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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。
第二章 热力学第二定律 一、基本公式和基本概念 基本公式1. 热力学第二定律的数学表达式----克劳修斯不等式 ()0A B A B QS Tδ→→∆-≥∑2. 熵函数的定义 ()R QdS Tδ=， ln S k =Ω3. 熵变的计算理想气体单纯,,p V T 变化22,1122,1122,,11ln ln ln ln lnln V m p m p m V m T V S C R T V T p S C R T p V p S C C V p ∆=+∆=-∆=+理想气体定温定压混合过程ln i i iS R n x ∆=-∑封闭系统的定压过程21,d T p m T C S n T T∆=⎰封闭系统定容过程 21,d T V m T C S n T T∆=⎰可逆相变 m n H S T∆∆=标准状态下的化学反应 ,()r m Bm B BS S T θθν∆=∑定压下由1T 温度下的化学反应熵变求2T 温度下的熵变 21,21()()d T p m r m r m T C S T S T T T∆∆=∆+⎰4. 亥姆霍兹函数 A U TS ≡-5. 吉布斯函数 G H TS ≡-6. G ∆和A ∆的计算(A ∆的计算原则与G ∆相同，做相应的变换即可)定温过程G H T S ∆=∆-∆组成不变的均相封闭系统的定温过程 21d p p G V p ∆=⎰理想气体定温过程 21ln p G nRT p ∆= 7. 热力学判据熵判据：,()0U V dS ≥亥姆霍兹函数判据：,,'0(d )0T V W A =≤ 吉布斯函数判据：,,'0(d )0T p W G =≤8. 热力学函数之间的关系组成不变，不做非体积功的封闭系统的基本方程d d d d d d d d d d d d U T S p V H T S V pA S T p V G S T V p=-=+=--=-+麦克斯韦关系S VpS T Vp TT p V S T V p S S p V T S V p T ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎛⎫∂∂⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭9. 吉布斯-亥姆霍兹方程2()pG HT T T ∆⎡⎤∂⎢⎥∆=-⎢⎥∂⎢⎥⎣⎦ 基本概念1. 热力学第二定律在研究化学或物理变化驱动力来源的过程中，人们注意到了热功交换的规律，抓住了事物的共性，提出了具有普遍意义的熵函数。
水和水溶液的物理化学性质与火电机组给水系统金属腐蚀和水质调节有关的水和水溶液物理化学额性质包括：水的离子积、某些酸式或碱式的离解常数以及某些物质在水中的溶解度。
最重要的是这些性质和温度之间的关系。
１．水的离子积离子积是水的重要性质之一，对于计算水及水溶液的ｐＨ具有重要意义。
水的离子积ＫＨ２Ｏ在一定温度下是常数，可用下式来表示：KH2O=αH++αOH-（1）式中：αH+和αOH-——分别是H+和OH-离子活度对于纯水或极稀水溶液，离子活度可用离子浓度代替，则KH2O=[H+][OH-]（2）式中：[H+]和[OH-]——分别是H+和OH-的摩尔浓度由于不同研究者测定的KH2O值稍有出入，因此在1980年的一次国际会议上提出了下列KH2O值和温度的关系式：lg K*H2O=A+B/T+C/T2+D/T3+（E+F/T+G/T2）lgρ（3）式中：K*H2O—KH2O ，（mol/kg）2；ρ—g/cm3；T—绝对温度，K。
各系数值为：A=-4.098,B=-3245.2,C=2.2362×105k2,D=-3.98×107k3,E=13.957,F=-1202.3k,g=8.5641×105k2按式（3）计算值与实测值的比值如表11-4所示，离子积（-lg KH2O）与温度和压力的关系如表11-5所示。
表11-4由回归式计算出的-lg K*H2O和实验值的比较t（℃）-lg K*H2O（计算值）-lg K H2O（实验值）差值t（℃）-lg K*H2O（计算值）-lg K H2O（实验值）差值0 14.941 14.938 -0.003 175 11.441 11.432 -0.009 25 13.993 13.995 +0.002 200 11.302 11.289 -0.013 50 13.272 13.275 +0.003 225 11.222 11.208 -0.014 75 12.709 12.712 +0.003 250 11.196 11.191 -0.005 100 12.264 12.265 +0.001 275 11.224 11.251 +0.027 125 11.914 11.912 -0.002 300 11.301 11.406 +0.105 150 11.642 11.638 -0.004表11-5 水的离子积（-lg KH2O）与温度和压力的关系压力MPa温度℃0 25 50 75 100 150 200 250 300 350饱和压力14.938 13.995 13.275 12.712 12.265 11.638 11.289 11.191 11.406 12.3025 14.83 13.90 13.19 12.63 12.18 11.54 11.16 11.01 11.14 11.7750 14.72 13.82 13.11 12.55 12.10 11.45 11.05 10.85 10.86 11.1475 14.62 13.73 13.04 12.48 12.03 11.36 10.95 10.72 10.66 10.79100 14.53 13.66 12.96 12.41 11.96 11.29 10.86 10.60 10.50 10.54 150 14.34 13.53 12.85 12.29 11.84 11.16 10.71 10.43 10.26 10.22 200 14.21 13.40 12.73 12.18 11.72 11.04 10.57 10.27 10.08 9.98 250 14.08 13.28 12.63 12.07 11.61 10.92 10.45 10.12 9.91 9.79 300 13.97 13.18 12.53 11.98 11.53 10.83 10.34 9.99 9.76 9.61 350 13.87 13.09 12.44 11.90 11.44 10.74 10.24 9.88 9.63 9.47 由图2的曲线可看出pKH2O（即—lgKH2O）和温度的关系。
