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1、第二章水处理方法主要处理方法混凝：包括凝聚和絮凝过程，通过投加化学药剂，使水中悬浮固体和胶体聚集成易沉淀的絮凝体。沉淀和澄清：通过重力作用，是水中的悬浮颗粒，絮凝体等物质被分离去除，若向水中投加适当化学物质， 他们与水中带去除的离子换位或化合，生成难溶化合物，则称化学沉淀。浮选：利用固体或液滴与他们在其中悬浮的液体之间的密度差，实现固液或液液分离的方法过滤：使固液混合物通过多孔材料从而截留固体使液体通过的过程。u膜分离；利用膜的孔径或半渗透性质实现物质的分离。吸附：两相构成一个体系时，其组成在两相界面和相内部是不同的，处在两相界面处的成分产生了积蓄。氧化还原：改变某些金属化合物的状态使其无毒化
2、反应器分为间歇式反应器：按反应物一罐一罐的进行反应的，反应完成卸料后，再进行下一批生产。特点：间歇式反应器是在非稳态条件下操作的，所有物料一次加进去，反应结束后物料同时放出来，所有 物料的反应时间是相同的，反应物浓度随时间变化，因此化学反应速率也随时间变化。但反应器内成分均 匀。连续流式反应器：进料和出料都是连续不断的进行的，是一种稳定流的反应器。连续流反应器分为活塞流反应器（PF）和恒流搅拌反应器（CFSTR）活塞流反应器特点:流体以队列形式通过反应器，液体元素在流动的方向绝无混合现象（垂直方向有可能）， 构成活塞流反应器的必要且充分的条件是，反应器中每一流体元素的停留时间都是相等的，由于管
3、内水流 较接近于这种理想状态，所以常用管子构成这一反应器，反应时间是管长的函数，反应物浓度，反应速度 沿管长而有变化，但是沿管长上各点上的反应物浓度，反应速度有一个确定不变的值，不随时间变化。恒流搅拌反应器特点：物料不断进出，连续流动，其特点是，反应物受到了极好的搅拌，反应器内各点浓 度完全均匀，而且不随时间而变化，因此反应速度也是确定不变的。理论上一部分反应物停留时间为零， 一部分为无穷大，会产生返混总用。间歇式反应器最快的反应速度在某一时刻，二活塞流反应器最快反应 速度在管长的某一点。反混作用：某些后进入反应器内的成分必然要与先进入反应器内的成分混合。恒流搅拌反应器串联：将若十个恒流搅拌反
4、应器串联起来，在级内是充分混合的，级间是不混合的，优点 是使反应有一个确定不变的速度，又可以分段控制反应，还可以使物料在反应器内的停留时间相对集中 给水处理流程：原水一一混凝一一沉淀一一过滤一一消毒一一饮用水污水处理流程：进水一一格栅一一初沉池一一曝气池一一二沉池（污泥回流和剩余污泥）一一消毒一一出 水第三章凝聚和絮凝凝聚：指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程絮凝：指脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程混凝过程中有混合、反应（絮凝）两个阶段的要求有何不同？两个阶段控制指标是什么？为什么？答：混凝阶段：需要剧烈短促的搅拌，混合时间短，大约在1030s内完成，主要目的是使混凝药剂快速 均匀地分
5、散到水中以利于混凝剂的快速水解，聚合及胶体颗粒凝聚，因此需要对水流进行快速剧烈搅拌，G 值在7001000 S之间。絮凝阶段：需要有适当的紊流程度及较长的时间，主要靠机械或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚，同向絮凝 起主要作用，G值控制在1*1* 。指标：G和T.胶体的稳定性：（1）胶体的动力稳定性，由于胶体颗粒尺寸很小，强烈的布朗运动使其可以克服重力的作 用而不下沉。能够均匀分散在水溶液中。（2）胶体的带电稳定性，如果胶体间的静电斥力能够对抗其间的 范德华力，则使胶体颗粒保持分散状态而稳定。（3）胶体的溶剂化作用稳定性：胶体颗粒与分散水分子发 生作用，使胶体颗粒周围形成一层水分子有规律定向排列的水化
6、层，两个胶体颗粒靠近时，水化层中的分 子被挤压变形而产生发弹力，阻碍两胶体颗粒进一步接近，使胶体颗粒保持分散状态而稳定。同向絮凝：是指由水力和机械搅拌推动水流运动引起的脱稳颗粒间的碰撞絮凝。异向絮凝：指脱稳胶体由于布朗运动相碰撞产生的絮凝。胶体的混凝机理1，压缩双电层作用：根据DLVO理论，比较薄的双电层能降低胶体颗粒的排斥能，如果能使胶体颗粒的 双电层变薄，排斥能降到相当小时，两胶体颗粒相接近时就可以由原来的排斥力为主变为吸引力为主， 胶体颗粒间就会发生凝聚。2, 吸附电中和作用：指胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的高分子从而中和了 胶体颗粒本身所带部分电荷，减小了胶体颗粒
7、间的斥力，使胶体易于聚沉，能解释混凝剂投加适量， 胶体脱稳效果好，混凝剂投加过量，处理效果变差。（电性反转）3, 吸附架桥：分散系中的胶体颗粒通过有机或无机高分子物质架桥连接，凝聚成大的聚集体而聚沉，此 时胶体颗粒之间并不直接接触，高分子物质在两个胶体颗粒之间像一座桥一样将他们连接起来。4, 往铺卷扫作用：指投加到水中的铝盐，铁盐等混凝剂水解后形成较大的具有三维立体结构的水合金属 氧化物沉淀，当这些水和金属氧化物体积收缩沉降时会像多孔的网一样将水中胶体颗粒和悬浮物往铺 卷扫下来。影响混凝的因素：水温的影响：无机盐脱稳反应吸热，水温低时混凝剂水解缓慢影响脱稳。水温低水的粘度变大，胶体运动 阻力大
8、，影响其碰撞絮凝，布朗运动减弱，不利于异向絮凝，水温过高时，水解反应速度过快，形成絮凝 体松散不易沉降。PH： 1，PH与水中胶体颗粒的表面电荷和电位有关，不同的pH值胶体颗粒的表面电荷和电位不同，需要的 絮凝剂量不一样。另一方面，水的pH值对混凝剂的水解反应有显著影响。水中碱度的影响：混凝剂水解反应需要消耗水中的碱度，碱度很低时影响pH.水中浊度的影响：浊质颗粒浓度过低，颗粒之间的碰撞几率减小，混凝效果差，浓度高，所需混凝剂量也 大。有机污染物的影响：水中有机物对胶体有保护作用，阻碍颗粒间的碰撞。混凝剂种类与投加量：理论上最佳混凝剂投量是使混凝沉淀后的净水浊度最低，胶体滴定电荷与电位都趋 于
9、零。混凝剂投加方式的影响水力条件的影响：包括水力强度和作用时间。聚集到一定尺寸去除需要一定的作用时间。混凝剂的种类及优缺点混凝剂优点缺点硫酸铝我国使用普遍，运输方便操作简单混 凝效果好水温低时水解困难，絮凝体松散，需要防腐三氯化铁易溶解，絮凝体密实，沉降速度快易潮解，腐蚀性强，不易保管，不易控制，投 加范围窄硫酸亚铁便宜聚合氯化铝形成絮凝体速度快，絮凝体大而密， 沉降性好，投加量低，原水适应性好。PH范围宽，腐蚀性小聚合硫酸铁用量少，絮凝体形成速度快，沉降速 度快，PH范围宽，腐蚀性低，色度和 铁离子含量低，合成有机高分子混 凝剂天然高分子混凝剂毒性小，易生物降解，不会污染环境助凝剂：不能再某
10、一特定的水处理工艺中单独用作混凝剂但可以与混凝剂配合使用而提高或改善凝聚效果 和絮凝效果的化学药剂。常用有骨胶，活化硅酸，聚丙烯酰胺，海藻酸钠。混凝过程控制指标：混合阶段，时间10-20S，不超过2min,控制G值在7000-8000S-1G值含义，速度梯度，反映搅拌强度的参数，间接反映安慰体积单位时间颗粒碰撞次数，絮凝阶段G值控制在20-70s-1,GT值控制在104-105GT值含义，无量纲数，反映在整个反应时间颗粒碰撞总次数混凝剂的投加方式：泵前投加：将药剂投加到原水泵的吸水管或吸水喇叭口处，安全可靠适用于取水泵房离处理水厂较近的情 况重力投加指利用混凝剂溶液的重力使混凝剂由较高的溶液池
11、自动流向并加注到原水中的一种投加方式，难 以实现自动化。压力投加指利用水力或电动力来讲混凝药液加注到原水中的投加方式，有水射器投加和泵投加混合方式及优缺点：水力混合（优：构造简单；缺：难以适应水质水量等条件等变化，占地面积较大）水 泵混合（优：混合效果好，无需另建混合设施，节省动力，适合于大中小型水厂；缺：不适应具有较强腐 蚀性的混凝药剂和取水泵房离水厂较远时）管式混合（优：简单易行，无需另建混合设施；缺：随管中数 量流速等变化回事混合效果波动较大，影响后续处理）机械混合（优：可以在要求时间内达到搅拌强度， 满足快速均匀混合，不受水质水量变化影响，使用各种规模的水厂；缺：增加了机械设备成本并增
12、加了相 应的机电维修工作量）絮凝设施：机械絮凝池、隔板絮凝池、折板絮凝池、网格絮凝池混凝试验：实际用用过程中pH范围和加入药剂量需要用混凝试验确定，常用烧杯搅拌混凝的试验方法。第四章沉淀自由沉降：悬浮物浓度不高，在沉淀过程中颗粒之间互相不碰撞，呈离散状态，各自独立完成沉降的过程。拥挤沉降：拥挤沉降：废水中大量可沉固体在有限的水体中下沉时，颗粒受水的阻力，沉速减小，相互间干扰加剧，液体与颗粒群间形成清晰界面，并以界面形式下降的过程称为拥挤沉降絮凝沉淀：利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体，再通过自由沉淀的沉淀称为絮凝沉淀。表面负荷:指单位沉淀面积上承受的水流量。沉淀池截留沉速：沉淀池所能全
13、部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速。以U表示沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速关系如何？两者涵义有何区别？答：沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速在数值上相等，但含义不同。沉淀池表面负荷指单位沉淀池表面积的 产水量，而截留沉速指沉淀池中能被全部去除的所有颗粒中最小颗粒的沉速。理想沉淀池条件，1. 进水均匀分布在沉淀池始端，并以相同流速水平流向末端。2. 进水颗粒杂志均匀分布在沉淀区始端，并在沉淀区内进行等速自由沉降3. 泛能沉降至沉淀区底的颗粒杂志便认为已被除去，不再重新悬浮进入水中。平流沉淀池的进水方式:平流沉淀池要求进水区是使水流均匀地分布在整个进水截面上，并尽量减少扰动。 一般做法是使水流从絮凝池直接流入
14、沉淀池，通过穿孔墙将水流均匀分布于沉淀池整个断面上。效率非凝聚性颗粒的效率：n =（i-F0） +土J；0udF P为水中剩余颗粒在总量中所占比例长度深度表面积关系：斜板斜管沉淀池沉淀原理：截留速度和水平流速不变条件下，减少沉淀池深度，就能相应减少沉淀时间和 沉淀池长度（浅池理论）。斜管沉淀池的理论根据是什么？为什么斜管倾角通常采用6?答：斜管沉淀池的理论依据是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀面积，又可以利用斜管解决排泥问题。斜管 倾角愈小，则沉淀面积愈大，沉淀效率愈高，但对排泥不利，实践证明，倾角为6。最好。为什么斜板、斜管沉淀池的水力条件比平流式沉淀池好？答：由于斜板（管）的水力R很小，则Re
15、小，Fr大，水力条件好。影响沉淀效果的因素？答：平流式沉淀池沉淀效果的因素与颗粒沉速或沉淀池的表面负荷有关，而与池深和沉降时间无关。在可 能的条件下，应该把沉淀池设计得浅些、表面积大些，这就是颗粒沉淀的浅池理论。澄清池分类：机械搅拌澄清池，脉冲澄清池气浮原理：气泡的密度比水小很多，所以气泡能在水中上浮，水中的杂质颗粒。若颗粒粒径很小，不论下 沉或上浮速度都很慢，水中有的杂质颗粒的密度与水相近，不论下沉与上浮的速度也很慢，如果能将这些 杂质颗粒粘附与气泡上，就能加快分离速度，在较短的时间实现固液分离，成为气浮法 第五章过滤等速过滤，整个过滤周期中滤速保持不变。直接过滤：原水不经沉淀而直接进入滤池过滤称为直接过滤什么是等速过滤？什么是变速过滤？为什么说等速过滤实质上是变速的，而变速过滤却接近等速？等速过滤是指滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持不变。认为是变速是因为对于滤层孔隙内来说， 水流速度是一个增速。变速是指滤速随时间而逐渐减小的过滤。认为是等速是因为对于整个滤池的出水来说是不变的；其次，滤 池组中，各个滤池处于过滤状态时，各个滤池的滤速不变。反冲洗强度：冲洗滤池时，单位层冲洗一次所耗用时间内通过的水量。滤池的配水系统类型、特点、原理及适用情况？答：（1）大阻力配水系统：有穿孔主干管及其两侧一系列
