工業(yè)鍋爐用水的預(yù)處

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1、C3-1工業(yè)鍋爐用水的預(yù)處理地表水的預(yù)處理地下水的預(yù)處理11.地表水的預(yù)處理目的：除掉水中的懸浮雜質(zhì)和膠體雜質(zhì)。雜質(zhì)的危害：進(jìn)入離子交換器內(nèi)，使樹脂層的阻力增大，并且容易吸附在樹脂的表面，影響交換能力。常用的地表水的預(yù)處理方法：混凝、沉淀（澄清）和過濾。21.地表水的預(yù)處理水中的不同粒徑的懸浮物和膠體雜質(zhì)，沉降速度相差很大。右表列出了相同條件下不同粒徑顆粒在水中的沉降速度。由表可知，雜質(zhì)的沉降速度隨著顆粒粒徑變化呈非線性關(guān)系。大顆粒懸浮物容易沉降，而粒徑微小的雜質(zhì)，尤其是膠體雜質(zhì)卻能在水中長(zhǎng)期保持分散

2、懸浮狀態(tài)，這一特性稱為膠體的穩(wěn)定性。1.1混凝顆粒直徑(mm)顆粒種類沉降1m所需的時(shí)間1.0粗砂10s0.1細(xì)砂2min0.01泥砂2h0.001細(xì)菌5天0.0001黏土2年0.00001膠粒210年31.地表水的預(yù)處理微小懸浮物和膠體顆粒為何具有穩(wěn)定性？1.1混凝①微粒的布朗運(yùn)動(dòng)水分子的熱運(yùn)動(dòng)使顆粒極小的懸浮物和膠體雜質(zhì)在水中做無規(guī)則的高速運(yùn)動(dòng)，并趨于均勻分散狀態(tài)，這種運(yùn)動(dòng)即為“布朗運(yùn)動(dòng)”。布朗運(yùn)動(dòng)是天然水中保持微粒穩(wěn)定性的因素之一。如果水中不存在妨礙顆粒相互接觸的因素，則布朗運(yùn)動(dòng)提供了顆粒在無規(guī)

3、則運(yùn)動(dòng)中相互碰撞的機(jī)會(huì)。布朗運(yùn)動(dòng)又是使微粒分散不穩(wěn)定性的因素之一。41.地表水的預(yù)處理微小懸浮物和膠體顆粒為何具有穩(wěn)定性？1.1混凝②微粒的靜電斥力膠體的結(jié)構(gòu)膠核：膠體的核心，是由眾多分子形成的集合體。膠體的表面分布著相同電荷的離子，稱為電位離子。電位離子通過靜電作用吸引溶液中帶相反電荷的離子，稱為反離子。距離膠核較近的反離子，靜電吸引力較強(qiáng)，這一區(qū)域?yàn)槲綄?。距離膠核較遠(yuǎn)的反離子，靜電吸引力較弱，這一區(qū)域?yàn)閿U(kuò)展層。膠核膠核表面電位離子所形成的電位為總電位ψ；滑動(dòng)面的電位為動(dòng)電位ζ。動(dòng)電位ζ表明膠體帶

4、電的本性，動(dòng)電位越高，膠體顆粒間的靜電斥力越大，膠體越穩(wěn)定，它是衡量膠體穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)。51.地表水的預(yù)處理微小懸浮物和膠體顆粒為何具有穩(wěn)定性？1.1混凝水化膜：水分子定向吸引到膠體顆粒的周圍形成的一層水膜。水化膜能阻止微粒間的接觸，所以水化作用是保持膠體穩(wěn)定的原因之一。水化作用伴隨膠體帶電而產(chǎn)生，一旦膠體ζ電位消除或減弱，水化膜的作用亦會(huì)消除或減弱。③微粒的水化作用61.地表水的預(yù)處理1.1混凝向水中加入某種電解質(zhì)，由于電解質(zhì)電離出大量的反離子（金屬離子）或電解質(zhì)水解形成帶有相反電荷的聚合體（

5、水解聚合物），對(duì)水中膠體的擴(kuò)散層產(chǎn)生壓縮作用，使擴(kuò)散層變薄，ζ電位降低甚至趨于零，微粒間的靜電斥力減弱或消除。當(dāng)膠體顆粒相互接觸時(shí)就很容易通過吸附作用聚結(jié)成大顆粒，這種過程稱為“凝聚”。膠體脫穩(wěn)：消除或減弱膠體穩(wěn)定性的作用。膠體脫穩(wěn)的三個(gè)作用：①反離子的壓縮作用71.地表水的預(yù)處理1.1混凝呈線性結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)或高價(jià)金屬鹽類（能水解成高聚物）可以在溶液中伸展成鏈狀，膠體微粒容易吸附在鏈結(jié)部位。通過高分子物質(zhì)把水中懸浮微粒連結(jié)在一起，這種作用稱為“吸附架橋”作用。吸附架橋作用破壞膠體的穩(wěn)定性，逐漸形成

6、棉絮狀的沉淀物（礬花），這一過程稱為“絮凝”。膠體脫穩(wěn)的三個(gè)作用：②膠體吸附和混凝劑的架橋作用膠體脫穩(wěn)過程往往是凝聚作用和絮凝作用同時(shí)發(fā)生的，所以總稱為混凝。具有混凝作用的藥劑稱為混凝劑。81.地表水的預(yù)處理1.1混凝對(duì)于低濁度水（水中的懸浮物和膠體雜質(zhì)含量很少），需要投加大量的混凝劑，以其自身相互混凝形成絮狀沉淀物，在沉降的過程中將懸浮于水中少量微粒吸附攜帶下去，此過程稱為沉淀物的網(wǎng)捕作用。膠體脫穩(wěn)的三個(gè)作用：③沉淀物的網(wǎng)捕作用91.地表水的預(yù)處理1.2沉淀和澄清沉淀：固體顆粒依靠重力作用從水中分離

7、出來的過程。進(jìn)行沉淀分離的設(shè)備稱為沉淀池。澄清：懸浮雜質(zhì)與活性泥渣發(fā)生接觸混凝，從而加快沉淀物與水分離的速度，這一過程稱為澄清。這種設(shè)備稱為澄清池。原水混凝處理較大的固體顆粒活性泥渣重力作用出水接觸混凝沉淀澄清沉淀和澄清是同一現(xiàn)象的兩種說法。101.地表水的預(yù)處理1.3過濾過濾：把濁度較高的水，通過一定厚度的粒狀或非粒狀材料而有效地除去懸浮雜質(zhì)使水澄清的過程。濾料——過濾材料；濾層——由濾料堆積起來的過濾層；過濾器或過濾池——起過濾作用的設(shè)備。反洗：濾層由于截留較多懸浮雜質(zhì)而被堵塞，為恢復(fù)過濾能力而用

8、清水自下而上沖洗，該過程稱為反洗。反洗后過濾器連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間稱為過濾周期。111.地表水的預(yù)處理1.3過濾濾料常用的濾料有石英砂和無煙煤。濾料粒徑的大小和均勻度對(duì)過濾效果影響極大。粒徑通常選用0.5~1.2mm。濾料的均勻程度用不均勻系數(shù)K80表示。K80——在一定粒徑范圍內(nèi)的濾料，按質(zhì)量計(jì)，能通過80%濾料的篩孔孔徑d80與能通過10%濾料的篩孔孔徑d10之比。K80越大，表示濾料粗細(xì)顆粒尺寸相差越大。濾料粒徑越不均勻，對(duì)過濾和沖洗越不利。121.地表