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第一篇 水及工业用水预处理 1

第一章 水及工业用水 1

第一节 水资源 1

一、水资源分布概况 1

二、工业用水的各种水源及其特点 2

第二节 天然水的化学特征及工业用水水质要求 4

一、天然水的化学特征 4

二、工业用水的水质要求 8

第三节 节约水资源和防止水污染的重要性 9

一、水在自然界的循环 9

二、节水和防止污染的重要性 9

参考文献 11

第二章 工业用水预处理 12

第一节 天然水中的杂质 12

一、悬浮物 12

二、胶体物 12

三、溶解物质 12

第二节 工业用水预处理 14

一、混凝 14

二、沉淀与澄清 20

三、过滤 23

四、除铁 24

五、软化 26

六、除氯 29

参考文献 30

第二篇 循环冷却水处理 31

第三章 循环冷却水系统及其水处理情况 31

第一节 循环冷却水系统 31

一、冷却水系统 31

二、冷却塔 32

三、敞开式循环冷却水系统 33

第二节 敞开式循环冷却水处理的重要性 37

一、敞开式循环冷却水系统产生的问题 37

二、敞开式循环冷却水处理的重要性 38

参考文献 39

第四章 循环冷却水系统中的沉积物及其控制 40

第一节 循环冷却水系统中的沉积物 40

一、沉积物的分类 40

二、水垢析出的判断 41

三、污垢热阻 49

第二节 循环冷却水系统中沉积物的控制 52

一、水垢的控制 52

二、污垢的控制 54

第三节 阻垢剂及分散剂 56

一、聚磷酸盐 56

二、有机膦酸 58

三、膦羧酸 60

四、有机磷酸酯 61

五、聚羧酸 62

六、天然分散剂 64

七、有机磷酸和聚羧酸的阻垢和分散机理 65

八、阻垢剂的应用实例 67

参考文献 67

第五章 循环冷却水系统中金属的腐蚀及其控制 69

第一节 冷却水中金属腐蚀速度的表示方法 69

第二节 冷却水中金属腐蚀的机理 69

一、液滴试验 69

二、冷却水中金属腐蚀的机理 70

三、伊文思极化图 71

第三节 冷却水中金属腐蚀的形态 72

一、均习腐蚀 72

二、电偶腐蚀 72

三、缝隙腐蚀 73

四、孔蚀 73

五、选择性腐蚀 74

六、磨损腐蚀 74

七、应力腐蚀破裂 75

第四节 冷却水中金属腐蚀的影响因素 75

一、pH值 76

二、阴离子 76

三、络合剂 77

四、硬度 77

五、金属离子 77

六、溶解的气体 77

七、浓度 78

八、悬浮固体 79

九、流速 79

十、电偶 79

十一、温度 80

第五节 冷却水中金属腐蚀的控制指标 80

第六节 冷却水中金属腐蚀的控制方法 80

一、添加缓蚀剂 81

二、提高冷却水的pH值 89

三、使用耐蚀材料换热器 94

四、用防腐涂料涂覆 97

参考文献 100

第六章 循环冷却水系统中的微生物及其控制 102

第一节 冷却水系统中引起故障的微生物 102

一、细菌 102

二、真菌 104

三、藻类 105

第二节 冷却水系统中金属的微生物腐蚀 106

一、铁和低碳钢 106

二、不锈钢 107

三、铜和铜合金 107

四、镍和镍合金 107

五、钛和钛合金 107

六、非金属材料 108

第三节 冷却水系统中的微生物粘泥 109

一、微生物粘泥的组成 109

二、粘泥微生物的种类和特点 109

三、粘泥的污垢热阻 110

四、微生物粘泥引起的故障 110

五、影响微生物和粘泥的环境因素 111

第四节 冷却水系统中微生物的控制指标 113

第五节 冷却水系统中微生物的控制方法 113

一、选用耐蚀材料 113

二、控制水质 113

三、采用杀生涂料 114

四、阴极保护 114

五、清洗 114

六、防止阳光照射 114

七、旁流过滤 114

八、混凝沉淀 114

九、噬菌体法 114

十、添加杀生剂 115

第六节 冷却水杀生剂 115

一、优良的冷却水杀生剂应具备的条件 115

二、冷却水杀生剂的选择依据 116

三、氧化性杀生剂 116

四、非氧化性杀生剂 120

五、一些杀生剂杀生性能的比较 125

六、使用中的注意事项 125

第七节 冷却水系统中微生物控制的实例 126

一、冷态运行杀菌灭藻处理方案 126

二、异噻唑啉酮的应用实例 127

三、冷却塔防菌藻涂料的应用 128

参考文献 130

第七章 冷却水系统的清洗和预膜 132

第一节 冷却水系统中的沉积物及其来源 132

第二节 物理清洗 133

一、物理清洗的方法 133

二、优缺点 135

第三节 化学清洗 135

一、分类 135

二、化学清洗的方法 136

三、优缺点 139

第四节 不同情况下的清洗 139

一、新设备的清洗 139

二、老设备的清洗 139

第五节 钝化 140

一、钝化 140

二、钝化的目的 140

三、钝化处理 140

第六节 预膜 140

一、预膜的目的 140

二、预膜方案的分类 141

三、预膜的时机 141

四、预膜方案一例 141

第七节 应用实例 142

一、炼油厂冷却水系统的不停车化学清洗 142

二、钢铁厂冷却水系统的不停产化学清洗 143

参考文献 145

第八章 循环冷却水系统的日常运行 146

第一节 运行过程中水质的变化 146

一、二氧化碳含量的降低 146

二、碱度的增加 146

三、pH值的升高 146

四、浊度的增加 146

五、溶解氧浓度的增加 146

六、含盐量的升高 147

七、有害气体的进入 147

八、工艺泄漏物的进入 147

九、微生物的滋长 147

第二节 浓缩倍数 147

一、节水量与浓缩倍数的关系 147

二、浓缩倍数的选择 148

第三节 日常运行用的复合水处理剂 149

一、复合水处理剂的优点 149

二、典型的复合水处理剂 149

三、复合水处理剂的选择 154

第四节 日常运行中的水质监测与控制 155

一、监测与控制的项目 155

二、《设计规范》要求的循环冷却水的水质标准 160

第五节 循环冷却水系统中的事故及其处理 160

一、低pH漂移腐蚀事故及其处理 161

二、漏油事故及其处理 162

第六节 冷却水处理咨询用的计算机专家系统 164

一、专家系统的结构 165

二、应用实例 166

三、展望 167

参考文献 168

第九章 冷却水系统中腐蚀、沉积物和微生物的现场监测 169

第一节 设计规范的要求 169

第二节 腐蚀的现场监测 169

一、试片法 169

二、试验管法 172

三、线性极化法 172

四、监测换热器法 174

第三节 沉积物的现场监测 175

一、监测换热器法 175

二、电热式污垢监测仪法 177

三、压力降法 180

四、钙离子浓度法 181

第四节 微生物的现场监测 181

一、异？茵数的测定 181

二、粘泥量的测定 182

第五节 监测数据的表达 183

第六节 现场监测的实例 183

一、线性极化法监测金属的腐蚀速度 183

二、污垢热阻在线测试系统用于现场监测 184

参考文献 186

第三篇 锅炉水处理 188

第十章 锅炉及其水汽质量标准 188

第一节 锅炉的基本组成及工作过程 188

一、锅炉的基本组成 188

二、锅炉的工作过程 191

三、锅炉的水循环 194

四、锅炉的基本参数 196

第二节 锅炉水、汽质量标准 197

一、锅炉用水名称 197

二、锅炉用水水质不良对锅炉的危害 198

三、低压锅炉水质标准 199

四、中、高压锅炉的水、汽质量标准 201

五、废热锅炉的水质标准 206

六、化工部、石化总公司(属大氮肥厂)蒸汽发生和水处理系统水汽质量指标控制规定 208

第三节 锅炉水处理的任务和本篇的主要内容 210

一、汽水监督 210

二、锅炉用水处理 210

三、锅炉防腐 211

四、化学清洗 211

参考文献 211

第十一章 离子交换树脂及离子交换基本原理 212

第一节 离子交换树脂及其性能 212

一、离子交换树脂概述 212

二、离子交换树脂的性能 217

第二节 离子交换基本原理 223

一、离子交换反应 223

二、离子交换平衡和选择性系数 224

三、离子交换速度 226

第三节 离子交换树脂层的工作过程 228

一、离子交换树脂层内的交换过程 228

二、离子交换树脂层内的再生过程 229

第四节 离子交换树脂的使用 230

一、离子交换树脂的选用 230

二、离子交换树脂的保管 231

三、新树脂投运前的预处理 232

四、离子交换树脂的装填 232

第五节 离子交换树脂的变质、污染与复苏 233

一、离子交换树脂的变质 233

二、离子交换树脂的污染与复苏 233

参考文献 238

第十二章 离子交换水处理 239

第一节 离子交换软化水处理 239

一、钠型离子交换的过程 239

二、钠型离子交换后的水质变化 240

三、再生过程 240

四、钠离子交换软化系统 241

第二节 离子交换软化及脱碱联合水处理 242

一、氢型强酸性阳离子交换树脂的H-Na离子交换 242

二、氢型弱酸性阳离子交换树脂的H-Na离子交换 250

第三节 离子交换除盐水处理 252

一、离子交换除盐水处理的原理 253

二、氢氧型强碱性阴离子交换树脂的工艺性能 254

三、氢氧型弱碱性阴离子交换树脂的工艺性能 258

四、离子交换除盐水处理的系统 260

第四节 离子交换水处理系统的设备及其运行 270

一、顺流再生离子交换器 270

二、对流(逆流)再生离子交换器 275

三、分流再生固定床离子交换器 279

四、浮动床离子交换器 280

五、提升床式浮动床离子交换器 285

六、移动床离子交换器 287

七、混合床离子交换器 289

八、双层床离子交换器 292

九、其他离子交换器 292

第五节 离子交换系统的附属设备 295

一、盐液再生系统及设备 295

二、酸、碱液再生系统及设备 296

三、除二氧化碳器 298

第六节 离子交换设备运行中的故障及其消除方法 299

一、软化水处理系统的故障及其消除方法 299

二、离子交换除盐水处理系统的故障及其消除方法 300

第七节 离子交换水处理系统的选择 302

一、锅炉水处理用的原水水质资料 302

二、锅炉补给水预处理方案的选择 302

三、锅炉补给水离子交换水处理系统的选择 303

参考文献 304

第十三章 锅内加药处理 306

第一节 锅内加药处理概述 306

一、概况 306

二、锅内理化过程 307

三、锅水中的沉淀物 308

第二节 锅内加药处理方法 310

一、纯碱处理法 310

二、磷酸盐处理法 312

三、聚合物处理法 315

四、螯合剂处理法 317

五、其他处理方法 318

六、锅内加药处理方法的评价 318

第三节 锅内水处理的加药方法及装置 319

一、锅内水处理的加药方法 319

二、加药装置及系统 319

三、锅内加药处理的注意事项 320

第四节 锅炉的排污处理 321

一、锅炉排污的方式 321

二、锅炉的排污率 321

三、锅炉的排污装置 322

第五节 应用实例 323

一、实例一 323

二、实例二 323

参考文献 324

第十四章 热力设备系统的腐蚀与控制 325

第一节 热力设备系统腐蚀的基本原理 325

一、热力设备系统腐蚀倾向的判断 325

二、热力设备系统腐蚀的速度 331

第二节 锅炉金属在水和蒸汽中的腐蚀 333

一、金属在水、汽中腐蚀的基本反应过程 333

二、影响纯水的pH值和电导率的因素及其对金属腐蚀的影响 335

三、金属在水汽中形成的腐蚀产物及其特性 338

第三节 锅炉补给水处理设备的腐蚀与防护 339

一、酸腐蚀 339

二、氧腐蚀 339

第四节 热力设备系统的腐蚀 339

一、锅炉系统设备在高温烟气或工艺气中的腐蚀 340

二、锅炉系统设备的水汽腐蚀 341

三、汽轮机的腐蚀 344

四、凝汽管的腐蚀 345

第五节 热力设备系统的腐蚀控制 346

一、给水除氧 346

二、给水pH值的调节及其他 354

三、热力设备停(备)用期间的防护 356

四、凝汽器的防护 359

参考文献 360

第十五章 锅炉的化学清洗 361

第一节 锅炉中的沉积物 361

一、锅炉中的沉积物 361

二、沉积物的鉴别方法 362

第二节 锅炉的化学清洗 363

一、锅炉化学清洗的基本原理 363

二、锅炉化学清洗剂的选择和应用 367

三、锅炉化学清洗中缓蚀剂的选用 371

四、锅炉化学清洗的目的和清洗范围的确定 374

五、锅炉化学清洗工艺 374

六、锅炉化学清洗中的监督控制和质量要求 377

第三节 锅炉的碱洗除垢 378

一、碱洗除垢的原理 378

二、碱洗工艺 378

第四节 应用实例 379

一、清洗方案 379

二、清洗实例 380

参考文献 380

第四篇 工业水处理中的分析与监测 381

第十六章 水质分析法 381

第一节 水质分析的一般知识 381

一、水质分析中溶液浓度的表示方法 381

二、水质分析中标准溶液的配制和标定 383

三、水样的采集 386

第二节 水的物理性质检验 388

一、浊度的测定 388

二、悬浮固形物的测定 389

三、溶解性固体的测定 390

四、电导率的测定 392

五、pH值的测定 393

第三节 水中阳离子的测定 396

一、硬度和钙离子、镁离子的测定 396

二、铁离子的测定 400

三、铝离子的测定 403

四、锌离子的测定 405

五、钾离子的测定 408

六、钠离子的测定 410

七、铵离子的测定 411

八、铜离子的测定 414

第四节 水中阴离子的测定 416

一、碱度和碳酸盐、重碳酸盐的测定 416

二、氯离子的测定 418

三、硫酸根的测定 421

四、各种磷酸盐和总磷酸盐的测定 423

五、硅酸根的测定 428

六、亚硝酸根和硝酸根的测定 429

七、氯离子、氟离子、硫酸根、硝酸根、亚硝酸根、磷酸根的同时测定 431

第五节 氧化性物质及化学耗氧量的测定 432

一、水中溶解氧的测定 432

二、余氧的测定 435

三、化学耗氧量(COD)的测定 437

第六节 水中油含量的测定 438

参考文献 439

第十七章 沉积物的分析 441

第一节 试样的采集、调查和制备 441

一、采样 441

二、对试样的现场调查 441

三、试样的制备 442

第二节 沉积物的定性分析和结构形态鉴定 443

一、原子发射光谱定性分析法 443

二、显微镜检验法 444

三、X-射线衍射分析法 445

四、沉积物系统分析流程 446

第三节 灼烧失重的测定 447

一、水分的测定 447

二、灼烧失重的测定 447

第四节 硫化亚铁含量的测定 448

第五节 二氧化碳含量的测定 450

第六节 硫酸盐的测定 452

第七节 磷、硅、铁、铝、钙、镁、锌、铜的系统分析 452

一、试样溶液的制备和酸不溶物的测定 452

二、二氧化硅的测定 453

三、五氧化二磷的测定 454

四、三氧化二铁的测定 454

五、三氧化二铝的测定 455

六、氧化钙和氧化镁的测定 456

七、氧化锌的测定 457

八、氧化铜的测定 458

参考文献 459

第十八章 常用水处理药剂的分析 461

第一节 水处理药剂分析的基本内容 461

一、水处理药剂的鉴别 461

二、杂质的检查 461

三、有效成分含量的测定 461

第二节 无机水处理药剂的分析 462

一、硫酸亚铁的分析 462

二、硫酸铝的分析 463

三、六聚偏磷酸钠的分析 464

第三节 有机膦酸类水处理药剂的分析 468

一、羟基乙叉二膦酸及其钠盐(HEDP)的分析 468

二、氨基三甲叉膦酸(ATMP)的分析 473

三、乙三胺四甲叉膦酸钠(EDTMPS)的分析 476

四、多元醇磷酸酯的分析 479

第四节 聚羧酸类水处理药剂的分析 481

一、聚丙烯酸及聚丙烯酸钠的分析 481

二、水解聚马来酸酐的分析 485

第五节 季铵盐的分析 488

一、活性物含量的测定 488

二、铵盐含量的测定 490

参考文献 490