第二十章 煤水处理系统.doc

第二十章 煤水处理系统一、相关专业理论基础知识 1、什么是水的硬度?水中有些金属阳离子，同一些阴离子结合在一起，在水被加热的过程中，由于蒸发浓缩，容易形成水垢，附着在受热面上而影响热传导，我们抒水中这些金属离子的总浓度称为水的硬度。如在天然水中最常见的金属离子是钙离子（Ca²+）和镁离子（Mg²+），它与水中的阴离子如碳酸根离子（CO3²-）、碳酸氢根离子（HCO3-）、硫酸根离子（SO4²-）、氯离子（CL-）、以及硝酸根离子（NO3-）等结合在一起，形成钙镁的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物、以及硝酸盐等硬度。水中的铁、锰、钭等金属离子也会形成硬度，但由于它们在天然水中的含量很少，可以略去不计。因此，通常就把Ca²+、Mg²+的总浓度看作水的硬度。水的硬度对锅炉用水的影响很大，因此，应根据各种不同参数的锅炉对水质的要求对水进行软化或除盐处理。2、水的硬度有哪几种？水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种。碳酸盐硬度：主要是由钙、镁的碳酸氢盐Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2所形成的硬度，还有少量的碳酸盐硬度。碳酸氢盐硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去，故亦称为暂时硬度。非碳酸盐硬度：主要是由钙镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐等盐类所形成的硬度。这类硬度不能用加热分解的方法除去，故也称为永久硬度，如CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等。碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和称为总硬度。水中Ca2+的含量称为钙硬度。水中Mg2+的含量称为镁硬度。当水的总硬度小于总碱度时，它们之差，称为负硬度。3、什么是半逆流再生? 半逆流再生是四床五塔式除盐系统，离子交换处理的工艺流程为：阳床-脱碳-阴床-阳床-阴床。阴、阳树脂均为强碱、强酸性交换树脂。第一台阳床及阴床装有较多的树脂，可基本上除去所有的离子；第二台阳床及阴床的树脂较少，起精制作用。再生时，酸、碱再生液分别先进入第二台阴、阳床，再串联至第一台的阴、阳床进行再生。各台交换器均采用顺流再生，操作较简便。此法具有分层再生的意思，由于树脂失效时，其型态排列阳床为：Ca型-Mg型-Na型-H型，当再生时按其反方向进行，即H型-Na型-Mg型-Ca型，这样的再生效率较高，因为H置换出Na，又可以继而置换出Ca、Mg。因此，大大减轻屯由H来置换的负担，取得了逆流再生相似的效益，故称为半逆流再生。此法适用于含盐量较高的除盐水处理。便投资较大，设备较多。 4、何谓离子水? 何谓离子水？ 健康离子水即电解还原碱性离子水的简称.它是适合人体机能的最佳饮用水，它能帮助排除人体内的各种有害毒素，中和体内的酸性物质，调节人体的酸碱度，使之维持在弱碱性的健康体质，从而可以预防各类疾病的产生，保障人体的健康，活力，长寿，离子水的基本原理是：自来水通过高品质的过滤系统，去除水中的氯，有害菌类及铁锈等杂质，再经过电解生成碱性离子水和酸性离子水，并把大水分子团分割成小水分子团，增强了水的活性、渗透力及溶解力。5、何谓水的电阻率? 在测定水的导电性时，与水的电阻值大小有关，电阻值大，导电性能差，电阻值小，导电性能就良好。根据欧姆定律，在水温一定的情况下，水的电阻值R大小与电极的垂直截面积F成反比，与电极之间的距离L成正比，如下式：R=L/F 式中-电阻率，或称比电阴。电阴的单位为欧姆（欧，代号），或用微欧（），1等于1000000；电阻率的国际制（SI）单位为欧米（m ）。如果电极的截面积F做成1cm²，两电极间的距离L为1cm，那么电阻值就等于电阻率。水的电阻率的大小，与水中含盐量的大小、水中离子浓度、离子的电荷数以及离子的运动速度有关。因此，纯净的水电阻率很大，超纯水电阻率就更大。水越纯，电阻率越大。6、什么是水中的悬浮物质？ 水中的悬浮物质是颗粒直径约在0.0001mm以上的颗粒。肉眼可见。这些微粒主要是由泥沙、沾土、原生动物、藻类、细菌、病毒、以及高分子有机物等组成，常常悬浮在水流之中，水产生的浑蚀现象，也都是由此类物质所造成。这些微粒很不稳定，可以通过沉淀和过滤而除去。水在静置的时候，重的微粒（主要是砂子和粘土一类的无机物质）会沉下来。轻的微粒（主要是动植物及其残骸的一类有机化合物）会浮于水面上，用过滤等分离方法可以除去。悬浮物是造成浊度、色度、气味的主要来源。它们在水中也不稳定，往往随着季节、地区的不同而变化。7、什么是水中的胶体物质？ 水中的胶体物质是指直径在0.0001-0.000001mm之间的微粒。胶体是许多分子和离子集合物。天然水中的元机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物。水中的有机胶体物质主要是植物或动物的肢体腐烂和分解而生成的腐殖物。其中以湖泊水中的腐殖质含量最多，因此常常使水呈黄绿色或褐色。由于胶体物质的微粒小，重量轻，单位体积所具有的表面积很大，故其表面具有较大的吸附能力，常常吸附着多量的离子而带电。同类胶体因带有同性的电荷而相互排斥，它胶在水中不能相互粘合而处于稳定状态。所以，胶体颗粒不能藉重力自行沉降而去除，一般是在水中加入药剂破坏其稳定，使胶体颗粒增大而沉降予以去除。8、什么是水中的溶解物质？水的溶解物质是直径小于或等于0.000001mm的微小颗粒。主要是溶于水中的以低分子存在的溶解盐类的各种离子和气体。溶解物质可以用离子交换或除盐等方法予以去除。9、水中的有机物质是指什么？水中的有机物质主要是指腐殖酸和富里酸的聚羧酸化合物、生活污水和工业废水的污染物。其中前者多官能团芳香族类大分子的弱性有机酸，占水中溶解的有机物质95%以上。腐殖物质是水生物一类的生命活动过程的产物。生活污水主要是人体排泄物和垃圾废物。各种工业废水中的有机物有动植物纤维、油脂、糖类、染料、有机酸、各种有机合成的工业制品、有机原料等。这些有机物污染着水体，并使水质恶化。 10、有机物对水体有什么危害？水在的有机有个共同特点，就是要进行生物氧化分解，需要消耗水中的溶解氧，而导致水中缺氧。同时会发生*发酵，使细菌滋长，恶化水质，破坏水体；工业用水的有机污染，还会降低产品的质量。有机物质是引起水体污染的主要原因之一。11、什么是水的总固体、溶解固体和悬浮固体？ 水中除了溶解气体之外的一切杂质称为固体。而水中的固体又可分为溶解固体和悬浮固体。这二者的总和即称为水的总固体。溶解固体是指水经过过滤之后，那些仍然溶于水中的各种无机盐类、有机物等。悬浮固体是指那些不溶于水中的泥砂、粘土、有机物、微生物等悬浮物质。总固体的测定是蒸干水分再称重得到的。因此选定蒸干的温度有很大的关系，一般规定控制在105-110。水的含盐量（也称矿化度）是表示水中所含盐类的数量。由于水中各种盐类一般均以离子的形式存在，所以含盐量也可以表示为水中各种阳离子的量和阴离子的量的和。水的含盐量与溶解固体的含义有所不同，因为溶解固体不仅包括水中的溶解盐类，还包括有机物质。同时，水的含盐量与总固体的含义也有所不同，因为总因休不仅包括溶解固体，还包括不溶解于水的悬浮固体。所以，溶解固体和总固体在数量上都要比含盐量高。但是在不很严格的情况下，当水比较清净时，水中的有机物质含量比较少，有时候也用溶解固体的含量来近似地表示水中的含盐量。当水特别清净的时候，悬浮固体的含量也比较少（如地下水），因此有时也可以用总固体的含量来似表示水中的含盐量。12、什么叫渗析？什么叫电渗析？ 渗析是属于一种自然发生的物理现象。如将两种不同含盐量的水，用一张渗透膜隔开，就会发生含盐量大的水的电介质离子穿过膜向含盐量小的水中扩散，这个现象就是渗析。这种渗析是由于含盐量浓度不同而引起的，称为浓差渗析。渗析过程与浓度差的大小有关，浓差越大，参析的过程越快，否则就越慢。因为是以浓差作为推动力的，因此，扩散速度始终是比较慢的。如果要加快这个速度，就可以在膜的两边施加一直流电场。电解质离子在电场的作用下，会迅速地通过膜，进行迁移过程，这就称为电渗析。渗析膜是用高分子材料制成的一种薄膜，上面有离子交换活性基团。膜内含有酸性活性基团的称为阳膜；如有碱性活性基团的称阴膜。从膜的结构上分，又可分为异相膜、均相膜、半均相膜三种。13、什么是水的浑浊度？由于水中含有悬浮及胶体状态的微粒，使得原来无色透明的水产生浑浊现象，其浑浊的程度称为浑浊度。浑浊度的单位是用度来表示的，就是相当于1L的水中含有1mg.的SiO2（或是非曲直mg白陶土、硅藻土）时，所产生的浑浊程度为1度，或称杰克逊。浊度单位为JTU，1JTU=1mg/L的白陶土悬浮体。现代仪器显示的浊度是散射浊度单位NTU，也称TU。TUJTU。最近，国际上认为，以乌洛托品硫酸肼配制浊度标准重现性较好，选作各国统一标准FTU。FTUJTU。浑浊度是一种光学效应，是光线透过水层时受到阻碍的程度表示水层对于光线散射和吸收的能力。它不仅与悬浮物的含量有关，而且还与水中杂质的成分、颗粒大小、形状及其表面的反射性能有关。控制浑浊度是工业水处理的一个重要内容，也是一项重要的水质指标。根据水的不同用途，对浑浊度有不同的要求，生活饮用水的浑浊度不得超过度；要求循环冷却水处理的补充水浑浊度在度；除盐水处理的进水（原水）浑浊度应小于度；制造人造纤维要求水的浑浊度低于0.3度。由于构成浑浊度的悬浮及胶体微粒一般是稳定的，并大都带有负电荷，所以不进行化学处理就不会沉降。在工业水处理中，主要是采用混凝、澄清和过滤的方法来降低水的浑浊度。14、什么是水的色度？ 水的色度是对天然水或处理后的各种水进行颜色定量测定时的指标。天然水经常显示出浅黄、浅褐或黄绿等不同的颜色。产生颜色的原因是由于溶于水的腐殖质、有机物或无机物质所造成的。另外，当水体受到工业废水的污染时也会呈现不同的颜色。这些颜色分为真色与表色。真色是由于水中溶解性物质引起的，也就是除去水中悬浮物后的颜色。而表色是没有除去水中悬浮物时产生的颜色。这些颜色的定量程度就是色度。色度是测定是用铂钴标准比色法，亦即用氯铂酸钾（K2PtCl6）和氯化钴（CoCl26H2O）配制成测色度的标准溶液，规定1升水中含有 2.419毫克的氯铂酸钾和2.00毫克氯化钴时，将铂（Pt）的浓度为每升1毫克时所产生的颜色深浅定为1度（1º）。水色度往往会影响造纸、纺织等工业产品的质量。各种用途的水对于色度都有一定的要求：如生活用水的色度要求小于15º；造纸工业用水的色度要求小于15º30º；纺织工业的用水色度要求小于10º12º；染色用水的色度要求小于5º。工业废水可能使水体产生各种各样的颜色，但水中腐殖持、悬浮泥砂和不溶解矿物质的存在，也会使水带有颜色。例如，粘土能使水带黄色，铁的氧化物会使水变褐色，硫化物能使水呈浅蓝色，藻类使水变绿色，铁的有机物会使水变成黑褐色等等。二、系统的任务及作用含煤废水处理系统的作用主要是处理来自各转运站、输煤栈桥冲洗后的含煤水及输煤系统除尘器排放的含煤废水，处理后的澄清水仍作为水力冲洗、喷雾抑尘及煤场喷洒用水。三、系统构成及流程1、煤水处理系统构成煤水处理系统主要由煤水调节池、清水池、煤水提升泵、反洗水泵、清水泵、污泥提升泵、加药装置、混合器、一体化处理设备组成。2、煤水处理系统流程各地方的煤泥水经过排泥泵排到煤水调节池，由煤水提升泵提到一体化处理装置。在煤水提升泵管路上装设有流量表，可控制加药装置的变频计量泵的频率，来调节加药量的大小。管道混合器使药剂和污水充分混合，提高煤水处理率。混合加药后的煤泥水进入一体化处理装置经过处理后，清水排到清水池，煤泥排到贮泥池。清水池的清水由清水泵排到输煤水冲洗系统再利用。四、设备规范及运行参数煤水水质合格标准：设备数量：2台处理设备进水水质:SS（悬浮物）5000mg/L_ 除三k_处理设备出水水质：城市杂用水中车辆冲洗用水水质标准，其中浊度5NTU；澄清处理后水中悬浮物含量：5mg/l调节池及处理设备排出的煤泥经脱水设备处理后回用。五、设备结构及工作原理煤水处理系统包括煤水调节池、刮泥机、含煤废水处理设备、加药设备、废水提升泵、管道混合器、电磁流量计、反洗水泵、煤泥提升泵、脱水机、液位计、在线浊度仪、阀门、系统内所有电控系统等设备。输煤系统定时水力冲洗的废水排入两座矩形结构的调节池，主要起煤水初步沉淀的作用。含煤废水处理装置是集絮凝、沉淀、排污、反冲洗、过滤等功能的全自动运行的煤水处理装置。絮凝反应区：煤水经管道混合器充分混合完成水解絮凝，吸附等过程，再流至装置的絮凝反应区。水流态为升流式由下经上流，同时进一步促进絮凝反应，能使废水中的杂质颗粒，在其间得到充分的碰撞接触，吸附的机率。沉淀区：通过絮凝反应以后，絮凝污泥逐渐沉降，但仍有一部分颗粒细小的污泥，因比重较小而随水流进入沉淀区。沉淀池内下层设有PP材质斜管填料，孔径为50mm，斜长为500mm，直高为433mm，安装角度60，上层设有PP材质斜管填料，孔径为35mm，斜长为1000mm，直高为866mm，安装角度60。排污：煤水处理设备排泥采用电动阀自动控制，设定8小时（具体排泥周期调试结果定）排泥一次，当排泥时打开排泥电动阀，靠净压排泥至煤泥池。过滤区：经沉淀过的废水再流至过滤区，过滤区内装天然石英砂、无煤烟滤料，过滤区确保由斜板沉淀区出水中的残余煤尘被完全截留。过滤区运行一段时间后，须进行反冲洗，本设备根据虹吸原理自动控制反冲洗。行车式提板刮泥机调节池刮泥机为行车式提板刮泥机，用于刮集煤水调节池中沉淀下来的煤泥，工作时刮泥装置随行车梁在驱动装置的驱动下，按池面两侧敷设的轨道和与其组合的行程开关控制，作直线往复运行。刮泥装置不断将池底煤泥送于排泥泵位置，利用排泥泵的抽吸排入排泥系统。煤水分离装置煤水分离装置进行合理的分区，以保证出水水质。煤泥由集泥斗排出，排泥方式为自动、手动两种。煤水处理装置沉淀池下层填料采用聚丙烯整六角型蜂窝状斜管，斜板厚度为0.50.05mm，孔径为50mm，斜长为500mm，直高为433mm，安装角度60。上层填料采用聚丙烯整六角型蜂窝状斜管，斜板厚度为0.50.05mm，孔径为35mm，斜长为1000mm，直高为866mm，安装角度60加药装置加药设备包括溶液箱、计量泵 及其所有的管路、管件、电缆、电缆穿线管或桥架、阀门等配件，组合的单元在工厂装配固定好。溶液箱配装不锈钢结构材质的搅拌机。搅拌的转速合适，搅拌机支架焊接在箱体上。搅拌机运转灵活、无卡滞现象。絮凝剂为碱式氯化铝，配套加药装置采用二箱两泵自动加药，一运一备。计量泵采用进口美国米顿罗公司生产的隔膜式计量泵并加装压力表，可根据进水流量自动调整加药量。加药入口设置了Y型过滤器，材质为U-PVC。加药装置溶药箱采用Q235-A衬胶，搅拌轴材质为不锈钢，所有设备及阀门采用机电一体布置。助凝剂为聚丙烯酰胺，配套加药装置采用二箱二泵自动加药，一运一备。计量泵采用进口美国米顿罗公司生产的隔膜式计量泵加装压力表，可根据进水流量自动调整加药量。加药入口设置了管道过滤器，材质为U-PVC。加药装置溶药箱采用Q235-A衬胶，搅拌轴材质为不锈钢，所有设备及阀门采用机电一体布置。加药泵计量泵采用液压式隔膜泵，加药泵入口配带过滤器，所有加药管路均采用不锈钢管道。管道混合器管道混合器一般由三节组成。每节混合器有一个80扭曲的固定螺旋叶片，分左旋和右旋二种，相邻二节中的螺旋叶片旋转方向相反，并相错90，为便于安装螺旋叶片，筒体做成二个半圆形，两端均用法兰连接。混合器的螺旋叶片不动，仅是被混合的物料或介质的运动，流体通过它除产生降压外，不用外能源，主要是流动分割、径向混合、反向旋转、二种介质不断激烈掺混扩散，达到混合目的。板框压滤机采用板框压滤机对煤泥进行脱水处理，缩小污泥的体积，减轻污泥的重量，将污泥压成泥饼，便于污泥的最终处理。压滤机主要由机架、过滤和压紧部分等组成。机架部分：机架用以支承滤板、滤框及活动压板和连接其他部件，它主要由固定压板、活动压板、横梁、支架、大小脚组成。固定压板：它与机脚连接，中间有进料孔，上两角有洗涤孔、压榨吹气孔，下两角有出液通道。它不仅起到支承横梁、压紧滤板和滤框的作用，同时作为过滤过程中进料、进气、进洗涤水的通道。活动压板：活动压板是用来压紧滤板和滤框的。活动压板两侧有两只滚轮座，用来支撑活动压板，在活动压板压紧或拉开时，滚轮处于滚动状态，当滚轮出现非滚动状态时，应在滚动轴油杯处添加润滑油或更换滚轮。大梁：它是滤板的运动导轨与支承件，其上面应采取用环氧树脂防腐。使之经久耐用，耐腐性能好。传动压紧机构：传动压紧采用液压传动机构。过滤机构：由滤板、滤框、滤布等组成，滤板两端面覆盖着滤布，压缩板两端覆盖着压榨隔膜，压榨隔膜外面覆盖滤布，两滤布中间有通道。当滤板压紧后，待过滤物料进入板腔内，固体颗粒被滤布截留在滤室内，液位则穿过滤布顺着滤板和压榨隔膜的沟槽进入出液通道，排出机外。为了降低含水率，除采用压榨隔膜外，从洗涤口通入压缩空气渗过滤饼层，带走滤饼中的一部分水分，从而起到降低含水率的目的。滤板采用玻纤增强聚丙烯，采用热塑性一次模压成型工艺，滤布采用200目滤布。机架采用碳钢材质。板框压滤机充分考虑到当地的地震力影响，确保在设计地震烈度的情况下，能够保持结构上的完整性。煤水处理结构示意图六、常见异常故障1 煤水处理装置故障处理序号故障原因处理备注1矾花松散上飘，颜色发白。混凝剂投加量太大。适当减少投加量。混凝剂、硫酸铝。2矾花松散颜色发红。混凝剂投加量太大。适当减少投加量。混凝剂为三氯化铁。3砚花细小，澄清水混浊不清。混凝剂投加量太少。适当增加投加量。4矾花上升，澄清水浊度大于20毫克/升。进水量过大，混渣太多。减少流量，及时排泥。源水浊度大于500毫克/升，要经常及时排泥。5进水量和投药量正常，出水不清。斜板积煤，滤料减少。冲洗斜板，增加滤料。6进水量和投药量正常，过滤后出水不清。滤料积污太多，起不了拦截作用或滤料跑失。停止工作，强制反冲洗或增加滤料。2 煤水提升泵故障处理序号故障原因处理1泵不出水1、泵体内未加或储液不足。2、吸入管路漏风。3、电压过低。4、吸程太高或吸入管路太长。5、机构密封泄漏太大。1、加足储液。2、消除管路漏气现象。3、调整电压。4、降低吸程或缩短管路。5、修理或更换密封。2泵出水不足1、因使用不当，叶轮流道或吸入管堵塞。2、叶轮磨损严重。3、功率不足转速太低。1、消除堵塞物。2、更换叶轮。3、调整至额定转速。3泵噪音、振动过大1、地脚螺栓松动。2、轴承磨损严重。3、泵与电机主轴不同心。1、紧固地脚螺栓。2、更换轴承。3、调整同心度。4轴承温度过高1、润滑脂变质或干燥。2、轴承损坏。1、更换润滑脂。2、更换轴承。5泵泄漏1、连接螺栓松动。2、密封件损坏。1、紧固螺栓。2、更换密封件。3 污泥提升泵故障处理序号故障原因处理1流量减小或泵不出水1、叶轮转向错。2、管道出口高度超过额定扬程。3、大块污物堵住流道。4、转速不够。5、被抽介质浓度过高。1、更正转向。2、降低出口高度。3、清除流道。4、检查电源电压及频率。5、用水冲稀降低浓度。2电机定子绕组烧坏1、电机两相运行。2、叶轮卡死或松动。3、机构密封损坏或电机进水。4、紧固件松动造成电机进水。5、电机功率过载。1、检查线路，消除故障。2、清理脏物或拧紧螺栓。3、更换机构密封。4、拧紧各部螺栓。5、按使用范围工作。4 计量泵故障处理序号故障原因处理1泵不运行1