循环水处理结垢与沉积控制优秀课件
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循环水结垢原理及处理方1
循环水结垢原理及处理方法一.结垢原理1。
一般解释冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大，一般难以从冷却水中结晶析出，但它们的两价金属盐（氯化物除外）的溶解度很小，并且是负的温度系数,随浓度和温度的升高很容易形成难溶性结晶从水中析出,附着在水冷器传热面上成为水垢。
如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解，发生如下反应：Ca（HCO3）2→CaCO3↓+ H2O + CO2。
当冷却水通过冷却塔时,溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反应:Ca（HCO3）2+ 2OH—→CaCO3↓+ 2H2O + CO32-难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。
方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各种碳酸钙晶型在水中转变的终态产物。
2.碳酸钙的溶解沉淀平衡.碳酸钙的溶解度虽然很小，但还是有少量溶解在水里，而溶解的部分是完全电离的。
所以在溶液里也出现这样的平衡：Ｃａ2++ＣＯ3 2—CACO3（固)在一定条件下达到平衡状态时〔Ｃａ2+〕与〔ＣＯ32—〕的乘积为碳酸钙在此条件下的溶度积K SP,为一定值.若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32—〕＞K SP时，平衡向右移，有晶体析出.若此条件下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32-〕＜K SP时，平衡向左移，晶体溶解。
注：实际情况下〔Ｃａ2+〕×〔ＣＯ32—〕值称为K CP二.抑制为结垢的方法(一)化学方法1.加酸：目的:降低水的PH值，使水的碳酸盐硬度硬度转化重碳酸盐硬度。
优点：费用较小缺点：不易控制、过量会产生腐蚀的危险、有产生硫酸钙垢的危险.2.软化目的：降低水中至垢阳离子的含量优点：防止结垢效果好缺点：操作复杂、软化后水腐蚀性增强.3.加阻垢剂：目的：使碳酸钙的过饱和溶液保持稳定.优点:防垢效果好、具有缓蚀作用、针对性强。
《水处理之沉淀》课件
详细描述
生活污水主要包括家庭、商业和公共 设施排放的废水，含有大量的悬浮物 、泥沙、油脂和洗涤剂等。通过沉淀 处理，这些污染物可以被有效地去除 ，使污水得到净化。
工业废水处理
总结词
工业废水处理是沉淀处理的重要应用之一，不同行业的工业废水含有不同的污染物，通过沉淀技术可以去除其中 的悬浮颗粒和重金属等有害物质。
高密度沉淀
总结词
通过高密度颗粒吸附杂质进行沉淀的方法
详细描述
高密度沉淀是利用比重较大的颗粒（如活性炭、矿物质等）作为载体，吸附水中的杂质并沉降下来。 这种方法适用于处理含微量有机物、重金属等杂质的水，但载体材料的再生和处置问题需妥善解决。
03
沉淀处理应用
生活污水处理
总结词
生活污水处理是沉淀处理的重要应用 之一，通过沉淀技术可以有效去除生 活污水中悬浮的固体颗粒和杂质。
沉淀效果
结论
通过沉淀处理，有效去除悬浮物、总磷、 氨氮等污染物，使水质达到国家排放标准 。
沉淀工艺在生活污水处理中具有重要应用 价值，能够提高水质并降低污染物排放。
某化工厂废水处理项目
案例概述
某化工厂废水处理项目采用沉 淀工艺处理工业废水，确保废
水达标排放。
处理流程
废水经过调节池调节水质和水 量后，进入混合池进行药剂混 合，再进入沉淀池进行泥水分 离。
沉淀效果
通过沉淀处理，有效去除废水 中的重金属离子、有害化学物 质等污染物，使废水达到国家 排放标准。
结论
针对不同工业废水处理需求， 选择合适的沉淀工艺能够有效 降低污染物含量，保护环境安
全。
某市饮用水处理工程
案例概述
某市饮用水处理工程采用沉淀工艺处理原水，确保饮用水水质安全。
生活污水主要包括家庭、商业和公共 设施排放的废水，含有大量的悬浮物 、泥沙、油脂和洗涤剂等。通过沉淀 处理，这些污染物可以被有效地去除 ，使污水得到净化。
工业废水处理
总结词
工业废水处理是沉淀处理的重要应用之一，不同行业的工业废水含有不同的污染物，通过沉淀技术可以去除其中 的悬浮颗粒和重金属等有害物质。
高密度沉淀
总结词
通过高密度颗粒吸附杂质进行沉淀的方法
详细描述
高密度沉淀是利用比重较大的颗粒（如活性炭、矿物质等）作为载体，吸附水中的杂质并沉降下来。 这种方法适用于处理含微量有机物、重金属等杂质的水，但载体材料的再生和处置问题需妥善解决。
03
沉淀处理应用
生活污水处理
总结词
生活污水处理是沉淀处理的重要应用 之一，通过沉淀技术可以有效去除生 活污水中悬浮的固体颗粒和杂质。
沉淀效果
结论
通过沉淀处理，有效去除悬浮物、总磷、 氨氮等污染物，使水质达到国家排放标准 。
沉淀工艺在生活污水处理中具有重要应用 价值，能够提高水质并降低污染物排放。
某化工厂废水处理项目
案例概述
某化工厂废水处理项目采用沉 淀工艺处理工业废水，确保废
水达标排放。
处理流程
废水经过调节池调节水质和水 量后，进入混合池进行药剂混 合，再进入沉淀池进行泥水分 离。
沉淀效果
通过沉淀处理，有效去除废水 中的重金属离子、有害化学物 质等污染物，使废水达到国家 排放标准。
结论
针对不同工业废水处理需求， 选择合适的沉淀工艺能够有效 降低污染物含量，保护环境安
全。
某市饮用水处理工程
案例概述
某市饮用水处理工程采用沉淀工艺处理原水，确保饮用水水质安全。
循环冷却水处理腐蚀及其控制PPT
安全风险
腐蚀严重时会导致设备穿孔、 破裂等安全事故，危及人员和
设备安全。
03
循环冷却水处理腐蚀控制方法
缓蚀剂的应用
01
02
03
缓蚀剂种类
根据化学成分和作用机理 ，缓蚀剂可分为无机缓蚀 剂、有机缓蚀剂和复合缓 蚀剂。
缓蚀剂选择
选择合适的缓蚀剂需要考 虑水质条件、系统材质和 运行工况等因素，以达到 最佳的防腐效果。
循环冷却水的特点
循环冷却水具有高浓缩倍数、高 硬度和高盐度等特点，同时在使 用过程中会受到不同程度的污染 和腐蚀。
循环冷却水处理的重要性
防止腐蚀和结垢
循环冷却水处理可以有效防止设 备和管道的腐蚀和结垢，延长设 备使用寿命，降低维修和更换成
本。
提高冷却效率
通过有效的循环冷却水处理，可以 保持系统高效运行，提高冷却效率 ，从而降低能源消耗和生产成本。
04
循环冷却水处理腐蚀控制案例分析
案例一
总结词
全面优化方案
详细描述
该化工厂的循环冷却水处理系统面临着严重的腐蚀问题。通过采用全面的优化方案，包括水质稳定剂 、缓蚀剂和杀菌剂的联合使用，成功地控制了腐蚀速率，延长了设备使用寿命，并提高了冷却效率。
案例二：某电厂循环冷却水处理系统腐蚀控制
总结词
新型防腐材料应用
腐蚀的类型
根据腐蚀发生的机理，可以分为化学 腐蚀和电化学腐蚀两类。
循环冷却水处理中腐蚀的原因
水中溶解氧
水中的溶解氧可以与金属发 生氧化还原反应Байду номын сангаас导致金属 腐蚀。
水质硬度
硬水中的钙、镁等离子可以 在金属表面形成沉淀，引起 垢下腐蚀。
pH值
水质的pH值过低或过高都会 加速金属的腐蚀。
腐蚀严重时会导致设备穿孔、 破裂等安全事故，危及人员和
设备安全。
03
循环冷却水处理腐蚀控制方法
缓蚀剂的应用
01
02
03
缓蚀剂种类
根据化学成分和作用机理 ，缓蚀剂可分为无机缓蚀 剂、有机缓蚀剂和复合缓 蚀剂。
缓蚀剂选择
选择合适的缓蚀剂需要考 虑水质条件、系统材质和 运行工况等因素，以达到 最佳的防腐效果。
循环冷却水的特点
循环冷却水具有高浓缩倍数、高 硬度和高盐度等特点，同时在使 用过程中会受到不同程度的污染 和腐蚀。
循环冷却水处理的重要性
防止腐蚀和结垢
循环冷却水处理可以有效防止设 备和管道的腐蚀和结垢，延长设 备使用寿命，降低维修和更换成
本。
提高冷却效率
通过有效的循环冷却水处理，可以 保持系统高效运行，提高冷却效率 ，从而降低能源消耗和生产成本。
04
循环冷却水处理腐蚀控制案例分析
案例一
总结词
全面优化方案
详细描述
该化工厂的循环冷却水处理系统面临着严重的腐蚀问题。通过采用全面的优化方案，包括水质稳定剂 、缓蚀剂和杀菌剂的联合使用，成功地控制了腐蚀速率，延长了设备使用寿命，并提高了冷却效率。
案例二：某电厂循环冷却水处理系统腐蚀控制
总结词
新型防腐材料应用
腐蚀的类型
根据腐蚀发生的机理，可以分为化学 腐蚀和电化学腐蚀两类。
循环冷却水处理中腐蚀的原因
水中溶解氧
水中的溶解氧可以与金属发 生氧化还原反应Байду номын сангаас导致金属 腐蚀。
水质硬度
硬水中的钙、镁等离子可以 在金属表面形成沉淀，引起 垢下腐蚀。
pH值
水质的pH值过低或过高都会 加速金属的腐蚀。
《循环水培训资料》PPT课件
• 2.加缓蚀阻垢剂
整理ppt
12
污垢的控制：
• 降低补充水的浊度:
在循环水设计规范中规定，循环冷却水中 悬浮物浓度不易大于20mg/L，当换热器的 类型为板式，翅片管式和螺旋板式时，浊 度不易大于10mg/L。
• 做好循环冷却水水质处理：
平时做好循环水各项工艺指标的控制。
• 增加旁滤设备：
整理ppt
氯酸和氯化氢 Cl2+H2O≒HOCl+HCl HCl→H++ClHCl是强电解质,电离出H+、Cl-，水中的H+增多，而水中的氢离子浓度
[H+]可表示溶液的酸性程度,水的具体酸碱度可用PH来表示: PH=lg=-log[H+]即氢离子浓度越大PH值越低。
整理ppt
8
循环水的组成及作用
• 冷却塔：是热水与冷空气直接接触的场所； • 风机：加速空气流动，使热水与冷空气充分
• 水中腐蚀有哪些因素 ：（1）PH＜6腐蚀加快；（2）Ca2+浓度，在无Ca2+
或少Ca2+时腐蚀严重；（3）S2-、Cl－破坏已形成的保护膜；（4）悬浮物 由于大部分带有负电荷，能与Fe2＋产生吸附作用和电中和作用，并用微生物 黏液吸附和积聚在金属表面形成污垢，加剧金属腐蚀；（5）水温高、氧气扩 散快，腐蚀加快；（6）溶解氧的影响，主要是氧腐蚀；（7）微生物的影响。
整理ppt
2
循环水常用名词、术语：
• 循环水冷却系统：指以水作为冷却介质，由换热设备、水泵、管道以及其
他有关设备组成，并循环使用的一种给水系统。
• 冷却塔：用来冷却换热系统中排除的热水的设备。（我们现在使用的是敞
开式的机械通风冷却塔，采用空气与水对流进行换热而降温的）。
整理ppt
12
污垢的控制：
• 降低补充水的浊度:
在循环水设计规范中规定，循环冷却水中 悬浮物浓度不易大于20mg/L，当换热器的 类型为板式，翅片管式和螺旋板式时，浊 度不易大于10mg/L。
• 做好循环冷却水水质处理：
平时做好循环水各项工艺指标的控制。
• 增加旁滤设备：
整理ppt
氯酸和氯化氢 Cl2+H2O≒HOCl+HCl HCl→H++ClHCl是强电解质,电离出H+、Cl-，水中的H+增多，而水中的氢离子浓度
[H+]可表示溶液的酸性程度,水的具体酸碱度可用PH来表示: PH=lg=-log[H+]即氢离子浓度越大PH值越低。
整理ppt
8
循环水的组成及作用
• 冷却塔：是热水与冷空气直接接触的场所； • 风机：加速空气流动，使热水与冷空气充分
• 水中腐蚀有哪些因素 ：（1）PH＜6腐蚀加快；（2）Ca2+浓度，在无Ca2+
或少Ca2+时腐蚀严重；（3）S2-、Cl－破坏已形成的保护膜；（4）悬浮物 由于大部分带有负电荷，能与Fe2＋产生吸附作用和电中和作用，并用微生物 黏液吸附和积聚在金属表面形成污垢，加剧金属腐蚀；（5）水温高、氧气扩 散快，腐蚀加快；（6）溶解氧的影响，主要是氧腐蚀；（7）微生物的影响。
整理ppt
2
循环水常用名词、术语：
• 循环水冷却系统：指以水作为冷却介质，由换热设备、水泵、管道以及其
他有关设备组成，并循环使用的一种给水系统。
• 冷却塔：用来冷却换热系统中排除的热水的设备。（我们现在使用的是敞
开式的机械通风冷却塔，采用空气与水对流进行换热而降温的）。
循环冷却水的结垢控制
12-6 循环冷却水处理字体[大][中][小]冷却水的循环使用过程中，通过冷却设备的传热与传质，循环水中的Ca2+、mg2+、Cl-、SO42-等离子、溶解性固体、悬浮物相应增加，空气中的污染物等可进入循环水中，使微生物繁殖和循环冷却水系统的铜管产生结垢、腐蚀，造成凝汽器传热效果恶化和水流截面减少。
其后果主要表现为：(1) 铜管内水的阻力增加;(2) 在设备扬程相同的情况下，冷却水的流量减少;(3) 使凝汽器进出口的冷却水温差加大;(4) 以上均导致凝汽器凝结水温升高，凝汽器内的真空恶化。
当出现上述现象时，就应对循环冷却水予以判别。
一、水质判断在热电厂凝汽器循环冷却系统中形成的水垢，通常只有碳酸盐类，这是因为Ca(HCO3)2易受热分解生成难溶的CaCO3，反应式如下Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2+H2O(12-36)尤其在循环冷却系统中，它有蒸发和浓缩的作用，因此也容易生成水垢。
循环水中是否有CaCO3析出，都会从水质表现出来，因此要用水质来判断。
水质判断的主要方法有：1.饱和指数法[又称朗格里尔(Langlier)指数法]它是水的实测pH值减去同一种水的碳酸钙饱和平衡时的pH值之差数。
即IL=pH0-pH s(12-37)式中I L——饱和指数;pH0——水的实测pH值;pH s——水在碳酸钙饱和平衡时的pH值。
当I L>0时，有结垢倾向，当I L＝0时，不腐蚀不结垢，当I L<0时，有腐蚀倾向。
pH s可根据水的总碱度、钙硬度和总溶解固体的分析值和温度由表12-31查得相应常数代入下式，即可计算得出：pH s＝(9.3+N s+N t)-(N H+N A)(12-38)饱和指数和稳定指数配合应用，将更有助于判断水质的倾向。
运用指数来判断水质问题有很大的局限性，因为它仅依单一碳酸钙的溶解平衡作为判断依据，没有考虑结晶和电化学过程，更未考虑水中胶体的影响，而且把碳酸钙既作为缓蚀剂又作为污垢来考虑。
6、循环冷却水的水质处理ppt课件
出。
在城市自来水管网水中， IL较高和IR较低会导致明显结垢， 普通需求水质稳定处置。加酸处置工艺应根据实验用酸量等 资料，确定技术经济可行性。 IL ＜-1.0 和IR ＞ 9 的管网水，普通具有腐蚀性，宜先加 碱处置。广州、深圳等地水厂普通加石灰，国内水厂也有加 氢氧化钠、碳酸钠的实例。日本有很多大中型水厂采用加氢 氧化钠。 中南地域 40 多处地下水和地面水水厂资料阐明，当侵蚀性 二氧化碳浓度大于 15mg/L 时，水呈明显腐蚀性。敞口曝气 法可去除侵蚀性二氧化碳，小水厂普通采用淋水曝气塔。 城市给水水质稳定处置所运用的药剂，不得添加水的富营养 化成分 ( 如磷等 ) 。
6.3 循环冷却水处置方法
循环冷却水处置目的：主要是为了维护换热器免遭损害。 经过水质处置，对腐蚀、堆积物和微生物三者的危害进展控
制，出于腐蚀、堆积物和微生物三者相互影响，故必需采取 综合处置方法。但实践上，采用药剂处置时，某些药剂往往 同时兼具防腐蚀和防垢的双重作用。 1、结垢控制 〔1〕软化 用钠沸石或氢沸石进展离子交换、石灰软化除去矿物质等方 法去除成垢离子。 除石灰法外，其它本钱较高，适宜于小系统。 在密闭系统运用得较多。 〔2〕加酸或通CO2 ：控制水垢的最老的方法之一。
〔2〕水中离子沉淀膜型缓蚀剂 这种缓蚀剂与溶解在水中的离子生成难溶盐或络合物，
在金属外表上析出沉淀，构成防蚀薄膜。 这种维护膜多孔、较厚、比较松散，多与基体金属的密
合性较差，防止氧的分散不完全。当用量过大时，薄 膜不断增厚，影响传热。 这种缓蚀剂普通有聚磷酸盐和锌盐等。
正磷酸盐是阳极缓蚀剂，它主要构成以 Fe2O3 和 FePO4 为主的维护膜，抑制阳极反响的发生。
6.2 判别循环冷却水系统的结垢和腐蚀倾向
在普通的给水系统中，水的腐蚀性和结垢性是按水的碳酸 盐系统平衡决议的。
在城市自来水管网水中， IL较高和IR较低会导致明显结垢， 普通需求水质稳定处置。加酸处置工艺应根据实验用酸量等 资料，确定技术经济可行性。 IL ＜-1.0 和IR ＞ 9 的管网水，普通具有腐蚀性，宜先加 碱处置。广州、深圳等地水厂普通加石灰，国内水厂也有加 氢氧化钠、碳酸钠的实例。日本有很多大中型水厂采用加氢 氧化钠。 中南地域 40 多处地下水和地面水水厂资料阐明，当侵蚀性 二氧化碳浓度大于 15mg/L 时，水呈明显腐蚀性。敞口曝气 法可去除侵蚀性二氧化碳，小水厂普通采用淋水曝气塔。 城市给水水质稳定处置所运用的药剂，不得添加水的富营养 化成分 ( 如磷等 ) 。
6.3 循环冷却水处置方法
循环冷却水处置目的：主要是为了维护换热器免遭损害。 经过水质处置，对腐蚀、堆积物和微生物三者的危害进展控
制，出于腐蚀、堆积物和微生物三者相互影响，故必需采取 综合处置方法。但实践上，采用药剂处置时，某些药剂往往 同时兼具防腐蚀和防垢的双重作用。 1、结垢控制 〔1〕软化 用钠沸石或氢沸石进展离子交换、石灰软化除去矿物质等方 法去除成垢离子。 除石灰法外，其它本钱较高，适宜于小系统。 在密闭系统运用得较多。 〔2〕加酸或通CO2 ：控制水垢的最老的方法之一。
〔2〕水中离子沉淀膜型缓蚀剂 这种缓蚀剂与溶解在水中的离子生成难溶盐或络合物，
在金属外表上析出沉淀，构成防蚀薄膜。 这种维护膜多孔、较厚、比较松散，多与基体金属的密
合性较差，防止氧的分散不完全。当用量过大时，薄 膜不断增厚，影响传热。 这种缓蚀剂普通有聚磷酸盐和锌盐等。
正磷酸盐是阳极缓蚀剂，它主要构成以 Fe2O3 和 FePO4 为主的维护膜，抑制阳极反响的发生。
6.2 判别循环冷却水系统的结垢和腐蚀倾向
在普通的给水系统中，水的腐蚀性和结垢性是按水的碳酸 盐系统平衡决议的。
循环冷却水处理沉积物及其控制PPT学习教案
循环冷却水处理沉积物及其控制
会计学
1
一、水中的沉积物--（1）水中的盐类
产生的原因： 冷却塔的曝气作用：
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓+CO2↑+H2O 钙盐的反温度效应： 温度升高， CaCO3和
Ca3(PO4)2的溶解度反而下降。 溶度积效应： 碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐等的钙镁
铁盐随水的浓缩而产生沉淀。
单烯烃类磺酸盐
AA/ 乙 烯 磺 酸 ， AA/ 烯 丙 氧 基 类 磺 酸 ， MA/AA/SS,AA/乙烯磺酸/乙烯乙酸
丙稀酰胺类磺酸盐
AA/AMPS,AA/AM/AMPS,AA/AMPS/乙烯醇， AA/AMPSAMPP,AA/AMPS/SS
烯丙氧基类磺酸盐 丙烯酸类磺酸盐 双烯烃类磺酸盐
AA/HAPSE/MA,AA/HAPSE,AA/ABS AA/甲基，乙基丙稀磺酸
第9页/共55页
(3)Puckorius 结垢指数 pHeq=1.465lgM+4.54 RSI= 2pHs-pHeq ＜6 结垢 RSI= 2pHs-pHeq = 6 不结垢不腐蚀 RSI= 2pHs-pHeq ＞6 腐蚀
均从热力学角度来判断。结垢还应包括动力学因素； 主要针对碳酸钙垢、碳钢材质以及不加药剂时。 (4)临界pH结垢指数pHc：实验方法得到。 一般pHc = pHs + (1.7 - 2.0)
（1）络合剂
EDTA和NTA络合剂能与二价或三价金属生成可溶 性络合物。
常用于处理锅炉水； 氯气会影响络合剂的应用。
第27页/共55页
（2）聚磷酸盐
控制铁和成垢离子；控制直流系统中碳酸钙的沉积。 易转化成为正磷酸盐。
第28页/共55页
三聚磷酸钠、六偏磷酸钠
会计学
1
一、水中的沉积物--（1）水中的盐类
产生的原因： 冷却塔的曝气作用：
Ca(HCO3)2 → CaCO3↓+CO2↑+H2O 钙盐的反温度效应： 温度升高， CaCO3和
Ca3(PO4)2的溶解度反而下降。 溶度积效应： 碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐等的钙镁
铁盐随水的浓缩而产生沉淀。
单烯烃类磺酸盐
AA/ 乙 烯 磺 酸 ， AA/ 烯 丙 氧 基 类 磺 酸 ， MA/AA/SS,AA/乙烯磺酸/乙烯乙酸
丙稀酰胺类磺酸盐
AA/AMPS,AA/AM/AMPS,AA/AMPS/乙烯醇， AA/AMPSAMPP,AA/AMPS/SS
烯丙氧基类磺酸盐 丙烯酸类磺酸盐 双烯烃类磺酸盐
AA/HAPSE/MA,AA/HAPSE,AA/ABS AA/甲基，乙基丙稀磺酸
第9页/共55页
(3)Puckorius 结垢指数 pHeq=1.465lgM+4.54 RSI= 2pHs-pHeq ＜6 结垢 RSI= 2pHs-pHeq = 6 不结垢不腐蚀 RSI= 2pHs-pHeq ＞6 腐蚀
均从热力学角度来判断。结垢还应包括动力学因素； 主要针对碳酸钙垢、碳钢材质以及不加药剂时。 (4)临界pH结垢指数pHc：实验方法得到。 一般pHc = pHs + (1.7 - 2.0)
（1）络合剂
EDTA和NTA络合剂能与二价或三价金属生成可溶 性络合物。
常用于处理锅炉水； 氯气会影响络合剂的应用。
第27页/共55页
（2）聚磷酸盐
控制铁和成垢离子；控制直流系统中碳酸钙的沉积。 易转化成为正磷酸盐。
第28页/共55页
三聚磷酸钠、六偏磷酸钠
水处理之沉淀优秀课件
当Fn = Fd时，颗粒将以等速下 沉。对球形均质颗粒有：
•.
阻力系数CD
C
D
24 Re
1<Re<103，过渡区
Re<1,层流
CD 24/Re
颗粒沉速(Stokes)
u
1 18
p
gdp2
103<Re<105，紊流区 •.
Stokes公式分析
➢密度差
➢颗粒直径，二次方成 正比。 d>20μm
u 1 p 18
BOD调节
•.
•.
沉淀的基础理论
➢重力分离 : 是依靠废水中悬浮物密度与水密 度差来分离废水中固体悬浮物的方法。
➢当悬浮物的密度大于水的密度时，在重力作 用下，悬浮物下沉形成沉淀物(sludge)。
➢当悬浮物的密度小于水的密度时，悬浮物将 上浮到水面形成浮渣（scum）。
•.
污 水格 栅沉 砂 池初 沉 池好 氧二 沉 池排 水 消 化 浓 缩 池
加速絮凝作用，去除率提高；接触凝聚、 截留、过滤等作用均存在） ➢表面负荷小于1 mm/s，沉淀时间大于1.5 h
•.
辐流式沉淀池
表面负荷 提高1倍
•.
•.
•.
特点
➢辐流式沉淀池是大型沉淀池，池径可达 100m,池周水深1.5~3.0m，径深比不小于6。
➢有中心进水、周边进水、周进周出、旋转臂 配水等几种形式。
沉淀效率与表面积有关，而与池深、时间、池体积无关
设计：q取0.65~0.85q0，t取1.25~1.5t0。
•.
思考
表面负荷与沉淀速率的区别与联系？
•.
斜板（管）沉淀
理想沉淀池中，颗粒的运动轨迹可描述为：
循环水处理-结垢与沉积控制共36页PPT
20
阻垢剂及分散剂
二、有机膦酸
1、ATMP（氨基三甲叉膦酸） 2、EDTMP（乙二胺四甲叉膦酸） 3、HEDP（羟基亚乙基二膦酸） 4、DTPMP（二亚乙基三胺五亚甲基膦酸）
2019-02-02
21
阻垢剂及分散剂
三、膦羧酸
• PBTCA（2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸） 1、阻垢性能优于有机膦酸 2、不易形成难溶的有机膦酸钙 3、高剂量使用是一种高效缓蚀剂 4、与锌盐和聚磷酸盐复配可产生良好协同效应
• R.S.I ：< 6 结垢、= 6 稳定、> 6 腐蚀
2019-02-02
12
水垢析出的判断
（一）、碳酸钙析出的判断 3、结垢指数（P.S.I）：水体碳酸钙饱和pH值（以 pHS表示）的2倍与其平衡pH值（以pHeq表示） 的差值。 即P.S.I = 2pHS－pHeq。
• P.S.I ：< 6 结垢、= 6 稳定、> 6 腐蚀
• pHeq = 1.465 lgM + 4.45； M：系统中水的总碱度（以CaCO3表示），ppm
2019-02-02
13
水垢析出的判断
（一）、碳酸钙析出的判断
4、临界pH结垢指数：用实验方法测出结垢 时水的真实pH值，将其称为临界pH值，以 pHC表示。 • 一般pHC = pHS + （1.7～2.0） • 判断：水体实际pH值大于它的临界pH时就 会结垢。
一、水垢的控制 （一）、从冷却水中除去成垢的钙离子
1、离子交换树脂法 2、石灰软化法 （二）、降低冷却水pH，稳定重碳酸盐 1、加酸 2、通CO2 （三）、投加阻垢剂
2019-02-02
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pH对沉淀作用的影响
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阻垢剂及分散剂
二、有机膦酸
1、ATMP（氨基三甲叉膦酸） 2、EDTMP（乙二胺四甲叉膦酸） 3、HEDP（羟基亚乙基二膦酸） 4、DTPMP（二亚乙基三胺五亚甲基膦酸）
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阻垢剂及分散剂
三、膦羧酸
• PBTCA（2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸） 1、阻垢性能优于有机膦酸 2、不易形成难溶的有机膦酸钙 3、高剂量使用是一种高效缓蚀剂 4、与锌盐和聚磷酸盐复配可产生良好协同效应
0.010 垢的厚度 (英寸)
Al2O3
0.100
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污垢
• 体积较大，质地疏松稀软，又称软垢。 • 是引起垢下腐蚀的主要原因。 • 是某些细菌如厌氧菌生存和繁殖的温床。 • 一般是由颗粒细小的泥砂、尘土、不溶性
盐类的泥状物、胶状氢氧化物、杂物碎屑、 腐蚀产物、油污、特别是菌藻的尸体及其 粘性分泌物等组成。
• pHeq = 1.465 lgM + 4.45； M：系统中水的总碱度（以CaCO3表示），ppm
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水垢析出的判断
（一）、碳酸钙析出的判断
4、临界pH结垢指数：用实验方法测出结垢 时水的真实pH值，将其称为临界pH值，以 pHC表示。 • 一般pHC = pHS + （1.7～2.0） • 判断：水体实际pH值大于它的临界pH时就 会结垢。
• pHS的简化计算公式：（A.B.C.D可查表得到） pHS =（9.7 + A + B）－（C + D） A：总溶解固体系数；B：温度系数；
C：钙硬度系数； D：总碱度系数。
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水垢析出的判断
（一）、碳酸钙析出的判断 2、稳定指数（R.S.I）：水体碳酸钙饱和pH 值（以pHS表示）的2倍与其实际pH值的差 值。 即R.S.I = 2pHS－pH。
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阻垢剂及分散剂
四、有机磷酸酯
1、抑制硫酸钙垢的效果较好，但抑制碳酸钙的 效果较差。
2、比聚磷酸盐难水解，比有机磷酸容易水解。
3、对含油污冷却水的水质控制能保持良好的缓 蚀、阻垢作用，有着特殊的效果。
4、对水生动物毒性很低，水解后的产物可以生 物降解，对环境没有什么影响。
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阻垢剂及分散剂
一、聚磷酸盐
1、三聚磷酸钠
2、六偏磷酸钠
• 原理：破坏了碳酸钙等晶体的正常生长过程，从 而阻止了碳酸钙水垢的形成。
• 缺点：在水中会发生水解，生成正磷酸盐，水解 速率随着浓度和温度升高而加快，pH大于7.5或 小于6.5时，水解速度也会加快。
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阻垢剂及分散剂
五、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ羧酸
1、PAA（聚丙烯酸） 2、聚甲基丙烯酸 3、丙烯酸与丙烯酸羟丙酯共聚物 4、丙烯酸与丙烯酸酯共聚物 5、HPMA（水解聚马来酸酐） 6、马来酸酐-丙烯酸共聚物 7、苯乙烯磺酸-马来酸（酐）共聚物
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聚合物被吸附到悬浮物表面
一、水垢的控制 （一）、从冷却水中除去成垢的钙离子
1、离子交换树脂法 2、石灰软化法 （二）、降低冷却水pH，稳定重碳酸盐 1、加酸 2、通CO2 （三）、投加阻垢剂
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pH对沉淀作用的影响
沉淀作用
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pH
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沉积物的控制
二、污垢的控制 1、降低补充水浊度 2、做好循环冷却水水质处理 3、投加分散剂 4、增加旁滤设备
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水垢析出的判断
（三）、硅酸盐垢析出的判断 • 限制冷却水中SiO2的含量，一般 < 175ppm • 控制硅酸镁浓度积：
[Mg2+] [SiO2] < 15000 [Mg2+]－镁离子的浓度（以CaCO3计），ppm [SiO2]－硅酸浓度（以SiO2计），ppm
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沉积物的控制
循环水处理结垢与 沉积控制
敞开式循环冷却水系统产生的问题
• 三大问题：
生物附着
腐蚀
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腐蚀产物 沉积物下腐蚀
沉积
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沉积物的分类
• 水垢 • 污垢：
1、淤泥 2、腐蚀产物 3、生物沉积物
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水垢
• Ca(HCO3)2 Δ CaCO3 + H2O + CO2
• Ca(HCO3)2 + 2OH-
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水垢析出的判断
（二）、磷酸钙析出的判断
• 磷酸钙的饱和pH（pHS）计算： 钙因素、磷酸盐因素、温度因素
均可查表获得。
• 水的实际pH－磷酸钙饱和pH：
1、 > 0，预示磷酸钙有沉淀的可能；
2、< 0，磷酸钙有溶解的倾向。
实际应用时，常控制其差值在1.5以下。
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热交换管的总热阻
温度
5X
梯度
交换管
壳层
总热阻
l
=
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管侧 流体
rt
管侧 沉积物
+
rtf
管壁 金属
+ rm +
壳层 沉积物
壳层 流体
rsf
+ rs 9
水垢析出的判断
（一）、碳酸钙析出的判断
1、饱和指数（L.S.I）：水的实际pH值与其碳酸 钙饱和pH值（以pHS表示）的差值。 即L.S.I = pH－pHS。 • L.S.I ：> 0 结垢、= 0 稳定、< 0 腐蚀
CaCO3 + 2H2O + CO32-
• CaCl2 + CO32-
CaCO3 + 2Cl-
• 2PO43- + 3Ca2+
Ca3(PO4)2
• CaSO4、MgSiO3、Al2O3.SiO2、Zn3(PO4)2、FePO4、
CaO.MgO.2(SiO2)、SiO2
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水垢溶解特性－反溶解性
• R.S.I ：< 6 结垢、= 6 稳定、> 6 腐蚀
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水垢析出的判断
（一）、碳酸钙析出的判断 3、结垢指数（P.S.I）：水体碳酸钙饱和pH值（以 pHS表示）的2倍与其平衡pH值（以pHeq表示） 的差值。 即P.S.I = 2pHS－pHeq。
• P.S.I ：< 6 结垢、= 6 稳定、> 6 腐蚀
溶解度
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温度
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水垢的形成机理
水
可溶解矿物质
分散溶解 过渡饱和 晶核形成 晶体成长
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水垢
6
传热系数减少率，％
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0.001
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水垢对传热效率的影响
SiO2
粘土(高岭土)
CaSO4 CaCO3