1、水的物理化學性質一、水的物理化學特性1、水分子的結構：2、水的特性：（1）水的締合作用與密度（2）水的表面張力（3）水的熱性質（4）黏度與流動性（5）水的導電性能（6）水的光學性質（7）鹽類離子的水化作用二、物質在水中的溶解：水是良好的溶劑，對多種鹽類與氣體均具有良好的溶解能力，這一種性 質對人類的生存及生產均有著十分密切的關系。1、水對鹽的溶解2、水對氣體的溶解：有多種氣體能溶于水中，其中有常見氣體在不同溫度下溶解3、水的電離及其平衡天然水的特性及在電廠中的應用一、環境水體水的分布與循環二、天然水體的雜質天然水體中的水均含有多種雜質，歸納起來可分為三大類：懸浮物、膠體物 及溶解物。1、懸浮物

2、 2、膠體物 3、溶解物（1）鹽類溶解物 （2）溶解氣體 （3）有機物水質特性指標表示方法及含義一、水質特性指標的表示方法水質特性的各項指標通常均可用符號表示，其中硬度、溶解固形物、化學耗氧量等是采用英文名 稱的第一個大寫字母表示。水中雜質種類很多，其中最為重要的特性指標是pH值、電導率、溶解氧、硬度、二氧化硅含量、 納含量、鐵含量、氯離子含量、銅含量等。二、主要水質特性指標的含義1、總固形物與總溶解固形物總固形物是指水中存在的全部固態物質，而總溶解固形物是指溶解組分的總量。懸浮物=全固形物-溶解固形物2、含鹽量與電導率（1）含鹽量（2）電導率3、酸度和堿度（1） 酸度它們與堿標準溶液作用至一

3、定pH值所消耗的量定為酸度。（2） 堿度堿度是指水中所含能與強酸定量作用的物質的總量。4、溶解氣體氧及二氧化碳（1）氧氣（2）二氧化碳（3）二氧化硫5、硬度水中除堿金屬以外的金屬離子鈣、鎂、鐵、鋁、鋇、鍶、鋅等離子的總和即為硬度。（1）碳酸鹽硬度（2）非碳酸鹽硬度（3）負硬度6、有機物與化學耗氧量天然水體中的機物種類很多，組成十分復雜，無法分別測定，就是測定有機物總量也很困難。（1）化學耗氧量（COD）（2）生化需氧量（BOD）（3）總有機碳（TOC）電廠熱力系統中各種水的含義（1）原水：電廠選作水源未作任何處理的水，視不同地區而不同，一般為江水、湖水、水庫水 或城市自來水網的水。（2）補給水

4、：原水經過各種工藝處理后補充鍋爐汽水損失的水。（3）給水：進入鍋爐的補給水又經過除氧及調節PH值等工藝處理后送進鍋爐的水。（4）爐水：給水進入鍋爐后，在鍋爐本體蒸發系統中通常采用各種磷酸鹽處理工藝流動的水。（5）凝結水：鍋爐產生的蒸汽進入汽輪機，做完功后經冷凝下來的水稱為冷凝水，它又進入熱力系統作為鍋爐給水的主要來源。（6）疏水：在熱呼系統中，供加熱器加熱的蒸汽冷凝后的水，也包括停機運行時蒸汽系統中冷 凝下來的水。（7）其它生產用水：這里包括煤場用水 和各車間生產用水。（8）生活用水：生活用水指非生產用水。水的處理水的預處理混凝處理、沉降、沉清和過濾處理，就是以除去這些雜質為主要目的，使水中懸

5、浮物的含量降至 25mg/L以下，即得到澄清水，習慣上稱它們為水的預處理。水的混凝處理混凝處理就是在水中投加適當的化學藥劑，使水中微小的懸浮物以及膠體結合成大的絮凝體，并 在重力作用下沉淀分離出來。投加的化學藥劑稱為混凝劑。一、膠體的穩定性與脫穩1、膠體的穩定性膠體是顆粒直徑在1100nm之間的微粒，由膠體微料與分散介質（水）所組成的分散體系稱為膠 體體系。膠體的脫穩：膠體失去聚集穩定性的過程稱為膠體脫穩。膠體脫穩的方法按其作用機理，可分為：投加電解 質；投加與天然水中膠體電荷相反的膠體；投加高分子絮凝劑。二、混凝劑及助凝劑1、混凝劑常用的混凝劑有鋁鹽和鐵鹽兩類：（1）硫酸鋁（2）聚合鋁（3）

6、硫酸亞鐵（4）聚合硫酸鐵2、助凝劑有時為了提高混凝效果，在加混凝劑的同時，還加少量的助凝。（1）調整pH值（2）氧化作用（3）增大絮凝物的粒度、密度和牢固性水的過濾處理天然水經混凝沉淀和沉清處理后，水中大部分懸浮物和膠體雜質被除去，但仍殘留有少量的細小 懸浮顆粒。如果這樣的水直接進入下一步的離子交換處理（或電滲極、反滲透、電除鹽），會很快將離 子交換劑（或膜）污染，降低其交換（或分離）能力，因此須作進一步處理。水通過濾料層除去其中懸浮雜質的工藝稱為過濾，顆狀濾料過濾、膜狀濾料過濾、線狀濾料過濾。一、過濾機理：過濾機理概括有以下三種作用：（1）機械篩濾作用（2）慣性沉淀作用（3）接觸絮凝作用二、

7、濾料及濾層用于過濾的多孔材料稱為過濾介質或濾料，過濾設備中堆積的濾料層稱為濾層。濾料和濾層厚度對 過濾起重要作用。1、用作濾料的物質，應具備以下條件：化學性能穩定、截污容量大、機械強度好、粒度適當等。 水處理中常用的粒狀濾料有石英砂、無煙煤粒、活性炭、大理石料、磁鐵礦和瓷砂等。2、濾層濾層厚度是指濾料在過濾設備中的堆積高度。3、濾層中濾料的排布方式與過濾效果（1）上向流過濾（2）雙向流過濾（3）雙層及多層濾料過濾二、過濾工藝：過濾時，水中懸浮雜質被留，隨著濾層中雜質截留量的增加，水流過濾層時的水頭損失也相應增加， 當水頭損失增加到一定程度以致影響產水量或出水質達不到要求時，濾池（過濾器）便停止

8、過濾崦進行 反沖洗。反沖洗時，水由下而上穿過濾料層，濾料在水流中處于懸浮狀態，濾料得到清洗。清洗結束后，過 濾重新開始。因此，過濾處理是過濾和反沖洗兩個過程的交替循環操作。（一）過濾1、過濾過程失效點是由濾層特性和操作條件決定的。從出水水質來看，失效點是過濾后期出水合格與不合格的 分界點。2、過濾終點及判斷指標3、過濾速度（二）反沖洗1、反沖洗方法：2、反沖洗原理：3、水流的均勻性：三、過濾設備過濾設備按承壓情況分壓力式和重力式兩大類，前者一般稱過濾器，后者一般稱濾池。（一）壓力式過濾器1、過濾器結構（1）進水裝置（2）配水系統2、工作過程：過濾器的一個運行周期包括：過濾一反洗一正洗（二）LL

9、Y高效過濾器該過濾器是以丙綸絲纖維為過濾介質的纖維具有強度高、化學穩定性好（耐酸、堿和耐腐蝕）、吸 水率低、表面積大、水流阻力小等特點。它在結構上無活性基團，對水中懸浮物的吸附屬干物理吸附， 容易清洗。因此，它是一種比較理想的過濾材料。目前應用較多的是浮動纖維過濾器1、結構：2、工作過程：3、高效過濾器的特點：（1）截污容量較大（2）出水水質好（3）過濾阻力較小（4）流速高離子交換除鹽天然水經凈水站處理后，除去了水中的懸浮物、膠體和大部分有機物，但水中的溶解鹽類并沒有改變， 因此用于鍋爐補給水時，還必須進一步處理。除去水的溶解鹽類最為普通的方法是離子交換法。一、離子交換椿樹脂1、離子交換樹脂的

10、組成：2、離子交換樹脂的合成：3、離子交換樹脂的分類：二、離子交換樹脂的性能指標：離子交換樹脂在水處理中能得以廣泛應用，是因為它具有離子交換的性能和交換的可逆性。為了 滿足水處理應用中的需要，人們制定了離子交換樹脂的性能指標和相應的標準。1、粒度：離子交換樹脂應顆粒大小適中。2、密度：離子交換樹脂的密度是指單位體積樹脂所具有的質量。（1）濕真密度：（2）濕視密度：3、含水率：樹脂的含水率單位質量的濕樹脂（除去表面水份后）所含水分的百分數。4、溶脹和轉型體積改變率：當將干的離子交換樹脂浸入水中時，其體積會膨脹，這種現象稱為溶脹。5、交換容量：交換容量是表示離子交換樹脂能力大小的一項性能指標。6、

11、機械強度：樹脂的機械強度是指樹脂在各種機械力作用下，抵抗破壞的能力。7、耐熱性：各種樹脂所能承受的溫度都有一個最高極限，超過此溫度，樹脂的熱分解就很嚴重。8、抗輻射性： 離子交換樹脂也像其他一些高分子化合物一樣，在射線作用下能引起輻射破壞。離子交換器及其運行一、順流再生離子交換器順流再生離子交換器是離子交換裝置中應用最早的床型，這種設備運行時，水流自上而下通過樹脂層;再生時，再生液也是自上而下通過樹脂層，即水和再生流的流向是相同的。1、交換器的結構體內設有進水裝置、排水裝置和再生液分配裝置。（1）進水裝置（2）排水裝置（3）再生液分配裝置順流再生離子交換器的運行通常分為五步，從交換器失效后算起

12、為：反洗、進再生液、置換、正 洗和制水。這五個步聚組成交換器的一個運行循環，稱運行周期。膜法除鹽膜法除鹽是指在某一推動力作用下，利用特定膜的透過性能分離水中離子、分子或膠體，使水得以凈化 的膜分離技術。反滲透脫鹽的基本原理：反滲透是從動植物細胞膜的滲透現象中得到啟發而開發出來的一門新的水處理技術。細胞膜對物 質的透過具有選擇性。有許多人造或天然膜對于物質的透過也有選擇性。醋酸纖維素膜，水容易透過它， 而鹽難以透過它。一、反滲透脫鹽的基本條件：在一定溫度下，用一張易透水而難透鹽的關透膜將淡水與鹽水隔開。其滲透方向和自然滲透方向相 反，因此稱其為反滲透。反滲透過去的水分子隨壓力增加而增多。反滲透脫

13、鹽必須滿足兩個基本條件：半透膜具有選擇地透水而不透鹽的特性;鹽水與淡水兩室 間的外加壓差（AP）大于滲透壓（），則（P-X!）0。這里符合的半透膜通常稱之為反滲透膜。目前，反滲透膜多用高分子材料制成，常見的是芳香聚 酰胺反滲透膜和醋酸纖維素反滲透膜。二、滲透壓：滲透壓是選擇操作壓力和設計分離裝置的重要依據。滲透壓是溶液的一種固有特性，它隨溶質的種 類，溶液濃度和溫度而變。三、操作壓力：操作壓力是指反滲透裝置的實際運行壓力，它由滲透壓、反滲透裝置的水流阻力、維持膜足夠的透 水速度所必需的推動壓力所決定。反滲透膜一、反滲透膜材料膜的分離性能與膜材料的分子結構密切相關。人們根據反滲脫鹽的要求，從大量

14、的高分子材料中 篩選出醋酸纖維素（CA）和芳香族酰胺（PA）兩大類膜材料。目前使用最多的是芳香族聚酰胺膜，pH值使用范圍可以擴展到311，但對水中游離氯比較敏感。復合膜的特征是由兩種以上的材料制成的，它是一層由很薄且很致密的活性層與多孔支撐層復合 而成的。多孔支撐層又稱基膜，起到增強機械強度的作用；致密層也稱表皮層，起脫鹽作用，故又稱脫 鹽層；有的將致密層稱為活性層、功能層。二、反滲透膜的結構、分類：1、膜的結構：膜的結構包括宏觀結構和微觀結構。前者是指膜的幾何形狀，主要有板式、管式和中空纖維式三種； 后者是指膜的斷面結構、結晶狀態和高分子鏈的取向等。2、膜的分類：膜的分類方法有多種。按膜材料

15、主要分為醋酸纖維素膜和芳香聚酰胺膜；按制膜工藝可分為溶液相 轉化膜、熔融相轉變膜、復合膜和動力膜；按膜結構特點可分為相膜、非對稱膜和復合膜。三、反滲透膜的性能：1、物質適移系數是表示反滲透裝置運行時濃差極化的指標。生產實際中是通過保持足夠的濃水流量來減輕濃差極化的。濃水流量的最低限值稱為最小濃水流 量。2、脫鹽率：脫鹽率又稱除鹽率，通稱分離度、截留率。定義為經反滲透分離后鹽的除去率。反滲透膜的脫鹽率 一般大于99%。3、透過速度：在單位時間、單位膜面積上透過的水量稱水通量，又稱透水速度，通過溶劑透過速度，用Jw表現。當操作壓高，膜孔隙大，水溫高，鹽濃度低時，Jw大。濃差極化嚴重時，Jw明顯下降

16、。4、流量衰減系數：即便在正常運行條件下，反滲透膜也會在壓力的長期作用下，隨著運行時間的延長孔隙率緩慢減少， 水通量緩慢下降，這種現象稱為膜的壓密。5、回收率：反滲透從鹽水中獲得的淡水分率稱回收率，例如回收率65%表示從lt鹽水中分離出0.65t淡水。6、耐氧化能力：膜的耐氧化能力與膜材料有關。芳香聚酰胺膜和復合膜比醋酸維素膜更易受到水中氧化劑的侵蝕。7、抗水解能力：抗水解能力與高分子材料的化學結構和介質性質有關。當高分子鏈中具有易水解的-CON、-COOR、-CN、-CH -O等時，就會在酸或堿的信息處理上發生水解或降解反應，于是膜被破壞。2反滲透裝置反滲透應用于水處理工程，除膜本身外，還需

17、要兩個配套部件：淡水室和濃水室（兼原水室）。反滲透 必須與其他器件一起才能組合成具有引進高壓鹽水和收集淡水功能的設備。通常按水處理工藝需要，將 多個膜元件組合起來形成一個較大的脫鹽單元，這種單元稱膜組件。一、卷式反滲透膜元件（膜組件）卷式膜元件和膜組件是應用最廣泛的反滲透構件之一。1、特點：（1）水流通道由隔網空隙構成，水在流動過程中被隔網反復切割反復匯集呈波浪狀起伏前進，提 高了水流紊動強度，減少了濃差極化。（2）水沿膜表面呈薄層流動。這種薄層流動的設計提高了膜的裝填密度，也有利于降低膜表面的 滯流層厚度，同時有利于減少濃差極化。（3）膜的裝填密度比較高，僅次于中空纖維膜組件。（4）抗污染能

18、力比中空纖維式強。（5）水流阻力介于管式與中空纖維式之間，當隔網中流速為0.25m/s，水頭損失一般為0.10.14Mpa。2、結構膜元件核心部分由膜、進水隔網和透過水隔網圍中心管卷繞而成膜、進水隔網和透過水隔網排列。3、性能一般用下列指標表示膜元件的性能：脫鹽率、水通量以及脫鹽率和水通量的年衰減速度。4、使用條件為了保證膜長期穩定安全運行，膜生產廠家規定了使用膜元件時所限制的條件，包括：操作壓力、 進水流量、溫度進水pH值范圍、進水濁度、進水SDI、進水余氯、濃縮水與透過水量的比例和壓力損失 等。（1）操作壓力（2）進水流量（3）濃水流量（4）溫度（5）進水pH值范圍（6）進水濁度（7）進水

19、SDI SDI污染指數（Fouling Index簡稱FI），又稱淤塞指數，它是表示微量固體 顆粒的水質指標。（8）進水余氯（9）單支膜元件的濃縮水與透過水量的比（10）單支膜元件壓力損失（11）膜元件的允許透水量二、中空纖維膜組件廣義地進，中空纖維膜組件是管式膜組件的一種特殊形式。中空纖維反滲透膜的外徑一般為40250 um，超濾膜外徑一般大于0.5啞。外徑與內徑之比值為24。1、特點中空纖維膜組件具有如下特點：（1）裝填密度高（2）無支撐體（3）壓力損失大（4）清洗困難（5）不能更換單根纖維膜2、結構中空纖維膜組件類似列管式換熱器，許多根中空纖維成捆形成一種圓柱形纖維束，放入一種圓筒形 耐

20、壓容器中，或者將其彎曲成U形后放入耐壓容器中。反滲透裝置運行及維護：一、反滲透裝置運行：反滲透裝置的工作過程大致可劃分為四個階段：啟動、運行、停機和低壓沖洗。啟動階段。是反滲透裝置由停機狀態向正常運行狀態的過渡，實際上是對反滲透系統的沖洗過程，即將RO裝置充滿水，排除空氣，排放不合格的淡水。沖洗時間一般為60s左右。運行階段。就是當沖洗至淡水質量達到要求后，停止排放淡水，向淡水箱或后續系統供應淡水的過程，是反滲透系統生產淡水的過程。停機階段。是反滲透裝置由正常運行狀態轉入停止運行狀態的過程，主要特征是高壓泵停止運轉。低壓沖洗。又稱停機沖洗，此階段是用淡水置換濃水的過程，即用淡水沖洗反滲透裝置，

21、直到濃水側排水水質與淡水水質基本相同為止，時間通常為10min。啟動RO設備時，應緩慢開啟進水閥，防止反滲膜因壓力的瞬間突增而破壞。運行中應注意背壓， 避免膜的淡水側力高于進水及濃鹽水側的壓力。不論運行還是停運，都必須防止反滲透膜的脫水，因為 反滲透膜一旦脫水，會造成不可恢復的損傷。二、膜污染膜污染是指被處理溶液中的微粒、膠體粒子或溶質與膜發生相互作用，或因濃差極化使某些物質 在膜表面濃度超過其溶解度而引起這些物質在水流通道、膜表面或膜孔內吸附、沉積，造成孔道或水流 通道變小或堵塞的現象。1、污染物類型水源不同，污染物類型不同，清除污染物的方法也不同。（1）按主要化學成分分類有以下幾種：1）碳

22、酸鹽型2）硫酸鹽型3）金屬氧化物型4）硅酸型5）生物型6）有機型2、防止膜污染的一般方法：（1）進水預處理：1）加熱2）調節pH值3）除去多價離子4）添加穩定劑5）預過濾6）加入離子隱蔽劑鍋爐水處理及水質控制鍋爐給水處理與水質控制鍋爐給水主要由凝結水、疏水及補給水組成，這其中包括凝結水泵、低壓加熱器、除氧器、給水 泵、高壓加熱器及省煤器等主要設備。一、給水系統中的主要設備1、熱力除氧器熱力除氧器是給水系統中最重要的設備，是保證給水水質的關鍵性裝置。給水除氧通常需要采用兩種方法來實施，首先通過熱力除氧器除去給水中絕大部分的氧，然后再 采用化學除氧劑，通常為聯氨，以進一步消除給水中殘存的氧，使給水

23、中溶氧保證能降至標準規定的7 ug/L以下。2、加熱器加熱器分高壓加熱器及低壓加熱器。它們是由許多銅管或鋼管及外殼組成的，水在管內通過，被 管外的蒸汽所加熱。在給水泵以前的加熱器，由于通過的凝結水壓力較低，故稱為低壓加熱器，而給水 泵后的加熱器通過的給水壓力高，故稱為高壓加熱器。3、水泵熱力系統中的給水泵、凝結水泵及爐水泵等均是熱力系統中的重要輔助設備。給水泵的作用是將給水打入鍋爐，給水中斷可能使鍋爐受到嚴重損害，故給水泵必須有很高的運 行可靠性。4、省煤器省煤器是由布置在鍋爐尾部煙道中的蛇形管所組成，其作用是利用煙氣余熱提高給水溫度。二、給水處理方法1、溶解氧熱力設備的材質主要為碳鋼，碳鋼在

24、水中的腐蝕主要是由電化學腐蝕過程，也就是金屬表面在導 電介質（給水中）因電化學作用而產生破壞。2、二氧化碳給水來源于凝結水、疏水及補給水，它們均含有一定量的二氧化碳。特別是在疏水中，由于大量 空氣溶入，所以二氧化碳含量更高一些。給水經熱力除氧后，還要輔以化學除氧，通常采用聯氨作為除氧劑。在給水處理中，去除溶氧及 二氧化碳就成為關鍵性要求。3、電導率電導率能夠方便、快捷地反映給水中含鹽量的高底。給水中的含鹽，如含硅、含鈉、含鐵、含銅 等雜質終將在爐水中得到濃縮，并有部分帶入蒸汽，因而就可直接導致鍋爐管腐蝕及汽輪機通流部位積 鹽，對機組的安全運行帶來嚴重影響。(二)給水處理方法給水處理方法有很多，

25、汽包鍋爐與直流鍋爐也不盡相同。1、給水的化學除氧給水通過熱力除氧器可將其中絕大部分溶氧除去，然后再輔以化學除氧，即往水中加入可以與氧 反應的還原性藥劑，將給水中的溶氧降至更低水平。2、給水的加氨處理加氨處理時必須維持下述條件，以獲得最佳的處理效果。加氨量不宜過多，通常給水中允許氨含量為12mg/L，以減少氨在凝汽器局部的富集，造 成銅管的氨蝕。加氨處理與聯氨處理往往一并進行，這樣處理的給水中銅、鐵含量明顯降低。要根據運行水化學工況要求來調整加藥量，根據不同情況選擇合適的加氨點，氨可加入給水、 補給水、凝結水，甚至直接加入汽包中。鍋爐爐水處理與水質控制一、鍋爐水汽系統鍋爐由兩大部分組成：一為鍋，

26、即鍋爐的汽水部分；二為爐，即鍋爐的燃燒部分。1、汽包汽包是鍋爐的核心部件。汽包與上升管、下降管及下聯箱組成循環回路。同時，它又接受由省煤器 送入鍋爐的給水，當給水被加熱形成蒸汽后，又向過熱器輸送飽和蒸汽，故它是加熱、蒸發、過熱三個 過程的連接樞紐，是汽包鍋爐中最為關鍵的設備。汽包中裝有各種設備，如汽水分離裝置、清洗裝置、排污裝置、加藥裝置等，以保證蒸汽品質。2、水冷壁管水冷壁管是輻射蒸發受熱面。3、下降管下降管的作用是把汽包中的水連接不斷地送入下聯箱，供給水冷壁。由于下降管布置在爐墻外，不受熱，一方面提高循環的可靠性，另一方面又保護了爐墻。4、過熱器與再熱器過熱器是鍋爐的重要組成部件，它的作用

27、是將飽和蒸汽加熱到一定溫度的過熱蒸汽。二、爐水的水質要求運行中鍋爐排放高含鹽量的爐水，即為鍋爐排污，鍋爐排污又分為連續排污與定期排污兩種。所謂連續排污，其目的是為了排出爐水中部分鹽分，使爐水含鹽量保持在規定的范圍內，定期排污 的目的是為了排除爐水中的沉淀物，調整爐水水質，以補連續排污之不足。爐水水質直接關系到蒸汽質量。爐水主要控制指標是pH值、磷酸根（磷酸鹽處理）、電導率、二 氧化硅、氯離子、鐵、銅等項目，特別是前四項。在爐水水質各項控制指標中，pH值至關重要，為了防止爐管的腐蝕，爐水pH值必須加以嚴格控制。2、爐水處理方式爐水處理方式主要分為兩類：一是磷酸鹽處理二是揮發性處理應用最普通的為各種磷酸鹽處理方式。（1）一般磷酸鹽處理（2）協調磷酸鹽處理蒸汽品質的控制與防止積鹽鍋爐產生蒸汽，由蒸汽沖動汽輪機，由汽輪機帶動發電機發電的。鍋爐產生的蒸汽必須符合設計規定的壓力與溫度，蒸汽中的雜質含量不允許超過一