水质工程学(1)--吸附

14章4．反应器原理用于水处理有何作用和特点？答：作用:推动了水处理工艺发展；特点：在化工生产中，反应器都只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛,许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究,包括化学反应、生物化学反应以至纯物理过程等。

例:沉淀池。

5.试举出3种质量传递机理的实例。

答：质量传递包括主流传递、分子扩散传递、紊流扩散传递。

1、主流传递：在平流池中，物质将随水流作水平迁移。

物质在水平方向的浓度变化，是由主流迁移和化学引起的.2、分子扩散传递:在静止或作层流运动的液体中，存在浓度梯度的话,高浓度区内的组分总是向低浓度区迁移,最终趋于平均分布状态，浓度梯度消失.如平流池等。

3、紊流扩散传递:在绝大多数情况下，水流往往处于紊流状态.水处理构筑物中绝大部分都是紊流扩散.6.(1）完全混合间歇式反应器（CMB）不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出，且假定是在恒温下操作（2）完全混合连续式反应器（CSTR）反应物投入反应器后，经搅拌立即与反应器内的料液达到完全均匀混合，输出的产物其浓度和成分与反应器内的物料相同(3)推流型反应器（PF)反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递答:在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。

在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究,但在水处理中，含义较广泛。

许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。

例如,氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。

介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。

7.为什么串联的CSTR型反应器比同容积的单个CSTR型反应器效果好？答:因为使用多个体积相等的CSTR型反应器串联,则第二只反应器的输入物料浓度即为第一只反应器的输出物料浓度，串联的反应器数愈多，所需反应时间愈短,理论上，当串联的反应器数N趋近无穷时，所需反应时间将趋近于CMB型和PF型的反应时间.8。

水质工程学1知识点总结水质工程学是研究水质污染、水处理和水资源综合利用的一门交叉学科，涉及化学、生物、环境和工程等多个领域的知识。

在现代社会，水质工程学已经成为保障水资源安全和人类健康的重要学科，对于水污染防治、水资源开发和利用有着重要的意义。

本文将对水质工程学的相关知识点进行总结，包括水质污染、水处理技术、水资源管理等内容。

一、水质污染1. 水质污染的来源水质污染是指水体中存在有害物质超出环境容许标准而影响水质的情况。

水质污染的来源主要包括工业废水、农业面源污染、城市生活污水和大气降水等。

工业废水包括工业生产过程中排放的各种废水，其中可能含有重金属、有机物等有害物质。

农业面源污染主要来自农田农作物种植和养殖业的生产活动，包括化肥、农药和养殖废水等。

城市生活污水是指城市居民生活生活污水，其中包括生活污水、工业废水和雨水等，含有各种有机物、微生物等有害物质。

大气降水是指大气中的颗粒物和气态污染物通过大气降水方式，如雨水、雪等形式降落到地表水中，导致水体污染。

2. 水质污染的分类根据污染物的性质和来源，水质污染可以分为有机污染、无机污染和放射性污染等多种类型。

有机污染主要来自工业废水和城市生活污水排放的有机物，包括有机溶剂、石油类物质、农药等。

无机污染包括重金属、氨氮、硫化物等无机物质，主要来自工业废水和农业面源污染。

放射性污染是指水体中存在放射性元素超出环境容许标准而导致的污染，主要来自核能设施、医疗设备和工业生产过程中的放射性物质。

3. 水质污染的影响水质污染对人类健康和生态环境都会产生严重的影响。

首先，水质污染会导致饮用水安全问题，对人体健康造成威胁，引发各种水源性传染病，包括霍乱、痢疾、肝炎等。

其次，水质污染会破坏生态环境，影响水生动植物的生存和繁衍，导致湖泊、河流甚至海洋的富营养化和死水现象。

另外，水质污染还会影响农业灌溉水质和工业用水，影响农作物生长和工业生产活动。

二、水处理技术1. 水处理技术的基本原理水处理技术是指通过物理、化学、生物等技术手段，将水中的有害物质去除或降低，提高水质的工程技术。

水质工程学期末复习第三章1.絮凝机理2.影响混凝效果的因素（1）水力条件的影响（P61）水力条件包括：水力强度，作用时间混凝过程：快速混合，絮凝反应水的混合条件：1快速混合：短历时，强度大；2絮凝反应阶段：随水流速度的强度的减小而逐渐减小（2）PH 温度第四章1.根据司笃克斯克斯公式解释沉降方向、速度：据司笃克斯(STOKES)在1851年的研究结果指出，球体微粒在静水中沉降，其沉降速度与球体微粒的半径平方成正比，而与介质的粘滞系数成反比2.平流沉淀池（P95）理想沉淀池的基本假设：①颗粒处于自由沉淀状态，颗粒的沉速始终不变。

②水沿水平方向流动，在过水断面上，各点流速相等，并在流动过程中流速始终不变。

③颗粒沉到底就被认为去除，不再返回水流中。

④在沉淀池的进口区域，水流的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上。

3.概念截留速度：恰好能让杂质颗粒在池中沉淀下来的颗粒的沉速（P96）水中造粒：利用有机高分子絮凝剂的混凝过程中，由体系外部供给一定能量，在某些条件下生成的密实的颗粒状絮凝体（P115）第五章1.滤料应该满足的基本要求（P129）：①具有足够的机械强度②具有良好的化学稳定性③具有用户要求的颗粒尺寸和粒度组成④外形接近于球状，表面粗糙而有棱角⑤能就地取材，廉价。

2.图5-10 快滤池的最优工作条件（P137）主要考图的含义及其如何影响滤速，水质周期和滤层的关系3.幅流沉淀池用于污水处理的二沉池或者污水浓缩，适用于悬浮物浓度高，沉淀池量大的水处理。

4.滤层的反冲洗大阻力配水系统和小阻力配水系统的优缺点，区别（P161）第六章1．吸附（P179）物理吸附与化学吸附的不同：物理吸附①易在较低温度下进行②物理吸附可逆③没有选择性④物理吸附可形成单分子吸附层或多分子吸附层；化学吸附①作用力是化学键，其吸附热较高②不可逆③具有一定选择性④只能形成单分子吸附层第七章1.氯消毒和折点加氯法的概念、过程（P211）图7-5 曲线中各段所表示的意思2.臭氧-生物活性炭（P221）优势：消毒能力强，缺陷：作用及生产不方便，生产臭氧耗能高及运行成本高，不能持续消毒3.消毒副产物和消毒副产物的前期产物（P212）第十三章1.活性污泥法的基本构成及各部分的作用：1.曝气池：微生物降解有机物的反应场所；2.二沉池：a)泥水分离保证出水水质;b)浓缩污泥;c)保证回流污泥，维持曝气池内的污泥浓度。

水质工程学（Ⅰ）例题、思考题、习题第1章水质与水质标准1.水中杂质按尺寸大小可分为几类？了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。

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（1?m-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）。

主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。

这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，因此容易去除。

胶体：尺寸很小（10nm-100nm）,具有稳定性，长时静置不沉。

主要是粘土、细菌和病毒、腐殖质和蛋白质等。

胶体通常带负电荷，少量的带正电荷的金属氧化物胶体。

一般可通过加入混凝剂进去去除。

溶解物：主要是呈真溶液状态的离子和分子，如Ca2+、Mg2+、Cl-等离子，HCO3-、SO42-等酸根，O2、CO2、H2S、SO2、NH3等溶解气体分子。

溶解物与水成均相，透明。

但可能产生色、臭、味。

是某些工业用水的去除对象，需要特殊处理。

有毒有害的无机溶解物和有机溶解物也是生活饮用水的去除对象。

2.各种典型水质特点。

（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70～900mg/L之间。

硬度较低，通常在50～400mg/L(以CaCO3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：主要由河水补给，水质类似河水，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7.5～43.0g/L之间，以氯化物含量最高，约占83.7%，硫化物次之，再次为碳酸盐，其它盐类含量极少。

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去除，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。

第6章吸附6.1 吸附概述6.1.1 概念吸附：一种物质在界面上富集的现象。

吸附剂：具有吸附能力的多孔性固体物质。

吸附质：废水中被吸附的物质。

吸附的分类1. 物理吸附：靠分子间力产生的吸附，可吸附多种吸附质，可形成多分子吸附层。

吸附━解吸是可逆过程，吸附热低，吸附速度快，无吸附选择性。

2. 化学吸附：由化学键力引起的吸附，能形成单分子吸附层，并具有选择性，同时是不可逆的，吸附热较高，高温下才能吸附，吸附速度因化学健不同而差别。

6.1.2等温吸附模型吸附等温线：单位吸附剂的吸附容量和平衡溶液浓度之间的关系曲线。

吸附等温式朗谬尔公式费兰德利希公式吸附量q的意义：选择吸附剂和吸附设备的重要参数，q决定吸附剂再生周期的长短，q越大，再生周期越长，再生剂用量及其费用越小。

q通过吸附试验来确定。

6.2活性炭吸附6.2.1活性炭的制备分为碳化和活化两步，再绝氧的情况下加热到600度碳化，再加入氧化剂活化使其破孔，比表面积增大，增加其表面吸附官能团。

6.2.2活性炭的性质1.物理性质①巨大的比表面积——吸附性能好；②发达的孔隙结构——微孔、中孔、大孔；③粒状炭和粉末炭粒状炭：利于再生粉末炭：不利于再生④密度（视密度、湿密度）、强度2.活性炭的吸附性质碘值：在一定条件下活性炭吸附碘的量，表示活性炭吸附小分子物质的吸附性能；糖蜜值：表示活性炭吸附大分子物质的吸附性能6.2.3 影响活性炭吸附性能的因素1.吸附剂的性质：吸附剂的种类、颗粒大小、比表面积，颗粒的细孔构造与分布、吸附剂是否是极性分子等。

2.吸附质的性质：极性吸附剂易吸附极性的吸附质非极性吸附剂易吸附非极性的吸附质（物以类聚）3.废水的PH值：活性炭一般在酸性溶液中比在碱性溶液中吸附效果较好。

吸附速度决定于吸附剂对吸附质的吸附过程。

吸附过程一般分为3个阶段：①颗粒外部扩散阶段②颗粒内部扩散阶段③吸附反应阶段。

活性炭的吸附速度大小受下列因素影响：①溶液浓度C↑，则V↑；②颗粒直径d↓，则V↑；d↓,V↑。