第五章原水预处理

学习内容第一章相关知识第二章化学基础知识第三章水质分析第四章水系统概况第五章原水预处理第六章水的预脱盐第七章锅炉补给水处理第八章锅内水处理及水汽监督第九章凝结水精处理第十章循环水处理第十一章废污水处理第十二章制氢站第五章原水预处理除去天然水中悬浮物和胶体杂质，通常采用的方法是混凝、沉淀、澄清及过滤处理。水的预处理的工艺流程通常为：原水→混凝→沉淀澄清→过滤第一节水的混凝处理第二节水的沉淀和澄清处理第三节水的过滤处理第四节水的吸附处理宝二发电公司水源为冯家山水库水，实测最大含砂量＜5.0Kg/ｍ３，多年平均含砂量＜1.0Kg/ｍ３。其净化处理系统采用混凝、沉淀、澄清工艺流程，设计处理水量为3300ｍ３/h，设计最大进水含砂量为20Kg/ｍ３，出水浊度根据用水点水质要求，分别为10mg/l，3mg/l以下。为节约用水将机加池排泥水排入零排放系统的循环水集水池进行处理回收。净化站包括1330ｍ３/h机械加速澄清池、生活水过滤间、蓄水池、综合水泵房、加药间及系统内所有管道及设备。第一节水的混凝处理混凝处理就是在水中投加适当的化学药剂，使水中微小的悬浮物以及胶体结合成大的絮凝体，并在重力作用下沉淀出来。投加的化学药剂称为混凝剂。混凝处理过程包括脱稳和絮凝两个过程。一、胶体的稳定性1、动力稳定性：由布朗运动所引起的稳定性。2、聚集稳定性：促使胶体微粒保持其分散状态而不凝聚的性能。促使水中胶体具有聚集稳定性的原因有：(1)胶体具有双电层结构（憎水胶体）；(2)胶体表面有水合层（亲水胶体）；二、胶体的脱稳胶体由于分电位降低或其他原因失去聚集稳定性的过程。(1)投加电解质。电中和、压缩双电层反离子价数越高，脱稳效果越好。(2)投加与天然水中胶体电荷相反的胶体。电中和、压缩双电层控制适当的投加量。(3)投加高分子絮凝剂。吸附架桥注意搅拌的均匀性及搅拌强度。胶体的结构三、影响混凝效果的因素（1）水的ＰH值（2）水温（3）混凝剂的用量（4）水和混凝剂的混合速度（5）水中杂质（6）接触介质四、混凝处理后水质变化除掉部分：悬浮物；60%～80%有机物；部分重碳酸盐硬度；占全硅25%～50%的胶态硅。增加部分：SO４２－、Cl－等；CO２；HF；溶解固形物。五、混凝加药系统第二节水的沉淀和澄清处理将水中的固体颗粒借助重力下沉从水中分离出来的过程称为水的沉淀或沉降处理。将混凝和沉淀两个过程在同一个设备中完成，这种处理工艺就是水的澄清处理。澄清处理的技术特点：在池内维持一定量的悬浮泥渣层，与加了混凝剂的原水一起进行混合、反应和沉淀的过程，从而获得较为理想的处理效果。一、平流式沉淀池1-进水区；2-多孔隔墙；3-沉淀区；4-出水区；5-存泥区，6-出水槽颗粒在静水中的沉降沉降速度公式，又称为司笃克斯公式：1、u与d的平方成正比，因此颗粒直径d对沉降速度的影响很大。2、颗粒与水之间的密度差(s-L)越大，沉降速度越快，增大絮状物的密度，可提高沉淀效果。3、通过混凝处理将水中细小颗粒凝聚成絮状物，可大大增加沉降速度，提高沉淀效果。水温越高，水的动力粘度系数µ越小，沉降速度增加。自由沉降、拥挤沉降（层状沉降）、絮凝沉降颗粒在沉淀池中的沉降影响沉淀池沉淀效率的因素：1、水流的不均匀性2、水的流态3、水流的不稳定性二、斜管(板)沉淀池三、泥渣悬浮式澄清池1-分离器；2-喷嘴；3-混合区；4-水平隔板；5-垂直隔板；6-反应区；7-过渡区；8-出水区；9-水栅；10-集水槽；11-拌泥系统；12-泥渣浓缩器；13-采样管：14-可动罩子四、机械搅拌加速澄清池1-进水管；2-进水槽；3-第一反应室(混合室)；4-第二反应室；5-导流室；6-分离室；7-集水槽；8-泥渣浓缩室；9-加药管；10-机械搅拌器；11-导流板；12-伞形板五、水力循环澄清池1-进水管；2-喷嘴；3-混合室；4-喉管；5-第一反应室；6-第二反应室；7-分离室；8-集水槽；9-泥渣浓缩室；10-调节器；11-伞形挡板六、监督项目清水层的高度；悬浮泥渣量：反应室、泥渣浓缩室和池底等部位；进水流量、加药量、水温、排泥时间、排泥门开度等；出水水质：悬浮物含量或浊度。泥渣的作用：絮凝作用，晶核作用，过滤作用。悬浮泥渣量，通常采用的是一种称为沉降比的方法，这使用一直径为40～60mm、高250～350mm的量筒，将含泥渣的样品装入，经静置一定时间后，观察其泥渣沉降情况。静置时间2，5，20，60min，只要选取一个适当的时间作为标准就可以。其结果可用沉降后泥渣的体积占样品总体积的百分率(沉降比)表示。澄清池各部分取得水样的沉降比究竟以多大为合适，无法预定，要由各台澄清池的具体运行经验来决定。第三节水的过滤处理水通过滤料层除去其中悬浮物的工艺称为过滤，按滤料类别分为粒状滤料过滤、膜状滤料过滤、线状滤料过滤。一、过滤机理二、滤料及滤层三、滤层中滤料的排布方式与过滤效果四、滤料的级配五、过滤工艺六、过滤设备七、混凝过滤一、过滤机理过滤主要取决于悬浮颗粒和滤料的性质、相对粒径的大小以及过水断面的水流状态。过滤机理有以下三种作用：(1)机械筛滤作用：当滤料粒度较小时，粒径大于滤料层孔隙的悬浮物由于吸附和机械筛滤作用彼此重叠和架桥作用，在滤层表面形成了一层附加的滤膜，在以后的过滤过程中，这层滤膜主要起机械截留作用，这种过滤称为膜过滤或表面过滤。(2)惯性沉淀作用：水中的悬浮颗粒由于自身的重力作用或水流绕过滤料颗粒时悬浮颗粒的惯性作用，会脱离流线而被抛到滤料表面并沉积下来。(3)接触絮凝作用：当滤料粒度较大时，悬浮颗粒的水流经滤层中的孔道时，在范德华力、静电力的作用下，靠吸附和架桥作用而粘附在滤料表面，这种过滤称为深层过滤。二、滤料及滤层1、颗粒状滤料：（1）化学性能稳定，不影响出水水质。（2）机械强度良好，使用中不碎裂。（3）粒度适当。常用“粒径”和“不均匀系数”两个指标表示。粒径表示滤料颗粒大小的概况，不均匀系数表示滤料中不同大小的滤料颗粒的分布情况。（4）廉价，便于取材。常用的滤料为石英砂、无烟煤、大理石、活性炭等。2、滤层（1）滤层空隙率。滤层中滤料颗粒与颗粒之间的空间体积占滤层总体积的百分率，即为滤层空隙率。空隙率愈大，过滤水头损失增加缓慢，过滤周期可以延长，因此滤层的截污能力得以提高；但穿透厚度也随之增大。（2）滤层厚度。达到某规定水质所需要的滤层厚度称悬浮杂质的穿透厚度，穿透厚度加上一定安全因素的厚度即为滤层的设计厚度。三、滤层中滤料的排布方式与过滤效果四、滤料的级配五、过滤工艺过滤处理是由过滤、反洗和正洗三个步骤交替循环操作。1．过滤过滤器通常运行到出水浊度达到规定的允许值或进出口压差达到规定的允许值时停止运行，这时称过滤器失效。表示过滤设备运行的技术指标主要有出水浊度、滤料的截污容量和滤层的水头损失。2．反冲洗反冲洗的目的是除去滤层中截留的杂质、气泡、破碎滤料，恢复滤料的截污能力。反冲洗方法主要有两种：水反冲洗；辅以空气擦洗的水反洗。反冲洗效果：反洗强度或反洗膨胀率，反冲洗时间。反洗膨胀率：反冲洗时，滤层膨胀时增加的厚度与滤层原厚度比值的百分数。反冲洗强度：反冲洗时单位时间、单位过滤面积上通过的反冲洗水量称为反冲洗强度，用q表示，单位：L/(s·m2)。六、过滤设备1．压力式过滤器压力式机械过滤器2．无阀滤池3．空气擦洗滤池空气擦洗滤池4．纤维过滤器过滤介质：丙纶纤维运行参数：1)过滤速度。20～40m/h。2)过滤水头损失。进、出口压差一般≤0.10MPa，最大时不得超过0．20MPa。3)出水水质。当水经混凝处理，进水浊度≤20FTU时，出水浊度≤1FTU。4)截污容量。当过滤速度为20-40m/h时，截污容量约为5-10kg/m3。清洗强度为8-10L/(m2·s)，相应清洗流速约30m/h左右。5)空气吹洗气量约为60-80L(m2·s)，气压0.05-0.1MPa。6)清洗时间约20-40min。七、混凝过滤当原水悬浮物较低(如低于50mg/L)，而胶体杂质(如胶体硅)含量较高时，可以将混凝和过滤在一个设备中进行，这种处理工艺就是所谓的混凝过滤。也有称接触过滤。混凝过滤有两种做法：一种是当加有混凝剂的水中生成微小絮状物时，将水引入过滤器，这称为微絮凝过滤；另一种为，在微小絮状物生成之前，水已到达滤层中，水中胶体和滤料凝聚在一起，此法称为凝聚过滤。第四节水的吸附处理水的吸附处理的主要目的是去除水中有机物，降低水的COD值。还可以去除游离氯。活性炭是非极性吸附剂，所以它对于某些有机物有较强的吸附力。活性炭的吸附力以物理吸附为主，一般是可逆的。活性炭过滤法能较彻底除去水中的游离氯：Cl2+H2O=HCl+HCLOHClO→HCl+[O](新生态氧)这里所产生的新生态氧可以和活性炭中的碳或其他易氧化的组分反应，例如；C+2[O]→CO2谢谢大家！2011/7/13