供水与制冷系统设备

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1、第十三章供水与制冷系统设备第一节用水质量分级与要求一、用水质量分级1、普通水2、自来水3、脱盐软化水4、蒸馏水二、用水质量要求根据加工生产的产品不同，对水质量有不同的要求第二节水处理系统及设备生物工业用水处理的三个阶段过滤沉淀软化杀菌一、水的过滤表面过滤：水中粒子大于过滤层孔径时，粒子被阻挡在过滤层的表面的过滤。深层过滤：水中粒子小于过滤层孔径时，粒子进入滤层深处，由于滤层弯曲且形状变化使小粒子被截留的过滤。水过滤过程：过滤与冲洗对过滤介质的要求：化学性能稳定，无害无毒；有足够的强度；含污能力大，产水能力高；有适宜的粒度分布和孔隙率。砂滤棒过滤器1、结构主要部件：

2、砂滤棒：由硅藻土在高温下熔制而成或由硬质玻璃烧结而成。过滤器外壳：铝合金铸成消毒锅形的密闭容器2、操作过程操作时，水由泵打入容器内，在外力的作用下，水通过砂滤棒的微小孔隙进入棒筒体内，水中粒子则被截留在砂滤棒的表面。3、滤出水质量基本无菌。活性炭过滤器1、结构主体为一密闭圆柱体，过滤器底部装填0.2-0.3m厚石英砂层作为支撑层，石英砂上面装1-2m厚的活性炭层筒体上有进出水管接口。2、操作过滤：水由顶部导入，顺流自然下降过滤，由底部排出。反洗：1）水洗，水从底部进，反洗15-20min，2）吹洗，再用蒸汽吹洗15-20min3）淋洗，用NaOH溶液从顶部通入洗涤

3、4）正洗，清水从顶部通入洗至出水达到要求。二、水的软化及脱盐软化：除去水中钙镁离子的过程。脱盐：除去水中所有阴、阳杂质离子的过程。软化及脱盐方法：离子交换法、电渗析法、反渗透法（一）离子交换装置1、离子交换树脂是一种具有网状结构、且不溶于酸、碱和有机溶剂的固体离分子化合物。单元结构分为两部分：一是不可移动且具有立体结构的网络骨架，二是可移动的活性离子。强酸性阳离子交换树脂：离子本身带有强酸性交换基团例：RSO3H+NaClRSO3Na+HCl弱酸性阳离子交换树脂：离子本身带有弱酸性交换基团如羧基—COOH，酚羟基—OH强碱性阴离子交换树脂：离子本身带有强碱性交换基

4、团例：RN（CH3）3Cl+NaOHRN（CH3）3OH+NaCl弱碱性阴离子交换树脂：离子本身带有弱碱性交换基团如：伯胺基团—NH2等2、离子交换法是用离子交换剂和水中溶解的某些阴阳离子发生交换反应，来除去水中的有害物质。3、固定床离子交换装置结构：将离子交换树脂装填于管柱式容器中，形成固定的树脂层。可组合成单床、多床、复床、混合床、多层床等（P460）。操作：交换、反洗、再生、清洗4个过程全在一个装置中分别进行。优点：操作简单、设备少、水质稳定。缺点：树脂用量多，利用率低，操作不连续。4、连续床离子交换装置（二）电渗析装置1、工作原理通过具有选择透过性和良好导

5、电性的离子交换膜，在外加直流电场的作用下，使原水中的阴阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜迁移达到除盐的目的。2、操作过程进入第1、3、5、7室的水中离子，在直流电场的作用下要作定向移动。阳离子要向阴极移动，透过阳膜进入极室以及2、4、6室；阴离子要向阳极移动，透过阴膜进入2、4、6、8室。因此，从第1、3、5、7室流出来的水中，阴阳离子数会减少，成为含盐量降低的淡水。进入第2、4、6、8室的水中离子，在直流电场作用下也要做定向移动。阳离子要移向阴极，但受阴膜的阻挡而留在室内；阴离子要向阳极移动，受阳膜阻挡也留在室内。第2、4、6、8室内原来的阴阳离子均出不去

6、，而第1、3、5、7室中的阴阳离子都要穿过膜进入其中，所以从第2、4、6、8室出来的水中阴阳离子数都会比原水中的多成为浓水。3、结构：电渗析器有立式和卧式两种基本部件：离子交换膜、隔板、电极、极框、压紧装置等离子交换膜：由具有离子交换性能的高分子材料制成的薄膜隔板：隔开阴阳两膜，作为水流通道电极：通电后形成外电场，使水层中的离子定向迁移极框：保持电极与离子交换膜间的距离压紧装置：压紧交替排列的膜堆和极区三、水的杀菌常用的方法氯杀菌、臭氧杀菌及紫外线杀菌原理氯杀菌氯进入水中可生成次氯酸（HOCl），次氯酸具有强烈的氧化作用，可以穿过细菌的细胞膜进入细胞内部，由于氧化

7、作用而破坏细胞内酶和细菌的生理机能使细菌死亡。加氯量0.5-2mg/L，15min常用的氯杀菌试剂活性二氧化氯、漂白粉、次氯酸钠（二）臭氧杀菌水中：0.1~1g，10~15min臭氧（O3）是一种强烈的氧化剂，能氧化水中的有机物，破坏微生物的原生质，杀死微生物。杀菌作用优于氯。杀菌速度比氯快15~30倍。臭氧因在水中的溶解度小，所以在水中加臭氧的方法以喷射法加注，目的是增加与水的接触时间（三）紫外线杀菌原理微生物受紫外线照射后，微生物的蛋白质和核酸吸收紫外光谱的能量，使蛋白质和核酸的结构破坏，引起微生物死亡波长200-295nm紫外线具有杀菌能力。水面上灭菌：用低

8、压汞灯水中