化水专业培训教案
一、培训目的：通过培训达到对本岗位的知识和技能的要求。
二、培训方式：以自学和脱产相结合的方式进行基础知识讲课和技能训练。
三、培训重点：
1、有关化学与热力系统的知识
1） 玻璃仪器的使用
2） 电厂热力系统流程及水汽质量监督
3） 常规仪器分析应用
4） 树脂性能、分类和应用
2、水处理设备运行
1） 水的过滤过程
2） 补给水离子交换处理
3） 循环水处理
3、水汽质量劣化及事故分析、判断和处理。
4安全防护注意事项
一 基础知识
1、天然水中的杂质一般有那几种形态？
天然水中的杂质种类多种多样，可根据大小分为三类：
（1） 颗粒直径在10-4mm以上的微粒称为悬浮物，这类杂质在水中是不稳定的，可用自然沉降、
混凝和过滤的方法除去。
（2） 颗粒直径在10-6～10-4mm之间的微粒，称为胶体。胶体是许多分子和离子的集合体，由于
它们结合得较为松散，其比表面积很大，具有明显的表面活性，常常因吸附多量的离子而带电。同类胶体带同性电荷而相互排斥，结果是稳定在微小的胶体颗粒状态下而不易下沉。胶体可用混凝及过滤的方法除去。
（3） 当颗粒直径在10-6mm以下时，其杂质为溶解物质（呈离子态的盐类）和溶解气体（呈分
子态）存在于水中。离子可用阳、阴离子交换树脂来除掉。水中的溶解气体如N2、O2、CO2等，一方面可用脱碳器除掉相当大的一部分，另一方面某些在水中离解的气体也可用离子交换的方法除掉一部分。
（4） 另外，有些原水中还存在大量的各种各样的有机物。有机物易污染树脂，特别是阴树脂；
有机物进入锅炉内将受热分解成低分子有机酸类，易使炉水pH值下降造成腐蚀，同时易沉积在机炉内。混凝处理（混凝处理中的混凝和加氯处理）可除掉相当大的一部分呈胶态和悬浮态的有机物，再用活性炭过滤器吸附剩余的有机物和余氯。当有机物经过阴树脂时，也会将其除掉一部分，使补给水中有机物含量降到最低的程度。
2、何谓水的硬度、暂硬、永硬和负硬？
通常将水中的钙、镁盐类看作是硬度，这是因为它们在一定条件下（一定的温度、压力、浓度等）会形成难溶性物质从水中析出，结成硬垢或沉淀物。水中的硬度一般以mmol/L或umol/L来表示。
水的暂硬（又称碳酸盐硬度）——主要是指水中的钙、镁重碳酸盐所形成的硬度。
水的永硬（又称非碳酸盐硬度）——是指水中钙、镁的硫酸盐（CaSO4、MgSO4）硝酸盐[Ca（NO3）2等]、氯化物（CaCl2、MgCl2）等所形成的硬度。这些盐类常压下在水中煮沸时，不能形成沉淀而除去。
负硬——是指水中
钾、钠的碳酸盐（Na2CO3、K2CO3）、重碳酸盐（KHCO3、NaHCO3）、氢氧化物（KOH、NaOH）等非结垢物质的量。当水中的总碱度大于总硬度时，则说明水中除了有Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2存在外，还有KHCO3、NaHCO3、Na2CO3、K2CO3等。在这种情况下，水中必无CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2非碳酸盐硬度的物质存在。因此当总碱度大于总硬度时，水的负硬就等于总碱度减去总硬度的差。
3、何谓原水的酸度碱度？
答：原水的酸度，原水的酸度通常指水中含有能与强碱起中和作用的 强酸阴离子和强酸性阴离子基团的总浓度，他需要通过H +交换后才能测得。
原水中的碱度是指水中含有能与强酸起中和作用的物质的总浓度。这类物质有氢氧化物、碳酸盐、重碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐、腐殖酸盐等。
4、何谓混凝处理？它的基本原理是什么？
向水中投加一种化学药剂(即混凝剂)，这种药剂在水中会和杂质(胶体和悬浮物)产生混合凝聚，
使小颗粒变成颗粒而下沉，整个过程称为混凝处理。
原理：①混凝剂本身发生电离、水解和凝聚，形成胶体的过程。②水中杂质以中和、吸附、表面
接触和网捕作用参与上述过程，其结果是共同形成大颗粒而沉降下来。
5、碱度酸度的含义是什么？
水的碱度是指水中所有的能够接受质了（H+）的物质的总量。水溶液中常见的碱度物质包括OH-，HCO3-,CO2-,NH3-,及其他一些在水中能与酸（H+）进行中和反应的弱酸盐类。火电厂使用的各种水中，构成碱度的主要物质主要是碳酸氢根，碳酸盐和OH-，其他成分含量极小，在电厂水处理中一般不予考虑。
水的酸度是指水中所有能接受OH-物质的总量，形成酸度的物质包括（如HCL、H2SO4）弱酸（如乙酸）强酸弱碱盐（如(NH4)2SO4）以及酸式盐等。
⑴ 当PH<4.3时，水中存在强酸，有矿物酸度。此时向水中加入甲基橙，呈红色，用强碱滴定至呈黄色，即为矿物酸质，又称甲基橙酸度
⑵ 当PH=4.3时，水中即不存在强酸，也不存在碱性物质，酸度和碱度都为零
⑶ 当PH>4.3时，水中存在的强碱物质，此时向水中加入甲基橙指示剂，呈橙黄色，用强酸滴定至呈黄色，即为甲基橙碱度。
6、水的PH值的含义是什么？
PH是水中H+摩尔浓度的负对数，因此，其数值反映的是水中氢离子浓度的大小，在水质检测中，PH是最重要的指标之一，是划分水的酸碱度的标尺。PH值越小，酸性越强；反之碱性越强。
7、化学耗氧量的意义是什么？
化学耗氧量COD是利用有机物可以被氧化的性质，通过测定消耗氧化剂的量来间接表示水中有机物含量高低。水中算喊得有机物，有些容易被氧化，有些不易被氧化。所以，COD值只能反映在测试条
件下水中被氧化的那部分物质的量，不能代表水中总的有机物的含量。因此，COD值不能换算成有机物的浓度，而是将消耗的氧化剂数量折算成等量的氧的数量，用氧的毫克/升来表示，其单位为mg/L。
二 机加知识
1、 影响混凝效果的因素是什么？
（1） 原水水质
（2） 混凝剂的用量
（3） 水温
（4） 混凝剂的快速混合与分散
（5） 接触物质
（6） PH值
2、 碱式氧化铝（PAC）有什么特点？
碱式氧化铝又称聚化铝、聚合氧化铝，是一种无机高分子化合物，简称PAC，是目前火电厂应用最广泛的一种混凝剂。PAC准确的结构并不确定，一般认为是以AL3+为中心，以氢氧根和氯离子为配位体，通过羟基的架桥交联而形成的聚合物。
混凝处理是一种复杂的过程，有多个凝聚反应同时存在，因此称为混凝。盐类混凝剂在加入水中后，首先要进行水解反映，在生成带电荷的聚合分子之后才具有使胶体脱稳的能力。影响混凝水解过程的因素很多，PH值、水温等都可以影响水解产物的形态，任何条件变化都会改变混凝的效果，使得混凝处理的效果不稳定，对水质的适应性较差。
如果混凝剂在水中溶解后，能够直接形成混凝效果最好的高聚合度，带适量电荷的离子，就可以降低PH值、水温等对混凝效果的干扰。聚合铝就是在这种思路下产生的。该产品的最大特点是将铝盐制成以氢氧化铝为基础的、带有适量正电荷并具有一定聚合度的无机高分子—这是要发挥混凝作用的最佳形态。因此，用它处理水时，没有混凝剂的水解过程而直接进入吸附和中和过程，从而使混凝过程变得相对简单，影响因素减少，混凝效果易于控制。
总体来讲，与铝盐和铁盐混凝剂相比，聚合铝混凝剂具有以下特点：
（1） 混凝反映速度快：烧杯实验反应发现，反应速度最快时仅10S概有矾华生成。
（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、氧化铁等无机盐类混凝剂。
（4） 适用的PH值范围比铝盐、铁盐混凝剂广。
3聚合铝使用过程中注意哪些问题？
⑴ 因为PAC容易潮解成，贮存时要注意包装袋完整，保持密封。
⑵ 配药时先应启动搅拌装置，然后再将药粉加入配药容器并保持搅拌，否则，药粉接触水后容易结块而沉淀在槽底。
⑶ 加药管道不宜使用不锈钢、碳钢等材质，而应使用衬胶（塑）、铝塑管，也可以使用ABS和PVC等工业塑料管，但要注意材料和黏结的质量、固定和支撑的设计等。因为在使用过程中，工程塑料管容易老化，出现过因震动破裂或黏结效果差
而泄露的问题。
3、 试述机械搅拌澄清池的内部结构及工作原理。
机械搅拌澄清池的背部结构如图所示。原水经离心水泵加压后进入进水管，同时，混凝剂稀释后经剂量泵打入进水管，同时，混凝剂稀释后经计量泵打入进水管内与怨谁混合。加了混凝剂的原水流进三角形的环形水槽。经过槽下面的许多出水孔均匀的流入第一反应室，在这里由于搅拌器上叶片的转动，将水大量回流泥渣及混凝剂惊醒搅拌并充分混合均匀，然后水被搅拌器的涡轮提升到第二反应室。在水进入第二反应室时，水中的混凝剂已完成了电解、水解、成核，并已开始形成细小的凝絮，到第二反应室及导流室后，因流通截面增大及导流板防水流扰动的作用，使凝絮在稳定的低流速水中逐渐长大。水再进入分离室，此时水的流通截面更大使水流速更缓慢，水中的泥渣凝絮由于重力作用逐渐下沉，从而达到与水分离的目的。分离出的清水流入集水槽再由出水管进入滤池，分离出的泥渣大部分又回流到池底参加再循环。小部分的泥渣进入泥渣浓缩室定期排掉。底部有排泥管及排污管，有些澄清池底设有刮泥装置。三角环形进水槽上有排气管，便于进水时排气用。
4、 混凝原理
向水中投加一种化学药剂（即混凝剂），这种药剂在水中会和杂质（胶体和悬浮物）产生混合凝聚，是小颗粒变成大颗粒而下沉，整个过程称为混凝处理。
混凝处理的基本原理可从两个方面来认识，一个是混凝剂本身发生电离、水解和凝聚，形成胶体的过程，另一个是水中杂质以中和、吸附、表面接触和网捕作用参与上述过程，其结果是共同形成大颗粒而沉降下来。
三 双过的相关知识
1、过滤器排水装置的作用有哪些？
⑴引出过滤后的清水，而不是滤料带出。
⑵使过滤后的水和反洗的进水，沿过滤器的截面均匀分布。
⑶在大阻力排水系统中，有调整过滤器水流阻力的作用。
2、影响过滤器运行效果的主要因素有哪些？
⑴ 滤速：过滤器的滤速不能太快又不能太慢。
⑵ 反洗：反洗必须要具有一定的时间和流速，反洗效果好过滤器的运行才能良好。
⑶ 水流的匀速性：只有水流匀速，过滤效果才能良好。
⑷ 滤料的粒径大小和均匀程度。
3、何谓滤料，过滤器滤料的条件？
作为过滤器(或滤池)过滤材料的物质称作滤料。
滤料应具备以下条件：
① 化学性能稳定，不影响出水水质；
② 机械强度大，在使用中不易破碎；
③ 粒度适当，不影响过滤器的正常运行。除此以外，还应当价廉，便于采购等。
4、何谓过滤过程的水头损失？为什么通常以它作为监督过滤过程的一项指标？
在实
际运行中，水流通过过滤介质层时的压力即降为水头损失。在过滤过程中，随着被滤出的悬浮物在滤料颗粒间的小孔中和滤料表面渐渐地堆积，水流经过滤介质层的阻力逐渐增大，反映为过滤时的水头损失随之加大。由于该指标可以间接地指示过滤介质的污染情况，有利于把握反洗时机，因此实际运行中长以此作为一项监督标准。
5、 什么是过滤周期？一个完整的过滤过程应包括几个环节？各环节的主要作用是什么？
过滤周期是两次反洗之间的实际运行时间。一个完整的过滤过程主要包括一下几个环节：过
滤、反洗和正洗。过滤用来截留水中所含的悬浮颗粒，以获得低浊度的水；反洗是为了清除在过滤过程中积累于过滤介质中的污物，以恢复过滤介质的截污能力；正洗是保证过滤运行出水合格的一个必要环节，用水正洗直至出水合格，方可开始过滤运行。
6、何谓过滤层的膨胀率？何谓反洗强度？他们之间的影响关系如何？
反洗时，水自下而上流经过滤介质层，使滤料颗粒间发生松动，即滤料膨胀。过滤介质层膨胀后所增加的高度和膨胀前高度的比称为滤层膨胀率。
反洗强度是指在每秒钟内每平方米过滤断面所需要反洗水量的升数。
滤料粒度、水温，滤料密度一定的情况下，反洗强度越大，滤层膨胀率就越高。如要达到同样的膨胀度，滤料颗粒越大、水温越高，滤料密度越大，则反洗强度应越大。但反洗强度和滤层膨胀率过大，虽可使水流的剪切力增大，但颗粒之间相互碰撞几率减小，将影响反洗效果。
反洗时，所采用的反洗强度应能使滤层的膨胀率达到25%～50%为宜。
6、 主要设备构造及参数
双过：结构：进水装置为多空穹形板，擦洗装置为支管式结构，排水形式为垫层式，过滤介质为石英砂和无烟煤。无烟煤粒径为0.8～2.0mm 石英砂粒径为0.5～1.2mm 。高度1000mm下部以此为粒径不等的石英砂垫层。
性能参数：设计最大出力64T/H，出水浊度不大于2NTU，外观无色透明，进出口压差不大于0.06MPa。
运行控制：①要控制双过总进水流量40~60T/H，过大造成出水水质劣化，过小造成流速缓慢，滤料结块。②严格控制进出口压差不大于0.06Mpa，一般12~24H需要进行反洗，回复滤料性能，压差过大会造成滤料被压实，严重时出现破碎，使水流发生偏移水流不均，从裂缝中直接进入出水管，影响出水水质。
四、活性炭床的相关知识
1、简述使用活性炭过滤器应注意的事项？
答：活性炭过滤器一般用在澄清或过滤处理之后，已去除了大部分悬浮物、胶体物等杂质后常常用在反渗透设备之前，用于去除水中的有机物、残余氯。在使用中，应定
期反洗，反洗流速不宜太高，以免滤料流失。活性炭过滤器一般应连续运行，定期测定出水的有机物含量，污染指数等，如出现大幅度降低，现场无法再生时，应及时更换。
2、试述活性炭的性能作用？
活性炭如木炭、炭黑、焦炭一样，属于无定形碳，其结构与石墨有些相似，活性炭内有非常多的孔隙，由于其孔隙壁的壁表面积一般为500~1700平方米/G，因此其吸附容量很大。
活性炭可用于气相吸附，也可用于液相吸附，在水处理中，常常采用颗粒状活性炭，将其装载于容器或塔体中，可达到连续通液、连续吸附运行，而对环境无污染的目的。活性炭主要吸附水中的有机物，对以COD或TOD表示的有机物除去率可达80%左右，还可除去水中的臭气、有色物质、游离氯、油污、表面活性剂等。
3、活性炭过滤器有什么作用？运行时要注意些什么？
（1）利用活性炭的活性表面除去水中的游离氯，以避免化学水处理系统中的离子交换树脂，特别是阳离子交换树脂受到游离氯的氧化作用。 （2）除去水中的有机物，如腐殖酸等，以减轻有机物对强碱性阴离子交换树脂的污染。 据统计，通示活性炭过滤器，可以除去水中60%～80%的胶体物质：50%左右的铁和50%～60%的有机物等。 活性炭过滤器在实际运行中，主要考虑入床水浑浊度，反洗周期，反洗强度等关系。
（1）入床水浑浊度。入床水浑浊度高，会带给活性炭滤层过多的杂质，这些杂质被截留在活性炭滤层中，并堵塞滤池间隙及活性炭表面，阻碍其吸附效果的发挥。长期运行下去，截留物就停留在活性炭滤层间，形成冲不掉的泥膜，造成活性炭老化失效。 所以进入活性炭过滤器的水，最好把浑浊度控制在5mg/L以下，以保证其正常的运行。 （2）反洗周期。反洗周期的长短是关系到滤池效果好坏的主要因素。反洗周期过短，浪费反洗水；反洗周期过长则影响活性炭吸附效果： 一般讲，当入床水浑浊度在5mg/L以下时，应4～5天反洗一次。 （3）反洗强度。活性炭过滤器在反洗中，滤层膨胀率对滤层冲洗是否彻底，影响较大。滤层膨胀率过小，下层的活性炭悬浮不起来，其表面冲洗不干净；当膨胀率过大，容易跑“炭”。 在运行中一般控制其膨胀率为40%～50%。 （4）反洗时间。一般当滤层膨胀率为40%～50%，反洗强度为13～15L/（m2?s）时，活性炭过滤器的反洗时间为8～10min。
五 RO的相关知识
1、简述常用的反渗透膜的种类和对水质的主要要求。
常用的反渗透膜有三种：醋酸纤维素膜，芳香聚酰胺膜，薄膜复合膜。反渗透膜几乎可以适应任何进水水质，但其对进水处理要求很严格，要求进水的主要水质指标
为污染指数，其值应小于5。
2、RO进水控制目标：
① 浊度主要靠机加和双过的浅层过滤和保安过滤器的深层过滤实现。
② 进水余氯一般为0，当前预处理采用氯化性杀菌剂（如次氯酸钠），进水中一般会产生余氯，此时应适当投加还原剂（亚硫酸氢钠）进行还原，去除氯化性离子，另外也可用活性炭床的吸附性去除活性氯。
④ SDI的控制需要预处理方面多环节处理，尤其是对地表水进行综合杀菌混凝过滤处理。
3、什么是回收率？为什么要控制回收率的范围？
反渗透的回收率是指产水量占进水量的百分比。回收率越高，浓缩倍率越高膜浓水侧结垢和发生污染的可能性越高；若回收率低，则经济性不好。因此，要根据原水水质通过计算确定合理的范围，一般采用75%的回收率。
4、什么是保安过滤器？
保安过滤器是一种精密过滤器，其用途是确保颗粒状的物质不能进入反渗透装置，以保证反渗透膜的安全。
进水压力过高对膜有什么影响？
如果进水压力过高，会使膜永久变形，即膜的压密化。尤其是在水温较高时，更容易出现这种情况。另外，反渗透启动时产生的水锤作用也会引起膜的压密化，膜的压密化会造成透水量不可逆衰减。
5、什么是污染指数？如何测定？
污染指数（SDI）是在一定条件下，利用水过滤速度来衡量水质污染性大小的指标，主要判断水中可过滤杂质对反渗透膜的污染能力。
⑴ 打开污染指数仪进水门，调整调节阀和减压稳定阀使进水压力稳定在0.2Mpa,并以恒定的水流冲洗进水管路。
⑵ 用镊子将滤膜装入压膜器内，用水浸湿后，将禁锢旋钮拌旋紧，排除滤膜底部的气泡。
⑶ 调整调节阀、稳压阀在压力0.21Mpa的条件下，记录出过滤500ML所需的时间t0。
⑷ 在保持近水压力在0.21Mpa的条件下，连续过滤15分钟，然后再次测量过滤水样所需的时间t1.
⑸将测定的t0 t1带入下式计算
SDI=（1—t0/t1）×100÷15
6、 反渗透低压冲洗的目的？
⑴ 启动前低压冲洗是为了排除RO内死水及空气。
⑵ 停运时低压冲洗是为了将RO内脓水排出，防止脓水在膜表面结垢。
⑶ 长期停运时低压冲洗是为了把RO内死水排出，防止微生物对膜的污染。