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1、水质与水质原则1.水中杂质按尺寸大小可分为几类？理解各类杂质重要来源、特点及一般清除措施。水中杂质按尺寸大小分为悬浮物、胶体、溶解物三类。悬浮物：尺寸较大（1m-1mm),可下沉或上浮(大颗粒的泥砂、矿碴下沉,大而轻的有机物上浮)。重要是泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。此类杂质由于尺寸较大,在水中不稳定，常常悬浮于水流中。当水静置时，相对密度小的会上浮与水面，相对密度大的会下沉,因此容易清除。胶体：尺寸很小(10-00nm）, 具有稳定性,长时静置不沉。重要是粘土、细菌和病毒、腐殖质和蛋白质等。胶体一般带负电荷,少量的带正电荷的金属氧化物胶体。一般可通过加
2、入混凝剂进去清除。溶解物:重要是呈真溶液状态的离子和分子,如Ca2+、Mg2、Cl等离子，HCO3、SO4-等酸根,O2、CO2、H2S、SO2、NH等溶解气体分子。溶解物与水成均相，透明。但也许产生色、臭、味。是某些工业用水的清除对象，需要特殊解决。有毒有害的无机溶解物和有机溶解物也是生活饮用水的清除对象。.多种典型水质特点。（数值可不记)江河水：易受自然条件影响，浊度高于地下水。江河水年内浊度变化大。含盐量较低,一般在7900L之间。硬度较低,一般在5400m/L（以CaCO计)之间。江河水易受工业废水和生活污水的污染,色、臭、味变化较大，水温不稳定。湖泊及水库水:重要由河水补给,水质类似
3、河水,但其流动性较小，浊度较低;湖水含藻类较多，易产生色、臭、味。湖水容易受污染。含盐量和硬度比河水高。湖泊、水库水的富营养化已成为严重的水污染问题。海水：海水含盐量高,在7.54./之间,以氯化物含量最高,约占.%，硫化物次之,再次为碳酸盐，其他盐类含量很少。海水须淡化后才可饮用。地下水：悬浮物、胶体杂质在土壤渗流中已大部分被清除,水质清澈，不易受外界污染和气温变化的影响，温度与水质都比较稳定,一般宜作生活饮用水和冷却水。含盐量一般高于地表水(海水除外）,大部分地下水含盐量在100500mg/, 硬度一般在0050mg/L(以CaCO计)，含铁量一般g/如下，个别达30m/。3.生活饮用水卫
4、生原则(GB5749-)分类指标。生活饮用水水质原则有四类指标:水的感官性状和一般化学指标、微生物学指标、毒理性指标、放射性指标。水的感官性状和一般化学指标:色度、浑浊度、臭和味、pH值、总硬度、铁、锰、铜、锌、挥发酚类、阴离子合成洗涤剂、硫酸盐、氯化物、溶解性总固体等。微生物学指标:细菌总数、大肠菌群、游离性余氯。4.水体的富营养化与其危害水体的富营养化是指富含磷酸盐和某些形式的氮素的水，在光照和其她环境条件合适的状况下,水中所含的这些营养物质足以使水体中的藻类过量生长,在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物代谢活动中，水体中的溶解氧很也许被耗尽，导致水体质量恶化和水生态环境构造破坏的现象。
5、水体的富营养化危害很大,对人类健康、水体功能等均有损害,涉及：（1)使水味变得腥臭难闻。 （）减少水的透明度。（3)消耗水中的溶解氧。 (4)向水体中释放有毒物质。（5)影响供水水质并增长供水成本。（6）对水生生态的影响。5.水体的自净水体的自净是指水体在流动中或随着时间的推移，水体中的污染物自然减少的现象。通过化学作用和生物作用对水体中有机物的氧化分解，使污染物质浓度衰减,是水体自净的重要过程。水的解决措施概论6.水的重要物理化学解决措施。混凝：通过投加化学药剂，使水中的悬浮固体和胶体汇集成易于沉淀的絮凝体。沉淀和澄清:通过重力作用，使水中的悬浮颗粒、絮凝体等物质被分离清除。浮选:运用固体或
6、液滴与它们在其中悬浮的液体之间的密度差,实现固-液或液-液分离的措施。过滤：使固液混合物通过多孔材料(过滤介质),从而截留固体并使液体(滤液)通过的过程。膜分离：运用膜的孔径或半渗入性质实现物质的分离。吸附：一般在水解决中指固相材料浸在液相或气相中,液相或气相物质固着到固相表面的传质现象。离子互换:在分子构造上具有可互换的酸性或碱性基团的不容性颗粒物质，固着在这些基团上的正、负离子能和基团所接触的液体中的同符号离子互换为对物质的物理外观毫无明显的变化,也不引起变质或增溶作用的过程。中和：把水的pH调节到接近中性或是调节到平衡p值的任何解决。氧化与还原:变化某些金属或化合物的状态,使她们变成不溶
7、解的或无毒的。7.反映器原理用于水解决有何作用和特点?作用：应用反映器理论,可以拟定水解决装置的最佳形式，估算所需尺寸,拟定最佳的操作条件。运用反映器的停留时间分布函数，可以判断物料在反映器里的流动模型，也可以计算化学反映的转化率。特点:水解决反映器较多在常温常压下工作；水解决反映器的进料多是动态的；水解决工程中一般都是采用持续式反映器。8.反映器的类型。按反映器内物料的形态可以分为均相反映器和多相反映器。按反映器的操作状况可以分为间歇式反映器和持续流式反映器两大类。持续流式反映器有活塞流反映器（管式反映器)和恒流搅拌反映器（持续搅拌罐反映器)两种完全对立的抱负类型。9.抱负反映器模型及其特点
8、。通过简化可得3种抱负反映器:完全混合间歇式反映器(CM型)、完全混合持续式反映器（CSTR型)、推流式反映器（PF型)。完全混合间歇式反映器(MB型)反映物投入容器后,通过搅拌使物质均匀混合，同步发生反映,直到反映物到预期规定期，停止操作，排出反映产物。在反映过程中不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出，且假定在恒温下操作。MB型反映器一般用于实验室实验或少量的水解决。完全混合持续式反映器（CSTR型)当反映物投入反映器后，经搅拌立即与反映器内的料液达到完全均匀混合,新的反映物持续输入,反映产物也持续输出。输出的产物浓度和成分与反映器内的物料相似。进口浓度和出口浓度不同样。由于迅速混合，输出
9、的物料各部分的停留时间各不相似。推流式反映器(PF型)反映器的物料仅以相似的流速平行流动,而无扩散作用。物料浓度在垂直液流方向完全均匀,而沿着液流方向将发生变化。这种流型的唯一的质量传递就是平行流动的主流传递。10.典型给水解决工艺流程。典型地表水解决流程:原水混凝沉淀过滤消毒饮用水典型除污染给水解决流程:原水预氧化混凝沉淀过滤活性炭吸附消毒饮用水一般冷却水流程:1、原水自然沉淀冷却用水2、原水自然沉淀混凝沉淀冷却用水除盐水解决流程:滤过水阳离子互换阴离子互换除盐水凝聚和絮凝1.混凝、凝聚和絮凝的概念与过程混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的汇集过程称为混凝,是凝聚和絮凝的总称。凝聚:胶体脱稳并
10、生成微小汇集体的过程。絮凝：脱稳胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。混凝过程波及:水中胶体的性质；混凝剂在水中的水解;胶体与混凝剂的互相作用。 12.何谓胶体稳定性？胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。13.胶体的凝聚机理。胶体的凝聚机理有4个方面:压缩双电层作用、吸附电中和作用、吸附架桥作用、网捕卷扫作用。压缩双电层作用:水中胶体颗粒一般带有负电荷,使胶体颗粒间互相排斥而稳定，当加入具有高价态正电荷离子的电解质时,高价态正离子通过静电引力进入到胶体颗粒表面，置换出本来的低价正离子,这样双电层中仍然保持电中性,但是正离子的数量减少了,即双电层的厚度变薄了,胶体颗粒滑动面
11、上的电位减少。当电位减少至某一数值(临界电位)使胶体颗粒总势能曲线上的势垒处max=0时,胶体颗粒即可发生凝集作用。吸附电中和作用：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自身所带部分电荷,减少了胶体颗粒间的静电斥力,使胶体更易于聚沉。这种吸附作用的驱动力涉及静电引力、氢键、配位键和范德华力等,具体何种作用为重要驱动力,由胶体特性和被吸附物质自身的构造决定。吸附架桥作用:不带电，带异号电荷，甚至带有与胶粒同性电荷的高分子物质在范德华引力、共价键、氢键或其她物理化学作用下,与胶粒也产生吸附作用。当高分子链的一端吸附了某一胶粒后,另一端又吸附另一胶粒,形成“胶
12、粒-高分子-胶粒”的絮凝体。在这里高分子起了胶粒与胶粒之间的桥梁作用，故称为吸附架桥作用。网捕卷扫作用:当铝（铁）盐混凝剂投量很大而形成大量氢氧化物沉淀时，会像多孔的网同样,将水中的胶体颗粒和悬浮浊质捕获、卷扫下来,称网捕或卷扫作用。这是一种机械作用,所需的混凝剂投量与原水杂质含量成反比,即杂质少,用量多。14混凝过程中，压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别?简要论述硫酸铝混凝作用机理及其与水的H值的关系。压缩双电层作用是高价态正电荷离子置换出胶体颗粒表面的低价正离子,双电层中仍保持电中性,但是正离子的数量减少，双电层的厚度变薄，胶体颗粒滑动面上的电位减少。而吸附电中和作用是异号离子、异号胶体
13、颗粒、带异号电荷的高分子中和胶体颗粒自身所带部分电荷，减少胶体颗粒间的静电斥力。胶体颗粒表面电荷不仅也许被降为零，并且还也许带上相反的电荷，即胶体颗粒反号，发生再稳定的现象。硫酸铝的混凝机理:不同pH条件下，铝盐也许产生的混凝机理不同。何种作用机理为主，决定于铝盐的投加量、p、温度等。事实上，几种也许同步存在。其中，水的值直接影响3+的水解聚合反映。pH 简朴的水合铝离子起压缩双电层作用；5 多核羟基络合物起吸附电性中和作用;除色时合适。pH=6.57. 氢氧化铝聚合物起吸附架桥作用;絮凝的重要作用，除浊时最佳。15.高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好?、压缩双电层作用:电位最多可
14、降至0,因而不能解释如下两种现象:（1）混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；（2）与胶粒带同样电荷的聚合物或高分子有机物也有好的凝集效果。2、吸附电中和作用:胶体颗粒与异号离子作用,一方面是吸附，然后才是电荷中和，因此当投加混凝剂时,胶体颗粒表面电荷不仅也许被降为零，还也许带上相反电荷。即胶体颗粒反号,发生重新稳定的现象。3、吸附架桥作用：当高分子物质投加过多时,胶体颗粒表面被高分子所覆盖，两个胶体颗粒接近时,受到胶粒与胶粒之间因高分子压缩变形产生的反弹力和带电高分子之间的静电排斥力,使胶体颗粒不能凝集。、网捕卷扫作用:金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕与卷扫，所需混凝剂与原水杂质含量成反比,
15、即当原水胶体含量少时,所需混凝剂多，反之亦然。当混凝剂加量大时，混凝剂互相之间会有影响，使上述多种作用能力发生变化,但不都是作用力加强,不小于混凝剂的最佳投药量时，再投加混凝剂反而效果会减少。1.目前国内常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺陷?国内常用的混凝剂有:（无机盐类:）硫酸铝、三氯化铁;(高分子混凝剂：）聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁。硫酸铝：采用硫酸铝作混凝剂时，运送以便，操作简朴，混凝效果好。但水温低时,硫酸铝水解困难,形成的絮凝体较松散，混凝效果变差。粗制硫酸铝由于不溶性杂质含量高，使用时废渣较多,带来排除废渣方面的操作麻烦,并且因酸度较高而腐蚀性强，溶解与投加设备需要考虑防腐。三氯化铁：采用三氯化铁作混凝剂时,易溶解,形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实，沉降速度快，解决底纹、低浊水时效果优于硫酸铝,使用的pH值范畴较宽,投加量比硫酸铝小。但三氯化铁固体产品极易吸水潮解，不易保管，腐蚀性较强,对金属、混凝土、塑料等均有腐蚀性,解决后水色度比铝盐解决水高，最佳投加量范畴较窄，不易控制。聚合
