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日志

 
 

水中有机物的危害  

2015-04-13 09:56:55|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 一、水中有机物的危害 :
     1、水中有机物对热力设备的危害 有机物进入热力系统后,通过高温分解出低分子有机酸,如甲酸,乙酸等,造成炉水PH偏低,甚至酚酞碱度完全消失,PH偏低对炉水有很多危害。首先不利于炉内磷酸盐防垢处理,因为只有PH>0时才能行成以排除的水渣。 10Ca2++6PO43-+2OH-→Ca(OH)2(PO4)6 否则行成CaSiO4,CaSiO3等钙垢沉积物影响导热,若引起金属过热还会发生爆管。另外PH过低不仅会加剧炉内腐蚀,还会加剧二氧化硅的选择性携带和炉内有机物的挥发,造成蒸汽污染。危机汽轮机的安全运行,还会引起酸腐蚀问题。     
   2﹑水中有机物对除盐系统的危害 水中有机物对除盐系统的主要危害表现在使强碱阴离子交换树脂发生严重中毒,导致阴床和混床的出水水质变化。1989年孟祥利提出强碱有机物污染机理。他包括物理和化学作用。 物理作用包括悬浮有机物的污染机理。有机物吸附在树脂表面覆盖一些离子交换功能基团。堵塞了所交换的离子向内部扩散,而一般再生过程又不会被OH-取代,使树脂交换容量下降。 化学作用主要是溶解有机物的污染。带负电的有机物由离子交换代入树脂微孔中用氢氧化钠再生时,生成有机物的钠盐,有机物的体积增大使它更难从树脂中分离。用反应式表示如下: RCOOH+NaOH→RCOONa+H2O 清洗时,它进行水解 RCOONa+H2O→RCOOH+NaOH 由于NaOH出现增加了出水电导率,延长了清洗时间。清洗水中的阴离子还会与树脂发生交换,从而又损耗了交换容量。 另外,当除盐水中有一定量有机物时,容易在冷却水系统尤其是连通管的出口处,滋生而行成黏糊状胶体,这些胶体物影响了发电机端子的绝缘强度,引起设备故障。 由于有机物对电厂的热力设备及除盐系统有严重危害,那么对它的去除是势在必行的,但在研究去除方法时必须先了解水中有机物的性质。
 二、水中有机物的组成及性质 天然水中有机物的主要成分是腐殖酸类物质。它有如下电化学性质: 
(1)胶体性质,腐植酸有可以游离出的官能团—COOH,—OH,显电负性。 
(2)亲水性,其亲水性取决于缩合程度。 
(3)具有巨大的表面积(330~340㎡/g)和表面能:由于具有能疏松的“海绵状”结构。 
(4)在氧化剂作用下可被氧化分解。 另外由于腐植酸中含有若干含氧功能团,使得腐植酸具有各种胶体性质如表面吸附,离子交换,络合作用,缓冲性能及氧化还原特性。 我们可以根据腐植酸的特性设计多种去除腐植酸的方法,从而达到去除天然水中有机物保证锅炉补给水水质的目的。
 三、水中有机物去除的常用方法:
  1、混凝澄清和强化混凝处理 混凝澄清对水中有机物的去除率以COD计一般为20%—60%。理论上讲以上去除率是水中悬浮态,胶态和溶解态有机物的去除率之和,但丁桓如做实验发现混凝澄清对悬浮态和胶态有机物去除率极高可达90%以上,而对溶解态有机物去除率极低,所以混凝过程中有机物的去除率与原水浊度有很大关系。为提高有机物的去除率一般采用强化混凝处理。 强化混凝是通过增加混凝剂的投药量或调整PH,来提高水中有机物的去除率。影响强化混凝效果有如下方法: ①混凝剂种类:强化混凝剂分为有机和无机两类。就强化混凝而言无机混凝剂要比有机混凝剂效果要好。 这是由于合成有机物混凝剂在天然水中的混凝过程中,无法提供有机吸电位,只有电中和作用参与腐植酸的沉淀,所以混凝效果不好。而无机混凝剂(Al盐Fe盐)既有电中和作用又形成难溶络合物,其氢氧化物又能提供表面使有机物发生吸附。所以混凝效果要好。 ②PH值:PH既影响混凝剂的水解产物又影响腐植酸的解离水平。PH低时有机物质子化能提高,混凝剂需量减少,同时混凝剂水解物种带更多正电荷吸附更易发生。 ③混凝剂投药量:投药量并非越大越好,而是在最佳加药量时混凝效果最好。混凝剂投药量不足时混凝不充分,但当混凝剂过大时又发生胶体再稳现象时混凝效果不好。 混凝澄清和强化混凝是现在水处理工作中最常用的,最有效的方法。对于混凝条件的优化和新型混凝剂的开发还需要进行跟多的研究。 
  2、石灰处理 用石灰处理可以去除碳酸盐硬度,同时使水中的硬度和碱度降低。石灰处理时形成的大量的CaCO3和Mg﹝OH﹞2沉淀具有很强的吸附能力。但用于降低水中碳酸盐硬度的石灰处理对水中有机物的降低不明显,而将正常石灰处理的控制PH范围提高,可以使水中溶解态有机物的去除率明显提高。
   3、吸附处理 吸附处理是工业上去除有机物质的最基本手段之一,采用较多的是活性炭吸附。 活性炭对水中有机物的吸附主要是范德华力吸附,活性炭有大表面积(1440㎡/g)和不同规则网孔结构吸附全在网空中进行,其吸附过程如下: ①有机物分子从溶液向活性炭表面扩散。 ②通过边界水膜扩散。 ③通过在微孔内扩散和在碳表面的吸附,有膜扩散和内扩散控制吸附速度。 活性炭的吸附处理也存在如下问题和局限性: ①有机物分子直径大于活性炭孔径则不能被活性炭所吸附。 ②有机物分子直径近视于活性炭孔径,可能“堵塞”孔径形成不可逆吸附。 ③有机物分子直径较小时则吸附快,吸附量大,但其吸附不牢固,在一定条件下可以解吸。 因此水中有机物的分子直径只有在活性炭孔径分布范围之内,才能被活性炭吸附除去,超出范围则不能除去。 另外活性炭在工业应用上还有一个重大问题,就是失效活性碳不能再生,经济性差。如何很好的解决这一问题还有待进一步研究。
   4、反渗透和超滤 反渗透可以去除各种离子当然也可以去除大分子有机物了。丁桓如提出反渗透对水中有机物的去除率在90%以上,但不同分子量的有机物去除程度是不同的。分子量小于100的有机物很容易聚集在膜表面上,因而容易通过膜空隙;分子量在100于200之间的有机物可以去除一部分;分子量在200以上的有机物可以完全去除。 超滤可以去除水中高分子量的有机物,对于低分子量的挥发性有机物则基本上不能去除,有机物的出除界限还与超滤膜的截留分子量有关。
 四、结束语 有机物去除的方法虽然多种多样,但却各有其针对性。混凝和强化混凝主要用于去除水中悬浮态和胶态的有机物,而石灰处理,吸附处理和反渗透超滤则主要用于去除水中溶解态的有机物。对有机物的处理应根据水中有机物的特点和各类有机物多少制定有效的去除方法。可以单独的使用以上方法,也可以对其进行综合利用。以达到出水指标。当然水中有机物的去除问题还有很多未知,还有很多未发现的方法有待于大家的进一步努力。
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