對循環冷卻水系統的補充水進行的處理。除了通常為去除水中懸浮物和膠體的沉澱。
基本介紹
- 中文名：補充水處理
- 外文名：make-up water treatment
- 功能：殺菌、除藻、軟化
- 對象：懸浮物和膠體的沉澱
概述,常見的補充水處理劑,聚合氯化鋁,聚合硫酸鐵,
概述
補充水處理 make-up water treatment
對循環冷卻水系統的補充水進行的處理。除了通常為去除水中懸浮物和膠體的沉澱。過濾處理以外，還可以包括殺菌、除藻、軟化或除鹽和除氣等處理。
常見的補充水處理劑
聚合氯化鋁
聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑，由於氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑）的特點主要是由壓力式霧化器的工作原理所決定的，使這一乾燥系統有它自己的特點。由於壓力式噴霧乾燥所得產品是多孔微粒狀或空心微粒狀，採用壓力式噴霧乾燥，陰離子聚丙烯醯胺，多以獲得顆粒狀產品為目的，所得顆粒狀產品具有優良的防塵性能和流動性能。
聚合氯化鋁的性能
a、淨化後的水質優於硫酸鋁絮凝劑，淨水成本與之相比低15－30%。
b、絮凝體形成快、沉降速度快，比硫酸鋁等傳統產品處理能力大。
c、消耗水中鹼度低於各種無機絮凝劑，因而可不投或少投鹼劑。
d、適應的源水PH5.0-9.0範圍均可凝聚。
e、腐蝕性小，操作條件好。
f、溶解性優於硫酸鋁。
g、處理水中鹽分增加少，有利於離子交換處理和高純制水。
h、對源水溫度的適應性優於硫酸鋁等無機絮凝劑。
聚合氯化鋁的沉澱作用
聚合氯化鋁主要用於處理：肉與肉製品工業、水產品加工工業、禽蛋加工工業、水果、蔬菜加工工業、乳品加工工業、製糖工業、糧食加工工業、澱粉工業、使用油脂工業、發酵工業等產生的廢水處理，結合多種食品工業廢水性質，研製出食品工業廢水處理用聚合氯化鋁，得到了廣泛的套用。
食品工業的內容極其複雜，包括製糖、釀造、肉類、乳品加工等生產過程，所排出的廢水都含有機物，具有強的耗氧性，且有大量懸浮物隨廢水排出。動物性食品加工排出的廢水中還含有動物排泄物、血液、皮毛、油脂等，並可能含有病菌，因此耗氧量很高，比植物性食品加工排放的廢水的污染性高。食品工業廢水的特點是有機物質和懸浮物含量高，一般無大的毒性。其危害主要是使水體富營養化，以致引起水生動物和魚類死亡，促使水底沉積的有機物產生臭味，惡化水質，污染環境。
聚合氯化鋁殺菌作用
聚合氯化鋁主要處理的食品工業廢水污染物
1.溶解在廢水中的酸、鹼、鹽、糖類等。
2.原料夾帶的泥砂及其他有機物等。
3.致病菌毒等。
4.漂浮在廢水中的固體物質，如菜葉、果皮、碎肉、禽羽等。
5.懸浮在廢水中的物質，如油脂、蛋白質、澱粉、膠體物質等。
針對這些污水性質，結合聚氯化鋁的產品性能：1.形成絮凝體速度快、塊大、活性高、沉降分離迅速；2.不用加其它助劑，比其它無機混凝劑加藥量少，制水成本底；3.使用PH值範圍寬，對高濁高溫水、低濁低溫水和有機污染水適應性強，效果好。
聚合氯化鋁的用途
⒈城市給排水淨化：河流水、水庫水、地下水。
⒉工業給水淨化。
⒊城市污水處理。
⒋工業廢水和廢渣中有用物質的回收、促進洗煤廢水中煤粉的沉降、澱粉製造業中澱粉的回收。
⒌各種工業廢水處理：印染廢水、皮革廢水、含氟廢水、重金屬廢水、含油廢水、造紙廢水、洗煤廢水、礦山廢水、釀造廢水、冶金廢水、肉類加工廢水f、污水處理。
⒍造紙施膠。
⒎糖液精製。
⒏鑄造成型。
⒐布匹防皺。
⒑催化劑載體。
⒒醫藥精製
⒓水泥速凝。
⒔化妝品原料。
聚合硫酸鐵
聚合硫酸鐵形態性狀是淡黃色無定型粉狀固體，極易溶於水，10%（重量）的水溶液為紅棕色透明溶液，吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛套用於飲用水、工業用水、各種工業廢水、城市污水、污泥脫水等的淨化處理。
聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點：1. 新型、優質、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑；2. 混凝性能優良，礬花密實，沉降速度快；3. 淨水效果優良，水質好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質，亦無鐵離子的水相轉移，無毒，無害，安全可靠；4. 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著；5. 適應水體PH值範圍寬為4-11，最佳PH值範圍為6-9，淨化後原水的PH值與總鹼度變化幅度小，對處理設備腐蝕性小；6. 對微污染、含藻類、低溫低濁原水淨化處理效果顯著，對高濁度原水淨化效果尤佳；7. 投藥量少，成本低廉，處理費用可節省20%-50%。
聚合硫酸鐵的製備方法
聚合硫酸鐵的製備主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多數PFS的製備採用直接氧化法，此法工藝路線較簡單，用於工業生產可以減少設備投資和生產環節，降低設備成本，但這種生產工藝必須依賴於氧化劑，如H2O2、KClO3、HNO3等無機氧化劑。催化氧化法一般是選用一種催化劑，利用氧氣或空氣氧化製備聚合硫酸鐵。以下是製備聚合硫酸鐵的具體操作方法：
（1）雙氧水氧化法：雙氧水(H2O2)在酸性環境中是一種強氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價鐵從而製得聚合硫酸鐵: 2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O 製備過程中,按照生產量和所需要的鹽基度,在反應釜中加入硫酸亞鐵、水和硫酸混合,當溫度升高到30~45℃時,在攪拌過程中,通過加料管在釜底緩慢加入H2O2。H2O2很快將亞鐵氧化成三價鐵,取樣分析待亞鐵濃度降至規定濃度時,停止反應。
利用本法生產聚合硫酸鐵,具有設備簡單、生產周期短、反應不用催化劑、產品不含雜質、穩定性高等特點。但反應過程中, 有H2O2在分解時形成O2氣放出在無催化劑時,起不到氧化作用。要減少O2的產生,需要控制H2O2的投加速度製備工藝為間歇式操作,影響生產效率。H2O2成本比較高,它增加了聚合硫酸鐵的生產成本,不利於工業化生產。
（2）氯酸鉀(鈉)氧化法：氯酸鉀是廣泛套用於炸藥和火柴工業的強氧化劑,同樣可以將亞鐵氧化成三價鐵: 6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+ 3(1-n)H2O + KCl 製備時,將硫酸、硫酸亞鐵和水按比例加入反應釜中,在常溫或稍微高溫度下,攪拌中加入氯酸鉀。檢驗亞鐵離子減少到規定濃度即可結束。
該法生產工藝簡單,設備投資少,產品穩定性好,反應效率高,無空氣污染。產品中含有氯酸鹽,可兼作混凝與殺菌劑。但製品中殘留有較高的氯離子和氯酸根離子,不宜於飲用水處理。同時,由於氯酸鉀價格昂貴,產品成本高。
（3）次氯酸鈉氧化法：次氯酸鈉屬於鹼性氧化劑,其氧化還原電位較高,理論上能將亞鐵氧化成三價鐵: 2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4+ 2H2O + Cl2 生產的氯氣仍為氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價鐵。但氯氣會有少量以氣體形式逸出而浪費掉,不能充分利用。同時也會造成環境污染,曾加後處理工序。次氯酸鈉是鹼性氧化劑,製備聚合硫酸鐵時,為了降低pH值, H2SO4的用量較高。用該法製備的聚合硫酸鐵穩定性差,不宜長期保存。
（4）硝酸氧化法：硝酸為中強氧化劑,與亞鐵反應如下: FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2 反應生成的NO2又可以起到氧化作用,因而HNO3的氧化效率高。 該法是以工業硫酸亞鐵為原料,採用工業硫酸氧化後以工業濃硝酸氧化。FeSO4:HNO3為1:(0.20~0.30):(0.10~0.32),加入水量小於以上三者總量的20%,於0.1~0.2MPa下，攪拌中通入充足的空氣或氧氣,於50~70℃氧化,102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以內。 用HNO3氧化時,成本比較低,反應周期短。所得產品濃度高,易於製成固體產品。若選用工業一級品原料,所得產品可用於飲用水處理。但反應中生成的NO2,會造成環境污染,需增加專門吸收裝置予以處理。
綜上所述,直接氧化法雖然工藝簡單,操作簡便,但存在氧化劑用量大,成本高,氧化劑引入的離子需分離出去,反應中產生的有害氣體需專門設備吸收處理等問題,因而難於在工業化生產中普及和套用。但實驗研究中需要少量的聚合硫酸鐵時採用此類方法製備簡單易行。
（5）催化氧化法:聚合硫酸鐵在工業生產中多採用催化氧化法。 即以硫酸亞鐵及硫酸為原料,藉助催化劑(NaNO2)的作用,利用氧化劑使硫酸亞鐵在酸性介質中被氧化成三價鐵離子。然後用氫氧化鈉中和,調整鹼化度進行水解,聚合反應製得聚合硫酸鐵。
