化学水处理培训教材

有机物与化学耗氧量：表示水中有机物及还原性物质含量
的一项指标。COD的测定就是利用有机物可氧化这一特性， 在一定的条件下，用一定的强氧化剂与水中各种有机物及
亚硝酸盐、亚铁盐、硫化物等作用，然后将所消耗的氧化
剂的量，计算折合成氧的质量浓度，称为化学耗氧量，单 位以mg/L来表示。一般说COD越高，水中有机物污染越严
排水装臵的作用：是均匀收集处理好 的水；另一个作用是均匀分配反洗进水。
电厂化学水处理培训教材
温 馨 提 示
化水专业 廖川侠
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发电厂中水处理的重要性
长期的实践使人们认识到，热力系统中水的品质，是影响发电厂热力设 备（锅炉、汽轮机等）安全、经济运行的重要因素之一。 没有经过净化处理的天然水含有许多杂质，这种水如进入水汽循环系统， 将会造成各种危害。为了保证热力系统中有良好的水质，必须对水进行适当 的净化处理和严格地监督汽水质量。 现将由于汽水品质不良而引起的危害，简述如下： （1）热力设备的结垢。如果进入锅炉或其他热交换器的水质不良，则经 过一段时间运行后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物，这 种现象称为结垢，这些固体附着物称为水垢。因为金属的导热性比水垢的 高几百倍，而这些水垢又极易在热负荷很高的锅炉炉管中生成，所以结垢 对锅炉（或热交换器）。的危害性很大。它可使结垢部位的金属管壁温度 过高，引起金属强度下降，这样在管内压力的作用下，就会发生管道局部 变形、产生鼓包，甚至引起爆管等严重事故。结垢不仅危害安全运行。而 且还会大大降低发电厂的经济性。
（2）热力设备的腐蚀。发电厂热力设备的金属经常和水接触，若水质不良， 则会引起金属腐蚀。热力发电厂的给水管道、各种加热器、锅炉省煤器、水 冷壁、过热器和汽轮机凝汽器等，。都会因水质不良而腐蚀。腐蚀不仅要缩 短设备本身的使用期限，造成经济损失。同时腐蚀产物又会转入水中污染水 质，从而加剧在高热负荷受热面上的结垢过程，结成的垢又会加速锅炉炉管 腐蚀。”此种恶性循环，会迅速导致爆管事故。此外，金属的腐蚀产物被蒸 汽带到汽轮机中沉积下来后，也会严重地影响汽轮机的安全、经济运行。 （3）过热器和汽轮机的积盐。水质不良会使锅炉不能产生高纯度的蒸汽， 随蒸汽带出的杂质就会沉积在蒸汽通过的各个部位，如过热器和汽轮机， 这种现象称为积盐。过热器管内积盐会引起金属管壁过热甚至爆管；汽轮 机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率，特别是高温高压大容量汽轮机 ，它的高压部分蒸汽流通的截面积很小，所以少量的积盐也会大大增加蒸 汽流通的阻力，使汽轮机的出力下降。当汽轮机积盐严重时，还会使推力 轴承负荷增大，隔板弯曲，造成事故停机。 。因此，在发电厂中，化学工作对保证发电厂的安全、经济运行具有十 分重要的意义。
Na
阳离子交换器的出水是酸性水。但当交换器运行失效时，其出水中就会有其 它阳离子的泄漏，而在诸多的阳离子中，首先漏出的阳离子是Na+，故习惯 上称之为漏钠。当出水中的Na+超过一个给定的极限值时，阳离子交换器被 判失效，需停运再生后才能投入运行。 为什么阳交换器失效时，首先发生漏钠，而不是漏Ca2+或Mg2+离子？这是 因为水中各种阳离子与树脂中H+发生交换反应时，因树脂对各种阳离子的 吸收有选择性，故被树脂吸收的离子在交换器内有分层现象，根据树脂对被 吸收离子的选择性顺序，最上层是最易被吸收的Ca2+，次层以Mg2+为主， 下层就是Na+。强酸性阳树脂的选择性顺序为：
的各离子的总含量。因此，对于pH值合格的锅炉用水，有时碱度不一
定合格；反之，碱度合格的水，pH值也不一定合格。
第二节 水处理工艺
1、预处理
一体化净水器
主要是依据浅层沉淀理论，设置了斜管加速沉降。下部沉降快速形 成的大颗粒絮状体，在两层斜管之间，由于流速方向发生改变，将会增加 小颗粒絮体间的接触机会，在流经上层斜管时，进一步提高水质，沉淀池 中污源，一部分回流 到絮凝反应池，剩余部分入污泥区，污泥定期排放 。斜管清水区得出水经波形多孔集水板集水，均匀分配给分配水箱，分配 水箱出水进入滤池进行过滤， 去除泄漏的微量悬浮物，出水经冲洗水箱 进入清水池，该滤池采用反射布水、多空板集水，滤料为石英砂，反冲洗 为达到额定水头损失后，自动虹吸反冲。
离子碱度可能存在的五种不同情况
假设滴定中消耗的酸量分别用a（酚）、b（甲）（单位：mL) 1.a>b 碱度离子为CO3－和OH－，没有HCO3－； 2.a<b 碱度离子为CO3－和HCO3－，没有OH－； 3.a=b 碱度离子只有CO3－；没有HCO3－ ，OH－ ； 4.a=0,b>0 碱度离子只有HCO3－；没有CO32－ ，OH－ ； 5.b=0,a>0 碱度离子只有OH－。 锅炉用水中碱度主要由OH－、 CO32－、HCO3－及其它少量的弱酸盐类组成。 碱度的计量单位为mmol/L， 其基本单元为： OH－、 1/2CO32－、HCO3－ 炉水中基本上不存在HCO3－，因为在高温高压下 HCO3－→CO32－+H2O+CO2↑ CO32－+H2O→2OH－+CO2↑ 当氢氧根和碳酸氢根共存时，相互作用发生以下反应： HCO3－+ OH－→CO32－+ H2O 所以炉水中的碱度主要是CO32－ 、OH－。生水中的碱度主要是HCO3－。
当水通过强酸性H型阳交换器时，水中所有的阳离子都被强
酸性H型树脂吸收，活性基团上的H+被置换到水中，与水中的阴离 子组合生 成酸。其反应式：
1/2Ca 1/2Mg
1/2SO4 NO3 CI HCO3 + RH → R
1/2Ca 1/2Mg +
1/2H2SO4 HCI 1/2H2CO3 HNO3
Na
碱度与碱度离子
碱度（ JD ）：碱度是表示水中能接受氢离子的一类物 质的量。根据酸碱滴定法测定水中的碱度，这时所用的标 准溶液是HCI或H2SO4溶液，酸与各种碱度离子的三个反 应是： OH－+H+=H2O CO32－+H+= HCO3－ HCO3－+ H+=H2O+ CO2 根据所加指示剂不同，碱度又可分为甲基橙碱度(JD甲) 和酚酞碱度(JD酚)。加酚酞指示剂时只能完成上述两个反 应；加甲基橙指示剂时三个反应全部完成。称(JD甲)为全 碱度。 在实际的滴定分析中往往是先加酚酞指示剂，滴至终 点pH约 为8.2，再加甲基橙指示剂继续滴至终点 pH值为 4.2。此时的总碱度应为(JD全)= (JD)酚+(JD)甲。
Fe3+>A13+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+
▲阳离子交换器
进水装置的作用：是均匀分布进水于 交换器的过水断面上。另一个作用是均 匀收集反洗排水。
进水装臵
反洗空间 压脂层 200mm
压脂层的作用：过滤掉水中的悬浮物及 机械杂质；使进水通过压脂层均匀作用于 树脂层表面；防止树脂在逆流再生中乱层。 中间排液装臵的作用：中间排液装臵对 逆流再生离子交换器运行效果有较大影响， 其作用是均匀排出再生液，防止树脂乱层、 流失外，还应有足够的强度，安装时应保 证在交换器内呈水平状态，
★双介质过滤器
2、一级除盐系统+混床
进水
7
出水
1—水泵； 2—阳离子交换器； 3—除碳器； 4—中间水箱； 5—中间水泵； 6—阴离子交换器 ； 7—混床
▲阳离子交换
进入一级除盐系统的水是经预处理，水中只含有少量的溶解性 杂质。溶解性杂质包括阳离子、阴离子、少量胶体硅等。其中水中 2+ 2+ + + 3+ 3+ 的阳离子主要由Ca 、Mg 、K 、Na 和极少量的Al 、Fe 离子 － 2－ 组成，阴离子主要由HCO3 、SO4 、Cl 和少量的NO3 、HSiO3 离子组成。
●水质指标与水质技术指标：
锅炉用水中水质指标的表达方式通常有两种： 一种是表示水中所含有的离子或分子来表示，如钠离子、氯离子、磷 酸根离子、溶解氧等等,一般称为水质指标。 另一种则并不代表某种单纯的物质，而是表示某些化合物的组合或表 征某种特性的。
如硬度、碱度、溶解固形物、电导率等，这种指标是由于技术上的需
碱度与PH值
pH值是表征溶液酸碱性的指标，pH值越大，OH－浓度越高。而碱 度中，除了OH－含量外，还包含了CO32－和HCO3－含量。所以，它们 之间既有区别又有联系。其联系是：在一般情况下，pH值会随着碱度
的提高而增大，但这还取决于OH－碱度占总碱度的比例；区别是：pH
值大小只取决于OH－与H+的相对含量，而碱度大小则反映了组成碱度
原水：原水就是锅炉的水源水。通常包括地表水和地下水。
给水：直接进入锅炉供锅炉蒸发或加热的水称为锅炉给水。 补给水： 生水经过各种水处理工艺处理后补充锅炉汽水损失的水 称为 补给水。 生产回水或凝结水：蒸汽的热能被利用后，所回收的冷凝水通常称为生 产回水或凝结水。 炉水：锅炉体内加热或蒸发系统中流动着的水称为炉水或称锅水。 排污水：由于炉水经相当长时间循环运行，水中的微量杂质被浓缩，为 保证炉水的质量，必须排污，这就是排污水。 冷却水：用作冷却介质的水称为冷却水。
●水的分类：
按含盐量分类
类别
含 盐 量 （mg/L）
低含盐量水
<200
中等含盐量 水 200~500
较高含盐量 水 500~1000
高含盐量水
>1000
ห้องสมุดไป่ตู้
按硬度分类 类别 极软水 软水 硬水 中等硬度 水 3.0~6.0 6.0~9.0 极硬水
硬度 （mmol/L）
<1.0
1.0~3.0
>9.0
●根据电厂用水所含杂质不同将水分为：