水处理工程：第3章 沉淀与澄清

名词解释1.混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。

絮凝：脱稳胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。

凝聚：胶体脱稳并生成微小聚集体的过程。

混凝过程涉及：①水中胶体的性质；②混凝剂在水中的水解；③胶体与混凝剂的相互作用。

2.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去除。

3.浮选：利用固体或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-液分离的方法。

4.过滤：以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。

5膜分离：利用膜的孔径或半渗透性质实现物质的分离。

6吸附：通常在水处理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。

7离子交换：在分子结构上具有可交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交换为对物质的物理外观毫无明显的改变，也不引起变质或增溶作用的过程。

8中和：把水的pH 调整到接近中性或是调整到平衡pH 值的任何处理。

氧化与还原：改变某些金属或化合物的状态，使他们变成不溶解的或无毒的。

9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。

10助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。

11异向絮凝：由布朗运动引起的颗粒碰撞聚集称为异向絮凝。

12同向絮凝：由水力或机械搅拌所造成的流体运动引起的颗粒碰撞聚集称为同向絮凝。

13自由沉淀：单个颗粒在无边际水体中沉淀，其下沉的过程颗粒互不干扰，且不受器皿壁的干扰，下沉过程中颗粒的大小、形状、密度保持不变，经过一段时间后，沉速也不变。

14拥挤沉淀：当水中含有的凝聚性颗粒或非凝聚性颗粒的浓度增加到一定值后，大量颗粒在有限水体中下沉时，被排斥的水便有一定的上升速度，使颗粒所受的摩擦阻力增加，颗粒处于相互干扰状态，此过程称为拥挤沉淀。

15絮凝沉淀：在沉淀的过程，颗粒由于相互接触絮聚而改变大小、形状、密度，并且随着沉淀深度和时间的增长，沉速也越来越快，絮凝沉淀由凝聚性颗粒产生。

环3《水处理工程》(第一篇)作业解答和常见错误第一章 绪论24. 有一含氰有机废水，最大流量为100m 3/h, CN -=10mg/L, BOD 5=300mg/L, DO=0，欲排入附近某河流。

该河流属于III 类水体，河水最小流量（95%保证率）为3m 3/s ，最小流量时流速为0.2m/s ，夏季DO=7mg/L ，河水中原先没有氰化物。

假定夏季废水和河水水温均为20℃。

试估计废水所需的处理程度。

存在问题：部分同学对α的取值不熟悉；处理程度的计算准则不太清楚。

解：(1) α混合系数的选取：流速在0.2-0.3m/s ，取α=0.7-0.8；流速较低时，α=0.3-0.6；流速较高时，α=0.9。

根据题中条件，取α=0.7 (2) 标准：《地表水环境质量标准（GB3838-2002）》中III 类水体标准限值：CN -为0.2mg/L ；DO 为5mg/L ；BOD 5为4mg/L 。

《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）：排入III 类水体，执行一级B 标准，BOD 5排放浓度为20mg/L ，CN -为0.5mg/L 。

(3) CN -的处理程度：由于废水和河水混合前后所含的CN -总量相等，所以：12()cq c Q Q q c αα+=+c 1——河水中的CN -浓度c 2——水体中CN -的最大容许浓度，0.2mg/Lc ——容许排入河流的废水中的CN -浓度 (计算结果大于10mg/L)另一方面，按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B 标准，CN -的容许排放浓度为0.5mg/L 。

则，CN -的处理程度为：（10－0.5）/10=95%(4) BOD 5的处理程度：在满足III 类水体DO 浓度条件下，河水中可利用的DO 1=(7-5)*0.7*3m 3/s=4.2g/s 废水中的有机物氧化分解，并使水中DO 保持在5mg/L, 所需的氧量： DO 2=100/3600*x + 100/3600*5=DO 1 允许排入河流的废水BOD 5, x =146.2mg/L另一方面，《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B 标准，容许排放的BOD 5浓度为20mg/L. 则，BOD 5处理程度＝(300-20)/300=93.3% (5) 综合以上考虑，废水的处理率应该为95%。

水处理工程重点知识一、水处理基本概念水处理工程是关于如何有效地保护和改善水质，以保障人们的生产和生活用水的科学和技术。

水是生命之源，但随着工业化和城市化的快速发展，大量的污水和废水产生，严重威胁到人类的健康和生态环境。

因此，水处理工程的主要目的是去除水中的有害物质，提高水质，满足人们的生产和生活需求。

二、水质分析方法水质分析是水处理工程中的一项重要工作，通过水质分析可以了解水体的状况，评估水质的好坏，并指导水处理的方法和工艺流程。

常用的水质分析方法包括化学分析、物理分析、生物分析和遥感监测等。

三、混凝工艺混凝工艺是水处理中的一项基础技术，主要通过向水中投加混凝剂，使水中的悬浮物和胶体颗粒脱稳，形成大颗粒絮状物，以便于后续的沉淀和过滤处理。

常用的混凝剂包括铝盐、铁盐等。

四、沉淀与澄清工艺沉淀与澄清工艺是通过重力作用使水中的悬浮物和絮状物下沉，从而达到去除的目的。

在这个过程中，需要合理地设计沉淀池和澄清池的结构和运行参数，以保证处理效果。

五、过滤工艺过滤工艺是通过物理手段去除水中的细小颗粒、有机物、微生物等杂质的过程。

常用的过滤工艺包括砂滤、活性炭过滤、膜过滤等。

砂滤是通过石英砂等滤料截留水中的悬浮物和杂质；活性炭过滤则是利用活性炭的吸附作用去除有机物和异味；膜过滤则是利用特殊的膜材料，过滤水中的微小颗粒。

六、消毒工艺消毒是为了杀灭水中的细菌、病毒等微生物，保证饮用水安全。

常用的消毒方法有氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒等。

氯消毒是最常用的消毒方法，通过向水中投加氯气或漂白粉，杀灭水中的细菌和病毒；臭氧消毒则是利用臭氧的强氧化性杀灭微生物；紫外线消毒则是通过紫外线照射杀灭微生物。

七、膜分离技术膜分离技术是一种高效的水处理技术，通过特殊的膜材料，使水分子透过膜而其他的杂质被截留，从而达到净化水质的目的。

膜分离技术包括反渗透、纳滤、超滤和微滤等。

反渗透技术可以去除水中的几乎所有溶解盐类、胶体、微生物和有机物；纳滤则可以去除一些低分子量有机物和金属离子；超滤和微滤则主要用于去除水中的悬浮物和胶体。