物理化学给排水

水的物理化学处理原理
水的物理化学处理原理是指通过物理和化学方法来去除水中的杂质、改善水的质量。

常见的水的物理化学处理方法包括：
1. 混凝：混凝是指将水中悬浮的颗粒物聚集在一起形成较大的颗粒，以便于后续的沉淀或过滤。

混凝通常使用化学混凝剂，如铁盐、铝盐或聚合氯化铝等，使颗粒物之间产生静电吸引力，从而使其凝聚成团。

2. 凝聚：凝聚是指利用颗粒物之间的物理作用力使其聚集成较大的聚团，以便于后续的沉淀或过滤。

常见的凝聚方法有板框过滤、离心沉淀和静态沉淀等。

3. 溶解气体的除气：通过加热、增加气体接触面积或降低水压等方式，利用溶解度的差异，将水中的气体除去。

4. 活性炭吸附：活性炭是一种对有机物有较强吸附能力的吸附剂。

将水通过活性炭层，可以将水中的有机物、异味物质等吸附在活性炭表面，从而提高水的纯净度。

5. 水中的杂质通过化学反应转化或沉淀，如pH调节、氧化还原反应、络合反应等。

6. 过滤：通过过滤杂质颗粒物的方法来净化水质，常见的过滤材料有石英砂、
陶瓷、活性炭、滤纸等。

这些处理原理可以根据水质的不同进行组合应用，以提高水的质量。

水的物理、化学及物理化学处理方法简介（一）物理处理方法利用固体颗粒和悬浮物的物理性质将其从水中分离去除的方法称为物理处理方法。

物理处理法的最大优点是简单易行，效果良好，费用较低。

物理处理法的主要处理对象是水中的漂浮物、悬浮物以及颗粒物质。

常用的物理处理法有格栅与筛网、沉淀、气浮等。

（1）格栅与筛网格栅是用于去除水中较大的漂浮物和悬浮物，以保证后续处理设备正常工作的一种装置。

格栅通常有一组或多组平行金属栅条制成的框架组成，倾斜或直立地设立在进水渠道中，以拦截粗大的悬浮物。

筛网用以截阻、去除水中的更细小的悬浮物。

筛网一般用薄铁皮钻孔制成，或用金属丝编制而成，孔眼直径为0.5~1.0mm。

在河水的取水工程中，格栅和筛网常设于取水口，用以拦截河水中的大块漂浮物和杂草。

在污水处理厂，格栅和筛网常设于最前部的污水泵之前，以拦截大块漂浮物以及较小物体，以保护水泵及管道不受阻塞。

（2）沉淀沉淀是使水中悬浮物质（主要是可沉固体）在重力作用下下沉，从而与水分离，使水质得到澄清。

这种方法简单易行，分离效果良好，是水处理的重要工艺，在每一种水处理过程中几乎都不可缺少。

按照水中悬浮颗粒的浓度、性质及其絮凝性能的不同，沉淀现象可分为：自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀、压缩沉淀。

水中颗粒杂质的沉淀，是在专门的沉淀池中进行的。

按照沉淀池内水流方向的不同，沉淀池可分为平流式、竖流式、辐流式和斜流式四种。

（3）气浮气浮法亦称浮选，它是从液体中除去低密度固体物质或液体颗粒的一种方法。

通过空气鼓入水中产生的微小气泡与水中的悬浮物黏附在一起，靠气泡的浮力一起上浮到水面而实现固液或液液分离的操作。

其处理对象是：靠自然沉降或上浮难以去除的乳化油或相对密度接近于1的微小悬浮颗粒。

浮选过程包括微小气泡的产生、微小气泡与固体或液体颗粒的粘附以及上浮分离等步骤。

实现浮选分离必须满足两个条件：一是必须向水中提供足够数量的微小气泡；二是必须使气泡粘附与分离的悬浮物而上浮达到分离。

专业班级（教学班） 给排水09 考试日期 2010-7-12 命题教师 汪华 系（所或教研室）主任审批签名 史成武一、 选择题 （30分）( ) 1. 下列的过程可应用公式△H = Q 进行计算的是 A. 不做非体积功，始末态压力相同但中间压力有变化的过程 B. 不做非体积功，一直保持体积不变的过程 C. 273.15K ，p Ө下水结成冰的过程 D. 恒容下加热实际气体( ) 2. 在一个绝热的刚壁容器中，发生一个化学反应，使系统的温度从T 1 升高到T 2，压力从p 1升高到p 2，则 。

A. Q >0，W <0，△U <0；B. Q =0，W =0，△U =0；C. Q =0，W <0，△U <0；D. Q >0，W =0，△U >0( ) 3. 下列过程中，系统的热力学能(亦称内能)的变化值不为零的是A 不可逆循环过程B 可逆循环过程C 理想气体的恒温膨胀过程D 纯液体的真空蒸发过程( ) 4. 冬季建筑施工中，为了保证施工质量，通常在浇注混凝土时加入少量盐类，其主要作用是 。

A 吸收混凝土中的水分；B 防止建筑物被腐蚀； CD 降低混凝土的固化温度 ( ) 5. 若2(g) 的K Ө=0.1132，则当242 1 kPa N O NO p p ==时，A B 向逆反向进行C D 无法判断反应的反向( ) 6. 1/2所需时间的3的级数是______。

A. 零级 B. 一级反应 C. 二级反应 D. 三级反应 ( ) 7. 电池反应达平衡时，电池的电动势E 有 。

A. E >0；B. E <0；C. E =E Ө；D. E =0 ( ) 8. 在400 K 时，液体A 和B 的蒸气压分别为40 kPa 和60 kPa ，两者组成理想液体混合物。

当气-液平衡时，溶液中A 的摩尔分数为0.6，则在气相中B 的摩尔分数应为 。

A. 0.30；B. 0.40；C. 0.50；D. 0.60 ( ) 9. 下列各式中哪个是化学势？ 。

给排水工程专业主要学习的内容：此专业学生主要学习普通化学、工程力学、测量学、工程制图、微生物学、水力学、电工学、给水排水工程学科的基本理论和基本知识，受到外语、计算机技术及绘图、污染物监测和分析、工程设计、管理及规划方面的基本训练，具有水科学和环境科学技术领域的科学研究、工程设计和管理规划方面的基本能力。

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污水物理化学处理法说明物理化学法（简称物化法），是利用萃取、吸附、离子交换、膜分离技术、气提等物理化学的原理，处理或回收工业废水的方法。

它主要用分离废水中无机的或有机的（难以生物降解的）溶解态或胶态的污染物质，回收有用组分，并使废水得到深度净化。

因此，适合于处理杂质浓度很高的废水（用作回收利用的方法），或是浓度很低的废水（用作废水深度处理）。

利用物理化学法处理工业废水前，一般要经过预处理，以减少废水中的悬浮物、油类、有害气体等杂质，或调整废水的 pH值，以提高回收效率、减少损耗。

同时，浓缩的残渣要经过后处理以避免二次污染。

常用的方法有萃取法、吸附法、离子交换法、膜析法（包括渗析法、电渗析法、反渗透法、超滤法等）。

1、萃取法萃取法是向污水中加入一种与水不相溶而密度小于水的有机溶剂。

充分混合接触后使污染物重新分配，由水相转移到溶剂相中，利用溶剂与水的密度差别，将溶剂分离出来，从而使污水得到净化的方法。

再利用溶质与溶剂的沸点差将溶质蒸馏回收，再生后的溶剂可循环使用。

使用的溶剂叫萃取剂。

提出的物质叫萃取物。

萃取是一种液-液相间的传质过程，是利用污染物（溶质）在水与有机溶剂两相中的溶解度不同进行分离的。

在选择萃取剂时，应注意萃取剂对被萃取物（污染物）的选择性，即溶解能力的大小，通常溶解能力越大，萃取的效果越好;萃取剂与水的密度相差越大，萃取后与水分离就越容易。

常用的萃取剂有含氧萃取剂、含磷萃取剂、含氮萃取剂等。

常用的萃取设备有脉冲筛板塔、离心萃取机等。

2、吸附法吸附法处理废水是利用一种多孔性固体材料（吸附剂）的表面来吸附水中的一种或多种溶解污染物、有机污染物等（称为溶质或吸附质），以回收或去除它们，使废水得以净化。

例如，利用活性炭可吸附废水中的酚、汞、铬、氰等剧毒物质，且具有脱色、除臭等作用。

吸附法目前多用于污水的深度处理，可分为静态吸附和动态吸附两种方法，即在污水分别处于静态和流动态时进行吸附处理。

常用的吸附设备有固定床、移动床和流动床等。

实验一燃烧热的测定内容提要燃烧热是热化学中重要的基本数据，利用燃烧热的数据以及盖斯定律可以计算其他反应的热效应。

本实验采用氧弹式量热计测定萘的燃烧热(即定容反应热),并通过计算求定压反应热。

目的要求1、了解氧弹量热计的原理、构造和使用方法,学会用其测定固定试样的燃烧热。

2、学习有关热化学实验的一般知识。

实验关键1、用天平称量要准确,尽量做到既不引进杂质,又不丢失样品。

2、充氧时注意旋紧氧弹盖，以免漏气而燃烧不完全。

预备知识燃烧热是温度为T时由物质B与氧进行完全氧化所放出的热。

要注意“完全氧化反应”的含意。

C氧化生成CO并非完全氧化反应,因CO尚能继续氧化生成C02。

实验原理燃烧热的测定是将可燃物质、氧化剂及其容器与周围环境隔离,测定燃烧前后系统温度的升高值⊿T,再根据系统的热容C,可燃物质的质量m,计算每克物质的燃烧热Q。

即系统的热容,一般是利用已知燃烧热的标准物质在相同条件下完全燃烧,根据其燃烧前后系统温度的变化Aγ,质量矿,每克物质的燃烧热Q F，利用下式求出：本实验测得的是恒容反应热，可以通过Q p反应热求得。

目的用氧弹量热计测定萘的燃烧热。

原理在适当的条件下，几乎所有的有机物都能迅速而完全地进行氧化反应,这就为准确测定它们的燃烧热创造了有利条件。

为了使被测物质能迅速而完全燃烧，就需要有强有力的氧化剂。

在实验中经常使用压力为25～30大气压（2533～3039 kp a）的氧气作为氧化剂。

用GR-3500型氧弹量热计进行实验时,氧弹放置在装有一定量水的铜水桶中,水桶外是空气隔热层,再外面是温度恒定的水夹套。

标准燃烧热指的是：在标准状态下，1mol物质完全燃烧成同一温度的指定产物（C和H 的燃烧产物为CO2，H2O）的焓变化。

用△c H m 表示。

在氧弹量热计中，可测得物质的定容摩尔燃烧热△c U m：若气体为理想气体，忽略压力影响，则△c H m θ = △c U m ＋△n ·R ·T△n —燃烧前后气体的物质的量的变化。

给水排水物理化学在水处理实践中的作用随着城市化的不断扩张和人口的不断增加，给水排水处理已经成为城市重要的环境基础设施之一。

在给水排水处理过程中，物理化学是不可缺少的环节，它的作用直接影响着水的质量和环境保护。

本文将从理论和实践两个方面探讨给水排水物理化学的作用。

一、给水处理中物理化学的作用1. 混凝剂的选择和用量混凝是水处理过程中的第一个物理化学处理步骤。

在混凝过程中，混凝剂的选择和用量会直接影响到水中悬浮物的去除效果和后续处理的效果。

常用的混凝剂包括三氯化铁、聚合氯化铝等。

不同种类的混凝剂适用于不同种类的水质，混凝剂的用量也需要根据水质情况而定。

如果用量太小，混凝效果不佳；如果用量太大，则会加重污泥处理负担。

2. 水中pH值的调节水的pH值是一种衡量水的酸碱度的指标。

在水处理过程中，pH值的调节可以影响混凝过程中混凝剂的反应速率和清洗水质的酸碱度。

pH值过低或过高都会对后续处理产生不利影响。

通常情况下，pH值不应过低或过高，需要进行调节以达到最佳的处理效果。

3. 活性炭的应用活性炭吸附是一种常用的处理水中有机物的方法，是利用活性炭的特殊孔结构和化学性质来沉降水中的有机物质。

活性炭吸附效果好，操作简单，不会造成二次污染。

在某些处理过程中，活性炭被广泛应用，比如吸附重金属离子、去除异味等。

4. 离子交换离子交换是一种能够去除水中离子、菌藻等杂质的方法，常用于中水回用和海水淡化处理中。

离子交换树脂根据团聚的离子杂质的性质选择，通过树脂球体切换，进而吸附的离子杂质沾附在树脂表面，并用盐水冲洗树脂，使其恢复活性。

二、给水排水处理实践中的作用在现实的给水排水处理实践中，物理化学处理技术的应用已经成为促进提高水质和环境保护的重要手段。

比如：1、建立混凝-絮凝-沉淀-过滤-消毒法处理流程这种方法是传统的给水处理方法，依赖于混凝-絮凝的作用，以及过滤器和消毒器的配合运作。

这种处理方法适用于水源污染较轻、水质变化小的地区，且使用的化学剂和消毒剂需要与用水人群保持良好的协调。