水处理与制冷系统及设备

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1、生物工程设备第十四章水处理与制冷系统及设备水处理与制冷系统及设备14.1水处理系统及设备14.2制冷系统及设备14.1水处理系统及设备14.1.1水的过滤过滤是一系列过程的综合效应，包括筛滤，深层效应和静电吸附等。水中粒子直径大于过滤层的孔径时，离子被阻挡在过滤层的表面，称为表面过滤。而小于过滤层孔径的离子进入滤层深处，由于滤层孔隙弯曲，形状大小不断变化，最终使小粒子被截留，这种作用属深层过滤。水的过滤实际包含两个过程，即过滤和冲洗，过滤为水的净化过程，冲洗是从过滤介质上冲洗掉污物，使之恢复过滤能力

2、的过程。14.1水处理系统及设备1．砂滤棒过滤器砂滤棒过滤器外壳是由铝合金铸成锅形的密闭容器，器内分上下两层，中间以孔板分开。若干根砂滤棒紧固于上，孔板上（下）为待滤水。其下（上）为砂滤水。操作时，水由泵打入容器内，在外压作用下，水通过砂滤棒的微小孔隙进入棒孔体内，水中离子则被截留在砂滤表面。滤出的水可达到基本无菌。砂滤棒（又称砂芯）系由硅藻土在高温下熔制成半熔圆的过滤介质，或由硬质玻璃烧结而成。国产砂滤棒过滤规格如表14-1所示。14.1水处理系统及设备表14-1国产砂滤棒过滤器规格规格高×直径×

3、厚/压强为196时的流量/（型号每台砂滤棒根数/（根/台））101型铝合金滤水器106型铝合金滤水器112型铝合金滤水器108型铝合金滤水器单支压力滤水器800×500×20450×320×10400×300×10320×260×10280×70×50101型滤棒19106型滤棒12112型滤棒6108型滤棒7109型滤棒115008005002503014.1水处理系统及设备2．活性炭过滤器用于水处理的活性炭微孔径为2～5nm，常用于离子交换法和电渗析法的前处理，可有效地保护离子交换树脂，防止树脂

4、污染。活性炭过滤器结构与一般机械过滤器相似（图14-1），过滤器底部装填0.2～0.3m厚，粒径为1～4nm的石英砂层作为支持层。石英砂上面铺装1.0～2.0m厚活性炭层，操作时，水由顶部自然顺流下降过滤，由底部排出。表14-2列出了部分活性炭过滤器规格。14.1水处理系统及设备图14-1活性炭过滤器14.1水处理系统及设备表14-2部分活性炭过滤器规格规格处理水量/（设备质量/层高/质量/）活性炭150020002500300017.731.449.070.02000200020002000176

5、5314049007065267140206860926014.1水处理系统及设备活性炭过滤器运行一段时间后，因截污量过多，暂时失去活性，需反洗再生，其步骤为：①反洗。清水以8～10l/(m2s)的反洗强度从底部进入，反洗时间15～20min。②蒸汽吹洗。从底部通入0.3MPa饱和蒸汽吹洗15～20min。③淋洗。用6%～8%NaOH溶液（40℃）从顶部通入洗涤。洗涤量为活性炭体积的1.2～1.5倍。④正洗。原水至顶部通入，冲洗至出水符合规定水质要求。14.1水处理系统及设备14.1.2水的软化1．

6、离子交换装置（1）固定床离子交换装置水处理中最简单的方法是采用固定床，即将离子交换树脂装填于管柱式容器中，形成固定的树脂层。操作时，交换、反洗、再生、清洗四个过程间歇反复地在同一装置中进行，而离子交换树脂本身不移动，也不流动。14.1水处理系统及设备单床是固定床中最简单的一种方式。常用的钠型阳离子交换装置即属这一方式。多床是同一种离子交换剂，两个单床的串联方式。当单床处理水质达不到要求时可采用多床。复床是两种不同离子交换剂的交换器的组合，即一个阳离子交换树脂单床与一个阴离子交换树脂单床串联。混合床是

7、将阴阳离子交换树脂置于同一柱内，相当于多级阴阳离子柱串联起来。处理水质较高。多层床是在一个交换柱中装有两种树脂，上下分层不混合。14.1水处理系统及设备（2）连续离子交换装置固定床离子交换的缺点是树脂用量多而利用率低，操作不连续。为提高树脂利用率，20世纪60年代出现了连续式离子交换装置，有移动床和流动床两种。流动床是完全连续工作的，它在进行交换的同时不断从交换塔内向外输送失效的交换树脂，且又不断向交换塔内输送再生后的树脂。14.1水处理系统及设备移动床装置如图14-2所示，离子交换树脂装于交换塔中

8、，原水从下部流入，软水从塔上部流出。交换一定时间（一般45～60min）后停止交换，将交换塔中失效树脂送至再生塔还原，同时从清洗塔向交换塔上部补充相同量的已还原清洗的树脂。出水水质稳定，交换树脂及还原液的利用率比固定床高，其缺点是交换树脂磨损较大，耗电量较多。14.1水处理系统及设备图14-2移动床离子交换装置1－交换塔；2－清洗塔；3－再生塔14.1水处理系统及设备（1）工作原理电渗析装置是利用阴、阳离子交换膜对水中离子具有选择性和透过性的特点，在外加直流电场的作用