热力发电厂给水处理之水质概述学习教案

1、会计学1热力发电厂给水处理热力发电厂给水处理(chl)之水质概述之水质概述第一页，共57页。第1页/共57页第二页，共57页。一、电厂用水的水源一、电厂用水的水源1. 1. 地表水地表水 地表水是指流动地表水是指流动(lidng)(lidng)或静止在陆地表面的水或静止在陆地表面的水，主要是指江河、湖泊和水库水、海水等。，主要是指江河、湖泊和水库水、海水等。2.2.地下水地下水存在于地球表面以下土壤和岩层中的水称为地下水。存在于地球表面以下土壤和岩层中的水称为地下水。 由雨水和地表水经过地层的渗流而形成的。由雨水和地表水经过地层的渗流而形成的。新水源：城市中水新水源：城市中水 逐渐成为电厂用水

2、的另一种水源。逐渐成为电厂用水的另一种水源。第一节第一节 电厂用水水源及水质电厂用水水源及水质(shu zh)特点特点第2页/共57页第三页，共57页。第3页/共57页第四页，共57页。2、地下水：、地下水： 浊度较低，含盐量高于地表水，富含游离浊度较低，含盐量高于地表水，富含游离CO2，溶解氧含量少。，溶解氧含量少。3、中水：用于工业冷却水的补充水，以及消防、绿化、道路清洁、冲厕等。、中水：用于工业冷却水的补充水，以及消防、绿化、道路清洁、冲厕等。 中水水质：中水水质： （1）卫生要求）卫生要求: 细菌总数、大肠杆菌群数、余氯量、悬浮物、细菌总数、大肠杆菌群数、余氯量、悬浮物、 生活需氧量、

3、化学需氧量；生活需氧量、化学需氧量； （2）感官要求：色度、浊度和臭味；）感官要求：色度、浊度和臭味； （3）防止严重腐蚀和结垢的指标）防止严重腐蚀和结垢的指标(zhbio): pH值、浊度、溶解性物质和蒸发残渣。值、浊度、溶解性物质和蒸发残渣。 第4页/共57页第五页，共57页。u 天然水中杂质分类：天然水中杂质分类：u 状态：固态、液态、气态（分子态、离子状态：固态、液态、气态（分子态、离子(lz)(lz)态或胶体颗粒）态或胶体颗粒）u 性质：有机物、无机物、微生物性质：有机物、无机物、微生物u 分散体系（粒径大小）：悬浮物、胶体、溶解物质分散体系（粒径大小）：悬浮物、胶体、溶解物质第5页

4、/共57页第六页，共57页。3.1 溶解气体溶解气体3.2 溶解无机离子溶解无机离子(lz)3.3 溶解有机物质溶解有机物质 对于天然水中的杂质，由水处理方法需要(xyo)与杂质颗粒的大小有关，粗略地可以按其颗粒大小分为三类：第6页/共57页第七页，共57页。p静止时：密度小的静止时：密度小的 上浮上浮漂浮物漂浮物(动植物生存过程产生的腐殖质动植物生存过程产生的腐殖质 )p密度大的密度大的 下沉下沉下沉物下沉物可以可以(ky)自然沉降自然沉降p由于水中悬浮物的这种不稳定性，由于水中悬浮物的这种不稳定性，使得湖水、水库水中悬浮物含量少，使得湖水、水库水中悬浮物含量少，而河流水中悬浮物含量多，且受

5、气而河流水中悬浮物含量多，且受气候影响波动较大。候影响波动较大。p 水中悬浮物的存在，使水体变浑水中悬浮物的存在，使水体变浑浊。浊。第7页/共57页第八页，共57页。有机胶体有机胶体 ：大分子有机物，腐殖：大分子有机物，腐殖质、蛋白质类质、蛋白质类混合胶体混合胶体 ：无机胶体吸附大分子：无机胶体吸附大分子有机物有机物水中胶体物质的存在，使水在光水中胶体物质的存在，使水在光照下显得浑浊。照下显得浑浊。第8页/共57页第九页，共57页。第9页/共57页第十页，共57页。p地下水：溶氧较少，但地壳运动产生的地下水：溶氧较少，但地壳运动产生的CO2CO2大量溶入水中，大量溶入水中，地下水经过硫铁矿，还

6、会带有地下水经过硫铁矿，还会带有H2SH2S等气体等气体(qt)(qt)。p天然水中常见的溶解气体天然水中常见的溶解气体(qt)(qt)：O2O2和和CO2CO2，有时有，有时有H2SH2S、NH3NH3等。其中最为关注的溶解气体等。其中最为关注的溶解气体(qt)(qt)为为O2(510mg/L)O2(510mg/L)和和CO2(CO2(地表水几到几十地表水几到几十mg/Lmg/L；地下水几十到几百；地下水几十到几百mg/L)mg/L)，它们的存在是金属腐蚀的主要原因。它们的存在是金属腐蚀的主要原因。第10页/共57页第十一页，共57页。溶解的无机离子溶解的无机离子天然天然(tinrn)水中溶

7、解的无机离子主要有：水中溶解的无机离子主要有： 阳离子：阳离子：K+、Na+、Ca2+、 Mg2+等；等； 阴离子：阴离子：HCO3、Cl、SO42等等它们的含量占水中总的无机离子它们的含量占水中总的无机离子95以上。是水流经地以上。是水流经地层过程中被溶解的一些矿物盐类。某些地区的地下水中层过程中被溶解的一些矿物盐类。某些地区的地下水中含有较多的含有较多的Fe2+和和Mn2+。在盐碱地带，。在盐碱地带，F-、NO3-、CO32-的含量较高。的含量较高。第11页/共57页第十二页，共57页。u热力发电厂用水的各种指标、符号热力发电厂用水的各种指标、符号(fho)(fho)及及常用单位常用单位第

8、12页/共57页第十三页，共57页。指标名称指标名称常用符号常用符号单位单位指标名称指标名称常用符号常用符号单位单位pHpH值值pHpH-硬度硬度YDYD或或H Hmmol/Lmmol/L全固体全固体QGQGmg/Lmg/L碳酸盐硬碳酸盐硬度度H HT T悬浮固体悬浮固体XGXG非碳酸钙非碳酸钙硬度硬度H HF F浊度浊度ZDZDFTUFTU、NTUNTU碱度碱度JDJD或或B B透明度透明度TDTDcmcm酸度酸度SDSD或或A A溶解固体溶解固体RGRGmg/Lmg/L化学需氧化学需氧量量（以（以O2O2计）计）CODCODmg/Lmg/L灼烧减少固灼烧减少固体体SGSG生化需氧生化需氧量

9、量BODBOD含盐量含盐量YLYL或或S S总有机碳总有机碳TOCTOCc cmmol/Lmmol/L氨氮氨氮电导率电导率DDDDs/cm细菌含量细菌含量个个/mL/mL表表1-6 火力发电厂用水的技术指标火力发电厂用水的技术指标第13页/共57页第十四页，共57页。u 水质指标可以分为两种类型：水质指标可以分为两种类型：u 成分指标：明确成分指标：明确(mngqu)表示水表示水中某些具体物质含量的指标为成分中某些具体物质含量的指标为成分指标。指标。u 技术指标：用来表示水中某一类物技术指标：用来表示水中某一类物质总的含量或者是某一类物质的某质总的含量或者是某一类物质的某种性质。种性质。第14

10、页/共57页第十五页，共57页。悬浮物和胶体可以使水发生浑浊，所以可以采用浊度和透明度悬浮物和胶体可以使水发生浑浊，所以可以采用浊度和透明度这些这些(zhxi)光学性质来表征悬浮物含量。光学性质来表征悬浮物含量。第15页/共57页第十六页，共57页。第16页/共57页第十七页，共57页。利用测量透射光强度的浊度利用测量透射光强度的浊度(zhu d)仪称为透射光仪称为透射光浊度浊度(zhu d)仪仪透射光浊度透射光浊度(zhu d)利用测量散射光强度的称散射光浊度利用测量散射光强度的称散射光浊度(zhu d)仪仪散射光浊度散射光浊度(zhu d)均测量的为积分球式浊度均测量的为积分球式浊度(zh

11、u d)仪。仪。积分球积分球浊度浊度(zhu d)p浊度的测定：用一束光通过含有浊度的测定：用一束光通过含有(hn yu)粗分散粗分散颗粒的水，光除了受到阻碍，透射光强度减弱外，颗粒的水，光除了受到阻碍，透射光强度减弱外，光线遇到水中颗粒物，还要发生散射。光线遇到水中颗粒物，还要发生散射。第17页/共57页第十八页，共57页。u浊度单位依据浊度单位依据(yj)：标准水样浊度的配制方法不同，使用单位不同：标准水样浊度的配制方法不同，使用单位不同；u福马肼单位：目前通用，以福马肼聚合物（它是利用硫酸肼和六次福马肼单位：目前通用，以福马肼聚合物（它是利用硫酸肼和六次甲基四胺配制成的浑浊液。）作为浊度

12、标准对照液。甲基四胺配制成的浑浊液。）作为浊度标准对照液。u 散射光福马肼浊度单位散射光福马肼浊度单位 NTUu 透射光福马肼浊度单位透射光福马肼浊度单位 FTUu 积分球式福马肼浊度单位积分球式福马肼浊度单位 FNU以前以前(yqin)常采用经特殊精致的漂白土或硅藻土的悬浮液（常采用经特殊精致的漂白土或硅藻土的悬浮液（SiO2）为标准，用杰克逊烛光浊度仪测定，此种浊度单位称为为标准，用杰克逊烛光浊度仪测定，此种浊度单位称为杰克逊浊度单位（杰克逊浊度单位（JTU）。）。第18页/共57页第十九页，共57页。误差较大，现已不常采用。误差较大，现已不常采用。第19页/共57页第二十页，共57页。由

13、于水质全分析比较麻烦，所以常用溶解由于水质全分析比较麻烦，所以常用溶解固体近似表示固体近似表示(biosh)(biosh)，或者用电导率，或者用电导率衡量。衡量。第20页/共57页第二十一页，共57页。第21页/共57页第二十二页，共57页。 但它只能近似表示水中溶解盐类的含量。有几方面原因：但它只能近似表示水中溶解盐类的含量。有几方面原因：过滤时水中胶体（硅酸、铁、铝的氧化物）及部分有机物与溶解盐类一样能穿过滤层；过滤时水中胶体（硅酸、铁、铝的氧化物）及部分有机物与溶解盐类一样能穿过滤层；蒸干时某些物质的湿分和结晶水不能除尽。特别是在锅炉水中，常常会有许多难以在此温度蒸干时某些物质的湿分和结

14、晶水不能除尽。特别是在锅炉水中，常常会有许多难以在此温度(wn(wnd)d)下将湿分除尽的盐类，如下将湿分除尽的盐类，如Na2SO4Na2SO4、NaOHNaOH、Na3PO4Na3PO4等；等；有些有机物分解；有些有机物分解；水中原有碳酸氢盐在蒸干过程中全部转换为碳酸盐。水中原有碳酸氢盐在蒸干过程中全部转换为碳酸盐。第22页/共57页第二十三页，共57页。米米(cm)的倒数。实用的倒数。实用(shyng)上，由于水的电导率上，由于水的电导率常常很小，所以经常用常常很小，所以经常用S/cm单位，它是单位，它是S/cm的的1106。n 氢电导：火电厂水汽质量标准氢电导：火电厂水汽质量标准中采用，

15、指水样经过氢型强酸中采用，指水样经过氢型强酸阳离子交换树脂彻底交换后测阳离子交换树脂彻底交换后测得的电导率。（可消除其中氨得的电导率。（可消除其中氨的影响）的影响）第23页/共57页第二十四页，共57页。硬度常用的单位是硬度常用的单位是mmol/L。)21()21(22MgcCacH第24页/共57页第二十五页，共57页。以以mg/L为单位的浓度，为单位的浓度，1G相相当于当于10mgL CaO。n因为因为CaCO3的相对分子质量为的相对分子质量为100，CaO的相对分子质量为的相对分子质量为56，故上列三种表示法的关系如下：故上列三种表示法的关系如下：n1mmol/L（）=50mg CaCO

16、3/L= 2.8G221Me第25页/共57页第二十六页，共57页。n碳酸碳酸(tn sun)盐硬度又叫暂时硬度。盐硬度又叫暂时硬度。第26页/共57页第二十七页，共57页。3、非碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度(yngd)(HF)第27页/共57页第二十八页，共57页。1、碱度（、碱度（mmol/L（H+）表征：水中碱性物质的指标。表征：水中碱性物质的指标。定义：水中能接受定义：水中能接受H+，与强酸进行中和反应的物质的含量。，与强酸进行中和反应的物质的含量。形成碱度的物质形成碱度的物质 （1）强碱：在水中完全）强碱：在水中完全(wnqun)电离，以电离，以OH-形式构成的碱度形式构成的碱度, 如如

17、NaOH、Ca(OH) （2）弱碱：在水中部分电离出）弱碱：在水中部分电离出OH-，如，如NH4OH （3）强碱弱酸盐：水解时产生的）强碱弱酸盐：水解时产生的OH-，Na2CO3一般天然一般天然(tinrn)水中的碱度成分：主要是碳酸氢盐，水中的碱度成分：主要是碳酸氢盐，少数少数pH值（值（8.3）较高的天然）较高的天然(tinrn)水中：主要为碳酸氢盐，少量碳酸盐。水中：主要为碳酸氢盐，少量碳酸盐。天然天然(tinrn)水中有时还有少量的腐植酸盐。水中有时还有少量的腐植酸盐。第28页/共57页第二十九页，共57页。通常表示水中通常表示水中OH-、CO32-、HCO3-量及其他一些弱酸盐类量的

18、总和。因为这量及其他一些弱酸盐类量的总和。因为这些盐类在水溶液中都呈碱性些盐类在水溶液中都呈碱性(jin xn)，可以用酸中和，所以归纳为碱度。，可以用酸中和，所以归纳为碱度。水中碱度可能水中碱度可能(knng)存在五种形式：存在五种形式：（1） 只有只有OH-碱度碱度（2）只有）只有CO32-碱度碱度（3）只有）只有HCO3-（4）同时存在）同时存在OH- 和和CO32-碱度碱度（5）同时存在）同时存在CO32-和和HCO3-碱度碱度第29页/共57页第三十页，共57页。 碱度的测定碱度的测定（1）方法：碱度是用中和滴定法来测定。（标准）方法：碱度是用中和滴定法来测定。（标准HCl、H2SO

19、4）（2）指示剂：）指示剂： 甲基橙：滴定终点甲基橙：滴定终点(zhngdin)pH为为4.2， HCO3-和和CO32-均中和成均中和成H2CO3， OH-中和成中和成H2O。 所测得碱度为全碱度（甲基橙碱度），即碱度。所测得碱度为全碱度（甲基橙碱度），即碱度。 碱度的单位为碱度的单位为mmol/L（H+），这里），这里H+表示中和用酸表示中和用酸 的基本单元。的基本单元。 酚酞：滴定终点酚酞：滴定终点(zhngdin)pH为为8.3， OH-中和成中和成H2O ，CO32- 中和为中和为HCO3- 所测得碱度为酚酞碱度。所测得碱度为酚酞碱度。第30页/共57页第三十一页，共57页。第31页

20、/共57页第三十二页，共57页。p化学氧化化学氧化(ynghu)(ynghu)量、生物量、生物氧化氧化(ynghu)(ynghu)量和燃烧等方量和燃烧等方法法第32页/共57页第三十三页，共57页。p概念：在规定条件下，用氧化概念：在规定条件下，用氧化(ynghu)剂处理水样时，氧化剂处理水样时，氧化(ynghu)水样中有机物所消耗该氧化水样中有机物所消耗该氧化(ynghu)剂的量，即为化学需氧量（剂的量，即为化学需氧量（COD）。常用单位为）。常用单位为mg/LO2p氧化剂：氧化剂：p 重铬酸钾（重铬酸钾（K2Cr2O7），），CODCr，p 条件：强酸条件：强酸(qin sun)加热沸腾回

21、流，银离子为催化剂加热沸腾回流，银离子为催化剂p 有机物氧化率：有机物氧化率：8595%p 高锰酸钾（高锰酸钾（KMnO4)，CODMn_高锰酸盐指数高锰酸盐指数p 条件：反应时间短，操作简单条件：反应时间短，操作简单p 有机物氧化率：有机物氧化率：70%p 第33页/共57页第三十四页，共57页。通常将重铬酸钾法测得的耗氧量通常将重铬酸钾法测得的耗氧量称为化学需氧量称为化学需氧量(CODCr)，其理，其理由是此法测得的数据比较接近于由是此法测得的数据比较接近于有机物完全氧化的耗氧量。在国有机物完全氧化的耗氧量。在国内，有人将符号内，有人将符号COD笼统地代表笼统地代表耗氧量，此时必须标明所用

22、氧化耗氧量，此时必须标明所用氧化剂，否则，意义含糊。在要求较剂，否则，意义含糊。在要求较高的场合，还应标明耗氧量的测高的场合，还应标明耗氧量的测试条件。试条件。高锰酸钾耗氧量法为：在一定条件下，用氧化高锰酸钾耗氧量法为：在一定条件下，用氧化(ynghu)剂剂(KMnO4)处理水样，测定其反应过样中消耗的氧化处理水样，测定其反应过样中消耗的氧化(ynghu)剂量，其单位用剂量，其单位用mg/L O2表示，即将消耗的氧化表示，即将消耗的氧化(ynghu)剂量换算成剂量换算成O2来表示。耗氧量所表示的实际上是水中全部易氧化来表示。耗氧量所表示的实际上是水中全部易氧化(ynghu)的物质，其中虽然主要

23、是有机物，但有时免不掉有一些无机物参与反应，如的物质，其中虽然主要是有机物，但有时免不掉有一些无机物参与反应，如Fe2+等。等。第34页/共57页第三十五页，共57页。第35页/共57页第三十六页，共57页。n但用此法算得的有机物只是近似但用此法算得的有机物只是近似的，其原因为：第一，部分有机的，其原因为：第一，部分有机物在测定溶解固体时，要蒸发和物在测定溶解固体时，要蒸发和分解；第二，灼烧时，溶解固体分解；第二，灼烧时，溶解固体残渣中残存的结晶水完全被除去残渣中残存的结晶水完全被除去了；第三，灼烧时有一部分碳酸了；第三，灼烧时有一部分碳酸盐和氯化物会分解。实践证明，盐和氯化物会分解。实践证明

24、，当水中含盐量大时，灼烧减量当当水中含盐量大时，灼烧减量当作有机物的含量，误差就很大，作有机物的含量，误差就很大，不用于水分析核算中。不用于水分析核算中。第36页/共57页第三十七页，共57页。之差即为总有机碳量。之差即为总有机碳量。5、总需氧量(zn x yn lin)（TOD）p概念：用仪器测定有机物完全燃烧所消耗氧的量。概念：用仪器测定有机物完全燃烧所消耗氧的量。第37页/共57页第三十八页，共57页。硅酸化合物各种形态可以相硅酸化合物各种形态可以相互转化，提高温度或者增大互转化，提高温度或者增大水的水的pHpH值，都有利于胶体硅值，都有利于胶体硅向溶解向溶解(rngji)(rngji)

25、态硅的转变。态硅的转变。第38页/共57页第三十九页，共57页。的硅酸化合物大都的硅酸化合物大都(ddu)(ddu)是是硅酸的多聚物，是以胶体形态硅酸的多聚物，是以胶体形态存在于水中的，所以有时称为存在于水中的，所以有时称为胶硅。胶硅。活性硅与非活性硅之和称为全活性硅与非活性硅之和称为全硅，通常用硅，通常用SiO2SiO2来表示。由于来表示。由于水中非活性硅无法测定，常用水中非活性硅无法测定，常用测得的全硅与活性硅之差求的。测得的全硅与活性硅之差求的。第39页/共57页第四十页，共57页。七、氨氮七、氨氮1、定义：以氨或铵离子形式存在、定义：以氨或铵离子形式存在(cnzi)的化合氨的化合氨2、

26、来源：人和动物的排泄物，雨水径流和农业化肥的流失、企业废水。、来源：人和动物的排泄物，雨水径流和农业化肥的流失、企业废水。3、分类：离子氨（基本无毒）；非离子氨（水合氨）：对水生生物有毒害作用，、分类：离子氨（基本无毒）；非离子氨（水合氨）：对水生生物有毒害作用，0.02mg/L。4、氨氮对工业循环冷却水的危害：、氨氮对工业循环冷却水的危害： （1）氨氮浓度较高、滋生微生物、甚至生成黏泥和泥垢。）氨氮浓度较高、滋生微生物、甚至生成黏泥和泥垢。 （2）氨氮在硝化菌的作用下，会部分转化为硝酸盐和亚硝酸盐，导致水的）氨氮在硝化菌的作用下，会部分转化为硝酸盐和亚硝酸盐，导致水的pH值下降和设备腐蚀。值

27、下降和设备腐蚀。第40页/共57页第四十一页，共57页。第41页/共57页第四十二页，共57页。n高含盐量水一高含盐量水一含盐量在含盐量在1000mg/L以上；以上；n我国江河水属于我国江河水属于(shy)低含低含盐量的约占一半，其他都是盐量的约占一半，其他都是中等含盐量水，地下水大部中等含盐量水，地下水大部分是中等食盐量水。分是中等食盐量水。第42页/共57页第四十三页，共57页。n我国江河水的硬度情况是：在东我国江河水的硬度情况是：在东南沿海一带最低，大都小于南沿海一带最低，大都小于0.5mmol/L，为极软水，为极软水(runshu)区，愈向西北硬度愈大，最大可区，愈向西北硬度愈大，最大

28、可达达36mmol/L；东北地区，硬度；东北地区，硬度由北向南增大，松花江和东北沿由北向南增大，松花江和东北沿海又低达海又低达0.51.0mmol/L。第43页/共57页第四十四页，共57页。代表代表Mg(HCO3)2，cd段代表段代表MgSO4，其余是，其余是Na+ + K+的盐类。的盐类。水中溶有的盐类都是呈离子状态存在的，所以水分析结果水中溶有的盐类都是呈离子状态存在的，所以水分析结果(ji gu)用离子来表示比较合适。用离子来表示比较合适。第44页/共57页第四十五页，共57页。第45页/共57页第四十六页，共57页。酸氢盐量称为过剩碱度酸氢盐量称为过剩碱度(BG)(BG)，有时，有时称为称为“负硬负硬”，即，即n BG=B-H BG=B-H第46页/共57页第四十七页，共57页。（a）所示，水中有钙的非碳酸盐）所示，水中有钙的非碳酸盐硬度硬度(yngd)（即图中的（即图中的CaSO4），），因而没有镁的碳酸盐硬度因而没有镁的碳酸盐硬度(yngd)