工业水处理技术教程

2018/9/19
水预处理的主要目的
减少后段处理和深度处理的负荷 延长装置的寿命和减少药剂的投加 减低总的费用和成本
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三、水的软化和除盐处理
天然水中含有各种盐类，这些盐类溶解为阳离子和阴
离子，主要有Ca2+、Mg2+、Na+和HCO3-、SO42、 Cl-等。含有这些盐类的水，在加热蒸发浓缩的过程中 （如锅炉用水），Ca2+、Mg2+等离子不断地与水中 某些阴离子结合成难溶物质而析出，并生成水垢，附 在锅炉的受热面上。由于水垢的导热性能很差，从而 阻碍了热交换，大大降低了锅炉的热效率，既浪费燃 料又易烧坏部件，并危及安全，造成不良后果。为了 消除或减少这些危害，就要把水中能形成水垢的硬度 成分，如钙、镁离子，还有其他高价金属离子如铁、 铝、锰等（可略去不计），予以去除。因此，就需要 进行水的软化处理。 2018/9/19
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水的软化和化学除盐处理有三个不同
1）要除去水中的离子不同。软化仅要求除去水中的硬度离子，主要是
Ca2+和Mg2+；而化学除盐则必须把水中全部的成盐离子（阳、阴离 子）都除掉。 2）处理中使用的交换树脂有些不同。因为水的软化只要求除去水中的 硬度离子，所以它可以使用阳离子交换树脂，也可以使用磺化煤做交 换剂。水的化学除盐是要除去水中的全部成盐离子，所以它必须同时 使用强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂，而且不能使用 盐型树脂
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一、水的基本知识
水有固态、液态、气态的三态变化。水的融点为0℃,
沸点为100 ℃。常温下为液态存在。工业生产中，常 利用固、液、气三态变化的特性，来进行能量的变换。
水中的杂质种类很多。按其性质可分为有机物、无机
物和微生物。
按分散体系分类，即按杂质粒子的大小及同水之间的
相互关系来分类，可分为以下三类。
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（1）分子-离子分散系。小于1nm，包括有机、无机的
低分子物及其离子，在水中成容易溶液。 （2）胶态分散系。大小由1-200nm，其中有的高分子 物已溶液存在，溶胶微粒已溶胶存在。 （3）粗分散系。大于200nm（0.2um）,其中有悬浊液 和乳浊液。
预处理的方法很多，主要有预沉、混凝、澄清、过滤、
软化、消毒等。用这些方法预处理之后，可以使水的 悬浮物（浑浊度）、色度、胶体物、有机物、铁、锰、 暂时硬度、微生物、挥发性物质、溶解的气体等杂质 除去或降低到一定的程度。
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（1）化学软化法
由于近年来锅炉向高温高压化迅速发展，因此， 对于锅炉补给水水质的要求也越来越高，需要把 水中的盐类几乎除尽。为此，阴、阳离子交换技 术得到迅速的发展。如用H型阳离子交换剂与水中 的各种阳离子进行交换而放出H＋；而用OH阴离 子交换剂与水中的各种阴离子交换而放出OH－。 这样，当水经过这些阴、阳离子交换剂的交换处 理后，就会把水中的各种盐类基本除尽。这种方 法，就称为水的化学除盐处理。
工业水处理技术
简述

工业水处理技术既是一门边缘科学，又是一门实 用技术。在全世界面临淡水资源紧张的情况下，在热 工装置和化工、轻工、冶金、机械、电子等行业对超 纯水和冷却水的要求日益提高的情况下，推广使用工 业水处理技术有着很大的意义。
一、水的基本知识 二、水的净化 三、水的软化和除盐处理 四、炉水处理 五、循环冷却水的化学处理
软化水，是指将水中硬度（主要是指水中钙、镁离子）去
除 或 降 低 到 一 定 程 度 的 水 。 其 电 导 率 一 般 为 1.0 ～ 10.0μS/cm ，电阻率（ 25℃）（ 0.1 ～ 1.0 ）×106Ω·cm ，含 盐量为1～5mg/L。
纯水，是指水中的强电解质和弱电解质（如 SiO2 、 CO2
软化处理的基本方法有三种
就是在水中加入一些药剂，从而把水中 的钙、镁离子转变为难溶的化合物，并使其沉淀析出。如 石灰软化法等。 （2）离子交换软化法 利用离子交换剂活性基团中的H+、 Na+等阳离子与水中的硬度成分Ca2+、Mg2+进行离子交换， 从而除去Ca2+、Mg2+以达到软化的目的。 （3）热力软化法 就是将水中热到100℃或100℃以上，在 堵沸过程中，使水中的钙、镁的碳酸氢盐转变为 CaCO3和 Mg（OH）2沉淀去除。热力软化法只能基本上除去碳酸盐 硬度，而不能去除非碳酸盐硬度。 此外，还有电渗析软化法等，但通常使用的主要方法是离 2018/9/19 子交换软化法和化学软化法。
在处理过程中只发生物理变化；二是在处理过程中只 发生化学变化；三是在处理过程中同时发生物理及化 学变化。
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水的预处理是在水精制处理之前，预先进行的初步处
理，以便在水的精处理时取得良好效果，提高水质。 因为自然界的水都有大量的杂质，如泥沙、黏土、有 机物、微生物、机械杂质等，这些杂质的存在，严重 影响精制水的水质与处理效果，因此必须在精处理之 前将一些杂质降低或除去，这就需要预处理，有时也 称前处理。
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二、水的净化
地面水源和地下水源都含有很多杂质。地面水源中粗
大的杂质较多，但在取水过程已被去除，所以原水处 理一般是指去除那些较细小的杂质。
原水中细小杂质主要是溶解在水里的盐类、悬浮杂质
和胶体颗粒。一般说来，地面水中悬浮物含量较多， 而地下水中溶解盐类含量要高一些。
采用物理化学方法进行水处理可分为三种情况：一是
等），去除或降低到一定程度的水。其电导率一般为： 1.0 ～ 0.1μS/cm ，电阻率（ 1.0 ～ 10.0 ）×106Ω·cm 。含盐量 <1mg/L。
超纯水，是指水中的导电介质几乎完全去除，同时不离解
的气体、胶体以及有机物质（包括细菌等）也去除至很低 程 度 的 水 。 其 电 导 率 一 般 为 0.1 ～ 0.055μS/cm ， 电 阻 率 （25℃）>10×106Ω·cm，含盐量<0.1mg/L。理想纯水（理 论 上 ） 电 导 率 为 0.05μS/cm ， 电 阻 率 （ 25℃ ） 为 2018/9/19 18.3×106Ω•cm。