《工业水的预处理培训课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工业水的预处理培训课件（110页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、情景引入： 民间净化水工艺？ 沉淀 、过滤 、煮沸和消毒 、 明矾净水是过去民间经常采用的方法,预处理中的“预”，是相对于离子交换系统和反渗透系统等除盐工艺而言的。 混凝处理、沉降、澄清和过滤处理，以除去悬浮物和胶体为主要目的，习惯上称它们为水的预处理。,工业水的预处理,第一节 水的混凝处理 第二节 水的沉淀和澄清处理 第三节 水的过滤处理 第四节 生活用水的消毒处理 第五节 微滤和超滤,第一节 水的混凝处理,混凝处理： 就是在水中投加适当的化学药剂，使水中微小的悬浮物以及胶体结合成大的絮凝体，并在重力作用下沉淀分离出来。投加的化学药剂称为混凝剂。,一、胶体的稳定性与脱稳 1胶体的稳定性 水中
2、胶体具有稳定性的原因有以下三种。 胶体颗粒的动力稳定性。布朗运动 胶体颗粒的带电现象 黏土(硅酸)、细菌及蛋白质一类的高分子有机化合物带有负电荷；金属铝和铁的氢氧化物等带有正电荷。 胶体颗粒的溶剂化作用,胶体颗粒的溶剂化作用 按其对溶剂(水)的亲合力强弱，分为亲水性胶体和憎水性胶体。亲水性胶体在水中保持稳定性的原因是在胶体颗粒表面上有一个具有一定厚度的水膜。水膜具有定向排列结构，当两个亲水性胶体颗粒相碰时，水膜被挤压变形，但因水膜有力图恢复原定向排列结构的能力，而使水膜具有弹性，从而使两个相碰撞的胶体颗粒“擦肩而过”而不凝聚。 亲水胶体主要是一些高分子的有机化合物。 憎水胶体颗粒(无机胶体)在
3、水中的稳定性在于它的带电性。,2胶体颗粒的双电层结构,2胶体颗粒的双电层结构 胶核、吸附层和扩散层组成的整体称胶团 双电层是由吸附层和扩散层两个部分组成的, 胶团呈中性。 随胶核一起运动的部分称为胶粒，在这里存在一滑动界面。所谓胶体带电，实际上是胶粒带电。 在胶体微粒与水溶液之间实际上有三种不同的电位：胶核表面处的电位、吸附层与扩散层分界处的电位d、滑动界面处的电位即电位。 电位越大，胶粒越不易聚集,3胶体的脱稳 (1) 投加带高价反离子的电解质。 (2) 投加带相反电荷的胶体。 (3) 投加高分子絮凝剂。 单纯投加高分子絮凝剂的方式在火电厂并不常用，一般是配合第一种方法来使用，称为助凝。使用
4、的助凝剂（絮凝剂）一般为聚丙烯酰胺。 二、混凝处理原理 1混凝处理过程 胶体颗粒脱稳、絮凝两个阶段,2混凝处理原理 具有低电荷高聚合度的多核羟基络合离子，由于分子结构呈链状，可通过吸附架桥作用发生凝聚； 具有高电荷低聚合度的多核羟基络合离子，可通过电性中和，压缩双电层，降低电位，减少胶体颗粒之间的斥力，使颗粒之间发生碰撞而凝聚； 天然水体中的pH值一般在6.57.8之间，此时以聚合度很大的氢氧化物沉淀为主，由于它的表面积大，吸附能力强，可通过与水中脱稳的胶体颗粒发生吸附，形成网状沉淀物，进一步卷扫、网捕水中胶体颗粒及SiO2和有机物，形成共沉淀。,三、混凝剂及助凝剂 无机盐类混凝剂 明矾(硫酸
5、铝钾)、硫酸铝等铝盐； 硫酸铁、三氯化铁和硫酸亚铁等铁盐 无机高分子类混凝剂 聚合铝、聚合铁、聚合铝铁等 目前火电厂常用的混凝剂为聚合铝或聚合铁，无机盐类混凝剂已经很少使用。聚合铝是目前火电厂应用最广泛的一种混凝剂 ？,碱化度(或盐基度)，以B表示，即 Bc(OH-)/c(1/3 Al3+) 聚合铝混凝剂具有以下特点: (1) 混凝反应速度快；烧杯试验发现，反应速度最快时仅10s即有矾花生成。 (2) 与硫酸铝等混凝剂相比，PAC的剂量范围广，在处理大多数地表水时，维持20100mg/L的剂量都可以取得良好的混凝效果。 (3) 低温混凝效果明显优于硫酸铝、氯化铁等无机盐类混凝剂。 (4) 适用
6、的pH值范围比铝盐、铁盐广。,四、影响混凝效果的工艺条件,1pH值的影响 2混凝剂剂量 3原水水质 4水力条件 5水温的影响 6接触介质的影响,五、混凝试验(烧杯试验) 求取最佳pH值和混凝剂最佳剂量 启动搅拌器，将搅拌转速控制在140r/min左右。待稳定后，同时向各烧杯中加入已确定量的混凝剂溶液，以140r/min左右的搅拌速度，持续2min。然后将搅拌器的转速降至40r/min左右，持续15min后停止搅拌。使水样静止沉淀，观察絮凝体形成和沉降的情况，待半个小时后取水样分析，根据试验结果求取最佳pH值和混凝剂最佳剂量,六、混凝处理设备 1混凝剂的溶解与配制 搅拌措施：人工搅拌 利用水对固
7、体药剂的冲击进行搅拌。 用电机带动搅拌叶轮进行搅拌。 用水泵进行水力搅拌。 用压缩空气鼓泡搅拌。,图 配制混凝剂的搅拌方式 (a)水力冲击搅拌；(b)机械搅拌；(c)水泵循环搅拌,2混凝剂的投加 混凝剂的投加方式 重力式和压力式 前者利用溶液箱与投药点的落差，使药液自流进入泵前的吸水管内或沉淀池和澄清设备的进水管内；后者是用水射器(喷射泵)或计量泵将药液加到设备的进水管上。 下图所示为固体混凝剂的溶解配制投加系统。,1溶解箱；2过滤器；3溶液泵；4压力表；5计量箱；6计量泵；Kl溶解箱加水阀；K2溶解箱排空阀；K3排污阀；K4溶液泵进口阀；K5循环阀；K6溶液泵后出口阀；K7计量箱加水阀；K8
8、计量箱排空阀；K9计量泵进口阀；K10计量泵出口阀,3药液与水的混合 (1) 水泵混合 (2) 管道混合 (3) 管式混合器混合 (4) 机械搅拌混合 (5) 分流隔板混合池 4反应池(絮凝池) (1) 隔板式反应池 (2) 机械反应池,第二节 水的沉淀和澄清处理,沉降(沉淀)：水中固体颗粒在重力的作用下，从水中分离出来的过程。固体颗粒可以是水中泥砂、黏土颗粒、在混凝处理中生成的絮凝物。 固体颗粒在沉降与澄清过程中常有四种情况：当水中固体颗粒浓度较小时，沉降过程可以按絮凝性的强弱分成离散沉降和絮凝沉降；当颗粒浓度较大而且颗粒具有絮凝性时，呈层状沉降；当浓度很大时，颗粒呈压缩状态。,一、沉淀处理
9、及设备 斜管和斜板式沉淀池 1.结构,这是沉降池。图为絮凝之后的水，是从沉降池底部流入，到池子上部水已很清了。,沉降池,2.原理 斜管和斜板式沉淀池之所以能提高沉降效率，主要有以下原因： 加装斜板或斜管后，改善了水力条件，水流比较稳定，不易产生涡流，有利于颗粒的沉降； 增加了沉淀面积，缩短了颗粒沉降距离，沉降时间大大缩短。 3.沉淀池的运行和维护 （1）沉淀池投运前的准备工作 （2）投运概述,缓慢开启沉淀池进水阀，调整阀门开度25%。 调整混凝剂加药泵流量至正常值的23倍，向沉淀池进水的同时加入混凝剂。 待水位上升至正常位置后，应减小进水流量。 出水水质正常后，根据用水量及水质情况逐步调整进水
10、量和加药量。 初期出水水质较差。不合格出水不得引入滤池 （3）正常运行 注意排泥，监测流量、压力，浊度 （4）运行调整,二、澄清处理及设备 澄清处理：将混凝和沉淀两个过程在同一个设备中完成的水处理工艺 泥渣悬浮式澄清池和泥渣循环式澄清池 常用机械搅拌澄清池和水力循环澄清池,2澄清池的运行控制要点 加药、排污和调节回流比 (1) 稳定的加药。加药药品的种类和剂量一般是通过混凝试验来确定的。 (2) 泥渣循环量。泥渣循环量(回流量)的大小直接决定了澄清池运行的好坏，可以通过涡轮转速来进行调节，所以实际运行时应当控制好调速装置以使回流量在适当的范围内。根据一般经验，回流的泥渣量约为进水流量的24倍，
11、该数值有时会随进水水质变化而变化。,(3) 排泥量。为了维持澄清池中泥渣的平衡，必须定期自池中排除一部分泥渣。 排泥方法：通过刮泥板的转动，将回流泥渣中沉降于池底的泥渣(多为大颗粒失去活性的泥渣)转移至池中央排泥斗排出。可采用手动排泥、控制时间定期排泥、根据泥渣层高度自动排泥、根据泥渣浓度自动排泥方式 泥渣层渣面高度的最适宜位置是在第二反应室出口或稍上位置，距池顶留有11.5米深的清水层。 泥渣浓度可用沉降比表示，第二反应室的最佳沉降比视具体情况确定，一般5min沉降比在5%20%,当泥渣层太高时，应当增加排污；当泥渣沉降比太大，沉降特性不好时，也应加大排污，以便排走小颗粒泥渣，重新进行积渣；
12、当泥渣层太低及泥渣沉降比太小时，则应减少排污；当泥渣有异样，如变黑、发臭、大块上浮时，也应加大排污，逐步更新泥渣层。另外，也可通过澄清池两侧的排泥装置排除泥渣浓缩区的泥渣。 此外，水温的波动，对出水水质有较大的影响。,3澄清池初次投运注意事项 (1) 尽快形成所需泥渣浓度。 (2) 逐步提高转速，加强搅拌。如泥渣松散、絮粒较小或水温、进水浊度低时，可适当投加助凝剂或粘土促使泥渣层尽快形成；也可将另一正在运行的澄清池的泥渣加入初次投运的澄清池中，以缩短泥渣形成的时间。 (3) 确定搅拌机开启度和转速。在不扰动澄清区的情况下尽量加大转速和开启度。 (4) 在形成泥渣的过程中，应经常取水样测定池内各
13、部位的泥渣沉降比。泥渣形成后，出水浊度达到设计要求，可逐步减少加药量至正常值，然后逐步增大进水量。每次增加水量不宜超过设计水量的20%。水量增加间隔不小于1小时，待水量增至设计负荷后，应稳定运行不小于48小时。 (5) 当泥渣层渣面高度接近导流筒出口时开始排泥，控制第二反应室泥渣5min沉降比在1020%。,4机械加速澄清池的运行 (1) 机械加速澄清池的投运。投运前30min启动澄清池搅拌机，搅动底部沉积的泥渣层，有利于活性泥渣的生成。然后，启动生水泵、生水泵出口门、澄清池进水门(根据进水水温，决定是否开生水加热器)，向澄清池进水，不合格水从澄清池溢流管排放；同时启动加药泵，并根据进水浊度及
14、进水流量调节加药量。若空池投运时，待搅拌电机涡轮完全浸入水中时，启动搅拌机，调节转速为10r/min左右。,(2) 正常运行。澄清池应保持稳定的加药量和合格的出水质量，应每隔24h记录一次进水流量、压力，测定一次进、出水浊度，pH值及各部位泥渣沉降比。澄清池的负荷应稳定，不宜大幅度波动。进入澄清池的水应无空气，以避免由于空气的扰动而影响澄清池的出水质量。当澄清池需要提高(或降低)负荷运行时，每次增加水量不超过额定水量的20，间隔不得低于0.5h。澄清排泥一般每天排放12次，排泥时间不宜过长，以免活性泥渣排出太多，影响澄清池的正常运行。 (3) 停池后重新运行。见书上如停运时间很长，则应将池内泥
15、渣排空。,机械加速澄清器容易发生哪些问题? 答：(一)设备结构方面的问题 1)集水槽水平度不好，出水偏流。 2)伞形罩底部回流缝宽窄不一，影响了水的均匀回流。 (二)运行中的问题 (1)加药剂量不稳定。 (2)澄清器提高出力时调整幅度过大，使得澄清池发生翻池。 (3)泥渣回流因通道堵塞而中断。 (4)冬季加热期间容易“翻池”。 (5)冬季加热期间，水中带气泡，出水浊度增大。 (6)排泥不及时。,(三)室外澄清池容易碰到的问题 建在室外的澄清器最容易发生的问题是“翻池”。在夏季因阳光直射一部分池面引起翻池；冬季池内的水温高于环境温度，进水温度高，池面和靠近池壁处低，也容易引起翻池。 (四)设计方
16、面的问题 有些电厂的澄清池进水为循环水出水，欲利用循环水的高水温，省去了生水加热器。但是，由于循环水水温因汽轮机的负荷变化而波动，造成澄清器进水温度的频繁波动，容易引起翻池。因此，应设置独立的生水加热器。,如何判断澄清器的混凝剂剂量是否合适? 合理的剂量通常通过烧杯试验来确定。 在澄清池运行中，如果发现出水混浊(外观与进水相似)，反应区没有泥渣或者泥渣浓度很低，一般都是剂量不足造成的。混凝剂剂量不足，不能使全部胶体脱稳，形不成絮体或者絮体形成时间长、尺寸小而且浓度很低，处理效果很差。 如果发现处理后的水质澄清透明，浊度很低，但水中残留很多白色的氢氧化铝絮体(这些絮体是半透明的，对浊度值影响很小)，一般是混凝剂量太大所致。因为混凝剂剂量过高，产生了大量的金属氢氧化物沉淀，澄清器反应区和分离区的泥渣浓度很高，活性较强，除浊效果很好。但此条件下形成的絮凝体的密度较低，泥渣层上涨很快，排泥频率增加，水耗相应增大。同时，水中残留的铝离子或铁离子浓度较高，不利于下一级处
