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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