C3-1工业锅炉用水的预处理.ppt

C3-1 工业锅炉用水的预处理 1. 地表水的预处理 目的：除掉水中的悬浮杂质和胶体杂质。 杂质的危害：进入离子交换器内，使树脂层的阻力增大，并且容易吸附在树脂的表面，影响交换能力。 常用的地表水的预处理方法：混凝、沉淀（澄清）和过滤。 1. 地表水的预处理 水中的不同粒径的悬浮物和胶体杂质，沉降速度相差很大。 右表列出了相同条件下不同粒径颗粒在水中的沉降速度。 由表可知，杂质的沉降速度随着颗粒粒径变化呈非线性关系。大颗粒悬浮物容易沉降，而粒径微小的杂质，尤其是胶体杂质却能在水中长期保持分散悬浮状态，这一特性称为胶体的稳定性。 1. 地表水的预处理 微小悬浮物和胶体颗粒为何具有稳定性？ 1. 地表水的预处理 微小悬浮物和胶体颗粒为何具有稳定性？ 1. 地表水的预处理 微小悬浮物和胶体颗粒为何具有稳定性？ 1. 地表水的预处理 1. 地表水的预处理 1. 地表水的预处理 1. 地表水的预处理 1. 地表水的预处理 1. 地表水的预处理 1. 地表水的预处理 1. 地表水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 2. 地下水的预处理 * * * 地表水的预处理 地下水的预处理 1.1 混凝 210 年 胶粒 0.00001 2 年 黏土 0.0001 5 天 细菌 0.001 2 h 泥砂 0.01 2 min 细砂 0.1 10 s 粗砂 1.0 沉降1m所需的时间 颗粒种类 颗粒直径(mm) 1.1 混凝 ① 微粒的布朗运动 水分子的热运动使颗粒极小的悬浮物和胶体杂质在水中做无规则的高速运动，并趋于均匀分散状态，这种运动即为“布朗运动”。 布朗运动是天然水中保持微粒稳定性的因素之一。 如果水中不存在妨碍颗粒相互接触的因素，则布朗运动提供了颗粒在无规则运动中相互碰撞的机会。 布朗运动又是使微粒分散不稳定性的因素之一。 1.1 混凝 ② 微粒的静电斥力 胶 体 的 结 构 胶核：胶体的核心，是由众多分子形成的集合体。 胶体的表面分布着相同电荷的离子，称为电位离子。 电位离子通过静电作用吸引溶液中带相反电荷的离子，称为反离子。 距离胶核较近的反离子，静电吸引力较强，这一区域为吸附层。 距离胶核较远的反离子，静电吸引力较弱，这一区域为扩展层。 胶核 胶核表面电位离子所形成的电位为总电位ψ；滑动面的电位为动电位ζ。 动电位ζ表明胶体带电的本性，动电位越高，胶体颗粒间的静电斥力越大，胶体越稳定，它是衡量胶体稳定性的一个重要指标。 1.1 混凝 水化膜：水分子定向吸引到胶体颗粒的周围形成的一层水膜。 水化膜能阻止微粒间的接触，所以水化作用是保持胶体稳定的原因之一。 水化作用伴随胶体带电而产生，一旦胶体ζ电位消除或减弱，水化膜的作用亦会消除或减弱。 ③ 微粒的水化作用 1.1 混凝 向水中加入某种电解质，由于电解质电离出大量的反离子（金属离子）或电解质水解形成带有相反电荷的聚合体（水解聚合物），对水中胶体的扩散层产生压缩作用，使扩散层变薄，ζ电位降低甚至趋于零，微粒间的静电斥力减弱或消除。 当胶体颗粒相互接触时就很容易通过吸附作用聚结成大颗粒，这种过程称为“凝聚”。 胶体脱稳：消除或减弱胶体稳定性的作用。 胶体脱稳的三个作用： ① 反离子的压缩作用 1.1 混凝 呈线性结构的高分子物质或高价金属盐类（能水解成高聚物）可以在溶液中伸展成链状，胶体微粒容易吸附在链结部位。 通过高分子物质把水中悬浮微粒连结在一起，这种作用称为“吸附架桥”作用。 吸附架桥作用破坏胶体的稳定性，逐渐形成棉絮状的沉淀物（矾花），这一过程称为“絮凝”。 胶体脱稳的三个作用： ② 胶体吸附和混凝剂的架桥作用 胶体脱稳过程往往是凝聚作用和絮凝作用同时发生的，所以总称为混凝。具有混凝作用的药剂称为混凝剂。 1.1 混凝 对于低浊度水（水中的悬浮物和胶体杂质含量很少），需要投加大量的混凝剂，以其自身相互混凝形成絮状沉淀物，在沉降的过程中将悬浮于水中少量微粒吸附携带下去，此过程称为沉淀物的网捕作用。 胶体脱稳的三个作用： ③ 沉淀物的网捕作用 1.2 沉淀和澄清 沉淀：固体颗粒依靠重力作用从水中分离出来的过程。进行沉淀分离的设备称为沉淀池。 澄清：悬浮杂质与活性泥渣发生接触混凝，从而加快沉淀物与水分离的速度，这一过程称为澄清。这种设备称为澄清池。 原水 混凝处理 较大的固 体颗粒 活性泥渣 重力作用 出水 接触混凝 沉淀 澄清 沉淀和澄清是同一现象的两种说法。 1.3 过滤 过滤：把浊度较高的水，通过一定厚度的粒状或非粒状材料而有效地除去悬浮杂质使水澄清的过程。 滤料—