工艺技术_水处理工艺指标控制及其意义培训课件

水处理工艺指标控制及其意义 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 2 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 1TU 1JTU 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 1FTU 1JTU 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 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 3 控制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 由于构成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 脱盐水原水进水浊度 进水 10mg L 出水 3mg L 反渗透进水 0 5mg L循环水 20mg L 浊度 水中的悬浮物是指杂质颗粒直径在10 4mm以上的微粒 这类物质所以被称为悬浮物 是因为它们常常悬浮于水中 水发生浑浊现象 就是此类物质造成的 当水静置时 有些较轻的悬浮物会上浮到水面 它们主要是动植物残骸分解所产生的有机物 有些较重的悬浮物则会下沉 如泥砂 粘土等杂质 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 4 悬浮物 悬浮物在水中不稳定 可以采用沉淀 澄清 过滤等方法去除 污水进水 气化灰水 100mg L 出水 50mg L 水中悬浮物对水质的影响见下表 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 5 悬浮物 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 6 水的硬度通常以水中钙 镁离子含量的多少来衡量 水的硬度计算方法为 把水中钙离子和镁离子都看作钙离子 并将其质量折算成氧化钙的质量 把一升水中含有十毫克氧化钙的称作一度 以此类推 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 7 硬度 以碳酸钙浓度表示的硬度大致分为 0 75mg L极软水75 150mg L软水150 300mg L中硬水300 450mg L硬水450 700mg L高硬水700 1000mg L超高硬水 1000mg L特硬水 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 8 硬度 硬水含有较多的多价金属离子 以及相应的阴离子 硬度又分永久性硬度和暂时硬度 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 9 硬度 碱度是指水中能与强酸发生中和作用的物质的总量 这类物质包括强碱 弱碱 强碱弱酸盐等 天然水中的碱度主要是由重碳酸盐 碳酸氢盐 碳酸盐和氢氧化物引起的 其中重碳酸盐是水中碱度的主要形式 以CaCO3计 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 10 碱度 由于水中含有各种溶解盐类 并以离子的形态存在 当水中插入一对电极时 通电之后 在电场的作用下 带电的离子就产生一定方向的移动 水中阴离子移向阳极 阳离子移向阴极 使水溶液起导电作用 水的导电能力的强弱程程度 就称为电导度 或称电导 电导度反映了水中含盐量的多少 是水的纯净程度的一个重要指标 水越纯净 含盐量越少 电阻越大 电导度越小 超纯水几乎不能导电 电导的大小等于电阻的倒数 水的导电性能 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 即 S 1 R 电导率随温度的升高而升高 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 11 电导 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 12 胶体 胶体是指直径在0 0001 0 000001mm之间的微粒 肉眼是无法看见的 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 因此常见的湖泊水呈黄绿色或褐色 Sio2 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 13 总铁 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 14 水中的总铁含量包括胶态铁和亚铁离子两部分 胶态铁为三价铁 通常以氢氧化铁或铁氧化物的水合物呈胶体状态悬浮于水中 在循环水系统中 会沉积在水冷器表面上 形成黏着性强 难清除的污垢 并能导致垢下腐蚀 胶态铁在预处理混凝 沉淀过程中可被除掉一部分 亚铁离子为溶解性离子 在循环水系统中 能促进碳酸钙结晶并沉积 在采用磷系水稳剂时 有可能生成黏结性很强的磷酸亚铁污垢 还是铁细菌繁殖的营养源 一般对补充水总铁含量要求 0 2 0 5mg L 循环水中的总铁指标 0 5mg L 脱盐水反渗透进水总铁 0 05mg L 碱度 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 15 碱度是指水中能与强酸发生中和作用的物质的总量 这类物质包括强碱 弱碱 强碱弱酸盐等 天然水中的碱度主要是由重碳酸盐 bicarbonate 碳酸氢盐 下同 碳酸盐和氢氧化物组成的 通常称之为总碱度 其中重碳酸盐是水中碱度的主要形式 是判断水质和废水处理控制的重要指标 碱度也常用于评价水体的缓冲能力及金属在其中的溶解性和毒性等 PH值 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 16 PH值是指溶液中氢离子的浓度对数的负数PH log H 反应溶液的酸碱 PH值分为0 14范围 一般从0 7属酸性 从7 14属碱性 7为中性 氨氮NH3 N 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 17 NH3 N是指以游离氨 NH3 和铵离子 NH4 形式存在的氮 危害 由于NH4 N的氧化 会造成水体中溶解氧浓度降低 导致水体发黑发臭 水质下降 对水生动植物的生存造成影响 导致水体富营养化 进而造成一系列的严重后果 浓缩倍数 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 18 敞开式循环冷却水系统中由于蒸发 系统中的水会愈来愈少 而水中的矿物质和离子含量就会愈来愈浓 为了使水中的含盐量维持在一定的浓度 必须补充新鲜水 排出浓缩水 在操作中通常会用浓缩倍数控制水的含盐量 循环冷却水本身的节水主要体现在浓缩倍数上 高浓缩倍数比低浓缩倍数节水 但这不是说浓缩倍数越高越好 因为浓缩倍数大于5则节水效果不明显 而且对水处理带来很大的难度并且在经济上也需要更多的花费 根据目前工厂运行的情况浓缩倍数多在5左右 工业循环冷却水处理规范 中的浓缩倍数由3提高到5 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 19 不同浓缩倍数系统的补充水量与排污水量 腐蚀速率 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 20 腐蚀速度又称腐蚀速率或腐蚀率 敞开式循环冷却水系统换热器碳钢管壁腐蚀率 0 075mm a 不锈钢和铜 0 075mm a现在用SI制表示腐蚀速率的单位 mm a以前用mpy密尔 年 表示的年腐蚀速率 MPY 1密耳 1mils 0 0254mm 污垢热阻值 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 21 污垢热阻值表示换热设备传热面上因沉积物而导致传热效率下降程度的数值 单位为 K W循环水系统的污垢热阻值 3 44 10 4m2 k w 生物黏量 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 22 生物黏量不大于3mL m3 生物黏量 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 23 生物黏量不大于3mL m3 异养菌和自养菌 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 24 异养菌和自养菌自养菌 无机营养型 能直接利用无机物如空气中二氧化碳及无机盐类作为营养来源 合成细胞所需要的碳源 微生物 异养菌是利用环境中的有机碳化合物进行氧化发酵得到细胞所需要的营养物 异养菌宜小于1 105个 mL 异养菌和自养菌 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 25 异养菌和自养菌自养菌 无机营养型 能直接利用无机物如空气中二氧化碳及无机盐类作为营养来源 合成细胞所需要的碳源 微生物 异养菌是利用环境中的有机碳化合物进行氧化发酵得到细胞所需要的营养物 异养菌宜小于1 105个 mL 异养菌和自养菌 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 26 循环冷却水中 以异养菌的生长繁殖最快 数量也最多 它代表水中大部分细菌的数量 一般以异养菌的数量代表水中细菌总量 微生物在循环冷却水系统中大量繁殖 会使循环冷却水颜色变黑 发生恶臭 并形成大量黏泥沉积于冷却塔和换热设备内 隔绝了药剂对金属的保护作用 降低了冷却塔的冷却效果和设备的传热效率 同时还对金属设备造成严重的垢下腐蚀 微生物对循环冷却水系统的危害较之水垢 电化腐蚀来说更为严重 因此控制微生物的危害是首要的 循环冷却水中生物黏泥量的多少直接反映出系统中微生物的危害程度 因此生物黏量的控制是非常重要的 余氯 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 27 余氯是指氯投入水中后 除了与水中细菌 微生物 有机物 无机物等作用消耗一部分氯量外 还剩下了一部分氯量 这部分氯量就叫做余氯 余氯有三种形式 1 总余氯 包括游离性余氯和化合性余氯 2 游离性余氯 包括HOCl及OCl 等 3 化合性余氯 包括NH2Cl NHCl2 NCl3及其它氯胺类化合物 余氯 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 28 余氯的作用是余氯可以判断氧化性杀菌剂的投加量是否合理 从而间接知道杀菌控制的好不好 保证持续杀菌 也可防止水受到再污染 但如果余氯量超标 可能会加重水中酚和其它有机物产生的味和臭 还有可能生成氯仿等有 三致 作用的有机氯代物 循环水回水管网末端 余氯0 2 1 0mg L反渗透进水 余氯 0 05mg L 理想数据为0 TDS 总溶解固体 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 29 TDS 总溶解固体 指水中全部溶质的总量 包括无机物和有机物两者的含量 一般可用电导率值大概了解溶液中的盐份 一般情况下 电导率越高 盐份越高 TDS越高 在无机物中 除开溶解成离子状的成分外 还可能有呈分子状的无机物 由于天然水中所含的有机物以及呈分子状的无机物一般可以不考虑 所以一般也把含盐量称为总溶解固体 TDS 总溶解固体 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 30 总含盐量 阳离子 阴离子总阳离子 K Na Ca2 Mg2 Fe2 Fe3 Mn2 Ba2 Sr2 等总阴离子 HCO3 Cl SO42 NO3 NO2 H2SiO3 游离CO2等电导率与TDS 含盐当量转换关系表 电导率与TDS 含盐当量转换关系表 CL 氯离子 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 31 CL 氯离子是天然水中普遍存在的腐蚀阴离子 氯离子有极高的极性促进腐蚀反应 又有很强的穿透性 容易穿透金属表面的保护膜 造成缝隙腐蚀和孔蚀 特别是对奥氏体不锈钢造成腐蚀开裂 危害很大 能使水冷器在短期内报废 不锈钢 300mg L 碳钢 700mg L TOC总有机碳 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 32 TOC 总有机碳 是以碳的含量表示水中有机物质总量的综合指标 TOC总有机碳 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 33 TOC 总有机碳 是以碳的含量表示水中有机物质总量的综合指标 COD化学需氧量 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 34 COD 化学需氧量 是指在一定的条件下 用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量 COD反映了水中受还原性物质的污染程度 又可反应水中有机物的量 水中的还原性物质有有机物 亚硝酸盐 硫化物亚铁盐等 由于下列原因 COD值一般高于BOD值 1 无机物的氧化 2 耐生物降解有机物的氧化 一般循环水中的COD 50mg L 处理后的污水 40mg L COD化学需氧量 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 35 COD 化学需氧量 是指在一定的条件下 用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量 COD反映了水中受还原性物质的污染程度 又可反应水中有机物的量 水中的还原性物质有有机物 亚硝酸盐 硫化物亚铁盐等 由于下列原因 COD值一般高于BOD值 1 无机物的氧化 2 耐生物降解有机物的氧化 一般循环水中的COD 50mg L 处理后的污水 40mg L BOD生化需氧量 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 36 BOD 生化需氧量 是指在有氧的条件下 水中微生物分解有机物的生物化学过程中所需溶解氧的质量浓度 为了使BOD检测数值有可比性 一般规定一个时间周期 并测定水中溶解氧消耗情况 一般采用五天时间 称为五日生化需氧量 记做BOD5 经常使用五日生化需氧量 BOD数值越大证明水中含有的有机物越多 因此污染也越严重 DO溶解氧 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 37 DO 溶解氧 溶解在水中的分子态的氧 SV污泥沉降比 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 38 SV 污泥沉降比 指反应池中混合液沉淀30分钟后 沉淀污泥体积占混合液体积的百分数 一般控制指标30 SV污泥沉降比 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 39 SV 污泥沉降比 指反应池中混合液沉淀30分钟后 沉淀污泥体积占混合液体积的百分数 一般控制指标30 SVI污泥容积指数 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 40 SVI 污泥容积指数 指的是反应池混合液经30分钟沉淀后 1g干污泥所占的湿污泥体积 SVI SV30X10 MLSS SVI如果过低 说明污泥颗粒细小紧密 无机物多 微生物数量少 此时污泥缺乏活性和吸附能力 SVI过高 说明污泥结构松散 难以分离 即将发生膨胀或已经发生膨胀 SVI污泥容积指数 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 41 一般来说70 SVI 100 沉降性能较好 SVI 100 沉降性能一般 SVI 200 沉降性能差 SVI反映了污泥的松散程度和凝聚性能 SVI过低 说明污泥颗粒细小紧密 无机物多 微生物数量少 此时污泥缺乏活性和吸附能力 SVI过高则说明污泥结构松散 难于沉淀分离 即将膨胀或已经发生膨胀 SVI污泥容积指数 2 18 2020 水处理工艺指标控制及其意义史红伟 42 一般来说70 SVI 100 沉降性能较好 SVI 100 沉降性能一般 SVI 200 沉降性能差 SVI反映了污泥的松散程度和凝聚性能 SVI过低 说明污泥颗粒细小紧密 无机物多 微生物数量少 此时污泥缺乏活性和吸附能力 SVI过高则说明污泥结构松散 难于沉淀分离 即将膨胀或已经发生膨胀 MLSS混合液