锅炉水质处理及分析3解析
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2020/10/30
过滤过程
（4.34）过过滤滤过处程 理
• 过滤初期，杂质被截流主要发生在最上层滤料中，而大部分滤 料尚处于等待状态。
• 随着过滤的进行，上层滤料的杂质不断增多，空隙减少，水流 通道变窄。一方面水流阻力增大，另一方面水流速度增大，对 已截流的杂质冲刷剥落作用增强，迫使一部分杂质向下游输送 ，水中悬浮物的截流带从上一层转移到下一层。
4.4 过滤处理
6
5 2
1-反洗进水阀 2-正洗出水阀 3-进水阀 4-反洗出水阀 5-出水阀 6-放空阀
电渗析原理
4.5电渗析
Fra Baidu bibliotek
电渗析是利用离子交换膜和直流电场的作用，从水溶 液分离出电解质组分的一种电化学分离过程
阴阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性，而使溶 液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。
2020/10/30
4.3水的沉淀软化处理
石灰沉淀软化处理
从上述反应可以看出，经石灰处理后，水的碳酸盐硬度和碱度同时得 到了降低。至于非碳酸盐硬度，用石灰是无法消除的，虽然石灰也可以与 镁的非碳酸盐硬度作用，生成沉淀，但同时却生成了等物质量的钙的非碳 酸盐硬度，其反应式如下：
Ca(OH )2 MgSO4 CaSO4 Mg(OH )2 2NaHCO3 Ca(OH )2 CaCO3 Na2CO3 2H 2O
2020/10/30
过滤原理
4.4 过滤处理
过滤机理可归纳为三种主要作用： （1）机械筛滤作用 当原水自上而下流过粒状滤料层时，粒径较大的悬浮颗粒首先被截留在 表层滤料的空隙中，从而使此层滤料间的空隙越来越小，截污能力随之 变得越来越高，结果逐渐形成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜， 并由它起主要的过滤作用。 悬浮物粒径越大，表层滤料和滤速越小，就越容易形成表层筛滤膜，滤 膜的截污能力也越高。 （2）重力沉淀作用 原水通过滤层时，众多的滤料表面提供了巨大的不受水力冲刷而可供悬 浮物沉降的有效面积，形成了无数的小“沉淀池”，悬浮物极易在此沉 降下来。 滤料越小，沉降面积越大，滤速越小，则水流越平稳，这都有利于悬浮 物的沉降。 （3）接触粘附（絮凝）作用 原水通过滤层时，有很多机会与砂粒接触，通过彼此间的范德华力、静 电力及某些特别的吸附力等作用相互吸引而粘附，恰如在滤层中进行了 深度的混凝过程。
热力法只能将水中的“暂时硬度”基本除去(不可能全除去，因为生成CaCO3和Mg(OH)2 还有一定的溶解度)，不能除去水中的非碳酸盐硬度，因此经这样处理的水，不能满足锅 炉对用水质量的要求，而且本方法用蒸汽加热，耗能大，经济性差，一般很少采用。
P38
2020/10/30
4.3水的沉淀软化处理
石灰沉淀软化处理
4.5电渗析
电渗析过程的影响因素
其结果是在阳极室OH-减少,极水呈酸性,并产生氧气、氯 气等腐蚀性气体,因此,应选用耐腐蚀的阳极材料;阴极室H+减 少,极水呈碱性,若极水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3- 等离子时,会 产生CaCO3、Mg(OH)2等沉淀物,结集在阳极上形成水垢,同时 有氢气放出。因此,要不断向极室通人极水,以便能不断排出 电极反应产物,保证电渗析的正常运行。
阴膜只让阴离子穿过；阳膜只让阳离子穿过
2020/10/30
4.5电渗析
电渗析原理 原水
极水
阳 阴阳 阴阳 阴阳
极+ ＋ 阳极 室 浓
++
淡浓
+ +
淡浓
极
+
室—
淡
阴极
—
—
—
—
—
—
浓水
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淡水
4.5电渗析
电渗析过程的影响因素
电渗析过程的影响因素可归纳为以下几点：
A、电极反应和电极电位
电极电位是电极与电解质溶液之间的电位差。电极反应 达到平衡时的电位称为平衡电极电位。为使电极反应向一个 方向进行,电极电位必须偏离平衡电位,两者之差称为过电位 。降低电极的过电位可以降低电渗析的能耗。
石灰只适合处理高硬度、高碱度的原水。
Na2CO3+MgSO4=MgCO3+Na2SO4
Na2CO3+CaSO4=CaCO3+Na2SO4
2020/10/30
4.4 过滤处理
过滤处理
水的过滤处理是用过滤材料将水中分散的悬浮颗粒分离出来的 处理过程。
过滤原理
过滤的作用就是通过适当的滤层较为彻底的除去水中的悬浮物杂 质。首先，当水开始自上部进入滤层时，水中部分悬浮物由于吸附和 机械阻留作用，被率层表面截留下来。此时，悬浮物之间会彼此发生 重叠和架桥等作用，所以过了一段时间以后，在滤层的表面就好像形 成了一层附加的滤膜。在以后的过滤中，这层滤膜就会起主要的过滤 作用，这种过滤称为薄膜过滤；
• 继续过滤，截留带逐步向下推移。 • 当截流带前沿接近最底层后继续过滤，出水浊度增加 • 过滤器运行到出水浊度达到规定值或进出口压差达到规定值时
，应停止运行，此时称为过滤失效。
• 从出水水质来讲，失效点是过滤后期出水合格与不合格的分界 点，由滤层特性和操作条件决定。
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石灰在水中溶解反应后成为熟石灰Ca(OH)2,石灰软化处理就是在水中 加入Ca(OH)2 ，并使其首先与水中游离的CO2反应，然后多余的石灰再与 水中的Ca(HCO3)2及Mg(HCO3)2反应，生成难溶于水的沉淀物而除去；
Ca(OH )2 CO2 CaCO3 H2O
Ca(OH )2 Ca(HCO3)2 2CaCO3 2H2O 2Ca(OH )2 Mg(HCO3 )2 2CaCO3 Mg(OH )2 2H2O
电极反应是指存在于溶液中的离子在电极表面上得到或失
掉电子而产生的氧化、还原反应。以食盐水溶液的电渗析过程 为例。
阳极
H2O←→H++OH2OH--2e→H2O+O2↑ 2Cl--2e→Cl2↑ Cl-+H+=HCl
阴极
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H2O←→H++OH2H++2e←→H2↑ Na++OH-=NaOH
4.3水的沉淀软化处理
沉淀软化处理概述
水的沉淀软化法就是通过在水中加如化学药剂，使水中的钙、镁离子 转变成难溶于水的化合物而沉淀出来，从而降低水的硬度。 沉淀软化有热力软化法和石灰处理法，但前者不能除去非碳酸盐硬度。
热力软化法处理
热力软化法就是将水加热到100℃(或以上)煮沸。此时水中的“暂时硬度”会从水中沉 积出来，形成沉淀而除去。
过滤过程
（4.34）过过滤滤过处程 理
• 过滤初期，杂质被截流主要发生在最上层滤料中，而大部分滤 料尚处于等待状态。
• 随着过滤的进行，上层滤料的杂质不断增多，空隙减少，水流 通道变窄。一方面水流阻力增大，另一方面水流速度增大，对 已截流的杂质冲刷剥落作用增强，迫使一部分杂质向下游输送 ，水中悬浮物的截流带从上一层转移到下一层。
4.4 过滤处理
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1-反洗进水阀 2-正洗出水阀 3-进水阀 4-反洗出水阀 5-出水阀 6-放空阀
电渗析原理
4.5电渗析
Fra Baidu bibliotek
电渗析是利用离子交换膜和直流电场的作用，从水溶 液分离出电解质组分的一种电化学分离过程
阴阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性，而使溶 液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。
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4.3水的沉淀软化处理
石灰沉淀软化处理
从上述反应可以看出，经石灰处理后，水的碳酸盐硬度和碱度同时得 到了降低。至于非碳酸盐硬度，用石灰是无法消除的，虽然石灰也可以与 镁的非碳酸盐硬度作用，生成沉淀，但同时却生成了等物质量的钙的非碳 酸盐硬度，其反应式如下：
Ca(OH )2 MgSO4 CaSO4 Mg(OH )2 2NaHCO3 Ca(OH )2 CaCO3 Na2CO3 2H 2O
2020/10/30
过滤原理
4.4 过滤处理
过滤机理可归纳为三种主要作用： （1）机械筛滤作用 当原水自上而下流过粒状滤料层时，粒径较大的悬浮颗粒首先被截留在 表层滤料的空隙中，从而使此层滤料间的空隙越来越小，截污能力随之 变得越来越高，结果逐渐形成一层主要由被截留的固体颗粒构成的滤膜， 并由它起主要的过滤作用。 悬浮物粒径越大，表层滤料和滤速越小，就越容易形成表层筛滤膜，滤 膜的截污能力也越高。 （2）重力沉淀作用 原水通过滤层时，众多的滤料表面提供了巨大的不受水力冲刷而可供悬 浮物沉降的有效面积，形成了无数的小“沉淀池”，悬浮物极易在此沉 降下来。 滤料越小，沉降面积越大，滤速越小，则水流越平稳，这都有利于悬浮 物的沉降。 （3）接触粘附（絮凝）作用 原水通过滤层时，有很多机会与砂粒接触，通过彼此间的范德华力、静 电力及某些特别的吸附力等作用相互吸引而粘附，恰如在滤层中进行了 深度的混凝过程。
热力法只能将水中的“暂时硬度”基本除去(不可能全除去，因为生成CaCO3和Mg(OH)2 还有一定的溶解度)，不能除去水中的非碳酸盐硬度，因此经这样处理的水，不能满足锅 炉对用水质量的要求，而且本方法用蒸汽加热，耗能大，经济性差，一般很少采用。
P38
2020/10/30
4.3水的沉淀软化处理
石灰沉淀软化处理
4.5电渗析
电渗析过程的影响因素
其结果是在阳极室OH-减少,极水呈酸性,并产生氧气、氯 气等腐蚀性气体,因此,应选用耐腐蚀的阳极材料;阴极室H+减 少,极水呈碱性,若极水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3- 等离子时,会 产生CaCO3、Mg(OH)2等沉淀物,结集在阳极上形成水垢,同时 有氢气放出。因此,要不断向极室通人极水,以便能不断排出 电极反应产物,保证电渗析的正常运行。
阴膜只让阴离子穿过；阳膜只让阳离子穿过
2020/10/30
4.5电渗析
电渗析原理 原水
极水
阳 阴阳 阴阳 阴阳
极+ ＋ 阳极 室 浓
++
淡浓
+ +
淡浓
极
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室—
淡
阴极
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浓水
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淡水
4.5电渗析
电渗析过程的影响因素
电渗析过程的影响因素可归纳为以下几点：
A、电极反应和电极电位
电极电位是电极与电解质溶液之间的电位差。电极反应 达到平衡时的电位称为平衡电极电位。为使电极反应向一个 方向进行,电极电位必须偏离平衡电位,两者之差称为过电位 。降低电极的过电位可以降低电渗析的能耗。
石灰只适合处理高硬度、高碱度的原水。
Na2CO3+MgSO4=MgCO3+Na2SO4
Na2CO3+CaSO4=CaCO3+Na2SO4
2020/10/30
4.4 过滤处理
过滤处理
水的过滤处理是用过滤材料将水中分散的悬浮颗粒分离出来的 处理过程。
过滤原理
过滤的作用就是通过适当的滤层较为彻底的除去水中的悬浮物杂 质。首先，当水开始自上部进入滤层时，水中部分悬浮物由于吸附和 机械阻留作用，被率层表面截留下来。此时，悬浮物之间会彼此发生 重叠和架桥等作用，所以过了一段时间以后，在滤层的表面就好像形 成了一层附加的滤膜。在以后的过滤中，这层滤膜就会起主要的过滤 作用，这种过滤称为薄膜过滤；
• 继续过滤，截留带逐步向下推移。 • 当截流带前沿接近最底层后继续过滤，出水浊度增加 • 过滤器运行到出水浊度达到规定值或进出口压差达到规定值时
，应停止运行，此时称为过滤失效。
• 从出水水质来讲，失效点是过滤后期出水合格与不合格的分界 点，由滤层特性和操作条件决定。
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石灰在水中溶解反应后成为熟石灰Ca(OH)2,石灰软化处理就是在水中 加入Ca(OH)2 ，并使其首先与水中游离的CO2反应，然后多余的石灰再与 水中的Ca(HCO3)2及Mg(HCO3)2反应，生成难溶于水的沉淀物而除去；
Ca(OH )2 CO2 CaCO3 H2O
Ca(OH )2 Ca(HCO3)2 2CaCO3 2H2O 2Ca(OH )2 Mg(HCO3 )2 2CaCO3 Mg(OH )2 2H2O
电极反应是指存在于溶液中的离子在电极表面上得到或失
掉电子而产生的氧化、还原反应。以食盐水溶液的电渗析过程 为例。
阳极
H2O←→H++OH2OH--2e→H2O+O2↑ 2Cl--2e→Cl2↑ Cl-+H+=HCl
阴极
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H2O←→H++OH2H++2e←→H2↑ Na++OH-=NaOH
4.3水的沉淀软化处理
沉淀软化处理概述
水的沉淀软化法就是通过在水中加如化学药剂，使水中的钙、镁离子 转变成难溶于水的化合物而沉淀出来，从而降低水的硬度。 沉淀软化有热力软化法和石灰处理法，但前者不能除去非碳酸盐硬度。
热力软化法处理
热力软化法就是将水加热到100℃(或以上)煮沸。此时水中的“暂时硬度”会从水中沉 积出来，形成沉淀而除去。