第二章 水处理-2

水处理工艺流程水处理工艺流程是指将原始水源经过一系列工艺处理，使之达到特定的水质要求的一系列步骤。

水处理工艺可以应用于不同的用途，包括饮用水供应、工业生产、农业灌溉等。

本文将介绍典型的水处理工艺流程及其各个步骤。

1. 原始水源处理水处理的第一步是对原始水源进行处理。

原始水源可以是地表水如湖泊、河流，也可以是地下水。

对原始水源进行处理可以去除悬浮物、有机物、病原微生物等杂质，为后续处理提供良好的基础。

1.1. 水源筛选水源筛选是指使用网状筛等装置，将较大的杂质如泥沙、树叶等从水中筛除。

这有助于减少后续处理工艺中的堵塞和损坏风险。

1.2. 絮凝处理絮凝处理是指在水中加入絮凝剂，使悬浮于水中的微小颗粒形成较大的絮凝体。

这些絮凝体可以更容易地被后续的过滤器所去除。

1.3. 混凝处理混凝处理是指在水中加入混凝剂，使水中的胶体颗粒及溶解性物质发生凝聚，形成较大的凝聚体。

混凝后的水质改善了沉淀过程的效果，也便于后续的过滤处理。

2. 净水处理净水处理是指对经过原始水源处理后的水进行进一步净化。

净水处理可以采用多种方法，包括过滤、消毒、高级氧化等。

2.1. 过滤过滤是最常见的净水处理方法之一。

它通过过滤介质，如砂滤器、活性炭滤器等，去除水中的悬浮物、颗粒、有机物等。

过滤通常是多级进行的，以确保水质的彻底净化。

2.2. 消毒消毒是为了杀灭水中的病原微生物而进行的处理步骤。

最常用的消毒方法是使用氯化物、臭氧等化学物质，也可以使用紫外线杀菌器进行紫外线消毒。

消毒的目的是保证水的卫生安全。

2.3. 高级氧化高级氧化是一种强氧化还原反应，通过产生活性氧化剂来去除有机物和微污染物。

常用的高级氧化方法包括臭氧氧化、过氧化氢氧化等。

3. 降温处理有些应用场景中，如工业生产过程中需要降低水的温度。

降温处理可以采用换热器、冷却塔等装置进行。

3.1. 换热器换热器是一种设备，用于将高温水与低温水进行热量交换，以降低水的温度。

换热器通常由管束和外壳组成，通过在两侧流动的水进行热交换，从而实现水的降温。

水污染控制工程习题集一、简答题1、从工艺流程、工艺参数、平面布置等角度简单描述一个你所了解的城市污水处理厂（可以是你所在城市的污水厂，也可以是你曾参观过的污水厂）。

2、在好氧条件下，废水中有机物的去除主要是由哪几个生物过程完成的？请分别给出其反应方程式。

3、试比较“生物膜法”和“膜生物反应器”中的“膜”有何不同？4、请简述Orbal氧化沟的基本概念。

5、试简述影响废水好氧生物处理的主要因素。

6、在一个启动运行不久的处理厌氧反应器出水的活性污泥工艺中，由于负荷较低，曝气池内的溶解氧较高，结果发现污泥在二沉池中有上浮的现象；从曝气池中取混合液测定其SV时发现污泥的沉降很好，但0.5~1.0小时后，即出现污泥成团上浮；镜检观察未发现有大量丝状菌；试分析其可能的原因并给出解决对策。

7、试推导L—M模式的两个基本方程和四个基本导出方程。

8、普通活性污泥法、吸附再生法和完全混合法各有什么特点？在一般情况下，对于有机废水BOD5的去除率如何？根据活性污泥增长曲线来看，这几种运行方式的基本区别在什么地方？各自的优缺点是什么？9、试简述活性污泥膨胀的产生原因、分类、以及相应的对策。

10、废水可生化性问题的实质是什么？评价废水可生化性的主要方法有那几种？各有何优缺点？11、试指出污泥沉降比SV、污泥浓度MLSS和污泥指数SVI的定义，以及其在水处理工程中的实际意义以及一般的正常数值范围。

12、试简述生物膜去除有机污染物的原理与过程，并比较活性污泥法与生物膜法之间的主要差别。

13、试简述活性污泥系统运行过程中曝气池中常见的异常现象，并同时给出简单的原因分析和处理对策。

14、试比较以下概念：污泥腐化、污泥解体、污泥上浮、污泥膨胀，并分别给出其形成原因及相应对策。

15、请画出氧转移双膜理论的示意图，并结合图从Fick定律推导出氧的总转移系数K La的表达式，并对影响氧转移速率的因素进行分析。

16、试推导出活性污泥系统出水水质与动力学常数之间的关系式。

2 水处理基础知识2.1 名词解释1）化学混凝：投加使得胶体分散体系脱稳和凝聚的过程称为化学混凝。

2）直流凝聚：直流凝聚是在过滤设备之前投加混凝剂，原水和混凝剂经混合设备充分混合后直接进入过滤设备，经过滤层的接触混凝作用就能较彻底地去除悬浮物。

直流凝聚处理通常用于低浊水的处理。

3）滤层或滤床：过滤设备中堆积的滤料层称为滤层或滤床。

水通过滤床的空塔流速简称滤速。

4）反洗强度：反洗强度是指每秒钟内每平米过滤断面所需要反洗水量的升数。

5）再生剂比耗：再生剂比耗表示单位体积树脂所用再生剂的量（mol/m ）和该树脂的工作交换容量（mol/m ）的比值，它反映了树脂的再生性能。

6）EDI：又称填充床电渗析，是一种不耗酸、碱而制取纯水的新技术。

它克服了电渗析不能深度除盐的缺点，又弥补了离子交换不能连续制水、需要用酸碱再生等不足。

7）离子交换树脂：是一类带有活性基团的网状结构高分子化合物。

在它的分子结构中，可分为两部分，一部分称为离子交换树脂骨架，它是高分子化合物的基体，具有庞大的空间结构，支撑着整个化合物；另一部分是带有可交换离子的活性基团，它结合在高分子骨架上起着交换离子的作用。

8）产水通量：又称膜渗透通量或膜通量，指单位反渗透膜面积在单位时间内透过的水量。

9）背压：反渗透膜组件淡水侧压力与进水侧压力的压力差。

10）脱盐率：反渗透水处理装置除去的盐量占进水含盐量的百分比，用来表征反渗透水处理装置的除盐效率。

11）浓差极化：指在反渗透过程中，膜表面的浓水与进水之间有时会产生很高的浓度梯度。

12）牺牲阳极保护：异金属接触产生电偶腐蚀，使被保护的金属的电位负移而得到保护，而保护的金属电位正移而腐蚀。

与外加电流法相同，冷却水的电导率越高，保护范围大，保护效率也越高。

13）给水优化处理：根据水汽系统的材质和给水水质合理的选择给水处理方式和加药点，使给水、疏水系统所涉及的各种材料的综合腐蚀速率最小，带入锅炉腐蚀产物最低。

实验二自由沉淀一、实验目的1、观察沉淀过程，加深对自由沉淀特点、基本概念及沉淀规律的理解；2、掌握颗粒自由沉淀实验的方法，求出沉淀曲线。

二、实验原理浓度较稀的、粒状颗粒的沉淀属于自由沉淀，其特点是静沉过程中颗粒互不干扰、等速下沉，其沉速在层流区符合Stokes公式。

由于水中颗粒的复杂性，颗粒粒径、颗粒比重很难或无法准确地测定，因而沉淀效果、特性无法通过公式求得，而是要通过静沉实验确定。

由于自由沉淀时颗粒是等速下沉，下沉速度与沉淀高度无关，因而自由沉淀可在一般沉淀柱内进行，但其直径应足够大，一般应使D≥100mm以免颗粒沉图1 自由沉淀实验装置图1、沉淀柱2、水泵3、水箱4、支架5、气体流量计6、气体入口7、排水口8、取样口一般来说，自由沉淀实验可按以下两个方法进行：（一）底部取样法底部取样法的沉淀效率通过曲线积分求得。

设在一水深为H的沉淀柱内进行自由沉淀实验，如图1所示。

将取样口设在水深H处，实验开始时（t=0），整个实验筒内悬浮物颗粒浓度均为C0。

分别在t1、t2、……、t n时刻取样，分别测得浓度为C 1、C 2、……C n 。

那么，在时间恰好为t 1、t 2、……、t n 时，沉速为h/t 1=u 1、h/t 2=u 2、……、h/t n =u n 的颗粒恰好通过取样口向下沉，相应地这些颗粒在高度H 中已不复存在了。

记p i =C i /C 0，则1-p i 代表时间t i 内高度H 中完全去除的颗粒百分数，p j -p k （k>j≥i ）代表沉速位于u j 和u k 之间的颗粒百分数，在时间t i 内，这部分颗粒的去除百分数为()/2()j k j k i u u p p u +⨯-，当j 、k 无限接近时，()/2()j k j j k j i i u u u p p dp u u +⨯-=。

这样，在时间t i 内，沉淀柱的总沉淀效率0(1)i p j i j i u P p dp u =-+⎰。

第2节水污染现状及来源一、水污染现状污水处理率低：污水排放排放量接近400亿m3。

工业废水处理率约80％，达标排放的只有60％城市污水处理率<15％90％以上的城市水域受到污染，特别严重的水系：三河：淮河、海河、辽河湖泊富营养化严重：滇池、巢湖（安徽）、太湖（江苏）50％左右地下水水质受到污染50％以上的重点城镇饮用水源不符合标准二、水污染来源1．工业污染源2. 生活污染源3. 养殖业4. 面污染源：三、污染物性质与水质指标1．污染物性质按化学物质分：有机物无机物按物理形态大小分：悬浮物胶体溶解性2．废水水质指标1)物理性质：色，温度，SS2)化学性质：pH、有机物、溶解性固体、有毒物、N、P有机物：综合指标：BOD、COD、TOD（总需氧量）单项指标3)生物学指标：细菌总数、大肠菌数四、水污染原因1．人口增加和经济增长的压力：2．粗放型发展模式3. 面源污染严重4．污水处理率偏低，大量污水直接排放5．环境意识淡薄、环境管理薄弱、环境执法力度不够6. 排污收费等经济政策未能起到对治污的刺激作用7. 历史欠帐太多，资金投入严重不足五、水污染防止战略对策与保障措施战略对策：1．加快城市废水处理厂的建设步伐，实施废水资源化2．尽快实现从末端治理向源头控制的的战略转移，大力推行清洁生产3．从单纯的点污染源治理转向点源、内源和面源的流域综合综合治理4．切实保护饮用水源地，提高饮用水安全性保障措施：1.严格以法治水，制定并实施有效的法律、规章、制度2.完善水的管理体系，改变“多龙管水”的现象3.加大水污染治理投资4.采取有利于水污染防治的经济政策。

第二章 水的物理化学处理方法2-1 自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀与压缩沉淀各有什么特点？说明它们的内在区别和特点。

悬浮颗粒在水中的沉降，根据其浓度及特性，可分为四种基本类型：自由沉淀：颗粒在沉降过程中呈离散状态，其形状、尺寸、质量均不改变，下沉速度不受干扰。

絮凝沉淀：沉降过程中各颗粒之间相互粘结，其尺寸、质量会随深度增加而逐渐增大，沉速亦随深度而增加。

拥挤沉淀：颗粒在水中的浓度较大，颗粒间相互靠得很近，在下沉过程中彼此受到周围颗粒作用力的干扰，但颗粒间相对位置不变，作为一个整体而成层下降。

清水与浑水间形成明显的界面，沉降过程实际上就是该界面下沉过程。

压缩沉淀：颗粒在水中的浓度很高时会相互接触。

上层颗粒的重力作用可将下层颗粒间的水挤压出界面，使颗粒群被压缩。

2-2 水中颗粒的密度s =2.6 3/g cm ，粒径d=0.1 mm ，求它在水温10 ℃情况下的单颗粒沉降速度。

解：6.7×10-3m/s 。

2-3 非絮凝性悬浮颗粒在静止条件下的沉降数据列于表2-22中。

试确定理想式沉淀池过流率为1.8m 3/m 2h 时的悬浮颗粒去除率。

试验用的沉淀柱取样口离水面120cm 和240cm 。

ρ表示在时间t 时由各个取样口取出的水样中悬浮物的浓度，ρ0代表初始的悬浮物浓度。

2-4 生活污水悬浮物浓度300mg/L ，静置沉淀试验所得资料如表2-23所示。

求沉淀效率为65%时的颗粒截留速度。

2-5 污水性质及沉淀试验资料同习题2-4，污水流量1 000m 3/h ，试求：（1）采用平流式、竖流式、辐流式沉淀池所需的池数及澄清区的有效尺寸； （2）污泥的含水率为96%时的每日污泥容积。

解：以平流式沉淀池为例：6座池子，长24m ，宽5m ，有效水深1.8m 。

污泥的含水率为96%时的每日污泥容积19.5m 3。

2-6 已知平流式沉淀池的长度L=20m ，池宽B=4m ，池深 H=2m 。

今欲改装成斜板沉淀池，斜板水平间距10cm ，斜板长度l =1 m ，倾角60°。

3 细菌的细胞结构包括一般结构和特殊结构，简单说明这些结构及及其生理功能。

细菌的基本结构包括细胞壁和原生质两部分。

原生质位于细胞壁内，包括细胞膜（细胞质膜）、细胞质、核质和内含物。

细胞壁是包围在细菌细胞最外面的一层富有弹性的、厚实、坚韧的结构，具有固定细胞外形和保护细胞不受损伤等多种功能。

细胞壁的主要功能有：①保持细胞形状和提高细胞机械强度，使其免受渗透压等外力的损伤；②为细胞的生长、分裂所必需；③作为鞭毛的支点，实现鞭毛的运动；④阻拦大分子有害物质（如某些抗生素和水解酶）进入细胞；⑤赋予细胞特定的抗原性以及对抗生素和噬菌体的敏感性。

细胞膜又称细胞质膜、质膜或内膜，是一层紧贴着细胞壁而包围着细胞质的薄膜（厚约7～8nm），其化学组成主要是蛋白质、脂类和少量糖类。

这种膜具有选择性吸收的半渗透性，膜上具有与物质渗透、吸收、转运和代谢等有关的许多蛋白质和酶类。

细胞膜的主要功能为：①选择性地控制细胞内外物质（营养物质和代谢产物）的运送和交换。

②维持细胞内正常渗透压。

③合成细胞壁组分和荚膜的场所。

④进行氧化磷酸化或光合磷酸化的产能基地。

⑤许多代谢酶和运输酶以及电子呼吸链组成的所在地。

⑥鞭毛的着生和生长点。

细胞质是细胞膜包围地除核区以外的一切透明、胶状、颗粒状物质的总称。

其主要成分是水、蛋白质、核酸和脂类等。

与真核生物不同，原核生物的细胞质是不流动的。

核区又称核质体、原核、拟核或核基因组，指存在于细胞质内的、无核膜包裹、无固定形态的原始细胞核。

内含物是细菌新陈代谢的产物，或是贮备的营养物质。

常见的内含物颗粒主要有以下几种：⑴异染颗粒。

其化学组分是多聚偏磷酸盐，是磷源和能源的贮藏物，可降低细胞渗透压。

⑵聚β─羟基丁酸盐。

它是细菌所特有的一种碳源和能源贮藏物。

⑶肝糖和淀粉粒，两者都是碳源和能源的贮藏物。

⑷硫粒，它是元素硫的贮藏物。

⑸气泡，存在于许多光能营养型、无鞭毛的运动水生细菌中的包囊状的内含物。

细菌的特殊结构一般指荚膜、芽孢和鞭毛3种。

⽔处理⼯程（2）习题集⽔污染控制⼯程习题集⼀、简答题1、从⼯艺流程、⼯艺参数、平⾯布置等⾓度简单描述⼀个你所了解的城市污⽔处理⼚（可以是你所在城市的污⽔⼚，也可以是你曾参观过的污⽔⼚）。

2、在好氧条件下，废⽔中有机物的去除主要是由哪⼏个⽣物过程完成的？请分别给出其反应⽅程式。

3、试⽐较“⽣物膜法”和“膜⽣物反应器”中的“膜”有何不同？4、请简述Orbal氧化沟的基本概念。

5、试简述影响废⽔好氧⽣物处理的主要因素。

6、在⼀个启动运⾏不久的处理厌氧反应器出⽔的活性污泥⼯艺中，由于负荷较低，曝⽓池内的溶解氧较⾼，结果发现污泥在⼆沉池中有上浮的现象；从曝⽓池中取混合液测定其SV时发现污泥的沉降很好，但0.5~1.0⼩时后，即出现污泥成团上浮；镜检观察未发现有⼤量丝状菌；试分析其可能的原因并给出解决对策。

7、试推导L—M模式的两个基本⽅程和四个基本导出⽅程。

8、普通活性污泥法、吸附再⽣法和完全混合法各有什么特点？在⼀般情况下，对于有机废⽔BOD5的去除率如何？根据活性污泥增长曲线来看，这⼏种运⾏⽅式的基本区别在什么地⽅？各⾃的优缺点是什么？9、试简述活性污泥膨胀的产⽣原因、分类、以及相应的对策。

10、废⽔可⽣化性问题的实质是什么？评价废⽔可⽣化性的主要⽅法有那⼏种？各有何优缺点？11、试指出污泥沉降⽐SV、污泥浓度MLSS和污泥指数SVI的定义，以及其在⽔处理⼯程中的实际意义以及⼀般的正常数值范围。

12、试简述⽣物膜去除有机污染物的原理与过程，并⽐较活性污泥法与⽣物膜法之间的主要差别。

13、试简述活性污泥系统运⾏过程中曝⽓池中常见的异常现象，并同时给出简单的原因分析和处理对策。

14、试⽐较以下概念：污泥腐化、污泥解体、污泥上浮、污泥膨胀，并分别给出其形成原因及相应对策。

15、请画出氧转移双膜理论的⽰意图，并结合图从Fick定律推导出氧的总转移系数K La的表达式，并对影响氧转移速率的因素进⾏分析。

16、试推导出活性污泥系统出⽔⽔质与动⼒学常数之间的关系式。

水处理实验技术
水处理实验技术是指用于处理水质问题的实验方法和技术。

主要包括以下几个方面：
1. 水质分析技术：通过实验室分析方法，对水样进行定性
定量分析，了解水中的污染物种类和含量，常见的水质分
析方法包括pH值测定、溶解氧测定、总氮总磷测定、重金属测定等。

2. 水处理剂的筛选和评价：根据水质成分和处理需求，选
择合适的水处理剂进行试验筛选和评价，常见的水处理剂
包括絮凝剂、消毒剂、pH调节剂等。

3. 水处理工艺的研究和优化：通过实验室小型装置，模拟
水处理过程进行研究和优化，常见的实验装置包括批处理
装置、连续流动装置等。

4. 膜分离技术实验：膜分离技术是一种常用的水处理方法，包括微滤、超滤、逆渗透等。

通过实验研究膜分离技术的
传质规律、膜材料的性能和膜组件的优化等问题。

5. 水处理设备的实验：通过实验研究水处理设备的性能和
工作条件，包括混凝沉淀器、过滤器、活性炭吸附器、离
子交换器等水处理设备。

6. 水处理工程的实验验证：通过构建小型水处理系统，模
拟实际工程条件进行实验验证，了解实际应用中的效果和
问题，提出改进建议。

水处理实验技术在水处理工程研究和实际应用中起着重要
的作用，能够帮助人们解决水质污染和提高水资源利用效
率的问题。

水处理gr-2使用流程及注意事项嘿呀！水处理gr-2 可是个相当重要的东西呢！下面咱们就来好好聊聊它的使用流程及注意事项。

首先呢，在使用水处理gr-2 之前，一定要做好充分的准备工作呀！得仔细检查设备的外观，看看有没有损坏、变形或者松动的地方。

哎呀呀，如果发现了问题，可千万别着急启动设备，得先把问题解决了才行！然后呢，就是正式的使用流程啦。

第一步，接通电源，这时候要注意电源的稳定性哦，千万别出现电压波动太大的情况。

紧接着，打开进水阀门，让水缓缓流入设备中。

哇，这里要特别留意水流的速度和压力，不能太快也不能太慢，压力也要适中呢。

当水进入设备后，就会开始一系列的处理过程。

在这个过程中，要时刻关注设备的运行状态。

比如说，看看指示灯是否正常闪烁，听听有没有异常的声音。

哎呀呀，如果有啥不对劲的，必须马上停机检查。

水处理gr-2 在运行一段时间后，还需要进行一些维护操作。

比如说，定期清理过滤器，把里面的杂质和污垢都清理干净。

嘿，这可不能偷懒哦，不然会影响处理效果的。

还有哦，使用水处理gr-2 时，温度也是个关键因素呢。

要保证设备在适宜的温度范围内工作，太冷或者太热都不行。

如果温度不合适，不仅会影响处理效率，还可能会损坏设备呀。

另外呀，操作人员也得经过专业的培训才行。

要熟悉设备的各种操作和性能，知道在遇到问题时该怎么处理。

哇，这可马虎不得，毕竟专业才能保证安全和效果嘛。

在使用水处理gr-2 的过程中，还得注意化学药剂的添加。

添加的量和时间都要严格按照规定来，不能多也不能少。

哎呀呀，否则会影响处理效果，甚至可能会产生副作用。

最后呢，当设备完成工作后，要按照正确的顺序关闭电源和阀门。

然后对设备进行一次全面的检查和清理，为下一次使用做好准备。

总之呢，水处理gr-2 的使用流程和注意事项可不少。

只有严格按照要求来操作，才能保证设备的正常运行，达到理想的水处理效果呀！。