水处理

1.给水的组成送进锅炉的水成为给水。凝气式发电厂的给水组成：凝结水，补给水，各种疏水；热电厂的给水组成：凝结水，补给水，各种疏水，返回水。2.澄清池分类按泥沙在澄清池中的状态可将澄清池分为两大类：泥渣悬浮型澄清池、泥渣循环性澄清池。泥渣悬浮型澄清池又称泥渣过滤型澄清池，依靠上升水流的能量在池内形成一层悬浮状态的泥渣，当原水自下而上通过这一层泥渣层时，其中的絮凝体就被截留下来，新增加的泥渣不断补充排除的陈旧泥渣，达到动态平衡，在运行过程中悬浮层浓度和厚度保持不变。典型的泥渣悬浮型澄清池包括：悬浮澄清池，脉冲澄清池。泥渣循环性澄清池是让泥渣在垂直方向不断循环，在运动中捕捉原水中形成的絮凝体，并在分离区加以分离，回流量约为设计流量的3~5倍，这种形式的澄清池包括机械搅拌澄清池、水利搅拌澄清池、高密度澄清池。3.水处理中常用的几种离子交换树脂全称及型号：001×7—（凝胶型）强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂201×7—（凝胶型）强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂D111—大孔型弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂D301—大孔型弱碱性苯乙烯系阳离子交换树脂4.离子交换树脂的选择性规律：电荷越多，越易吸收相同电荷，原子序数越大越易吸收对常见阴阳例子的选择性顺序如下：强酸性阳树脂：Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+≈NH4+Na+H+弱酸性阳树脂：H+Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+≈NH4+Na+强碱性阴树脂：SO42－NO3－Cl－OH－F－HCO3－HSiO3－弱碱性阴树脂：OH－SO42－NO3－Cl－HCO3－5.出水水质要求（1）一级复床出水水质要求：电导率不大于5s/cm，SiO2含量不大于100g/L（2）混合床除盐系统出水水质要求：电导率0.2s/cm，残留硅酸含量（以SiO2表示）在20g/L以下6.常用作反渗透膜材料的半透膜主要有：醋酸纤维素膜，芳香聚酰胺类膜，复合反渗透膜8.电渗析器的基本除盐单元包括：阳膜，隔板甲，阴膜，隔板乙9.EDI装置在工作中，同时发生着离子迁移，离子交换和电再生三个过程在外电场作用下，水中离子通过离子交换膜进行选择性迁移的电渗析过程；阴、阳树脂上的OH－和H+对水中例子的交换过程，从而加速去除淡水室水中的离子；水电离出OH－和H+以及它们对树脂进行的再生过程。10.影响离子交换树脂再生效果的因素a.再生方式：顺流再生效果不理想，对流再生效果较好b.再生剂的种类和纯度：H型树脂：HCl再生效果比H2SO4好OH型树脂：用NaOH再生，再生剂中要求不含Fe3+，Cl－等离子。c.再生剂用量：应适当。过少，再生效果不理想，过多，不经济d.再生液的浓度：HCl：1.5~4%；NaOH：1~3%e.再生液流速：通常4~8m/hf.再生液温度：阳树脂再生时最好能适当加温，但不能超过阴树脂的最高使用温度11.为什么阴床设在阳床后面a.原水直接通过阴床会产生难溶沉淀，污染树脂：ROH+Ca(HCO3)2=RHCO3+CaCO3↓+H2O2ROH+MgCl2=2RCl+Mg(OH)2↓b.阴床在酸性条件下易于除硅c.防止阴树脂受污染e.通过设置除碳器，降低HCO3－含量，减轻阴床负担，有利于除硅12.除碳器风水比：15~30m3风/m3水13.火力发电厂水处理系统一般流程天然水→预处理（混凝、沉淀、澄清、过滤）→软化（离子交换）→除盐→除氧器→锅炉14.什么是硬度，它的分类如何，它与碱度的关系，通过该关系可以判断水的性质吗（1）硬度：见名解（2）分类：碳酸盐硬度（暂时硬度），非碳酸盐硬度（永久硬度）（3）关系及判断，AH，碱性水AH，非碱性水15.哪些物质在水中同时具有硬度和碱度？哪些物质在水中只有硬度没有碱度？哪些物质在水中只有碱度没有硬度？同时具有碱度和硬度：Ca(HCO3)2，Mg(HCO3)2只具有硬度没有碱度：CaCl2，CaSO4，MgCl2，MgSO4只具有碱度没有硬度：NaHCO3，KHCO316.混凝处理过程中有哪四大作用？混凝处理的条件是什么？（1）作用：a.压缩双电层作用b.吸附电中和作用c.吸附架桥作用d.沉淀物网捕作用（2）条件：a.水温：25~30℃最优（水温低，水解缓慢，水的粘度增大不利于脱稳胶粒絮凝）b.pH值及碱度：铝盐6.5~7.5，铁盐6.0~8.4，使用的pH4~10c.水中杂质的成分性质和浓度d.水利条件：混合阶段——快，反映阶段——慢e.混凝剂用量：与水中胶体浓度有关，通过实验求得。17.对过滤材料有什么要求，他们的适用场合（1）要求：a.足够的机械强度，磨损率≯0.5%b.化学稳定好c.不含对人体有害及有毒物质d.具有一定的颗粒级配e.宜廉价、易得（2）适用：a.中性、酸性水：石英砂（SiO2），无烟煤b.碱性水：无烟煤，白云石（MgCO3·CaCO3），大理石（CaCO3）18.什么是负水头，危害有哪些，如何防止负水头发生（1）定义：见名解（2）危害：a.增加滤层局部阻力，减少有效过滤面积，增加了水头损失b.空气泡会穿过滤料层，上升到滤池表面，有可能有部分细滤料或轻质滤料带出c.破坏虑层结构，在反冲洗时，空气泡更容易把大量的滤料带出虑层。（3）防止：a.增加砂面的水深b.使滤池的出口位置等于或高于滤层表面19.什么是保护层，保护层是不是越厚越好？（1）定义：见名解（2）不是。在运行中交换剂保护层的厚度是一个对实际运行有影响的数据，如果比厚度大，则图中开始增加的B点提前，交换剂的工作交换容量就小；反之，保护层薄，工作交换容量就大。所以，保护层不是越厚越好。名词解释：1.硬度：用来表示水中某些容易形成垢类以及洗涤时容易消耗肥皂的一类物质，是水中二价及以上的金属阳离子的浓度之和。天然水中主要为Ca2+，Mg2+2.反洗强度：单位面积滤层所通过的冲洗流量，单位L/(s·m2)（一般以每秒内每平方米过滤面积流过的水的升数表示。）P543.负水头：当过滤进行到一定时刻时，滤层截留的大量杂质以致砂面以下某一深度处的滤层的水头损失超过该深度的水深，该深度处就出现负水头。4.保护层：在离子交换器的最下部，有一层不能发挥其全部交换能力的交换剂层，它只起保护出水水质的作用。5.盐耗：使交换剂恢复1mol的交换能力，所消耗再生剂的量（g），称为再生剂耗量，用食盐再生时，也称为盐耗。AB出水进水Ca+含量6.逆流再生：指运行时水流的方向向下流动，再生时再生液向上流动作图题：一.一级复床除盐系统图：1——强酸H型交换器：将水中的各种阳离子交换称H+2——除碳器：除去阳床出水中游离CO2（残留量可达5mg/L以下）3——中间水箱：储水4——中间水泵：提供压力5——强碱OH型交换器：将水中所有阴离子吸附下来，释放出OH－，H++OH－=H2O二泵输送酸碱系统1——储酸（碱）池：储存酸碱2——高位酸（碱）罐：储存酸碱，同时位置较高，可使酸碱自流到计量箱3——计量箱：计量再生一次酸碱用量4——喷射器：稀释高浓度酸碱溶液计算题：一．盐耗问题盐耗=)(HcHVG，g/mol比耗=5.58盐耗G——再生一次所需纯再生剂用量，gV——运行时通过的总水量H——制水周期中原水的平均硬度，mmol/L，Hc——软化水的残留硬度，当原水硬度比它大很多事，可以忽略不计58.5——NaCl的摩尔质量，g/mol某钠离子交换器进水硬度为2.03mmol/L，出水硬度为0.03mmol/L，甲操作时每次再生用NaCl为100Kg，处理水320吨；乙操作时每次再生用NaCl120Kg，处理水350吨。试问谁操作最经济？甲盐耗=molg/15603.003.2320100乙盐耗=molg/17103.003.2350120进酸（碱）压力水去交换器4321所以，甲好二．水质净化（1）弱酸性阳离子交换树脂：活性基团为羧酸基—COOH，参与交换反映的可交换离子是H+，对水中碳酸盐硬度有较强的交换能力：32223)(21)(21COHRCOOHMHCOMRCOOH对非碳酸盐硬度和中性盐基本上无交换能力（因为不能弱酸制强酸）（2）强酸性阳离子交换树脂：活性基团为——SO3H，对水中所有阳离子均有较强的交换能力：Ca2+，Mg2+，Na+：4332224223222)(2SOHHClCOHNaMgCaRSOClHCONaMgCaRH（3）弱碱性阴离子交换树脂：只能与强酸阴离子起交换作用，不具有中性盐分解能力（不能弱碱制强碱）OHSONHRSOHOHNHROHClNHRHClOHNHR24234232332)(2（4）强碱性阴离子交换树脂：在水中与各种阴离子进行交换：Cl－，SO42+，CO32－，SiO32－OH2对应的盐各种酸ROH某地区水质分析如下：LmmollLmmolLmmolLmmolLmmolLmmol/0.1:C/2.1:SO21/3.2:HCO/2.1:Na/8.0:Mg21/5.2:Ca2124322，，，，依次通过弱酸树脂，强酸树脂，弱碱树脂，强碱树脂解：通过弱酸性阳离子交换树脂：LmmollLmmolLmmolLmmolLmmolLmmol/0.1:C/2.1:SO21/3.2:COH/2.1:Na/8.0:Mg21/2.0:Ca21243222，，，，通过强酸性阳离子交换树脂：LmmollLmmolLmmol/0.1:C/2.1:SO21/3.2:COH2.2mmol/L:H2432，，，通过弱碱性阴离子交换树脂：Lmmol/3.2:COH32通过强碱性阴离子交换树脂：H2O三．需用树脂kgR10002，sshVm式中：R——交换器半径，m；h——树脂层高度，m；s——树脂的湿视密度，g/mL。某厂新装一台直径1000mm软化器，要求001×7型树脂，层高1.5m，问应该装入多少树脂？树脂的视密度为0.8，每箱重25kg，需装多少箱？解：m=R2hs×1000=3.14×(1/2)2×1.5×1000×0.8=942kg所以，应装入942kgn=942/25=37.68，取38所以，应装入38箱。四．分析水中的各种硬度碳酸盐硬度（暂时硬度）HT：水中钙、镁离子的碳酸氢盐及碳酸盐（量很少）的含量非碳酸盐硬度（永久硬度）HF：水中钙、镁离子的硫酸盐、氯化物等的含量。碱度A或JD：水中能够与强酸进行中和反应的物质含量，氢氧根离子，碳酸根离子，碳酸氢根离子（天然水中的主要碱度）等。按下述分析结果计算水中含盐量，碳酸盐硬度，非碳酸盐硬度，总碱度，总硬度各为多少？（以mmol/L表示）Ca2+=61.1mg/LMg2+=13.7mg/LNa+=3.5mg/LHCO3－=219.6mg/LSO42－=9.6mg/LCl－=17.7mg/L解：LmmolCaC/055.3201.61)21(2LmmolMgC/142.1127.13)21(2LmmolNaC/152.0235.3)(LmmolHCOC/6.3616.219)(3LmmolSOC/2.0286.9)21(24LmmolClC/499.05.357.17)(图示：221Ca221MgNa3HCOClHT=3.6mmol/LHF=0.597mmol/LA=3.6mmol/LH=4.197mmol/L0.22421SO3.60.4993.0551.1420.152LmmolNaClCLmmolMgClCLmmolMgSOCLmmolHCOMgCLmmolHCOCaC/152.0][/397.0]21[/2.0]21[/545.0])(21[/055.3])(21[242323五．计算水中硬度1mmol/L(1/2Me2+)=2.8°G=ppmCaCO3某水经分析结果如下：Ca2+:84mg/L，Mg2+:24Mg/L，试计算水中硬度各为多少mmol/L，°G和ppmCaCO3HCa=84/20=4.2mmol/LHMg=24/12=2mmol/LH