溶解氧腐蚀：水中的溶解氧会与锅炉金属发生电化学腐蚀反应，生成氧化铁等腐蚀产物，导致金属表面出现坑点、溃疡等腐蚀现象。

酸性腐蚀：当锅炉给水 pH 值过低或水中含有二氧化碳、硫化氢等酸性物质时，会使锅炉金属发生酸性腐蚀。二氧化碳会与水反应生成碳酸，降低水的 pH 值；硫化氢则会直接与金属反应，生成硫化亚铁等腐蚀产物。

碱性腐蚀：当锅炉水 pH 值过高（一般大于 13）时，会发生碱性腐蚀，主要表现为金属表面的晶间腐蚀，导致金属强度降低，容易发生脆性断裂。

混凝剂投加：根据原水水质情况，确定合适的混凝剂投加量，通过计量泵将混凝剂准确投加到原水中。投加点一般选择在原水管道的混合段，确保混凝剂与原水充分混合。

混合反应：混凝剂投加后，原水进入混合设备（如静态混合器、机械搅拌混合池等）进行快速混合，使混凝剂均匀分散在水中，形成微小的絮状体。然后进入反应设备（如隔板反应池、折板反应池等）进行缓慢反应，使絮状体逐渐长大，形成较大的矾花。

沉淀分离：带有矾花的水进入沉淀池（如平流式沉淀池、斜管沉淀池、辐流式沉淀池等），在重力作用下，矾花逐渐下沉，与水分离，上层澄清的水进入后续处理工艺。

平流式沉淀池：适用于原水水量较大、水质较稳定的情况。其优点是构造简单、操作方便、造价较低；缺点是占地面积较大、沉淀效率较低。

斜管沉淀池：采用斜管作为沉淀元件，增加了沉淀面积，缩短了颗粒沉降距离，提高了沉淀效率。适用于原水水量较小、水质较差的情况。优点是占地面积小、沉淀效率高；缺点是构造相对复杂、造价较高、斜管容易堵塞，需要定期清洗。

辐流式沉淀池：适用于原水水量较大的情况。其优点是沉淀效果好、运行稳定；缺点是构造复杂、造价较高、排泥困难。

石英砂过滤器：以石英砂为过滤介质，主要用于去除水中的悬浮物和胶体颗粒。适用于原水浊度较低的情况，过滤精度一般为 5 - 10μm。优点是构造简单、操作方便、造价较低、维护成本低；缺点是过滤精度相对较低，对有机物和微生物的去除效果较差。

无烟煤 - 石英砂双层过滤器：采用无烟煤和石英砂作为双层过滤介质，无烟煤的密度较小，粒径较大，铺在上层；石英砂的密度较大，粒径较小，铺在下层。这种过滤器的过滤效果比单层石英砂过滤器更好，能够去除更小的悬浮物和胶体颗粒，同时对有机物也有一定的去除效果。

活性炭过滤器：以活性炭为过滤介质，主要用于去除水中的有机物、余氯、异味、色度等。活性炭具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，能够通过吸附作用去除水中的有害杂质。适用于原水有机物含量较高、有异味或余氯含量较高的情况。优点是吸附能力强、去除效果好；缺点是活性炭容易饱和，需要定期再生或更换，运行成本较高。

膜过滤器：采用高分子膜材料作为过滤介质，根据膜的孔径大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。膜过滤具有过滤精度高、占地面积小、操作方便等优点，能够去除水中的悬浮物、胶体颗粒、有机物、微生物、离子等多种杂质。但膜过滤设备造价较高，膜组件容易污染堵塞，需要定期清洗和更换，运行成本较高，适用于对水质要求较高的场合。

氯消毒：通过向水中投加氯气、次氯酸钠、漂白粉等含氯消毒剂，生成具有强氧化性的次氯酸，次氯酸能够破坏微生物的细胞壁和酶系统，杀灭微生物。氯消毒具有消毒效果好、成本低、操作方便等优点，是目前应用最广泛的消毒方法之一。但氯消毒会产生三氯甲烷等消毒副产物，对人体健康有一定危害，且消毒效果受 pH 值、水温、有机物含量等因素影响较大。

紫外线消毒：利用紫外线的杀菌作用，破坏微生物的 DNA 结构，使微生物失去繁殖能力，从而达到消毒目的。紫外线消毒具有消毒速度快、无消毒副产物、不影响水质等优点，适用于对消毒副产物要求较高的场合。但紫外线消毒的效果受水质浊度、悬浮物含量、水深等因素影响较大，且消毒后的水没有持续的杀菌能力，容易受到二次污染。

臭氧消毒：臭氧具有强氧化性，能够快速杀灭水中的细菌、病毒、藻类等微生物，同时还能去除水中的有机物、异味、色度等。臭氧消毒具有消毒效果好、消毒速度快、无二次污染等优点，但臭氧的制备成本较高，且臭氧不稳定，容易分解，需要现场制备和使用，同时臭氧对人体有一定的刺激性，操作时需要注意安全。

固定床离子交换器：树脂在交换器内固定不动，原水自上而下通过树脂层进行离子交换。固定床离子交换器分为顺流再生固定床和逆流再生固定床两种。顺流再生固定床的再生液和原水的流动方向相同，再生效果较差，树脂利用率低；逆流再生固定床的再生液和原水的流动方向相反，再生效果好，树脂利用率高，是目前应用较广泛的离子交换设备。

浮动床离子交换器：树脂在交换器内呈悬浮状态，原水自下而上通过树脂层进行离子交换。浮动床离子交换器的优点是交换速度快、再生效果好、树脂利用率高、占地面积小；缺点是对进水水质要求较高，运行操作复杂。

移动床离子交换器：树脂在交换器内周期性地移动，原水与树脂在交换器内进行离子交换，失效的树脂被送入再生设备进行再生，再生后的树脂再送回交换器继续使用。移动床离子交换器的优点是交换效率高、树脂利用率高、运行连续稳定；缺点是设备构造复杂、投资成本高、维护难度大。

进水水质控制：离子交换器的进水浊度应不大于 5NTU，否则会污染树脂，影响交换效果。同时，进水应不含油类、有机物、重金属离子等有害物质，以免对树脂造成损害。

运行流速控制：固定床离子交换器的运行流速一般为 15 - 25m/h，浮动床离子交换器的运行流速一般为 30 - 50m/h。运行流速过快，会导致离子交换不充分，出水硬度升高；运行流速过慢，会降低设备的处理

五、软化处理技术

（一）离子交换法

运行控制

• 进水水质控制：离子交换器的进水浊度应不大于 5NTU，否则会污染树脂，影响交换效果。同时，进水应不含油类、有机物、重金属离子等有害物质，以免对树脂造成损害。若原水中含有上述杂质，需在预处理阶段通过混凝、过滤、活性炭吸附等工艺提前去除。

• 运行流速控制：固定床离子交换器的运行流速一般为 15-25m/h，浮动床离子交换器的运行流速一般为 30-50m/h。运行流速过快，会导致原水与树脂接触时间不足，离子交换不充分，出水硬度升高；运行流速过慢，则会降低设备的处理效率，增加运行成本。实际运行中需根据树脂型号、进水硬度等参数动态调整流速。

• 出水硬度监测：运行过程中需定期检测出水硬度，一般每小时取样检测 1 次。当固定床离子交换器出水硬度达到 0.03mmol/L（低压锅炉）或 0.005mmol/L（中压锅炉）时，需停止运行并进行再生；浮动床离子交换器则需在出水硬度接近指标上限前启动再生程序，避免超标水进入后续系统。

• 再生过程控制：再生是恢复树脂交换能力的关键环节，需严格控制再生液浓度、再生流速和再生时间。再生液（氯化钠溶液）浓度一般为 5%-8%，浓度过低会导致树脂再生不彻底，浓度过高则会增加盐耗且可能对树脂造成不可逆损伤。再生流速控制在 4-6m/h，确保再生液与树脂充分接触；再生时间根据树脂失效程度确定，一般为 30-60min，逆流再生时间可适当延长以提升效果。再生后需用清水对树脂进行冲洗，直至出水氯离子含量降至与原水接近，避免再生液残留影响锅炉水质。

（二）膜分离法

原理

• 纳滤膜：孔径约为 1-10nm，可有效截留二价及以上金属离子（如 Ca²⁺、Mg²⁺），对一价离子（如 Na⁺、Cl⁻）截留率较低，出水硬度可降至 0.005mmol/L 以下，满足中高压锅炉用水要求。

• 反渗透膜：孔径更小（0.1-1nm），对几乎所有离子（包括一价离子）的截留率均超过 99%，出水纯度极高，可用于高压及超高压锅炉的补给水处理，但运行成本相对较高。

膜分离设备组成

• 保安过滤器：采用 5-10μm 精度的滤芯，去除预处理后水中残留的微小悬浮物、胶体颗粒，防止膜组件被划伤或堵塞。

• 高压泵：为原水提供足够压力（纳滤系统压力一般为 1.5-2.5MPa，反渗透系统压力为 2.5-4.0MPa），确保水流克服膜阻力并实现离子截留。

• 膜组件：常见形式有卷式、中空纤维式，其中卷式膜组件因填充密度高、占地面积小，在锅炉水处理中应用最广。

• 清洗系统：当膜通量下降 10%-15% 或进出口压差升高 20% 时，需用柠檬酸、EDTA 等化学药剂进行清洗，去除膜表面的结垢和污染物，恢复膜性能。

运行控制要点

• 进水预处理要求：膜组件对进水水质要求严格，进水浊度需≤1NTU、SDI（污染指数）≤5、余氯≤0.1mg/L（避免氧化损伤膜），若原水硬度极高，可提前投加阻垢剂（如有机膦酸盐），防止钙镁离子在膜表面结垢。

• 运行压力与温度控制：压力需稳定在设计范围，波动幅度不超过 ±0.1MPa；水温控制在 20-30℃，水温每升高 1℃，膜通量约增加 2%-3%，但水温过高（超过 40℃）会加速膜老化。

• 浓水排放控制：膜分离过程中会产生浓水（含高浓度离子），浓水回收率一般控制在 70%-80%（纳滤）、60%-70%（反渗透），回收率过高会导致浓水离子浓度超标，加剧膜结垢风险。

（三）石灰 - 纯碱法

原理

• 去除暂时硬度（钙镁碳酸氢盐）：Ca (HCO₃)₂ + Ca (OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O；Mg (HCO₃)₂ + 2Ca (OH)₂ → Mg (OH)₂↓ + 2CaCO₃↓ + 2H₂O

• 去除永久硬度（钙镁硫酸盐、氯化物）：CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄；MgCl₂ + Na₂CO₃ → MgCO₃↓ + 2NaCl（MgCO₃进一步与 Ca (OH)₂反应生成更难溶的 Mg (OH)₂）

工艺流程与设备

1. 药剂投加与混合：石灰需先制成石灰乳（浓度 10%-15%），与纯碱溶液（浓度 5%-10%）按计算比例（根据原水硬度确定，一般石灰投加量为 200-500mg/L，纯碱投加量为 100-300mg/L）通过计量泵投加至原水管道，经静态混合器实现快速均匀混合。

2. 反应与沉淀：混合后的水进入反应池（采用机械搅拌，搅拌速度 30-50r/min），反应时间 30-60min，确保钙镁离子充分反应生成沉淀；随后进入斜管沉淀池，沉淀时间 1-2h，使沉淀与水分离，上清液进入过滤单元。

3. 过滤与中和：沉淀池出水经石英砂过滤器过滤，去除残留沉淀颗粒；若出水 pH 值过高（一般＞10），需投加盐酸或硫酸将 pH 值调节至 7-8，避免后续管道腐蚀。

运行控制要点

• 药剂投加量调整：需根据原水硬度、碱度的每日检测数据（每 4 小时检测 1 次）调整石灰和纯碱投加量，确保出水硬度达标，避免药剂过量导致出水碱度升高或浪费。

• 反应 pH 值控制：反应池内 pH 值需控制在 10.5-11.0，此时氢氧化镁沉淀溶解度最低，若 pH 值过低，镁离子去除不彻底；pH 值过高则会增加后续中和药剂的用量。

• 污泥处理：沉淀池产生的污泥（主要成分为 CaCO₃、Mg (OH)₂）需定期排放（每日 1-2 次），污泥含水率约 95%，可通过压滤机脱水（含水率降至 60% 以下）后外运处置，避免二次污染。

六、除盐处理技术

（一）离子交换除盐

原理与工艺

1. 阳离子交换器：装填 H 型阳离子交换树脂，去除水中的 Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺等阳离子，反应生成 H⁺，出水呈酸性（pH 值 2-3），反应式为：R-H + Na⁺ → R-Na + H⁺；2R-H + Ca²⁺ → R₂-Ca + 2H⁺。

2. 阴离子交换器：装填 OH 型阴离子交换树脂，去除水中的 SO₄²⁻、Cl⁻、CO₃²⁻等阴离子，反应生成 OH⁻，与前级出水的 H⁺结合为 H₂O，出水 pH 值接近中性（6-7），反应式为：R-OH + Cl⁻ → R-Cl + OH⁻；R-OH + HCO₃⁻ → R-HCO₃ + OH⁻；H⁺ + OH⁻ → H₂O。

3. 混合离子交换器：装填 H 型阳离子树脂和 OH 型阴离子树脂（比例 1:2），进一步去除前两级未除净的微量离子，出水电阻率可达 10-15MΩ・cm，满足高压锅炉给水要求。

设备与运行控制

• 设备选择：阳离子、阴离子交换器多采用固定床逆流再生形式，混合离子交换器采用体内再生式（再生时先反洗分层，再分别通入酸、碱再生液）。

• 再生控制：阳离子交换器用 3%-5% 盐酸溶液再生，再生流速 4-6m/h，再生时间 40-60min；阴离子交换器用 2%-4% 氢氧化钠溶液再生，再生流速 3-5m/h，再生时间 60-90min；再生后需用除盐水冲洗至出水指标达标（阳离子交换器出水 Na⁺＜100μg/L，阴离子交换器出水 SiO₂＜20μg/L）。

• 水质监测：每小时检测阴离子交换器出水电阻率（应＞0.5MΩ・cm）和 SiO₂含量，混合离子交换器出水电阻率需＞10MΩ・cm，一旦低于指标，立即切换备用设备并再生失效设备。

（二）反渗透 - 离子交换联合除盐

原理与优势

工艺流程

运行控制重点

• 反渗透系统稳定运行：确保反渗透出水含盐量稳定（一般＜100mg/L），若出水含盐量突然升高，需检查膜组件是否破损或污染，及时更换或清洗。

• 离子交换树脂再生周期：因反渗透预处理降低了进水离子浓度，阳离子、阴离子交换器的再生周期可从传统工艺的 1-2 天延长至 7-10 天，混合离子交换器再生周期延长至 15-20 天，需根据实际出水水质调整再生频率，避免过度再生。

（三）电除盐（EDI）技术

原理

设备特点与应用

• 优势：无需酸碱再生，无废水排放，运行自动化程度高（可实现无人值守），出水电阻率稳定（15-18MΩ・cm），适用于对环保要求高、水质要求严格的高压 / 超高压锅炉。

• 局限性：进水要求高（需经反渗透预处理，进水含盐量＜50mg/L、SDI＜1），设备初期投资成本高，膜堆寿命约 3-5 年，更换成本较高。

运行控制要点

• 进水水质把控：严格监测反渗透出水含盐量和 SDI，若超标需立即停止 EDI 系统，避免膜堆污染或损坏。

• 电场参数控制：运行电压控制在 300-600V，电流密度 5-10A/m²，电压过高易导致电极极化产生水垢，电压过低则除盐效率下降。

• 浓水循环控制：EDI 系统浓水需循环利用（循环率 80%-90%），仅少量排放（10%-20%），排放前需检测浓水离子浓度，避免浓度过高导致膜堆结垢。

七、锅炉内水处理技术

（一）磷酸盐处理法

原理

药剂选择与投加

• 药剂选择：低压锅炉常用磷酸三钠（Na₃PO₄・12H₂O），中高压锅炉选用磷酸氢二钠（Na₂HPO₄）或磷酸二氢钠（NaH₂PO₄），避免投加磷酸三钠导致锅炉水碱度过高。

• 投加方式：采用计量泵连续投加，投加点选择在锅炉给水管道（靠近锅炉入口处），确保药剂与给水充分混合后进入锅炉。

运行控制要点

• 磷酸根浓度监测：每 2 小时检测锅炉水磷酸根含量，低压锅炉控制在 5-15mg/L，中压锅炉 10-30mg/L，高压锅炉 20-50mg/L，浓度过低则防垢、防腐效果不足，浓度过高会增加锅炉水溶解固形物，引发汽水共腾。

• 锅炉排污控制：定期进行连续排污（表面排污）和定期排污（底部排污），连续排污量为锅炉蒸发量的 0.5%-1%，去除锅炉水表面的泡沫和高浓度盐分；定期排污每周 1-2 次，每次 10-20 秒，排出底部沉积的水渣，避免水渣堆积形成二次水垢。

（二）碱性水处理法

原理

药剂投加与控制

• 药剂投加量：根据锅炉水 pH 值调整，一般氢氧化钠投加量为 5-10mg/L，碳酸钠投加量为 20-30mg/L，避免投加过量导致锅炉水碱度超标（低压锅炉总碱度≤26mmol/L）。

• pH 值监测：每 1 小时检测锅炉水 pH 值，确保维持在 10-12，若 pH 值过低，及时补加药剂；若 pH 值过高，增加排污量降低碱度。

（三）螯合剂处理法

原理

运行控制要点

• 螯合剂浓度：控制锅炉水中螯合剂浓度为 2-5mg/L，浓度过高会增加运行成本，且可能与金属离子形成过多螯合物，增加锅炉水黏度。

• 水质适应性：若原水含氧量较高（＞0.1mg/L），需配合投加除氧剂（如亚硫酸钠），避免螯合剂在氧气作用下分解失效。

八、系统运行管理与维护

（一）水质监测体系