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1、水中杂质分类水中杂质分类杂质溶解物（低分子、离子）胶体悬浮物颗粒尺寸0.1nm1nm10nm100nm1101001mm分辨工具电子显微镜超显微镜显微镜肉眼水的外观透明浑浊浑浊污水处理常规工艺第二节悬浮物质和胶体物质去除第二节悬浮物质和胶体物质去除悬浮物质与胶体物质界定悬浮物质与胶体物质界定常规上，以常规上，以0.45m(即即450nm)孔径滤膜作为其分界尺度孔径滤膜作为其分界尺度胶体和环境纳米污染物胶体和环境纳米污染物，以下的均可以认定为，以下的均可以认定为溶解物质溶解物质。沉淀沉淀混凝混凝澄清澄清过滤过滤气浮气浮20-100m以上以上悬悬浮浮颗颗粒粒重力沉降重力沉降10-9-10-6m左右
2、左右胶体粒子胶体粒子混凝等混凝等 环境纳米环境纳米-微米颗粒物微米颗粒物(100nm10m）土壤土壤：胶体、粘土矿物、团粒胶体、粘土矿物、团粒 水体水体：悬浮物、悬浮物、 沉积物、沉积物、 腐殖质腐殖质 大气大气：可吸入微粒、气溶胶、烟尘可吸入微粒、气溶胶、烟尘生物生物：大分子、细胞、细菌、藻类大分子、细胞、细菌、藻类 环境纳米污染物环境纳米污染物 ENP (1nm100nm) 无机无机：重金属水合物重金属水合物, ,聚硫化物聚硫化物, ,聚磷酸聚磷酸, ,聚硅酸聚硅酸, , 碳黑碳黑, ,烟雾烟雾, ,微晶体微晶体有机有机：POPs, PTS( (持久性持久性, ,难降解难降解) ) 农药农
3、药, ,染料染料, ,卤卤代烃代烃, ,多环芳烃多环芳烃, ,多氯联苯多氯联苯, ,内分泌干扰物内分泌干扰物生物生物：蛋白质蛋白质,含氧酸含氧酸, DNA, 酶酶, 病毒病毒, 藻毒素藻毒素MW1000, 粒度粒度1nm微界面特别巨大微界面特别巨大 结构重复自组装结构重复自组装分子量粒度分散分子量粒度分散 化学官能团多种化学官能团多种形态形貌多样化形态形貌多样化 反应活性区各异反应活性区各异 结构组成多变化结构组成多变化 电性或极性显著电性或极性显著聚合聚集趋势明显聚合聚集趋势明显 复合组合体系复杂复合组合体系复杂界面反应过程普遍界面反应过程普遍 生态干扰毒性强烈生态干扰毒性强烈迁移扩散范围广
4、阔迁移扩散范围广阔 环境效应功能深远环境效应功能深远环境纳米污染物的特征环境纳米污染物的特征 微界面体系微界面体系 水体颗粒物水体颗粒物-溶液溶液 大气颗粒物大气颗粒物-空气空气 土壤颗粒物土壤颗粒物-地下水地下水 大气颗粒物大气颗粒物-水膜水膜 动植生物膜动植生物膜-溶液溶液 植物根系植物根系-土壤、土壤、 固定滤层固定滤层-水溶液水溶液 空气除尘空气除尘-水溶液水溶液 浮选气泡浮选气泡-水溶液水溶液 活性炭活性炭- 废水溶液废水溶液 高分子膜高分子膜-水溶液水溶液 活性污泥活性污泥-污水溶液污水溶液 环境纳米物质构成环境微界面体系的重要组成部分水体纳米污染物的界面过程与界面控制技术水质界面
5、转化过程水质界面转化过程溶解溶解,沉淀沉淀络合络合,螯合螯合氧化氧化,还原还原催化催化,光解光解吸附吸附,解吸解吸吸收吸收,释放释放降解降解,富集富集凝聚凝聚,絮凝絮凝聚合聚合,解聚解聚渗透渗透,过滤过滤扩散扩散,迁移迁移沉积沉积,蓄积蓄积界面控制技术界面控制技术 混合混合, 沉沉 淀淀 澄清澄清, 过过 滤滤 吸附吸附, 絮絮 凝凝 气浮气浮, 超超 滤滤化学沉淀化学沉淀 生物过滤生物过滤 生物氧化生物氧化 离子交换离子交换 浓缩脱水浓缩脱水不平衡动力学，环境毒性效应不平衡动力学，环境毒性效应 决定性步骤决定性步骤混凝过程与混凝机理混凝过程与混凝机理胶体结构胶体结构稳定性稳定性电电位和位和电
6、电位位 混凝剂混凝剂混凝过程混凝过程G值、值、GT值和值和GT混凝机理混凝机理压缩双电层压缩双电层电中和电中和架桥粘结架桥粘结网捕共沉淀网捕共沉淀混凝过程的影响因素混凝过程的影响因素胶体浓度胶体浓度混凝剂类型和投加量混凝剂类型和投加量水体水体碱度碱度pH值值其他离子其他离子有机物有机物水力条件等水力条件等混凝目标混凝目标强化混凝强化混凝优化混凝优化混凝混凝混和凝聚絮凝混凝混和凝聚絮凝吸附吸附混和混和电中和电中和 凝聚凝聚 絮凝絮凝 絮体、絮团絮体、絮团投药投药分离分离颗粒物颗粒物混凝剂混凝剂絮凝剂絮凝剂n +nnn nnnn+混凝机理及主要影响因素混凝机理及主要影响因素压缩双电层压缩双电层吸附
7、电中和吸附电中和粘结架桥粘结架桥网捕共沉淀网捕共沉淀主要影响因素主要影响因素：混凝剂、混凝剂浓度、水体颗粒物浓度和性质、水力条件、温度、碱度、混凝剂、混凝剂浓度、水体颗粒物浓度和性质、水力条件、温度、碱度、pH值等值等混凝过程中的两个关键性的控制因素是混凝剂的混凝结合效力和水力条件。混凝过程中的两个关键性的控制因素是混凝剂的混凝结合效力和水力条件。 目前研究混凝技术方法目前研究混凝技术方法混凝剂混凝剂元素测定、形态表征、形貌、设计、合成元素测定、形态表征、形貌、设计、合成混凝过程混凝过程混凝机理混凝机理激光光散射激光光散射PDA、形态表征、形态表征、动态测定、电镜、原子力显微镜、动态测定、电镜
8、、原子力显微镜、zeta电位、絮电位、絮体结构特性表征、自动投药系统等体结构特性表征、自动投药系统等混凝目标混凝目标强化混凝强化混凝TOC、GC、LC、GCMs等等优化混凝优化混凝综合指标（技术指标和经济指标）综合指标（技术指标和经济指标）工艺组合优化工艺组合优化预氧化、过滤、沉淀、气浮、氧化、预氧化、过滤、沉淀、气浮、氧化、消毒、吸附、消毒、吸附、BAC、消毒等工艺组合、消毒等工艺组合涉及动态检涉及动态检测测铝的水解铝的水解无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂 Inorganic Polymer Flocculants阳离子型阳离子型 聚合氯化铝聚合氯化铝 PAC, PACl 聚合硫酸铝聚合硫酸
9、铝 PAS 聚合硫酸铁聚合硫酸铁 PFS 聚合氯化铁聚合氯化铁 PFC 聚合磷酸铝聚合磷酸铝 PAP 聚合磷酸铁聚合磷酸铁 PFP阴离子型阴离子型 聚合硅酸聚合硅酸 PSi (活化硅酸活化硅酸 ) ASi复合絮凝剂复合絮凝剂聚合硫酸铝铁聚合硫酸铝铁 PAFS聚合氯化铝铁聚合氯化铝铁 PAFC聚合硅酸铝聚合硅酸铝 PASI聚合硅酸铁聚合硅酸铁 PFSI聚合硅酸铝铁聚合硅酸铝铁 PAFSI无机无机 +有机复合型有机复合型聚合铝聚合铝-聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 聚合铝聚合铝-甲壳素甲壳素聚合铝聚合铝-合成有机高分子合成有机高分子 AlO4 Al12(OH)24(H2O)127+ (Al13) 分子量分子
10、量(1039) 纳米级纳米级 高电荷高电荷 (+7) 电中和能力强电中和能力强 链状枝状聚集链状枝状聚集 架桥能力强架桥能力强 界面吸附界面吸附 絮凝能力强絮凝能力强 稳定性稳定性 抗水解退化强抗水解退化强 现有生产产品中只占现有生产产品中只占4050 聚合氯化铝聚合氯化铝(Al13)晶格晶格 AlO4 Al12(OH)24(H2O)127+Diameter nmAl13 2-3nmAggregates 40-400 nmMS NMR Spectrogram of Purified Al13Electron microscopy image of Al13 precursor Atomic F
11、orce Microscopy image of PAC micro-flocs絮凝剂的原子力显微镜三维图像絮凝剂的原子力显微镜三维图像Al13聚集体原子力显微镜聚集体原子力显微镜(AFM)图象图象AlCl3絮凝体的流动电流特性絮凝体的流动电流特性流动电流胶体扩散层中反离子在外力作用下随着流体流动（胶粒固定不动）而产生的电流。与胶体zeta电位有正相关聚合铝凝聚形态的流动电流特性PACAlCl3PAC絮凝体粒度成长絮凝指数图谱絮凝体粒度成长絮凝指数图谱SO4/Al聚合铝在颗粒物的吸附聚合铝在颗粒物的吸附聚合铝的除浊效果聚合铝的除浊效果混凝目标及强化混凝混凝目标及强化混凝混凝技术与强化混凝研究前
12、沿混凝技术与强化混凝研究前沿混凝重要性混凝重要性混凝研究概况混凝研究概况消毒剂消毒剂/消毒副产物的发现及法规制定消毒副产物的发现及法规制定强化混凝的提出强化混凝的提出强化混凝与优化混凝强化混凝与优化混凝研究进展和发展前景研究进展和发展前景我国强化混凝与优化混凝国家目标我国强化混凝与优化混凝国家目标强化混凝与其他工艺强化混凝与其他工艺强化混凝处理的目标体系强化混凝处理的目标体系-混凝过程对几乎所有的水体混凝过程对几乎所有的水体杂质都有一定的去除作用杂质都有一定的去除作用广义颗粒物广义颗粒物有机物有机物DOM（DissolvedOrganicMatter）部分无机离子部分无机离子衔接与匹配衔接与匹
13、配预氧化预氧化沉淀与气浮沉淀与气浮过滤与吸附过滤与吸附深度处理深度处理消毒消毒气浮的基本原理气浮的基本原理1 1、基本概念、基本概念 利用高度分散的微小气袍作为载体粘附于废水中的悬利用高度分散的微小气袍作为载体粘附于废水中的悬浮污染物，其浮力大于重力和阻力，从而使污染物上浮至浮污染物，其浮力大于重力和阻力，从而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣设备自水面刮除泡沫，实现水面，形成泡沫，然后用刮渣设备自水面刮除泡沫，实现固液或液液分离的过程称为固液或液液分离的过程称为气浮气浮。 悬浮颗粒与气泡粘附的原理悬浮颗粒与气泡粘附的原理 ：水中悬浮固体颗粒能否：水中悬浮固体颗粒能否与气泡粘附主要取决于
14、与气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质颗粒表面的性质。颗粒表面易被水湿润，颗粒属颗粒表面易被水湿润，颗粒属亲水性亲水性；如不易被水湿润，属如不易被水湿润，属疏水性疏水性。亲水性与疏水性可用气、液、固三相接触时形成的亲水性与疏水性可用气、液、固三相接触时形成的接触角接触角大小来表示。大小来表示。在气、液、固三相接触时，气、液界面张力线和气固张力在气、液、固三相接触时，气、液界面张力线和气固张力线之间线之间的夹角的夹角( (对着水的一侧对着水的一侧) )称为称为湿润接触角湿润接触角以以表示。表示。亲水性和疏水性物质的接触水、气、固体颗粒三相分别用水、气、固体颗粒三相分别用1，2，3表示。表示。在气、液
15、、固相接触时，三个界面张力总是平衡的。以在气、液、固相接触时，三个界面张力总是平衡的。以表示界面张力，有：表示界面张力，有：1.3=1.2cos(18)+2.3(1-1)式中：式中：1.3水、固界面张力；水、固界面张力；1.2液、气界面张力；液、气界面张力；2.3气、固界面张力；气、固界面张力；接触角。接触角。水中气泡与颗粒粘附之前单位界面面积上的界面能为水中气泡与颗粒粘附之前单位界面面积上的界面能为W1=1.3+1.2，而粘附后则减为，而粘附后则减为W2=2.3界面能减少的数值为：界面能减少的数值为：WW1W21.3+1.2-2.3（12)将式将式(11)代入式代入式(12)得；得；W1.2
16、(1-cos)9为疏水性颗粒，易于与气泡粘附。为疏水性颗粒，易于与气泡粘附。，即颗粒完全被水湿润，即颗粒完全被水湿润cosl，W0，颗粒不与气泡粘附，就不宜用气浮，颗粒不与气泡粘附，就不宜用气浮法处理。法处理。18，颗粒完全不被水湿润，颗粒完全不被水湿润，cos-1，W21.2，颗粒易于与气泡粘附，颗粒易于与气泡粘附，宜于气浮法处理。此外如宜于气浮法处理。此外如1.2很小，很小，W亦小，也不利于气泡与颗粒的粘附。亦小，也不利于气泡与颗粒的粘附。2 2投加化学药剂对气浮效果的促进作用投加化学药剂对气浮效果的促进作用 (1) (1)投加表面活性剂维持泡沫的稳定性投加表面活性剂维持泡沫的稳定性 (2
17、) (2)利用混凝剂脱稳以油的颗粒为例，表面活利用混凝剂脱稳以油的颗粒为例，表面活性物质的非极性端吸附于油粒上，极性端则伸向性物质的非极性端吸附于油粒上，极性端则伸向水中，极性端在水中电离，使油粒被包围了一层水中，极性端在水中电离，使油粒被包围了一层负电荷，产生了双电层现象，增大了负电荷，产生了双电层现象，增大了-电位，不电位，不仅阻碍油粒兼并，也影响抽粒与气泡粘附。仅阻碍油粒兼并，也影响抽粒与气泡粘附。 (3) (3)投加浮选剂改变颗粒表面性质投加浮选剂改变颗粒表面性质 气浮的分类与特点气浮的分类与特点根据气泡产生的方式气浮法分为根据气泡产生的方式气浮法分为：电解气浮法；电解气浮法；散气气浮
18、法：扩散板曝气气浮、叶轮气浮。散气气浮法：扩散板曝气气浮、叶轮气浮。溶气气浮法：溶气真空气浮溶气气浮法：溶气真空气浮加压溶气气浮：全溶气流程、部分溶气流程、加压溶气气浮：全溶气流程、部分溶气流程、回流加压溶气流程回流加压溶气流程。澄清池澄清池 澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反应和絮体沉降三种功能的设备。它利用的是接触凝聚原理，即为了强化混凝过程，在池中让已经生成的絮凝体悬浮在水中成为悬浮泥渣层(接触凝聚区)，当投加混凝剂的水通过它时，废水中新生成的微絮粒被迅速吸附在悬浮泥渣上，从而能够达到良好的去除效果。所以澄清池的关键部分是接触凝聚区。保持泥渣处于悬浮、浓度均匀稳定的工作条件已成为
19、所有澄清池共同特点。 根据泥渣与废水接触方式的不同，澄清池可分为两大类： 悬浮泥渣型，它的泥渣悬浮状态通过上升水流的能量在池内形成的，当水流从下往上通过泥渣层时，截留水中夹带的小絮体，主要形式有悬浮澄清池、脉冲澄清池等； 泥渣循环型，即让泥渣在竖直方向上不断循环，通过该循环运动捕集水中的微小絮粒,并在分离区加以分离，主要形式有机械加速澄清池和水力循环加速澄清池。在废水处理中，应用最广泛的机械加速澄清池。 废水从进水管进入环形配水三角槽废水从进水管进入环形配水三角槽, ,混凝剂通过投药管加在混凝剂通过投药管加在配水三角槽中，再一起流入混合室，进行水与药剂和回流配水三角槽中，再一起流入混合室，进行
20、水与药剂和回流污泥的混合。由于涡轮的提升作用，混合后的泥不被提升污泥的混合。由于涡轮的提升作用，混合后的泥不被提升到反应室，继续进行混凝反应到反应室，继续进行混凝反应, ,并溢流到导流室。导流室中并溢流到导流室。导流室中有导流板，使废水平稳地沿伞形罩进入分离室，分离有导流板，使废水平稳地沿伞形罩进入分离室，分离室中设有排气管，将废水室中设有排气管，将废水中带入的空气排出，减少中带入的空气排出，减少对泥水分离的干扰，泥渣对泥水分离的干扰，泥渣便靠重力自然下沉，清液便靠重力自然下沉，清液由集水槽和出水管流出池由集水槽和出水管流出池外。外。过滤过滤过滤过滤混凝沉淀、生物处理后续处理，活性炭吸附或离子
21、混凝沉淀、生物处理后续处理，活性炭吸附或离子交换等前处理交换等前处理过滤机理过滤机理阻力截留阻力截留重力沉降重力沉降接触絮凝接触絮凝表面过滤和深层过滤（深床过滤）表面过滤和深层过滤（深床过滤）滤池和滤池结构滤池和滤池结构滤料滤料要求：机械强度、化学稳定性、级配和孔隙率要求：机械强度、化学稳定性、级配和孔隙率有效直径有效直径d10，不均匀系数，不均匀系数k80d80/d10（1.651.80）滤料纳污能力滤料纳污能力过滤过滤滤料孔隙率和比表面积滤料孔隙率和比表面积垫层结构垫层结构承托滤料承托滤料均匀布水均匀布水水头损失水头损失滤池总水头滤池总水头H滤料层滤料层Ht+垫层集水系统垫层集水系统h1+
22、控制阀控制阀ht+出水出水管流速水头管流速水头v2/2g+剩余水头剩余水头h2滤速滤速反冲反冲滤池种类和运行滤池种类和运行过滤基本概念过滤基本概念一、过滤过程一、过滤过程混合物混合物的分离：液体和气体混合物的分离：液体和气体混合物 什么现象属于过滤？什么现象属于过滤？混合物混合物中的流体在推动力（重力、压力、离心力）的中的流体在推动力（重力、压力、离心力）的作用下通过过滤介质，固体粒子被截留，而流体通过作用下通过过滤介质，固体粒子被截留，而流体通过过滤介质，从而实现流体与颗粒物的分离。过滤介质，从而实现流体与颗粒物的分离。 液固分离，气固分离液固分离，气固分离如砂滤池、袋式除尘器、口罩如砂滤池
23、、袋式除尘器、口罩过滤分离的对象？过滤分离的对象？粗大颗粒、细微离子、细菌、病毒和高分子物质等粗大颗粒、细微离子、细菌、病毒和高分子物质等二、过滤介质二、过滤介质粒状颗粒：具有一定形状的固体颗粒，包括天然的和人粒状颗粒：具有一定形状的固体颗粒，包括天然的和人工合成的。工合成的。天然：石英砂、无烟煤、磁铁矿粒等天然：石英砂、无烟煤、磁铁矿粒等人工：聚苯乙烯发泡塑料球等。人工：聚苯乙烯发泡塑料球等。粒状颗粒过滤介质在水处理中的各类滤池中应用广泛，粒状颗粒过滤介质在水处理中的各类滤池中应用广泛，通常称为滤料。通常称为滤料。织物介质：又称滤布，如棉、麻、丝、毛、合成纤维、织物介质：又称滤布，如棉、麻、
24、丝、毛、合成纤维、金属丝等编制成的滤布。金属丝等编制成的滤布。 多孔固体介质：如素烧陶瓷板或管、烧结金属板或管等。多孔固体介质：如素烧陶瓷板或管、烧结金属板或管等。多孔膜：由高分子有机材料或无机材料制成的薄膜，根多孔膜：由高分子有机材料或无机材料制成的薄膜，根据分离孔径的大小，可分为微滤、超滤等。据分离孔径的大小，可分为微滤、超滤等。三、过滤分类三、过滤分类 1.1.按过滤机理分：有表面过滤和深层过滤按过滤机理分：有表面过滤和深层过滤2.2.按促使流体流动的推动力分：按促使流体流动的推动力分：重力过滤：在水位差的作用下被过滤的混合液通过过滤介质重力过滤：在水位差的作用下被过滤的混合液通过过滤介
25、质进行过滤，如水处理中的快滤池。进行过滤，如水处理中的快滤池。 真空过滤：在真空下进行过滤，如水处理中的真空过滤机。真空过滤：在真空下进行过滤，如水处理中的真空过滤机。 压力差过滤：在加压条件下进行过滤，如水处理中的压滤滤压力差过滤：在加压条件下进行过滤，如水处理中的压滤滤池。池。 离心过滤：使被分离的混合液旋转，在所产生的惯性离心力离心过滤：使被分离的混合液旋转，在所产生的惯性离心力的作用下，使流体通过周边的滤饼和过滤介质，从而实现与的作用下，使流体通过周边的滤饼和过滤介质，从而实现与颗粒物的分离。颗粒物的分离。 表面过滤的基本理论表面过滤的基本理论 一、表面过滤过程一、表面过滤过程被过滤的
26、颗粒粒被过滤的颗粒粒径较小的情况径较小的情况表面过滤通常发生在过滤流体中表面过滤通常发生在过滤流体中颗粒物浓度较高颗粒物浓度较高的情况。的情况。给水处理：给水处理：慢滤池慢滤池污泥脱水：污泥脱水：使用的各类脱水机（如真空过滤机、板框式压使用的各类脱水机（如真空过滤机、板框式压滤机等）滤机等） 滤饼过滤饼过滤滤多孔性多孔性介质介质滤膜滤膜慢滤池慢滤池水水表面过滤表面过滤主要特征：主要特征：随着过滤过程的进行，悬浮液中的固体颗粒被随着过滤过程的进行，悬浮液中的固体颗粒被截留在过滤介质表面并逐渐积累成滤饼层。截留在过滤介质表面并逐渐积累成滤饼层。滤饼层厚度：滤饼层厚度：随过滤时间的增长而增厚，其增加
27、速率与过随过滤时间的增长而增厚，其增加速率与过滤所得的滤液的量成正比。滤所得的滤液的量成正比。过滤速度：过滤速度：由于滤饼层厚度的增加，因此在过滤过程中是由于滤饼层厚度的增加，因此在过滤过程中是变化的。变化的。 过滤速度是描述过滤过程的关键！过滤速度是描述过滤过程的关键！推动力推动力其它因素其它因素过滤过程的主要参数：过滤过程的主要参数：处理量：处理量：处理的悬浮液流量或处理的悬浮液流量或 分离得到的纯净滤液量分离得到的纯净滤液量V(m3).过滤推动力：过滤推动力：由流体位差、压差或离心力场由流体位差、压差或离心力场 造成的过滤压差造成的过滤压差 p。过滤面积：过滤面积：表示过滤设备的大小表示
28、过滤设备的大小A(m2)。过滤速度：过滤速度：单位时间通过单位面积的滤液量单位时间通过单位面积的滤液量某一过滤时间某一过滤时间t t时的过滤状态时的过滤状态 p 过滤过滤压差压差 相应的过滤滤液为相应的过滤滤液为V V 过滤速度过滤速度u定义为：定义为： dt微分过滤时间微分过滤时间, s dVdt时间内通过过滤面的滤液量时间内通过过滤面的滤液量, m3 A过滤面积过滤面积, m2 Lm（表观）（表观）深层过滤过程中颗粒的运动深层过滤过程中颗粒的运动 颗粒进入滤料内部后，主要包括以下几个行为：颗粒进入滤料内部后，主要包括以下几个行为： (1)(1)迁移行为：迁移行为：颗粒偏离流线运动到滤料内部
29、孔隙表面颗粒偏离流线运动到滤料内部孔隙表面推动力主要包括：推动力主要包括：a.扩散作用力扩散作用力（布朗运动），主要对非常小的颗粒（布朗运动），主要对非常小的颗粒（1 m）起作用；）起作用；b.重力沉降重力沉降，当颗粒较大时，重力沉降起主要作用，当颗粒较大时，重力沉降起主要作用；c.流体运动作用力（惯性力流体运动作用力（惯性力），如惯性离心力，使颗），如惯性离心力，使颗粒偏离流线而运动到滤料孔隙内表面。粒偏离流线而运动到滤料孔隙内表面。 (2)附着行为：附着行为：影响附着的作用力有：影响附着的作用力有：静电作用力（静电斥力或静电引力）静电作用力（静电斥力或静电引力）范德华引力范德华引力 (3)
30、脱落行为：脱落行为：影响附着颗粒脱落的主要因素有：影响附着颗粒脱落的主要因素有：流体对附着颗粒的剪切作用流体对附着颗粒的剪切作用运动颗粒对附着颗粒的碰撞作用。运动颗粒对附着颗粒的碰撞作用。 （二）运行过程中滤料床层（二）运行过程中滤料床层n随着过滤时间的延长，滤层中截留的悬浮物量逐渐随着过滤时间的延长，滤层中截留的悬浮物量逐渐增多，滤层孔隙率逐渐减少。增多，滤层孔隙率逐渐减少。n如果孔隙率减少，则在阻力损失不变条件下，滤速如果孔隙率减少，则在阻力损失不变条件下，滤速将降低。将降低。n反之，如果滤速保持不变，阻力损失将增加。反之，如果滤速保持不变，阻力损失将增加。n等速过滤，任意过滤时间等速过滤
31、，任意过滤时间t时的滤料层的总阻力损失时的滤料层的总阻力损失 了解悬浮物在滤料床层中的分布及累积过程。了解悬浮物在滤料床层中的分布及累积过程。如何测定阻力损失？如何测定阻力损失？测压管测压管过滤工艺主要参数过滤工艺主要参数滤料滤料选择原则选择原则有效粒径：不均匀系数有效粒径：不均匀系数纳污能力纳污能力孔隙率和比表面积孔隙率和比表面积水头损失水头损失定义定义来源与构成来源与构成反冲洗反冲洗滤层膨胀滤层膨胀反冲洗强度反冲洗强度过滤在水处理过程中的地位和设计过滤在水处理过程中的地位和设计保守工艺环节保守工艺环节水流阻力和水头损失是两个不同而又相关联的重要概水流阻力和水头损失是两个不同而又相关联的重要
32、概念，在工程实践是有十分重要的意义。念，在工程实践是有十分重要的意义。（1 1）水流阻力是由于液体的粘滞性作用和固体边界的）水流阻力是由于液体的粘滞性作用和固体边界的影响，使液体与固体之间、液体内部有相对运动的各影响，使液体与固体之间、液体内部有相对运动的各液层之间存在的摩擦阻力的合力，水流阻力必然与水液层之间存在的摩擦阻力的合力，水流阻力必然与水流的运动方向相反。流的运动方向相反。（2 2）水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称为水头损失。为水头损失。其中边界对水流的阻力是产生水头损失其中边界对水流的阻力是产生水头损失的外因，液体的粘滞性是产生水
33、头损失的内因，也是的外因，液体的粘滞性是产生水头损失的内因，也是主要原因。主要原因。（3 3）根据边界条件的不同，可以把水头损失分为两类：）根据边界条件的不同，可以把水头损失分为两类：对于平顺的边界，水头损失与流程成正比，称之为沿对于平顺的边界，水头损失与流程成正比，称之为沿程水头损失，用程水头损失，用h hf f表示；由于局部边界急剧改变，导表示；由于局部边界急剧改变，导致水流结构改变、流速分布调整并产生旋涡区，引起致水流结构改变、流速分布调整并产生旋涡区，引起的水头损失称为局部水头损失，用的水头损失称为局部水头损失，用h hj j表示。表示。（4 4）对于在某个流程上运动的液体，它的总水头损失）对于在某个流程上运动的液体，它的总水头损失h hw w遵循叠加原理即遵循叠加原理即 h hw=w=h hf+f+h hj j
