《水处理论文综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水处理论文综述（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1文献综述21.1包钢尾矿坝废水现状特征21.2钢铁工业废水回用现状与差距21.21钢铁工业用水与废水回用现状21.22钢铁工业用水回用技术与差距31.2用于循环冷却水处理剂性能评价方法31.21高炉循环冷却水特点与相关水质标准31.3缓蚀阻垢性能的测定方法41.31缓释性能的测定方法41.32缓蚀剂41.33阻垢性能的测定方法51.34阻垢剂51.4循环冷却水的阻垢缓蚀研究现状51.41国内研究现状51.42国外研究现状71.5选题的目的及意义91.51选题的冃的91.52选题的意义91.53研究内容10154试验仪器与设备10155试验药剂111.6参考文献121文献综述1.1包钢尾矿坝渗
2、漏水现状特征包钢尾矿库位于包头市昆都仑区以西的包钢场区西南部。库坝呈矩形，为四 而围坝而成的平地型尾矿库，南北长3.5km,东西宽约3.2km,坝体总长11.5km, 库区而积约为10km2,为内蒙古自治区最大的尾矿库之一。尾矿库于1955年开 始建设，1963年建成投入使用至今已存放了大量的尾矿资源。库区南距包兰铁 路250400m,北部为九原区工业园区，邻近110国道，东与包钢热电厂的第 一灰渣场毗邻，西部2km是郊区打拉亥村。根据包钢技术中心环保所提供数据表明(2011.412011.5.9分析数据)：按 工业用水排放标准，包钢尾矿坝渗漏水氯化物1390mg/L,超标4.63倍；氨氮 1
3、47.7mg/L,超标5.91倍；硫酸盐3319mg/L,超标2.21倍;钙镁离子分别为634 mg/L和912 mg/L,超标3.17倍。因此，可以确定钙镁离子、氯化物、氨氮、SO42- 是我们的主要研究对象。包钢尾矿坝渗漏水和坝内水的两月污染物浓度见表1。表1尾矿坝内废水各污染物两月平均值(mg/L)项F_pHSSSO,2-cr氨氮尾矿渗漏水7.047.2716333431390100.915尾矿坝内水61. 787. 06511810988. 5121131625.031.2工业废水回用现状与差距1.21工业用水与废水回用现状钢铁工业是基础产业，对国民经济发展有着举足轻重的作用。近几十年
4、来由 于钢铁行业的技术进步与结构调整，钢产量持续增长。钢铁企业用水量持续增长, 但所用新水量有着逐年下降的趋势，如以1996年钢产耗水量为基数，在同等产 钢量条件下，2005年要比1996年节省新水85.92亿吨，说明近年来我国钢铁工 业用水与节水成效显著。但是，由于钢产量增加，用水量仍呈上升趋势，用水短 缺问题有增无减。1.22工业用水回用技术与差距我国废水处理与回用技术具有自身特色，与国外一些发达国家相比并不逊 色。但就钢铁行业水处理技术整体而言，有些与国外水平相当，有些尚存在一定 的差距，主要有以下一些具体表现：1就钢铁企业的废水回用技术而言，已经基本掌握了串级用水、循环用水、 一水多用
5、、分级使用等废水重复利用技术与工艺。2对料厂废水、烧结废水、高炉冲渣水、转炉除尘废水、连铸机冷却水等 也基本掌握了处理与用工艺与技术。3用于处理轧钢乳状油废水和破乳技术，超滤与反渗透技术，以及废酸回 收技术、低浓度酸碱废水处理技术，已经形成较完整的有效技术。但就总体水平、 监控仪表与膜材料上仍有较大差距。4水质稳定技术与药剂，目前我国在药剂品质、品种上及生产工艺与技术 上还存在一些差距。5焦化废水处理技术差距不大，但焦化废水的质与量差别很大。1.2用于循环冷却水处理剂性能评价方法1.21高炉循环冷却水特点与相关水质标准水在冷却过程中，由于蒸发、风吹、生产损失、排污等损失一部分水，所以 循环水要
6、求不断补充，这也将带进一部分悬浮物、盐类及气体等，由于水分不断 蒸发，循环水被浓缩，造成系统水中含盐量的增高，从而造成结垢与腐蚀。要使循环水取得良好效果，对于循环水和补充水的各项杂质应当有限制性的 要求。钢铁企业敞开式系统循环冷却水谁知标准大致与下表接近：项目单位耍求和使用条件允过量时危害悬浮物mg/L根据生产工艺要求确定污泥沉淀换热设备为板式、翘片管式、螺PH值根据药剂配方确定7.0 9.2甲基mg/L根据药剂配方及工况条件确定W产生黏性强的污垢Ca2+mg/L根据药剂配方及工况条件确定30结垢Fe2+mg/L导致局部腐蚀、结垢crmg/L碳钢换热设备加速局部腐蚀，主要为隙缝腐蚀、点蚀和应力
7、腐蚀不锈钢换热设备Wso/-mg/L有问W腐蚀对系统中混凝土材质的婆求按现 行的岩土工程勘察规范的规定执行硅酸mg/LW污泥沉积、硅垢有问题？ ？游离mg/L在回水总管处0.黏结作用，促进污泥沉积石油类mg/L污泥油垢沉积炼汕企业13缓蚀阻垢性能的测定方法1.31缓释性能的测定方法工业循环冷却水处理系统，为寻找最佳的缓蚀剂或者复合缓蚀剂配方，往往 要进行实验室试验，以评定在给定条件下的缓蚀性能。可用来测定冷却水缓蚀性 的方法之一是测定金属试片质量损失法（也称挂片法）。挂片法是冷却水系统中经典测定金属腐蚀率的方法。简单、经济，实用。冷 却水的线速度是影响腐蚀率的重要因素之一，故本方法采用旋转挂片
8、法。1.32缓蚀剂缓蚀剂是指能够抑制腐蚀速率的化学药剂的总称。在循环冷却水中加入少量缓 蚀剂就可以降低腐蚀的速率。缓蚀剂的作用机理按保护膜的类型可以概括为两种理 论：成膜理论和吸附理论。成膜理论认为，缓蚀剂与金属作用生成氧化膜（或称钝化膜），或缓蚀剂与介 质中的离子反应生成沉淀膜，改变金属的稳定钝化电位，从而使金属的腐蚀速度减 慢。这类缓蚀剂主要是无机化合物。吸附理论认为，缓蚀剂在金属表面通过吸附作用生成不溶性的保护膜，使金 属的腐蚀速度减慢。吸附膜型缓蚀剂大多是有机化合物，分子结构中含有带孤对 电子的N、0、S、P等元素，其孤对电子可以进入Fe、Cu等离子或原子的外层 空电子轨道，形成金属一
9、缓蚀剂络合物保护膜。理论研究和测试结果都验证了吸 附理论。1.33阻垢性能的测定方法评定同类水处理剂相对阻垢性能，也是一项必要的工作。往往要进行实验室 试验，以考虑在给定条件下，水处理剂的阻垢性能。最常用的方法是以碳酸及其 盐类的化学反应为依据。冷却水的结垢，通常是由于水中碳酸氢钙在受热条件下的反应：公式!测定水处理剂阻垢性能的方法，是以好友一定量碳酸氢根和钙离子的配制水 和水处理剂制备成试液，在加热条件下，促成碳酸氢根加速分解为碳酸钙，达到 平衡后测定试液中的钙离子浓度。钙离子浓度越大，则该处理剂的阻垢性能越好。 此种方法，在国内外使用极多，是测定水处理剂阻垢性能的最近本方法，也称为 碳酸钙
10、沉淀法。1.34阻垢剂阻垢剂是指能够控制沉积物的化学药剂的总称。在循环冷却水中加入少量阻垢 剂就可以避免结垢或减轻结垢程度，甚至使己附着的垢物剥离。阻垢剂的作用不仅 能够控制水垢，也能在一定程度上控制腐蚀产物、黏泥和淤泥。通常在循环水中的 加入量为每升儿克至儿十毫克。阻垢剂的机理研究一直是阻垢剂基础研究的关键，因其涉及复杂的物理化学 过程，目前学术界对此尚无一致见解。根据国内外相关文献研究，阻垢剂的作用 机理主要从成垢盐的结晶过程来解释。目前观点尚不统一，归纳起来主要有以下 几种：络合增溶作用、阈值效应、晶格畸变理论、分散作用、再生一自解脱膜假 说、双电层作用机理、空间匹配机理。在对具体结垢问
11、题分析时，往往将阻垢作 用归结为多种机理的复合作用。目前国内外对阻垢剂的研发、筛选多采用实验或 经验外推法，开发研究出了多种阻垢药剂。1.4循环冷却水的阻垢缓蚀研究现状内研究现状随着工业的迅速发展，工业用水量大幅度上升。为了节约淡水资源、降低水 耗，目前在工业冷却水中已广泛采用循环水代替直流水。冷却水在使用时不断循 环和浓缩，水中的矿物质含量也会不断增加，从而引起设备管道结垢、腐蚀。污 垢的存在不但会影响传热效率，还会产生垢下腐蚀。因此，循环水中阻垢缓蚀十 分重要。在工业循环冷却水处理过程中，大多采用投加化学药剂的方法控制污垢 的形成。一般将能够防止水垢和污垢产生或者抑制其沉积生长的化学药剂统
12、称为阻 垢剂。阻垢剂在工业上常用的形式主要有阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂两种。阻垢缓 蚀剂主要有以下类型：无机聚合磷酸盐、有机多元磷酸、葡萄糖酸和单宁酸等。 目前循环水系统中多采用磷系配方，其中用的最多的是有机多元磷酸。阻垢分散 剂主要是中、低相对分子质量的水溶性聚合物，包括均聚物和共聚物两大类，其 中均聚物有聚丙烯酸及其钠盐、水解聚马来酸軒等，共聚物的品种较多，以丙烯 酸系和马来酸系的两元或三元共聚物为主。有机磷酸是一类阴极型缓蚀剂，当它们和其他水处理剂复合使用时，可表现 出理想的协同效应。它们对许多金属离子(如钙、镁、铜、锌等)具有优异的螯合 能力，甚至对这些金属的无机盐类如硫酸钙、碳酸钙、硅酸
13、镁等也有较好的去活 化作用，因此大量应用于水处理中。目前它的品种还在不断的发展，所以是一-类 比较先进且有发展前途的药剂。但是磷的存在会对环境造成一定的影响。阻垢性能优越、无磷、非氮且易生物降解的水处理剂一直是研究者感兴趣的 方向之一，目前有工业应用报道的均聚物主要有聚环氧琥珀酸(PESA)和聚天冬 氨酸(PASP)两种产品。作为阻垢剂，PESA主要用于冷却水处理，适用于高碱、 高硬、高温条件。它与氯的相容性好、阻垢性能不受氯浓度的影响。PESA与磷 酸钠、PBTCA等多种药剂复配使用均有较好的协同效应。在高硬度、高碱度的 水质条件下，PESA对碳酸钙的阻垢效果优于ATMP和HEDP。实验表明
14、，相对 分子质量在400800的PESA阻垢性能最好。实验证明聚天冬氨酸具有良好的缓 蚀阻垢性能能抑制CaCCh、CaSO4和BaSCU垢的形成，可耐高温，热稳定性好, 可应用于高温、高钙水系统及反渗透膜处理系统。近年来，共聚物阻垢剂一直是 循环冷却水处理药剂研究的热点。由于大多数共聚物结构中不仅含有竣基，而且 含有羟基、酯基、磺酸基或磷酰基等亲水性基团，因此共聚物的阻垢分散性能远 比水溶性均聚物优异。它们的特点是不仅能够抑制碳酸钙垢，同时对磷酸钙垢、 磷酸钙垢、氧化铁、黏泥等也有很好的抑制分散作用。从早期的均聚物，发展到 二元共聚物、三元共聚物，共聚物阻垢分散剂的品种在不断增多。因此，国内对
15、 其的应用也较为显著。1.42国外研究现状早在五十年代初为减少冷却水中鎔酸盐含量，美国即着手利用协同效应的原 理在冷却塔内采用了辂酸盐/磷酸盐复合配方，几年后，銘酸盐/锌盐配方也被开 发利用。由于磷酸盐和锌盐的加入，使锯酸盐在配方中的含量大大降低，由原来 的200mg/L降至20mg/L以下，减轻了对环境污染的程度。由此，在五十年代末 至六十年代美国的冷却水处理基本上以珞酸盐/锌盐和钮酸盐/磷酸盐配方为主, 并在此基础上，相继开发出磷酸盐/锌盐复配方案。需要指出，上述各种方案的 冷却水均处在酸性条件下运行。为了避免珞酸盐给人体和环境带来的危害，六十年代初期，在美国首先开发 合成了水溶性聚合物与有机磷化合物（包括磷酸酯和磷酸盐），儿年之后，即在 1967年，美国又成功的利用这些聚合物和有机磷化合物，开发出全有机非重金 属冷却水处理方案一有机磷酸盐、聚合物和天然有机物复合配方，该方案首次提 供了
