工业水的预处理培训课件

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情景引入：民间净化水工艺？沉淀、过滤、煮沸和消毒、明矾净水是过去民间经常采用的方法

1预处理中的“预”，是相对于离子交换系统和反渗透系统等除盐工艺而言的。混凝处理、沉降、澄清和过滤处理，以除去悬浮物和胶体为主要目的，习惯上称它们为水的预处理。

2工业水的预处理第一节水的混凝处理第二节水的沉淀和澄清处理第三节水的过滤处理第四节生活用水的消毒处理第五节微滤和超滤

3第一节水的混凝处理混凝处理：就是在水中投加适当的化学药剂，使水中微小的悬浮物以及胶体结合成大的絮凝体，并在重力作用下沉淀分离出来。投加的化学药剂称为混凝剂。

4一、胶体的稳定性与脱稳1．胶体的稳定性水中胶体具有稳定性的原因有以下三种。胶体颗粒的动力稳定性。布朗运动胶体颗粒的带电现象黏土(硅酸)、细菌及蛋白质一类的高分子有机化合物带有负电荷；金属铝和铁的氢氧化物等带有正电荷。胶体颗粒的溶剂化作用

5胶体颗粒的溶剂化作用按其对溶剂(水)的亲合力强弱，分为亲水性胶体和憎水性胶体。亲水性胶体在水中保持稳定性的原因是在胶体颗粒表面上有一个具有一定厚度的水膜。水膜具有定向排列结构，当两个亲水性胶体颗粒相碰时，水膜被挤压变形，但因水膜有力图恢复原定向排列结构的能力，而使水膜具有弹性，从而使两个相碰撞的胶体颗粒“擦肩而过”而不凝聚。亲水胶体主要是一些高分子的有机化合物。憎水胶体颗粒(无机胶体)在水中的稳定性在于它的带电性。

62．胶体颗粒的双电层结构

72．胶体颗粒的双电层结构胶核、吸附层和扩散层组成的整体称胶团双电层是由吸附层和扩散层两个部分组成的,胶团呈中性。随胶核一起运动的部分称为胶粒，在这里存在一滑动界面。所谓胶体带电，实际上是胶粒带电。在胶体微粒与水溶液之间实际上有三种不同的电位：胶核表面处的电位、吸附层与扩散层分界处的电位φd、滑动界面处的电位即ζ电位。ζ电位越大，胶粒越不易聚集

83．胶体的脱稳(1)投加带高价反离子的电解质。(2)投加带相反电荷的胶体。(3)投加高分子絮凝剂。单纯投加高分子絮凝剂的方式在火电厂并不常用，一般是配合第一种方法来使用，称为助凝。使用的助凝剂（絮凝剂）一般为聚丙烯酰胺。二、混凝处理原理1．混凝处理过程胶体颗粒脱稳、絮凝两个阶段

92．混凝处理原理具有低电荷高聚合度的多核羟基络合离子，由于分子结构呈链状，可通过吸附架桥作用发生凝聚；具有高电荷低聚合度的多核羟基络合离子，可通过电性中和，压缩双电层，降低ζ电位，减少胶体颗粒之间的斥力，使颗粒之间发生碰撞而凝聚；天然水体中的pH值一般在6.5～7.8之间，此时以聚合度很大的氢氧化物沉淀为主，由于它的表面积大，吸附能力强，可通过与水中脱稳的胶体颗粒发生吸附，形成网状沉淀物，进一步卷扫、网捕水中胶体颗粒及SiO2和有机物，形成共沉淀。

10三、混凝剂及助凝剂无机盐类混凝剂明矾(硫酸铝钾)、硫酸铝等铝盐；硫酸铁、三氯化铁和硫酸亚铁等铁盐无机高分子类混凝剂聚合铝、聚合铁、聚合铝铁等目前火电厂常用的混凝剂为聚合铝或聚合铁，无机盐类混凝剂已经很少使用。聚合铝是目前火电厂应用最广泛的一种混凝剂？？

11碱化度(或盐基度)，以B表示，即B＝c(OH-)/c(1/3Al3+)聚合铝混凝剂具有以下特点:(1)混凝反应速度快；烧杯试验发现，反应速度最快时仅10s即有矾花生成。(2)与硫酸铝等混凝剂相比，PAC的剂量范围广，在处理大多数地表水时，维持20～100mg/L的剂量都可以取得良好的混凝效果。(3)低温混凝效果明显优于硫酸铝、氯化铁等无机盐类混凝剂。(4)适用的pH值范围比铝盐、铁盐广。

12四、影响混凝效果的工艺条件1．pH值的影响2．混凝剂剂量3．原水水质4．水力条件5．水温的影响6．接触介质的影响

13五、混凝试验(烧杯试验)求取最佳pH值和混凝剂最佳剂量启动搅拌器，将搅拌转速控制在140r/min左右。待稳定后，同时向各烧杯中加入已确定量的混凝剂溶液，以140r/min左右的搅拌速度，持续2min。然后将搅拌器的转速降至40r/min左右，持续15min后停止搅拌。使水样静止沉淀，观察絮凝体形成和沉降的情况，待半个小时后取水样分析，根据试验结果求取最佳pH值和混凝剂最佳剂量

14六、混凝处理设备1．混凝剂的溶解与配制搅拌措施：①人工搅拌②利用水对固体药剂的冲击进行搅拌。③用电机带动搅拌叶轮进行搅拌。④用水泵进行水力搅拌。⑤用压缩空气鼓泡搅拌。

15图配制混凝剂的搅拌方式(a)水力冲击搅拌；(b)机械搅拌；(c)水泵循环搅拌

162．混凝剂的投加混凝剂的投加方式重力式和压力式前者利用溶液箱与投药点的落差，使药液自流进入泵前的吸水管内或沉淀池和澄清设备的进水管内；后者是用水射器(喷射泵)或计量泵将药液加到设备的进水管上。下图所示为固体混凝剂的溶解配制投加系统。

171－溶解箱；2－过滤器；3－溶液泵；4－压力表；5－计量箱；6－计量泵；Kl－溶解箱加水阀；K2－溶解箱排空阀；K3－排污阀；K4－溶液泵进口阀；K5－循环阀；K6－溶液泵后出口阀；K7－计量箱加水阀；K8－计量箱排空阀；K9－计量泵进口阀；K10－计量泵出口阀

183．药液与水的混合(1)水泵混合(2)管道混合(3)管式混合器混合(4)机械搅拌混合(5)分流隔板混合池4．反应池(絮凝池)(1)隔板式反应池(2)机械反应池

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20第二节水的沉淀和澄清处理沉降(沉淀)：水中固体颗粒在重力的作用下，从水中分离出来的过程。固体颗粒可以是水中泥砂、黏土颗粒、在混凝处理中生成的絮凝物。固体颗粒在沉降与澄清过程中常有四种情况：当水中固体颗粒浓度较小时，沉降过程可以按絮凝性的强弱分成离散沉降和絮凝沉降；当颗粒浓度较大而且颗粒具有絮凝性时，呈层状沉降；当浓度很大时，颗粒呈压缩状态。

21一、沉淀处理及设备斜管和斜板式沉淀池1.结构

22这是沉降池。图为絮凝之后的水，是从沉降池底部流入，到池子上部水已很清了。沉降池

232.原理斜管和斜板式沉淀池之所以能提高沉降效率，主要有以下原因：加装斜板或斜管后，改善了水力条件，水流比较稳定，不易产生涡流，有利于颗粒的沉降；增加了沉淀面积，缩短了颗粒沉降距离，沉降时间大大缩短。3.沉淀池的运行和维护（1）沉淀池投运前的准备工作（2）投运概述

24缓慢开启沉淀池进水阀，调整阀门开度25%。调整混凝剂加药泵流量至正常值的2～3倍，向沉淀池进水的同时加入混凝剂。待水位上升至正常位置后，应减小进水流量。出水水质正常后，根据用水量及水质情况逐步调整进水量和加药量。初期出水水质较差。不合格出水不得引入滤池（3）正常运行注意排泥，监测流量、压力，浊度（4）运行调整

25二、澄清处理及设备澄清处理：将混凝和沉淀两个过程在同一个设备中完成的水处理工艺泥渣悬浮式澄清池和泥渣循环式澄清池常用机械搅拌澄清池和水力循环澄清池

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272．澄清池的运行控制要点加药、排污和调节回流比(1)稳定的加药。加药药品的种类和剂量一般是通过混凝试验来确定的。(2)泥渣循环量。泥渣循环量(回流量)的大小直接决定了澄清池运行的好坏，可以通过涡轮转速来进行调节，所以实际运行时应当控制好调速装置以使回流量在适当的范围内。根据一般经验，回流的泥渣量约为进水流量的2～4倍，该数值有时会随进水水质变化而变化。

28(3)排泥量。为了维持澄清池中泥渣的平衡，必须定期自池中排除一部分泥渣。排泥方法：通过刮泥板的转动，将回流泥渣中沉降于池底的泥渣(多为大颗粒失去活性的泥渣)转移至池中央排泥斗排出。可采用手动排泥、控制时间定期排泥、根据泥渣层高度自动排泥、根据泥渣浓度自动排泥方式泥渣层渣面高度的最适宜位置是在第二反应室出口或稍上位置，距池顶留有1～1.5米深的清水层。泥渣浓度可用沉降比表示，第二反应室的最佳沉降比视具体情况确定，一般5min沉降比在5%～20%

29当泥渣层太高时，应当增加排污；当泥渣沉降比太大，沉降特性不好时，也应加大排污，以便排走小颗粒泥渣，重新进行积渣；当泥渣层太低及泥渣沉降比太小时，则应减少排污；当泥渣有异样，如变黑、发臭、大块上浮时，也应加大排污，逐步更新泥渣层。另外，也可通过澄清池两侧的排泥装置排除泥渣浓缩区的泥渣。此外，水温的波动，对出水水质有较大的影响。

303．澄清池初次投运注意事项(1)尽快形成所需泥渣浓度。(2)逐步提高转速，加强搅拌。如泥渣松散、絮粒较小或水温、进水浊度低时，可适当投加助凝剂或粘土促使泥渣层尽快形成；也可将另一正在运行的澄清池的泥渣加入初次投运的澄清池中，以缩短泥渣形成的时间。(3)确定搅拌机开启度和转速。在不扰动澄清区的情况下尽量加大转速和开启度。(4)在形成泥渣的过程中，应经常取水样测定池内各部位的泥渣沉降比。泥渣形成后，出水浊度达到设计要求，可逐步减少加药量至正常值，然后逐步增大进水量。每次增加水量不宜超过设计水量的20%。水量增加间隔不小于1小时，待水量增至设计负荷后，应稳定运行不小于48小时。(5)当泥渣层渣面高度接近导流筒出口时开始排泥，控制第二反应室泥渣5min沉降比在10～20%。

314．机械加速澄清池的运行(1)机械加速澄清池的投运。投运前30min启动澄清池搅拌机，搅动底部沉积的泥渣层，有利于活性泥渣的生成。然后，启动生水泵、生水泵出口门、澄清池进水门(根据进水水温，决定是否开生水加热器)，向澄清池进水，不合格水从澄清池溢流管排放；同时启动加药泵，并根据进水浊度及进水流量调节加药量。若空池投运时，待搅拌电机涡轮完全浸入水中时，启动搅拌机，调节转速为10r/min左右。

32(2)正常运行。①澄清池应保持稳定的加药量和合格的出水质量，应每隔2～4h记录一次进水流量、压力，测定一次进、出水浊度，pH值及各部位泥渣沉降比。②澄清池的负荷应稳定，不宜大幅度波动。③进入澄清池的水应无空气，以避免由于空气的扰动而影响澄清池的出水质量。④当澄清池需要提高(或降低)负荷运行时，每次增加水量不超过额定水量的20％，间隔不得低于0.5h。⑤澄清排泥一般每天排放1～2次，排泥时间不宜过长，以免活性泥渣排出太多，影响澄清池的正常运行。(3)停池后重新运行。见书上如停运时间很长，则应将池内泥渣排空。

33机械加速澄清器容易发生哪些问题?答：(一)设备结构方面的问题1)集水槽水平度不好，出水偏流。2)伞形罩底部回流缝宽窄不一，影响了水的均匀回流。(二)运行中的问题(1)加药剂量不稳定。(2)澄清器提高出力时调整幅度过大，使得澄清池发生翻池。(3)泥渣回流因通道堵塞而中断。(4)冬季加热期间容易“翻池”。(5)冬季加热期间，水中带气泡，出水浊度增大。(6)排泥不及时。

34(三)室外澄清池容易碰到的问题建在室外的澄清器最容易发生的问题是“翻池”。在夏季因阳光直射一部分池面引起翻池；冬季池内的水温高于环境温度，进水温度高，池面和靠近池壁处低，也容易引起翻池。(四)设计方面的问题有些电厂的澄清池进水为循环水出水，欲利用循环水的高水温，省去了生水加热器。但是，由于循环水水温因汽轮机的负荷变化而波动，造成澄清器进水温度的频繁波动，容易引起翻池。因此，应设置独立的生水加热器。

35如何判断澄清器的混凝剂剂量是否合适?合理的剂量通常通过烧杯试验来确定。在澄清池运行中，如果发现出水混浊(外观与进水相似)，反应区没有泥渣或者泥渣浓度很低，一般都是剂量不足造成的。混凝剂剂量不足，不能使全部胶体脱稳，形不成絮体或者絮体形成时间长、尺寸小而且浓度很低，处理效果很差。如果发现处理后的水质澄清透明，浊度很低，但水中残留很多白色的氢氧化铝絮体(这些絮体是半透明的，对浊度值影响很小)，一般是混凝剂量太大所致。因为混凝剂剂量过高，产生了大量的金属氢氧化物沉淀，澄清器反应区和分离区的泥渣浓度很高，活性较强，除浊效果很好。但此条件下形成的絮凝体的密度较低，泥渣层上涨很快，排泥频率增加，水耗相应增大。同时，水中残留的铝离子或铁离子浓度较高，不利于下一级处理。

36(二)水力循环澄清池

37(1)尽管水力加速澄清池没有转动设备，但没有机械加速澄清池运行可靠。主要是因为第一反应室的混合强度取决于喷嘴的流速，而喷嘴的流速与进水流量有关。当澄清池在低出力运行时，喷嘴的流速较低，泥渣回流量相应降低，进而影响混凝效果。(2)在运行中由于池底水的流动条件限制，底部容易积泥沙。为此，要求喇叭口距池底的距离不宜太大，一般小于0.6m。结构改造

38作业与复习第二章工业水的预处理1、混凝处理、沉降、澄清和过滤处理，习惯上称它们为水的预处理。2、不适于作为处理带有机物水的混凝剂为()A、铝盐B、铁盐C、聚合铝3、机械搅拌加速澄清池的搅拌叶轮位于()。A、第一反应B、第二反应室C、泥渣悬浮区4、用铁盐作混凝剂时，水温对混凝效果的影响不大。()5、水的浊度越低，越易于混凝处理。()6、混凝处理中泥渣可起接触介质的作用。()

39什么是水的预处理?预处理有哪些主要方法?为什么水中的胶体颗粒不易沉降?怎样使胶体颗粒沉降?混凝处理的原理和作用是什么?助凝处理的作用是什么?影响混凝效果的因素是什么?如何判断澄清器的混凝剂剂量是否合适?

40常用的混凝剂有哪几种?碱式氯化铝有什么特点?聚丙烯酰胺絮凝剂有什么特点?澄清器的“翻池”是什么?如何解决?泥渣特性是什么?泥渣如何影响澄清池的出水水质?澄清器的排泥方法有几种？有何优缺点?机械加速澄清器结构及特点是什么？

41第三节水的过滤处理过滤工艺按过滤介质类别分为粒状、粉状、纤维状、膜状和叠片式过滤器纤维状过滤器：纤维材料制成的纤维球和纤维束长丝；将纤维丝卷绕在多孔骨架上构成的纤维滤芯。前者是利用纤维在压实状态下形成的微孔或者通道，滤除水中的悬浮杂质；纤维滤芯有线绕式、熔喷式等

42一、过滤设备1．无阀滤池当水位上升到虹吸辅助管管口时，水流即由此管快速流下，于是借助此快速水流的夹气作用，通过抽气管将虹吸上升管和下降管中的空气抽走。

432．空气擦洗重力式滤池

44二、过滤机理过滤机理概括有以下三种作用。（1）机械筛分作用。（2）惯性沉淀作用。（3）接触絮凝作用

45三、过滤效果的影响因素1．滤料过滤效果评价：出水水质、滤层的截污能力过滤出水水质可根据出水的浊度来监督。运行中实际监督的指标是水流通过滤层的压力降(又叫水头损失)滤层的截污能力(也称截污容量)是指在一个过滤周期内单位体积滤料所截留的悬浮杂质量，单位以kg/m3或g/cm3计。截污能力大，表明整个滤料层所发挥的作用大。

461．滤料滤料应具备以下条件：化学性能稳定、截污容量大、机械强度好、粒度适当等。滤料粒度包含粒径的大小和均匀性两个方面。2．滤层中滤料的排布方式进行所谓“反粒度”过滤，滤层截污能力将提高3．过滤速度滤速的提高是有限的，因为随着滤速的提高会导致水头损失增加，出水浊度升高，过滤周期缩短等问题。

47(a)上向流过滤(b)双向流过滤(c)双层滤料过滤(d)三层滤料过滤

484．反冲洗反冲洗方法：①水反洗②空气擦洗③气水合洗反冲洗效果的关键：反洗强度、反洗膨胀率、反冲洗时间5．水流的均匀性大阻力配水系统；小阻力配水系统。

49四、滤池的运行-空气擦洗重力式滤池的手动操作1.投运a)正洗：开启进水门、空气门，待空气门出水后，关闭空气门，开启正洗排水门。b)运行：正洗至排水浊度小于2～3NTU时，关闭正洗排水门，开连通门，重力式滤池投运。2．运行监督每2小时取样分析出水浊度一次，浊度应小于2NTU，当滤池出入口压差＞0.02MPa时(可以从出水浊度、进出口压力差、过滤时间和出水量是否超过允许值这四个方面的任一项指标来判断)，应解列运行设备，进行反洗。

503.反洗a）排水：开启排气阀、正洗排水阀，排水至滤层上方200mm，关闭正洗排水门。b）空气擦洗：启动罗茨风机，开滤池进气阀，进行空气擦洗。擦洗强度10～15L/m2·S，时间3～5min。c）反洗：关闭进气阀、排气门，开启滤池出水阀、反洗排水阀，利用滤池自身水箱的水进行反洗，时间T=15min。d）正洗：关双阀滤池出水阀、反洗排水阀，开启进水阀、空气阀，待双阀滤池满水后，开正洗排水门，关闭空气门，保持正洗流速10m/h，时间5～10min。e）备用/投运：正洗至排水浊度＜2NTU时，正洗合格，关闭各阀门，备用；或开连通门，关正洗排水门，投入运行。

51滤池运行步骤和阀门状态阀门步骤进水门连通门正排门反排门进气门排气门排气正洗投运排水擦洗反洗△△△△△△△△△△△△

525．异常情况及消除方法现象原因消除方法滤池出水浊度超标滤池出水带有滤料①进水浊度超标②滤池超出力运行③滤料乱层、滤层偏流或滤料不够④历次反冲洗不彻底⑤压缩空气进气阀不严、空气扰动①调整澄清池出水合格②调整出力在额定范围内③检查滤层，消除偏流或补加滤料④重新反冲洗，并增加反洗强度检修进气阀⑤排尽滤池内空气①下部配水装置损坏，如水帽破裂，多孔板与池体结合处漏滤料，垫层乱层②反洗时反洗强度过大①停运，通知检修人员处理缺陷；必要时由旁路进水②降低反洗强度

53五、其他过滤设备(一)压力式过滤器

54(二)活性炭过滤器活性炭过滤器的结构形式与机械过滤器基本相同，不同之处在于滤层的高度和反洗水管径。滤层高度一般为1.5～2.0m，是机械过滤器的2倍以上；活性炭的密度比石英砂低得多，反洗流速仅为石英砂过滤器的60％左右。

551.主要工艺参数如下：(1)通水空塔流速。υ＝5～l0m/h。(2)进水浊度。小于5NTU。(3)活性炭层高度。H＝1.5～2.0m。(4)活性炭滤料。有果壳、木屑和无烟煤三种，果壳碳的性能明显优于其他两种。(5)反洗方式。采用空气和水联合反洗。(6)活性炭使用寿命。一般为2～3年，饱和炭去再生或更换。目前有的厂每年更换50％。(7)活性炭床出水水质。悬浮固体小于1.0mg/L，CODMn＜2mg/L，游离氯＜0.1mg/L。

562．吸附处理工艺原理活性炭具有发达的微孔和巨大的比表面积，表面活性很强，对很多物质都有吸附能力。在锅炉补给水预处理系统中，一般使用活性炭吸附水中的有机物；有时也用于去除余氯和胶体硅；而且对用生物法或其他化学法难以去除的有机物如色度、异臭、表面活性剂、合成洗涤剂和染料等具有很强的吸附能力。(1)除有机物。混凝澄清除去的主要是以悬浮态和胶体存在的大分子有机物；而活性炭除去的主要是能够进入活性炭微孔内部的小分子有机物

57(2)除余氯。物理吸附，伴随着氧化还原化学反应:2Cl2＋C＋2H2O→4HCl＋CO2↑活性炭对余氯的去除率很高。但是，余氯对活性炭微孔的破坏也很严重。常见的问题是活性炭颗粒容易破碎形成碎末。3．活性炭性质活性炭一般以木材、果壳、煤炭为原料，通过粉碎、混合、碳化、活化和筛分等工艺制造而成。活性炭粒度小，比表面积大，总孔容积也较大，不仅吸附能力强，而且吸附容量大，是非极性吸附剂。活性炭在制造过程中在表面有多种氧化物生成，使得活性炭表面带有微量电荷，表现出一定的选择性吸附特征。

58失效的活性炭可以再生恢复其吸附能力重新使用。活性炭再生可分为热再生法、化学药剂再生法及生物再生法，目前以热再生为主，热源有蒸汽、电加热、油加热几种方法。蒸汽再生是最早的一种再生活性炭的方式，目前已经被电加热再生取代。热再生基本原理是，在无氧环境下，通过加热提高活性炭的温度，使吸附的有机物受热分解以气体形式逸出，从而使活性炭的微孔容积得到恢复。

594．影响活性炭吸附性能的因素(1)活性炭的结构及特性(2)吸附质的性质。(3)水的pH值。有人建议当活性炭过滤器以除去有机物为主时，宜放在阳床之后。(4)温度。低温环境对吸附有利。反之，当温度升高时，易发生解吸(5)水中离子。汞、铬、铁等金属离子含量较高时，则可能因为在活性炭表面起化学反应并生成沉淀，积累在炭粒内，使活性炭的孔径变小，影响活性炭的吸附效果。(6)接触时间。一般设计时接触时间按20min考虑

605．运行控制要点(1)装料。装料前设备应充水至水帽上方约500～800mm处，以免活性炭下落时损坏水帽。(2)清洗。在装料后首先应用水浸泡一定的时间，使活性炭充分的润湿，然后再开始反冲洗。首次反洗的流速不宜过高，因为炭粒中含有很多空气，质轻，容易流失。初次反洗，排水中有很多炭粉，水的颜色为深黑色。待排水逐渐澄清后停止反洗，使炭层自然沉降。为了减少反洗时间，首次反洗时，也可以通入小流量的空气，加速炭粒表面炭粉的洗脱。

615．运行控制要点(3)活性炭过滤器出水中带有炭末。活性炭破碎的原因一般为进水氧化剂含量过高(如余氯很高)、空气擦洗强度太大、反洗时间太长等。解决的方法是：调整进水的水质，降低进水悬浮物和氧化剂的含量，减少反洗，尤其是空气擦洗的次数。同时调整反洗强度和时间，减少颗粒的破碎。必要时，在活性炭过滤器底部铺一层约200mm左右的细砂，可有效地防止炭末的出现。铺细砂后，不能使用空气擦洗，以防止过滤器底部砂炭混杂。

62活动孔板式纤维过滤器1—可调限位索；2—活动孔板；3—纤维束；4—固定孔板；5—布气板

63孔隙调节型纤维过滤器(PCF)一般有4层聚丙烯纤维丝，每层10束，每束220根丝，每根丝围绕着中央产水管形成过滤介质。过滤过程中对纤维丝施以回转机具压榨，反洗时让过滤器的压榨机具放松。

64叠片式过滤器

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67第四节水的杀菌处理一、杀菌处理工艺物理法和化学法两类物理法:加热、紫外线处理等化学法:主要是向水中投加杀菌(生)剂电厂水处理一般采用化学法杀菌

68杀生剂按杀生机理分为：氧化型杀生剂。其杀生机理是杀生剂通过破坏细菌细胞内的酶，使细菌的生命活动受到障碍而死亡，如：液氯、氯胺、二氧化氯、次氯酸钠、次氯酸钙和臭氧等。非氧化型杀生剂。其杀生机理因药剂而有所不同，有的是能破坏菌藻的能量代谢过程，有的是能溶解和破坏微生物体表面的脂肪壁或体内酶而杀死微生物，如：氯酚类、季胺盐类、有机硫化合物、二硫氰基甲烷、丙烯醛等。

691．加药量与加药点在水厂的加药量应为需药量与维持余量的总和。加药量一般是根据余量来控制的。如我国饮用水规定管网末端水中的余氯量不低于0.05mg/L。在火电厂，需要进行杀菌处理的系统主要有循环冷却水、生活污水、锅炉补给水（如对于藻类和有机物含量高的地表水；当水源为地下水时，尽管来水中不含细菌，但一般仍需要加杀生剂，以消除系统长期运行时滋生的微生物）。杀生剂的投加地点可根据杀菌的具体目的来选择。如锅炉补给水加药点一般在原水水池进口、澄清池进口、滤池进口等。控制点大多设在滤池出口。

702．注意事项(1)抗药性。(2)温度和pH值。温度过高或过低都会抑制微生物的活动。一般温度下，温度较高会使杀生剂易于透过细胞壁发生反应．对杀菌是有利的水的pH值：一方面pH值对微生物的表面状态有影响。在中等pH值时，细菌通常对杀生剂有一定的抵抗力，当水的pH值较低或较高时，许多微生物容易被杀死。另一方面，pH值对水中杀生剂的存在形式有很大的影响。如；当pH＞7.5时，氯在水中将不再生成次氯酸而是生成活性较差的次氯酸盐(3)杀生剂在水中停留时间。

71二、常用杀生剂1．氯杀生剂液氯、次氯酸钠、二氧化氯实质上，起杀菌作用的是HCIO而不是ClO-HClO→H++ClO-杀菌处理效果随水的pH值下降而上升。2．季胺盐3．臭氧(O3)4．有机胺类5．异噻唑啉酮

72作业与复习1、过滤器运行中实际监督指标是。2、无阀滤池虹吸辅助管的高度越低，工作周期越长。()3、活性碳可用来吸附水中某些有机物。()4、进行所谓“反粒度”过滤，滤层截污能力将提高5、过滤效果评价指标6、纤维过滤器过滤时，纤维束被压实，反洗时纤维束呈松散状态。7、影响过滤运行效果的因素主要有滤速、反洗和水流的均匀性。()

73第五节微滤和超滤

74保安过滤器一、微滤

75图5种微孔滤芯外观(a)线绕滤芯；(b)PP喷熔滤芯；(c)折叠滤芯；(d)陶瓷滤芯；(e)不锈钢滤芯

76二、超滤(UF)装置超滤装置是超滤系统的核心设备，有平板式、管式、螺旋卷式和中空纤维式等多种组件形式，在电厂水处理中常用中空纤维式超滤装置。

77中空纤维超滤膜断面

78聚偏氟乙烯材质半透膜PVDF

79中空纤维超滤组件内压式中空纤维超滤组件外压式中空纤维超滤组件

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81过滤的运行方式错流过滤和死端过滤

82三、超滤原理微滤和超滤都是利用膜对水中的微粒进行截留。截留机理主要有以下三种：①筛分。②吸附。③架桥。（a）膜表面的截留；（b）膜内部的截留

83四、超滤膜1.超滤膜材料超滤膜选用的材料主要是聚丙烯(PP)、聚醚砜(PES，亲水性好)、聚偏氟乙烯(PVDF，稳定性好)等2.性能指标(1)化学稳定性。PVDF、PP、PES在耐酸碱和耐氧化剂方面都可满足要求，但相比之下，PVDF的化学稳定性最好；而PP耐光降解性能较差，PES耐氧化剂要弱于PVDF。(2)亲水性。亲水性好的膜材料，不容易附着疏水性的有机污染物，即使污染后也容易清洗恢复。三种材料亲水性由强至弱顺序为PES、PVDF、PP。

84(3)微孔结构。中空纤维膜具有非对称断面结构，膜的表面有一层带有致密细孔、厚度很薄、起过滤作用的工作层－皮层；皮层下面是较厚的粗孔物质构成的支撑层，支撑层增强了膜承受压差的能力。超滤膜孔径分布范围的宽狭和有无过大孔的存在，是影响膜性能的关键因素。超滤膜的其他性能指标主要有：膜通量、截留量、截留分子量、适用pH值、最高使用温度等

852．膜污染及控制膜污染概念：料液中的颗粒、胶体或溶质大分子，通过物理吸附、化学作用或机械截留在膜表面或膜孔内聚积而造成膜孔堵塞，使膜透过通量下降和分离效果变差的现象。原因：膜与污染物之间的静电作用和疏水作用。影响因素：料液性质、膜及膜组件性质（膜结构，膜的物化性质，组件形式等）和操作条件

86防止膜污染，通常采取以下措施：①进水经过严格的预处理。②使用永久强亲水性的膜材料，很好地克服膜的表面吸附污染；③选择孔径分布范围狭和没有大孔缺陷的超滤膜，能很好的克服颗粒的阻塞；④膜装置在运行过程中应定期加入次氯酸钠等杀菌剂清洗，可以有效去除膜的表面附着。⑤控制料液流速、温度和pH值在合适范围内。

874.超滤装置进水的预处理①地下水及含悬浮物、胶体物质小于50mg/L时宜采用直接过滤或者混凝过滤；②地面水及含悬浮物、胶体物质大于50mg/L应采用混凝、沉淀澄清、过滤工艺；③原水中含有细菌、藻类及其他微生物较多时，必须先行杀菌，然后再按常规程序处理，灭菌剂有氯、次氯酸钠、臭氧等。如果水中含有较多的余氯或其他强氧化剂，可加入亚硫酸钠等还原剂或者用活性碳吸附去除。目前应用在大中型工程上的超滤预过滤工艺主要有以下几种。

88(l)多介质过滤工艺。传统的过滤工艺，对悬浮物、浊度、COD等均有一定去除率，但占地面积大，效率偏低，清洗困难。(2)叠片式过滤工艺。具有高效截留悬浮物、易清洗特点，对大于其过滤孔径的颗粒物具有较好的截留效果，对于小粒径颗粒物造成的浊度和COD则无效果。适用于高悬浮物、低COD水质的处理。(3)孔隙调节型纤维过滤工艺。具有深层过滤效果好、清洗彻底等优点。

89三、超滤(UF)系统及运行1.系统

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912.运行序号模式流向时间1产水错流操作A至B、C15～90min死端过滤A至C2正洗A至B5～15s3反洗上反洗C至A20～60s下反洗D至B4化学反洗上反洗C至A1～10min下反洗D至B5化学清洗A至B、C＞60min

92(1)正洗。将进水流量提高，用高速水流冲刷膜表面上的沉积物，以达到清洁膜表面、改善反洗效果的目的。有时在反洗后还需要进行正洗(2)反洗。一般反洗步骤分为两个过程，上反洗和下反洗。为避免反洗水质不良在产水侧对膜产生污染和膜孔堵塞，一般采用超滤产水作为反洗水，或除去颗粒的纯净水为反洗水。反洗时，一般还要辅以空气擦洗，(3)化学增强反洗(定期灭菌)。经多次反冲洗后，可能在膜表面粘附着不易冲洗掉的污染物和微生物，此时就采用含有一定浓度化学药剂的水进行反冲洗和浸泡，以增强反洗效果，即为化学反洗。

93化学反洗的时间较长，一般为1～10min，化学反洗频率为每天1～4次，化学药剂可根据不同的情况选用，如NaOH和NaClO配合、盐酸等，加药反洗时，常采用以下方式：先分别上、下反洗同时加药冲洗30～80s，关闭所有泵及阀门，浸泡1～10min，然后再反洗。(4)化学清洗。反洗及化学反洗并不能将截留在超滤膜中的杂质完全清除，运行一段时间(如每半年至一年)后，超滤膜的膜通量会越来越小，此时应化学清洗。化学清洗的周期是根据膜的污物积聚情况来定的，通常以膜的运行压差大小(如70～100kPa)来确定是否需要进行化学清洗。化学清洗采用正冲，药剂循环回清洗水箱的方式进行，所选用的化学药剂要根据污染物的种类进行选择。

943．运行记录超滤系统运行过程中，应做好运行数据的记录，分析运行数据，主要内容如下：(1)每两小时记录一次进水压力、进水温度、产水压力、淡水流量、产水浊度(NTU)，每周测定一次进水CODMn、产水CODMn和产水SDI。

95SDI又称淤塞指数或污染指数它是表示微量固体颗粒的水质指标。测定浊度方法一般为光学法，测定SDI的方法为过滤法。当水中固体颗粒浓度很小时，光学法灵敏度不够，而过滤法比较适用。SDI是通过平均孔径为0.45µm的微孔滤膜测定的。

96具体步骤是：用直径为47mm、平均孔径为0.45µm的微孔滤膜，在0.21MPa的压力下过滤水样，记录最初滤过500mL的水样所花费的时间t0；继续过滤排水15min后，再记录滤过500mL水样所花费的时间t15。用下式计算SDI：

97(2)计算产水压力指数，当其值比初始值下降了20％以上时，应考虑对超滤系统进行化学清洗。产水压力指数按下式计算：Qp——产水流量，应根据膜厂商温度校正系数换算成25℃时的值；TMP——跨膜压差，为进水平均压力减产水压力。

98“慢启动”概念：膜开始投入运行时，要小心控制操作参数，使得过膜压差及膜通量在低于设计值地水平下运行数小时。然后再逐渐提高到设计值。据研究表明，启动时短时间的超负荷运行都会导致膜的不可恢复性污堵；而“慢启动”与“快启动”相比，可以使得膜长期通量增加13％～26％。

994．超滤装置的完整性检验完整性检测就是检查超滤膜以及整个装置是否发生破损和泄漏的试验。(1)气泡观察法。在超滤装置每只组件的一端连接管路上加装一段透明检查管。检查时，膜组件充满水后，向进水侧缓慢通入无油压缩空气，空气会从膜组件内破裂的膜丝或有缺陷的大孔漏入膜的另一侧，并从检察管中溢出。如果在透明管中看到不连续、大小不一的气泡，即可确定该组件发生了断丝或有缺陷。(2)压力衰减法。膜组件充满水后，打开产水阀门，向进水侧缓慢通入无油压缩空气，提高进气压力至小于泡点压力的某预定值。开始(大约持续2min)会有少量水透过膜，待压力稳定在预定值时，关闭进气阀，保持压力10min后，若压力降超过允许值(如0.025MPa)，则膜组件存在泄漏。

100(a)气泡观察法(b)压力衰减法

101七、常见故障及排除(1)不可逆污堵不可逆污堵的速度、化学清洗后的恢复率，是超滤能否使用的决定因素。由于影响因素太多，缺乏可靠的分析手段和方法，因此，超滤的选择目前还只能通过模拟实验来进行。通过实验，选择超滤膜的种类、运行方式，并对反洗工艺、杀菌工艺和化学清洗工艺进行试验，找到减缓超滤膜通量的下降的方法，并对不可逆污堵的情况进行预测。

102(2)断丝。使用空气反洗时，就是利用膜丝强烈的振动来提高反洗效率的。如果断丝已经影响了水质，首先要查找断丝的组件，其方法是：①水质检测来判断。在每一根膜组件的产水侧设置取样点，通过分析产水质量，判断膜组件是否完好。当断丝量较少时，因为水质不会有明显的变化，这种方法无效。②通过完整性检测可以确定少量断丝的膜组件的位置。对断丝的处理一般是找出破损的膜丝，进行封堵。如果断丝或被封堵的膜丝量增加到一定程度(如大于30％)，则需要更换整只元件。

103(3)控制系统和阀门损坏。由于需要频繁的反洗，因此，超滤装置的阀门容易损坏。对几个操作频率很高的关键阀门，需要配置高质量的产品。另外，平时应该备有相同规格的备用阀门，以保证有故障时能够及时更换。(4)膜组件的更换。其使用寿命可以大于5年。

104序号现象原因解决方法1超滤膜两侧压力差太高(1)超滤膜组件被污染(2)产水流量过高(3)进水温度过低(1)查出污染原因，采取相应的清洗方法，调整冲洗参数(2)根据操作步骤重新调整流量(3)提高进水温度2产水流量小(1)超滤膜被污染(2)阀门开度设置不正确(3)流量计问题(4)供水压力太低(5)进水温度过低(1)查出污染原因，采取相应的清洗方法，调整冲洗参数(2)检查并保证所有应该打开的阀门处于开启状态，并调整阀门开度(3)检查流量计，保证正确运行(4)确定并解决这一问题(5)提高进水温度3产水水质较差膜组件发生破损查找原因，更换膜组件其使用寿命可以大于5年。其使用寿命可以大于5年。

105作业与思考常用的过滤设备有哪些类型?什么是重力式过滤?什么是压力式过滤?压力式过滤嚣有哪些形式?机械过滤器会发生哪些故障?过滤器常见的反洗方式有哪几种?重力式无阀滤池工作过程?重力式滤池工作过程?什么是超滤?有机超滤膜有哪些材质?

106什么是外压式膜组件?什么是内压式膜组件?有何特点?什么是死端过滤?什么是错流过滤?什么是超滤装置的完整性检测?超滤设备主要控制哪些出水指标?超滤膜为什么要反洗、杀菌和化学清洗?如何进行?超滤容易发生哪些问题?如何解决?活性炭过滤器活性碳作用是什么?活性炭过滤器容易发生哪些问题?如何解决?为什么要对水杀菌消毒?氯系列杀菌剂的杀菌原理是什么?

107补充另一种空气擦洗重力式滤池

108具体操作程序如下：在正常运行时，电动阀V2，V3(1)，V3(2)，V4，V5、V6，V7关闭，进水阀V1、出水阀V9开启，由反应沉淀池来的水进入隔舱，通过过滤区砂层经水帽至多孔板底的集水区，由出水口流出后一路经出水管流入清水池，一路经管道泵升压后至滤池隔舱上部反洗水箱。当滤池正常运行一段时间后，需对砂滤层进行反洗，反洗用水为重力式滤池上部反洗水箱的清水，并由罗茨鼓风机对砂层进行空气擦洗，反洗步骤如下：

1091.反洗：关闭进水阀V1及出水阀V9，打开反洗排水阀V2及连通阀V3(1)，V3(2)，水就从隔舱上部反洗水箱利用重力经连通阀V3(1)，V3(2)进入多孔板下部的集水区，经水帽、砂层至过滤区隔水舱，反洗水就从反洗管(即进水管旁路)经反洗排水阀V2排入排水沟。2.放水：关闭反洗排水阀V2及连通阀V3(1)，V3(2)，打开排水阀V4，利用重力排水至砂层上面100mm处。3.进气：关闭排水阀V4，为使空气擦洗时排气畅通，打开进气前排水阀V6，再打开压缩空气阀V7，对滤层进行空气擦洗4.进气及反洗：打开连通阀V3(1)，V3(2)及反洗排水阀V2，水就从隔舱上部清水区经连通管至隔水舱，过滤区，从反洗管经反洗排水阀V2排入排水沟(即边排水边反洗边空气擦洗。5.反洗：关闭压缩空气阀V7，即进行水反洗。6.运行前排水：将一部分初滤不合格的水排掉。关闭反洗排水阀V2及连通阀V3(1)，V3(2)，打开进水阀V1及运前排水阀V5，把初滤水排掉．随后关闭运前排永阀V5，打开出水阀V9，滤池进入正常运行。