钢铁工业水处理实用技术与应用PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 水的需求及水污染的防治 1

1.1.1 水的需求 1

1.1.2 水的污染及防治 1

1.2 水化学知识 3

1.2.1 水及其性质 3

1.2.2 天然水 6

1.2.3 工业补给水 10

1.2.4 化学反应 11

1.2.5 水处理中常用的法定计单位 16

1.3 钢铁企业节水的必要性及措施 19

1.3.1 钢铁企业节水的必要性 19

1.3.2 钢铁企业节水的措施 19

1.4 水处理的必要性及方法分类 24

1.4.1 水处理的必要性 24

1.4.2 水处理方法分类 24

2 钢铁工业常用的基本水处理方法 27

2.1 物理处理 27

2.1.1 沉淀 27

2.1.2 过滤 28

2.1.3 气浮 33

2.2 化学处理 35

2.2.1 水质稳定 35

2.2.2 混凝 40

2.2.3 中和 45

2.2.4 化学沉淀 45

2.2.5 氧化还原 47

2.3 物理化学处理 48

2.3.1 离子交换 48

2.3.2 膜分离 53

2.3.3 电吸附除盐 62

2.4 生化处理 63

2.4.1 好氧生物处理 63

2.4.2 厌氧生物处理 70

3 水处理药剂的配制及投加 76

3.1 概述 76

3.1.1 钢铁企业水处理药剂的发展历史 76

3.1.2 水处理药剂的作用 76

3.2 水处理药剂的种类 77

3.2.1 阻垢缓蚀剂 77

3.2.2 混凝剂 82

3.2.3 杀菌灭藻剂 84

3.2.4 酸、碱、盐药剂 86

3.3 水处理药剂的配制 87

3.3.1 溶液的浓度 87

3.3.2 药剂的配制 88

3.3.3 药剂的投加 89

3.3.4 有机高分子絮凝剂的配制 92

3.4 加药装置 93

3.4.1 以马达驱动计量泵为核心的加药装置简介 93

3.4.2 以电磁计量泵为核心的加药装置简介 95

3.4.3 计量泵简介 97

3.4.4 药剂配制和投加流程 100

3.5 石灰乳液投加装置简介 101

3.5.1 投加原理 101

3.5.2 装置结构 101

3.6 聚丙烯酰胺投加装置简介 103

3.6.1 投加原理 103

3.6.2 装置结构 103

3.7 加药间和药库的布置 104

3.8 安全喷淋装置 105

3.8.1 安全喷淋装置安装的要求 105

3.8.2 安全喷淋洗眼器的结构 106

4 循环冷却水处理与运行管理 107

4.1 冷却水系统 107

4.1.1 概述 107

4.1.2 冷却水系统的分类 107

4.2 冷却水系统中的换热器 108

4.2.1 换热器的传热 108

4.2.2 热交换器介绍 115

4.3 循环冷却水系统 120

4.3.1 密闭循环冷却水系统 120

4.3.2 敞开式循环冷却水系统 123

4.3.3 循环冷却水系统常用的设备与构筑物 125

4.4 敞开式循环冷却水系统存在的问题及处理方案 137

4.4.1 敞开式循环冷却水的特点 137

4.4.2 敞开式循环冷却水系统的存在问题 138

4.4.3 敞开式循环冷却水系统处理方案 143

4.5 密闭式循环冷却水系统存在的问题及处理方案 145

4.5.1 软化水的特点及腐蚀原因 145

4.5.2 软化水腐蚀的解决方案 146

4.6 污泥处置 146

4.6.1 污泥脱水的原理 146

4.6.2 直接冷却循环水系统污泥脱水常用的工艺 148

4.7 循环冷却水系统的清洗与预膜 150

4.7.1 循环冷却水系统清洗与预膜的必要性 150

4.7.2 循环冷却水系统清洗的清洗范围 151

4.7.3 循环冷却水系统的清洗方法 152

4.8 循环冷却水系统运行管理的必要性 155

4.8.1 循环冷却水运行的故障 155

4.8.2 循环冷却水处理的重要性 156

4.9 钢铁企业循环冷却水水质标准 157

4.9.1 补充水水质标准 157

4.9.2 循环冷却水水质标准 158

4.9.3 循环冷却水运行监测效果 159

4.10 循环冷却水浓缩倍数的控制 159

4.10.1 循环冷却水系统的水平衡 159

4.10.2 循环冷却水浓缩倍数的控制和调节 162

4.11 水处理药剂量的控制 163

4.12 水质管理 164

4.12.1 水质监测项目 164

4.12.2 水质监测项目的意义 165

4.13 循环冷却水处理效果评价 166

4.13.1 制定循环冷却水处理目标 166

4.13.2 循环冷却水处理效果评价 166

4.14 某钢铁公司轧钢循环冷却水化学处理开车方案实例 169

4.14.1 水质判断 169

4.14.2 开车前的准备 170

4.14.3 日常化学处理 170

5 钢铁工业各工序循环冷却水处理 175

5.1 烧结工序循环冷却水处理 175

5.1.1 烧结工艺概述 175

5.1.2 烧结水处理系统 176

5.2 焦化工序循环冷却水处理 178

5.2.1 焦化工艺概述 178

5.2.2 焦化循环冷却水处理系统 179

5.2.3 干熄焦及热电站循环冷却水处理系统 181

5.3 炼铁工序循环冷却水处理 182

5.3.1 间接冷却循环水处理系统 183

5.3.2 软水（纯水）密闭循环系统 185

5.3.3 高炉煤气洗涤水系统 187

5.4 炼钢工序循环冷却水处理 191

5.4.1 炼钢 191

5.4.2 连铸 198

5.5 热轧厂循环冷却水处理 205

5.5.1 轧钢工艺概述 205

5.5.2 间接冷却循环水系统 206

5.5.3 直接冷却循环水系统 207

5.5.4 轧钢层流水 208

5.6 冷轧厂循环冷却水处理 209

5.6.1 冷轧厂工艺概述 209

5.6.2 冷轧循环冷却水 209

5.7 制氧厂循环冷却水处理 211

5.7.1 制氧工艺概述 211

5.7.2 制氧循环水处理工艺及主要用水设备 211

5.7.3 制氧循环冷却水存在的问题及原因分析 213

5.7.4 避免制氧循环冷却水故障发生的措施 214

5.8 发电厂循环冷却水处理 215

5.8.1 发电工艺概述 215

5.8.2 发电循环冷却水处理系统 215

5.8.3 发电循环水故障 218

5.8.4 发电循环冷却水处理系统典型的工艺组成 218

5.8.5 水质在线监测仪表 219

6 钢铁企业污水处理与回用 220

6.1 钢铁企业工业污水的来源及分类 220

6.1.1 循环冷却水系统排污水 220

6.1.2 除盐水、软化水制取设施产生的废水 220

6.1.3 小型直流水和生活污水 221

6.1.4 钢铁厂各工序在生产运行过程中产生的废水 221

6.2 焦化废水的处理 221

6.2.1 焦化废水的来源 221

6.2.2 生化废水处理的原理 224

6.2.3 A-A-O法在焦化废水处理中的应用 228

6.2.4 生物流化床在焦化生化废水处理中的应用实例 230

6.3 冷轧厂废水的处理 234

6.3.1 冷轧厂废水的来源 234

6.3.2 酸性废水的处理 235

6.3.3 稀碱含油废水的处理 237

6.3.4 含油及乳化液废水处理系统 239

6.3.5 含铬废水的处理 245

6.3.6 冷轧废水处理运行管理 247

6.4 钢铁企业综合污水处理与回用技术 249

6.4.1 钢铁企业综合污水处理与回用的必要性 249

6.4.2 钢铁企业综合污水处理厂对水质的要求 250

6.4.3 钢铁综合污水处理常用的单元技术 256

6.4.4 常用的水处理药剂及作用 259

6.4.5 综合污水处理的工艺介绍 260

6.5 再生水的回用 273

6.5.1 钢铁企业水资源的水质分类 273

6.5.2 钢铁企业再生水的回用和水平衡 277

6.5.3 某钢铁联合企业综合污水零排放方案实例 278

6.6 废水处理过程中安全技术 281

6.6.1 概述 281

6.6.2 废水处理安全防范的主要内容和措施 281

7 锅炉水处理 288

7.1 概述 288

7.1.1 钢铁企业蒸汽的产生与利用 288

7.1.2 锅炉的基本组成 288

7.1.3 锅炉的工作过程 291

7.1.4 锅炉水处理的必要性 292

7.1.5 锅炉用水水质要求 293

7.2 锅炉水、汽质量标准 293

7.2.1 锅炉用水名称 293

7.2.2 锅炉给水质量标准 294

7.2.3 锅炉补给水质量标准 294

7.2.4 锅炉水质量标准 295

7.2.5 减温水质量标准 295

7.2.6 蒸汽质量标准 296

7.3 钢铁企业的废热锅炉 296

7.3.1 干熄焦废热锅炉 296

7.3.2 转炉汽化冷却废热锅炉 299

7.3.3 加热炉余热锅炉 299

7.3.4 烧结机余热锅炉 302

7.4 软化水的制备 303

7.4.1 软化水制备的原理 303

7.4.2 软化水制备工艺 304

7.4.3 FN系列自控连续式钠离子交换器的应用 304

7.5 除盐水的制备 306

7.5.1 离子交换除盐原理及工艺 306

7.5.2 离子交换工艺的运行管理 308

7.6 复床－混床式除盐工艺的应用 310

7.6.1 阳床和阴床 311

7.6.2 混合离子交换器 313

7.7 水质化验的主要项目及含义 314

7.8 锅炉给水调整工艺 315

7.8.1 概述 315

7.8.2 锅炉水质调整处理工艺使用的主要化学品 317

7.8.3 锅炉给水水质调整处理工艺的运行管理 318

8 钢铁企业水处理中常用的水处理设备与构筑物 320

8.1 混凝设备与构筑物 320

8.1.1 混凝过程中的控制指标 320

8.1.2 混合设备与构筑物 321

8.1.3 絮凝设备与构筑物 323

8.2 沉淀池 324

8.2.1 沉淀池类型 324

8.2.2 沉淀池的有关名词解释 324

8.2.3 平流式沉淀池 325

8.2.4 斜管沉淀池 327

8.2.5 辐射沉淀池 328

8.2.6 沉淀池的运行管理 329

8.3 自清洗网式过滤器 330

8.3.1 自清洗网式过滤器的工作原理 330

8.3.2 自清洗网式过滤器的工作过程 330

8.3.3 网式自清洗过滤器的主要部件 331

8.3.4 网式自清洗过滤器的维护 332

8.4 厢式板框压滤机 332

8.4.1 厢式板框压滤机的工作原理 332

8.4.2 厢式板框压滤机主机结构组成 332

8.4.3 厢式板框压滤机的运行管理 334

8.5 重型带式压滤机 334

8.5.1 重型带式压滤机的工作原理 334

8.5.2 重型带式压滤机的结构 334

8.5.3 重型带式压滤机的运行管理 336

8.6 稀土磁盘分离机和磁力压榨机 337

8.6.1 稀土磁盘分离机 337

8.6.2 磁力压榨机 338

8.7 重力旋流沉淀池 338

8.7.1 重力旋流沉淀池的工作原理 338

8.7.2 重力旋流沉淀池的运行维护 339

8.8 机械过滤器 339

8.8.1 机械过滤器的工作原理 339

8.8.2 机械过滤器的结构 339

8.8.3 机械过滤器的工作过程 340

8.8.4 机械过滤器滤料的污染及清洗 340

8.9 螺旋式粗颗粒分离装置 341

8.9.1 螺旋式粗颗粒分离装置的工作原理 341

8.9.2 螺旋式粗颗粒分离装置的主要结构 341

8.10 桥式刮油刮渣机 342

8.10.1 概述 342

8.10.2 结构及工作原理 342

8.10.3 维修与保养 343

8.11 托帕式浮油回收机 343

8.11.1 托帕式浮油回收机的工作原理 343

8.11.2 托帕式浮油回收机的组成 343

8.12 集油管 343

8.13 潜水污水泵 344

8.14 渣浆泵 345

8.14.1 渣浆泵的结构 345

8.14.2 渣浆泵的维护保养 346

8.15 气动隔膜泵 347

8.15.1 气动隔膜泵结构 347

8.15.2 气动隔膜泵的工作原理 347

8.15.3 气动隔膜泵的运行维护 348

8.15.4 气动隔膜泵常见故障及处理方法 348

8.16 单螺杆泵 349

8.16.1 单螺杆泵的工作原理 349

8.16.2 单螺杆泵的结构 349

8.16.3 单螺杆泵使用中注意事项 349

8.16.4 单螺杆泵常见故障及处理方法 350

9 钢铁工业水处理仪表及自动化 352

9.1 概述 352

9.1.1 仪表的组成与分类 352

9.1.2 评定仪表品质的指标 353

9.1.3 仪表选配的要求 356

9.2 水处理中常用测量及控制仪表 356

9.2.1 监测仪表 356

9.2.2 水质在线分析仪表 369

9.2.3 测量仪表的维护与日常管理 375

9.3 自动调节系统简介 376

9.3.1 自动调节系统的组成 376

9.3.2 几种自动调节作用 377

9.3.3 单元组合仪表 380

9.3.4 变频器在自动调节系统中的应用 381

9.4 PLC自动控制系统 383

9.4.1 PLC的定义 383

9.4.2 PLC的结构及硬件组成 383

9.4.3 PLC的软件组成 385

9.4.4 PLC的工作原理 388

9.5 循环冷却水水质稳定自动化系统介绍 389

9.5.1 概述 389

9.5.2 循环冷却水水质自动化控制系统概述 390

9.5.3 循环冷却水水质自动化控制系统功能 391

9.6 某钢铁厂连铸工程水处理自动化系统介绍 392

9.6.1 系统工艺流程 392

9.6.2 系统概述 392

9.6.3 系统功能 394

10 水处理的化学分析与监测 397

10.1 水质分析的意义 397

10.2 水质分析方法和原理 397

10.2.1 滴定分析法 397

10.2.2 称量分析法 398

10.2.3 比色分析法 399

10.2.4 仪器分析法 403

10.3 水质分析时的注意事项 403

10.3.1 取样时的注意事项 403

10.3.2 取样和容器 403

10.3.3 试样的保存 405

10.3.4 溶液的配制方法 406

10.3.5 结果的表示方法 407

10.4 不同水处理工艺的水质分析 408

10.4.1 循环冷却水系统的水质分析 408

10.4.2 污水及再生水的水质分析 419

10.4.3 微生物试验 426

10.4.4 冷却水系统沉积物（污垢和腐蚀产物）分析方法 430

附录 438

附录1 常用元素相对原子质量、化合价 438

附录2 常见的物质分子式和相对分子质量 438

附录3 常用酸、碱溶液的密度和浓度 439

附录4 难溶盐类的浓度积常数 439

附录5 钢铁工业污染物排放标准（GB 13456—2012）（摘编） 439

附录6 炼焦化学工业污染物排放标准（GB 16171—2012）（摘编） 445

参考文献 450