电厂水汽流程及概述课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电厂用水概述,水汽循环,火力发电厂中水处理的重要性,水的性质,水中的杂质,水质指标与水质技术指标,天然水的分类,水、汽质量标准的控制指标说明,热力发电厂热力系统,锅炉、汽机及其附属设备。,热力设备,锅炉的省煤器、水冷壁、过热器、汽轮机、各种加热器、除氧器和凝汽器等，统称为热力设备。,工质,水和蒸汽是热力设备中的工质，在热力设备中作水汽循环运行。,水汽循环,水进入锅炉吸收热量，变成蒸汽，蒸汽导入汽轮机，经汽轮机做功后的蒸汽被冷凝成水，称为凝结水；水经过各种加热器、除氧器和给水泵等设备后再进入锅炉。,超临界机组水汽循环系统主要流程,过热蒸汽,生水,补给水,凝结水,冷却水,冷却,水,排汽,锅炉,高压加热器,除氧器,补给水处理设备,2,凝汽器,冷却水泵,凝结水泵,给水泵,汽轮机,发电机,给水,凝结水精处理设备,低压加热器,补给水处理系统,补给水,预处理,预脱盐,深度脱盐,原水,除去水中悬浮物、胶体物质和部分有机物。,除去水中胶体物质和有机物。,除去水中盐类、，溶解气体CO,2,、O,2,。,混凝沉淀（澄清）及过滤处理。,水经混凝沉淀（澄清）处理后，浊度,ZD10FUT,，能满足工业用水要求。,再经过滤处理，,ZD25FUT,，能满足后续除盐处理进水水质的要求。,膜分离法：超滤,+,反渗透,超滤去除水中的有机物和各类胶体。,反渗透脱盐率一般大于,95,，可将离子交换器的负荷减轻到,5,以下。,离子交换法：复床,+,混床,复床出水水质：,H,交换器，,Na,+,400,g/L,，一般控制在,100200,g/L,。,OH,交换器，电导率,5,S/cm,（其后串有混床时电导率,10,S/cm,），或,SiO2100,g,/L,混床出水水质：,电导率,0.2S/cm,，,pH,接近中性，含硅量,(,以,SiO,2,计,) 20g/L,。,火力发电厂中水处理的重要性,水汽循环,火力发电厂中水处理的重要性,水的性质,水中的杂质,水质指标与水质技术指标,水、汽质量标准的控制指标说明,汽水品质不符合规定，则可能导致以下危害。,（1） 热力设备结垢,如果进入锅炉的水中有易于沉积的杂质，运行过程中会发生结垢现象，极易在热负荷高的部位生成，热阻升高导致金属壁温度过高，而发生局部变形、鼓包，甚至爆管；降低锅炉热效率。,锅炉给水中的硬度盐是造成结垢的主要物质。对于高参数大型锅炉，由于给水中硬度已全部消除，故形成的垢主要是铁的沉积物。,在汽轮机凝汽器内，因冷却水水质问题而结垢，会导致凝汽器真空度下降，汽机热效率和出力下降。,（2） 热力设备腐蚀,水质问题会引起金属腐蚀。易于发生腐蚀的设备有给水管道、各种加热器、省煤器、水冷壁、过热器和凝汽器等。,腐蚀不仅会缩短设备本身寿命，而且腐蚀产物转入水中后，水中杂质增多，加速结垢进程，结成的垢又进一步加剧炉管的腐蚀，形成恶性循环。,如果腐蚀产物被蒸汽带入汽机中并沉积下来，将严重影响汽机安全和经济运行。,（3）过热器和汽轮机内积盐,水质问题引起锅炉产生的蒸汽不纯，蒸汽带出的杂质沉积在蒸汽通过的各个部位，如过热器和汽轮机，这种现象称为积盐。,过热器管内积盐会引起金属管壁温度过高甚至爆管。,汽轮机内积盐会大大降低其出力和效率。特别是高温、高压的大容量汽机，高压部分的蒸汽流通截面积很小，少量的积盐也会大大增加蒸汽流通阻力，使汽机效率降低。当汽机内积盐严重时，还会使推力轴承负荷增大，隔板弯曲，造成事故停机。,水中的杂质,2.1,水汽循环,2.2,火力发电厂中水处理的重要性,2.3,水的性质,2.4 水中的杂质,2.5,水质指标与水质技术指标,2.6,水质校核,2.7,天然水的分类,2.8,水、汽质量标准的控制指标说明,水中的杂质,悬浮物：,悬浮物是构成水中混浊度的主要因素，一般粒径在100nm 以上,胶体物质：,是由许多分子或离子组成的集合体，其颗粒直径一般为1100nm之间 。,溶解物质：,天然水中溶解物质大都以离子或溶解气体的形式存在。,溶解离子：,Na,+,、K,+,、Ca,2+,、Mg,2+,、Fe,2+,、HCO,3,-,、Cl,-,、SO,4,2-,等。,溶解气体：,主要有O,2,、CO,2,等。,根据电厂用水所含杂质不同将水分为：,原水：,原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。,给水：,直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水。,补给水：,生水经过各种水处理工艺处理后补充锅炉汽水损失的水称为补给水。,生产回水或凝结水：,蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为生产回水或凝结水。,炉水：,锅炉体内加热或蒸发系统中流动着的水称为炉水或称锅水。,排污水：,由于炉水经相当长时间循环运行，水中的微量杂质被浓缩，为保证炉水的质量，必须排污，这就是排污水。,冷却水：,用作冷却介质的水称为冷却水。,水质指标与水质技术指标,水汽循环,火力发电厂中水处理的重要性,水的性质,水中的杂质,水质指标与水质技术指标,水、汽质量标准的控制指标说明,锅炉用水中水质指标的表达方式通常有两种：,水质指标：,表示水中所含有的,离子或分子,。,如钠离子、氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等。,技术指标：,并不代表某种单纯的物质，而是表示,某些化合物的组合,或,表征水溶液的某种特性,。,如,硬度、碱度、溶解固形物、电导率等，这种指标是由于技术上的需要而拟定的。,在实际中有时不加区分。,电厂用水的技术指标,指标,符号,单位,指标,符号,单位,pH值,pH,硬度,YD或H,mmol/L,全固体,QG,mg/L,碳酸盐硬度,HT,mmol/L,悬浮固体,XG,mg/L,非碳酸盐硬度,HF,mmol/L,浊度,ZD,FTU,碱度,JD或B,mmol/L,透明度,TD,cm,酸度,SD或A,mmol/L,溶解固体,RG,mg/L,化学耗氧量,COD,mg/LO,2,灼烧减少固体,SG,mg/L,生化需氧量,BOD,mg/LO,2,含盐量,YL或C,mg/L或mmol/L,总有机碳,TOC,mg/L,电导率,DD,S/cm,稳定度,悬浮物,是指经过滤后分离出来的不溶于水的固体混合物。单位,mg/L,。,仅能表征水中较大颗粒的悬浮物，不包括能穿透滤纸的小颗粒悬浮物和胶体。,重量法测定。过滤、烘干、称重，麻烦，不宜用作现场的监督指标。,浊度,是表示悬浮物和胶体物质含量的综合指标，表示水的混浊程度。,浊度仪测定。简单快速。现场的监督指标。,浊度单位与标准水样配制方法及所用测试仪器有关,（1）表示水中悬浮物和胶体的指标,浊度的单位,FTU,单位表示的浊度所用仪器是普通的分光光度计的原理,，,所用的标准浊度溶液是福马肼溶液。,NTU,是用,透射仪测定的浊度单位，所用的标准浊度溶液也是福马肼溶液。,JTU,是用硅藻土作标准浊度溶液的，所用仪器同,FTU,。,这三种浊度单位表示的浊度对于同一种有浊度的溶液来说差别不大。,（2）表征水中溶解盐类的指标,含盐量,表示水中各种溶解盐类的总合，由水质全分析的结果计算求出。,表示方法有两种：,重量法：水中阴、阳离子含量的质量浓度之和，,mg/L,，,g/L,；,摩尔法：将水中阴离子（或阳离子）均按带一个电荷的离子为基本单位，计其摩尔浓度，然后相加。,mmol,/L,水质全分析麻烦。,溶解固体,在规定条件下，水样经过过滤除去悬浮固体后，在蒸发干躁所得的残渣重量。,mg/L,只能近似表示水中溶解盐类的含量。,过滤时水中胶体及部分有机物可穿过滤纸，蒸干时结晶水不能除尽，一些有机物分解，碳酸氢盐全部转换为碳酸盐。,电导率,表示水中离子的导电能力的大小。,S/cm,电导率与水中离子含量、离子种类有关。故仅根据电导率不能计算水中含盐量。,水中离子组成较稳定时，可求出电导率与含盐量关系曲线。,纯度较高的水常用“氢电导”表示。即将水中阳离子全部转换成,H,+,再进行电导率测定。,（3）表征水中结垢物质的指标,硬度,水中易形成沉淀的高价金属离子含量总和。,主要是钙镁离子,钙硬（,H,Ca,）：水中,Ca,2+,含量,镁硬（,H,Mg,）：水中,Mg,2+,含量,总硬度：,H=,H,Ca,+H,Mg,=(1/2)Ca,2+,+ (1/2)Mg,2+,碳酸盐硬度（,H,T,）：水中钙镁碳酸盐及碳酸氢盐的含量。,水沸腾时析出沉淀，又称暂时硬度。,非碳酸盐硬度（,H,F,）：水中钙镁的硫酸盐、氯化物等的含量。,水沸腾时不能析出沉淀，又称永久硬度,单位：我国,mmol,/L,，美国,ppmCaCO,3,，德国,o,G,换算关系：,1,mmol,/L =2.8,o,G,= 50ppmCaCO,3,（4）表征水中碱性物质的指标,碱度,表示水中可以用强酸中和的物质的量。,在水中碱度主要是,OH,-,、,1/2CO,3,2-,、,HCO,3,-,。天然水中的碱度主要是,HCO,3,-,。,酸碱滴定法测定水中的碱度，所用的标准溶液是,HCl,或,H,2,SO,4,溶液，酸与各种碱度离子的三个反应是：,OH,-,+H,+,=H,2,O,C,O,3,2-,+H,+,= HCO,3,-,HCO,3,-,+ H,+,=H,2,O+ CO,2,加酚酞指示剂时只能完成前两个反应,酚酞碱度,加甲基橙指示剂时三个反应全部完成,甲基橙碱度，称为全碱度。,在实际的滴定分析中往往是先加酚酞指示剂，滴至终点,pH,约为,8.2,，再加甲基橙指示剂继续滴至终点,pH,值为,4.2,。,单位：,我国,mmol,/L,，美国,ppmCaCO,3,，德国,o,G,（5）表示水中酸性物质的指标,酸度,表示水中可以用强碱中和的物质的量。,mmol,/L,在水中酸度主要有各种酸类及强酸弱碱盐，天然水中的酸度主要是,H,2,CO,3,。,强碱作标准溶液滴定测量。,甲基橙作指示剂，测出的为强酸酸度。,酚酞作指示剂，除强酸外，还有,H,2,CO,3,酸度。,水中酸性物质对碱的全部中和能力称总酸度。,酸度与,pH,值不同。,pH,值表示水中,H,+,的量。,酸度表示水在中和过程中可以与强碱反应的全部,H,+,，包括原已电离的和将会电离（电离平衡）的两部分。,同样，碱度与,pOH,值也不同。,（6）表示水中有机物的指标,化学耗氧量（,COD,）,规定条件下，用氧化剂处理水样时，有机物氧化所消耗的该氧化剂的量。,mg/LO,2,COD,越高，水中有机物污染越严重。,不同测定方法测得的结果会有所不同。因此表示有机物含量时应注明测定方法。,有机物含量较低时采用高锰酸钾法，,(,COD),Mn,。,有机物含量高时采用重铬酸钾法，,(,COD),Cr,。,同一水样，,(,COD),Cr,比,(,COD),Mn,要高一些。,测定,COD,时，要严格控制反应条件。温度、氧化时间以及,pH,值对测定结果影响较大。,生化需氧量（,BOD,）,特定条件下，水中有机物进行生物氧化时所消耗溶解氧的量。,mg/LO,2,生物氧化分两个阶段：,第一阶段：主要是有机物转化为,CO,2,、水和氨；,第二阶段：主要是氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐。,对于工业用水，氨已是无机物，其进一步氧化对环境卫生影响较小，,BOD,通常指第一阶段的,BOD,。,测定,BOD,的标准时间为,5,天，用,BOD,5,表示。,BOD,5,约为第一阶段,BOD,的,70%,，故具有一定代表性。,总有机碳（,TOC,）与总需氧量（,TOD,）,用仪器测定有机物完全燃烧后所产生的气体来反映总含碳量,TOC,；或反映消耗的氧量,TOD,。,电厂用水,水汽循环,火力发电厂中水处理的重要性,水的性质,水中的杂质,水质指标与水质技术指标,水、汽质量标准的控制指标说明,（1） 蒸汽,（,1,）为了防止蒸汽通流部分，特别是汽轮机内积盐，必须对锅炉蒸汽汽质进行监督。饱和蒸汽和过热蒸汽应同时监督的原因是：,便于检查蒸汽汽质劣化的原因。例如，饱和蒸汽汽质较好，而过热蒸汽汽质不良，表明蒸汽在减温器内被污染。,可以判断饱和蒸汽中的盐类在过热器内的沉积量。,（,2,）由于钠盐和硅酸往往是蒸汽携带的主要杂质，所以对钠和硅含量的监测是监督蒸汽品质的主要指标。,（,3,）电导率的测定，操作简便、灵敏度高，因此高压以上的锅炉为了及时掌握蒸汽中的含盐量，常将蒸汽经冷凝后通过氢离子交换柱，连续测定其电导率的大小，从而反映出蒸汽含盐量的状况。采用氢离子交换后的电导率而不采用总电导率，是为了避免蒸汽中氨的干扰（对凝结水电导率测定也是如此）。,（2）给水,为了防止锅炉及给水系统的腐蚀、结垢，并且在锅炉正常排污的情况下，能保证锅水水质量合格，必须对给水水质进行监督。标准中各项指标的监测意义如下：,（1）硬度。为防止锅炉及给水系统的结垢，避免锅水中产生过多的水渣，必须严格控制给水硬度。,（2）油。由于给水中若含有油质，将有可能造成炉管内和过热器内生成导热系数极少的附着物，危及锅炉安全运行；同时油质还易使锅水形成泡沫，劣化蒸汽品质，因此，必须对给水中油质进行监督,（3）溶解氧。为了防止系统发生氧腐蚀，监督除氧器的除氧效果而进行监测。,（4）联氨。给水中加联氨时，应监督给水中的过剩的联氨，以确保除去残余的溶解氧，并消除因给水泵不严密等异常情况时偶然漏入的氧量。,（2）给水,（5）pH值。为了防止给水系统腐蚀，给水pH值应控制在规定范围内。若给水pH值在9.2以上，虽对防止钢材的腐蚀有利，但因为提高给水pH值通常是用加氨的方法，所以有时给水pH值过高意味着水汽系统中氨含量较高，有可能会引起铜部件的氨蚀。所以给水最佳pH值应以保证热力系统铁、铜腐蚀产物最少为原则。,（6）铁和铜。为了防止炉中产生铁垢和铜垢，必严格监督给水中的铁和铜含量。另外，给水中铁和铜含量，还可作为评价热力系统金属腐蚀情况的依据之一。,（7）钠、硅、电导率。为了在锅炉排污率不超过规定值的情况下，保证锅水中的钠、硅 、电导率不超过允许值，应监督和控制给水中的钠、硅 、电导率。,（3） 凝结水,凝结水质量标准中各项指标的监测意义如下：,（1）硬度。由于凝汽器泄漏时会造成凝结水中硬度含量升高，并导致给水硬度不合格，所以应对凝结水硬度进行监督。,（2）溶解氧。在凝汽器和凝结水泵不严密处漏入空气，是凝结水溶解氧增高的原因。溶解氧含量较大时，易引起凝结水系统腐蚀，还会使随凝结水进入给水的腐蚀产物增多，影响给水水质，所以应监督凝结水中的溶解氧。,（3）电导率。为了能及时发现凝汽器的泄漏，测定凝结水的电导率是最方便的方法。通常当发现电导率比正常测定测大得多时，就表明凝汽器发生了泄漏。,（4）含钠量。由于钠度计比电导率仪更为灵敏，因此监凝结水含钠量可迅速及时地发现凝汽器微小的泄漏。当电厂用海水或苦咸水作冷却水或冷却水含盐量较高时，此法尤为适用。,复习题,1、画出超临界机组水汽循环系统主要流程图，标出主要热力设备、工质名称。,2、画出超临界机组补给水处理系统主要流程图，各处理环节的目的、方法、出水水质监督指标。,3、,4、,5、形成硬度的主要物质是什么；硬度分为哪两种？,水的预处理,一、混凝澄清处理,1、水的预处理概念,2、混凝澄清处理机理,3、影响混凝效果的因素,4、常用的混凝剂,5、聚合铝与硫酸铝相比的优点,6、铁盐与铝盐相比的优缺点,7、助凝剂,1、水的预处理概念,1.1天然水体中常含有泥砂、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体杂质及细菌、真菌、藻类、病毒等微生物，它们在水中具有一定的稳定性，是造成水体浑浊、颜色和异味的主要原因。混凝、沉降澄清和过滤处理，就是以除去这些杂质为主要目的，使水中悬浮物的含量降至5mg/L以下，习惯上称它们为水的预处理。经预处理后的水，根据不同的用途再进行深度处理。,1.2混凝处理是水处理工艺流程中的一个重要环节。,1.3混凝处理包括混合（药剂与水）及反应（包括脱稳、凝聚、絮凝）两个阶段。,2、混凝原理,以混凝剂Al,2,（SO,4,）,3,为例：,Al,2,（SO,4,）,3,投入水中后，发生如下反应：,（1）电离：Al,2,（SO,4,）,3,2Al,3+, 3SO,4,2-,（2）水化：Al,3+, nH,2,OAl（H,2,O）n（n610）,（3）水解： Al,3+, H,2,OAl（OH）,2, H,Al（OH）,2, H,2,OAl（OH）,2,+ H,Al（OH）,2, H,2,OAl（OH）,3, H,Al（OH）,3, H,2,OAl（OH）,4,-, H,（pH较高时）,（4）聚合：上述反应的同时，还会发生聚合反应，生成铝羟基络离子，如聚合成带正电荷的Al,2,（OH）,4+,2,、Al,8,（OH）,4+,20,、Al,24,（OH）,12+,60,、Al,54,（OH）,18+,144,等，当pH8时，还可能生成带负电荷的Al,8,（OH）,2,26,。,（5）沉淀：水解反应生成的Al（OH）,3,相互聚集，生成沉淀物Al（OH）,3,m（s）：,m Al（OH）,3,Al（OH）,3,m（s）,2、混凝原理（续）,上述反应产物对胶体和悬浮物有如下脱稳作用：,1,）降低胶体,电位绝对值；混凝生成的带正电荷离子与带负荷的胶体发生了电中和，使胶体,电位绝对值下降，从而削弱胶体因带电而产生的静电斥力。,2,）吸附架桥作用；因,Al,（,OH,）,3,m,、铝羟基络离子类似高分子絮凝剂，具有较长分子链，能吸附水中浊质颗粒，形成絮凝物。,3,）网捕作用；因,Al,（,OH,）,3,m,沉淀物及生成的絮凝物是一种网状絮凝体，在下沉过程中卷扫水中浊质共同沉淀。,3、影响混凝效果的因素1,3.1 pH,值，指混凝的化学反应进行完成后水的,pH,值，一般低于原水的,pH,值，主要是由于混凝剂水解产生的,H+,所引起的。,混凝作用是通过水解产物和聚合物实现的，而这些起脱稳作用的物质组成取决于水的,pH,值。,不同混凝剂适用,pH,范围 ：硫酸铝,6,8,；聚合铝,5,9,；硫酸亚铁,8.1,9.6,；三氯化铁,6.0,8.4,；聚合铁,4.5,10,。,3、影响混凝效果的因素2,3.2,混凝剂用量与来水浊度,1,）浊度低的水（小于,20FTU),是难处理的水，因浊度太少，颗粒间距离大，接触碰撞机会减少，而架桥物的分子链长度有限，吸附架桥难度增加，为达到良好效果，混凝剂用量较高。,2,）浊度中等的水，用药量如果不当，可能不但不能除去胶体颗粒，反而会使胶体出现再稳现象。,3,）浊度大的水,(,大于,3000FTU),，因需要频繁排渣而影响澄清池出力及稳定性。,混凝剂加药量应根据生水水质、运行条件、设备型式及水处理后出水水质要求，经调整试验确定。,3、影响混凝效果的因素3,3.3,水温，水温太低时矾花难以生成，主要有以下不良影响：,1,）水的粘度增大，颗粒相互碰撞的运动阻力增大；,2,）热运动即布郎运动减弱；,3,）颗粒本身的粘结能力下降。,3.4,接触介质，在水中保持一定数量的泥渣可明显提高混凝处理效果，在这里泥渣起接触介质作用，即在其表面上起吸附、催化及泥渣颗粒作为结晶核心等作用。,4、常用的混凝剂,1）铝盐：,硫酸铝Al,2,（SO,4,),3,.18H,2,O，明矾Al,2,（SO,4,),3,.K,2,SO,4,.24H,2,O，铝酸钠NaAlO,2,，聚合铝。其中以硫酸铝和聚合铝应用较广。,2）铁盐：,硫酸亚铁FeSO,4,.7H,2,O，三氯化铁FeCl,3,.6H,2,O,硫酸铁Fe,2,（SO,4,),3,聚合铁。其中以硫酸亚铁和聚合铁应用较广。,5、聚合铝与硫酸铝相比的优点,5.1,加药量少，只相当于硫酸铝的,1/3,左右；,5.2,形成絮凝物的速度快，且密度大易沉降；,5.3,适用范围广，对低浊度水、高浊度水、低温水及高色度水均有较好的效果；,5.4,腐蚀性小，即使投加过量也不会使水质恶化。,6、铁盐与铝盐相比的优缺点,优点：1）铁盐生成的絮凝物密度大，沉降速度快；,2）最优pH范围比铝盐要宽，即使pH=10时也能取得良好的净水效果，而此时铝盐水解产物带负电，失去絮凝能力；,3）混凝效果受温度影响比铝盐小；,缺点：1）使用铁盐，当运行不正常时，水中残留铁增加，使出水带色；,2）对钢铁有一定的腐蚀性。,7、助凝剂,单独采用混凝剂处理不能取得良好效果时，需投加一定量的辅助药剂来提高混凝处理效果，这种辅助药剂称为助凝剂。,投加助凝剂，可以改善絮凝体结构，促进疏松絮粒密实，加速沉降。,目前使用较多的助凝剂为聚丙烯酰胺（,PAM),。,8、PAM的作用原理及应用,8.1PAM是一种非离子型高分子聚合电解质，分子量在150万至800万之间。PAM加入水体后，利用其链状结构，借助键合作用在固体颗粒之间吸附架桥，以形成较大的絮凝体。,8.2国产PAM有粉剂和透明胶状物，前者的有效含量为80%，后者仅有8%,9%。,8.3因酰胺基团（R-COO-NH,2,)之间易发生氢键结合，使线型的分子结构成卷曲状，架桥作用削弱。在应用中，加入一定量碱液（NaOH)使部分酰胺基转化成羧酸基（COO,-,)。由于负电荷的排斥作用，使高分子链条延伸最大长度，有利于吸附架桥。,8.4值得注意：因PAM是由丙烯酰胺聚合而成，其中还剩余有少量未聚合的丙烯酰胺单体。此单体有毒，饮用水中此单体允许最高浓度为0.25PPb。,二、澄清池,1、分类,1）泥渣过滤式：,1.1泥渣悬浮澄清池的特点：对水量和水温变化比较敏感，适用于进水流量的变化不大于10%、进水浊度小于300010000mg/L的水源。,1.2脉冲澄清池的特点：对水量和水温的变化比较敏感，适用于处理浊度小于3000mg/L（短期5000 10000mg/L）的水源。,2）泥渣循环式：,2.1机械搅拌澄清池的特点：对水量和水质变化适应较强，适用于处理浊度小于3000mg/L（短期5000 10000mg/L）的水源。,2.2水力循环澄清池的特点：对水量和水质变化适应性较差，常用于处理浊度小于2000mg/L（短期5000mg/L）的水源。,机械搅拌澄清池,1.结构和工作原理,2.混凝剂加药点,3.搅拌机转速控制,4. 泥渣的作用,5.排泥控制,1、机械搅拌澄清池结构和工作原理,水力循环澄清池工作过程,2、混凝剂加药点,运行实践表明：原水与混凝剂快速充分混合后，再与回流泥渣混合，效果较好。因此，加药点宜选择在澄清池进水管或进水配水井中最好，一反与环型配水槽次之，二反效果最差。,3、澄清池搅拌机转速,搅拌机转速对脱稳胶体颗粒絮凝形成大颗粒矾花的影响是双方面的：,一、增大搅拌机转速，可以增加回流比，增大反应室细小颗粒浓度，加大搅拌产生的速度梯度，从而增加颗粒碰撞机会，有利于混凝反应进行。,二、增大搅拌机转速，在一定负荷情况下，反应室内水流速度和紊流程度相应增加，絮凝体所受的剪切力增大。特别对大颗粒絮凝体由于其抗剪切力小，容易被打碎，影响处理效果。,4、泥渣的作用,3.1泥渣的絮凝作用：,1）泥渣循环与原水混合，增大了水体絮凝体浓度，缩短了颗粒间距离，使颗粒间碰撞次数增多；,2）由于循环的泥渣具有较高的活性，可起到晶核、催化和吸附等多重作用，提高了颗粒间碰撞的成功率。,3.2 泥渣的过滤作用：加有混凝剂的原水与回流的泥渣经搅拌混合生成细小矾花后，穿过由大颗粒、高浓度的矾花组成的泥渣层，此泥渣层类似滤层，通过筛分和吸附作用，一方面促使微小矾花迅速生成粗粒矾花，另一方面将这些矾花截留在泥渣层中。,5、排泥控制,一般根据二反泥渣5min沉降比或分离区渣层高度进行排泥控制。,最适二反泥渣5min沉降比应根据泥渣浓度与出水水质关系经调整试验得出。,排泥应以泥斗排泥为主，底部排泥为辅。,进水浊度较低时，宜间断排泥。进水浊度高时，可选择连续排泥。,三、水的石灰沉淀处理,1、概念,2、石灰处理的化学反应,3、石灰粉输送和石灰乳配制流程,4、影响石灰加药量的因素,5、石灰处理后的出水水质,6、生水石灰澄清处理系统运行注意事项,1、概念,水的石灰沉淀处理就是向水中投加石灰乳液，使石灰乳与水中的结垢性离子进行化学反应，生成难溶的化合物（如CaCO,3,、Mg(OH),2,等），从水中沉淀析出。,经石灰沉淀处理后的水可供工业冷却水系统、循环水系统、锅炉补给水等系统用水。,2、石灰处理的化学反应,2.1石灰处理化学反应式（略）,2.2水中化合物与石灰反应的倾向次序,：,2.3石灰处理不仅去除了水体中游离CO,2,和碳酸盐硬度，而且也除去了与碳酸盐硬度对应的碱度。,3、石灰粉输送和配制流程,高纯度生石灰粉石灰粉筒仓振动料斗容积式,给料机石灰输送机石灰溶解搅拌箱石灰乳输,送泵澄清池 平衡水箱,4、影响石灰加药量的因素,4.1来水水质,4.2石灰粉的质量,4.3混凝剂（如聚铁）加药量,4.4出水规范，采用OH,-,或HCO,3,-,5、石灰处理后出水水质,水经石灰处理后，主要发生如下变化：,4.1游离CO,2,：因石灰处理后pH值一般在10.110.3，水中游离CO,2,全部除去；,4.2残余硬度：与原水中的非碳酸盐硬度、残余碱度、混凝剂加药量等有关。对我省南盘江水可处理至2mmol/L左右。,4.3碱度：与处理水温有关，包括CaCO,3,溶解产生部分碱度和石灰过剩量部分碱度等。对我省南盘江水可处理至1.2mmol/L左右。,4.4有机物：通过沉淀物或絮凝物的吸附和共沉淀作用，水体中有机物会有所降低。对我省南盘江水经试验COD,Mn,可降低60%左右。,4.5硅化合物：因石灰处理生成的Mg(OH),2,沉淀物，石灰混凝生成的絮凝物，均具有很强的吸附能力，可将水中的硅化合物明显降低。,6、生水石灰澄清处理系统运行注意事项,我省目前石灰处理系统用DCGH型泥渣分离接触型澄清池较多，对此类澄清池及石灰处理系统运行应注意以下几点：,6.1对澄清池负荷的控制与调整。,6.2石灰粉供货质量的把关。,6.3收泥罩的正确使用。,6.4石灰加药量的调整。可根据分离区下部或中部出水水质情况及时调整。,6.5石灰加药单元落灰和输送的连续性。,6.6加酸pH的调整。,6.7澄清池杀菌灭藻及积泥清除,四、过滤处理,1、过滤处理的作用,2、过滤的基本概念,3、滤料的种类,4、过滤的工作过程,5、反洗,6、滤床的截污机理,7、过滤设备,1、过滤处理的作用,水经澄清处理后，浊度通常可在1020mg/L,这种水还不能直接进入后续除盐系统。进一步降低浊度的方法之一是过滤处理。,1.1进一步降低水的浊度；,1.2进一步除去水中的有机物、细菌甚至病毒。,2、过滤的基本概念,水通过多孔材料层除去悬浮物的过程，称为过滤。,多孔材料层称为滤料或过滤介质。,过滤和反洗是过滤设备两个最基本操作。,过滤设备中堆积的滤料层称为滤层或滤床。,3、滤料的种类,滤料有粒状、粉状和纤维状等多种。,4.1粒状：石英砂、无烟煤、活性炭、磁铁矿、愬料球等；,4.2粉状：粉末离子交换树脂、粉末活性炭等；,4.3纤维状：纸浆纤维、活性炭纤维、聚丙烯纤维等。,4、过滤的工作过程,4.1工作过程,水进入滤料颗粒间的空隙内流动，被滤料筛除或吸附。在初期，水中杂质主要在最上一层被截留，而下层滤料处在等待状态。随着过滤的进行，上层滤料污物增多，孔隙变小，水流通道变窄，导致水流阻力增加，水流速增大，造成对已截留的污物的冲刷剥落作用增强，迫使一部分杂质输送到下一层滤除。继续过滤，截留带进一步向下推进，当截留带前沿接近滤层底部时，出水浊度增加，滤床失效，转入反洗。,4.2失效判断,一般从出水浊度、进出口压差、过滤时间三者中任一项超允许值即为失效。,4.3过滤周期,从滤床或滤池过滤开始至失效这一阶段的实际工作时间称为过滤周期。,5、反洗,5.1目的：除去滤层截留污物，恢复滤床的过滤能力。,5.2方法：水洗和水气联合清洗。水洗按反洗强度又分高速、中速、低速反冲洗三种。,高速：整个滤层膨胀，呈流态化；,中速：细滤料呈流态化，粗滤料不动；,低速：整个滤层基本不流态化。,水气联合清洗：水和气交替或同时从滤层底部进入，空气泡在滤层中穿过，使孔隙发生胀缩、滤料颗粒升落、旋转和碰撞，污物脱落。,5、反洗（续）,5.3反洗操作关键是控制合适的反洗强度或膨胀率和适当的冲洗时间。,若反洗强度较弱或反洗时间不够，滤层中污物得不到及时清除，滤料和污物结合在一起变成泥球甚至泥毯时，过滤过程严重恶化；若反洗强度过大，则细小滤料流失，甚至底部卵石错动而引起漏滤料现象，历时过长耗水量增加。,6、滤床的截污机理,一般认为有以下三个过程：,6.1迁移过程，指滤层孔隙水中悬浮杂质运动至滤料表面上，此过程也称输送过程、碰撞过程；迁移途径主要有：布朗运动、惯性运动、重力沉降、拦截、水力作用等，而重力沉降占主导地位。,6.2粘附过程：指滤料对其表面处的悬浮杂质的结合，粘附力主要有：机械筛除、化学键、范德华力、絮凝和生物作用等。,6.3剥落过程：指水流剪切力将已经粘附的杂质从滤料表面剥离下来的过程。,7、过滤设备,我省应用较多的有：,7.1滤池：普通快滤池、无阀滤池；,7.2过滤器：纤维球过滤器、高效纤维过滤器、石英砂过滤器、活性炭过滤器等,五、水的消毒与吸附处理,1、水的消毒与吸附处理的目的,2、水的杀菌消毒处理,3、活性炭吸附处理,4、大孔树脂吸附处理,1、水的消毒与吸附处理的目的,水进入锅炉补给水处理系统前进行消毒与吸附处理的原因如下：,天然水中含有各种有机物，通过混凝沉降与过滤处理除去了一部分，但部分有机物会进入后续系统，影响后续系统的正常运行。,1、如果后续处理是离子交换树脂，会造成树脂的有机物污染；,2、如果后续处理是精过滤（膜分离），会造成精密过滤器提前失效；,3、如果有机物进入热力系统，它会分解出一些低分子有机酸，影响热力系统的水汽品质。,2、水的杀菌消毒处理,最常用的是氯消毒。,2.1需氯量：指用于杀死病原微生物、氧化水中有机物和还原性物质所消耗的氯的总量。,2.2余氯：为了防止残存的病原微生物在管网中再度繁殖而多加的一部分剩余的氯。,进入离子交换前要求游离性余氯含量低于0.1mg/L。,2.3加氯量：为需氯量与余氯之和。,3、活性炭吸附处理,3.1在锅炉补给水处理中，为防止余氯对后续离子交换树脂或分离膜造成危害，采用活性炭吸附处理；另一方面，活性炭吸附也同时可除去水体中的部分有机物。,3.2在水处理应用中，通常把活性炭吸附剂作为过滤材料，让水以过滤方式通过吸附层，利用活性炭具有发达的细孔结构和巨大的比表面积的特性，对水中溶解性的各种有机物（如苯类、酚类化合物）进行吸附。,