循环水处理基础知识课件

结垢和腐蚀现象，这种水称为稳定的水。
• 结垢：HCO3碱度过量时，反应左移，出现CaCO3沉淀， 沉淀附在管壁及用水设备表面上。
• 腐蚀：CO2含量过量时，反应右移，管壁及用水设备表面 上原有的CaCO3保护膜会逐渐被溶解下来，最后使金属表 面和水直接接触，产生腐蚀。
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第二节 水的化学处理方法简介
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2.2.1 循环水的过程控制
• 腐蚀控制：用来控制腐蚀过程的药剂缓蚀剂。缓 蚀的机理是在腐蚀电池的阴极或阳极覆盖一层保 护膜，从而抑制腐蚀过程。
• 沉积物控制：保持结垢成分处于溶解或分散状态； 使结垢成分转化为易于排掉的泥渣。污垢的控制 药剂有分散剂、泥渣流化剂和表面活性剂三类。16源自2.2.1 循环水的过程控制
必须定期排污
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1.4 循环冷却水的浓缩过程表征
• 新水量：循环过程中，为补偿水量损耗而补充的新 鲜水。补充水量即上述四项损失之和。
• 浓缩过程：循环水中由蒸发形式散失的循环水中的 盐类遗留在水中，补充水含盐量大于零，随着蒸发 损失和补水过程，循环水的含盐量逐渐增大。
• 浓缩倍数K＝循环水的Cl－浓度/补充水的Cl－浓度
• 水的除盐：减少水中溶解盐类的总量，包括水 中的各种阴、阳离子。
• 电渗析法软化脱盐
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2.1.1 石灰纯碱软化法
• 石灰纯碱软化法是一个利用化学沉淀原理去除 水中硬度的方法。 • 碳酸盐硬度（暂时性硬度）的去除：石灰 • 非碳酸盐硬度（永久性硬度）的去除：
–钙的非碳酸盐硬度：用纯碱(碳酸钠) –镁的非碳酸盐硬度：同时使用石灰和纯碱 • 现在，这种方法已被离子交换法所代替。
第一节 循环冷却水的基本概念
• 循环水基础知识 –循环系统类型与特点 –敞开式循环冷却水的损耗形式 –敞开式循环冷却水浓缩过程表征
• 循环冷却系统普遍存在的问题与成因 • 循环冷却水处理的关键环节
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1.1 冷却水基础知识
• 冷却水系统通常有两种： –直流冷却水系统：冷却水用后直接排放 –循环冷却水系统：冷却水用后并不排放，而 是回流冷却再利用。
开放式
是通过冷却 塔进行
中，存在 4 种不同形式 的损耗和补水过程，产
生浓缩
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1.3 敞开式循环冷却水的损耗形式
• 蒸发损失：以水蒸气的形式蒸发掉，注意这部分蒸 发掉的水中不含盐分
• 风吹损失：在冷却塔喷洒过程中，有部分流量被风 吹走
• 渗漏损失：在管道和贮水系统中有部分流量渗漏掉 • 排污损失：为了控制由水量损失引起的浓缩过程，
• 微生物滋长：日光、水温和不断从空气融入循环水中的 营养成分，为多种微生物的繁殖创造了适宜的条件；
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1.5 产生结垢和腐蚀的原因
• 结垢和腐蚀的本质：CaCO3的溶解平衡遭到破坏。 • CaCO3＋CO2＋H2O Ca(HCO3)2 Ca2+＋2HCO3 • 反应平衡时，水中各种组分的含量保持不变，不会产生
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2.1.2 离子交换法软化法
• 离子交换树脂结构：一种反应性性高分子电解质，由 交联结构的高分子骨架(母体)与交换离子两部分构成。
• 离子交换树脂工作原理：交换离子能与水中带有同种 电荷的离子进行置换反应，即阳离子交换树脂交换阳离 子，阴离子交换树脂交换阴离子。反应可逆。
• 离子交换法软化水的过程：通过阳离子交换树脂进行。 阳离子交换树脂又分为钠型和氢型两种。
2.1.2 氢型阳离子交换树脂
• 氢型树脂的特点：
–水中的钙、镁离子都变成氢离子； –水中的钠离子也参加交换，被氢离子取代； –交换后的氢离子与水中原有的阴离子结合，形成稀酸
溶液，降低原水中的碳酸盐含量。
• 注意：用氢型树脂交换后的水实际上是稀酸溶液， 腐蚀性很大，需要中和提高水的碱度。
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2.1.3 水的除盐：
• 微生物控制：控制微生物繁殖的药剂可以分为 杀生物剂和抑制生物剂两类。杀生物剂的作用 是杀死微生物；抑制生物剂的作用是抑制生物 繁殖的作用。通常采用复方药剂，利用杀菌剂 间的增效作用。而且为了防止微生物对杀菌剂 产生抵抗力，要几种杀菌剂轮换使用。
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1.5 循环水系统存在的问题和成因
• 污垢：循环水系统在运行的过程中，会有各种物质沉积 在换热器的传热管表面，主要由水垢、腐蚀产物、生物 沉积物和淤泥构成。
• 结垢：在换热设备中，温度升高，水中的暂时性硬度转 化为永久性硬度，溶解度小的难溶盐析出，形成水垢。
• 腐蚀：冷却水浓缩过程中导致含盐量的增加，增加了水 的导电性，加强管路原电池反应，促进腐蚀过程；
• 化学处理法为传统水处理技术，应用范围极广泛 • 化学处理技术包括循环水的预处理和过程控制：
–循环水的预处理：软化、除盐 –循环水的过程控制：对沉积物、腐蚀和微生物
三者的综合控制。
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2.1 循环水的预处理
• 水的软化：去除硬度盐（钙、镁离子）的方法。 –加热软化法 –石灰纯碱软化法 –离子交换法软化法
• 阴、阳离子交换树脂能够将原水的离子取代为 氢离子和氢氧根离子，能够达到除盐的目的。 • 目前有关水的除盐技术应用最多、最为广泛的 是膜过滤技术，包括超滤、纳滤、反渗透等。以 后专人讲述该问题。
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2.1.4 电渗析法软化脱盐
• 电渗析法是在外加直流电场作用下，利用离子 交换膜的选择透过性，使水中阴、阳离子作定向 迁移，从而达到水中离子与水分离的一种物理化 学过程，其实质是离子交换除盐的一种形式。 • 具体应用专人讲述。
• 循环冷却水系统又分封闭式和敞开式。
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1.2 两种循环冷却水系统特点
循环水 系统
冷却方式
水的损失
应用
循环水的冷 由于冷却水不暴露于空 运行费用高，
封闭式
却依赖于散 热装置系统
气中，所以水量损失少， 仅适用于具有 水中各矿物质和离子含 特殊要求的工
量一般不发生变化。
业生产系统
水 的 再 冷 却 冷 却 水 暴 露 于 空 气 当 应用广泛
• 树脂经过一段时间使用后会失效，需要再生。
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2.1.2 钠型阳离子交换树脂
• 钠型交换树脂软化水的原理：
–把水中的钙、镁盐类转化为钠盐。钠盐溶解 度很大，而且随着温度上升溶解度增加，不会 沉淀出来，从而达到软化的目的。
• 用钠型树脂软化的结果：
–о水中的钙、镁离子被钠离子取代，水中阳 离子的重量发生变化； –о阴离子成分不发生变化，软化后水的碱度 12