重点:给水工程复习资料
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给水工程复习资料1.给水系统的分类:(1)按水的使用方式:直流给水系统、循环给水系统、复用给水系统。
(2)按给水系统供水方式:统一给水系统、分质给水系统、分压给水系统、分区给水系统、区域给水系统。
2.给水系统的组成:取水构筑物,水处理构筑物,水泵站,输水管渠,管网,调节构筑物,排泥水处理构筑物3.水泵站的分类:一级泵站,二级泵站,增压泵站,调蓄泵站,4.生产用水重复利用率:工业企业生产中直接重复利用的水量在该企业的生产总用水量中所占的百分数。
5.(1)饮用水水质的基本要求:a.不得含有病原微生物.b.不得含有对人体健康有危害的化学物质和放射性物质.c.水的感官性良好.(2)生活饮用水水质标准:微生物指标、毒理指标、感官性状和一般化学指标、放射性指标6.日变化系数K d:一年之中的最高日供水量和平均日供水量的比值.7.供水时变化系数K h:在一年之中供水最高日那一天的最大一小时的供水量(最高日最高时供水量或用水量)和该日平均供水量或用水量的比值。
8.水塔(高位水池)和清水池的关系:水塔(或高位水池)和清水池二者有着密切的联系,二级泵站供水曲线越接近用水曲线,则水塔容积越小,相应清水池容积就要适当大。
当供水系统中不设水塔和调节构筑物时,可以认为二级泵站的送水量就等于用户的用水量。
因此采用在一天内每一小时时段内的用户用水累计量和水厂净水构筑物产水累计水量的差连续为正(或连续为负)的值乘以连续时来计算清水池的调节容积。
与上相仿,可采用在一天内每一小时时段内的用户用水累计量和二级泵站送水累计水量的差连续为正(或连续为负)的值乘以连续时间来计算水塔的调节容积。
9.清水池:设在一、二级泵房之间作用:调节一级泵房供水量(即水厂净水构筑物的处理水量)和二级泵房送水量之间的差值。
清水池的有效容积一般可按水厂最高日设计水量的10%-20%计算,小规模的水厂采用较大的数值。
10.确定有水塔和无水塔时清水池的调节容积:有水塔时,在最高日最高时条件下,由一级泵站和二级泵站曲线确定。
1、何谓胶体稳定性?试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。
答: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。
胶体稳定性分”动力学稳定”和’聚集稳定”两种。
动力学稳定性系指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力,粒子愈小,动力学稳定性愈高。
聚集稳定性系指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。
胶体粒子很小,比表面积大从而表面能很大,在布朗运动作用下,有自发地相互聚集的倾向。
但由于粒子表面同性电荷的斥力作用或水化膜的阻碍使这种自发聚集不能发生。
胶体稳定性,关键在于聚集稳定性。
5、混凝过程中,压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别?简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH 值的关系。
答:压缩双电层机理:当向溶液中投加电解质,使溶液中反离子浓度增高,加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中,使扩散层的厚度减小。
从而不仅两胶粒吸引力相应变大,并且造成电位相应降低,使胶粒间的相互排斥力减少。
此时,合力由斥力变成引力,胶粒得以迅速凝聚。
吸附-电中和机理:胶粒表面吸附异号离子、异号胶粒、或带异号电荷的高分子,从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷,减少了胶体颗粒间的静电斥力,降低了ξ电位,使胶体颗粒更易于聚沉。
这种吸附作用的驱动力包括静电力、氢键、配位键和范德华力等等。
此机理可解释再稳现象。
胶粒吸附了过多的反离子,使原来的电荷变号,排斥力变大,从而发生了再稳现象。
吸附架桥作用:是指分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机或无机高分子物质架桥连接,凝集为大的聚集体而脱稳聚沉,此时胶体颗粒之间并不直接接触,高分子物质在两个胶体颗粒之间像一座桥将他们连接起来。
网捕-卷扫作用:当铝盐或铁盐混凝剂投量很大而形成大量氢氧化物沉淀时,可以网捕、卷扫水中胶体以致产生沉淀分离。
所需混凝剂量与原水杂质含量成反比。
根据原水水质不同,在同一原水混凝中可能发生多种作用机理。
无论哪一种作用机理都并非十全十美。
硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系: pH<3时,简单水和铝离子可压缩双电层作用。
天津市考研给排水科学与工程复习资料给水工程与排水工程重难点解析一、引言给水工程与排水工程是土木工程领域的重要分支,主要涉及水资源的供应和排放问题。
考研阶段,对于这两个学科的复习尤为重要。
本文将重点解析给水工程与排水工程的重难点,以帮助考生更好地应对考试。
二、给水工程重难点解析1. 给水供应原理给水工程的基本任务是向人们提供安全、稳定、可靠的饮用水。
复习时要重点掌握水的净化与处理方法、供水管网的设计原理以及水的调度和水厂运行管理等关键内容。
2. 水源地保护与水资源综合利用水源地保护是给水工程中的首要环节,它对于水源地水质的保护和维护至关重要。
复习时要理解水源地保护的意义和重要举措,如河道综合整治、水生态修复等。
3. 给水管网设计与优化给水管网的设计与优化是保证给水工程正常运行的关键一环。
在复习中要掌握供水管网的基本原理和设计方法,同时了解目前国内外常用的给水管网优化技术。
4. 给水设备与工艺在给水工程中,各类设备和工艺的选择对于水质及供水效果有着重要影响。
复习时要重点掌握水处理设备和工艺流程的原理、特点及其适用范围,例如颗粒污泥活性污泥法、混凝剂的种类和作用等。
三、排水工程重难点解析1. 城市排水系统的规划与设计在城市规划中,排水系统的科学规划与设计是确保城市正常运行的基础。
复习时要了解城市排水系统的基本原理和设计方法,以及城市排水规划和防洪规划的要点和考点。
2. 城市雨水管理与污水处理城市雨水管理和污水处理是排水工程中的重要环节。
考生需要掌握雨水收集、去除和集中处理的技术和方法,以及污水处理过程中出现的常见问题和解决方案。
3. 排水系统的维护与管理排水系统的维护与管理对于保证城市排水的正常运行至关重要。
复习时要了解排水系统的维护管理制度、设备护养规范以及急救措施等内容。
4. 排水工程的环境影响评价与安全管理排水工程建设对环境和社会产生一定的影响,因此需要进行环境影响评价并采取相应的安全管理措施。
水水水一.建筑内部给水系统1.给水系统的分类 a.生活给水系统:供人们在日常生活中饮用、烹饪、盥洗、洗涤、淋浴等生活用水。
要求:水量、水压应满足用户需要;水质应符合国家规定的《生活饮用水卫生标准》。
b.生产给水系统:生产给水系统是为了满足生产工艺要求设置的用水系统。
要求:因生产工艺不同,生产用水对水压、水量、水质以及其他的要求各不相同。
c.消防给水系统:消防给水系统供民用建筑、公共建筑以及工业企业建筑中的各种消防设备的用水。
要求:要保证充足的水量、水压,对水质要求不高。
2.给水系统的组成 a.引入管:引入管也称入户管,是一个与室外供水管网连接的总进水管。
引入管段上一般设有水表、阀门等附件。
b.水表节点:安装在引入管上的水表及其前后设置的阀门和泄水装置的总称。
c.给水附件:指给水管道上的调节水量、水压、控制水流方向以及断流后便于管道、仪器和设备检修用的各种阀门和设备,包括截止阀、止回阀、闸阀、蝶阀。
3.水表的常用术语过载流量(Qmax):水表在规定误差限内使用的上限流量。
在过载流量时,水表只能短时间使用而不至损坏。
常用流量(Qn):水表在规定误差限内允许长期通过的。
最小流量(Qmin):水表在规定误差限内使用的下限流量。
4.给水方式:指建筑内部给水系统的供水方案。
5.给水方式的类型(1)依靠外网压力的给水方式:a.直接给水方式特点:系统简单,投资省,可充分利用外网水压。
一旦外网停水,室内立即断水。
适用场所:水量、水压在一天内均能满足用水要求的用水场所。
b.设水箱给水方式 1.特点:系统简单,投资省,可充分利用外网水压,但是水箱容易二次污染;水箱容积的确定要慎重。
适用场所:室外给水管网供水水压偏高或不稳定时采用。
2.特点:水箱进水管和出水管共用一根立管,供水可靠,系统简单,投资省,可充分利用外网水压。
缺点是水箱水用尽后,用水器具水压会受外网压力影响。
适用场所:室外给水管网供水水压、水量周期性不足时采用。
《给水工程》复习题1给水系统1.1给水系统及其分类给水系统是指保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统。
给水系统的分类:按水源种类分类,可分为地表水和地下水给水系统。
按供水方式分类,可分为自流系统(重力),水泵供水(压力)和混合供水。
按使用目的分类,可分为生活用水,生产给水和消防给水。
按服务对象分类,可分为城市给水和工业给水(循环系统和复用系统)。
按给水工程必须保证以足够的水量、合格的水质、充裕的水压供应生活用水、生产用水和其它用水,满足近期,兼顾今后。
1.2给水系统的组成取水构筑物:用以从选定的水源(地表水和地下水)取水。
水处理构筑物:布臵在水厂范围内,将取水构筑物的来水进行处理,以期符合用户对水质的要求。
泵站:用以将所需水量提升到要求的高度,可分一级泵站(抽取原水)、二级泵站(输送清水)和增压泵站。
输水管渠和管网:输水管渠是将原水送到水厂的管渠。
管网是将处理后的水送到各个给水的全部管道。
调节构筑物:包括各种类型的贮水构筑物(如高地水池、水塔、清水池),用以贮存和调节水量。
其中后三者统称为输配水系统。
1.3给水系统的布置形式统一给水系统:用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水。
可分为地表水为水源的给水系统和地下水为水源的给水系统。
统一给水系统为绝大多数城市采用。
分区给水系统:包括分质给水系统和分压给水系统。
分质给水是指由同一水源,经过不同的水处理过程和管网,将不同水质的水供给各类用户,或由不同水源,经简单水处理后,供工业生产用水。
分压给水是指由同一泵站的不同水泵分别供水到水压要求高的高压水网和水压要求低的低压水网,以节约能耗。
地表水为水源的给水系统的工程设施包括:取水构筑物、一级泵站、水处理构筑物、清水池、二级泵站、管网和调节构筑物等组成。
调节构筑物可根据实际情况增减。
给水管网遍布整个给水区内,根据管道的功能可分为干管和分配管。
地下水为水源的给水系统的工程设施包括:管井群、集水池、泵站、水塔和管网。
建筑给水排水工程复习资料
一、名词解释
1:流出水头:
答:各种配水装置为克服给水配件内摩阻、冲击、流速变化等阻力,而放出额定流量所需的最小静水压。
2:终限长度:
答:水膜流状态时,水自立管流入口处直至形成终限流速的距离称为终限长度。
3:给水设计秒流量:
答:按瞬时高峰给水量制定的用于设计建筑给水管道系统的流量。
4:充实水柱长度:
答:充实水柱是由水枪喷嘴起到射流90%的水柱水量穿过直径380mm圆孔处的一段射流长度。
5:排水设计秒流量:
答:按瞬时高峰排水量制定的用于设计建筑排水管道系统的流量。
6:居住小区:
答:15000人以下的居住小区和居住组团统称为居住小区。
7:终限流速:
答:在立管内的水流,下降一段距离后,当其所受的管壁摩擦阻力与重力相平衡时便作直线运动,不再有加速度,水膜厚度也不再变化。
这种保持着一直降落到底部而不变的速度成为终限流速。
8:一次换热:
答:是利用以燃气、燃油、燃煤为原料的热水锅炉,把冷水直接加热到所需的温度,或是直接将蒸汽通入冷水混合制备热水。
9:建筑中水:
答:各种排水经过物理处理、物化处理或生物处理,达到规定的水质标准,可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。
10:二次换热:
答:热媒通过水加热器把热量传递给冷水达到加热冷水的目的,在加热过程中热媒与被加热水不直接接触。
二、判断题
1:雨水排水系统按雨水在管内的流态可分为重力流排水、重力半有压力流、压力流排水。
(√)。
一、名词解释1.比流量:在进行管网计算时,通过假定用水量均匀分布在全部干管上而算出的干管线单位长度的流量。
2. 水质标准:是指用水对象(包括饮用和工业用水等)所要求的各项水质参数应达到的指标和限制。
3.胶体稳定性:指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
4.异向絮凝:由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集。
5:均质滤料:是指沿整个滤层深度方向的任一横截面上,滤料组成和平均粒径均匀一致。
6 径流系数:雨水径流量与降雨量的比值,其值大小受雨型,地形,地面覆盖等条件影响。
7 设计管段:在设计中采用的设计参数不变的管段叫设计管段,这些参数包括管径,坡度,流量,流速等。
8 管道衔接:指上游管段与下游管段的连接,管道衔接通常通过检查井。
其衔接形式分为管顶平接与水面平接。
9 污水出路:污水的处置与利用途径,污水出路一般分为直接排放,处理后利用等。
10 雨量累积过程线:即自记雨量计过程线,主要反应一场雨随降雨时间雨量的累积增长过程。
11 总泵站:管网末端设置的泵站,通常设在污水厂前。
12 澄清池——主要依靠活性泥渣层达到澄清目的。
当脱稳杂质随水流与泥渣层接触时,便被泥渣层阻留下来,使水获得澄清。
13 最大设计充满度——在设计流量下,污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度,当h/D=1时称为满度。
14 最小覆土深——指管道外壁顶部到地面的距离。
15 折点加氯——从折点加氯的曲线看,到达峰点H时,余氯最高,但这是化合性余氯而非自由性余氯,到达折点时,余氯最低。
二、填空1.管网计算时应满足的两个方程为连续性方程和能量方程。
2. 江河固定式取水构筑物分为岸边式、河床式和斗槽式。
3. 生活饮用水的常规处理工艺流程为混凝—沉淀—过滤—消毒。
4. 质量传递机理可分为主流传递、分子扩散传递和紊流扩散传递。
5. 过滤过程中,当滤层截留大量杂质以致砂面以下某一深度处水头损失超过该处水深时,会出现负水头现象。
三、简答题1、环状网流量分配的步骤是什么?答:(1)按照管网的主要供水方向,先拟定每一段的水流方向,并选定整个管网的控制点。
第一章1.建筑内部给水系统:是将城镇给水管网或自备水源给水管网的水引入室内,选用适用、经济、合理的最佳供水方式,经配水管送至室内各种卫生器具、用水嘴、生产装置和消防设备,并满足用水点对水量、水压和水质要求的冷水供应系统分类:生活给水系统生产给水系统消防给水系统2.钢管连接方法:有螺纹连接、焊接和法兰连接,为避免焊接时锌层破坏,镀锌钢管必须用螺纹连接或沟槽式卡箍连接3.水表的分类1)按计量原理:容积式水表、速度式水表2)按读数机构的位置:现场指示型、远传型、组合型3)按水温度:冷水表、热水表4)按计数器的工作现状:湿式水表、干式水表、液封式水表5)按被测水压力:普通型水表、高压水表4.给水方式:指建筑内部给水系统的供水方案。
是根据建筑物的性质、高度、配水点的布置情况以及室内所需水压、室外管网水压和配水量等因素,通过综合评判法决定给水系统的布置形式。
5.给水方式选择原则1)尽量利用外部给水管网的水压直接供水2)除高层建筑和消防要求较高的大型公共建筑和工业建筑外,一般情况消防给水系统宜与生活或生产给水系统共用一个系统3)生活给水系统中,卫生器具处的静压力不得大于0.60MPa。
各分区最低卫生器具配水点静水压不宜大于0.45MPa(特殊情况下不宜大于0.50),水压大于0.35MPa的入户管,宜设减压或调压措施。
6.给水管道的布置形式按供水可靠程度:枝状、环状按水平干管的敷设位置:上行下给、下行上给和中分式7.管道防护1.防腐:明装和暗装的金属管道都要采取防腐措施,以延长管道的使用寿命。
通常的防腐做法是管道除锈后,在外壁刷涂防腐涂料。
2.防冻、防露:敷设在有可能结冻的房间、地下室及管井、管沟等地方的生活给水管道,为保证冬季安全使用应有防冻保温措施。
3.防漏:防漏的主要措施是避免将管道布置在易受外力损坏的位置,或采取必要的保护措施,避免其直接承受外力。
4.防振:为防止管道的损坏和噪声的影响,设计给水系统时应控制管道的水流速度,在系统中尽量少使用电磁阀或速闭型水栓。
第十四章给水处理概论14.1 水源水质14.1.1 原水中的杂质1、水源水中的杂质来源不外乎两种来源:一是自然过程;二是认为因素。
2、水中杂质按尺寸大小可分为悬浮物、胶体、溶解物三类。
3、悬浮物尺寸较大,易于在水中上浮或下沉。
上浮或下沉主要与杂质自身密度有关。
4、水中所存在的胶体主要粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。
工业废水排入水体,会引入各式各样胶体或有机高分子物质。
5、悬浮物和胶体是使水体产生浑浊现状的根源。
6、溶解杂质包括无机物和有机物两类。
无机溶解物是指水中所含的无机低分子和离子。
它们与水所构成的均匀体系,外观透明,属于真溶液。
有的无机溶解物可使水产生色、臭、味。
7、天然水中的溶解气体主要是氧、氮、二氧化碳,有时也含有少量的硫化氢。
8、天然水中的氧主要来源于空气中氧的溶解、部分来自藻类和其他水生生物的光合作用。
9、地表水中溶解氧的量与水温、水压及水中有机物含量有关。
10、地表水中二氧化碳主要来源于有机物的分解。
地下水中二氧化碳除来源于有机物的分解外,还有在地层中所进行的化学反应。
11、水中氮主要来自空气中氮的溶解,部分有机物的分解及含氮化合物的细菌还原等生化过程的产物。
12、水中硫化氢的存在与某些含硫矿物的还原及水中有机物腐烂有关。
13、天然水中所含主要阳离子有钙离子、镁离子、钠离子;主要阴离子有碳酸氢根、硫酸根、氯离子。
14.1.2 各种天然水源的水质特点14、地下水:1)水质清澈,且水源不易受外界污染和气温影响;2)水质、水温较稳定;3)含盐量高于地表水;4)硬度高于地表水;5)地下水中的铁、锰含量较高,但铁比锰少。
15、江河水:1)易受自然条件影响。
水中悬浮物和胶态杂质含量较多,浊度高于地下水;2)含盐量和硬度较低;3)水质、水温不稳定,水质易受污染。
16、湖泊水及水库水:1)主要由河水供给,水质与河水类似;2)水流动性小,贮存时间长,经长期自然沉淀,浊度低;3)一般含有较多藻类;4)水生物残骸沉积于湖底,产生腐殖,使水质恶化,湖水也易受废水污染;5)含盐量比河水高。
给水工程概论【水源水质】:㈠原水杂质:⑴原水杂质来源:①自然过程:[地层矿物质溶解、水中微生物繁殖、水流冲刷、泥沙、腐殖质]②人为因素:[工业废水、农业污水、生活污水]⑵原水杂质分类:①悬浮物[1um--1mm];②胶体[10nm--100nm];③溶解物[0.1nm--1nm];⒈悬浮物与胶体杂质:--悬浮物尺寸较大、易于在水中下沉或上浮。
--胶体颗粒尺寸较小、在水中长期静止难以下沉。
--水中胶体:粘土、细菌、病毒、腐殖质、蛋白质、有极高分子物质。
--天然水中胶体一般带负电荷。
注:①使水中产生浑浊现象的根源:悬浮物和胶体。
②饮用水处理的主要去除对象:悬浮物和胶体。
【水质标准】:水质标准:即用水对象所要求的各项水质参数应达到的指标和限制。
※生活饮用水水质标准:⑴感性性状和一般化学指标:注:①色度:不超过15度,并不得呈现异色。
②浑浊度:不超过3,特殊情况不超过5度。
③臭和味:不得有异臭、异味。
注:浊度即1L蒸馏水中含有1mg白陶土或高岭土。
⑵毒理学指标:※⑶细菌学指标:注:①细菌总数:≤100个/mL;②总大肠菌数:≤3个/L;③游离余氯:在与水接触30min后应不低于0.3mg/L;⑷放射性指标:※【给水处理方法】:⑴澄清和消毒:--生活饮用水[地表水]常用处理工艺:澄清和消毒。
--澄清工艺包括:混凝、沉淀、过滤。
--处理主要对象:水中悬浮物和胶体杂质。
--消毒:灭活水中致病微生物;通常在过滤之后。
--主要消毒方法:投加消毒剂杀灭致病微生物。
--生活饮用水常规处理工艺:--即:“混凝-沉淀-过滤-消毒”。
⑵除臭、除味:--有机物臭味:活性炭吸附/氧化法去除。
--溶解性气体:曝气法去除。
⑶除铁、除氯:--常用方法:自然氧化法、接触氧化法。
⑷软化:--处理对象:主要是水中钙、镁离子--软化方法:离子交换法、药剂软化法。
⑸淡化、除盐:--除盐:制取纯水及高纯水的处理过程。
--淡化和除盐主要方法:蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法。
⑹水的冷却:--水作为冷却介质:水热容大--吸收和传递热量的良好介质。
--水的冷却一般采用:冷却塔。
⑺生活饮用水预处理和深度处理:--饮用水主要处理对象:水中悬浮物、胶体、致病微生物。
--常规处理工艺:混凝、沉淀、过滤、消毒。
--预处理和深度处理主要对象:水中有机污染物--饮用水处理厂--预处理方法:活性炭法吸附法、臭氧氧化法、生物氧化法、--深度处理主要:粒状活性炭吸附法、生物活性碳法、--深度处理法基本作用原理:[吸附-氧化-生物降解-膜滤]即:或者利用吸附剂的吸附能力去除水中有机物;或者利用氧化剂的强氧化能力分解有机物;或者利用生物氧化法降解有机物;或者利用膜滤法去除大分子有机物。
【混凝机理】:--混凝:水中胶体粒子以及微小悬浮物聚集过程。
或:向水中投加药剂(混凝剂)使水中粒径微小的悬浮物和胶体离子凝结成较大的絮凝体(矾花)。
--凝聚:水中胶体脱稳--胶体失去稳定性的过程。
--絮凝:脱稳胶体相互聚集。
--混凝:凝聚和絮凝。
※㈠水中胶体稳定性:--胶体稳定性:指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
--胶体稳定性:动力学稳定+聚集稳定。
①动力学稳定:指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力.[颗粒愈小,动力学稳定性愈高] 聚集稳定性:指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。
[粒子表面同性电荷斥力作用] --胶体稳定性:关键--聚集稳定性。
㈠混凝机理:--混凝剂对水中胶体粒子混凝作用有三种:电性中和、吸附架桥、卷扫作用--混凝作用取决于:混凝剂种类、投加量、胶体粒子性质、水的PH 值。
⑴电性中和:--根据DLVO 理论:要使胶体粒子通过布朗运动相撞聚集,必须降低或消除排斥能峰。
--吸收势能与胶粒电荷无关,主要取决于构成胶粒的物理性质、尺寸和密度。
--降低排斥能峰的办法即:降低或消除胶粒的ζ电位[即在水中投加电解质]。
【水中负电荷胶粒-投入的电解质--混凝剂为正电荷离子或聚合离子;若正电荷离子是简单离子-Na +、Ca +、Al +--作用是压缩胶体双电层;排斥能峰Emax=0时,胶粒发生聚集作用,ζk 电位:临界电位 ;水中铝岩投量过多,水中负电荷胶体变为正电荷胶体;】 --“吸附-电性中和作用”⑵吸附架桥:--吸附作用:带异性电荷、不带电、同性电荷。
【混凝剂和助凝剂】--饮用水混凝剂基本要求:混凝效果好、对人体无害、使用方便、货源充足。
--水处理使用的无机混凝剂主要是:铁盐、铝盐及混合物。
--常用的无机混凝剂:硫酸铝、聚合铝、三氯化铁-硫酸亚铁、聚合铁。
[硫酸铝]:--采用固态硫酸铝:运输方便--缺点:水温低,硫酸铝水解困难,形成的絮凝体松散,效果不好。
[聚合铝]:--包括:聚合氯化铝(PAC )和聚合硫酸铝(PAS)。
--聚合氯化铝能形成聚合阳离子,起电性中和、吸附架桥作用。
--优点:投加量少于硫酸铝;对水的PH 值变化适应性强;聚合氯化铝投入水中其产物的成分确定;--碱化度:主要决定羟基OH 和铝AL 的摩尔数之比。
即:B=[OH]3[Al]×100% --一般铝盐(硫酸铝、氯化铝)投入水中进行水解聚合反应,其产物受水PH 值及铝盐浓度影响。
[三氯化铁]:--三氯化铁:FeCl 3H 2O--水合铁离子水解、聚合反应。
--优点:三价铁适用的ph值范围较宽;形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实;处理低温水或低浊水效果优于硫酸铝;--缺点:三氯化铁腐蚀性较强,且固体产品易吸水潮解,不宜保管。
※--聚合效果:聚合氯化铝>三氯化铁>硫酸铝【助凝剂】--通常是高分子物质:作用是为了改善絮凝体结构,促使絮粒密实--作用机理:高分子物质吸附架桥。
【混凝动力学】:--要是杂质颗粒或杂质与混凝剂之间发生絮凝,其必要条件是:使颗粒之间相互碰撞。
--推动水中颗粒相互碰撞的动力来自:①颗粒在水中的布朗运动--[异向絮凝:由布朗运动造成的颗粒碰撞絮凝聚集]水力或机械搅拌造成的流体运动--[同向絮凝:由流体运动造成的颗粒碰撞聚集]⑴异向絮凝:--颗粒絮凝速率取决于碰撞速率,即颗粒碰撞速率:Np=8πdD b·n2--Np:异向絮凝碰撞速率,即:1/cm3.S;--d:颗粒直径;--Db:布朗运动系数;--n:颗粒数量浓度;⑵同向絮凝:--速度梯度:相邻两层水流的速度差与两层间的距离之比。
①机械搅拌:即:G=--μ:水动力粘度-pa.S;--p:单位流体所消耗的功率-w/m3;--G:速度梯度;②水力絮凝:PV=pgGh;V=QT;G=--V:水流体积;--g:重力加速度;--h:水头损失;--ν:水的运动粘度;--T:水流在混凝设备停留时间;※⑶混凝控制指标:--混凝过程:混合+絮凝;[混合阶段]:剧烈搅拌水流--使药剂快速均匀分散于水中利于混凝剂快速水解、聚合、颗粒脱稳;①混合要快速剧烈:10-30s 最多2min;②搅拌强度:速度梯度G=700-1000s~1;③混合絮凝--异向絮凝;[絮凝阶段]:主要依靠机械或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚;①絮凝--同向絮凝;②同向絮凝效果:与G值、絮凝时间T有关;s~1;③速度梯度:G=20-70④TN--整个絮凝时间内单位体积流体颗粒碰撞次数;平均GT=1×10~4-1×10~5;※⑷影响混凝效果主要因素:⒈水温影响:①无机盐混凝剂水解是吸热反应,低温水混凝剂水解困难,尤其是硫酸铝;②低温水粘度大,水中杂质颗粒布朗运动强度减弱,碰撞机会减少,不利于颗粒脱稳凝聚;水粘度大,水流剪力增大,影响絮凝体成长;③水温低,导致胶体颗粒水化作用增强,妨碍胶体凝聚;④水温与水PH有关。
水温低时,其PH提高,则混凝最佳PH值也提高;※注:提高低温水混凝效果的方法:增加混凝剂投加量+投加高分子助凝剂。
--常用的助凝剂:活化硅酸。
⒉水的ph值和碱度影响:①去除浊度:最佳ph值=6.5-7.5[絮凝作用主要是氢氧化铝聚合物-吸附架桥;羟基配合物-电性中和];②去除色度:ph值=4.5-5.5;--混凝剂为三价铁:适用的ph值范围较宽[去除浊度:ph=6.0-8.4;去除色度:ph=3.5-5.0]; --混凝剂为硫酸亚铁:通常用氯化法;--聚合氯化铝:对水的ph值变化范围适应性较强;※石灰投量估算:即:每投加1mmol/L Al2(SO4)3需石灰3mmol/L CaO.即:[CaO]=3[a] -[x]+[δ][CaO]--纯石灰CaO投量:mmol/L;[a]--混凝剂投量:mmol/L;[x]--原水碱度:mmol/L CaO;[δ]--保证反应顺利进行的剩余碱度:取0.25-0.5mmol/L(CaO);典型例题:某地表水源总碱度为0.2mmol/L。
市售精制硫酸铝(含Al2O3约16%)投量28mmol/L。
试估算石灰(纯度为50%)投量为多少mg/L。
解:投药量折合Al2O3为:28mmol/L×16%=4.48mg/LAl2O3分子量为102,故投药量相当于:4.48/102=0.044mmol/L.剩余碱度取0.37mmol/L,则:[CaO]=3×0.044-0.2+0.37=0.3mmol/L。
CaO分子量为56,则市售石灰投量为:0.3×56/0.5=33mg/L3、水中悬浮物浓度影响:--为提高低浊度原水混凝效果,采取措施:①投加铝盐或铁盐时,投加高分子助凝剂。
②投加矿物颗粒以增加混凝剂水解产物的凝结中心,提高颗粒碰撞速率,增加絮凝体密度。
③采用直接过滤法。
④聚合氯化铝作为处理高浓度浊度水效果好。
--投加高分子助凝剂;吸附架桥+电性中和;⑴混合设备:--混合设备基本要求:①药剂与水混合必须快速剧烈、混合均匀;③保证充分混合条件,水头损失不易太大;②混合时间不超过2min;--主要混合设备:水泵混合、管式混合、机械混合;1)水泵混合:--药剂投加在取水泵房吸水管、吸水喇叭口处--利用水泵叶轮高速旋转以达到快速混合目的;--当取水泵房距水厂处理构筑物较远时,不宜采用水泵混合;--水泵混合:通常用于取水泵房靠近水厂处理构筑物,两者间距不宜大于150m。
2)管式混合:即:将药剂直接投入水泵压水管以借助管中流速进行混合。
--管中流速不宜小于1 m/s;投药点管内水头损失不小于0.3-0.4m。
3)机械混合池:--混合时间:10-30s,最大不超过2min;--优点:混合效果好,不受水量变化影响;--应避免水流同步旋转而降低混合效果;⑵絮凝设备:--絮凝设备:水力搅拌式、机械搅拌式;1)隔板絮凝池:--为避免絮凝体破碎,管道流速及水流转弯处流速应沿程减小;G值也沿程减小;--优点:构造简单,管理方便;缺点:流量变化大者,絮凝效果不稳定,絮凝时间较长;--※隔板絮凝池主要设计参数:①廊道流速:起端:0.5-0.6m/s 末端:0.2-0.3m/s;即:流速沿程减小;为达到流速递减目的:①隔板间距逐段放宽,池底相平;②隔板间距相等,池底逐渐降低;②为减小水流转弯处水头损失,转弯处过水断面:1.2-1.5③絮凝时间一般采用20-30min;④隔板间净距一般大于0.5m,以便于施工和减肥;为便于排泥,池底坡度:0.02-0.03,并设150mm排泥关;2)折板絮凝池:--折板絮凝池组合顺序:即异波→同波→平板;--折板絮凝池主要设计参数;①第一段:0.25-0.35;②第二段:0.15-0.25;③第三段:0.1-0.15;--折板絮凝池优点:水流在同波、异波之间曲折流动,形成小漩涡,提高颗粒碰撞絮凝效果;水流条件得到改善;⑴混凝剂溶解和溶液配制:--混凝剂投加分为:固体投加 + 液体投加。