工业锅炉用水的预处理.pptx
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1、1C3-1 工业锅炉用水的预处理1.地表水的预处理地表水的预处理2.地下水的预处理地下水的预处理21.地表水的预处理地表水的预处理目的:除掉水中的悬浮杂质和胶体杂质。杂质的危害:进入离子交换器内,使树脂层的阻力增大,并且容易吸附在树脂的表面,影响交换能力。常用的地表水的预处理方法:混凝、沉淀(澄清)和过滤。31.地表水的预处理地表水的预处理水中的不同粒径的悬浮物和胶体杂质,沉降速度相差很大。右表列出了相同条件下不同粒径颗粒在水中的沉降速度。由表可知,杂质的沉降速度随着颗粒粒径变化呈非线性关系。大颗粒悬浮物容易沉降,而粒径微小的杂质,尤其是胶体杂质却能在水中长期保持分散悬浮状态,这一特性称为胶体
2、的稳定性。1.1 混凝混凝颗粒直径(mm)颗粒种类沉降1m所需的时间1.0粗砂10 s0.1细砂2 min0.01泥砂2 h0.001细菌5 天0.0001黏土2 年0.00001胶粒210 年41.地表水的预处理地表水的预处理微小悬浮物和胶体颗粒为何具有稳定性?1.1 混凝混凝 微粒的布朗运动水分子的热运动使颗粒极小的悬浮物和胶体杂质在水中做无规则的高速运动,并趋于均匀分散状态,这种运动即为“布朗运动”。布朗运动是天然水中保持微粒稳定性的因素之一。如果水中不存在妨碍颗粒相互接触的因素,则布朗运动提供了颗粒在无规则运动中相互碰撞的机会。布朗运动又是使微粒分散不稳定性的因素之一。51.地表水的预
3、处理地表水的预处理微小悬浮物和胶体颗粒为何具有稳定性?1.1 混凝混凝 微粒的静电斥力胶体的结构胶核:胶体的核心,是由众多分子形成的集合体。胶体的表面分布着相同电荷的离子,称为电位离子。电位离子通过静电作用吸引溶液中带相反电荷的离子,称为反离子。距离胶核较近的反离子,静电吸引力较强,这一区域为吸附层。距离胶核较远的反离子,静电吸引力较弱,这一区域为扩展层。胶核胶核表面电位离子所形成的电位为总电位;滑动面的电位为动电位。动电位表明胶体带电的本性,动电位越高,胶体颗粒间的静电斥力越大,胶体越稳定,它是衡量胶体稳定性的一个重要指标。61.地表水的预处理地表水的预处理微小悬浮物和胶体颗粒为何具有稳定性
4、?1.1 混凝混凝水化膜:水分子定向吸引到胶体颗粒的周围形成的一层水膜。水化膜能阻止微粒间的接触,所以水化作用是保持胶体稳定的原因之一。水化作用伴随胶体带电而产生,一旦胶体电位消除或减弱,水化膜的作用亦会消除或减弱。微粒的水化作用71.地表水的预处理地表水的预处理1.1 混凝混凝向水中加入某种电解质,由于电解质电离出大量的反离子(金属离子)或电解质水解形成带有相反电荷的聚合体(水解聚合物),对水中胶体的扩散层产生压缩作用,使扩散层变薄,电位降低甚至趋于零,微粒间的静电斥力减弱或消除。当胶体颗粒相互接触时就很容易通过吸附作用聚结成大颗粒,这种过程称为“凝聚”。胶体脱稳:消除或减弱胶体稳定性的作用
5、。胶体脱稳的三个作用:反离子的压缩作用81.地表水的预处理地表水的预处理1.1 混凝混凝呈线性结构的高分子物质或高价金属盐类(能水解成高聚物)可以在溶液中伸展成链状,胶体微粒容易吸附在链结部位。通过高分子物质把水中悬浮微粒连结在一起,这种作用称为“吸附架桥”作用。吸附架桥作用破坏胶体的稳定性,逐渐形成棉絮状的沉淀物(矾花),这一过程称为“絮凝”。胶体脱稳的三个作用:胶体吸附和混凝剂的架桥作用胶体脱稳过程往往是凝聚作用和絮凝作用同时发生的,所以总称为混凝。具有混凝作用的药剂称为混凝剂。91.地表水的预处理地表水的预处理1.1 混凝混凝对于低浊度水(水中的悬浮物和胶体杂质含量很少),需要投加大量的
6、混凝剂,以其自身相互混凝形成絮状沉淀物,在沉降的过程中将悬浮于水中少量微粒吸附携带下去,此过程称为沉淀物的网捕作用。胶体脱稳的三个作用:沉淀物的网捕作用101.地表水的预处理地表水的预处理1.2 沉淀和澄清沉淀和澄清沉淀:固体颗粒依靠重力作用从水中分离出来的过程。进行沉淀分离的设备称为沉淀池。澄清:悬浮杂质与活性泥渣发生接触混凝,从而加快沉淀物与水分离的速度,这一过程称为澄清。这种设备称为澄清池。原水混凝处理较大的固体颗粒活性泥渣重力作用出水接触混凝沉淀沉淀澄清澄清沉淀和澄清是同一现象的两种说法。111.地表水的预处理地表水的预处理1.3 过滤过滤过滤:把浊度较高的水,通过一定厚度的粒状或非粒
7、状材料而有效地除去悬浮杂质使水澄清的过程。滤料过滤材料;滤层由滤料堆积起来的过滤层;过滤器或过滤池起过滤作用的设备。反洗:滤层由于截留较多悬浮杂质而被堵塞,为恢复过滤能力而用清水自下而上冲洗,该过程称为反洗。反洗后过滤器连续运行的时间称为过滤周期。121.地表水的预处理地表水的预处理1.3 过滤过滤滤料常用的滤料有石英砂和无烟煤。滤料粒径的大小和均匀度对过滤效果影响极大。粒径通常选用0.51.2 mm。滤料的均匀程度用不均匀系数K80表示。K80在一定粒径范围内的滤料,按质量计,能通过80%滤料的筛孔孔径d80与能通过10%滤料的筛孔孔径d10之比。K80越大,表示滤料粗细颗粒尺寸相差越大。滤
8、料粒径越不均匀,对过滤和冲洗越不利。131.地表水的预处理地表水的预处理1.3 过滤过滤滤层滤层的高度和孔隙率对过滤效率有较大的影响。孔隙率滤层中的空隙体积与滤层总体积的比值。与滤料的粒径和不均匀系数有关。滤层在过滤过程中并非简单的拦截悬浮颗粒,其作用机理类似于悬浮泥渣型澄清池。滤料相当于活性泥渣,起到接触混凝的作用。为提高过滤效率,目前普遍采用“逆粒度”过滤,即滤料粒径沿水流方向由大到小排列的过滤方式。双层滤料能够较大的发挥滤层中各部分滤料的截污作用,提高过滤效率。141.地表水的预处理地表水的预处理1.3 过滤过滤过滤效率滤层的过滤效率通常是用除浊率和泥渣容量W来衡量。C入过滤设备入口悬浮
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