被搅拌器的涡轮提升到第二反应室。在水进入第二反应室时,水中的混凝剂已完成了电离、水解、成核,并已开始形成细小的凝絮,到第二反应室及导流室后,因流通截面增大,以及导流板防水流扰动的作用,使凝絮在稳定的低流速水中逐渐长大。水再进入分离室,此时水的流通截面更大,使水流速更缓慢,水中的凝絮由于重力作用渐渐下沉,从而达到与水分离的目的。分离出的清水流入集水槽,再由出水管进入滤池,泥渣回流循环或进入浓缩室定期排放。
2. 试述澄清池出水水质劣化的原因。 答:(1)水温较低,不利于混凝剂的水解、成核、吸附及聚沉等过程,因此,形成的絮凝体细小,不易与水分离沉降,水的澄清效果差,水温一般应不低于20℃。在调节水温时应保持±1℃/h,防止形成温度梯度导致水对流,造成出水浑浊。(2)当原水中离子含量或有机物偏高时,常常会使出水水质恶化,带有颜色和臭味,甚至使泥渣上浮。应调整进水流量,或适当增加加药量及泥渣回流量。(3)流量偏高,使水中凝絮因水流速偏高而无法聚集长大沉降分离,导致出水浑浊。(4)由于活性泥渣量偏少,混凝剂在成核接触凝聚、吸附和网捕作用的过程中的效力大大降低,导致出水水质恶化,可添加适量的活性泥。对水力循环澄清池可调节喉距来增加泥渣回流量,对机械搅拌澄清池,可调节搅拌器的转速来调节泥渣的提升量,或减少进水流量来溢流养泥。直到反应室内泥渣沉降比在15%~20%之间,出水澄清为止。(5)分离室内泥渣层太高而翻池。出水中带有大量泥渣和凝絮时,应增加泥渣浓缩池的排泥次数,或用底排排泥。 3. 除碳器除碳效果的好坏对除盐水质有何影响?
答:原水中一般都含有大量的碳酸盐,经阳离子交换器后,水的PH值一般都小于4.5,碳酸可全部分解CO2,CO2经除碳器可基本除尽,这就减少了进入阴离子交换器的阴离子总量,从而减轻了阴离子交换器的负担,使阴离子交换树脂的交换容量得以充分利用,延长了阴离子交换器的运行周期,降低了碱耗;同时,由于CO2被除尽,阴离子交换树脂能较彻底地除去硅酸。因为当CO2及HSiO3-同时存在水中时,在离子交换过程中,CO2与H2O反应,能生成HCO3-,HCO3-比HSiO3-易于被阴离子交换数值吸附,妨碍了硅的交换,除碳效果不好,水中残留的CO2越多,生成的HCO3-量就多,不但影响阴离子交换器除硅效果,也可使除盐水含硅量和含盐量增加。 4. 离子交换器在运行过程中,工作交换能力降低的主要原因是什么?
答:新树脂开始投入运行时,工作交换容量较高,随着运行时间的增加,工作交换容量逐渐降低,经过一段时间后,可趋于稳定。出现以下情况时,可导致树脂工作交换能力的下降。
(1) 交换剂颗粒表面被悬浮物污染,甚至发生黏结。
(2) 原水中含有Fe2+、 Fe3+、Mn2+等离子,使交换剂中毒,颜色变深。长期得
不到彻底处理。
(3) 再生剂剂量小,再生不够充分。 (4) 运行流速过大。
(5) 树脂层太低,或树脂逐渐减少。 (6) 再生剂质量低劣,含杂质太多。
(7) 配水装置、排水装置、再生液分配装置堵塞或损坏,引起偏流。
离子交换器反洗时,反洗强度不够,树脂层中积留较多的悬浮物,与树脂黏结在一起,形成泥球或泥饼,使水偏流。
5. 反渗透运行中膜容易产生哪些污染?应如何进行清洗?
答:反渗透膜在运行中容易受金属氧化物的污染,譬如铁污染,可以采用0.2mol/L的柠檬酸铵,PH=4~5并以15L/min流量循环清洗,如果膜产生结垢现象,譬如钙的沉积
物,可以用1%~2%的盐酸以5L/min流量循环清洗,但对于CA膜,PH应不低于2,当膜受到有机物、胶体的污染时,可以采用EDTA,磷酸钠并用氢氧化钠调PH为10左右,以40L/min流量循环清洗,当膜受到细菌污染,可以用1%的甲醛溶液以15L/min流量循环清洗。在循环清洗时,维持压力在0.4MPa。反渗透的清洗一般都需要接临时系统,原则上应分段清洗,清洗的水流方向和运行方向一致,一个清洗步骤完成后应进行水冲洗,再转为另一个步骤。清洗的温度不应超过40℃。一般情况,每一段循环时间可为1.5h.。当反渗透膜污染严重时,清洗第一段的溶液不要用来清洗第二段,应重新配制。为提高清洗效果,可以让清洗液浸泡膜元件,但不应超过24h。在清洗过程中应检测清洗液的PH值,清洗液的颜色变化等。对于反渗透的清洗,以及清洗条件应向供应商咨询,以便对膜本身更有针对性。 6. 如何采取措施减缓锅炉运行阶段的腐蚀?
答:1)减少凝结水和给水系统内的腐蚀产物,可以采取如下措施:(1)给水校正处理,将给水PH值控制在8.8~9.3,减少给水中铁和铜的含量。(2)做好给水系统及加热器的停用保护。在锅炉停用期间,如未采用防腐措施,炉前的氧腐蚀产物在下一次启动期间将进入锅炉,造成二次产物的腐蚀。
2)减少腐蚀性污染物进入锅内:(1)避免凝汽器泄漏。如发生泄漏,应及时查漏、堵漏。(2)保证补给水水质合格。
3)认真做好炉水校正处理。采用低磷酸盐处理或全挥发处理,以达到减缓锅炉腐蚀的目的。
7. 补给水除盐用混床和凝结水处理用混床二者结构和运行上有何不同? 答:(1)所使用的树脂要求不同,因高速混床运行流速一般在80~120m/h,故要求的树脂的机械强度必须足够高,与普通混床相比,树脂的粒度应该较大而且均匀,有良好的水力分层性能。在化学性能方面,高速混床要求树脂有较高的交换速度和较高的工作交换容量,这样才有较长的运行周期。
(2)填充的树脂的量不同,普通混床阳阴树脂比一般为1:2,而高速混床为1:1或2:1,阳树脂比阴树脂多。
(3)高速混床一般采用体外再生,无需设置酸碱管道但要求其排脂装置应能排尽筒体内的树脂,进排水装置配水应均匀。 (4)高速混床的出水水质标准比普通混床高。普通混床要求电导率在0.2μs/cm以下,高速混床为0.15μs/cm以下,普通混床二氧化硅要求在20μg/L以下,高速混床为10μg/L以下。
(5)再生工艺不同,高速混床再生时,常需要用空气擦洗去除截留的污物,以保证树脂有良好的性能。
8. 除盐水箱污染后应如何分析与处理? 答:除盐水箱污染一般原因:
(1) 电导率表失灵,或在线硅表失灵,值班人员没有密切监视,使已超标的水
继续送往除盐水箱。
(2) 试验药剂有问题造成试验不准,误将不合格的水当作合格的水继续送往除
盐水箱。
(3) 再生时阴床出水阀没有关严或泄漏,使再生液通过阴床出水母管漏入除盐
水箱。
(4) 误操作,将再生的设备投入运行。 (5) 混床在再生过程中出口门没有关严。
(6) 树脂捕捉器缺陷,造成碎树脂进入热力系统。
处理方法如下:
1) 立即将已失效的固定床停止运行,并停止由此水箱输送补给水,尽快找出除盐
水箱污染的原因。如水箱均已污染,应排掉除盐水箱的水,冲洗后注入质量合格的除盐水。
2) 如不合格的除盐水已送入锅炉,应快速排污、换水。如炉水PH较低,显酸性,
应加NaOH进行中和处理。如炉水很差,不能很快换水合格,应停炉,排净炉水。
3) 仔细分析检查混床出水阀及阴床出水阀是否完好严密,有缺陷的,应消缺处理。 9. 如何在机组运行中,保持较好的蒸汽品质? 答:(1)尽量减少锅炉水中的杂质。具体措施有:1、提高补给水质量,2、减少凝汽器泄漏,及时堵漏,降低凝汽器含氧量,3、防止给水系统的腐蚀,4、及时对锅炉进行化学清洗。
(2)加强锅炉的排污。做好连续排污和定期排污工作。
(3)加强饱和蒸汽各点含钠量的监督,及时判断汽包内部装置是否发生缺陷,改进汽包内部装置,包括改进汽水分离装置和蒸汽清洗装置。
(4)调整锅炉的运行工况。包括调整好锅炉负荷、汽包水位、饱和蒸汽的压力和温度、避免运行参数的变化速率太大,降低锅炉水的含盐量等。 10. 在除盐设备运行中应注意哪些问题? 答:操作方面:
(1) 在设备再生时,应保证再生的条件 (2) 定期进行设备的大反洗工作。 (3) 经常检查树脂层高度。 设备方面:
(1) 除碳效果。效果差将影响阴床正常运行。 (2) 选用最佳的石英砂垫层。 (3) 树脂层的高度是否合适。 (4) 阴床内严禁混有阳树脂。 水质方面:
3+3+
(1) 防止有机物和Fe和Al等杂质的污染。 (2) 注意原水的温度、PH值及其各种离子含量。 五、 计算题:
1、阳离子交换器直径1.5m,树脂层高2m,原水阳离子总量4mmol/L,周期制水量800t,每再生一次用酸量200kg,试计算树脂的工作交换容量、再生水平、酸耗。
23
解:树脂的工作交换容量为:800×4/(3.14×1.5×2/4)=906 (mol/ m)
23
再生水平为:200/(3.14×1.5×2/4)=57(kg/ m) 酸耗为:200×1000/800×4=62.5(g/mol)
33
答:树脂的工作交换容量为906 mol/ m,再生水平为57kg/ m,酸耗为62.5g/mol。 2、一台氢型强酸阳离子交换器的直径2.5m,采用浓度1%的硫酸溶液再生,每次再生耗用96%的硫酸400kg,再生时间1h,求此交换器再生流速多少? 解:再生液体积
3
V=400×96%÷1%=38400(L)=38.4(M)
交换器截面积
222
A=∏d/4=0.785×2.5=4.9(M)
再生流速
V=V/At=38.4/4.9=7.84(m/h)
答:此交换器再生流速为7.84m/h。 3、某电厂一台机组的功率200MW,锅炉燃煤平均发热量达28000kj/kg,若发电效率30%,试求(1)该电厂每昼夜要消耗多少吨煤?(2)每发1kWh的电量要消耗多少千克煤?
38
解:功率200MW机组每小时完成功需的热量为:200×10×3600=7.2×10(kJ)
每千克煤实际用于做功的热量为:28000×0.3=8400(kJ/kg)
8
机组每小时耗煤量为:7.2×10/8400=85.7(t) 每昼夜耗煤为:85.7×24=2056.8(t)
每发1kWh的电量要消耗的煤量1×3600/8400=0.428(kg)
答:每昼夜要消耗2056.8吨煤,每发1kWh的电量要消耗0.428千克煤。
4、某阴床入口水中SiO2为6.6 mg/L,酸度为0.6 mmol/L,残余CO2为0.25 mmol/L,周期制水量为2000t,再生一次用40%NaOH500kg,求碱耗与比耗。
解:碱耗=(500×40%×1000)/[2000×(6.6/60+0.25+0.6)]=104.2 (g/mol) 比耗=104.2/40=2.6
答:碱耗为104.2 g/mol,比耗为2.6。
5、取某一经石灰处理的原水水样50mL,用c(1/2 H2SO4)=0.1 mol/L的溶液滴定至酚酞指示剂无色,消耗H2SO40.35mL,继续滴定至甲基橙橙色,又消耗0.2mL H2SO4溶液,试问水中含有何种阴离子,其浓度各为多少?
解:酚酞碱度P=0.1×0.35÷50×1000=0.7(mmol/L)
甲基橙碱度M=0.1×(0.35+0.2)÷50×1000=1.1(mmol/L)
2-
因为2P>M,水中只有CO3和OH- 2-
CO3=2×(1.1-0.7)=0.8(mmol/L) OH-=1.1-0.8=0.3(mmol/L)
2-
答:水中只有CO3和OH-阴离子,浓度分别为0.8(mmol/L),0.3(mmol/L) 六、 画图题:
1、画出混床内部装置结构示意图 进 答: 水 1——进水装置 2——进碱装置 3——中排装置 4——出水挡板 5——分层后阴树脂 6——分层后阳树脂 7——多孔板与水帽 8——支撑管
出
水
2、画出机械搅拌澄清池结构示意图 答:
出水
排污 排污
3、画出反渗透两级处理预除盐系统流程示意图
进水
1——进水管 2——进水槽
3——第一反应室(混合室) 4——第二反应室 5——导流室 6——分离室 7——集水槽 8——泥渣浓缩室 9——加药管
10——机械搅拌器 11——导流板 12——伞形板