内容提要 本书根据水处理技术近几年的发展和广大水处理工作者的需要, 分别讲述了冷却水处理技术、锅炉水处理技术和饮用水处理技术以及 水处理中应用的各类水处理药剂,并对水的预处理技术、清洗技术和水 质分析和试验等技术作了介绍。 正确掌握及合理应用水处理技术,对节水节能,延长设备使用寿 命,改善水质和保护环境以实现可持续发展战略具有重要意义。本书 在编写中尽可能反映国内外水处理新技术和新进展,并注入了编者多 年来从事水处理技术教学与科研实践的心得体会。 本书可供大专院校有关专业师生作为教材或参考书,也可提供与 水处理有关的化工、石油、冶金、电力、轻纺、市政、环保等行业的工厂企 业专业公司、研究和设计单位的广大技术人员、科研人员、设计人员和 管理人员参考
序言 水是生命之源,也是地球上最重要的资源之一,水资源紧缺和 水环境污染已成为21世纪全球性突出问题,我国也不例外,因而 必须对水的问题引起高度重视。而正确掌握和合理应用水处理技 术,将在保护水资源,改善水环境,实现可持续发展方面起到积极 的推动作用。 本书以工业水处理技术如冷却水处理技术、锅炉水处理技术 为主要内容,并介绍了饮用水处理技术、水的预处理技术、水质分 析和试验技术、水处理相关的清洗技术以及水处理中应用的各类 药剂。本书力求反映国内外水处理新技术和新进展,并结合编者 多年来从事水处理教学、科研的心得体会,以形成一些特色。 本书第1、2、5、7章由陆柱教投编写,第3章由陈中兴副教授 编写,第6章由蔡兰坤副教授编写,第4、8章由黄光团副教授编 写,全书由陆柱教授修改定稿。由于我们水平有限和时间仓促,错 误和不妥之处在所难免,敬请广大读者批评指正。 工欲善其事,必先利其器,器欲尽其利,必先刃其技”。水处 理技术涉及众多的学科和专业领域,不可能以一本书回答所有水 处理的技术问题,但我们希望本书的出版发行,将在普及和传播水 处理知识和技术方面起到积极作用,进而为节约用水,改善水质, 保护水资源,改善水环境等方面作出一份贡献。 编者 2000年5月于 华东理工大学资源与环境学院
目录 序言 第1章水处理技术概论 1.1水资源及其重要性… 12工业用水与冷却用水 1.3直流用水与循环用水 1.4水处理技术的现状与发展方向 367 第2章水中的杂质与水质标准…1 2.1天然水中的杂质 2.2水质标准 …………………………………14 ★第1、2章主要参与文献 第3章水的预处理技术 甲电甲非中曲曲 19 3.1混凝技术……… 19 3.1.1混凝剂及其类型 3.1.2无机混凝剂的性能……… 20 3.1.3有机高分子混凝剂的性能………… 3.1.4影响混凝效果的主要因素…………… 3.1.5混凝机理的探讨…… 鲁,甲甲甲。甲鲁 3.1.6混凝剂及混凝技术展望 222 25 3.2澄清技术 3.3过滤技术 3.3.1概述 3.3.2过滤技术的分析…………………………………30 3.3.3过滤介质 3.3.4过滤速度及其影响因素 ………………33
3.35过滤器的可能组合和选择 3.4软化技术 …………36 3.4.1水的软化技术概述 ……36 3.4.2冷石灰法 34.3石灰苏打法 3.4.4热石灰法 3.4.5软化器 ★本章主要参考文献 41 第4章冷却水处理技术………………… 鲁香非命 43 4.1冷却水系统 ………43 4.1.1水作为热载体的性质… 43 4.1.2直流冷却水系统…………… 4.1.3密闭循环冷却水系统………………………………45 4.1.4接触直接循环冷却水系统 甲中中q·pp面4+a 4.1.5间壁敞开式循环冷却水系统…………47 4.1.6水冷却用塔式构筑物 4.1.7冷却水的传热和传质过程…… 5 4.1.8冷却水系统的物料平衡分析………………54 4.2冷却水对金属的腐蚀与控制技术 4.2.1冷却水对金属产生腐蚀的原因… 63 4.2.2金属在冷却水中的腐蚀速度和指标… 4.23金属在冷却水中常见的腐蚀类型 76 4.24冷却水中常用的腐蚀控制技术……………108 4.3冷却水中的污垢及其控制技术 …124 4.3.1冷却水中的污垢表现形式…………………125 4.3.2冷却水中污垢的形成…… …………136 4.3.3污垢的控制技术………153 4.4冷却水中的微生物及其控制技术…………………161
4.4.1微生物在冷却水中繁衍 ……………………162 4.4.2冷却水中微生物运行障碍 4.43冷却水中微生物控制技术 4.5循环冷却水管理技术……………………………175 4.5.1系统流程设计管理技术 175 4.5.2开车准备管理技术… …177 4.5.3配方设计管理… 4.5.4加药管理 4.5.5水质管理 …194 4.5.6检修保养管理 195 4.5.7不预膜技术 …………………195 4.58不停车清洗管理 4.5.9在线检测管理 ………………197 ★本章主要参考文献 …………19 第5章锅炉水处理技术 ……………………202 5.1概述 202 5.1.1锅炉的类型……………………202 5.1.2锅炉的基本构造…… 203 5.1.3锅炉的水循环 204 5.14锅炉水处理的必要性 206 5.1.5锅炉水水质标准 206 5.2锅炉水的腐蚀及其控制………………………208 5.2.1锅炉水的腐蚀 208 5.2.2锅炉水的腐蚀控制…………………………215 5.3锅炉水的结垢及其控制…………… 水垢的形成与危害 ……………………230 5.3.2锅内加药处理…………………………235 5.3.3离子交换水处理· 246
5.4锅炉水的汽水共腾及其控制…………………281 54.1汽水共腾…………………………281 54.2汽水共腾的危害 282 5.4.3汽水共腾控制方法……………… 283 ☆本章主要参考文献 ∴………285 第6章水处理中的清洗技术…………………………286 6.1概述 286 6.1.1清洗的目的与效果…… 28 6.12清洗对象 287 6.1.3清洗方法… 甲专申带带·甲,、非 288 6.2清洗药剂… 289 6.3影响清洗效果的各种因素 296 64实施清洗的方法 298 6.5清洗终点的判断与清洗安全要求 299 66清洗废液的处理…………………………300 67清洗技术的应用 68清洗的计划与操作………………………304 ★本章主要参考文献… 305 第7章水处理剂 …306 7.1概述 306 72缓蚀剂………… 7.3缓蚀阻垢剂与阻垢分散剂……… 74杀菌灭藻剂(杀生剂)… ★本章主要参考文献 第8章饮用水处理技术………………………………391 8.1概述 ………391
8.1.1饮用水处理技术回顾 8.1.2水对人体的生理功能 ………392 8.1.3饮水与健康…… 4.++·4 393 8.14水污染与健康 8.2活性碳净水技术 8.2.1活性碳的性能……………………………397 8.22活性碳的分类…… 823活性碳的应用……………………399 8.3膜分离技术 401 83.1膜分离技术应用于水处理的进展………401 8.3.2膜分离技术及其分类 402 8.33膜材料与膜组件… 83.4膜分离技术的选用 ····::· 83.5反渗透膜分离技术……………… 405 83.6电渗析膜分离技术……………………408 8.3.7超滤膜分离技术… 410 8.4消毒技术………… …………41l 84.1紫外线消毒 ………411 84.2臭氧消毒 412 85铁用水的矿化技术 413 8.5.1概况 ……………413 8.52麦饭石组成及作用……… 414 8.53麦饭石的溶出性能 415 85.4麦饭石的吸附性能 415 86饮用水的磁化技术……………………417 8.6.1概况 417 86.2磁化水的装置及类型 …417 86.3磁化水的作用原理……………418 ★本章主要参考文献 ……419 5
第9章水处理中的分析测试技术…… 9.1水质分析…… ……420 9.1.1水质分析中常用标准溶液的配制与标定 420 9.1.2水的一般物理性质检验… 425 9.1.3水中阳离子的分析… 9.1.4水中阴离子的分析…………………………448 9.1.5水中溶解气体的分析 460 9.1.6水中水处理药剂的分析………………………468 9.2污垢和腐蚀产物分析 …478 9.2.1试样采集和制备 ………478 9.2.2水分的测定 479 9.2.3灼烧失重的测定…………………………480 9.2.4硫酸盐的测定 9.25硫化亚铁的测定 483 926二氧化碳的测定 485 9.2.7酸不溶物、磷、铁、铝、锌、钙、镁、铜含量的测定 93水处理中的腐蚀结垢和微生物的测试与现场监测 9.3.1腐蚀测试 9.3.2结垢测试 509 9.3.3微生物测试……… ,,,由布卓甲q 9.3.4综合测试与现场监测…… 518 ★本章主要参考文献…… 53l1 T
第1章水处理技术概论 1.1水资源及其重要性 水是地球上最重要的资源,水也是生命之源。世界及我国面 临水资源既丰富又短缺的矛盾,这是因为地球上的海水占 9747%,而淡水仅占2.53%。在这些淡水中,地下水和冰川又占 9966%,其余剩下的仅0.34%,约104万亿米3可供人们生活。然 而,随着经济的发展和人民生活水平的提高,水的消耗也与日俱 增,在公元前人均每天耗水约12升,中世纪提高至20~40升,18 世纪工业革命后上升至60升左右,而到了20世纪80年代后,发 达国家城市的人均日耗水量已达500升左右。由此可见,水资源 的总量有限,可供直接饮用的淡水资源更少,但另一方面水的消耗 却增长很快,这样就使得水资源紧缺成为一个全球性问题。 我国也不例外,我国水资源总量约27000亿米3,仅次于美国 前苏联等,占世界第六位但我国因人口众多,人均水资源占有量 不到2700米3,仅占世界人均水资源量的14,世界上排序在100 位后。而且随着经济的发展,环境污染日趋严重,可供饮用的清洁 水源日益减少,尤其是我国北方地区缺水矛盾更为突出。据对 236个城市的调查表明,每年缺水约500亿米3,2000年后将上升至 850亿米3,每年因供水不足造成的经济损失超过200亿元,因此对 水资源紧缺的问题必须引起高度重视。 众所周知,水资源的来源来自若干方面,如当地的降雨量除了 少量蒸发和渗入土地外,将归入江河。其次是来自上游水域,通过 河网等到达当地。此外就是当地的水源包括江河湖海以及地下水
等。我国城市降雨量见表1-1: 表1-1我国部分城市降水量(单位mm) 城市 全年降水量 城市 全年降水量 北京 8132 上海 9170 天津 708.4 重庆 石家庄 475.1 南昌 1754.9 太原 430.0 郑州 T18.9 沈阳 893.1 武汉 1045.5 长春 长沙 1657.5 哈尔滨 广州 1T87.1 南京 647.9 成都 945.6 济南 872.2 贵阳 10%3.3 昆明 I260.1 杭州 1399.0 西安 531.3 兰州 3]8.2 乌鲁木齐 311.4 目前水资源面临的问题,既有水量问题,也有水质问题。在水 质方面水耗过高,节约用水潜力很大。如以日本为例,生产1万元 人民币产值的工业产品平均耗水约9m3,而我国约为92m3;日本水 的重复使用率在90%,而我国约40%~75%。此外水价偏低和定 价不尽合理,也是造成水资源浪费的原因之一。在水质方面环境 污染影响和威胁着水资源的质量。以上海为例,在上世纪初第 个城市水厂就建在苏州河上,但进入八九十年代后,每年河水黑臭 的天数有时可超过200天,迫使近年来苏州河综合整治进入实质 性启动。有的行业和地区,有时以牺牲环境效益来保护经济效益, 使水质恶化的矛盾日益突出 针对上述矛盾,为了解决水资源紧缺和水质恶化的问题,应采 取下列措施