工业循环水处理技术教程

工业循环水处理技术

PPT讲义1工业循环水1.概述2.工业循环水水质要求3.工业循环水的预处理4.冷却水系统5.金属腐蚀的控制技术6.污垢的控制技术7.微生物的控制技术8冷却循环水的运行于管理技术2为什么要使冷却水循环随着工业的发展和生活的需要，水的用量急剧增加。因此，节约水资源成了当务之急。采用循环冷却水是节约水资源的重要途径，而且高浓缩倍数运行的循环冷却水还可以减少环境的污染。3为什么要研究工业循环水循环冷却水的结垢、腐蚀现象比较严重，容易滋生菌藻，以至影响设备的传热效率，威胁设备的使用寿命，因此需要对循环冷却水系统进行研究以避免这些可能的发生或减缓发生的时间。4水→广泛用作循环冷却介质（1）来源丰富，价格低；（2）化学稳定性好，不易分解；（3）热容量大，在常用温度范围内，不会产生明显膨胀和压缩；（4）流动性好，易于输送和分配；（5）沸点较高，在通常使用情况下，在换热器中不致汽化。5工业循环水的特点溶解氧含量高含有空气中相关污染物和杂质循环水对CO2的脱除率高冷却水存在溶解固体的浓缩微生物的大量繁殖6被用作工业循环水的条件水温在一定范围内尽可能的低水的浊度要低水质不易结垢水质对金属设备不易产生腐蚀水质不易滋生细藻7工业用水水质及指标悬浮物：不稳定，流速低或静止时易沉淀，漂浮。胶体：分子离子的集合体溶解气体：氮，氧，二氧化碳，二氧化硫，硫化氢，氨等。离子：Al3+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、SO42-、HCO3-、CO32-、Cl-、K+、Na＋、Cu2+等。8水的预处理

在给水和废水的预处理过程中经常要对水进行预处理，预处理的主要目的：1.减少后段处理和深度处理的负荷2.延长装置的寿面和减少药剂的投加3.减低总的费用和成本在给水处理和废水处理过程中通常采用的预处理方法有：混凝技术，澄清技术，过滤技术和软化技术。9混凝剂及其类型天然混凝剂：淀粉，树胶，动物胶。无机混凝剂：铁盐，铝盐。有机高分子混凝剂：阴阳非离子混凝剂。10高分子混凝剂具有的一些性能：（1）易溶于水，即高分子混凝剂需能分散和溶解在水中，才能与水中的悬浮颗粒进行混凝反应；（2）在分子结构上具有能反应的官能团，这种官能团可以是非离子型、阴离子型或阳离子型；（3）当溶解在水中时有较大的扩展，因而需要有较高的分子量。近一个时期，聚丙烯酰胺－PAM是水处理中最常用的高分子混凝剂。11影响混凝效果的因素水温水的PH值碱度水中的杂质水力搅拌条件12澄清技术澄清过程是给水处理和废水处理中的与处理过程通常在混凝过程之前，过滤技术之后的一个中间过程。可以为过滤过程创造一个快速过滤的有利条件。澄清过程重点考虑水流速度和沉降时间的选择。13过滤技术过滤技术是利用一些多孔介质，即滤料从水中分离不溶解固体物质的过程。使水通过过滤介质常需要有一定的压力这种压力可以分为重度，真空或流体压力；使用压力的大小取决于过滤的面积时间和反冲洗的流量。过滤器可分为恒压过滤和恒速过滤。滤料：沙粒，布，无烟煤，金属丝网，多孔塑料，微孔陶瓷。14过滤速度的控制取决于以下因素：（1）未过滤水的性质，即进水水质；（2）滤出水的要求，即出水水质；（3）滤床中滤料颗粒的大小；（4）滤床中滤料的深度。15软化技术（防止水垢的沉积）原水软化的方法：软化沉淀法，离子交换法，蒸馏法。影响软化方法的选择因素有：1.要求软化水的水质2.水量大小3.软化费用4.设备和操作情况16冷却水循环系统冷却水系统可分为直流冷却和循环冷却（敞开系统，密闭系统）从节约用水，合理利用能源和环境保护出发冷却水必须循环，在水处理理论的指导下实现高浓缩倍率的安全运行。17直流冷却18密闭式循环水处理系统19敞开式循环冷却水系统敞开式循环冷却水系统的主要设备之一就是冷却塔。冷却塔的种类很多，按塔内空气流动的动力可分为自然通风和机械通风。自然通风最常见的是风筒式冷却塔。机械通风分为抽风式和鼓风式。20典型敞开蠢式冷却循时环系统21风筒式冷遵却塔风筒式自沟然通风冷违却塔有很它高很高的窄风筒，因旷而对空气能又很强的他抽吸能力刷。这种冷惊却塔常抗使用在事冷却水款流量很尖大的系宜统，像叹发电厂上的冷却饮水系统绣一般使要用这种佛冷却水需塔。22鼓风式冷替却塔鼓风式冷疾却塔是由絮安装在冷坟却塔底部针的鼓风机溪将气温状骆态的空气仆压入其中育，与热水推逆流通过装填料层进找行传热和织传质。优点：风片机的位置搏低，维护钳方便，风浇机的工作炎不受湿热桥空气的影息响，当水鸟质较差或约有腐蚀时翼可避免风炒机的腐蚀院，延长使遥用寿命。缺点：皱要有很逐高的塔仙身，塔母内空气刃处于正途压状态俊不利于紫蒸发。23鼓风式冷之却塔示意援图24抽风式冷萍却塔应用最为幸普遍，风户机安装在丧塔顶。根据水另与空气满流动的盒方向可奖分为：井逆流式士，横流蹦式和并中流式。从热交县换效率程来说逆覆流式最叮为优越骑。优点：餐抽风时滔塔内空耀气处于钢负压有蛇利于水适的蒸发倦散热，弃传热效齿果好。缺点：风舟机的消耗圆电能很大掘。25抽风式冷茅却塔示意世图26冷却水系败统的热量庄平衡冷却水舱系统的墙传热过挨程发生钉在冷却涌水的全攻过程，宝但主要标过程发锣生在换热器和冷却塔。换热器虹：温差锦，腐蚀央。冷却塔：当传导，对反流。27冷却水劫系统的芹水量平寇衡蒸发损恼失：换床热作用求散失的胆水量风吹损失集：飘散的蔽水量排污量蛋：浓缩更后不得棉不外排元的水量28冷却水愚的浓缩在敞开式登循环冷却俱水系统中指，由于蒸积发，系统摄中的水会趁愈来愈少梦，而水中易各矿物质蔑和离子含胞量就会愈塔来愈浓，侧为了使水给中含盐量势维持在一扣定的浓度宁，必须补途入新鲜水朱，排出浓陆缩水。通常用浓缩倍绸数表示浓傍缩的程勉度。N=C浓∕C原离子涌电导率绒总固体刘含量29水量的平派衡很显然抄，一个挂循环冷沈却水系扑统的循铁环水量险和冷却同水温差乡丰设计确乎定后，阿控制运甜行的浓胜缩倍率黑就是控苦制了系涨统的补奥充水量摊、排污掉水量，柱也就实刘现了系岸统的水淋量基本柿平衡。30R：循姿环量援M：弯补加水微N：萌浓缩倍撒率B：排骑污量责D：优风吹损娇失合CMCR：盐溶度E：蒸抄发量M=E+忌B+DE=e盛△t(扎R-B)占%D=（粥0.2屋～0.他5%）和RN=CR∕CMMCM=BCRB=M留N31系统加药通常加药助的参照依亩据有：（1）像根据一覆个周期雁内的补津充水量粒，按配票方浓度求投加；（2）根企据一个周院期内的排许污水量，梅按配方浓池度投加；（3）根仆据水质药狮剂浓度分犬析值与配址方设定值胳的差乘以号系统水量羡的数值。加药方式搜有：间歇书加药、连选续加药。32旁滤技茅术降低水中则浊度的方邪法是排污钻和过滤。。通常在周循环水系萌统的管路豪上引出一获部分水进蹲行过滤，起过滤后的副清水返回酱循环水系贞统，截留懒的浊度组翅成物质排都出循环水谊系统外，恋这一过程雹称为旁滤掘技术。根据运行园的经验，轻旁滤水量凡与循环水治量之比（协S:R）割一般控制贼在2％～向5％。33金属的交腐蚀和恨控制技虎术由于金饼属和冷以却水溶顾液的作已用，使卡金属材只料转化会成离子誉或化合内物而遭纹受损害灿并且使竹其使用掩性能恶成化的现须象称为勉冷却水构对金属饰的腐蚀停。实质：是水中费的悬浮物屯、胶体、炭溶解盐类恒及溶解气促体等杂质赴中氧化性散的物质对循金属发生路物理的、筛化学的和励电化学作直用的结果让。34金属的腐废蚀按反应的哗机理腐蚀润分为化学腐排蚀与电化学初腐蚀化学腐蚀硬与电化学耍腐蚀的区穿别35腐蚀的界形式（1）均匀腐太蚀：（1）私在腐蚀介能质作用下袍，金属表密面发生的质腐蚀破坏扎，基本上晓按相同的优腐蚀速度伍进行着。（2）局部腐筐蚀：局部腐煤蚀腐蚀破农坏主要集额中在金属债表面的一情定区域，棕而其它部熟位几乎没绵有被破坏浸。（3）晶体腐歇蚀：发生津置换反够应，活移泼的金宪属置换胁出不活瓦泼的金溜属。两没种金属数的活泼龄性相差爪越大，林晶体的灰腐蚀越乞厉害。36碳钢的磁腐蚀冷却水芬对碳钢滋的腐蚀起是一个牌电化学桨过程。尖由于碳田钢组织威和表面析的不均寇一性，早当它与纤水接触庆时，在暂其表面雁会形成嫁许多微房诚小的腐补蚀电池浅。阳极：色Fe→兔Fe2++2e-阴极：层O2+2H2O+4e-→4O造H-水中反登应：烛Fe2++2防OH-→F厘e(O维H)237阳极区域荣Fe不断春失去电子盼，变成F钞e2＋离娘子进入溶总液，也即击Fe不断页被溶解而婶腐蚀，留根下的电子读通过金属宿本体转移喷到阴极表础面，与水垦和溶解在各水中的O喝2起反应披生成OH糕-离子，教在水中有雀阳极和阴封极反应生姥成的Fe烂2＋和O推H-相遇过，生成不恒溶物氢氧远化亚铁，舟其溶解度隐很低，在栏20℃温汁度下，溶添解度为6原mg/l完，这种化帮合物极易飞氧化，在静水中溶解馆氧的作用寸下，氧化素为氢氧化置铁4Fe汗(OH亡)2+O2+2H2O→泳4F躺e(O泻H)338腐蚀的薄影响因绩素pH值：维常温4.盟3-10硬度：C碗a2+Mg2+碱度：溶解盐莫浓度：竭NaC植l溶解气预体：C奴O2O2水温：反释应，O2水流速络度：甚O239微生物晒对碳钢振的影响微生物排脚出的氨盐哨、硝酸盐券、有机物即、硫化物嘱和碳酸盐优等代谢物具使水质组漏成发生变剖化而引起刃腐蚀外，绞最主要的姑是由于铁影细菌和厌辆氧的硫酸夺盐还原菌洋的存在所需引起的腐央蚀。铁细菌存穷在时，这搞种细菌有斩助于亚铁计盐的接触起氧化，促震使在阳极幅附近形成搜氢氧化铁烛和铁锈的凶沉淀膜。捎当这种沉衬淀膜进一判步增长时寸，将妨碍备氧进入，真所以沉淀凶膜的下方混因缺氧而塘成为阳极欺，而沉淀摧膜周围的颈金属则变胳成阴极，协形成氧的荐浓差电池撇，加剧了菊腐蚀40腐蚀的考控制技太术选择适眠宜耐用包金属材幕料表明防腐骨涂层化学电镀跨技术成膜处淹理钝化处侵理电化学掉保护物理技耗术的应骄用臭氧保猫护技术缓蚀剂础的使用介质处悬理41冷却水正中污垢关及其控缓制技术循环冷却寸水系统在粥运行的过熊程中，会肤有各种物缸质沉积在道换热器的令传热管表呆面，这些惠物质统称扎为沉积物电。它们主持要是由水均垢、淤泥栋、腐蚀产势物和生物解沉积构成处。通常，肚人们把它午们统称为击污垢。污垢的椅危害：瓦阻隔传冷热、阻券塞水流济、阻碍原生产。42水垢冷却水些中的水蔽垢一般毯都是具秒有反常爽溶解度惯的难溶稳或微溶饱盐类，肉它们具纪有固定滚晶形的穿无机物就，按结皱晶的规时律最容买易在金缺属的传凳热面析粒出，很站硬，厚括实且致久密，大陷部分呈岸白色或更灰白色秧。它们的莫溶解度颈与一般少的盐类旱不同，饿不是随幕着温度逢的升高蛇而升高颗，而是烛随着温箩度的升贺高而降瞎低。当短水流速兽比较小莲或传热邮而比较趴粗糙时椒，这些渐结晶沉注淀物就桐容易沉简积在传认热面上义。43淤泥、勇腐蚀产喉物和生闯物沉积这些一般艇由颗粒细央小的泥