水污染控制技术(二版)7 循环水处理

作者:to88通盈官方网站 | 2020-10-29 13:16

  水污染控制技术(第二版) 教学课件 ppt 作者 王金梅、薛叙明 主编 7.循环水处理

  内容提示:7 工业冷却水装置及运行 7.1 冷却水系统和设备 1)冷却水系统 直流冷却水系统 循环冷却水系统 密闭式循环冷却水系统 敞开式循环冷却水系统 closed recirculation cooling water system closed recirculation cooling water system opened recirculation cooling water system 选择合适的热交换管材如黄铜管、紫铜管、鈦管和不锈钢管等耐腐蚀性材料在该系统中投加适当的缓蚀剂 水内冷发电机的水冷却系统、某些大型转动设备的冷却水系统 由于水中有CO2散失和盐类浓缩现象在热交换器铜管内或冷却塔的填料上有结垢问题由于温度适宜、阳光充足、...

  7 工业冷却水装置及运行 7.1 冷却水系统和设备 1)冷却水系统 直流冷却水系统 循环冷却水系统 密闭式循环冷却水系统 敞开式循环冷却水系统 closed recirculation cooling water system closed recirculation cooling water system opened recirculation cooling water system 选择合适的热交换管材如黄铜管、紫铜管、鈦管和不锈钢管等耐腐蚀性材料在该系统中投加适当的缓蚀剂 水内冷发电机的水冷却系统、某些大型转动设备的冷却水系统 由于水中有CO2散失和盐类浓缩现象在热交换器铜管内或冷却塔的填料上有结垢问题由于温度适宜、阳光充足、营养丰富有微生物滋长问题由于冷却水与空气接触水中溶解氧是饱和的存在换热器的腐蚀问题。 7.2 冷却构筑物 Natural draft cooling tower 塔体作用封闭、维护多采用人字柱支撑多为钢筋混凝土结构也有采用正方形或矩形、锥形、圆形和双曲线形等 。 通风筒作用减少气流阻力创造良好的空气动力条件并将进入冷却塔的湿空气从高空排出以较少湿热空气的回流。 配水系统管式槽式池式。 淋水填料膜板式淋水填料、波形膜板式淋水填料水泥格网临睡填料。 Mechanical draft cooling tower 通风设备轴流式风机 收水器小型冷却塔中常采用塑料斜波板大、中型冷却塔多采用狐型除水片组成的单元模块收水器。 集水池积水坑  水的冷却原理 水的接触散热水的蒸发散热水的辐射散热。 7.3 循环水处理 1)敞开式循环冷却水系统的平衡 (1)水量平衡 PB---补充水量占循环冷却水量的百分率,%; PZ---蒸发水量占循环冷却水量的百分率,%; PF---风吹和渗漏水量占循环冷却水量的百分率,%; PP---排污水量占循环冷却水量的百分率,%; PFZBPPPP%100循环水量补充水量BP ))(002.01 .0(21ttTPZ①蒸发水量 T- 冷却塔周围的空气温度℃ t1、t2冷却水进、出口温度℃ ②风吹与渗漏水量 冷却设备类型 小型喷水池(400m2) 中型和大型喷水池 小型滴盘式冷却塔 ③排污水量 损失 1.5~3.5 1~2.5 0.5~1.0 0.5 冷却设备类型 开放式冷却塔 机械通风冷却塔(有除水器) 风筒式冷却塔(有除水器) 风筒式冷却塔(无除水器) 损失 1.0~1.5 0.2~0.3 0.1 0.3~0.5 中型和大型滴盘式冷却塔 (2) 盐平衡 浓缩倍率 XPFBBClPPClP)(--补充水中氯离子的浓度,mg/L; BClXCl--循环水中氯离子的浓度,mg/L. BXClCl循环冷却水中含盐量(或某种离子的浓度) 与新鲜补充水的含盐量(或某种离子的浓 度) 的比值 称为浓缩倍率(cycles of concentration) ZBFPZPFBPPPPPPPPP1FFZPPPP 3)循环水中几种杂质的变化规律 (1)循环冷却水中CO2含量的变化 水温/℃ 游CO2/mg/L 10 14.5 7.7 20 30 3.5 40 1.5 50 0 在冷却塔喷洒后水中CO2的含量 (2)循环冷却水中pH、碱度的变化 BXpHpH) 1(69.0如3、pH 6.5~7.5 BXAA如 较小或补充水的碱度较低 XABA--循环水、补充水的碱度 (3循环冷却水中沉淀离子及非沉淀离子的变化规律 BXCC非沉淀离子的变化规律 沉淀离子的变化规律 BXCCBXCC尚未发生沉淀 已发生沉淀 逐渐增多且在水流缓慢区域如冷却塔的池底及管道、热交换器内沉淀析出 (4循环冷却水中悬浮物质 7.7.4 4污垢及污垢热阻 1)污垢的沉积和分类 污垢fouling):水垢scale)、污泥(sludge)(淤泥、黏泥生物沉积物和腐蚀产物 污垢及污垢热阻 2)污垢形成的主要影响因素 ①水质:成垢离子浓度浊度pH。 ②水的流动状态 ③温度水温高管壁温度高水温高水中成垢物质易结垢水温与微生物生长关系密切水温高使阻垢剂和缓蚀剂药效下降。 ④脱气状况 ⑤表面状态粗糙面比光滑面已形成污垢沉积易产生腐蚀。 3)污垢热阻:热交换器传热面由于沉积物而使热阻增加的量称为污垢热阻。 5 5水质稳定性鉴别水质稳定性鉴别 循环冷却水水质稳定性是否会从水中析出水垢的可能性。 结垢的原因水温、水中硬度、热交换器管材一般以钢材作为材料的热交换器易结污垢化工厂以铜、不锈钢、鈦作为材料的热交换器易形成水垢热电厂。 1循环冷却水的浓缩 2循环冷却水的脱碳作用 MgCO3 + H2O Mg(OH)2 + CO2 Mg(HCO3)2 MgCO3 + H2O + CO2 CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 3循环冷却水的温度上升 CaCO3 + H2O + CO2 Ca(HCO3)2 CaCO3 + 2H2O + CO2 Ca(HCO3)2+2OH- 4循环冷却水的pH上升 极限碳酸盐硬度 1 1极限碳酸盐硬度法极限碳酸盐硬度法 判别方法是: 结垢不结垢TBTXTTBTXTHHHHHH,BTHH--循环冷却水补充水的碳酸盐硬度 XT--运行中循环冷却水的碳酸盐硬度 每种水在实际运行条件下都有一个不结垢的最大碳酸盐硬度值这个值称为极限碳酸盐硬度值。 (Limiting carbonate hardness) TH BTXTBXHHClCl开始: 时1实际是指.0CCl(BTXTBXBTXTBXHHlHHClCl达到: 此时: XTXTHH  3 7 7103)40(68 .25 .54088 .21tOHOtOHBFT HO---补充水的化学需氧量, ;/,LmgCODMnT---循环水的极限碳酸盐硬度 ;/ LmmoIt---循环水的最高温度, ℃ t 40 ℃时,仍按 40 ℃计算 ---补充水的非碳酸盐硬度 ;/ LmmoIBFH检验公式: 2)2)碳酸钙饱和指数碳酸钙饱和指数I IB B法法 BYBpHpHIBpHpH采用的判断方法为: --循环水在使用温度条件下当CaCO3处于饱和时的pH值; Y--循环水在实际运行条件下的实测pH值; 0BI水中CaCO3 呈过饱和状态,有可能发生结垢,称结垢型 水,一般 )3 .0~25.0(BI水质是稳定的. 0BI水中CaCO3 呈未饱和状态,水可能将CaCO3固体溶解,称侵蚀型水 0BI水中CaCO3 处于平衡, 称稳定型水 pH--循环冷却水20~25℃下测得的pH  --pH的校正值,按下表取. pH 用于水温从20~25℃升至50℃时 8 8.2 0.2 8.4 0.3 用于水温从20~25℃升至75℃时 7.6 0.1 7.8 0.15 0.15 8.0 0.3  8.2   pHpHY全 碱 度 1.0 0.5 2.0 4.0 8.0 0.1 0.1 0.15 0.2 0.1 0.15 0.15 0.1 0.2 0.1 0.1 0.15 0.15 0.1 0.1 0.1 0.15 0.15 0.1 0.2 0.3 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.4 0.5 0.2 0.25 0.2 0.15 BpH2)(323s2CaCOCO3CaHCO的计算 ] Cap][HpKHCO][Ca[322spKK322HCOHOHCO3COH][][31232HCOfCOHK][][322HCO[pppKpHspB]][22ApCapKpKpHspB 例已知某水的化学分析结果为Ca2+ 离子浓度(以CaCO3计)100 mgL M(以CaCO3)200 mgL总溶解1200 mgL水温20℃。计算该水质的pH值。 解 查图76在浓度坐标上找到40 mg的点垂直向上与PCa线相交由交点水向左得PCa 3.0。同法由碱度坐标上找2 mmolL点得对应PM碱度2.54。在图上方的横坐标上找到总溶解固体浓度1200 mgL点垂直向下与20℃等温线相交由交点水平向右方得pK2-pKsp2.34。故 PHB = 3.0 + 2.54 + 2.34  7.88 3)碳酸钙稳定指数IW法 YBWpHpHI 2IW 8.7 水质性质 对含CaCO3 的材料侵蚀性严重 IW 6.4~3.7 3.7 水质性质 结CaCO3 水垢 8.7~6.9 对含CaCO3 的材料侵蚀性严重 水质稳定 结CaCO3水垢严重 6.9~6.4 IW法判别标准 7.6 7.6 循环冷却系统的防垢处理循环冷却系统的防垢处理 1)结果出水残余碱度1mmol/L 其中OH-0.2~0.3mmol/L CO32- 0.7~0.8mmol/L pH9.5~10.3 加酸将pH降至7.4~7.8将CO32- 转变为HCO3- 石灰加酸处理 2加酸法 100)1(4942BXTBTSOHPQHHD硫酸纯度 补充水的碳酸盐硬度mmol/L 极限碳酸盐硬度mmol/L 循环冷却水量m3/h 3离子交换法 XTCTBTHXHHX)1 (进入弱酸阳离子交换器处理的水量占补充水量的百分数 水量的百分数 循环冷却水的极限碳酸盐硬度mmol/L 经弱酸阳离子交换器处理的出水残余碳酸盐硬度mmol/L 进入弱酸阳离子交换器处理的水量占补充 4炉烟法 5阻垢剂法 1 阻垢剂法 ①聚合磷酸盐三聚磷酸钠、六聚磷酸钠 ②有机膦酸盐氨基三甲叉磷酸盐、乙二胺四甲叉磷酸盐 ③聚羧酸类阻垢剂 聚丙烯酸及衍生物 聚马来酸 聚丙烯酸 丙烯酸类共聚物、马来酸类共聚物、磺酸共聚物、聚天冬氨酸、聚环氧琥玻酸等 7.7. 循环冷却水系统中的污泥控制、微生物循环冷却水系统中的污泥控制、微生物 控制和腐蚀控制控制和腐蚀控制 污泥控制污泥控制 1 补充水的预处理 旁流过滤 投加药剂 ①杀菌剂及灭藻剂 ②分散剂和渗透剂 ③絮凝剂再分散剂 ④乳化剂 4 其他机械清除污泥方法 采用高压水冲洗、压缩空气吹洗及橡胶塑料球清洗等 微生物、危害、及控制微生物、危害、及控制 1 微生物 ①藻类 ②细菌 ③线 危害 ①形成黏泥加速污泥沉积 ②微生物附着于管壁加速腐蚀 ③堵塞管道 3 控制 ①氯系杀生剂 ②二氧化氯 ③臭氧 ④氯酚 ⑤季铵盐类杀生剂 ⑥新型非氧化性杀生剂 二硫氰基甲烷二硫氰酸甲酯、戊二醛、大蒜素、甲胺基甲酸萘酯、异噻唑啉酮 漂白粉C a O C l 2 有效氯占3 0 % 精制漂白粉C a ( O C l ) 2 有效氯占6 0 % 7 0 % 在液氯钢瓶上洒水起什么作用 加氯系统漏氯时如何查找 7.8 7.8 循环冷却水系统中金属的腐蚀循环冷却水系统中金属的腐蚀 1 投加缓蚀剂法 1 氧化膜型缓蚀剂如铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、钨酸盐等 2 金属离子沉淀膜型缓蚀剂如基苯噻唑M B T 、B T A等 3 水中离子沉淀膜型缓蚀剂如聚磷酸盐、锌盐、有机膦酸盐、硅酸盐等 4 吸附膜型缓蚀剂如有机胺等 2 电化学保护法 3 ) 涂料覆盖法 4 表面处理法 ①硫酸亚铁造膜 ②铜试剂或B T A 造膜 7.7.9 9 循环冷却水系统的运行及管理循环冷却水系统的运行及管理 碳钢热交换器的循环冷却水系统运行管理 1 清洗 ①物理清洗 ②化学清洗 2 预膜 3 运行监督与控制

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