给水设备的处理工艺流程说明
给水设备的处理工艺流程说明 1.给水处理的基本方法 (1)去除颗粒物 方法有：混凝、沉淀、澄清、气浮、过滤、筛滤(格栅、筛网、微滤机、滤网滤芯过滤器等)、膜分离(微滤、超滤)、沉砂(粗大颗粒的沉淀)、离心分离(旋流沉砂)等 (2)去除、调整水中溶解(无机)离子、溶解气体的处理方法 处理方法有：石灰软化、离子交换、地下水除铁除锰、氧化还原、化学沉淀、膜分离(反渗透、纳滤、电渗析、浓差渗析等方法)、水质稳定(水中溶解离子的平衡，防止结垢和腐蚀等，详见本书第五章)、除氟(高氟水的饮用水除氟)、氟化(低氟水的饮用水加氟)、吹脱(去除游离二氧化碳、硫化氢等)、曝气(充氧)、除气(锅炉水除氧等)等 (3)去除有机物的处理方法 方法有：粉状炭吸附、原水曝气、生物预处理、臭氧预氧化、高锰酸钾预氧化、过氧化氢预氧化、预氯化、臭氧氧化、活性炭吸附、生物活性炭、膜分离、大孔树脂吸附(用于工业纯水、高纯水制备中有机物的去除)等 (4)消毒方法 方法有：氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、电化学消毒、加热消毒等 给水处理技术,生活给水系统,工业给水处理 (5)冷却方法 2.给水处理的基本工艺 饮用水处理的工艺分成：(1)饮用水常规处理工艺 (2)在饮用水常规处理工艺的基础上，增加预处理和(或)深度处理的饮用水处理工艺 (3)其他特殊处理工艺 混凝 一.胶体的基本性质 1.胶体的特性 水中杂质按其颗粒大小，可以分成为溶解物、胶体颗粒和悬浮物三大类。 2.胶体的结构 3.胶体的稳定与凝聚 二.铝盐铁盐混凝剂在水中的反应 1.水解反应 Al3++H2O→Al(OH)2++H+ Al(OH)2++H2O→Al(OH)2++H+ Al(OH)2++ H2O→Al(OH)3↓+H+ 2.缩聚反应 2[Al(OH)]2+→[Al2(OH)2]4++ 2H2O 三.水的混凝机理与混凝过程 1.混凝机理 (1)压缩双电层 (2)吸附电中和 (3)吸附架桥(4)沉淀物的卷扫或网捕 2.混凝过程 在水处理中，混凝的工艺过程实际上分为“凝聚”与“絮凝”两个过程，对应的工艺或设备称为“混合”与“反应”。 水的软化与除盐 一.软化与除盐概述 1.软化与除盐的目的与基本处理方法 去除水中的溶解离子或改变其组成，从而满足某些工业用水或生活用水要求的处理。 (1)软化处理 目的是去除水中产生硬度的钙离子和镁离子。 基本方法是：药剂软化法，离子交换法等 (2)除盐处理 目的是去除水中各种溶解离子，满足中、医药工业、电子工业等的用水要求。 基本方法是：离子交换法，反渗透法、电渗析法、蒸馏法等 2.水中常见溶解离子与软化除盐浓度表示方法 (1)水中常见溶解离子 天然水中所含的溶解性物质包括：溶解的无机离子，少量的溶解气体、微量的溶解性有机物等。天然水中溶解性阳离子主要有：钙离子Ca2+、镁离子Mg2+、钠离子Na+、钾离子K+等。给水处理技术,生活给水系统,工业给水处理 天然水中溶解性阴离子主要有：重碳酸根离子HCO3-、硫酸根离子SO42、氯离子Cl-等。 (2)硬度的表达方法 水中硬度由钙镁离子构成。 我国现行的水的硬度计量单位是以CaCO3计。例如，生活饮用水水质标准重规定“饮用水的总硬度(以CaCO3计≯450mg/L”。 (3)水的纯度的表达方法 一般用水的导电常数来表示。 水的纯度的表达方法有： 1)电阻率，常用单位：106Ω·cm(106欧姆·厘米) 2)电导率，常用单位：μS/cm(微西门子/厘米) (4)软化除盐计算的离子浓度常用单位 摩尔单位与原来的当量单位完全相同。 阳离子当量粒子摩尔质量(mg/mmol)阴离子当量粒子摩尔质量(mg/mmol)酸碱盐当量粒子摩尔质量(mg/mmol) Ca2+40/2=20HCO3-61HCl36.5 Mg2+24/2=12SO42-96/2=48H2SO498/2=49 Na+23Cl-35.5NaOH40 K+39CO32-60/2=30CaO56/2=28 H+1OH-17CaCO3100/2=50 (5)水中阴阳离子关系组合图 关系：阳离子同阴离子的正负电荷相平衡，各种阳离子当量粒子摩尔浓度的总和等于各种阴离子当量粒子摩尔浓度的总和。 阳离子按下列顺序与阴离子组合：Ca2+>Mg2+>Na+(包括K+); 阴离子按下列顺序与阳离子组合：CO32->HCO3->SO42- >Cl- 由于水处理设备的工艺是根据不同的原水水质和出水要求而设计的，针对不同的原水水质特点而设计水处理方案才是最经济有效的方案，同时也是出水水质长期稳定达到要求的保证。 除盐处理工艺的要求是多样的，用户对不同技术的看法也是不同。例如有些用户希望用反渗透技术，而有些用户则希望用更传统的技术如离子交换，另外有些用户则以低投资为主要考虑因素。 二、效益分析 1 社会效益： (1)反渗透是当今最先进的除盐技术，利用反渗透对水进行除盐，除盐率在97%以上。该工艺工作量轻，维护量极小，反渗透实行自动操作，人员配置较少，操作管理方便。 (2)IE是七十年代以来普遍采用的除盐工艺，它是靠离子交换化学交换来完成对水进行除盐。该工艺操作量较多名维护量较大，人员配置较多，从目前锅炉除盐水工艺系统应用来看，离子交换逐渐被反渗透工艺所取代 2 环境效益 (1)反渗透是以电能为动力，无需酸碱再生，若离子交换的工作周期为1天，那么采用RO脱除原水97%的盐分，在用IE来担负3%的盐分，将使IE的工作周期延至长30天以上，极大程度减少酸碱再生废液的排放量，降低了对环境的影响，大大减轻了酸碱排放废水的处理负担。 (2)IE除盐化学交换，需要酸碱再生，其再生频率大，酸碱用量大，对周围的水和大气环境均有较大程度的影响 3 经济效益 (1)RO制水成本降低，通常该成本约2.5元/吨(含原水成本暂定1.0元/吨水，以及工资折扣等)，该工艺的投资约在两年内从节约酸碱的费用中回收，紧急效益非常显著。 (2)IE工艺的制水成本在5.0元/吨 4 工艺特点 (1)RO对原水的含盐量适应性强，由于对原水进行预除盐97%，终端出水水质稳定，品质较好。RO膜技术发展应用至今，生产工艺已非常成熟，进口RO膜元件可稳定运行5年以上 (2)IE运行周期受到原水含盐量变化影响很大，为延长运行周期，往往需要增加大量的IE设备。工艺占地面积大，运行管理不方便。 5 其他内容 (1)RO用水率约97%，即有25%的水量作为工艺耗水，但此水与IE的酸碱废水有本质区别，此水只是含盐量高，而水体外关与原水相同，可以作为反冲洗和锅炉冲灰等用水。 (2)IE用水率约85-90%，工艺耗水基本是酸碱废水，无法利用 三、反渗透设备与离子交换设备的优缺点 在70年到80年代末离子交换法在我国除盐水处理领域得到广泛应用。离子交换法处理有以下特点： 优点： *预处理要求简单、工艺成熟，出水水质稳定、设备初期投入低; *由于制水原理类同于用酸碱置换水中离子，所以在原水低含盐量的应用区域运行成本较低。 缺点： ◇由于离子交换床阀门众多，操作复杂烦琐; ◇离子交换法自动化操作难度大，投资高; ◇需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患; ◇细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物 ◇在含盐量高的区域，运行成本高
