《水的预处理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水的预处理.docx（11页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、水的预处理第三节水的预处理 我们知道，水的混凝处理后，其水质情况会发生以下变化： 除掉部分： 1、基本上除掉了水中悬浮物。 2、水中的有机物能除去60%-80% 。 3、降低了一部分重碳酸盐硬度，即降低了一部分重碳酸盐碱度。 4、除去水中胶态硅酸，约占全部硅酸的25%-50% 。 增加部分： 1、增加了SO42- ,等于加药量。 2、增加了CO2 。 3、增加了水中的非碳酸盐硬度。 4、水中的溶解固形物增加。 为满足后续处理反渗透或离子交换除盐时的水质要求，还需要对水进行进一步的预处理。 一、过滤过程与原理 将水自上而下通过装有粒状填料的设备，其中细小悬浮物被滤料吸附截留的过程。 滤料分层排布
2、，小颗粒的在上。由于上层砂砾排列致密，使悬浮物易于被其表面吸附、重叠和架桥形成滤膜。滤膜起主要过滤作用称为薄膜过滤。水进入滤层内部后，悬浮物在深层滤料的复杂空隙通道内更容易发生碰撞，从而被吸附截留，称之为渗透过滤或深层过滤。 失效滤料可以通过自下而上的反洗而再生。 二、过滤中的压力损失 测定出水浊度和水通过滤层的压降均可知滤池运行效果。出水浊度变化规律性不强，不能及时反映滤层的污染程度；后者因变化明显，测量方便而成为反映滤池运行效果的实际指标。 水流经滤层的压降与滤料污染程度和滤池的出力有关，二者的增加都会导致其值增大。在压降一定时，出力会随着滤料污染程度的增加而下降。 若保持滤池的出力不变，
3、随着滤料的污染加重，进水压力必须增大。压降过大，可能造成滤层局部破裂，过滤作用破坏，出水水质恶化，滤料污染加重，反洗时不易洗净，滤料结块等。 实际运行中，压降应比导致滤层破裂的临界值低很多。 三、滤料 工艺要求：粒度、机械强度和化学稳定性等。 常用滤料有石英砂、无烟煤和大理石等。 1、粒度 常用粒径和不均匀系数两个指标表示，在105烘干、筛分、称重、作筛分曲线而得 。 粒径：平均粒径d50和有效粒径d10，后者反映滤料中较细颗粒的尺寸。 粒径过大：滤层孔隙大，出水水质不好，且反洗强度要求较高，影响反洗效果，进而可能造成其它不良影响。 粒径过小：滤层通流阻力加大，水头损失上升过快。 不均匀系数：
4、K80=d80/d10。 滤料不均匀，反洗不易控制，且影响反洗效果。甚或加剧反洗后颗粒的上小下大分布，使水头损失上升，过滤周期缩短。 2、机械强度 反洗时滤料处于流化状态，颗粒间碰撞和摩擦，易造成颗粒的磨损或破碎。 磨损率和破碎率是常用的两个指标。其估算方法为： 取100g样品，筛分出0.5mm1mm的部分； 放入装有150mL水的容器内，置于实验室震荡24h； 再用0.5mm和0.25mm的筛子进行筛分。 通过0.25mm筛子的部分占总量的质量百分比为磨损率；介于0.50.25mm之间的部分占总量的质量百分比为破碎率。 有的国家规定：前者不得大于0.5%，后者不得大于4%。 3、化学稳定性
5、水与滤料化学反应会造成水质恶化，如pH9的水会使石英砂溶解，造成水中SiO2增加。 化学稳定性验证：一定条件下，用中性、酸性和碱性的水浸泡已预处理的滤料24h。若溶解固形物、耗氧和硅酸的增加量均不超过10mg/L，则可被接受。 一般情况下，中性和酸性水可用石英砂做滤料；碱性水则宜用无烟煤或半烧白云石，不能用石英砂。 4、颗粒形状 常用滤料非球形，其形状和表面积会多少影响通流阻力和过滤效果。球状度和形状因子是两个常用概念，它们互为倒数。前者为等体积的球和颗粒之间的表面积之比，其值1。 5、滤层孔隙率 孔隙率为孔隙与总体积之比，与颗粒形状、排布和均匀程度等有关。不规则滤料的孔隙率一般大于球形颗粒的
6、。孔隙率一般通过实验测定，计算公式为： me=1-rV 滤料总滤料真密度 四、运行的主要参数 滤速、过滤周期和截污能力等。 滤层体积 1、滤速 即空塔速度 是指单位时间里通过单位催化剂的原料的量，它反映了装置的处理能力。 2、过滤周期 两次反洗之间的实际运行时间。 3、滤层的截污能力 又称泥渣容量， 指单位面积的滤面或单位体积的滤料能去除悬浮物的质量，kg/m2 或 kg/m3。一般滤料粒径越大，截污能力就越大。 截污能力也与过滤水之前经过的处理方式有关。 五、影响过滤过程的主要因素 1、滤速 一般1012m/h。 小虽投资费用低，但达不到预期效果；大水质，压降，过滤周期缩短。 2、反洗 目的
7、：恢复滤料的过滤能力。 反洗水流自下而上，滤层膨胀，导致高度增加一定比例，此即滤层膨胀率。它可直观反映反洗强度，一般取2050%。 3、 反洗强度和反洗时间直接影响着反洗效果。滤层中污泥清洗不净，可能导致滤料结块，导致过滤效果不好。 反洗强度与滤料粗细、轻重和水温等因素有关。石英砂和无烟煤的反洗强度通常分别为 1518、1012 L/(m2s)。 一般在反洗时通入压缩空气擦洗，以提高清洗效果。擦洗时，一般设备水位控制在滤料层上面200mm处，擦洗强度为1020 L/(m2s)，时间取35 min。 3、水流均匀性 过滤和反洗时，都要求水流尽可能均匀。 进水管上的挡板保证进水的均匀性。 配水系统
8、对水流均匀性影响最大，其分为小阻力、中阻力和大阻力三类。 小阻力配水系统：水头损失3m，系统孔隙面积小，阻力较大，阻力分布中滤层和管道所占比例较小。故只要配水系统孔隙分布合理，即可基本保证水流均匀，故稳定性较好。 中阻力配水系统的阻力和性能介于上述两者之间。重力式滤池通常选择小阻力配水系统，要求其配水不均匀性不大于5%。 4、滤池滤料的结块 原因：反洗不彻底、原水水质变化等造成滤料中积累了污泥、油泥或微生物及其排泄物，并与之粘结成块。消除方法： 加强反洗。强度+时间+压缩空气擦洗，针对轻度结块。 卸出滤料人工清洗。 碱洗。针对油泥结块，把NaOH或Na2CO3溶液注入滤池静泡或进行循环冲洗。
9、酸洗。针对滤料上的重金属沉淀，一般使用盐酸，注意设备防腐和滤料对盐酸的稳定性。 氯清洗。针对微生物和有机物生长而致的结块。投加漂白粉和次氯酸钠，使水中活性氯达到4050mg/L，通过滤层，待排水中有氯臭味时，停止排水并静泡12d，杀死有关微生物后，再反洗。 为提高清洗效果，上述方法可几种结合使用。 5、单层滤料和多层滤料 单层：一种滤料；多层：多种滤料+分层聚集。 单层：反洗后颗粒分布上小下大。过滤主要依赖滤料表面形成的一层滤膜。滤膜会加大阻力，同时下部滤层的过滤功能没得到充分发挥。因此运行周期短，截污能力差。 双层：上层滤料密度小、颗粒大，下层的恰好相反，如无烟煤在上、石英砂在下。粒径上大下
10、小分布，破坏了滤层表面滤膜的形成，下层滤料的截污能力得以发挥。因而压降增加慢、截污能力强，运行周期长，滤速可适当提高。 双层滤料间分层不好，则不利于过滤。但混杂无法避免，一般认为混杂厚度为510cm是可以的，关键是其粒度和密度的选择。实际应用中，双层滤料的粒度和反洗强度可实验确定，反洗强度一般为1315L/(m2s)。 多层：多层滤床的粒径配比即上大下小的状态，有利于过滤过程，使滤料的截污能力得以充分地发挥；此外滤层下部滤料粒径小，其表面积较大，防止杂质穿透的能力强，从而保证滤水水质。 使用多层滤料时，要注意不同颗粒大小的级配和冲洗强度。级配要做到反冲洗后不同滤料分层良好，否则不同滤料混杂便会
11、丧失多层滤料的优点。 六、电厂水的预处理过滤设备 一体化净水器 特点：利用虹吸的形成和破坏，实现过滤和反洗的自动切换，虹吸装置只起控制作用。全自动的净水器不仅系统维修及维护的工作量小，且运行可靠稳定。 工作周期：从开始过滤到开始抽气，一般为几到十几小时。反洗形成时间和反洗时间分别为23min和45min。加药量可在0-155L/H进行调节。 反洗后不能正洗排水，影响初期出水水质，故在虹吸辅助管上常设强制反洗装置，在出水不合格时使用。 允许压降约为1520kPa；进水悬浮物不大于100mg/L时，出水的小于5mg/L。 工作原理 全自动的净水器沉降区分为上下两部分，主要是依据浅层沉淀理论，设置了
12、斜管加速沉降,下部沉降快速形成的大颗粒状絮体，在两层斜管之间由于水流方向发生改变，将会增加小颗粒絮体间的接触机会，在流经上层斜管时，进一步提高水质，沉淀池污泥一部分回流絮凝反应池，剩余污泥部分入污泥区，污泥定期外排。斜管清水区出水经波形多孔集水板集水，均匀分配给分配水箱，分配水箱出水进入滤池，进行过滤去除泄漏的微量悬浮物，出水经冲洗水箱进入蓄水池。该滤池采用反射板布水，多孔板集水，滤料为石英砂反冲洗为达额定水头损失后，自动虹吸反冲。 该净水器净水装置本身从反应、絮凝沉淀、集水、配水、过滤、体内反洗、排泥等一系列运行程序，均达到全自动运行的效果。原水在进入全自动净水器时，首先进入装置底部的配水区
13、，穿孔管布水的方式，确保净水设备布水均匀，每个微孔水流以一定的流速喷出，防止絮凝污泥的沉淀。 在反应区通过剩余污泥的循环回流,原水中的细小矾花与污泥进行充分接触,发生絮凝反应，使水中的小矾花逐渐状大,形成大颗粒絮状体，为斜管沉降创造有利条件,同时提高污泥的浓缩倍率,提高污泥区污泥含量,减少系统的自耗水率。净水器通过前级水的压力至后级滤池高位出水箱，出水系统采用中间出水确保系统出水的均匀性。由于进行均匀布水,水流速度的降低，并缓慢进入高浓度絮凝区, 絮凝区由于污泥浓度较高,前级混合后的原水在污泥的吸附作用下,进行彻底的混凝反应,形成絮状体悬浮物在一层斜管区进行整流,并起均匀布水及导流的功能,经充
14、分反应后絮状水体沿二层斜管倾斜方向往上流动，进入沉降区内,进行固液分离,沉积下来的污泥在重力作用下,沿斜管倾斜方向往下滑落,进入污泥区,滑落的矾花在导流斜管的水力作用下,被推到净水装置的泥斗内,而通过斜管澄清后的水则由净水装置上部配水装置,进入过滤室内，并由上而下通过滤料层、滤头汇集至装置底部的清水室,并由连通管通至装置顶部的清水池。 设备排泥：全自动净水器斜管区沉淀下的泥渣，经排泥阀定时排泥。反冲洗虹吸排污：斜管沉淀区出水经滤料层过滤一定时间后，由滤料层的运行阻力逐渐增大，过滤室水位逐渐上升，当水位上升至虹吸辅助管时，虹吸管内空气随着虹吸辅助管排水,将虹吸管内空气不断带走,形成负压,最终使虹
15、吸管内的水位接通,即形成虹吸，过滤室上室清水在清水层的静压及真空吸引下迅速反冲洗，装置内清水按照正常运行路径反方向返回，当清水经过滤料层时即开始对滤料进行反冲洗,反洗强度通过调节虹吸排水管管口的锥形调节板,预先设定反洗强度及反洗历时,反冲洗历时46分钟。反洗强度为1416L/m2.S。 双介质过滤器 多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清的过程，常用的滤料有石英砂，无烟煤，活性炭、锰砂等，主要用于水处理除浊，软化水，除盐水的前级预处理等，出水浊度可达3度以下。 过滤器反洗的注意事项： 当过滤器进出口压差0.
16、08MPa时，要进行过滤器的反洗。 在反洗时要注意反洗水量，一般反洗水量是正洗水量的2.54倍，通常选择3倍。 开反洗进水门时，要逐渐开大。 反洗前务必要进行空气擦洗，擦洗前要先放水至介质上200mm高。擦洗时空气的输入强度一般在1518L/m2s的压缩风。 强度过小，效果不好；强度过大，造成介质乱层塌陷。擦洗时间一般控制在35 min。 过滤器填料简介 石英砂： 水处理的沉淀和澄清过程，把水中一部分比较大的固体颗粒或容易沉降的杂质加以去除，但要进一步使水净化，就得利用过滤的方法，使水通过设备中从上而下、由小而大的不同颗粒滤料层后，将水中的细小颗粒、胶体、有机物等杂质截留下来，从而使水得到进一
17、步澄清和净化，降低水的浑浊度。根据设备水头损失的情况或过滤器运行时间确定过滤器的反冲时机。通过设备上所配置的各类阀体的开合对设备内部介质进行反冲洗，将沉淀在介质上的杂物冲洗干净后，设备随即进入新的过滤周期。 特点： 石英砂过滤器设备结构简单、运行可以实现自动控制、处理流量大、反冲次数少、过滤效率高、阻力小、操作维修方便等特点。 无烟煤： 无烟煤滤料是一种带吸附效果的滤料。无烟煤滤料其主要成分是C，由于炭本身具有很好的吸附效果，所以无烟煤滤料是一种带吸附效果的滤料，其吸附物质的强弱由含碳量来确定，对水、氧化物、醋酸、碱等具有较强的亲协力，是一种微水深度吸附剂，也是吸附极性分子的吸附剂。 无烟煤滤
18、料是具有许多空隙结构含碳的不定型颗粒，有许多毛细孔通道，这些孔道的外貌有较高的活性，能对气体，蒸汽,液体的水份具有很好的吸附效果，能去除水中的氟离子效果非常好。在一定条件下干吸附度可达70以下的露点，饱和可在175400加热除水而复生，配合石英砂，锰砂滤料进行水处理滤料，具有更好的效果，并且能多次反冲洗。 活性炭： 活性碳：多种含碳原料(木材、果壳、煤、沥青等)经脱水、碳化(300400，去除挥发分)，再经药剂(ZnCl2)或水蒸气高温活化(800900)后，得到的多孔碳质材料。果壳类活性碳在水处理中应用最好。活性炭可用于去除水中游离氯和有机物。 物理吸附的原理： 固体表面分子受力不均，产生表面张力，具有表面能，故可吸附外界分子，并降低其表面能。物理吸附是自发行为，可多层吸附，无需外界能量且放热，升温对其不利。 活性炭利用其物理吸附和表面催化作用，能较彻底地除去水中游离氯。但因会同时生成卤代烃类化合物(致癌)，故高Cl2含量的水不宜用它处理后供饮用。活性炭对水中有机物的吸附率约为2080%，去除效果与活性炭本身和水中有机物的组成等有关。 第四节 水处理工艺 一次水来水 混床 生水箱 一体化净水器 清水池 过滤器 阳床 中间水箱 阴床 除氧器 除盐水系统流程简图
