第十章特种水源水处理系统

WaterQualityEngineering

水质工程学

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第10章特种水源水处理工艺系统第10章特种水源水处理工艺系统10.1高浊度水处理工艺系统10.2地下水除铁除锰10.3水的除氟和除砷10.4软化、除盐及锅炉水处理工艺系统10.5游泳池水处理工艺系统10.1高浊度水处理工艺系统CompanyLogo

高浊度河水特点含泥沙量大具有沙峰的特点

沉淀为拥挤沉淀形式高浊度水的处理流程

10.1高浊度水处理工艺系统

10.1高浊度水处理工艺系统

10.2地下水除铁除锰10.2.1、地下水除铁铁含量及存在生活饮用水标准0.3mg/L水中含铁高，影响水的口味用于纺织、印染等生产用水降低产品质量，家庭用具发生锈斑，洗涤衣物会出现黄色斑渍铁质沉淀物（Fe2O3）会滋长铁细菌，阻塞管道，自来水会出现红水。铁以＋2价氧化态存在

10.2地下水除铁除锰除铁的方法氧化法：氧、氯、高锰酸钾曝气自然氧化法除铁

O2CO2

含铁地下水曝气装置氧化反应池快滤池除铁水

曝气接触氧化除铁工艺

o2

含铁地下水曝气装置接触氧化滤池除铁水

10.2地下水除铁除锰10.2.2、地下水除锰锰含量及存在生活饮用水标准0.1mg/L锰含量超标仍会带来与铁相似的问题锰以＋2、＋3、＋4、＋5、＋6、或＋7价氧化态存在，在天然地下水中溶解状态的锰主要是二价锰除锰的方法氧化法：氧、氯、高锰酸钾

10.2地下水除铁除锰10.2.3、地下水除铁除锰

地下水中铁、锰共存时应先除铁后除锰

O2

含铁含锰地下水简单曝气接触氧化除铁滤池

O2

充分曝气接触氧化除铁除铁除锰水

10.2地下水除铁除锰

10.3水的除氟和除砷10.3.1、水的除氟含氟量：生活饮用水标准0.5～1.0mg/L浓度低于0.5mg/L，儿童龋齿浓度高于1.5mg/L，氟斑牙浓度3～6mg/L，骨氟中毒

浓度10mg/L，致残性氟骨症除氟方法吸附法、药剂法、电渗析

10.3水的除氟和除砷吸附法：含氟水通过滤层，氟离子被吸附在有吸附剂组成的滤层上。当吸附剂的吸附能力降至一定极限值，出水含氟量达不到规定时用再生剂再生，恢复再生剂的除氟能力。活化氧化铝磷酸三钙或骨炭

硫酸液活化(Al2O3)n.2H2O+SO42-(Al2O3)n.H2SO4+2OH-

除氟反应(Al2O3)n.H2SO4+2F-(Al2O3)n.2HF+SO42-

再生反应

(Al2O3)n.2HF+SO42-

（Al2O3）n.H2SO4+2F-

10.3水的除氟和除砷药剂法：向水中投加铝盐混凝剂，铝盐水解生成的氢氧化铝能吸附水中的氟，所以将氢氧化铝沉淀过滤除去。电渗析：使含氟水通过电渗析装置，负电性的氟离子在电场作用下向正电极运动，穿过离子交换膜，由清水室进入浓水室，清水室出水中的氟便被去除。

10.3水的除氟和除砷

10.3水的除氟和除砷10.3.2、水的除砷砷的存在：生活饮用水标准不超过50μg/L没有证据证明砷是人体的必需元素含量高会导致人体慢性中毒砷以－3、0、＋3、＋5价的氧化态广泛存在于自然界中

除砷方法铁盐混凝剂法除砷

10.4软化、除盐及锅炉水处理工艺系统10.4.1概述离子：Ca2+,Mg2+,Na+(K+)HCO3-,SO42-,Cl-

一般Fe2+,SiO32-含量较少。气体：CO2,O2

10.4软化、除盐及锅炉水处理工艺系统10.4.1概述总硬度：水中Ca2+Mg2+含量的总和碳酸盐硬度（暂时硬度）非碳酸盐硬度含盐量：水中全部阳离子和阴离子含量的总和软化：降低硬度除盐：降低含盐量

10.4软化、除盐及锅炉水处理工艺系统10.4.2软化的基本工艺系统药剂软化工艺系统石灰软化法石灰－苏打软化法磷酸盐法离子交换软化工艺系统原水碱度不高时用Na离子交换软化

原水碱度比较高时用H-Na离子交换软化

10.4软化、除盐及锅炉水处理工艺系统石灰软化法：

CaO+H2O=Ca(OH)2CO2+Ca(OH)2---CaCO3↓+H2OCa(HCO3)2+Ca(OH)2---2CaCO3↓+2H2OMg(HCO3)2+2Ca(OH)2---2CaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O若碱度>硬度，还应去除多余的HCO3－若水中存在Fe离子，也要消耗Ca(OH)2所以，石灰投加量：[CaO]=[CO2]+[Ca(HCO3)2]+2[Mg(HCO3)2]+[Fe]+a为尽量降低碳酸盐硬度，石灰＋混凝沉淀可以同时进行。注意：石灰法只能降低碳酸盐硬度以及降低水中的碱度

10.4软化、除盐及锅炉水处理工艺系统石灰－纯碱法去除碳酸盐和非碳酸盐硬度CaSO4+Na2CO3----CaCO3↓+Na2SO4MgSO4+Na2CO3---MgCO3+Na2SO4MgCO3+Ca(OH)2–CaCO3↓+Mg(OH)2↓但纯碱太贵，此法一般不用。石灰－石膏法当原水的碱度大于硬度，即负硬度（有碱度存在时）出现时2NaHCO3+CaSO4+Ca(OH)2-----2CaCO3↓+Na2SO4+2H2O

10.4软化、除盐及锅炉水处理工艺系统离子交换软化工艺系统原水碱度不高时用Na离子交换软化RNa

系统原水碱度低（因为RNa不能去除碱度），不要求降低碱度的情况。可采用一级或二级串联。

原水碱度比较高时用H-Na离子交换软化特点：去除碳酸盐和非碳酸盐硬度，总含盐量（阳离子总重量）有所变化，但碱度不变。

Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2CaSO4MgCl2NaHCO3Na2SO4NaCl软化水RNa原水Na离子交换软化法示意RNaRH碳酸盐硬度，生成CO2、H2O，同时碱度也去除了。非碳酸盐硬度，生成H2SO4，HCl

，出水酸性。对于Na+,RH+NaCl

RNa+HCl

，产生钠型树脂，但不起软化作用脱碱软化系统1〕H－Na并联2）H－Na串联系统1〕H－Na并联2）H－Na串联系统混合离子交换器多极离子交换工程

10.4软化、除盐及锅炉水处理工艺系统10.4.3除盐工艺系统蒸馏法、电渗析法、反渗透法、离子交换法

复床除盐：H型阳离子交换器与OH型阴离子交换串联使用的系统混合床除盐：把H型阳树脂和OH型阴树脂置于同一台交换器中

离子交换除盐需求：高温高压锅炉的补给水、某些电子工业用水等

复床除盐混合床双层床复床除盐进水强酸阳床强碱阴床CO2除二氧化碳器中间水箱出水强酸-脱气-强碱系统强酸－脱气－弱碱－强碱适用于有机物含量高，强碱阴离子多的情况出水强酸阳床强碱阴床CO2除二氧化碳器中间水箱弱碱阴床混合床阳、阴树脂按比例混合装在同一反应器内。再生时分层再生，使用时均匀混合。相当于许多阳、阴树脂交错排列而成的多级复床。一般交换反应为：

RH＋ROH＋NaCl

RNa＋RCl＋H2O

平衡常数（选择性系数）K=KHNa

KOHCl1/KH2O>>1交换反应远比复床彻底得多，出水纯度高。特点（与复床比较）：出水水质好而稳定，交换终点明显，设备也比较少。缺点：是树脂交换容量的利用率比较低，损耗率大。再生操作复杂。应用：在除盐系统的最后，起精加工作用。离子交换除盐设备离子交换除盐工艺实际工程流程图

10.4软化、除盐及锅炉水处理工艺系统反渗透法除盐工艺系统膜组件形式⑴板框式⑵管式⑶卷式⑷中空纤维式毛细管膜组件与中空纤维膜组件的形式相同，其差异仅在于膜的规格不同。

10.5游泳池水处理工艺系统游泳池是城市的重要公用设施。比赛池、跳水池、公共池、儿童池我国国家技术监督局和卫生部1996年9月1日联合颁布了人