锅炉水的水质要求.doc
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1、 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 1 目目 录录 第一章 概述 3 2.2.6 水质化验 17 第第 三三 章章 PURE WATER PLANT1 18 8 3.1 锅炉水的水质要求 18 3.1.1 锅炉水对水质要求的标准 .18 3.1.2 水质对锅炉的影响 18 3.2 PURE WATER 工艺流程选择.18 3.3 活性炭过滤器19 3.3.1 活性炭之介绍及吸附原理: .19 3.3.2 活性炭过滤装置的工作方式: 20 3.4 阳床20 3.4.1 离子交换树脂介绍 20 3.4.2 离子交换反应原理 .21 3.4.3 离子交换树脂层的工作过程与再生过程(钠型树脂为例)
2、23 3.4.4 阳离子交换树脂床工作方式 24 3.5 脱气塔24 3.5.1 脱气塔原理 24 3.6 阴床25 3.6.1 阴离子交换反应原理及工作、再生过程25 3.6.2 阴床工作方式 25 3.7 混床:(阴、阳离子混合床).25 第第 四四 章章 CONDENSER WATER PLANT2 27 7 4.1 冷凝水进出水质要求27 4.1.1 冷凝水进水要求 27 4.1.2 冷凝水水质要求 27 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 2 4.2 工艺流程选择27 4.2.1 主要设备选择 27 第第 五五 章章 WASTE WATER TREATMENT PLANT2 28 8
3、 5.1 污水处理厂的概述28 5.2 规模与水质标准28 5.2.1 污水水量: 28 5.2.2 进水水质: 28 5.2.3 出水水质: .29 5.3 处理方案与流程29 5.4 主要构筑物作用及特点31 5.4.1 格栅间: 31 5.4.2 调节池: .31 5.4.3 初沉池: .31 5.4.4 储存池: 34 5.4.5 污水提升泵房: 34 5.4.6 冷却塔: 34 5.4.7 A/O 生化反应池: .34 5.4.8 活性污泥性能的环境因素: .35 5.4.9 活性污泥的培训与驯化 36 5.4.10 活性污泥法运行中常见的问题 36 5.4.11 活性污泥法运行中需
4、要测定的主要项目 37 5.4.12 中沉池: 38 5.4.13 生物接触氧化池: 38 5.4.14 二沉池: 40 5.4.15 混凝反应池: 40 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 3 5.4.16 沉淀池: 41 5.4.17 鼓风机房: 41 5.4.18 回流污泥泵房: 41 5.4.19 污泥浓缩脱水间:.41 5.4.20 加药间:.42 第第 六六 章章 水水 质质 化化 验验4 43 3 6.1 水质监测的对象和目的 43 6.2 制浆造纸工业水污染物质排放标准43 6.3 水质检测测定方法43 第一章 概述 1.1 水中不纯物质及其工业用水的要求:水中不纯物质及其工业
5、用水的要求: 1.1.1 水中的杂质水中的杂质 水,是人类不可缺少的重要物质之一。在地球上,却周而复始的循环运做着,自海 洋或开放的表水经阳光照射而蒸发变成水蒸汽,然后凝聚成云堆,并冷凝成雨珠或结成 冰雪再回覆到地面上。但这些水中都含有一定浓度的容存物及固体物。 水中一般溶解很多杂质或混杂一些不溶物,这些物质按其颗粒大小和混合形态的不 同,将水分类如下: 粒径(mm) 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 10 101 分类真溶液胶体悬浮物 特征透明光照下浑浊浑浊肉眼可见 超滤精密过滤自然沉降、过滤 常用处理法离子交换、反渗透 混凝、澄清、过
6、滤 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 4 1.1.2 工业用水的要求工业用水的要求 自然界中的水通常会含有多少量不等之不纯物,此些不纯物质包括溶存气体物、固 体物、及悬浮物等,因而不能直接饮用或作为工业用水,必须依使用的目的予以处理。 工业用水所引起的障碍,可分类如下: (1) 生物腐蚀及其它腐蚀 (2) 污浊 (3) 引起化学反应而污染 使设施恶化方面: (1) 腐蚀 (2) 侵蚀 (3) 起凸凹 减少效率方面: (1) 结垢 (2)污泥的形成 (3)有机物的形成 现将水中的不纯物质所引起的障碍及其处理方法列举如下: 成份障碍处理方法 浊度将水污浊,在配管系统、制造装置、锅 炉中沉积,对大
7、部分制品有障碍 凝剂、沉淀、过滤、超音 波、蒸馏 色度使锅炉用水起泡沫,对铁份去除、热式 磷酸盐软化法时生成沉淀;污染粒子交 换树脂,使纯水的比抗降低,降生成物 着色,高温时产生二氧化碳而引起腐蚀 凝集、沉淀、过滤、氯处 理、活性炭处理、Cl 型 多孔性强碱基树脂吸着。 添加酸使沉淀而过滤去除。 硬度锅炉、热交换器、蒸发器及配管的结垢, 部分过热而引起损害装置。在碱性条件 下生成沉淀使其它药品的品质下降 离子交换、添加药品使沉 淀、添加离子封锁剂、蒸 馏、加表面活性剂 碱度锅炉中生成泡沫、蒸汽中生成二氧化碳 而引起腐蚀、使水的 PH 偏高,使染色 石灰法及石灰苏打软化、 用酸处理,离子交换树脂
8、 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 5 成份障碍处理方法 及其它制造工程的 PH 值不稳定脱碱、脱盐,蒸馏 游离磺酸金属材料的腐蚀、妨碍 PH 调节离子交换树脂脱酸,用碱 中和 游离碳酸配管系统、尤其蒸汽及复水管的腐蚀气曝、脱气、碱中和,添 加胺类 PHPH 随水中含有的酸性及碱性物质而变 硫酸盐与钙离子结合成硫酸钙,使水的固形成 分增加 离子交换脱盐或蒸馏 氯化物水的腐蚀性增大,电解时使阳极材料腐 蚀 离子交换树脂或交换膜而 脱盐、蒸馏 硝酸盐通常无害,能防止锅炉碱性化离子交换、蒸馏 氟化物是生成斑状齿的原因,在工业上较无意 义 离子交换去除、氢氧化镁、 磷酸等吸着 硅酸在锅炉、冷却水系统
9、中生成 scale 、在 蒸汽相移行中,会在 turbine 叶片上生 成不溶性沉淀物 镁盐热处理去除、强碱基 型阴离子交换树脂、蒸馏 钠钾离子锅炉水浓度增加,而产生污垢,洗涤用 水时,则纤维变黄 离子交换树脂及离子交换 膜脱盐、蒸馏 铁生成铁化合物沉淀而污染。染色、皮革、 制纸、化学纤维制品等的变色、着色、 斑点等生成的原因。在配管系统及锅炉 中生成沉积物而使效率降低。 气曝、凝集沉淀、石灰软 化法。阳离子交换树脂、 接触滤过法、添加离子封 锁剂。 有机铁及胶质 铁 与 Fe2+ 、Fe3+同凝集沉淀、过滤、电解法 胶质硅、悬浊 状硅 在锅炉内生成可溶性分子状硅酸盐,与 硅酸之引起妨碍同 凝
10、集沉淀、电解脱硅、蒸 馏 铜多量时对人体有害、与氧化剂共存时能 促进氧化、金属局部腐蚀之因 阳离子交换或添加离子封 锁剂 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 6 成份障碍处理方法 油脂成分(石 油醚抽出成分) 锅炉之泡沫形成之原因、使热交换效率 降低、污染离子交换树脂、对大部分制 造工程有害 活性炭、硅藻土过滤、凝 集沉淀 溶存氧配管系统、热交换装置、锅炉、复水系 统之腐蚀 脱气、亚硫酸苏打、 hydrazine 等之脱氧剂、 添加防腐剂 溶存氮原子炉内氧化成硝酸而起腐蚀、对一般 工业无害 脱气 硫化氢产生腐坏的鸡蛋臭,金属表面用水处理 时,使制品变色 气曝、氯处理、强碱基性 阴离子交换树脂吸
11、著、 Zn 凝结剂而凝集沉淀 氨生成可溶性醋盐及对铜、锌合金腐蚀阳离子交换、氯处理、脱 气 游离氯水管之腐蚀、对重金属存在有强力的氧 化。促进离子交换树脂的分解,对微生 物除去有益 添加亚硫酸苏打之类还原 剂、气曝、脱气、活性炭 处理 有机酸(胺基 酸等) 锅炉之起泡沫、制品着色、妨碍铁离子 之析出及除去,污染离子交换树脂、使 纯水的比抵抗降低。高温时产生二氧化 碳而腐蚀 凝集沉淀、氯处理、 活性炭处理、cl 型多孔性 阴离子交换树脂吸著除去、 添加酸而沉淀过滤 微生物(细菌、 藻类) 对饮用有害、配管系统之闭塞、臭味之 原因,使制品及制造工程中之污染及腐 蚀 添加硫酸铜、氯等杀虫剂、 凝集沉
12、淀、 加热、蒸馏 发热性物质导 电率 用于注射药时产生发热。导电率乃使溶 液中的固体离子化。导电率高则使水的 腐蚀性增大 离子交换后之纯水再蒸馏。 溶解性固体减少则导电率 减少。如脱盐、蒸馏 溶解性固形物蒸发后则可求得溶解性物质的总量、溶 解固形物增加则会使锅炉起泡、原子炉 离子交换树脂而脱盐、纯 水制造、离子交换膜脱盐、 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 7 成份障碍处理方法 的效率降低、种种 process 之妨碍蒸馏 悬浮固形物依重量法求不溶性物质的总量、悬浮固 形物会堵塞管、热交换装置、锅炉中产 生沉积物 凝集沉淀、过滤 全固形物由重量法求溶解固形体及悬浮固形物之 和 与溶解固形体及
13、悬浮固形 物同 1.2 污水及水质指标污水及水质指标: 污水是人类在自己的生活,生产活动中用过并为生活或生产过程所污染的水。污水 分为生活污水、工业污水、被污染的降水及各种排水入管渠的其它污染水。 工业污水是废水的总称。是生产过程中排出的废水。其成分主要决定于生产工艺过 程和使用的原料,其中包括高温(水温超过 60OC)而形成热污染的工业废水。不同的 工业生产产生不同的性质的废水,同类工业采用不同的生产工艺过程,产生的废水也不 同。工业废水性质各异,多半具有危害性,未经处理的废水是不允许排放。 污水的水质指标是表示污水水质受污染情况的重要标志。由于污水中的各类污染物 质的组成、形态及含量极为复
14、杂,其水质指标按物理方面的意义大体可分为: (1) 可生物降解的有机污染物,即水体中可降解的有机污染物,在有氧的条件下, 由好氧微生物的作用,进行好氧降解,是水中的溶解氧减少。是水体中有机 物的浓度的重要指标,包括 BOD COD TOD TOC。 (2) 难生物降解的有机污染物,即污水中化学性质比较稳定,不易被微生物降解 的有机物。一般都是为农药(DDT 有机氯和有机磷) 、酚类化合物、芳香族 氨基化合物、高分子合成聚合物。只能用 COD TOC TOD 等表示或用 DDT 等专用指标) (3) 无直接毒害的无机污染物 一般分为地面覆盖物 如泥砂、矿渣等颗粒状无机 物质;酸碱及其无机盐类;氮
15、、磷等植物营养。 (4) 直接毒害的无机污染物 指氰化物、砷化物和重金属离子。如汞、镉、铅、 砷、氰化物被国际公认为“六大毒性物质” 。 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 8 1.3 水质标准水质标准 水质标准是水中各项水质参数应达到的指标和限值,而水质参数是水质标准的具体 体现。 我国现行的水质标准包括:生活饮用水卫生标准、工业用水水质标准、水环境质量 标准及污水排放标准等。其中污水排放标准分为排放标准和行业排放标准两类。 第二章 Water treatment plant 2.1 用水处理原理及工艺:用水处理原理及工艺: 用水处理可分为:a 浮游物、着色物等的去除 b.溶解盐类的去除 c
16、.溶存气体的去除 实际上是指利用气曝法、凝集、过滤、离子交换等,单独或合并操作,依原水的水 质及水的用途而决定合适的方法,进行处理以达到用水水质。 工艺流程的选择要从技术、经济方面进行分析比较。合理的工艺形式应为操作管理 方便、节能、减少药耗,在满足使用功能的前提下,从投资和运行成本综合考虑。 2.1.1 水处理厂的工艺设计流程水处理厂的工艺设计流程 超越管线 初 反 加氯 加药 原 水 缓 冲 池 厂区配 水管网 滤 池 清 水 池 微涡旋网格反应、 斜管沉淀池 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 9 废 冲 水 排 水 排泥管由厂区排 水至污水处理厂 2.1.2 原水水质:原水水质: pH
17、=6.0-7.5 电导率 100s/cm 浊度 30NTU 色度 50ppm 总硬度 40ppm 碱度 50ppm 总溶解性固体 130ppm 硫酸盐 10ppm 氯化物 5ppm 钙30ppm 镁20ppm 钾+钠15ppm 锰0.007ppm 铁0.5ppm COD60ppm SiO215ppm SS80ppm KmnO4指数 10ppm 2.1.2 处理后水质指标处理后水质指标 pH=6.0-7.0 浊度 1NTU 色度 5ppm 总硬度 50ppm SS5ppm 总铁 0.1ppm 余氯 0.5ppm 2.2 流程选择流程选择 水处理厂主要为造纸生产用水,对浊度、色度、Fe2+的处理结
18、果要求较高。设计选 用了常规的前加氯(预氧化、消毒及除色) 、混凝、沉淀、过滤的处理工艺。除经常能 取得高水质以外,还具有更强的应变能力。在流程上还考虑到设备和构筑物检修和故障 条件下保证正常供水的措施,设置必要的超越、溢流、排空,备用设备和集散型的监控 设备,能及时发现问题及时解决,保证纸浆厂供水安全。水处理厂的设计处理水量规模 回收水池 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 10 为 120000m3/d。 2.2.1 加氯加氯 加药加药 给水处理系统中加氯其目的是为了抑制给水中的微生物、菌类、藻类的生长与繁殖。 水处理厂的加氯系统的氯源由化工厂的碱氯课供给。水厂内加氯点设置一处,采用前加
19、氯,加在混合器前起杀藻及氧化助凝作用,考虑到原水藻类含量较高,最大加氯量取 4mg/L;24 小时连续工作,每日加氯量为 528Kg/d。加氯机采用两台真空加氯机(一用 一备) ,为闭环自动控制,控制系数为滤后水量和余氯量。加氯间至加氯点采用 DN50 的 ABS 工程塑料管。 同时给水处理中还采用加 NaOH 、PAC、助凝剂,目的分别是为了调节水的 pH 度, 以及给水中的不可见的悬浮物的凝集,去除。 2.2.2 混凝混凝 用自然沉降不能完全去除不纯物,尤其水温低的时候,溶存的盐类极少,含有色度 的浮游物十分安定,不能通过砂滤去除。浮游物通常带阴电荷。若加入阳电荷的物质, 则杂质容易形成较
20、大粒子而容易沉淀!此方式即为混凝现象。 处理中的混凝现象比较复杂,不同的混凝剂以及不同的水质条件,混凝机理都有所 不同。常见的有以下四种水混凝现象:压缩双电层作用机理、吸附电性中和作用机理、 吸附架桥作用机理和沉淀物网捕或卷扫机理。 (1)压缩双电层:当向溶液中投加电解质时,溶液中反离子浓度增高,根据浓度扩散和 异号电荷相吸的作用。这些离子与胶粒吸附的反离子发生交换。挤入扩散层,使扩散厚 度缩小,进而更多地挤入滑动面与吸附层,使胶粒带电荷数减少, 电位降底,从而达 到混凝效果。 (2) 吸附电性中和作用机理: 胶粒表面对异号离子、异号胶粒或链状分子带异号电 荷的部位有强烈的吸附作用而中和了其他
21、的部分电荷,减少了静电压力,因而容易与其 他颗粒接近而互相吸附。 (3) 吸附架桥作用机理:高分子物质与胶粒的吸附与桥连。当高分子链的一端吸附了 某一胶粒后,一端又吸附了另一胶粒形成胶粒高分子胶粒的絮凝体。 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 11 (4) 沉淀物网捕或卷扫机理:当铝盐、铁盐、混凝剂的投加量很大而形成大量氢氧化 物沉淀时,可以网捕、卷扫水中的胶粒,以致产生沉淀分离。 PAC 的混凝特性是同过投加铝盐后,发生金属离子的水解和聚合反应过程,其产物 兼有凝聚和絮凝作用的特性。 2 2. .2 2. .2 2. .1 1 混混凝凝作作用用的的影影响响因因素素: 胶质系的凝集最主要的是微
22、粒子表面的物理化学性质。因为水中的微粒子的凝集 去除,其对象是浊度及色度,水的粘度,水的粘性支配条件为水温、PH、碱度、硬度、 游离碳酸等的溶解,所以微粒子之离子交换能力不得不考虑。 A、水温: 水温是凝集反应、floc 形状、凝集剂使用、floc 的沉降分离的重要支配因素。 通常水温低的时候,要形成 floc 的时间长,而且要使用较多的凝集剂。 B、系统的 PH 值: 系统的 ph 值,会影响凝集剂生成氢氧化物的溶解度,folc 生成所用 的时间,以及胶质粒子的电荷给予能力。 C、浊度粒子的离子交换能力。 D、水中共存物的影响。 E、其他因素:如凝集助剂、搅拌混合等。 2.2.2.2 药品投
23、加方式:药品投加方式: a. 凝集注入設备: 药品的注入有湿式、及干式两种。选择适当 的药品注入方式是有必要的药品的注入有 以下几个要点: 注入速度,注入的最高最低量 制御方式(自动、手动控制) 动力的使用(pump、搅拌装置的使用) 药品的储留槽、仓库、及搬运等 注入量的准确度 .干式注入方式: 药品(粉末状固体)的注入一般用于较小规模,注入装置不必担心腐蚀,但原水浊度急 剧上升,容易使注入量增加, 干式药品的注入装置 金海浆纸业有限公司 水环处职训教材 12 .湿式注入: 对于任何凝集剂均可使用,注入药剂量较少 时,也容易调节注入量。但需得注意装置的 腐蚀。浊度急剧上升时,注入量有可能不足
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