13供水與制冷系統(tǒng)設備(已修改)
2025-02-23 13:44 本頁面
【正文】 第十三章 供水與制冷系統(tǒng)設備 第一節(jié) 用水質(zhì)量分級與要求 一、用水質(zhì)量分級 普通水 自來水 脫鹽軟化水 蒸餾水 二、用水質(zhì)量要求 根據(jù)加工生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，對水質(zhì)量有不同的要求 第二節(jié) 水處理系統(tǒng)及設備 ? 生物工業(yè)用水處理的三個階段 ? 過濾沉淀 ? 軟化 ? 殺菌 一、水的過濾 ? 表面過濾： 水中粒子大于過濾層孔徑時，粒子被阻擋在過濾層的表面的過濾。 ? 深層過濾： 水中粒子小于過濾層孔徑時，粒子進入濾層深處，由于濾層彎曲且形狀變化使小粒子被截留的過濾。 ? 水過濾過程： 過濾與沖洗 ? 對過濾介質(zhì)的要求：化學性能穩(wěn)定，無害無毒；有足夠的強度；含污能力大，產(chǎn)水能力高；有適宜的粒度分布和孔隙率。 砂濾棒過濾器 結構 主要部件： 砂濾棒：由硅藻土在高溫下熔制而成或由硬質(zhì)玻璃燒結而成。 過濾器外殼：鋁合金鑄成消毒鍋形的密閉容器 操作過程 操作時，水由泵打入容器內(nèi)，在外力的作用下， 水通過砂濾棒的微小孔隙進入棒筒體內(nèi)，水中粒 子則被截留在砂濾棒的表面。 濾出水質(zhì)量 基本無菌。 活性炭過濾器 結構 主體為一密閉圓柱體，過濾器底部裝填 英砂層作為支撐層，石英砂上面裝 12m厚的活性炭層 筒體上有進出水管接口。 操作 過濾：水由頂部導入，順流自然下降過濾，由底部排出。 反洗： 1）水洗，水從底部進，反洗 1520min， 2）吹洗，再用蒸汽吹洗 1520min 3）淋洗，用 NaOH溶液從頂部通入洗滌 4）正洗，清水從頂部通入洗至出水達到要求。 二、水的軟化及脫鹽 軟化：除去水中鈣鎂離子的過程。 脫鹽：除去水中所有陰、陽雜質(zhì)離子的過程。 軟化及脫鹽方法：離子交換法、電滲析法、反滲透法 （一）離子交換裝置 離子交換樹脂 是一種具有網(wǎng)狀結構、且不溶于酸、堿和有機溶劑的固體離分子化合物。 單元結構分為兩部分：一是不可移動且具有立體結構的網(wǎng)絡骨架，二是可移動的活性離子。 ? 強酸性陽離子交換樹脂：離子本身帶有強酸性交換基團 例： RSO3H+NaCl RSO3Na+HCl ? 弱酸性陽離子交換樹脂：離子本身帶有弱酸性交換基團 如羧基 — COOH，酚羥基 — OH ? 強堿性陰離子交換樹脂：離子本身帶有強堿性交換基團 例： RN（ CH3） 3Cl+NaOH RN（ CH3） 3OH+NaCl ? 弱堿性陰離子交換樹脂：離子本身帶有弱堿性交換基團 如：伯胺基團 — NH2等 離子交換法 是用離子交換劑和水中溶解的某些陰陽離子發(fā)生交換反應，來除去水中的有害物質(zhì)。 固定床離子交換裝置 結構：將離子交換樹脂裝填于管柱式容器中，形成固定的樹脂層?？山M合成單床、多床、復床、混合床、多層床等（ P460）。 操作：交換、反洗、再生、清洗 4個過程全在一個裝置中分別進行。 優(yōu)點：操作簡單、設備少、水質(zhì)穩(wěn)定。 缺點：樹脂用量多，利用率低，操作不連續(xù)。 連續(xù)床離子交換裝置 （二）電滲析裝置 工作原理 通過具有選擇透過性和良好導電性的離子交換膜，在外加直流電場的作用下，使原水中的陰陽離子分別通過陰離子交換膜和陽離子交換膜遷移達到除鹽的目的。 操作過程 ? 進入第 7室的水中離子，在直流電場的作用下要作定向移動。陽離子要向陰極移動，透過陽膜進入極室以及 6室；陰離子要向陽極移動，透過陰膜進入 8室。因此，從第 7室流出來的水中，陰陽離子數(shù)會減少，成為含鹽量降低的淡水。 ? 進入第 8室的水中離子，在直流電場作用下也要做定向移動。陽離子要移向陰極，但受陰膜的阻擋而留在室內(nèi)；陰離子要向陽極移動，受陽膜阻擋也留在室內(nèi)。第 8室內(nèi)原來的陰陽離子均出不去，而第 7室中的陰陽離子都要穿過膜進入其中，所以從第 8室出來的水中陰陽離子數(shù)都會比原水中的多成為濃水。 結構：電滲析器有立式和臥式兩種 基本部件：離子交換膜、隔板、電極、極框、壓緊裝置等 離子交換膜：由具有離子交換性能的高分子材料制成的薄膜 隔板：隔開陰陽兩膜，作為水流通道 電極：通電后形成外電場，使水層中的離子定向遷移 極框：保持電極與離子交換膜間的距離 壓緊裝置：壓緊交替排列的膜堆和極區(qū) 三、水的殺菌 常用的方法 氯殺菌、臭氧殺菌及紫外線殺菌 原理 氯殺菌氯進入水中可生成次氯酸（ HOCl），次氯酸具有強烈的氧化作用，可以穿過細菌的細胞膜進入細胞內(nèi)部，由于氧化作用而破壞細胞內(nèi)酶和細菌的生理機能使細菌死亡。 加氯量 ， 15min 常用的氯殺菌試劑 活性二氧化氯、漂白粉、 次氯酸鈉 （二）臭氧殺菌 水中 ： ~1g，10~15min 臭氧（ O3）是一種強烈的氧化劑，能氧化水中的有機物，破壞微生物的原生質(zhì)，殺死微生物。殺菌作用優(yōu)于氯。殺菌速度比氯快15~30倍。 臭氧因在水中的溶解度小，所以在水中加臭氧的方法以噴射法加注，目的是增加與水的接觸時間 （三）紫外線殺菌 ? 原理 微生物受紫外線照射后，微生物的蛋白質(zhì)和核酸吸收紫外光譜的能量，使蛋白質(zhì)和核酸的結構破壞，引起微生物死亡 ? 波長 200295nm紫外線具有殺菌能力。 ? 水面上滅菌 ：用低壓汞燈 ? 水中滅菌： 用高壓汞燈 ? 殺菌效果： 水中 水面，殺菌率達 97%以上 。 第三節(jié) 供水系統(tǒng)及設備 供水系統(tǒng)： 選擇水源、供水方式、水泵選用 地下水 ? 無壓水 （淺水） 地面以下，第一層不透水層構造以上所含的水 ? 承壓水 （深井水） 地面以下兩個不透水層之間所含有的水，有一定的壓力 自來水 一、水源的選擇 地下水 ? 無壓水 （淺水） 地面以下，第一層不透水層構造以上所含的水 ? 承壓水 （深井水）
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