电力系统水处理培训教材第一章预处理课件 45页

电力系统水处理培训教材火电厂水处理和水分析人员资格考核委员会\n第一章锅炉补给水的预处理水的预处理概念混凝澄清处理的机理常用的混凝药剂混凝澄清处理的主要影响因素混凝模拟试验第一节混凝澄清处理\n水的预处理概念天然水体中常含有泥砂、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体杂质以及细菌、真菌、藻类、病毒等，它们是造成水体混浊、有颜色和异味的主要原因。为了除去这些杂质，通常使用混凝、澄清和过滤等工艺，称之为水的预处理。电力锅炉的补给水必须使用除盐水。如果不对原水进行预处理，首先除去这些杂质，后续的除盐处理将无法进行。\n胶体的稳定性和ξ电位\n脱稳、凝聚、絮凝、混凝改变胶体颗粒的某些特性，使之失去稳定性称之为胶体的脱稳。向水中投加电解质，可起到压缩双电层使胶体脱稳的作用。主要铝盐、铁盐。在布朗运动的作用下，相互凝聚成细小絮凝物的反应过程称为凝聚。细小絮凝物在范德华引力的作用下或在絮凝剂的吸附架桥作用下，相互粘合成较大絮状物的过程称为絮凝。向水中投加混凝剂后，经过混合、凝聚、絮凝等综合作用，可使胶体颗粒和其它微小颗粒聚合成较大的絮状物。凝聚和絮凝的全过程称为混凝。\n第二节常用混凝澄清设备概述混合设备泥渣循环型澄清池水力循环澄清池气浮澄清池\n混合设备管道式混合1、加药管应伸入水管水管直径的1/3～1/4。2、投药点至水管末端的距离不小于50倍的管径。3、水速维持在1.5～2.0m/s，加药后水在沿途水头损失不应小于0.3～0.4m，否则应在管道上装设节流孔板。水泵式混合涡流式混合\n机械搅拌澄清池示意图\n关键控制参数为使澄清池泥渣保持最佳活性，一般控制第二反应室泥渣沉降比在5min内控制15%左右。\n机械加速澄清池图片\n水力循环澄清池示意图\n平流式气浮池图片\n气浮澄清池气浮澄清池的运行原理是以微小气泡作为载体，粘附水中的杂质颗粒，使其视密度小于水，然后颗粒被气泡携带浮升至水面并与水分离去除的方法。\n过滤处理的作用过滤的基本概念过滤工艺的类型滤料的种类过滤的工作过程重力式无阀滤池压力式过滤器第三、四节过滤处理的概念及常用的过滤设备\n过滤的基本概念过滤是杂质颗粒脱离流体在滤料颗粒表面被截流（大颗粒）、被吸附（小颗粒或带电粒子）的过程。对于水的过滤，即水通过过滤介质除去悬浮物等颗粒性物质的过程。用于过滤的材料称为滤料或过滤介质。过滤设备中堆积的滤料层称为滤层或滤床。装填粒状滤料的钢筋混凝土构筑物称为滤池，装填粒状滤料的钢制设备称为过滤器。水通过滤床的空塔流速简称滤速。\n无阀滤池图片\n压力式过滤器图片\n卧式过滤器图片\n什么是超滤UF超滤是利用超滤膜为过滤介质，以压力差为驱动力的一种膜分离过程。在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水、无机盐及小分子物质透过膜，而阻止水中的悬浮物、胶体、微生物等物质透过，以达到水质净化的目的。超滤膜孔径通常在1nm和0.1µm之间。第五节超（微）滤\n某超滤膜断面电镜照片\n说明超滤膜的结构可分成海绵状和指状孔海绵状的孔结构压密性能比较好，指状结构的膜不耐压膜的皮层表面是具有很薄、致密的细孔皮层，因此当膜孔产生污堵，即造成了不可逆污染，通过膜内孔的流道清洗污染是不可能的\n商业上可用中空纤维超滤膜均由高分子聚合物材料制成。膜断面结构为非对称结构，即：膜表面具有很薄、致密的细孔皮层，皮层下由较厚、粗孔层所支撑，使其可承受水力压差。超滤过程是一种膜表面过滤过程。过程分离性能主要取于膜表面皮层的孔径。现有超滤膜均不是单一孔径，而是按一定孔径分布存在，其孔径从纳米至微米。各厂家生产生产了不同孔径分布的膜。显然，孔径分布越窄，其分离性能越佳。若膜的分离皮层存在过多或过大的孔，虽然膜的透水能力由于大孔提供更大的透量而增加，但是由于分离性能劣化，将导致产水水质下降、膜孔堵塞，膜通量衰减很快，反洗效率低，最终由于清洗困难而不能使用。因此，判断超滤膜优劣不仅视其水透过能力，更主要要看其孔径分布的宽狭和有无大孔缺陷的存在。\n1.超滤的截留范围截留率=0%水盐可溶性固体截留率=部分BODCOD小分子原料液渗透液非对称膜悬浮固体胶体大分子物质截留率=100%原料流量压力\n2.超滤膜组件（各种各样）3.错流过滤(平行)、全量过滤(垂直)4.超滤膜通量（是指单位时间内通过单位超滤膜面积的产品水体积，单位为l/(m2•h)。）5.透膜压差（进水侧与产品水侧之间的压力差）\n\n海德能膜组件\nZENON膜组件\n诺瑞特膜组件\n压力压力浓缩液错流过滤死过滤进料液透过液透过液进料液错流与死过滤的比较\n反洗水反洗排水反洗水原水透过水浓缩水透过水中空丝膜过滤过程反洗过程内压操作的过滤方式PfPb\n优质超滤膜的表征截流曲线A为质量好、孔径分布窄、大孔较少的超滤膜截留曲线B为质量差、孔径分布宽、大孔缺陷多的超滤膜\n7.水处理常用的超滤膜材料膜的亲疏水性和电荷性会影响膜与溶质之间作用力的大小，所以在设计膜装置之前应根据料液性质，在不同条件下对膜材料进行筛选。要求：机械强度好，亲水性能好，材料化学性能稳定，抗氧化性能强。\n水处理行业普遍采用聚醚砜（PES）和聚偏氟乙烯（PVDF）PES:主料高温工程热塑树脂，膜强度、耐热、耐氧化性能好。PVDF：主料工程塑料树脂，其抗拉、压强度都较高，膜强度、耐热、耐氧化、耐污染性能好。使用寿命较PES更长。\n常见膜材料的性能比较膜SPESCTA/CAPSPVDFPES*PAN*膜材料磺化聚醚砜醋酸纤维素聚砜聚偏氟乙烯聚醚砜聚丙烯腈接触角(deg)45~5050~5565-8174-8665~7052~58水膨胀率(%)7~84.7~6.50.5~0.80.3-0.50.4~0.62.5~3.6牛血清蛋白吸附量(mg/m2)0.40.52.35.43.51.3带电性能(mV,PH7)-40-30-4.6-3.7-4.2-7.5PES*为没有改性的PAN*为改性后的接触角越小材料越亲水，被污染后更容易恢复即所谓的抗污染性能越好\n亲水性/非亲水性膜的比较\n超滤膜应用中遇到最主要问题是由膜被污染造成的膜水通量持续下降。大量实践表明，若膜表面呈亲水性，在水处理中它具有更好抗污染能力。当制膜材料为亲水材料（如醋酸纤维）制成，这类膜被为亲水超滤膜。这类膜虽具有较好亲水性，但其化学稳定性稍差，只允许在较狭PH范围内使用。聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯等疏水高分子聚合物材料制成的疏水膜，其化学性能更为稳定，机械强度高，而被广泛采用。为改进疏水膜的抗污染能力，现各厂家采用不同化学改性方法，使其原疏水膜改性为偏亲水性。这类膜也被称为亲水超滤膜。目前，常被采用的多属这类改性的亲水超滤膜，其亲水改性程度因各厂家改性方法不同而不同。\n各典型超滤膜运行方式及单元设置1.NORIT，（内压、卧式）；四组件串连壳式结构，两端进水中间出水，全流过滤；设水反洗系统，流向与过滤状态相反，间隔0.5h；设化学加强反洗CEB，间隔12h。2.海德能，（内压、立式）；膜元件为壳式结构，可全流也可错流过滤；设置水反洗系统，空气增强反洗系统AEB（将纤维丝的孔径撑膨胀）化学加强反洗CEB，间隔12h。\n3.ZENON：外压浸入式、PVDF帘式膜。反洗方式：气水合洗维护性清洗：NaClO与HCl交替循环清洗，在线清洗恢复性清洗：HCl循环清洗，膜列从系统中分离出来\n1.自清洗碟片式过滤器：过滤精度100μm～200μm，自动反洗。压力式超滤装置前置过滤器的选择\n2.管式滤芯式过滤器:PALL大流量滤芯，过滤方式同传统滤芯，需人工更换滤芯。3.袋式网格过滤器由金属网篮支撑滤袋，液体由入口流进，经滤袋过滤后从出口流出，杂质被截在滤袋中，需人工更换滤袋。\n盘片过滤装置图片\n超滤装置图片\n浸入式超滤膜系统构成(ZENON)1)无需前置自清洗过滤器；2)需建造混凝土膜池，内放膜箱，膜箱最多可装60只膜组件；3)需建造混凝土化学清洗水池及膜组件起吊设施；4)设反冲洗系统、空气擦洗系统；5)设真空脱气系统和透过液水泵；6)用于维护性和恢复性清洗用的次氯酸钠加药装置和加酸装置；\n\n第六节水的吸附和杀菌消毒处理活性炭吸附处理大孔吸附树脂吸附处理水的杀菌消毒处理需氯量、余氯、加氯量