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电厂化学水处理培训

一章 水处理工艺

一节 水中杂质及其分类：

●水中杂质：

♠新疆电厂化学水处理设备悬浮物：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1nm~100nm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+、Ca2+、Mg2+ 、HCO3－、CI－、SO42－等。

♠溶解气体：主要有O2、CO2 等。

●水的分类：

♠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：电厂化学水处理设备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。

●水质指标与水质技术指标：

♠一种是表示水中所含有的离子或分子来表示，如钠离子、氯离子、磷酸根离子、溶解氧等等,一般称为水质指标。

♠另一种则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某种特性的。

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。故称为技术指标。

▲水质技术指标

♠悬浮物和浊度

悬浮物是指经过滤后分离出来的不溶于水的固体混合物，可以通过重量法测定，由于方法很麻烦，在实际中常采用测浊度的方法来衡量悬浮物和胶体物质的含量。浊度的单位通常用“福马肼”（FTU、NTU、JTU）表示。

♠硬度及其单位

硬度：水中所有高价金属离子的总和都称硬度（YD）。 常用的 硬度的定义式为：YD（1/2Ca 2+ +1/2Mg2+ ）

硬度的单位：通常以碳酸钙或氧化钙或德国度表示。

①量浓度，mol/L . C (1/2CaCO3) = C (1/2CaO) = C (1/2Ca 2+ )mol/L

②ppm（mg/L）， 1mg/L CaCO3称为1 ppm硬度。由于 1/2CaCO3的摩尔质量为5 0g/L，1 mmol/L的（1/2CaCO3）硬度就相当于50mg/L即50ppm硬度。

♠碱度和酸度

碱度表示水中能接受氢离子的一类物质的量，在水中碱度主要是OH－、1/2CO32－、HCO3－。天然水中的碱度主要是HCO3－。

酸度表示水中能接受氢氧根离子的一类物质的量，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H2CO3。阳床出水的酸度主要是强酸HCI、H2SO4。及碳酸H2CO3。

♠有机物与化学耗氧量

表示水中有机物及还原性物质含量的一项指标。COD的测定就是利用有机物可氧化这一特性，在一定的条件下，用一定的强氧化剂与水中各种有机物及亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等作用，然后将所消耗的氧化剂的量，计算折合成氧的质量浓度，称为化学耗氧量，单位以mg/L来表示。一般说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。一般情况下，有机物含量较低时采用高锰酸钾法，而有机物含量高时采用重铬酸钾法。同一水样，用重铬酸法测定比用高锰酸钾测定结果要高一些。

●水质指标间的关系

★碱度与硬度

1、硬度大于碱度：这种水称为非碱性水，钙、镁离子将首先与HCO3－形成碳酸盐硬度（YDT），剩余硬度离子即钙镁离子与SO42－、CI－等其它阴离子形成非碳酸盐硬度（YDF）。

2、硬度等于碱度：新疆电厂化学水处理在这种水中，钙、镁离子全部与HCO3－形成碳酸盐硬度。既没有非碳酸盐硬度也没有剩余碱度。

3、硬度小于碱度：在这种碱性水中，硬度将全部形成碳酸盐硬度，剩余的碱度则与Na+、K+形成钠碱度（JDNa）称为负硬度，此时无非碳酸盐硬度。

★碱度与碱度离子

碱度（JD）：碱度是表示水中能接受氢离子的一类物质的量。根据酸碱滴定法测定水中的碱度，这时所用的标准溶液是HCI或H2SO4溶液，酸与各种碱度离子的三个反应是：

OH－+H+=H2O

CO32－+H+= HCO3－

HCO3－+ H+=H2O+ CO2

根据所加指示剂不同，碱度又可分为甲基橙碱度(JD甲)和酚酞碱度(JD酚)。加酚酞指示剂时只能完成上述两个反应；加甲基橙指示剂时三个反应全部完成。称(JD甲)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。此时的总碱度应为(JD全)= (JD)酚+(JD)甲。

假设滴定中消耗的酸量分别用a（酚）、b（甲）（单位：mL)

1.a>b 碱度离子为CO3－和OH－，没有HCO3－；

2.a

3.a=b 碱度离子只有CO3－；没有HCO3－ ，OH－ ；

4.a=0,b>0 碱度离子只有HCO3－；没有CO32－ ，OH－ ；

5.b=0,a>0 碱度离子只有OH－。

锅炉用水中碱度主要由OH－、 CO32－、HCO3－及其它少量的弱酸盐类组成。

碱度的计量单位为mmol/L， 其基本单元为：OH－、 1/2CO32－、HCO3－

炉水中基本上不存在HCO3－，因为在高温高压下

HCO3－→CO32－+H2O+CO2↑

CO32－+H2O→2OH－+CO2↑

当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反应：

HCO3－+ OH－→CO32－+ H2O

所以炉水中的碱度主要是CO32－ 、OH－。生水中的碱度主要是HCO3－。

★碱度与PH值

pH值是表征溶液酸碱性的指标，pH值越大，OH－浓度越高。而碱度中，除了OH－含量外，还包含了CO32－和HCO3－含量。所以，它们之间既有区别又有联系。其联系是：在一般情况下，pH值会随着碱度的提高而增大，但这还取决于OH－碱度占总碱度的比例；区别是：pH值大小只取决于OH－与H+的相对含量，而碱度大小则反映了组成碱度的各离子的总含量。因此，对于pH值合格的锅炉用水，有时碱度不一定合格；反之，碱度合格的水，pH值也不一定合格。

第二节 水处理工艺

1、预处理

★一体化净水器

主要是依据浅层沉淀理论，电厂化学水处理设置了斜管加速沉降。下部沉降快速形成的大颗粒絮状体，在两层斜管之间，由于流速方向发生改变，将会增加小颗粒絮体间的接触机会，在流经上层斜管时，进一步提高水质，沉淀池中污源，一部分回流 到絮凝反应池，剩余部分入污泥区，污泥定期排放。斜管清水区得出水经波形多孔集水板集水，均匀分配给分配水箱，分配水箱出水进入滤池进行过滤， 去除泄漏的微量悬浮物，出水经冲洗水箱进入清水池，该滤池采用反射布水、多空板集水，滤料为石英砂，反冲洗为达到额定水头损失后，自动虹吸反冲。

★双介质过滤器

2、一级除盐系统+混床

▲阳离子交换器

进入一级除盐系统的水是经预处理，水中只含有少量的溶解性杂质。溶解性杂质包括阳离子、阴离子、少量胶体硅等。其中水中的阳离子主要由Ca2+、Mg2+、K+、Na+和极少量的Al3+、Fe3+离子组成，阴离子主要由HCO3－、SO42-、Cl－和少量的NO3-、HSiO3-离子组成。