反渗透水处理应用技术 38页

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  • 2023-01-03 08:31:15 发布

反渗透水处理应用技术

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化学专业润滑油分析、水质分析培训课程:锅炉化学监督目的:化学监督的目的是防止锅炉、汽机等热力设备,因结垢、腐蚀或积盐引起损坏或降低效率,保证发电设备安全、经济、稳定运行的重要环节之一。锅炉化学监督的任务是对水汽品质、设备的结垢、腐蚀、积盐程度、设备运行前金属表面的清洁程度,以及停用时的防腐情况等进行全面监督。此外,还要对燃料和透平油、抗燃油等方面进行监督。化学管理和运行的设备:净水设备、循环水、脱盐水(天然气减压系统)、锅炉加药、循环水、污水处理和化学分析。油品分析电力用油分类:润滑介质、绝缘介质1绝缘介质:变压器油、开关油、电缆用油。变压器油牌号是根据凝固点划分如10号、25号、45号油的凝固点-10℃、-25℃、-45℃,代号分别为DB-10、DB-25、DB-45;油开关的代号DU;电缆用油DL。绝缘介质作用:绝缘、灭弧、散热作用2润滑介质:润滑油的牌号按粘度划分,32号汽轮机油的运动粘度(40℃)为28.8-35.2;46号汽轮机油的粘度为41.4-50.6润滑介质作用:润滑、散热冷却、调速、冲洗、减振作用和防锈、防尘、保护及密封作用油品的生产过程:原油——预处理(水分、杂质)——油的蒸馏与分馏(电力用油属于润滑油馏分,汽轮机油和绝缘油,温度在350℃以上——油的精制(不饱和化合物、氮化物、硫化物等高分子;采用硫酸精制;白土精制)——脱蜡(除去正构烷烃和长链的烷烃)——油的调制(添加剂:抗氧化剂、防锈剂、消泡剂)\n电力用油要求主要有哪些?1有良好的抗氧化性(变压器油在60——80℃、汽轮机在60℃运行)2有良好的电气性能(击穿电压和介质损耗)3有良好的润滑性(适当的粘度)4高温安全性(闪点)5绝缘油特别是油开关用油,有良好的低温流动性;汽轮机油有良好的抗乳化性能、防锈性能和抗泡沫性能。电力用油检测项目:变压器油检测项目:外观、密度、运动粘度、倾点、凝点、闪点、中和值、苯胺点、腐蚀性硫、击穿电压、氧化安定性、介质损耗因数、界面张力、水分、析气性、比色散断路器油检查项目:外状、水溶性酸、游离碳、击穿电压、水分、酸值、闪点汽轮机油检查项目:运动粘度、粘度指数、倾点、闪点、密度、酸值、机械杂质、水分、破乳化值、超泡性试验、氧化安定性、液相锈蚀试验、铜片腐蚀、空气释放值。运行中抗燃油监测:外观;颜色;密度;运动粘度;矿物油含量;闪点;自燃点;酸值;水分;氯含量;氯含量;电阻率;颗粒污染度;泡沫特性。运行中汽轮机油存在的最主要问题:油品的乳化乳化形成的条件:水分、温度、搅拌透平油的作用:1润滑作用、2散热作用、3调速作用透平油的维护方法:1添加抗氧化剂、2透平油的吸附净化、3防止水分的侵入、4油中添加防锈剂、5油中添加破乳剂、6清洗油系统\n油中含有水量不合格如何处理:1绝缘油采用真空滤油或二级真空滤油2汽轮机油在油加入机组前,用压力式滤油机进行过滤处理。当发现汽轮机油中含有水分或外观不透明,要立即查找原因,通常采取的措施:1)离心分离净化除水(离心分离机)、2)油质发浊时,通过压力式滤油机滤油(板式的滤油机)3)定期从油箱底部排水、4)查找机组运行的缺陷如何混油和补油:1不同牌号的油,原则上不宜混合使用,必须混合时,要通过有关混合试验,确定可否混合。2相互混合的油,不论是新油或运行中油,都必须是合格的。3在混油和补油前,必须验证互相混合的油中,是否含有同样的抗氧化剂,因为不同的添加剂容易发生化学反应。油品的取样方法和要求:取样工具(1)取样瓶500——1000mL磨口具塞玻璃瓶,并应贴标签。(2)适用范围适用于常规分析(3)取样瓶的准备取样瓶先用洗涤剂进行清洗,再用自来水冲洗,最后用蒸馏水洗净,烘干、冷却后,盖紧瓶塞。(4)取样方法和部位油桶中取样:试油应从污染最严重的底部取样,必要时可抽查上部油样。开启桶盖前需用干净甲级棉纱或布将桶盖外部擦净,然后用清洁、干燥的取样管取样。从整批油桶内取样时,取样的桶数应能足够代表该批油的质量,具体规定如下:序号总油桶数取样桶数序号总油桶数取样桶数a11e51-1007b2-52f101-20010c6-203g201-40015d21-504h401以上20油罐或槽车中取样:油样应从污染最重的油罐底部取出,必要时可抽查上部油样。从油罐或槽车中取样前,应排去取样工具内存油,然后取样电器设备中取样:变压器、油开关或其他电器设备,应从阀门下部取样。取样前油阀门需用干净甲级棉纱或布擦净,在放油冲洗干净。需要取样的套管,在停电检修时,从取样孔取样。没有放油管或取样阀门的充油电气设备,应在停电或检修时设法取样。(5)标记每个样品应有正确的标记,一般取样前应将印好的标签贴于取样容器上,标签应包括下述内容:单位名称;机组编号;汽轮机油牌号;取样部位;取样日期;取样人签名。\n油质劣化有哪些现象:1颜色变深,颜色由淡黄色变为红棕色,而且往往浑浊不清,有酸味。2粘度、比重和灰分略有增加,表面张力有点减小,闪点有时降低。3汽轮机油的破乳化性能变差。4绝缘油的绝缘强度降低,介质损失角增大。5酸值上升,或呈现酸性反应。6皂化值或苛性钠抽出液酸化等级和羧基含量升高。7析出油泥和分解出游离碳。8吸湿性增强,含水量增加。汽轮机油的作用:1润滑作用:在轴颈和轴瓦间以汽轮机的液体摩擦代替固体间的摩擦,从而保证汽轮机的安全运行。2冷却散热作用:3调速作用:润滑油各项指标监督的意义粘度监测可以保证发电机和汽轮机稳定可靠的运行状态,随着粘度的增大,会降低发电机的功率,增大燃料的消耗。如果过大,会造成启动困难,机组振动;如粘度过小,会降低油膜的支撑能力,形不成良好的油膜,使摩擦面之间不能保持连续的润滑层,增加机组的磨损。闪点监测可以鉴定出油品发生火灾的危险性,闪点越低,油品越易燃烧,火灾危险性越大。机械杂质监测意义:机械杂质是坚硬的固体颗粒,可引起调速系统卡涩,机组转动部位磨损等潜在故障酸值监督的意义:酸值的大小,可以判断油品中含酸性物质的量,新油中酸性物质的数量,随原料与油品的精制、清洗处理的程度而变化。新油的酸值是检验油质好坏的重要指标。运行中油的酸值越高,表明油品的老化成度越深。破乳化度监督的意义:判断油的抗乳化能力,当水侵入汽轮机油系统后,油将逐渐乳化。如果破乳化时间短,说明油乳化液完全分离快,油的抗乳化能力强。水的部分:水质分析:原水、清水、(砂滤、碳滤、阳床、阴床、)多介质过滤器、超滤、一级反渗透、二级反渗透、EDI、脱盐水、给水、饱和蒸汽、过热蒸汽、凝结水、污水、循环水。\n原水分析项目:河水、井水、管网水河水处理一般经过:嚗气氧化、混凝、沉淀、过滤原水分析项目:PH、电导、浊度、COD清洁水分析:PH、电导、浊度、COD、碱度、氯离子、硬度、钙离子、(SiO2)砂滤:浊度碳滤:浊度阳床:硬度和钠离子阴床:碱度、PH值、SiO2、电导率超滤:PH、电导、浊度、Na、CL、SiO2一级反渗透:PH、电导、硬度、Na、SiO2二级反渗透:PH、电导、Na、SiO2EDI分析项目:PH、电导、Na、SiO2给水分析项目:PH、溶解氧、硬度、铁、SiO2炉水分析项目:PH、磷酸根、铁、SiO2饱和蒸汽分析项目:Na、铁、SiO2过热蒸汽分析项目:Na、铁、SiO2凝结水分析项目:PH、溶解氧、Na、SiO2锅炉用水的水质指标:悬浮物、含盐量、硬度、碱度、PH值、化学耗氧量、全固形物、溶解固形物、磷酸根、相对碱度、溶解氧等。循环水分析项目:一般有pH值、电导率、浊度、碱度、硬度、氯离子、总铁、总磷、正磷、钙离子浓缩倍数等。污水分析项目:原水:化学需氧量、氨氮、总磷酸盐、PH值缺氧池;溶解氧、污泥浓度、PH值\n膜池:化学需氧量、氨氮、总磷酸盐、污泥沉降比、浊度、PH值、电导、溶解氧污水用的反渗透:PH、电导浓盐水排放:化学需氧量、生物耗氧量、固体悬浮物、动植物油、氨氮、总磷、色度、PH值。化学监督项目的意义:PH值得测定是评价水、汽酸碱性的重要方法,只有严格控制水、汽PH值才能防止热力设备的腐蚀电导率的测定是监督水处理效果及锅炉水、循环水浓缩情况的方法,以防止热力设备的结垢和腐蚀,并以电导率反应蒸汽的品质,防止积盐。给水溶解氧的测定是监督锅炉给水中溶解氧的含量,评价除氧器及化学除氧效果的一种方法,以防止热力设备溶解氧腐蚀的发生浊度的测定是监督过滤器的过滤效果及冷却水的水质情况,以防止水处理系统出力下降及循环水系统结垢腐蚀的发生和药剂的浪费硬度的测定是监控水处理运行情况,是软化水合格与否的重要依据,循环冷却水硬度及钙离子的测定,是反应冷却水系统结垢与腐蚀倾向的重要依据。氯离子的测定是防止由于氯离子过高造成碳钢设备的腐蚀磷酸盐的测定是评价锅炉加药处理效果的好坏,并能调节控制锅炉水的PH值保持一定的磷酸盐浓度,防止水垢的生成氨的测定是评价锅炉加药效果的好坏,并能调节控制锅炉水的PH值,蒸汽含氨量测定是为了控制防止铜设备的腐蚀二氧化硅的测定是为了保证除盐水的水质质量,保证蒸汽纯净,防止积盐的一种监督方法;蒸汽中的硅酸盐会沉积在汽轮机内,形成难溶的二氧化硅附着物,它对汽轮机运行的安全性与经济性有较大的影响。钠离子的测定是保证蒸汽中钠含量符合标准;而蒸汽中的盐类物质主要是钠盐,因蒸汽中含钠量可以表明蒸汽含盐量的多少。碱度的监测是为了防止因碱度过高时,可能引起碱性腐蚀和应力腐蚀破裂;还可能产生大量的泡沫而影响蒸汽的品质。也容易引起苛性脆化。循环冷却水中总磷、正磷的测定是监督冷却水中有机磷的含量以准确指导加药量从而达到防垢、防腐效果的一种方法。生物化学需(耗)氧量\n表示在一定条件下,单位体积废水中所含的有机物被微生物完全分解所消耗的分子氧的数量。单位为mg(氧)/L(废水)生化需氧量能较准确地表达水中耗氧污染物的污染程度,生物化学需(耗)氧量越高的废水,所产生的污染越严重。生物化学需(耗)氧量是废水的一项重要指标。化学处理或生物处理也需要控制废水的pH值。对生物处理而言,需将处理系统的pH维持在6.5~8.5范围内,以确保最佳的生物活力。对化学处理而言,也需要在一定的pH范围内才能取得好的处理效果。污泥沉降比是指曝气池混合液在100mL量筒中,静置沉降30min后,沉降污泥所占的体积与混合液总体积之比的百分数。所以也常称为30分钟沉降比。由于正常的活性污泥在沉降30min后,可以接近它的最大密度,故污泥沉降比可以反映曝气池正常运行时的污泥量,可用于控制剩余污泥的排放。它还能及时反映出污泥膨胀等异常情况,便于及早查明原因,采取措施。污泥沉降比测定比较简单,并能说明一定问题,因此它成为评定活性污泥的重要指标之一。活性污泥法是需氧的好氧过程。对于推流式活性污泥法,氧的最大需要量出现在污水与污泥开始混合的曝气池首端,常供氧不足。供氧不足会出现厌氧状态,妨碍正常的代谢过程,滋长丝状菌。供氧多少一般用混合液溶解氧的浓度表示。由于活性污泥絮凝体的大小不同,所需要的最小溶解氧浓度也就不一样,絮凝体越小,与污水的接触面积越大,也越利于对氧的摄取,所需要的溶解氧浓度就小。反之絮凝体大,则所需的溶解氧浓度就大。为了使沉降分离性能良好,较大的絮凝体是所期望的,因此,好氧池溶解氧DO浓度以2~4mg/L左右为宜。悬浮物是水中最常见的污染物,也是一项重要的水质指标。悬浮物的多少用单位体积的水中所含悬浮物的质量表示,即质量浓度,单位一般为mg/L。表示水中营养物质多少的指标是单位体积水中含氮和磷的总质量,单位为mg/L。当大量营养物质进入水体时,会使藻类大量繁殖,水面上积聚大量的动物和植物,当水中的生物大量死亡时会使水中的BOD值猛增,导致水中的溶解氧降低,影响水体功能锅炉水水质不合格的原因和处理方法:凝结水溶解氧不合格的原因及处理方法:原因处理方法1、凝汽器真空部分泄露通知汽机人员进行查漏和堵漏2、凝结水泵运行中有空气漏入换用备用凝结水泵,并检查有缺陷的凝结水泵3、凝汽器的过冷度太大调整凝汽器的过冷度4、凝汽器铜管漏,冷却水进入凝结水中铜管漏应采取堵漏措施,严重时将凝结水放掉\n过热蒸汽品质劣化的原因及处理方法:原因处理方法1、锅炉水的含盐量超过极限值查明不合格的来源,如给水含盐量高,应及时处理,或减少其使用量(如凝结水严重不合格应排放掉)以降低浓度,同时,增加排污量和定期排污(放水)次数,如补给水硬度合格,可暂停向锅内加药2、锅炉运行工作不正常,如负荷、水位、气压等变化过快通知锅炉运行人员,按照热化学试验测定结果,严格控制锅炉的运行状况3、蒸汽减温器的喷水水质不良,或是表面式减温器泄露查漏和堵漏,减温器的喷水水质合格后,方可使用4、锅炉加药浓度太高或加药速度过快降低锅炉加药的浓度或速度,严重时也可停止加药5、化学药品有误及时更换药品6、汽水分离器效率低或各分单元件的接合处不严密有损坏处停炉检修处理汽水分离器的缺陷发现蒸汽品质劣化时,应加强蒸汽品质的监督,及时通知锅炉运行人员,配合化学人员,做好运行工况的调整,如严重时,应向上级领导汇报,必要时可停炉检修。疏水箱水质劣化的原因及处理方法原因处理方法1、生水和软水加热器泄露,使疏水不合格检查生水或软水加热器,如有漏泄应通知检修2、疏水箱内部不清洁,使疏水污染水箱停运,彻底清扫,并应坚持定期清扫制度3、疏水箱腐蚀严重,使疏水中铜、铁含量较大,甚至使硬度做不出终点疏水箱应进行防腐,并找出铜、铁含量大的原因,切断该水源,降低疏水铜、铁含量汽轮机凝结水水质硬度、碱度超标或浑浊的原因及处理方法原因处理方法1、凝汽器铜管泄露通知汽机人员查漏或堵漏,向循环水中加入锯末子,如无效时,则应降低负荷运行或将凝结水放掉,停机检修2、凝汽器补充软化水,而软化水水质不合格停止补充软化水,并联系水站检查软化水水质,消除故障\n锅炉水磷酸根含量过低原因及处理方法1、排污门开度过大控制排污量,在炉水含盐量允许的情况下,尽量减少排污2、给水硬度高(除盐水硬度高或凝汽器铜管漏泄严重)排除给水硬度高的故障3、锅炉事故放水门不严或定期排污量过大或是定期排污门关不严通知锅炉人员,控制定期排污量,检修处理事故放水门和定期放水门4、、锅炉负荷骤增,使给水量突然增大锅炉负荷应保持平稳,如增加负荷时,应增加投药量5、加药泵盘根漏,泵的出力减少属于设备本身的故障,应检修处理6、加药泵的出入口管或泵的方螺丝处的孔眼堵塞或下面的阀门卡住属于设备本身故障,应检修处理7、加药泵内有空气,打不出药液属于设备本身故障,应检修处理8、取样冷却器蛇形管泄露属于设备本身故障,应检修处理9、加药管道上的逆止门不严或失灵,往回返药属于设备本身故障,应检修处理10、加药泵出口联络门不严,往邻近锅炉串药属于设备本身故障,应检修处理11、磷酸三钠溶液浓度过低或溶液药箱液位过低应提高磷酸三钠溶液的浓度和贮药箱液位12、化验药品有误更换化验药品原因处理方法锅炉水磷酸根含量过高及处理方法原因处理方法1、加药量过高当锅内磷酸根含量较高时,应十分注意监督蒸汽品质,必要时可将加药泵停运2、排污量较小适当增加排污量锅炉水碱度过低的原因及处理方法原因处理方法1、锅炉负荷突然增加,给水量骤增控制锅炉的负荷不能升的很快2、锅炉定期排污门不严更换定期排污门3、排污门开度太大或排污门掉砣关不严控制排污门开度,修理排污门4、锅炉取样冷却器蛇形管泄露检修处理蛇形管泄露点5、取样管长期不冲洗,取样无代表性冲洗取样管,直至水样有代表性为止6、给水碱度太低或交换器跑酸水适当提高给水碱度,停止运行跑酸水的的交换器7、测定炉水碱度用的标准液浓度偏高立即更换标准溶液\n锅炉水碱度过高的原因及处理方法原因处理方法1、进入锅炉的给水碱度升高应加强对蒸汽品质的监督,查明给水碱度升高的原因,并立即排除,同时采取措施降低给水碱度2、磷酸三钠加药量过多控制好加药量,必要时可暂停加药3、锅炉排污量太小或排污管堵塞调整排污门开度,适当增加排污量,如经检查确定是连续排污管堵塞,立即检修,同时通知锅炉进行定期排污,在保证正常水位的情况下,尽量增加补给水4、锅炉负荷增大时,炉水磷酸根降低应保持负荷平稳,避免易溶盐隐蔽现象发生5、测定碱度用的标准溶液浓度偏低立即更换标准溶液锅炉给水含铁、铜量高的原因及处理方法原因处理方法一般情况下是由于组成给水的凝结水、补给水或生产返回水的含铁量或含铜量不合格造成的分别检查组成给水的各水源含铁或含铜量。对其含量较大的水源应进行处理或减少其用量锅炉给水溶解氧不合格原因及处理方法原因处理方法1、除氧器运行温度和气压过低首先通知除氧器运行人员,及时调整温度和汽压,直至溶解氧合格为止2、进水量过多,超过除氧器设计数值限制进水量,使之不超过除氧器设计数值。同时注意除氧水箱水位3、除氧器的排汽门开度不够调整排汽门4、除氧器内部装置发生故障,存在缺陷检查除氧器,进行检修5取样系统漏空气或药品失效检查取样系统,如有漏气应立即消除,药品失效马上更换锅炉给水硬度不合格原因及处理方法原因处理方法1、组成锅炉给水的补给水,凝结水,疏水或生产返回水中,渗入了了杂质,使得硬度增大加强锅炉水及汽质的监督,查明硬度高的水源,及时进行处理或减少其用量2、未经除盐系统处理的水由于阀门不严密,泄露至给水系统,造成硬度升高仔细检查各管线、阀门,特别是补给水系统,防止生水渗入给水系统中\n产生汽水共沸的原因及处理方法原因处理方法1、给水质量不良,炉水中含盐量超过“临街浓度”或悬浮物过多或加药不正常化学人员应加强锅炉的排污(包括定期排污),加强蒸汽品质的监督2、锅炉运行中排污不够(包括连续排污和定期排污锅内短时间内停止加药,防止炉水碱度过高3、汽包内汽水分离装置安装不当,或有损坏的装置炉水质量在未改善之前,锅炉应保持燃烧稳定,降低负荷4、汽包水位过高或波动太大,开主汽门用力过猛在锅炉大量排污、放水的同时,应相应地向锅内补水,使水位保持在正常水线以内5、锅炉负荷(用汽量)超过临界负荷或变化过大,增加过急开启过热器和蒸汽管道的疏水门,进行疏水。同时适当减低负荷如果“汽水共腾”严重汽质劣化,应请示领导停炉,以免影响后面机组正常的正常运行炉水浑浊的原因及处理方法原因处理方法1、给水浑浊或硬度太大。造成给水的这种现象主要是组成给水的凝结水、补给水等浑浊或硬度太大,如凝汽器漏泄、补给水污染等查明硬度高或浑浊的水源,并将此水源进行处理或减小其使用量,如因凝汽器泄露严重,应将凝结水放掉2、锅炉长期不排污或排污量不够严格执行锅炉的排污制度3、新炉或检修后锅炉在启动的初期新点炉运行初期,应增加锅炉排污量直至水质合格为止4、炉内燃烧工况或水流动工况不正常要求锅炉调整好锅炉燃烧和运行工况5、炉内有机物突然增加增加锅炉排污量直至水质合格为止水样的采集方法取样器:用来采集水样的装置称为取样器。水样容器:用来存放水样的容器称为水样容器(水样瓶)。常用的水样容器有无色硬质玻璃磨口瓶和具塞的聚乙烯瓶两种。硬质玻璃磨口瓶:由于玻璃无色、透明,有较好的耐腐蚀性,易洗涤干燥等优点,硬质玻璃磨口瓶是常用的水样容器之一,但硬质玻璃容器存放纯水、高纯水样时,由于玻璃容器有溶解现象,使玻璃成分如硅、钠、钾、硼等溶解而进入水样之中,因此,玻璃容器不适宜用来存放测定这些微量元素成分的水样。聚乙烯瓶:由于聚乙烯瓶有很高的耐腐蚀性,不含重金属和无机成分,而且具有重量轻,抗冲击等优点,是使用最多的水样容器。但是,聚乙烯瓶吸附重金属、磷酸盐、有机物等的倾向。长期存放水样时,细菌、藻类容易繁殖。另外,聚乙烯易受有机溶剂侵蚀,使用时要多加注意。\n锅炉用水分析的水样,多数是从管道或工业设备中采取的,为了获得有充分代表性的水样,取样器的设计、制造、安装,以及取样点的布置应遵循如下规定:(1)取样器应根据工业装置,锅炉类型,参数,以及化学监督或试验目的,设计、制造、安装和布置水样取样器。(2)取样器(包括取样管和阀门)的材质应使用耐腐蚀的金属材料制造,除氧水、给水的取样管应使用不锈钢制造。(3)从高温、高压的管道或装置中采集谁样时,必须安装减压装置和冷却器。取样器冷却器应有足够冷却面积和冷却水源,使得水样流量约为700ml/min时,水样温度约低于40℃.水样的的采集方法:采集不同的水样,需要采取不同的方法,并做好采样的准备工作。应将采样瓶彻底清洗干净,采样时再用冲洗三次以上之后才能采集水样。从管道或水处理装置中采集处理水水样的方法从管道或水处理装置中取样时,应选择有代表性的取样部位,安装取样器,需要时在取样管末端接一根聚乙烯软管或橡胶管,采样时,打开取样阀门,进行适当的冲洗并将水样流速调至约700ml/min进行取样。从高温、高压装置或管道中取样的方法从高温、高压装置或管道中取样时,必须加装减压装置和良好的冷却器,水样的温度不得高于40℃,在按管道中或水处理装置中取样方法取样。取样量:采集水样的数量应满足试验和复核需要,供全分析用的水样不得少于5L,若水样浑浊时应分装两瓶。供单项分析用的水样不得少于0.3L。采集水样时的记载事项采集供全分析用的水样,应粘贴标签,注明水样名称、取样方法、取样地点、取样人姓名、时间、温度以及其他注意事项,若采集供现场控制试验的水样时,可不粘贴标签,但应使用固定的取样瓶。循环冷却水部分:冷却水的要求:,\n冷却水系统:用水来冷却工艺介质的系统称作冷却水系统。冷却水系统通常有两种:直流冷却水系统和循环冷却水系统。循环冷却水系统又分封闭式(密闭式)和敞开式两种。密闭式冷却水不暴露于空气中,水量损失很少;敞开式冷却水系统水的再冷却是通过冷却塔来进行的,冷却水在循环过程中要与空气接触。敞开式循环水系统分类:根据热水与空气接触的不同方式,冷却系统分作冷却池和冷却塔。冷却池分作:自然冷却池、喷水冷却池。冷却塔:根据空气进入塔内的情况分为机械通风和自然通风两种。自然通风型最常见的是风筒式冷却塔;机械通风型分抽风型和鼓风型。根据空气流动方向,机械通风型又可分为横流式和逆流式。冷却塔的工艺构造包括哪些部分:风筒、配水系统、淋水装置、通风设备、收水器和集水池。1)通风筒的作用是创造良好的空气动力条件,减少通风阻力,并将塔内的湿热空气送往高空。机械通风冷却塔采用强制通风,故风筒较低;而自然通风冷却塔的通风起抽风和送湿热空气的作用故风筒较高。2)配水系统作用是将热水均匀分布到整个淋水装置上,热水分布均匀与否对冷却效果影响很大。配水系统一般有槽式、管式等3)淋水装置(填料)作用是将需要冷却的热水溅散成水滴或形成水膜,以增加水合空气的热交换。淋水装置一般有点滴式、薄膜式和点滴薄膜式三种。4)通风设备作用是产生预计的空气流量,以保证要求的冷却效果。根据风机安装位置分为鼓风式和抽风式。5)收水器作用是将湿热空气中所携带的水滴与空气分离,减少溢出水量损失和对周围环境的影响。6)集水池作用是汇集淋水装置落下的冷却水,位于冷却塔的下部。循环水的系统容积:循环水系统容积包括冷却塔水池、旁滤池、循环水管道、换热器、集水井等空间体积。循环水系统容积过小,则每小时水在系统内循环次数就增加,因而水被加热的次数增多,药剂被分解的机率越高。循环水系统容积过大,则药剂在系统停留的时间长,药剂分解的机率也高,同时初始加药量增多,特别是间歇投加的杀生剂消耗大。一般系统容积按所投加的药剂允许停留计算求得。\n循环水的冷却原理:循环水的冷却是通过水与空气接触,由蒸发散热、接触散热和辐射散热三个过程共同作用的结果。冷却水在循环过程中有哪些水量损失?共有四部分水量损失:1)蒸发损水;2)风吹损失;3)排污损失;4)渗漏损失。冷却水的要求:1、水温尽可能的低一些,水温愈低,用水量相应减少。2、水的浑浊度要低,水中悬浮物带入冷却水系统,会因流速降低而沉积在换热设备和管道中影响热交换,严重时会使管子堵塞。3、水质不易结垢,冷却水在使用过程中,要求在换热设备的传热表面上不易结成水垢,以免影响换热效果。4、水质对金属设备不易产生腐蚀,冷却水在使用中,要求对金属设备最好不产生腐蚀。如果产生腐蚀,要求腐蚀性越小越好,以免传热设备因腐蚀太快而迅速减少有效传热面积或过早报废。5、水质不易滋生菌藻微生物,冷却水在使用过程中,要求菌藻微生物在水中不易滋生繁殖,这样可避免或减少因菌藻繁殖而形成大量的黏泥污垢,过多的黏泥污垢会导致管道堵塞或腐蚀。冷却水循环使用后容易带来的问题:冷却水在循环使用过程中,水在冷却塔内和空气充分接触,使水中的溶解氧得到补充,所以水中溶解氧总是饱和的。水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的主要原因。加上水浓缩后含盐量增加,电导率上升,也增加了腐蚀倾向。这是循环水使用后易带来的问题之一。水浓缩之后成垢离子成倍增加。特别由于碳酸氢钠是很不稳定的盐类,它在换热器表面上受热会分解为碳酸盐和二氧化碳。碳酸钙的溶解度很低,使传热面上结碳酸钙水垢的倾向增加,这是问题之二。冷却水和空气接触,吸收了空气中大量的灰尘、泥砂、微生物及其孢子,使系统的污泥增加。冷却塔内的光照、适宜的温度、充足的氧和养分都有利于细菌和藻类的生长,从而使系统黏泥增加,在换热器内沉积下来,造成了黏泥的危害,这是水循环使用后易带来的问题之三。冷却水的循环使用对换热器带来的腐蚀、结垢和黏泥问题要比用直流水严重一些或严重得多。因此,循环冷却水如果不加以处理,则以上问题的发生将使换热器的水流阻力加大,水泵的能耗增加,传热效率降低,并使生产工艺处于不正常的状况。现代的一下工厂,为了提高传热效率的需要,换热器的管壁很薄,并且严格控制污垢的厚度,换热器一旦发生腐蚀和结垢,尤其是局部腐蚀的发生,将使换热器很快泄露并导致报废,给生产带来巨大损失。因此,循环冷却水系统必须综合解决腐蚀、结垢和黏泥(微生物)三个问题。\n缓蚀剂(又叫腐蚀抑制剂)。凡是添加到腐蚀介质中能干扰腐蚀电化学作用,阻止或降低金属腐蚀速度的一类物质都称为缓蚀剂,起作用均是通过在金属表面上形成保护膜来防腐蚀的。缓蚀剂很多。通常有以下三种分类方法:按药剂的化学组成分,一般可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两类。例如无机缓蚀剂有铬酸盐、重铬酸盐;磷酸盐、聚磷酸盐;硝酸盐、亚硝酸盐;硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐。有机缓蚀剂胺类;醛类;杂环化合物;膦类。按药剂对电化学腐蚀过程的作用不同来分,可分阳极缓蚀剂铬酸盐、亚硝酸盐;阴极缓蚀剂聚磷酸盐、锌盐;阴阳极缓蚀剂有机胺类。按药剂在金属表面形成各种不同膜来分,可分为氧化膜型铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、亚硝酸盐。沉淀膜型水中离子型聚磷酸盐、锌盐、硅酸盐、磷酸盐、有机磷酸酯。吸附膜型有机胺类。阻垢剂:是能够控制产生水垢和污泥的水处理药剂。常讲阻垢剂与缓蚀剂共同称为循环冷却水的水质稳定剂。作用机理:络合增溶作用;晶格畸变作用;静电斥力作用阻垢剂的种类:聚磷酸盐;有机膦酸类阻垢剂;有机膦酸脂;聚羧酸类阻垢分散剂以聚磷酸盐为缓蚀剂的冷却水系统,在正常运行时需要控制哪些主要项目?主要控制项目1)PH值;2)钙离子;3)氯离子;4)浊度;5)总铁;6)总磷;7)正磷;8)余氯;9)浓缩倍数;10)加入其它药剂。杀生剂的分类:化学杀生法所用的杀生剂可从不同的角度进行分类,按其对微生物杀生的程度可分为微生物杀生剂和微生物抑制剂。前者能在短时期内产生各种生物效应,真正杀死微生物,多为强氧化剂,后者不能大量杀死微生物,而使组织其繁殖,以达到控制微生物数量的目的。按照杀生剂的化学成分可分为无机杀生剂和有机杀生剂。按照杀生剂的杀生机制可分为氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。氧化性杀生剂是具有氧化性质的杀生剂,通常是强氧化剂,能氧化微生物物体内起代谢作用的酶,从而杀灭微生物。卤素中的氯、溴、碘和臭氧、双氧水、过氧乙酸、过一硫酸盐、高锰酸钾等都属于氧化性杀生剂。但在循环水中最常用的只是氯及其化合物,如液氯、次氯酸钠、次氯酸钙、漂白粉、二氧化氯。近年溴化合物以用于循环冷却水系统,其发展也越来越受到重视。非氧化性杀生剂不以氧化作用杀死微生物,而是以致毒剂作用于微生物的特殊部位,以各种方式杀伤或抑制微生物。非氧化性杀生剂的杀生作用不受水中还原性物质的影响,一般对PH值变化不敏感。非氧化性杀生剂的品种很多。按其化学成分有氯酚类、有机硫类、胺类、季铵盐类、醌类、烯类、醛类、重金属类等。考虑其杀生力、排放余毒及费用等各方面的情况,实际循环水系统中常用的品种并不多。最常用的是季铵盐、二硫氰酸甲酯、异噻唑啉酮、戊二醛等。\n循环水系统的杀生一般以氧化性杀生剂为主,多采用氯、异氰尿酸或二氧化氯为经常性杀生剂,辅助使用非氧化性杀生剂。冷却水系统检测手段:1)挂片:在水池或循环水管旁路上设置挂片,运行一定时间取出,测定它的腐蚀速度,2)监测换热器,这种监测换热器的运行条件较为接近生产实际,能同时取得腐蚀结果和垢样的数据。3)工艺换热器的监测,在生产正常的情况下,循环水量、工艺介质流量、工艺介质进口温度一般是稳定的,因此,工艺介质出口温度和进出口冷却水的温度,可以直接反应换热器换热效果,从而评定冷却水质量好坏。4)微生物活动的监测。5)主要控制项目的监测,一般需测定的控制项目有PH值、碱度、浊度、溶解固体、氯离子、铁离子、钙离子、镁离子、二氧化硅、氨氮、钾离子、亚硝酸根、耗氧量、余氯、粘泥量、异氧菌总数、铁细菌、硫酸盐还原菌、水质稳定剂。循环水(腐蚀)挂片有哪些要求:1)材质根据循环水系统的换热器材质,可采用碳钢、不锈钢、铝材、铜等2)挂片尺寸Ⅰ型50×25×2mmⅡ型72.4×11.5×2mm3)挂片的处理去除挂片表面的油污→抛光→水冲洗→甲醇或丙酮浸泡→干燥→称重→编号→放入干燥器内。循环水的旁滤处理取部分循环水量进行处理,之后再返回系统内,已满足循环水水质的要求。一般取循环水量的2~5%。滤料应用最广的是砂子。藻类对循环水冷却系统的危害:藻类水循环水的系统的危害主要有:(1)冷却塔中是藻类生长的理想环境,他们会在塔壁、水槽中、配水池里繁殖,通过碳的同化作用,借助阳光,使水中的二氧化碳和碳酸氢根进行光合作用,并吸收碳作营养而放出氧。藻类的大量繁殖,会使水中溶解氧增加,腐蚀性也就随着增大。(2)许多藻类在其细胞中产生具有恶臭的油类和环醇类,藻类死亡后成为污泥会产生臭味并使水变色。(3)冷却塔的配水槽和喷嘴上也常因藻类繁殖,堵塞孔口,影响配水的均匀性使塔的冷却效率下降,塔壁上大片藻类脱落也可能造成系统堵塞。(4)硅藻由于其细胞壁上充满着聚合的二氧化硅,将引起硅污垢。结束\n水在火力发电厂的主要作用:1、传能介质:发电过程中,由水变成汽,汽又变成水的过程,这样水起到传能介质的作用。2、传热介质,加热器、汽轮机凝汽器的工作介质是水,起到传热介质作用。3、工作介质:锅炉用蒸汽吹灰、供热用户等中的水都起到工作介质的作用。天然水中有哪些杂质:按杂质颗粒大小分三类:悬浮物:水中的悬浮物质:水中的悬浮物质是颗粒直径在10-4mm以上的微粒。肉眼可见。这些颗粒主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌、病毒以及高分子有机物组成,常常悬浮在水流之中,产生水的浑浊现象。这些颗粒不稳定,可以通过沉淀和过滤除去。胶体:主要是Fe、Al、Si的化合物以及动植物的有机体分解产物。它们是许多分子或离子的集合体。粒径约在10-6——10-4mm。溶解物质:溶解在水中的矿物质盐类和气体,以分子或离子状态存在,粒径在10-6以下。生水:生水也叫原水或工业水,是未经任何处理的天然水。如江水、河水、地下水等。锅炉的补给水:锅炉在运行中,由于取样、排污、泄露等要损失掉一部分水,而生产回水被污染不能回收利用或无蒸汽凝结水时。都必须补充经过各种方法净化处理后符合水质要求的水,这部分水就叫补给水。凝结水:锅炉的蒸汽在汽轮机做工之后,经汽轮机的凝结器冷凝成的水。疏水:蒸汽管道、热交换器等设备的排水。生产返回水:锅炉在输出的蒸汽作功或供热之后,经冷凝返回的水。给水:供给锅炉工作的水。给水包括补给水、汽轮机的凝结水、疏水和生产返回水。冷却水:作为冷却介质的水。电厂中的冷却水主要是汽轮机凝汽器的循环水。\n炉水:在锅炉本体蒸发系统中流动着的水。锅炉排污水:为了保证蒸汽的品质,炉水的含盐量应维持在极限允许值以下并排除锅炉水中的水渣,这些需通过排污加以控制,所排出的这部分炉水叫排污水。软化水:生水经过钠离子交换处理,除去了水中硬度,这种水叫软化水除盐水:生水经过阴阳离子交换处理,除去了水中所有阴阳离子。饱和蒸汽和过热蒸汽:水在一定压力下加热到饱和温度所产生的蒸汽,就是饱和蒸汽。饱和蒸汽的特点是蒸汽的温度和水的温度是相同的。在饱和蒸汽中往往含有微量的水分。饱和蒸汽继续加热,进一步提高了温度,蒸汽的温度超过了该工作压力下水的饱和温度,所以称为过热蒸汽。水中的悬浮物质:水中的悬浮物质是颗粒直径在10-4mm以上的微粒。肉眼可见。这些颗粒主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌、病毒以及高分子有机物组成,常常悬浮在水流之中,产生水的浑浊现象。这些颗粒不稳定,可以通过沉淀和过滤除去。专业:姓名:山西寿阳培训班培训试题填空题选择题判断题简答题画图题总成绩\n一、填空题(xx分)1、水处理膜除盐系统的预处理系统由()、()、()组成。2、膜除盐系统由一级反渗透、()、()设备组成。3、超滤是一种膜处理系统,对水中的()、()、胶体、大分子有机物、细菌等物质有很好的去除能力,满足反渗透对预处理水质的要求。4、循环水系统主要包括()()()()。5、循环水旁滤系统主要作用()6、一级复床除盐系统主要有()()()()().7、污水处理设备MBR意义()。8、全膜脱盐系统RO、EDI是指()、()设备9、电力用油按介质分类分作()介质、()介质。10、采集水样的使用的容器有().()。二、选择题(x分)1、盐酸即()(A)氢氟酸(B)氢氯酸(C)氢溴酸(D)氢碘酸2、PH值是()浓度(A)铁离子(B)氢离子(C)金属离子(D)酸根阴离子3、工业废水样品采集后,保存时间越短,则分析结果()。(A)越可靠(B)越不可靠(C)无影响(D)影响很小4、全膜脱盐出水电阻率可以达到()兆欧。(A)0.5(B)0.2(C)1(D)185、阳床失效后最先穿透树脂层的阳离子()(A)铁离子(B)钙离子(C)钠离子(D)镁离子6、能有效去除水中硅化合物的是()(A)强酸阳树脂(B)强碱阴树脂(C)弱酸阳树脂(D)弱碱阴树脂7、循环冷却水主要靠()方法来散热(A)排污  (B)蒸发     (C)泄露       (D)大量补水8、全膜脱盐系统有()设备(A)阳床(B)阴床(C)EDI(D)混床\n9、反渗透膜渗透特点是()(A)只允许透过阳离子(B)只允许透过阴离子(C)只透过溶质,不透过水(D)(D)只透过水,基本不透过溶质。10、过热蒸汽是指()的蒸汽(A)高温高压(B)温度高于同压力下饱和温度(C)压力大于一个大气压力(D)(D)温度大于100℃三、判断题:(x分)()1、污水处理回用于循环水主要包括:隔油池、嚗气调节池、MBR池、活性炭过滤罐、RO组成。 ()2、相同条件下,消耗再生剂最多的是顺流再生固定床()3、锅炉的定期排污主要是排出锅炉炉水中的盐分杂质。()4、当强酸、强碱溅到皮肤时,先用大量清水洗,然后再分别用5mg/L的碳酸钠或10~20mg/L的醋酸清洗,然后送医院。()5、水的硬度大小可以就是指水中钙、镁离子浓度大小。()6、配制浓硫酸时,应先将适量的浓硫酸倒入,然后再将水慢慢倒入,并不断搅拌。()7、一级除盐系统中,除碳器应设置在阴床之前。()8、任何情况下,都不允许无工作票进行工作。()9、天然水中溶解的物质只是一些离子态存在物质。()10、反渗透透水率随着进水杂质增加而增大。四、简答题:(xx分)1、、如何防止反渗透膜的结垢?2、如何防止凝汽器的结垢?3、固定床顺流再生的操作如何进行?五、画图题:(xx分)画出敞开式机械抽风式循环冷却水的流程图画出全膜脱盐水处理系统的流程图\n水处理部分(树脂床除盐):锅炉水为什么需要处理?1、容易引起锅炉结垢,2、引起锅炉腐蚀。3、造成过热器及汽轮机积盐。离子交换剂:凡是能够进行离子交换的这类物质都称作离子交换剂离子交换剂分作无机质类和有机质类两大类。无机质类分作天然的和人造的。有机质类分作碳质和合成树脂两类,主要介绍合成树脂类。合成树脂类分作阳离子型——强酸性树脂和弱酸性树脂;阴离子型——强碱性(Ⅰ、Ⅱ)和弱碱性树脂,其他类型的有氧化还原型树脂、两性树脂和螯合树脂等。离子交换树脂:用化学合成法将高分子共聚物制成的有机单体颗粒的离子交换剂。离子交换树脂分类:按功能分:强酸性树脂交换基团如-SO3H强碱性树脂交换基团如季铵基(Ⅰ)型-CH2N(CH3)3OH;季铵基(Ⅱ)型-CH2N(CH3)2C2H4OH·OH弱酸性树脂交换基团如-COOH;-PO3H2.弱碱性树脂交换基团如伯胺基-CH2NH2;仲胺基氧化还原树脂交换基团-CH2SH两性树脂交换基团-NH2按结构分:凝胶型和大孔型按聚合物的单体分:苯乙烯类;酚醛类;丙烯酸类;环氧类;氯乙烯类等按用途分:工业级;食用级;分析级;双层床用树脂;高流速混床用树脂;移动床用树脂等。离子交换树脂主要功能:物理性能1外观;2粒度;密度;、含水率;溶胀率;耐磨性;溶解性;耐热性;导电性。化学性能:1离子交换树脂交换反应具有可逆性(再生);2具有酸、碱性(电离出氢离子和氢氧根离子);3具有中和性和水解性;4离子交换树脂吸着各种离子的能力具有选择性;5交换容量,表示交换离子的多少。离子交换:水中的离子和离子交换树脂的离子,进行等电荷的反应。HR+Na+≒NaR+H+离子交换树脂的牌号:我国离子交换树脂的牌号以三位阿拉伯数字组成,从左到右,第一位数字代表产品分类,0强酸性、1弱酸性、2强碱性、3弱碱性、4螯合性、5两性、6氧化还原;第二位数字代表骨架(或基团)名称,0苯乙烯类、1丙烯酸类、2酚醛类、3环氧类、4乙烯吡啶、5脲醛类、6氯乙烯类;第三位数字代表顺序号。如何选择离子交换树脂:选择离子交换树脂的一般原则是选择交换容量大、容易再生、而且使用耐久的树脂。具体来说:\n(1)交换容量是离子交换树脂性能的一个重要指标,交换容量越大则同体积的树脂能吸附的离子越多,一个交换周期的制水量也越大,弱酸或弱碱性树脂比强酸或强碱性的树脂交换容量大,在同类树脂中,一般交联度小的树脂交换容量大。(2)要根据原水中需要去除离子的性质来原则树脂,如果只需要去除水中交换吸附性弱的离子,则必须选用强酸或强碱性树脂。(3)要根据出水水质要求来选择树脂,如果只需要部分脱盐的系统,可以选用强酸性阳树脂和弱碱性阴树脂配合使用。对于必须完全脱盐的纯水或高纯水系统,则选择吸附性最强的强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂配合使用,以去除较难吸附的离子。(4)要根据水中杂质的成分来选择树脂,如果原水中有机物较多,或去除离子的半径较大,应选用交联网孔直径较大的树脂。尽量选择高强度多孔性树脂。(5)对于混合床的树脂,比较多的是强酸-强碱性树脂的组合,但要考虑混合床树脂再生时分层容易,因此,要求两种树脂的湿真相对密度之差英大一些,一般不应小于15%-20%。另外,还应选择耐磨性的树脂。(6)要根据脱盐水工艺要求来选择树脂。例如双室床,选择强、弱性树脂配合使用。如何保管好离子交换树脂?(1)防冻离子交换树脂应贮藏于室内,保持环境温度在5~40℃.(2)防干离子交换树脂在贮运和使用过程中水分消失,切不可把树脂直接投入水中,而是先将其浸泡于饱和食盐水中。此外,离子交换树脂贮存不超过5年。(3)防霉离子交换树脂在使用后,长期放置在交换器内不用,会滋生青苔和繁殖细菌,因此,应定期进行换水和反冲洗。离子交换树脂的选择性离子交换树脂对于水中各种离子吸着的能力不相同,对于其中一些离子很容易被吸着,而对于另一些离子却很难吸着。被树脂吸着的离子,在再生的时候,有的离子很容易被置换下来,而有的却很难被置换,离子交换树脂的上述这种性能称之为选择性。含盐量不太高的水溶液中,常见离子的选择性次序为:(1)强酸性阳离子树脂:Fe3+>AL3+>Ca2+>Mg2+>K+≈NH4+>Na+>H+>Li+(2)强碱性阴离子树脂:SO42->NO3->CL->OH->F->HCO3->HSiO3-(3)弱酸性阳离子树脂:H+>Fe3+>AL3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+>Li+(4)弱碱性阴离子树脂:OH->SO42->NO3->PO43->CL->HCO3->HSiO3-离子交换树脂检测项目:检测离子交换树脂的目的:一是检测新树脂的质量;二是掌握树脂使用后的质量变化情况.检测项目有:(1)离子交换树脂的全交换容量。(2)离子交换树脂的工作容量(3)离子交换树脂的机械强度(4)离子交换树脂的密度检测。\n(1)离子交换树脂所含的水分。(2)离子交换树脂的颗粒度。(3)离子交换树脂的中性盐分解容量。(4)离子交换树脂中灰分及铁含量。(5)离子交换树脂的耗氧量。新树脂的处理:新的离子交换树脂,因常含有少量的低聚合物和未参加聚合反应的物质,除了有机物外,还含有铁、铝、铜等无机物质。因此,当树脂与水、酸、碱或其他溶液接触时,上述可溶性杂质就会转入溶液中而影响水质,所以,新树脂在使用前要进行处理。具体处理方法如下:(1)用食盐水处理用10%的食盐水溶液,约等于被处理的树脂体积2倍,浸泡20h以上,然后放尽食盐水,用清水漂净,使排出水不带黄色,如有杂质及细树脂末也应漂洗干净。(2)用稀盐酸处理用2%——5%浓度的盐酸溶液,约等于被处理的树脂体积2倍,浸泡4h以上,然后放尽酸液,用清水洗至中性。(3)用稀氢氧化钠溶液处理用4%的氢氧化钠溶液,约等于被处理的树脂体积2倍,浸泡4h以上,然后放尽碱液,用清水洗至中性为止。,离子交换器:发生离子交换反应的设备称为离子交换器。用于除去水中全部阳离子的离子交换器称为阳离子交换器(简称阳床);用于除去水中全部阴离子的离子交换器称为阴离子交换器(简称阴床)离子交换器分类:离子交换器:固定床和连续床连续床:移动床和流动床固定床按装填树脂分:单层床、双层床和混合床固定床按运行方式分:顺流再生固定床和逆流式逆流式分为:逆流再生固定床和浮动床浮动床分为:运行浮动床和再生浮动床一级复床除盐处理:原水通过阳离子交换剂时,水中的阳离子如Ca2+、Mg2+、、K+、、Na+等被交换剂吸附,而交换剂上可以交换的H+被置换到水中,并且和水中的阴离子生成相应的无机酸,当含有无机酸的水,通过阴离子交换剂时,水中的阴离子如SO42-、CL-、HCO3-等被交换剂吸附,而交换剂上的可交换离子OH-被置换与水中,并和水中的H+结合成为水。经过上述阴、阳离子交换器处理的水,水中的盐分被除去,此即为一级复床除盐处理。一级复床除盐的处理过程,通常由强酸性H型交换器、除碳器以及强碱性OH型交换器组成。除碳器的作用是除去水中CO2,减轻阴离子交换器的负担。为什么一级复床除盐处理不以阴床-阳床的顺序排列?(1)阴离子交换树脂失效再生时,是用氢氧化钠再生的,如果阴床放在前面,那么再生剂中的OH-再生时,被吸附在阴树脂上,在运行时,遇到水中的阳离子Ca2+、Mg2+、Fe3+等产生反应,其结果是生成Ca(OH)2、Mg(OH)2、Fe(OH)3、Ca(HSiO3)2等的沉淀,附着在阴树脂的表面,阻塞和污染树脂,阻止其继续进行离子交换,而且难以去除。(2)阴离子交换树脂的交换容量比阳离子交换树脂低很多,又极易受到有机物的污染。\n(1)除盐水处理最难点之一是除去水中的硅酸根HSiO3-,是由强碱阴离子交换树脂去除的。但是硅酸根在碱性水中是以盐型NaHSiO3形式存在的,而硅酸根在酸性水中是以硅酸形式存在的。强碱性阴离子交换树脂对于硅酸的交换能力比硅酸盐的交换能力大很多,阳离子交换塔出水刚好是酸性的水,因此,阴床设置在阳床之后。(2)离子交换树脂的交换反应有可逆现象存在,这是反离子作用,所以要有很强的交换势,离子交换才能顺利进行,把交换容量大的强酸阳树脂放在第一级,交换下来的H+迅速与水中的阴离子生成无机酸,在经过阴离子交换树脂交换下来的OH-,使H+与OH-生成水,消除了反离子影响,对阴离子交换反应十分有利。(3)阳离子交换器的酸性出水可以中和水中的碱度(HCO3-),生成的碳酸可通过除碳器除去。所以阳床在前能够减轻阴床的负荷。固定床:是指水在交换床中不断地流过,进行离子交换,而床内树脂层是固定在一个交换器中,一般不将交换剂转移到床体外部进行再生。固定床工艺特点:(1)所用树脂量大,但其利用率低。(2)固定床的运行不是连续的,而使是周期制水的,从失效到再生合格前这段时间不能供水,所以要备用供水设备。固定床的再生方式:固定床离子交换器的再生方式,按照再生和运行的形式,主要分为顺流再生和逆流再生两种。顺流再生方式运行时水流的方向和再生液流动方向是一致的,通常运行时水流方向和再生液是由上而下流动的。顺流再生有的有的增设空气搅拌。逆流再生方式是运行时水流的方向和再生时再生液流动的反向相反。通常交换时水的流向是自上而下流动的;而再生时再生液的流向是从下而上流动的。固定床顺流再生操作控制:(1)反洗:在离子交换器失效之后。进行一次自上而下的对交换剂的反冲洗,为的是使离子交换剂能够松动一下,使得再生时再生液分布均匀,再生效果好一些。另外,通过反洗,可以消除离子交换剂上层部位在运行时所截留的悬浮物物质。放冲洗强度控制在12——15m3/(㎡.h),反洗的控制终点是水质清净为止,时间约为15——20min。(2)再生再生液的浓度控制在2%——6%,再生液流速为3——7m/h,时间约为45min左右,再生液的消耗约为理论值的2——5倍。(3)正洗经再生之后,为了清除残留的再生剂及其再生时生成物质,需要进行正洗操着。正洗的流速控制在3——6m/h,时间约为30min左右。(4)交换交换流速控制在20m/h,直至失效。\n反渗透水处理应用技术反渗透是采用膜分离的水处理技术。从1950年美国佛罗里达大学的Raid和Hassler等人提出了反渗透海水淡化,1953年Reid和Breton在实验室证实了醋酸纤维素膜的脱盐能力后,于1960年,美国加利福尼亚大学的Loeb和Sourirajan研制出世界上第一张不对称醋酸纤维素膜,从而使反渗透应用于工业水处理成为可能,后来反渗透膜新品种不断得到开发,从初期的醋酸纤维素非对称发展到用表面聚合技术制成的交联芳香族聚酰胺复合膜。操作压力经历了从高压醋酸纤维素膜至超低压复合膜、纳滤膜、。膜组件的形式也呈现出多样化的趋势。由于结构上的优势在工业上应用最多的是卷式膜,它占据了绝大多数苦咸水脱盐和越来越多的海水淡化市场。反渗透水处理技术的发展使之在所有水的淡化方式占有领先地位,目前全世界范围内的反渗透装置容量每天已超过1200万t,20世纪90年代,每年仍在以18%的速度递增。反渗透除在苦咸水、海水淡化中使用外,还广泛用于纯水制备、废水处理及饮用、饮料和化工产品的浓缩、回收工艺等多种领域。反渗透水处理技术基本属于物理方法,它借助于物理化学过程,在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的下述优点:(1)反渗透是在室温条件下,采用无相变的物理方法使水得以淡化、纯化。(2)水的处理仅依靠水的压力作为推动力,其能耗在许多处理方法中最低,海水淡化所需要的能量比较如表1-1所示(3)不用大量的化学药剂和酸、碱再生处理。(4)无化学废液及废酸、碱的中和处理,无环境污染。(5)系统简单,操作方便,产品水质稳定,二级反渗透可取得质量高的纯水。(6)适用于较大范围的原水水质,既适用于苦咸水、海水及污水的处理,又适用于低含盐量的淡水处理。(7)设备占地面积少,需要的空间也小。(8)运行维护和设备维修工作量极少。表1-1分离工艺名称消耗的动力(KWh/m3)折合消耗的能量(×106J/m3分离工艺名称消耗的动力(KWh/m3)折合消耗的能量(×106J/m3理论值反渗透法(回收率30%)反渗透法(回收率40%)0.73.54.72.5212.616.92溶剂萃取法电渗析法冷冻法多级闪蒸法25.632.29.362.892.18151.933.48226.08\n反渗透用于许多纯水使用部门均有明显的优势,对高参数锅炉补给水处理,更具有常规的离子交换处理方式难以比拟的优异特点,如:(1)脱出水中二氧化硅效果好,去除率可达99.5%,有效地避免了高参数发电机组随压力升高对二氧化硅选择性携带所引起的硅垢,避免了天然水中硅对离子交换树脂所带来的再生困难、运行周期短的影响。(2)脱出水中有机物等胶体物质,出去率可达95%,避免了由于有机物的分解所形成的有机酸对汽轮机尾部的酸性腐蚀。(3)反渗透水处理系统可连续产水,无运行中停止再生等操作,其产品水质无忽高忽低的波动,对发电机组的稳定运行、保证电厂的安全经济有着不可估量的作用。因而,反渗透在发电厂的锅炉补给水处理中受到广泛的关注。反渗透的基本原理半透膜:半透膜是广泛存在于自然界动植物体器官内的一种能透过水的膜。严格地说。只能透过溶剂而不能透过溶质的膜称为理想半透膜。工业上使用的半透膜多是高分子合成的聚合产物。渗透、渗透压当把溶剂和溶液(或把两种不同浓度的溶液)分别置于半透膜的两侧时,溶剂将自发地穿过半透膜向溶液(或从低浓度溶液向高浓度溶液)侧流动,这种自然现象叫做渗透。如果上述过程中溶剂是纯水,溶质是盐分,当用理想半透膜将他们分隔开时,纯水侧的水会自发地通过流入盐水侧,这是一个类似水向低处流的自发过程,此过程如图2-1(a)所示,纯水侧的水流入盐水侧,盐水的液位上升,当上升到两侧出现一定压力差后,水通过膜净流量等于零,此时该过程达到平衡,于该液位高度差对应的压力称为渗透压。一般来说,渗透压的大小取决于溶液的种类、浓度和温度,而与半透膜无关。盐水侧纯水侧盐水侧纯水侧反渗透当在膜的盐水侧施加一个大于渗透压的压力时,水的流向就会逆转,此时盐水中水将流入淡水侧,这种现象叫反渗透。该过程如图2-1(b)\n反渗透膜反渗透膜是一种用化学合成高分子材料加工制成的半透膜。它能在外加压力作用下使水溶液的某一组分选择透过,从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。反渗透膜被称作反渗透过程的心脏,在一定意义上说,反渗透工作质量的优劣、水平的高低,关键在于反渗透膜的性能的好坏。火电厂用于水处理反渗透膜有哪些类型?按照水处理的类型不同,反渗透膜分为苦咸水膜和海水膜两种。苦咸水莫并不是只适用于苦咸水的水处理,对于中等含盐量的天然水,也使用苦咸水膜。,近年来,随着反渗透应用范围的不断扩大,也出现了针对低含盐量水的低压反渗透膜。按材料来分,用于水处理的反渗透膜主要有两种类型:一种是醋酸纤维素膜,另一种是用聚酰胺类材料制成的复合膜。复合膜的特征是用两种以上膜材料符合而成,是一种非对称膜。它的制法是将极薄的、有除盐作用的皮层均匀的涂刮在一种预先制好的微细多孔支撑层上。醋酸纤维素膜和复合膜的性质有以下的不同:(1)醋酸纤维素膜的运行压力很高,达到3.0MPa左右;而复合膜可以在1~1.5MPa运行;低压复合膜可以再小于1.0MPa的压力下运行。(2)醋酸纤维素膜的脱盐率较低,只有90%左右;而复合膜的脱盐率一般在95%以上,投运初期可以大于98%。(3)醋酸纤维素膜需要进水的PH值控制在5~6的范围内,否则膜会水解,因此使用醋酸纤维素膜时需要向反渗透的进水中加酸。复合膜运行的PH值则为2~11,几乎涵盖了大部分水的PH值范围,不需要加酸。(4)醋酸纤维素膜的抗细菌侵蚀性能较弱,进水中必须有一定的余氯。反渗透膜的主要特性有哪些?(1)膜分离的方向性。因为反渗透膜是由表面层和支撑层组成的非对称膜,所以它具有明显的方向性。所谓方向性就是反渗透膜在工作时,水只能由表皮层(膜表面)向支撑层的方向透过膜,不能反向流动。只有水正向流动时,反渗透膜才具有脱盐的能力;而且随进水压力的升高。膜的透水量和脱盐率也会增大。如果水逆流透过膜,不但没有脱盐能力,而且水会将膜的表层与支撑层剥离开来,使膜永久性损坏。(2)膜分离的选择性。反渗透对水中离子和有机物的分离特性不尽相同,对电厂水处理中常见的杂质的分离情况一般是:1)有机物比无机物容易分离;有机分子越大越容易去除。2)电解质比非电解质容易分离。高电荷的电解质更容易分离,其去除率顺序一般为:AI3+>>Fe3+>Ca2+>Na+;PO43->SO42->Cl-.3)对无机离子的去除率与离子的水和半径有关。水和离子半径越大,越容易被截留。对无机离子的去除率顺序为:Mg2+/Ca2+>Li+>Na+>K+;F->Cl_>Br_>NO3_.(3)稳定性。膜的稳定性包括水解稳定性和化学稳定性两方面。膜稳定性越好,使用寿命越长。影响反渗透膜稳定性的因素有哪些?反渗透膜的性能要求和指标为了适应水处理应用的要求,反渗透膜必须具有应用上的可靠性和形成规模的经济性,其一般要求是:(1)对水的渗透性要大,脱盐率要高。\n(1)具有一定的强度和坚实程度,不致因水的压力和拉力影响而变形、破裂。膜的被压实性尽可能小,水通量衰减小,保证稳定的产水量。(2)结果要均匀,能制成所需要的结构。(3)能适应较大的压力、温度和水质变化。(4)具有好的耐温、耐酸碱、耐氧化、耐水解和耐生物污染性能。(5)使用寿命要长。(6)成本要低。基于以上要求,膜的使用者在选择膜时或使用膜前,应该了解并掌握如下膜的物理、化学稳定性和膜的分离特性指标。1、膜的化学稳定性膜的化学稳定性主要是指膜的抗氧化性和抗水解性能,这主要取决于本身的化学结构,又与要分离流体的性质有关。通常,水溶液中含有如次氯酸钠、溶解氧、双氧水和六价铬等氧化性物质,他们容易产生活性自由基并与高分子膜材料进行链引发反应和链转移反应,造成膜的氧化,影响膜的性能和寿命。因此,在制膜用高分子材料的主链中,应尽量不用键能很低的O-O键或N-N键、多用键能较高的三键或双键及芳族的C-C键,以提高膜的抗氧化性和抗水解的能力。如芳香聚酰胺膜中因有一定的N-N键,在氧化剂含量较高时,容易断裂,因此其抗氧化性能就不如醋酸纤维素膜。另外,膜的水解与氧化是同时发生的,当制膜用高分子主键中含有水解的化学基团-CONH-、-COOR-、-CN-、-CH2-O-等时,这些基团在酸或碱的作用下,易产生水解降解反应,使膜的性能受到破坏。因此,在进行膜的分离过程前,要考虑分离流体的主要性能,以选择化学性能较稳定的膜,其中,聚砜、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯醚等高分子材料的抗水解性能是比较优越的,不过,把这些材料制成反渗透膜,由于他们缺少亲水性的化学基团,其透水性能很差,通常这些材料用于制作膜表面有孔的超滤膜和微孔滤膜。2、膜的耐热性和机械强度膜的耐热性能提高,会有利于其在医药、食品等需要在高温下操作的分离过程中使用,同时也有利于膜本身的高温(120℃)灭菌。另外,膜的耐热性能提高,意味着可用于分离温度较高的溶液。溶液温度的提高,水的透过率增加,在膜高压侧的传质系数与盐的渗透系数也会略有增加。因此,在膜组件的制造中,应尽量选择耐热性能较好的膜材料;在使用中,还要考虑待处理溶液的性质、作用时间和对膜性能的要求等。膜的机械强度是高分子材料力学性质的体现,其中包括膜的耐磨性。在压力作用下,膜的压缩和剪切蠕变,以及表现出的压密现象,其结果会导致膜的透过速率下降。并且当压力消失后,在给膜施加相同的压力,其透过速度也只能暂时有所回升,很快又会出现下降,这表明由于膜的蠕变,使其产生几何可逆的变形。造成膜的蠕变因素有高分子材料的结构、压力、温度、作用时间和环境介质等,因此,在膜组件的制造中,应尽量采用在压力作用下,蠕变较小、耐压密的膜材料。例如,在主链中引入刚性的苯环或进行交联,是减少膜材料蠕变的主要手段。具有高度交联结构的复合膜蠕变很小,压密系数很低,因而膜的透过性也比较稳定。聚砜就是其中之一,他除了具有良好的稳定性外,畸变行也很小。另外,在较低的压力下,醋酸纤维素蠕变也较小,因此,应大力发展低压用反渗透膜组件。蠕变对不对称的三层结构影响不同,通常膜的支撑层虽然容易发生蠕变,但是由于它是多孔结构,因而对水的透过阻力影响不大。膜的表面为致密层,其高分子排列紧密并形成微晶,因而是受蠕变影响最大的过渡层,承受压力的过渡层的高分子会产生紧密的排列趋势,使之透过阻力增加。因此,如能将膜直接制作在高强度的支撑材料上,会增加膜的机械强度。3、膜的理化指标\n(1)膜材料(2)允许使用的压力。(3)允许的最大给水量。(4)使用的PH范围。(5)耐O2和CL2等氧化性物质的能力。(6)抗微生物、细菌的侵蚀能力。(7)耐胶体颗粒及有机物、微生物的污染能力。1、膜的分离透过特性指标膜的分离透过特性指标包括脱盐率(或盐透过率)、产水率(或回收率)、水通量及流量衰减系数(或膜通量保留系数)等。(1)脱盐率。脱盐率为给水中总溶解固体物(TDS)中的未透过膜部分的百分数。脱盐率=(1-产品水总溶解固形物/给水中总溶解固形物)×100%(2)产水率。产水率即渗透水流的比率,亦可表示为回收率。为产水流量与给水流量之比,以百分数表示。产水率=(产水流量/给水流量)×100%3、水通量。水通量又称透水量,为单位面积膜的产水流量,是设计和运行都要加以控制的重要指标,它取决于膜和原水的性质、工作压力、温度。例如,BW30(30in)复合膜在规定条件下的最高水通量:深井水为0.77m3/(㎡.d)[32L/(㎡.h)],地表水为0.60m3/(㎡.d)[25L/(㎡.h)].(1)通量衰减系数。通量衰减系数指反渗透装置在运行过程中水通量的衰减程度,即运行一年后水通量与初始运行水通量下降的比值。例如Hydranautics的膜以井水为原水时每年衰减4%~7%.(2)膜通量保留系数。膜通量保留系数为运行t时间后水通量与初始水通量的比值。例如,FT-30膜的膜通量保留系数三年应为0.85以上(3)盐透过率。盐透过率的计算式为盐透过率=(1-脱盐率)×100%例如,以深井水为水源时Hydranautics复合膜的盐透过率每年增长3%~10%,醋酸膜的盐透过率每年增加17%~33%。(7)最大给水流量、最大压降、最低浓水流量。为了控制反渗透系统中污染速度,选择最佳膜的表面横向流速与选择水通量是同样重要的,给水和其产生的浓水在膜表面的横向流速越高,膜污染速度就越低。表3-1为Hydranautics反渗透设计导则,表中建议的反渗透设计导则注明了对于不同给水水源,压力容器中膜元件的最大给水流量和最低浓水流量。表3-1Hydranautics反渗透设计导则(8in×40in膜元件)设计参数地表水井水反渗透产品水SDI最大值(15min)产水通量(GFD)产水通量的年下降率(%)CPA膜透盐率的年增长率(%)CAB膜透盐率的年增长率(%)每根膜组件的最大给水流量(GPM)每根膜组件的最低给水流量(GPM)每支膜元件允许的最大压力降(psi)48~147~105~173355~7512~2010214~184~73~1017~3360~7512~1610120~301~41~517751210\n膜元件的标准回收率、实际回收率与系统回收率膜元件的标准回收率是膜元件生产厂家在标准测试条件下得到的回收率。膜元件的实际回收率是膜元件实际使用时的回收率。为了降低膜元件的污染速度、保证膜元件的使用寿命,膜元件生产厂家对单只膜元件的实际回收率做了明确规定,要求每只1m长的膜元件实际回收率不要超过18%,但当膜元件用于第二级反渗透系统水处理时,则实际回收率不受此限制,允许超过18%。系统回收率是指反渗透装置在实际使用时总的回收率。系统回收率受给水水质、膜元件的数量及排列方式等多种因素的影响。一般实际系统的回收率控制在75%。系统回收率越高则消耗的水量越少但回收率过高会发生如下问题。(1)产品水的脱盐率下降。(2)可能发生微溶盐的沉降。(3)浓水的渗透压过高,元件的产水量降低。(浓水盐浓度高)膜的脱盐机理和迁移扩散方程用以说明膜脱出水中盐分并使水分子透过膜的机理,目前存在多种见解和模型。水透过反渗透的机理目前主要有三种理论:氢键理论。选择性吸附-毛细流动理论,溶解扩散理论。(一)氢键理论把醋酸纤维素膜看作是一种具有高度有序矩阵结构的聚合物,它具有与水等溶剂形成氢键的能力。(二)选择性吸附-毛细流动理论与氢键理论完全不同,它把反渗透看作是一种微细毛孔结构物质,这符合醋酸纤维素膜表面膜致密层情况。(三)溶解扩散理论在反渗透水处理中把膜视作无孔的观点是Lonsdale提出的,水和溶质首先吸附溶解在膜表面上,然后在膜中扩散传递,最后通过膜。迁移方程QW=KW(△P-△膜的运行条件影响因素及膜表面积的浓差极化(一)膜的水通量和脱盐率表3-2膜的水通量和脱盐率的特征增长的影响水通量脱盐率实际压力↑↑温度↑↓回收率↓↓给水含盐浓度↓↓膜的水通量和脱盐率是反渗透过程中关键的运行参数,这两个参数将受到压力、温度、回收率、给水含盐量、给水PH值等影响,影响的特征如表3-2所示。(4)压力。给水压力升高是水的通量增大,压力升高并不影响盐透过量,在盐透过量不变的情况下,水通量增大时产品水含盐量下降,脱盐率提高了。(5)温度。在提高给水温度而其他运行参数不变时,产品水通量和盐透过量均增加。温度升高后水的黏滞度降低,温升1℃一般产水量可增大2%~3%;但同时温度引起的膜的盐透过系数会增大很多,因而盐透过量有更大的增加。(6)给水含盐量。给水含盐量增加影响盐透过量和产品水通量,是产品水通量和脱盐量均下降。\n(1)回收率。增大产品水的回收率,则产品水通量稍有下降趋势。这是因为浓水盐浓度增大,盐浓度高,则渗透压增大,在给水压力不变的情况下,因而产水量下降。同时,膜透盐率也相应的增大。当回收率过高时,膜界面形成浓度极化而导致水质陡然下降,接着又引起产水量相应的下降。(2)给水的PH值。脱盐率和水量在一定的PH值范围内较为恒定名气最大的脱盐率的PH=8.5(二)膜表面的浓差极化浓差极化是所有膜分离的过程都存在的一种现象。在反渗透过程中。盐水侧膜表面和盐水主体水中的盐浓度是不同的,存在一个浓度梯度,膜两侧的渗透压的大小实质上是由膜表面盐浓度决定的(淡水侧浓度很低,近似看做零),因此,此浓度梯度越大,渗透压也越大,反渗透运行所需要的推动力就越大。当渗透压接近甚至等于进水压力时,反渗透无法继续进行,透水量急剧降低,这种现象就称作“浓差极化”。浓差极化会对运行产生极为有害的影响。1.浓差极化的危害(1)由于界面层中的浓度很高,相应地会使渗透压升高。当渗透压升高后,势必会使原来运行条件下的产水量下降。为达到原来的产水量,就要提高给水压力,因此使产品水的能耗增大。(2)由于界面层中盐的浓度升高,膜两侧的浓度差增大,使产品水盐透过量增大。(3)由于界面层的浓度升高,则易结垢的物质增加了沉淀的倾向,从而导致膜的垢物污染。为了恢复性能,要频繁的清洗垢物,由此可能造成不可恢复的膜性能下降。(4)所形成的浓度梯度,虽采取一定措施使盐分扩散离开膜表面,但边界层中的胶体物质扩散要比盐分的扩散速度小数百倍至数千倍。因而浓差极化也是促成膜表面胶体污染的重要原因。2.预防浓差极化的措施(1)严格控制膜的水通量。(2)严格控制回收率。(3)严格按照膜生产厂家的设计导则设计系统的运行。反渗透设备在运行中容易出现的问题:反渗透膜的污染有几种形式?是怎样形成的?反渗透膜污染有3种形式:(1)胶体、悬浮物的污染。反渗透膜在运行过程中,一部分水会透过膜,水中携带的各类胶体、悬浮物等污染物便会截留在膜的表面形成污染层,这种污染主要与渗透通量的大小有关。;\n实质上,运行中的膜元件沿长度方向的通量分布是不均匀的:进水端大,末端小;因此,胶体、悬浮物对膜前段的污染程度要比后段严重。(1)结垢反渗透在运行过程中,进水侧的水逐渐被浓缩,水中部分溶解度较低的盐会以沉淀的形式析出,沉淀在膜的表面或者浓水通道的网格之中。为了防止浓差极化现象的产生,反渗透元件浓水侧的流道中设有很多扰动水流的格网;这会增加污染物的黏附和积累。由于还有一部分没有透过膜的水沿着与膜面平行的方向流动,对污染物有冲刷作用,因此对减缓污染物的积累有利。但因为水向膜末端流动的过程中,水量逐渐减少,浓缩程度越来越高,流速越来越低,相应的冲刷作用减弱,污染物越容易截留。因为末端盐的浓度最大,所以一般结构的情况容易在反渗透末端发生。(2)细菌污染。反渗透停运过程有可能滋生细菌,菌膜黏附在膜的表面,也会产生明显的污染。哪些物质容易在反渗透中结垢?当原水在膜元件内被浓缩到一定程度时,水中所含的难溶盐会因过饱和而以沉淀的形式析出,沉积在膜的表面或浓水通道中,通常称之为“结垢”。在反渗透系统中,最常见的结垢物质是CaCO3、CaSO4和SiO2,但有时也会有CaF2、、BaSO4、SrSO4和Ca3(PO4)2等物质的结垢。为什么反渗透淡水的PH值往往低于进水?用于水处理的反渗透膜基本上不能脱除水中的溶解性气体,因此,在反渗透的透过水中,CO2的比例提高,因而淡水的PH值会降低。进水压力过高对膜有什么影响?如果反渗透系统的进水压力太高,会使膜永久变形,即膜的压密化。尤其是在水温较高时,更容易出现这种情况,另外,反渗透装置启动时产生的水锤作用也会引起膜的压密化。膜的压密化会造成透水量不可逆的衰减。\nRO膜的微生物污染控制的目的是什么?控制方法有哪些?原水中的微生物主要包括:细菌、藻类、真菌、病毒等。反渗透在运行过程中,浓水侧微生物的滋生速度是很快的。微生物分泌的黏性液体与膜表面截留的污染物一起形成黏性的污堵层,是膜的透水率大幅度降低,这就是反渗透膜元件的生物污染。生物污染会导致反渗透组件间的进出口压差迅速增加,膜元件产水量下降。膜元件一旦产生生物膜,清洗就非常困难,因为生物膜的黏附力极强,不容易清除。此外,清洗后残留的生物膜将是运行后微生物再次繁殖的滋生地,细菌的再次繁殖速度将更快。因此微生物的防治也是预处理的最主要任务之一,尤其是对于海水、地表水和废水作为水源的反渗透预处理系统更是如此。防止微生物在膜上的滋生方法有:微滤或超滤处理,紫外线杀菌,加氯,臭氧和亚硫酸氢钠等杀菌。在火电厂水处理系统常用的方法是加氯杀菌。氯系杀菌剂能够使许多致病微生物快速失去活性。杀菌的效率取决于氯的浓度、水的PH值和接触时间。在工程应用中,水中余氯一般控制在0.5~1.0mg/L范围内;反应时间控制在20~30分钟。氯的加药量需要通过调试确定,应为水中有机物也会消耗氯。采用加氯杀菌,最佳的PH值为4~6.由于复合膜元件的耐氧化性较差,要求反渗透水装置进水的余氯不能超过0.1mg/L,因此,采用加氯杀菌后,要在反渗透进水管加还原剂,将余氯水平控制在反渗透允许的范围内。如何控制膜的有机物污染?有机物对反渗透膜的污染从两方面体现出来:一是有机物在膜表面上的吸附会引起膜的通量下降,严重时会造成不可逆的膜通量损失,影响膜的使用寿命。二是有机物为微生物的滋生提供了物质基础。有机杂质与微生物的代谢产物混杂在一起,对膜有更强的污染。对于地表水,通过预处理可以大大降低水中有机物的含量,满足反渗透进水的要求。但对于废水,尤其是高有机物的工业废水,则要根据具体情况,在模拟试验的基础上确定预处理的方案。需要说明的是,对有机物的去除率,超滤与混凝澄清工艺大致相同,因此,在确定工艺流程时,不能认为使用超滤就可以解决有机物的问题。污染指数(SDI)有什么意义?颗粒杂质和胶体对膜的污染是反渗透设备使用中最大的难题。能够污染反渗透膜杂质有很多,常见的有黏土微粒、有机物、胶体硅、细菌和铁的腐蚀产物等。,这些杂质有些可以通过监测浊度反映出来,但有些则不能;因此单靠监测和控制进水浊度,是不能保证反渗透的进水质量的。污染指数(用SDI表示,以前的文献中也使用F1)是在一定条件下,利用水过滤速度的衰减来衡量水质污染性大小一项指标,主要用来判断水中可过滤杂质(如颗粒物质和胶体杂质)对反渗透膜的污染能力。反渗透膜的化学清洗标准是什么?在反渗透系统运行中,尽管采取了很多的防止膜污染的措施,但是,膜元件的污染是不可避免的,所有的措施只能降低污染的程度或者减缓污染的速度。随着污染物在膜表面不断地积累,反渗透装置的产水量会逐步下降。当污染物积累到一定程度后,对反渗透的运行产生明显的影响,此时,就要考虑化学清洗,以除去黏附在膜表面和浓水通道中的污物,恢复膜内部的清洁状态。\n是否需要进行化学清洗,目前并没有一个固定的限度指标,一般根据具体的运行情况和生产要求中和判断。在固定的运行压力下,当产水量下降到一定程度后,或者在固定的产水量下,进水压力或者某段的压差增加到一定的值后,就需要对膜进行化学清洗。在一般情况下,下述现象可以作为进行化学清洗参考标准:(1)产水量低于初始运行值的10%~15%。(2)反渗透的压力与浓水压力差值超过初始运行值的10%~15%。注意:应在系统运行条件与初始运行条件相同的情况下进行比较。反渗透化学清洗应注意哪些事项?化学清洗对膜有一定程度的损害,因此,不能依靠频繁的化学清洗解决膜的污染,而应通过改善反渗透的进水的水质,减少进水中污染物的量来减缓膜的污染。化学清洗应注意如下事项:(1)尽量分段清洗,因为不同段的Ro膜元件污染物的性质和污染的程度不同,分段清洗可以避免交叉污染。同时,各段膜元件数量不同,分段清洗可以使各段控制在合理的清洗流速,如果污染程度较轻,仅仅是定期的保护清洗,则可以将各段串洗,但应注意膜元件的清洗流速不能超过允许值。(2)清洗液的流动方向应与运行时的水流方向一致。(3)用于配置清洗药剂的水应为反渗透淡水或除盐水,清洗过程中应检测清洗液的温度、PH值、运行压力并观察清洗液颜色的变化。清洗尽量以循环为主,但必要时,需要排放一部分清洗废液,增加新鲜清洗剂,以改善清洗效果。(4)当清洗液PH值变化超过0.5时,需要加酸或氨水进行PH值调整。清洗PH值与清洗温度应严格遵照膜产品规定的范围。(5)加热清洗时,一定注意温度不得超过膜元件允许的温度。如何减少故障和降低反渗透清洗频率减少故障和降低反渗透清洗频率,应该采取一下措施。(1)在取得水质全分析的基础上设计反渗透系统。(2)在设计前确定RO进水的SDI值。(3)如果进水水质变化,需要做出相应的设计调整。(4)必须保证足够的预处理。(5)选择正确的膜元件。(6)选择比较保守的水通量。(7)选择合理的水回收率。(8)设计足够的横向流速及浓水流速。(9)对运行数据标准化。影响反渗透运行的因素有哪些?脱盐率和产水通量是评价反渗透装置运行效果的两个最基本的指标,下面对各种影响因素的评判都是以这两个指标来进行的。(一)进水压力进水压力对反渗透的产水量和脱盐率有直接的影响。随着进水压力的增加,膜的产水通量和脱盐率都会增大。随着进水压力升高,产水通量以线性增加,其原因不能理解:进水压力增加,推动力增大,因此透水量增加。\n脱盐率的增加不是线性的;在低压段增长很快,但压力达到一定值后,脱盐率的曲线变化趋于平缓,不再增加。脱盐率随进水压力增加而增大的原因一般认为压力增大使得膜压密,孔径变小,导致脱盐率的增大。在实际操作中,应维持和合理的进水压力。(一)进水温度进水温度是分渗透系统一个重要的设计参数,水温对产水量和脱盐率都有明显的影响,同时也对膜的化学稳定性有影响。在工程实际中,温度对产水量的影响是重点考虑的因素。随着水温度的升高,反渗透的脱盐率有逐渐降低的趋势,而产水量则几乎以线性增加。主要是因为,随着温度的升高,水分子的黏度会下降,通过膜微孔的渗透量增加,因而产水通量会升高。测试结果表明,水温每提高1℃,水通量可以增加3%。因此,提高原水温度可以增加膜的产水通量,或者减少膜元件的数量,降低设备投资费用。但反渗透膜的耐热温度,最大一般不超过45℃.如果超温运行,将会加速膜材料的分解,缩短膜的使用寿命;严重时会毁坏膜。随着温度的提高,浓水侧的盐分向淡水侧的渗透速率也会加快,因而水温升高脱盐率会减低。(二)含盐量的影响含盐量对反渗透的影响有两个:一是影响膜的渗透压,随着进水含盐量的增加,膜渗透压也增大,运行压力要随之增大;二是影响脱盐率和出水水质,在反渗透进水压力不变的情况下,膜的脱盐率随进水含盐量的增加而下降,这是因为进水含盐量增加,渗透压会增加,消耗的部分进水的推动力,因而脱盐率会降低,因而出水的含盐量也随之升高。(三)回收率的影响反渗透系统的回收率直接影响浓水的浓缩倍数。回收率越高,浓缩倍数越大,膜元件浓水侧的含盐量就越高。浓水侧含盐量升高会带来三个问题:一是膜渗透压会增大,这将抵消一部分进水压力,从而使产水通量降低;二是淡水中的含盐量随之增加,降低了系统的脱盐率;三是浓水侧低溶解度盐类如碳酸钙、硫酸钙和硅化物等更容易结垢,膜更容易污染,这是反渗透限制回收率提高的最主要原因。除了与反渗透的进水水质有关外,反渗透的回收率的大小还与阻垢剂的性能有关。在技术允许的情况下,适当的提高回收率,减少废水的排放,对提高反渗透运行的经济性是有很多大好处的。与离子交换除盐系统相比,反渗透系统的废水产生量要大得多,这是反渗透的一个很大缺点。(四)PH值的影响PH值主要影响膜的化学稳定性,不同材质的膜元件适用的PH值范围差别较大,醋酸纤维膜因为容易水解的问题,要求进水的PH值在5~6的范围内。而复合膜则在2~11的PH值范围内都比较稳定。从产水通量和脱盐率的角度来讲,在4~8的PH范围内,醋酸纤维膜的产水通量和脱盐率都比较稳定;当PH值超出此区间后,这两个参数受PH值的影响较大。相比之下复合膜适应的PH值范围较宽。在连续运行条件下,在3~10的PH值范围内,复合膜的膜通量和脱盐率都比较稳定。反渗透装置的段、级指的是什么?段和级都是反渗透装置设计中常用的概念。段:反渗透膜组件按浓水的流程串接的级数。\n级。反渗透膜组件按淡水的流程串联的级数,表示对水利用反渗透膜进行脱盐处理的次数。系统图为二级四段反渗透系统。如果将出水再通过第二组反渗透元件进行二次除盐,第二组反渗透就称为二级反渗透装置。什么是反渗透的浓差极化?如何控制?浓差极化是所有膜分离的过程都存在的一种现象。在反渗透过程中。盐水侧膜表面和盐水主体水中的盐浓度是不同的,存在一个浓度梯度,膜两侧的渗透压的大小实质上是由膜表面盐浓度决定的(淡水侧浓度很低,近似看做零),因此,此浓度梯度越大,渗透压也越大,反渗透运行所需要的推动力就越大。当渗透压接近甚至等于进水压力时,反渗透无法继续进行,透水量急剧降低,这种现象就称作“浓差极化”。要控制浓差极化的发生就是要降低膜表面和盐水主题之间浓度梯度,实质上,浓度梯度只存在于靠近膜表面的一层薄水层中,称为边界层。在边界层内,越靠近膜表面盐浓度越高。浓度梯度的存在使得边界层的盐分向主体水流方向扩散,而主体水流中的盐分又通过对流的向膜表面传递;在正常运行中,反向扩散和正向传递的量是平衡的。浓差极化对设备的危害是很大的。浓差极化严重时,因边界层内盐浓度过高,某些微溶盐会在膜表面沉积结垢,加重浓差极化程度。为避免浓差极化,有效的方法是改善盐水侧的流动状态,使其始终紊流状态,减薄边界层,提高对流作用的正向传质量。反渗透膜元件通常在浓水通道中设置网格、运行中要求提高浓水的流速都是为了加强水流的扰动,减薄边界层,降低浓差极化。反渗透系统的故障确定及其诊断在确定反渗透系统故障时应该问以下问题。1、反渗透系统是否运转不正常?2、反渗透系统是不是在正常停机中停用时间过长?3、反渗透预处理或化学加药系统是否正常?4、确定是否在适当的进水温度、TDS值或PH值条件下使用?5、确定水流量和水回收率是否适当?6、确定压降(进水/浓水)是否正常?\n1、确定所有的仪器仪表是否校准?2、对产水流量和产水水质是否已进行标准化。3、逐段及逐个压力容器测量产水水质。4、检查每支压力容器密封件有无损坏。5、检测反渗透进水的保安过滤器是否含有污染物?6、检测反渗透膜元件是否被污染或被损坏。7、采样并分析反渗透进水、浓水和各段产水及总产水水质数据。8、将分析所得水质数据与反渗透设计的计算值相比较。9、以标准化后产水水质、流量及压降的变化为基础,确定可能的污染物。10、对预测的污染物及垢质进行清洗。11、分析清洗液中所含的污染物以及清洗液的颜色和PH值变化。12、将反渗透膜元件送出进行非破坏性的分析,并确定清洗方案。13、最后的手段是进行膜元件解剖分析和实验分析以确定污染物。如何查找反渗透系统和膜元件的故障经过“标准化”后的产品水流量和盐透过率才可用于查找故障。分为在线研究和离线研究。(1)在线研究在发现某个压力容器的盐透过率高,则需要测量每一个膜元件的产品水电导率来确定问题的起源,使用一根塑料或不锈钢管在产品水管不同位置取样测量电导率,取样管上可以做上记号,这些记号的位置相当于需取样的位置(膜元件的取样位置),取样管先插入到产品水管最远端,取样测电导率,然后一段段向回抽,得到电导率变化曲线当给水流过压力容器时逐渐变浓,引起产品水浓度增加,取样的电导率从上一个到下一个膜元件电导率的变化约为10%,如果这个变化幅度过大,则表明问题所在,如果某点位置电导率阶跃变化,表明机械泄露。从分析产品水中二价离子与一价离子的比率的变化也可推测出是否发生了泄露。(1)离线研究卷式膜元件的非破坏性离线研究只有真空试验一种方法,(是美国TSTM标准,B3923),如果真空破坏超过每分钟20KPa亦即6in汞柱则表明膜元件严重泄露而不能再使用。如果试验不能揭示问题,则可能需要进行破坏性(解剖)分析,可以检查膜元件内部情况,对部件进行试验和分析污染物。除盐水:除盐水是指利用各种水处理工艺,除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质后,所得到的成品水。(除盐水并不意味着水中盐类被全部去除干净,由于技术方面的原因和制水成本的考虑,根据不同用途,允许除盐水含有微量杂质。除盐水中杂质越少,水的纯度越高。生产实践中,人们从除盐水的概念出发,使用了不同的称呼以区分除盐水的纯度差异。)锅炉给水处理中是如何划分的纯度:锅炉水处理中,通常将电导率小于3us/cm(25℃)的水成为蒸馏水,将电导率小于5us/cm(25℃)、SiO2含量小于100ug/L的水称为一级除盐水,电导率小于0.2us/cm(25℃)、SiO2含量小于20ug/L的水称为二级除盐水,电导率小于0.2us/cm(25℃)Cu、Fe、Na含量小于3ug/L,SiO2含量小于3ug/L的水称为高纯水或超纯水。(水中含盐是水导电的原因。)水的电导和水的含盐量的关系:水的含盐量越大,水的电阻越小,导电能力越强,或者说,水的导电能力强弱正是水含盐量高低的必然反映。水的导电能力很容易用电导率仪测定。水的电导率用来衡量水的纯度,但水的温度对电导率影响比较大,\n水的电导率是如何受温度的影响:一般水温每增加1℃,电导率增加2%左右,所以电导率应注明水温。水的电导率相同时,离子含量就是一样吗?各种离子导电能力有差异,故电导率相同的水,杂质种类及其含量也可能不同.水的纯度极限值:25℃时仅由水电离的氢离子和氢氧根所产生的电导率为0.055us/cm,此值是除盐水的理论纯度极限。