超纯水工程 水处理技术培训 08.08.ppt

1、北京北佳允净水设备有限公司2008年8月，光伏能源支柱工程超纯水工程水处理技术培训，第一部分水化学基本知识介绍，水/H2O分子结构，H，H，O，阴极，阴极，阳极，这种天然水源含有很多地表水和地下水不同的杂质。水中的杂质很多，通常根据杂质的粒度大小和存在状态分为三类，下面详细介绍。第一类：悬浮物-水中粒子直径大于10-4米的杂质都成为悬浮物。天然水中悬浮物的主要成分是泥和粘土，其次是原生成物和骨灰、微生物、大分子有机物聚合物等。这些杂质可以通过沉淀、过滤有效地去除。第二类：胶体物质-粒子直径大于10-4-10-7m的所有杂质都成为胶体物质。天然水的胶体粒子是许多分子和离子的集合体，这些微粒由于比

2、表面积大，具有特殊的吸附能力，吸附的物质往往是水的离子，因此胶体通常带有一定的电荷。同种胶体具有相同的电荷，因此胶体之间有一定的电斥力。此外，这种带电的胶体粒子会吸引极性水分子，在其周围形成浪花层，进一步切断胶体粒子的相互接触，因此这种粒子通常不容易在水中沉淀和凝聚，而是不规则地分布在溶液中，从而在水中保持分散运动的稳定状态。天然水的胶体杂质主要是硅酸和铁、铝化合物、腐殖质等一些高分子化合物、粒子直径范围内的一些细菌、病毒等。自然数的胶体一般带有负电荷。第3类：溶解度-水中颗粒直径在10-7m以下的杂质成为溶解剂。溶解物质一般以分子和离子的形式存在于水中。大体可分为三种：被称为盐类或无机，一般

3、是离子状态；气体：主要是二氧化碳和溶解氧，有机物主要是腐殖酸和富比酸，是由多羧酸混合物构成的芳香族物质的大分子有机酸群，也有其他有机碱、氨基酸、碳水化合物的有机物。但是随着工业的快速增长，天然水源都有不同的程度，经过自来水净化过程，水中存在着各种污染物质，只有含量的程度不同。各种自然数的特征：1，地下水：这种水中的悬浮物和胶体杂质很少，水清澈透明；这主要是地下水经过形成过程，受到了形成土壤的过滤。但是，这样的水源在某些地区可能会溶于水，盐、硬度和离解的铁离子等物质可能更高。这种水源一般水质和水温比较稳定，受到外界的影响较小。地下水一般具有低浊度、低有机物含量、高无机物含量(含量比较固定)、稳定

4、水温的特点。各种自然数的特性2，河流：这种水有很多悬浮物和胶体，地理环境和气候条件的影响差异比较大，随季节的变化而变化。没有重工业的时候，通常江河的盐成分和硬度相对较低，受水文和天气条件的影响，水质容易变化或不稳定，许多地区的自来水一般用作水源。，各种自然数的特性3，湖泊和蓄水：这种水源流动性小，长期自然沉淀，水中悬浮固体少，但由于水的自然蒸发，盐分可能会稍多；水中可能有胶体或自然生长的藻类，浮游生物更多，因此水的腐殖质含量通常更高。一般来说，表面的特点是高混合、悬浮粒子、高有机物含量、低矿物含量(可变性)和温度的波动。各种自然数的特性4，海水，盐分为35000mg/L的海水称为标准海水。因为

5、全世界大部分海水都含有这种盐分。离子组合率在全球也很相似，但实际TDS很宽，从波罗的海的海水7000mg/L，到红海和波斯湾的海水45000mg/L，含有盐分。由于陆地影响和内陆水的渗透，附近井水的盐含量和组成发生了很大变化，各种天然水的特性5，再生水：这种水是利用工业、生活用水或工业废水进行初步处理的，可以用于绿色景观、卫生清洗和灌溉用水，其后是经过深度净化处理而得到的水源。这种水源受到污水或废水和处理工程的影响，水质变得更加复杂。再生水源一般盐含量也很高。三、水质指标主要技术指标简介1、悬浮物和浊度：悬浮物是指水中基本肉眼可见的指标；在废水系统中经常发生，而一般供水处理被浊度和透明性这一指

6、标代替。国内用单位FTU表示，国际用NTU表示。实际上浊度是该散射光的强度指标，通常用浊度计测定，简单快速。透明度表示水的渗透性，实际上可以看到观察模式指示的水流高度。现在，这个指标不再经常使用。但是这个基本方法是我们可以在现场比较水质的方法之一。2，盐含量及溶出固体(TDS)总盐量是水所含盐总量的指标，可用作水质的整体分析和计算方法。溶解总固体(TDS):此指标基本上表示水源中有机和无机盐溶于水的浓度。(ppm或mg/l单位)；但是水质分析数据中的这项技术指标是通过蒸发水样来称重的，在化学分析中作为“蒸发残渣”指标出现，因此个别盐在蒸发过程中丢失和分解，只能说接近水的盐含量指标。溶解固体和电

7、导率的关系，溶解固体，ppm为CaCO3，电导率电阻率1.5.333.25.2.167.143.125.111.1，CO2，nah co 3，na2so 4，Na2 so 4(: ppm或mg/l单位)；严格地说，该指标是溶解的总固体0.51 HCO 3-Fe2O3-SiO2-有机物，在ph5-9的条件下，简单转换(估算)关系是溶解的总固体含量(ppm)=0.65电导率，3，电导率：电导率是导水传导电荷多种盐类溶于水，最近能传导电荷的离子增加，使水体具有传导性。溶于水的盐越多，水的导电性就越强，表征其指标的数值就越大。所以我们可以利用离子对水的导电性来判断水的含盐量。(单位：s/cm)，4，电

8、阻率：当很少检测到水的离子时，水的导电性很差；但是，如果想用测定方法直接判断水的纯度或水中离子的相对含量，如果不能用电导率测定水质，就要测定水对电荷传导的阻力，进行分析、判断。也就是水的阻力。电阻率指标的表征单位： 。由于cm电导率和电阻率是同一水质指标的两个方面，因此两者之间的关系是倒数。电阻率=1/电导率，5，电导率和电阻率指标的技术指标说明：即使水的盐含量大小是影响水电导率的主要因素，水的各种离子种类不同，其导电性也几乎不一样，因此相同的离子数也可能具有不同的电导率。因此，电导率或电阻率也不能与水的盐含量精确地转换。，水的电导率或电阻率与水的温度很相关。水温越高。离子活动力越强，此时测量

9、的电导率就越大(纯水的测量电阻率越小)。6，碱度：它是指水中能与强酸中和的物质量，即水中能与氢离子化合反应的物质总量。即CO32-HCO3- OH- 7，硬度：水的硬度是高价阳离子的总和(2价离子以上)，主要成分是Ca2，Mg2，CO2，HCO3-，CO32-，碱度-CO32基于可氧化共性原理，说明有机化合物的数值。给水处理系统的测量方法被称为碳酸氢钾法，因此可以说是化学耗氧。用大邱表示。这个指标越小越好，说明水质好。9 .污泥堵塞指数(SDI):反渗透和纳滤流入胶体和颗粒污染程度的技术指标。这是设计RO/NF预处理系统之前必须测量的重要指标，在RO日常操作中应定期检查(通常建议每天检查3次指

10、标数)。沉积指数测量方法在美国材料工程协会ASTM标准测试方法D 4189-82中阐明。这个方法是：1。小心地将测试膜片放入测试薄膜盒中，用少量水弄湿膜片，拧紧o形圈，垂直放置盒式磁带。调整流入2.1 bar (30psi)的压力，立即测量开始过滤500 ml水样的时间t0，然后(连续部分，流入压力始终保持不变)3。入口压力为2.1bar(30psi)时连续4分钟。过滤15分钟后，继续记录相同500ml过滤所需的时间t15，保留膜过滤器以供进一步分析5。如果t15是t0的4倍，则SDI为5。如果水样完全堵塞隔膜，则SDI值为6.7或更高。原水的主要杂质、离子形式的非离子形式的悬浮物气体、非离子

11、形式的和悬浮物、沉积物、泥浆、污垢有机物质油、地质、微生物胶体硅在系统预处理中被去除并大量减少，从而溶于水的气体、二氧化碳(来自空气)氧(来自诸如化肥和粪的气体)甲烷离子杂质-洗涤剂和工业废水，例如水中经常出现的负离子、HCO 3-cl-so42-f-co32-NO3-silica(HSI O3-or SiO 2)、有机污染物、自然产生的复杂腐殖质和腐烂植物产生的棕褐色酸第二部分水处理专业技术术语水处理工艺介绍、水处理专业术语和工艺介绍多介质过滤：一般过滤是将原水中残留的固体颗粒和水分离的一种工艺手段。多介质过滤器去除粒状、悬浮物和胶体。这基于水经过过滤介质的床时粒子、悬浮物和胶体附着在过滤介

12、质的表面。过滤出水的水质取决于杂质和过滤介质的大小、表面电荷和形状、原水成分和运行条件等。SDI 155通常可以通过多介质滤波器设计和运行。使用细砂过滤器石英砂颗粒有效直径0.30.5mm、无烟煤过滤器粒子有效直径0.70.8mm石英砂填充无烟煤的双介质过滤器时，悬浮液等杂质进入滤层内部，产生更有效的深层过滤，以延长清洗间隔。过滤介质的最小设计总床深度不小于0.8米，双介质过滤器通常填充高0.6-0.8米的石英砂和高0.2-0.4米的无烟煤。预处理过滤系统最常用的过滤介质石英砂和无烟煤，过滤过程在水处理系统中的作用：一般用于处理供水的过滤过程，过滤后流出浊度满足后续系统水要求；在给水处理中，过

13、滤经常用作吸附、离子交换、膜分离法等预处理手段。在废水处理系统中，过滤经过生化处理后进行深度处理，过滤后，水再流向水中。过滤过程分为从上到下通过特定厚度的粒状介质构成的床层提供水的过滤和反冲洗过程，粒状介质之间存在大小不同的空隙，水中的悬浮物质被这些空隙阻止并去除。过滤材料，供水，过滤水，(1)过滤到一定程度的时候，过滤不能进行，需要反洗。反冲洗使水流上升，使过滤材料处于悬浮状态，使过滤器之间的空隙变大，将污染物与水流一起带走，反冲洗完成后过滤。所以过滤过程是间歇性的。(2)反冲洗、过滤机制可分为阻阻、重力沉淀和接触凝聚三种，1)给阻阻阻阻水流动的过滤材料浇水，颗粒大小较大的悬浮物粒子首先被切

14、断在表面过滤器的缝隙中，使这一层过滤器之间的空隙变小，阻止能力越来越高。结果，主要由切断的固体颗粒组成的滤膜逐渐形成，成为主要的过滤作用。这种效果属于阻挡层或筛分效果。2)重力沉降、供水通过过滤层时，许多过滤材料介质表面提供了巨大的沉降面积。1m3粒子大小为0.5毫米的过滤材料不接受400m2的水力精炼，形成了可用于悬浮物沉淀的有效区域数不清的小“沉淀池”。悬浮物在这里容易下沉。重力沉降强度主要取决于过滤直径和过滤速度。过滤器直径越小，沉降面积越大。过滤速度越小，水流就越顺畅。这些都有利于富裕物的定居。3)接触凝聚在过滤材料上有较大的表面积，因此与悬浮物的物理吸附很明显。此外，沙粒往往在水中表面带负电荷，吸附正电的铁、铝等胶体，在过滤表面形成带正电的薄膜，吸附带负电荷的黏土和多种有机胶体，在沙粒中产生接触凝聚。在大多数情况下，过滤材料表面还没有凝聚的胶体也起着接触碰撞的媒介作用，促进其凝聚过程。过滤过程，过滤过程包括过滤、反冲洗和情势恰克阶段：即阻止污染物；防止洗涤：即在过滤材料层冲洗污染物，恢复过滤能