水处理工艺指标控制及其意义 45页

水处理工艺指标控制及其意义\n浊度8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟2由于水中含有悬浮及胶体状态的微粒，使得原来无色透明的水产生浑浊现象，其浑浊的程度称为浑浊度。浑浊度的单位是用"度"来表示的，就是相当于1L的水中含有1mg的SiO2（或是非曲直mg白陶土、硅藻土）时，所产生的浑浊程度为1度，或称杰克逊。浊度单位为JTU，1JTU=1mg/L的白陶土悬浮体。现代仪器显示的浊度是散射浊度单位NTU，也称TU。1TU＝1JTU。国际上认为，以乌洛托品－硫酸肼配制浊度标准重现性较好，选作各国统一标准FTU。1FTU＝1JTU。浑浊度是一种光学效应，是光线透过水层时受到阻碍的程度表示水层对于光线散射和吸收的能力。它不仅与悬浮物的含量有关，而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能有关。\n8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟3控制浊度是工业水处理的一个重要内容，也是一项重要的水质指标。由于构成浊度的悬浮及胶体微粒一般是稳定的，并大都带有负电荷，所以不进行化学处理就不会沉降。在工业水处理中，主要是采用混凝、澄清和过滤的方法来降低水的浑浊度。脱盐水原水进水浊度：进水＜10mg/L，出水＜3mg/L。反渗透进水＜0.5mg/L循环水≤20mg/L浊度\n水中的悬浮物是指杂质颗粒直径在10-4mm以上的微粒。这类物质所以被称为悬浮物，是因为它们常常悬浮于水中。水发生浑浊现象，就是此类物质造成的。当水静置时，有些较轻的悬浮物会上浮到水面，它们主要是动植物残骸分解所产生的有机物；有些较重的悬浮物则会下沉，如泥砂、粘土等杂质。8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟4悬浮物\n悬浮物在水中不稳定，可以采用沉淀、澄清、过滤等方法去除。污水进水（气化灰水≤100mg/L）；出水≤50mg/L。水中悬浮物对水质的影响见下表。8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟5悬浮物\n杂质名称对水质的影响泥砂粘土1.使水浑浊，沉积于各配管装置系统的锅炉，热交换器中2.产生粘泥3.沉积于离子交换树脂中，影响离子交换，使其工作交换容量下降藻类微生物1.使水产生色度，并有臭味2.产生粘泥某些有机物1.产生沉积2.污染离子交换树脂3.进入锅炉后，易使炉水起泡，从而产生汽水共腾现象，影响锅炉蒸汽品质8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟6\n水的硬度通常以水中钙、镁离子含量的多少来衡量。(水的硬度计算方法为：把水中钙离子和镁离子都看作钙离子，并将其质量折算成氧化钙的质量，把一升水中含有十毫克氧化钙的称作一度，以此类推)8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟7硬度\n以碳酸钙浓度表示的硬度大致分为：0~75mg/L极软水75~150mg/L软水150~300mg/L中硬水300~450mg/L硬水450~700mg/L高硬水700~1000mg/L超高硬水>1000mg/L特硬水8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟8硬度\n硬水含有较多的多价金属离子，以及相应的阴离子。硬度又分永久性硬度和暂时硬度。8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟9硬度\n碱度是指水中能与强酸发生中和作用的物质的总量。这类物质包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。天然水中的碱度主要是由重碳酸盐(碳酸氢盐、碳酸盐和氢氧化物引起的，其中重碳酸盐是水中碱度的主要形式。以CaCO3计。8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟10碱度\n由于水中含有各种溶解盐类，并以离子的形态存在。当水中插入一对电极时，通电之后，在电场的作用下，带电的离子就产生一定方向的移动，水中阴离子移向阳极，阳离子移向阴极，使水溶液起导电作用。水的导电能力的强弱程程度，就称为电导度(或称电导)。电导度反映了水中含盐量的多少，是水的纯净程度的一个重要指标。水越纯净，含盐量越少，电阻越大，电导度越小。超纯水几乎不能导电。电导的大小等于电阻的倒数，水的导电性能，与水的电阻值大小有关，电阻值大，导电性能差，电阻值小，导电性能就良好。即：S=1/R。电导率随温度的升高而升高。8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟11电导\n8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟12胶体胶体是指直径在0.0001-0.000001mm之间的微粒（肉眼是无法看见的）。胶体是许多分子和离子集合物。天然水中的元机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物。水中的有机胶体物质主要是植物或动物的肢体腐烂和分解而生成的腐殖物。其中以湖泊水中的腐殖质含量最多，因此常见的湖泊水呈黄绿色或褐色。\nSio28/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟13\n总铁8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟14水中的总铁含量包括胶态铁和亚铁离子两部分。胶态铁为三价铁，通常以氢氧化铁或铁氧化物的水合物呈胶体状态悬浮于水中。在循环水系统中，会沉积在水冷器表面上，形成黏着性强、难清除的污垢，并能导致垢下腐蚀。胶态铁在预处理混凝、沉淀过程中可被除掉一部分。亚铁离子为溶解性离子，在循环水系统中，能促进碳酸钙结晶并沉积，在采用磷系水稳剂时，有可能生成黏结性很强的磷酸亚铁污垢，还是铁细菌繁殖的营养源。一般对补充水总铁含量要求＜0.2～0.5mg/L。循环水中的总铁指标≤0.5mg/L。脱盐水反渗透进水总铁＜0.05mg/L\n碱度8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟15碱度是指水中能与强酸发生中和作用的物质的总量。这类物质包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。天然水中的碱度主要是由重碳酸盐（bicarbonate，碳酸氢盐，下同）、碳酸盐和氢氧化物组成的，通常称之为总碱度。其中重碳酸盐是水中碱度的主要形式，是判断水质和废水处理控制的重要指标。碱度也常用于评价水体的缓冲能力及金属在其中的溶解性和毒性等。\nPH值8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟16PH值是指溶液中氢离子的浓度对数的负数PH=－log[H+]反应溶液的酸碱。PH值分为0－14范围，一般从0－7属酸性，从7－14属碱性，7为中性。\n氨氮NH3-N8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟17NH3-N是指以游离氨（NH3）和铵离子（NH4+）形式存在的氮。危害：由于NH4+-N的氧化，会造成水体中溶解氧浓度降低，导致水体发黑发臭，水质下降，对水生动植物的生存造成影响;导致水体富营养化，进而造成一系列的严重后果。\n浓缩倍数8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟18敞开式循环冷却水系统中由于蒸发，系统中的水会愈来愈少，而水中的矿物质和离子含量就会愈来愈浓。为了使水中的含盐量维持在一定的浓度，必须补充新鲜水，排出浓缩水。在操作中通常会用浓缩倍数控制水的含盐量。循环冷却水本身的节水主要体现在浓缩倍数上，高浓缩倍数比低浓缩倍数节水，但这不是说浓缩倍数越高越好，因为浓缩倍数大于5则节水效果不明显，而且对水处理带来很大的难度并且在经济上也需要更多的花费，根据目前工厂运行的情况浓缩倍数多在5左右，《工业循环冷却水处理规范》中的浓缩倍数由3提高到5。\n浓缩倍数项目1.502.003.004.005.006.007.0010.00循环水量（m3/h）1000010000100001000010000100001000010000水温差ΔT（℃）10.0010.0010.0010.0010.0010.0010.0010.00排污水量B（m3/h）320.0016080.0053.3040.0032.0026.7017.80补充水量M（m3/h）480320240213.3200192.0186.7177.8排污水量占循环水量的百分比（%）3201608053.3403226.717.8补充水量占循环水量的百分比（%）480320240213.3200192186.7177.8不同浓缩倍数系统的补充水量与排污水量8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟19\n腐蚀速率8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟20腐蚀速度又称腐蚀速率或腐蚀率，敞开式循环冷却水系统换热器碳钢管壁腐蚀率＜0.075mm/a，不锈钢和铜＜0.075mm/a现在用SI制表示腐蚀速率的单位：mm/a以前用mpy密尔/年，表示的年腐蚀速率(MPY),1密耳（1mils)＝0.0254mm\n污垢热阻值8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟21污垢热阻值表示换热设备传热面上因沉积物而导致传热效率下降程度的数值，单位为㎡·K/W循环水系统的污垢热阻值＜3.44×10-4m2•k/w\n生物黏量8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟22生物黏量不大于3mL/m3。\n生物黏量8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟23生物黏量不大于3mL/m3。\n异养菌和自养菌8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟24异养菌和自养菌自养菌（无机营养型）能直接利用无机物如空气中二氧化碳及无机盐类作为营养来源，合成细胞所需要的碳源，微生物。异养菌是利用环境中的有机碳化合物进行氧化发酵得到细胞所需要的营养物。异养菌宜小于1×105个/mL。\n异养菌和自养菌8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟25异养菌和自养菌自养菌（无机营养型）能直接利用无机物如空气中二氧化碳及无机盐类作为营养来源，合成细胞所需要的碳源，微生物。异养菌是利用环境中的有机碳化合物进行氧化发酵得到细胞所需要的营养物。异养菌宜小于1×105个/mL。\n异养菌和自养菌8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟26循环冷却水中，以异养菌的生长繁殖最快，数量也最多。它代表水中大部分细菌的数量，一般以异养菌的数量代表水中细菌总量。微生物在循环冷却水系统中大量繁殖，会使循环冷却水颜色变黑，发生恶臭，并形成大量黏泥沉积于冷却塔和换热设备内，隔绝了药剂对金属的保护作用，降低了冷却塔的冷却效果和设备的传热效率，同时还对金属设备造成严重的垢下腐蚀，微生物对循环冷却水系统的危害较之水垢、电化腐蚀来说更为严重，因此控制微生物的危害是首要的。循环冷却水中生物黏泥量的多少直接反映出系统中微生物的危害程度，因此生物黏量的控制是非常重要的。\n余氯8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟27余氯是指氯投入水中后，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯量外，还剩下了一部分氯量，这部分氯量就叫做余氯。余氯有三种形式：1．总余氯：包括游离性余氯和化合性余氯。2．游离性余氯：包括HOCl及OCl-等。3．化合性余氯：包括NH2Cl、NHCl2、NCl3及其它氯胺类化合物。\n余氯8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟28余氯的作用是余氯可以判断氧化性杀菌剂的投加量是否合理，从而间接知道杀菌控制的好不好,保证持续杀菌，也可防止水受到再污染。但如果余氯量超标，可能会加重水中酚和其它有机物产生的味和臭，还有可能生成氯仿等有"三致"作用的有机氯代物。循环水回水管网末端：余氯0.2-1.0mg/L反渗透进水：余氯＜0.05mg/L，理想数据为0.\nTDS（总溶解固体）8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟29TDS（总溶解固体）指水中全部溶质的总量，包括无机物和有机物两者的含量。一般可用电导率值大概了解溶液中的盐份，一般情况下，电导率越高，盐份越高，TDS越高。在无机物中，除开溶解成离子状的成分外，还可能有呈分子状的无机物。由于天然水中所含的有机物以及呈分子状的无机物一般可以不考虑，所以一般也把含盐量称为总溶解固体。\nTDS（总溶解固体）8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟30总含盐量=Σ阳离子+Σ阴离子总阳离子=K++Na++Ca2++Mg2++Fe2++Fe3++Mn2++Ba2++Sr2+等总阴离子=HCO3-+Cl-+SO42-+NO3-+NO2-+H2SiO3+游离CO2等电导率与TDS、含盐当量转换关系表电导率与TDS、含盐当量转换关系表\nCL-氯离子8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟31CL-氯离子是天然水中普遍存在的腐蚀阴离子。氯离子有极高的极性促进腐蚀反应，又有很强的穿透性，容易穿透金属表面的保护膜，造成缝隙腐蚀和孔蚀，特别是对奥氏体不锈钢造成腐蚀开裂，危害很大，能使水冷器在短期内报废。不锈钢＜300mg/L，碳钢＜700mg/L\nTOC总有机碳8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟32TOC：总有机碳，是以碳的含量表示水中有机物质总量的综合指标。\nTOC总有机碳8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟33TOC：总有机碳，是以碳的含量表示水中有机物质总量的综合指标。\nCOD化学需氧量8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟34COD：化学需氧量，是指在一定的条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量。COD反映了水中受还原性物质的污染程度，又可反应水中有机物的量，水中的还原性物质有有机物、亚硝酸盐、硫化物亚铁盐等。由于下列原因，COD值一般高于BOD值：（1）无机物的氧化；（2）耐生物降解有机物的氧化。一般循环水中的COD＜50mg/L，处理后的污水≤40mg/L\nCOD化学需氧量8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟35COD：化学需氧量，是指在一定的条件下，用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量。COD反映了水中受还原性物质的污染程度，又可反应水中有机物的量，水中的还原性物质有有机物、亚硝酸盐、硫化物亚铁盐等。由于下列原因，COD值一般高于BOD值：（1）无机物的氧化；（2）耐生物降解有机物的氧化。一般循环水中的COD＜50mg/L，处理后的污水≤40mg/L\nBOD生化需氧量8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟36BOD:（生化需氧量）是指在有氧的条件下，水中微生物分解有机物的生物化学过程中所需溶解氧的质量浓度。为了使BOD检测数值有可比性，一般规定一个时间周期，并测定水中溶解氧消耗情况，一般采用五天时间，称为五日生化需氧量，记做BOD5，经常使用五日生化需氧量。BOD数值越大证明水中含有的有机物越多，因此污染也越严重。\nDO溶解氧8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟37DO：溶解氧，溶解在水中的分子态的氧。\nSV污泥沉降比8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟38SV：污泥沉降比，指反应池中混合液沉淀30分钟后，沉淀污泥体积占混合液体积的百分数。一般控制指标30%\nSV污泥沉降比8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟39SV：污泥沉降比，指反应池中混合液沉淀30分钟后，沉淀污泥体积占混合液体积的百分数。一般控制指标30%\nSVI污泥容积指数8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟40SVI----污泥容积指数。指的是反应池混合液经30分钟沉淀后，1g干污泥所占的湿污泥体积。SVI=(SV30X10)/MLSS,SVI如果过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，微生物数量少，此时污泥缺乏活性和吸附能力。SVI过高，说明污泥结构松散，难以分离，即将发生膨胀或已经发生膨胀。\nSVI污泥容积指数8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟41一般来说70≤SVI≤100，沉降性能较好，SVI>100，沉降性能一般，SVI>200，沉降性能差。SVI反映了污泥的松散程度和凝聚性能，SVI过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，微生物数量少，此时污泥缺乏活性和吸附能力。SVI过高则说明污泥结构松散，难于沉淀分离，即将膨胀或已经发生膨胀。\nSVI污泥容积指数8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟42一般来说70≤SVI≤100，沉降性能较好，SVI>100，沉降性能一般，SVI>200，沉降性能差。SVI反映了污泥的松散程度和凝聚性能，SVI过低，说明污泥颗粒细小紧密，无机物多，微生物数量少，此时污泥缺乏活性和吸附能力。SVI过高则说明污泥结构松散，难于沉淀分离，即将膨胀或已经发生膨胀。\nMLSS混合液悬浮固体8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟43MLSS：混合液悬浮固体，1升氧化池污泥混合液所含干污泥的重量。以mg/L或g/L表示。它包括微生物菌体（Ma）、微生物自生氧化产物（Me）、吸附在污泥絮体上不能被微生物所降解的有机物（Mi）和无机物（Mii）由于MLSS在测定上比较方便，所以往往以它作为估量活性污泥中微生物数量的指标。但ＭＬＳＳ浓度也不能过高，否则会导致氧气供应不足。一般反应器中污泥浓度控制在2000～6000mg/L。\nMLSS混合液悬浮固体8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟44MLSS：混合液悬浮固体，1升氧化池污泥混合液所含干污泥的重量。以mg/L或g/L表示。它包括微生物菌体（Ma）、微生物自生氧化产物（Me）、吸附在污泥絮体上不能被微生物所降解的有机物（Mi）和无机物（Mii）由于MLSS在测定上比较方便，所以往往以它作为估量活性污泥中微生物数量的指标。但ＭＬＳＳ浓度也不能过高，否则会导致氧气供应不足。一般反应器中污泥浓度控制在2000～6000mg/L。\nMLVSS混合液挥发性悬浮固体浓度8/12/2021水处理工艺指标控制及其意义史红伟45MLVSS：混合液挥发性悬浮固体浓度。指1L曝气池混合液中所含挥发性悬浮固体含量，它只包括微生物菌体、微生物自生氧化产物、吸附在污泥絮体上不能被微生物所降解的有机物，不包括无机物（Mii）。所以MLVSS能比较确切地反映反应器中微生物的数量。一般情况下处理生活污水的活性污泥的MLVSS/MLSS比值在0.75左右，对于工业污水，则因水质不同而异，MLVSS/MLSS比值差异较大。