純水、超純水。1、原水 指未經(jīng)過處理的水。從廣義來說，對于進(jìn)入水處理工序前的水也稱為該水處理工序的原水。例如由水源送入澄清池處理的水稱為原水。 3、軟化水 軟化水是指將水中硬度（主要指水中鈣、鎂離子）去除或降低一定程序的水。水在軟化過程中，僅硬度降低，而總電解質(zhì)含量不變。 第19頁，共43頁，2022年，5

9、月20日，3點(diǎn)29分，星期三3、脫鹽水 cm,含鹽量為1-5mg/L。4、純水 指水中的強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)去除或降低到一定程序的水。其電導(dǎo)率為：0.11.0s/cm, 電阻率1.0-10Mcm ，含鹽量10Mcm,含鹽量為0.1mg/L。第21頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三1.2 工業(yè)給水處理的重要性 工業(yè)給水處理就是將水質(zhì)處理到能滿足企業(yè)內(nèi)部不同工藝、不同設(shè)備對水質(zhì)的要求，保證企業(yè)生產(chǎn)正常進(jìn)行。如果處理達(dá)不到這種要求，則會對產(chǎn)品、設(shè)備生產(chǎn)一系列的危害，主要有以下幾點(diǎn)：（1）影響產(chǎn)品質(zhì)量(電子工業(yè)會影響集成電路質(zhì)量；影響印染產(chǎn)品色澤不均)（2）影響設(shè)備安全（鍋爐爐管內(nèi)

10、結(jié)垢、腐蝕，發(fā)生爆管）（3）降低效率、浪費(fèi)能源 （熱交換器結(jié)垢影響傳熱效率）（4）影響人們健康（食品和飲料行業(yè)） 所以，現(xiàn)代的工業(yè)企業(yè)，都需要重視用水的水質(zhì)及相應(yīng)的水處理工作，這是保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高效率、保護(hù)設(shè)備的重要條件。第22頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三1.3 工業(yè)用水的水源一、地表水 地表水通常包括河水、湖水、水庫水。這些水主要由雨水、冰川融水和泉水等地面徑流匯合而成，地表水水質(zhì)易受氣候、季節(jié)影響大，也易受工業(yè)廢水和生活污水排放的污染物的影響，水質(zhì)波動大，懸浮物多，水中生物及微生物多。因此，對以地表水為水源的工業(yè)企業(yè)，應(yīng)定期的對水源水質(zhì)進(jìn)行分析，通常每月一次，

11、建立水源水質(zhì)資料檔案。第23頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三二、地下水 地下水即通常所說的井水或泉水。它是雨水或地表水經(jīng)過地層的滲流而形成的。地下水由于與外界隔絕，水質(zhì)受氣候、季節(jié)影響小，水質(zhì)穩(wěn)定，濁度低有機(jī)物少、微生物少，含鹽量相對較高。由于井水水質(zhì)穩(wěn)定，可每季度一次建水源水質(zhì)檔案。第24頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三三、城市自來水 由于經(jīng)濟(jì)成本問題，使用城市自來水作水源的都是用水量較少的中小型企業(yè)，有時僅是企業(yè)的某個車間、工段。 城市自來水的水質(zhì)穩(wěn)定，應(yīng)符合生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，受氣候影響非常小。工業(yè)企業(yè)用水從管網(wǎng)上引出，水質(zhì)多少會受管道的影

12、響，也應(yīng)對其水質(zhì)進(jìn)行定期分析，建立檔案。第25頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三四、海水 海水水質(zhì)差，含可溶鹽多，但水質(zhì)穩(wěn)定。沿海地區(qū)的工業(yè)企業(yè)，經(jīng)常取用海水作冷卻水；某些淡水資源緊缺的地區(qū)，也可以取用海水，進(jìn)行淡化處理后，作工業(yè)的其他用途，但其費(fèi)用昂貴。第26頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三五、處理過的城市污水 有些缺水地區(qū)的工業(yè)企業(yè)直接將城市生活污水二級處理后的出水或經(jīng)三級處理后的出水作冷卻水的水源；作為工藝用水的水源，需要在二級出水的基礎(chǔ)上更進(jìn)一步深度處理，達(dá)到相應(yīng)工藝用水的水質(zhì)要求，在技術(shù)上要求上，在經(jīng)濟(jì)上處理費(fèi)用也較高。第27頁，共43頁

13、，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三1.4 工業(yè)給水處理中的重要水質(zhì)指標(biāo)一、含鹽量、溶解性固體和電導(dǎo)率 將濾去懸浮物的水在水浴上蒸發(fā)至干，然后在105110下恒重，得到的固體物質(zhì)量即為水的溶解性固體, 單位是mg/L 。 水的含鹽量嚴(yán)格講是指水中溶解的無機(jī)鹽的總量，它是通過水質(zhì)全分析，根據(jù)所測量的水中的全部陽離子和全部陰離子量通過計算而得到的。單位是mg/L。第28頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三 水中溶解的帶電荷離子在電場作用下會移動，即有電流通過，因而水是導(dǎo)電的，水的導(dǎo)電能力即電導(dǎo)率，電導(dǎo)率大小與水中帶電離子量成正比，故可以用電導(dǎo)率反映水中溶解的離子含量。電

14、導(dǎo)率的單位是S/cm 與測定水的溶解固體和含鹽量相比，電導(dǎo)率方法簡便、快速、靈敏度高，又不破壞水樣，所以得到廣泛應(yīng)用，特別適應(yīng)于工業(yè)水處理的過程監(jiān)測。在區(qū)分水的純度是一個重要的指標(biāo)。第29頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三三、堿度和酸度 水的堿度是指水中能接受強(qiáng)酸中H+或與之發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)的量，包括堿及強(qiáng)堿弱酸鹽，比如NaOH、NaHCO3等。按測量方法不同，堿度有甲基橙堿度和酚酞堿度兩種，單位為mmol/L。要注意區(qū)別堿度和堿性及pH之間的不同。堿度包括堿但不全是堿，而且大多數(shù)情況下堿度僅由強(qiáng)堿弱酸鹽組成。含有強(qiáng)堿的水堿性強(qiáng)，pH也高，但堿度不一定高；而堿度高的水、堿性

15、不一定強(qiáng)，pH也不一定高。第30頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三 水的酸度是指水中能接受強(qiáng)堿中OH-或與之發(fā)生反應(yīng)原物質(zhì)的量。水酸度的測定是用NaOH來滴定，指示劑可以用酚酞也可用甲基橙。用酚酞時，測定結(jié)果包括水中的強(qiáng)酸（如HCl）、弱酸（如CO2）及強(qiáng)酸弱堿鹽（如Fe Cl3），測得的酸度為總酸度。用甲基橙作指標(biāo)劑時，測定結(jié)果僅為水中的強(qiáng)酸（或某些強(qiáng)酸弱堿鹽），此時稱為強(qiáng)酸酸度，有時強(qiáng)酸酸度也簡稱為酸度。第31頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三三、硬度、碳酸鹽硬度、非碳酸鹽硬度、負(fù)硬度 硬度通常是指水中鈣、鎂離子的總含量，因為它們能形成堅硬的水垢

16、，所以叫硬度。相反，去除水中鈣、鎂離子的過程則稱為軟化，去除鈣、鎂離子的水則稱為軟化水。硬度的常用的單位是mmol/L（C(1/2Ca2+)或（1/2Mg2+），但目前還在使用其他一些單位，比如：mgCaCO3/L: 是將水中硬度離子全部換算成CaCO3，計算以mg/L為單位的濃度，1mmol/L=50mg CaCO3/L。 德國度（。G）: 指水中硬度離子全部換算成CaO,計算mg/L為單位的濃度，每10mgCaO/L為1。G，1mmol/L=2.8。G。第32頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三 水的碳酸鹽硬度是指水中與HCO3-結(jié)合的鈣、鎂離子的量。碳酸鹽硬度在水受熱

17、時會以垢形式析出，也稱為暫時硬度。 非碳酸鹽硬度是指水中與Cl-、SO42-、NO3-相結(jié)合的鈣、鎂離子的量。非碳酸鹽硬度在水受熱甚至在煮沸時不析出垢，亦稱為永久硬度。 在一般天然水中，由于HCO3-就是水的堿度，故可以用堿度和硬度兩項指標(biāo)求出碳酸鹽硬度、非碳酸鹽硬度和負(fù)硬度。 負(fù)硬度是指水中堿度比硬度大時，堿度與硬度結(jié)合成碳酸鹽后剩下的部分，即與鈉、鉀結(jié)合的部分，所以負(fù)硬度代表的是鈉或鉀的重碳酸鹽。第33頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三 硬度是水質(zhì)的一個重要指標(biāo)。生活用水與生產(chǎn)用水均對硬度指標(biāo)有一定的要求，特別是鍋爐用水中若含有硬度鹽類，會在鍋爐受熱面上生成水垢，從而

18、降低鍋爐熱效率，增大燃料消耗，甚至因金屬壁面局部過熱而燒損部件、引起爆炸。對于低壓鍋爐，一般要進(jìn)行水的軟化處理；對于中、高壓鍋爐，則要求進(jìn)行水的軟化與脫鹽處理。第34頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三1.5 天然水中雜質(zhì) 自然界中的水一直處于不停的運(yùn)動中，并保持循環(huán)狀態(tài)（自然循環(huán)和社會循環(huán)）。水在這些循環(huán)運(yùn)動中，與大氣塵埃、土壤、巖石、礦物以及各種污染物接觸，還會滋生細(xì)菌和各種水生生物。因此，天然水中雜質(zhì)按其顆粒大小可分為：懸浮物、膠體和溶解性物質(zhì)。其中溶解性物質(zhì)又包括溶解性氣體、溶解性無機(jī)離子、溶解性有機(jī)物質(zhì)三種。 第35頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分

19、，星期三（1）懸浮物：通常指水體中粒徑大于100nm（0.1um）以上的顆粒稱為懸浮物，屬于肉眼可見或光學(xué)顯微鏡下可見物。 包括：泥沙、黏土、藻類、細(xì)菌及動植物肢體。（2）膠體：指水體中尺寸約1100nm的顆粒。由于顆粒較小，沉速很慢，依靠重力很難達(dá)到沉降的目的，再加上膠體顆粒帶有電荷以及布朗運(yùn)動的影響，使水體中膠體顆粒非常穩(wěn)定，不能用自然沉降的方法去除。 按成分分為：無機(jī)膠體、有機(jī)膠體和混合膠體。無機(jī)膠體多位硅、鋁、鐵的化合物、復(fù)合物及其聚合體；有機(jī)膠體多為大分子的有機(jī)物，天然水中常見的腐殖質(zhì)、蛋白質(zhì)類的有機(jī)膠體；混合膠體多為無機(jī)膠體上吸附了大分子有機(jī)物構(gòu)成。第36頁，共43頁，2022年，

20、5月20日，3點(diǎn)29分，星期三（3）溶解性物質(zhì)1）水中溶解氣體二氧化碳CO2地表水一般僅為510mg/L；地下水達(dá)到幾十mg/L到幾百mg/L。溶解氧：來自于大氣和水生生物的光合作用。氮：主要來源于工業(yè)和生活污水中的污染物。天然水體中含量為零到幾個毫克。硫化氫H2S：地下水中有時含有硫化氫，與地下水流經(jīng)地質(zhì)環(huán)境有關(guān)（如油田地質(zhì)）；地表水中的硫化氫主要來源于工業(yè)污水和生活污水排放的含硫化合物。甲烷氣體：天然水體中含量較少，主要是有機(jī)污染物的厭氧分解產(chǎn)生的。第37頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三2）溶解的無機(jī)離子天然水體中溶解的無機(jī)離子有陽離子：K Na Ca2+ Mg2+

21、陰離子：HCO3- CO32- SO42- Cl- 含量占水中總無機(jī)離子的95%以上。除此外還有其他的無機(jī)離子，含量均較低，在mg/L級及以下。主要來源于地層中的礦物和巖石。3)溶解的有機(jī)質(zhì)分溶解態(tài)、膠態(tài)和懸浮態(tài)三種。主要來自工業(yè)和生活排放物，動植物肢體，微生物、動植物和微生物代謝的產(chǎn)物等。通常采用水通過0.45um或0.15um孔徑濾膜后的水中有機(jī)物當(dāng)作溶解態(tài)有機(jī)物。以總有機(jī)碳TOC表示的話，一般在幾個mg/L以上，地下水中有機(jī)物含量少，CODmn為1mg/L左右。第38頁，共43頁，2022年，5月20日，3點(diǎn)29分，星期三1.6 天然水水質(zhì)分類 天然水是指天然形成的、未經(jīng)任何人工處理或污染的水。對于天然水水質(zhì)分類目前無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同行業(yè)、不同用途往往有不同分類方法，下面介紹幾種常見的分類方法。一、按含鹽量分類