水质工程学给水处理期末复习整理
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给水处理课程主要介绍以下内容;给水水源特点给水处理常见工艺流程给水处理的理论及方法各构筑物和单元处理方法的原理单元处理方法的基本功能和组合单元处理方法的城市给水工业给水了解给水系统的分类、布置及管网、取水工程的大致情况掌握给水处理的主要方法及基本理论掌握混凝、沉淀、澄清、过滤原理及构筑物掌握氯消毒及设备,熟悉其它消毒方法熟悉地下水除铁除锰方法熟悉软水、纯水制备的方法了解水厂设计的相关内容给水处理概论定义:通过过滤、除气、软化或蒸馏等方法除去给水中有害杂质的水质处理过程。
给水系统:保证用水对象获得所需水质、水压和水量的一整套构筑物、设备和管路系统的总和。
给水系统分类:①水源:地表水、地下水②动力:自流、加压和混合③用途:生活、生产、消防④服务对象:城镇、工业(循环和复用)⑴给水系统的组成取水构筑物、加压泵站、输水管渠和管网、调节构筑物、水处理构筑物。
给水系统的布置:统一给水、分质给水、分压给水。
水源的选用要求:1 水体功能区划所规定的取水地段;2 可取水量充沛可靠;3 原水水质符合国家有关现行标准;4 与农业、水利综合利用;5 取水、输水、净水设施安全经济和维护方便;6 具有施工条件。
地表水取水构筑物按水源种类,可分为河流、湖泊、水库及海水取水构筑物。
水资源概念广义:包括地球上的一切水体及水的其它存在形式,如江河、海洋、湖泊、地下水、土壤水、冰川、大气水等。
狭义:陆地上可以逐年得以恢复、更新的淡水。
工程上:陆地上可以逐年得以恢复、更新的淡水中,在一定的技术经济条件下可以为人们利用的那一部分水。
地层构造是透水层和隔水层彼此相间构成的。
地下水的水质特征:不同于地表水的水质特点:①含有极小量的溶解氧,而CO2则溶解较多。
②含盐量高、硬度高。
③锰铁含量高。
地下水作水源的优缺点优点——大部分地下水具有水质清澈、色度低、水温稳定、分布面广、含有多种微量元素,容易卫生保护。
适宜作为饮用水和工业冷却水水源。
缺点——一般径流量小,有的矿化度和硬度较高,浅层地下水易受到污染,一旦污染,水质很难复原。
给水处理课程主要介绍以下内容;给水水源特点给水处理常见工艺流程给水处理的理论及方法各构筑物和单元处理方法的原理单元处理方法的基本功能和组合单元处理方法的城市给水工业给水了解给水系统的分类、布置及管网、取水工程的大致情况掌握给水处理的主要方法及基本理论掌握混凝、沉淀、澄清、过滤原理及构筑物掌握氯消毒及设备,熟悉其它消毒方法熟悉地下水除铁除锰方法熟悉软水、纯水制备的方法了解水厂设计的相关内容给水处理概论定义:通过过滤、除气、软化或蒸馏等方法除去给水中有害杂质的水质处理过程。
给水系统:保证用水对象获得所需水质、水压和水量的一整套构筑物、设备和管路系统的总和。
给水系统分类:①水源:地表水、地下水②动力:自流、加压和混合③用途:生活、生产、消防④服务对象:城镇、工业(循环和复用)⑴给水系统的组成取水构筑物、加压泵站、输水管渠和管网、调节构筑物、水处理构筑物。
给水系统的布置:统一给水、分质给水、分压给水。
水源的选用要求:1 水体功能区划所规定的取水地段;2 可取水量充沛可靠;3 原水水质符合国家有关现行标准;4 与农业、水利综合利用;5 取水、输水、净水设施安全经济和维护方便;6 具有施工条件。
地表水取水构筑物按水源种类,可分为河流、湖泊、水库及海水取水构筑物。
水资源概念广义:包括地球上的一切水体及水的其它存在形式,如江河、海洋、湖泊、地下水、土壤水、冰川、大气水等。
狭义:陆地上可以逐年得以恢复、更新的淡水。
工程上:陆地上可以逐年得以恢复、更新的淡水中,在一定的技术经济条件下可以为人们利用的那一部分水。
地层构造是透水层和隔水层彼此相间构成的。
地下水的水质特征:不同于地表水的水质特点:①含有极小量的溶解氧,而CO2则溶解较多。
②含盐量高、硬度高。
③锰铁含量高。
地下水作水源的优缺点优点——大部分地下水具有水质清澈、色度低、水温稳定、分布面广、含有多种微量元素,容易卫生保护。
适宜作为饮用水和工业冷却水水源。
缺点——一般径流量小,有的矿化度和硬度较高,浅层地下水易受到污染,一旦污染,水质很难复原。
水质工程学期末复习第三章1.絮凝机理2.影响混凝效果的因素(1)水力条件的影响(P61)水力条件包括:水力强度,作用时间混凝过程:快速混合,絮凝反应水的混合条件:1快速混合:短历时,强度大;2絮凝反应阶段:随水流速度的强度的减小而逐渐减小(2)PH 温度第四章1.根据司笃克斯克斯公式解释沉降方向、速度:据司笃克斯(STOKES)在1851年的研究结果指出,球体微粒在静水中沉降,其沉降速度与球体微粒的半径平方成正比,而与介质的粘滞系数成反比2.平流沉淀池(P95)理想沉淀池的基本假设:①颗粒处于自由沉淀状态,颗粒的沉速始终不变。
②水沿水平方向流动,在过水断面上,各点流速相等,并在流动过程中流速始终不变。
③颗粒沉到底就被认为去除,不再返回水流中。
④在沉淀池的进口区域,水流的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上。
3.概念截留速度:恰好能让杂质颗粒在池中沉淀下来的颗粒的沉速(P96)水中造粒:利用有机高分子絮凝剂的混凝过程中,由体系外部供给一定能量,在某些条件下生成的密实的颗粒状絮凝体(P115)第五章1.滤料应该满足的基本要求(P129):①具有足够的机械强度②具有良好的化学稳定性③具有用户要求的颗粒尺寸和粒度组成④外形接近于球状,表面粗糙而有棱角⑤能就地取材,廉价。
2.图5-10 快滤池的最优工作条件(P137)主要考图的含义及其如何影响滤速,水质周期和滤层的关系3.幅流沉淀池用于污水处理的二沉池或者污水浓缩,适用于悬浮物浓度高,沉淀池量大的水处理。
4.滤层的反冲洗大阻力配水系统和小阻力配水系统的优缺点,区别(P161)第六章1.吸附(P179)物理吸附与化学吸附的不同:物理吸附①易在较低温度下进行②物理吸附可逆③没有选择性④物理吸附可形成单分子吸附层或多分子吸附层;化学吸附①作用力是化学键,其吸附热较高②不可逆③具有一定选择性④只能形成单分子吸附层第七章1.氯消毒和折点加氯法的概念、过程(P211)图7-5 曲线中各段所表示的意思2.臭氧-生物活性炭(P221)优势:消毒能力强,缺陷:作用及生产不方便,生产臭氧耗能高及运行成本高,不能持续消毒3.消毒副产物和消毒副产物的前期产物(P212)第十三章1.活性污泥法的基本构成及各部分的作用:1.曝气池:微生物降解有机物的反应场所;2.二沉池:a)泥水分离保证出水水质;b)浓缩污泥;c)保证回流污泥,维持曝气池内的污泥浓度。
1.什么是水旳良性社会循环?何谓水质性水资源短缺?答:水旳良性社会循环:从天然水体取水不会对水体生态环境构成威胁;对都市污水和工业废水进行处理使其排入水体后不会导致污染,实现水资源旳可持续运用。
水质性水资源短缺:丰水地区,由于水源水质受到污染而不适宜作为饮用水源。
2.水处理中旳反应器有哪些类型?答:常见旳有间歇反应器、活塞流反应器、恒流搅拌反应器等3.水中杂质按尺寸大小可提成几类?简述各类杂质重要来源、特点及一般清除措施?答:水中杂质按尺寸大小可提成:悬浮物、胶体杂质和溶解杂质。
悬浮物尺寸较大,易于在水中下沉或上浮。
但胶体颗粒尺寸很小,在水中长期静置也难下沉,水中所存在旳胶体一般有粘土、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋白质等。
有机高分子物质一般也属于胶体一类。
天然不中旳胶体一般带有负电荷,有时也具有少许正电荷旳金属氢氧化物胶体。
粒径不小于0.1mm旳泥砂清除较易,一般在水中很快下沉。
而粒径较小旳悬浮物和胶体物质,须投加混凝剂方可清除。
溶解杂质分为有机物和无机物两类。
它们与水所构成旳均相体系,外观透明,属于真溶液。
但有旳无机溶解物可使水产生色、臭、味。
无机溶解杂质重要旳某些工业用水旳清除对象,但有毒、有害无机溶解物也是生活饮用水旳清除对象。
有机溶解物重要来源于水源污染,也有天然存在。
4、为何斜板、斜管沉淀池旳水力条件比平流式沉淀池好?答:由于斜板(管)旳水力R很小,则Re小,Fr大,水力条件好。
5、沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速关系怎样?两者涵义有何区别?答:沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速在数值上相等,但含义不一样。
沉淀池表面负荷指单位沉淀池表面积旳产水量,而截留沉速指沉淀池中能被所有清除旳所有颗粒中最小颗粒旳沉速。
6、斜管沉淀池旳理论根据是什么?为何斜管倾角一般采用60°?答:斜管沉淀池旳理论根据是采用斜管沉淀池既可以增长沉淀面积,又可以运用斜管处理排泥问题。
斜管倾角愈小,则沉淀面积愈大,沉淀效率愈高,但对排泥不利,实践证明,倾角为60°最佳。
名词解释1、富营养化:是指富含磷酸盐和某些形式的氨素的水,在光照和其他环境条件是以的情况下,水中所含的这些营养物质足以使水中的藻类过量生长,在随后的藻类死亡和随之而来的异样微生物代谢活动中,水体所含的溶解氧很可能被耗尽,造成水体质量恶化和水生态环境结构破化的现象。
2、同向絮凝:由水力或机械搅拌推动水流运动引起的脱稳颗粒间的碰撞絮凝。
3、异向絮凝:有布朗运动引起的脱稳颗粒间的碰撞絮凝。
4、强化絮凝:通过某种手段强化传统混凝工艺对天然有机物〔BDP前驱物〕的去除,从而控制后续消毒过程中氯化消毒副产物的生成量。
5、接触絮凝:澄清池开始运转时,在原水总投入较多的凝聚剂,如果在池内形成一个絮体体积浓度足够高的区域,是投药后的原水进入该区域与具体很高提及浓度的粗粒絮体接触,就能大大提高原水中细粒悬浮物的絮凝速率。
6、自由沉淀:悬浮物质浓度不高,在沉淀过程中颗粒互相不碰撞,呈离散状态各自独立地完成沉淀过程。
7、拥挤沉淀/干预沉降:当水中有大量颗粒在有限的水体中沉降时,由于颗粒之间产生影响,致使颗粒沉速较自由沉降时小的现象8、絮凝沉淀:脱稳的胶体或微小的悬浮物聚结成大的絮凝体而沉淀的过程9、浅池理论:按照理想沉淀池的原理,在保持截留沉速U和水平流速V都不变的条件下,减小沉淀池的深度,就能相应地较少沉淀时间和缩短沉淀池的长度。
10、截留沉速:恰能在池中沉淀下来的颗粒沉速u11、外表溢流率/外表负荷:单位沉淀面积上承受的水量。
12、有效粒径d10:表示通过筛孔的滤料质量占滤料总质量10%时对应的筛孔孔径。
d80:表示通过筛孔的滤料质量占滤料总质量80%时对应的筛孔孔径。
13、不均匀系数k:d80与d10的比值14、滤层膨胀率e:在滤层的反冲洗中,滤层因部分或全部悬浮于上升水流中而使滤层厚度增加的现象,称为滤层膨胀。
滤层增厚的相比照率,为滤层膨胀率e=(L-L0)/L×100%15、反冲洗强度:用水对滤层进行反冲洗时,经滤层单位面积上流过的反冲洗水量。
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。
水质工程学总复习1、水循环的两个途径:自然循环、社会循环2、城市污水分类:生活污水、工业废水、被污染的雨水、其他废水。
3、工业污水分类:生产污水、生产废水4、被处理水的最终处置:直接排放到水体、农业灌溉、循环利用5、好氧、缺氧、厌氧6、BOD生化需氧量:水中冇机污染物被好氧微生物分解至无机物时所消耗的溶解氧的量。
ing/LO21)第•阶段纶化需氧量(碳氧化阶段):①在异养菌作用下,含碳有机物被氧化为C02, H20,含氮有机物被氧化为NH3,所消耗的氧以Oa表示,与此同时,合成新细胞(异养型)。
②合成的新细胞,在生活活动屮,进行着新陈代谢,即自身氧化的过程,产生CO2,H2(),NH3,并放出能量和氧化残渣,这种过程叫做内源呼吸,所消耗的氧量用Ob表示。
耗氧量0a+0b,成为第一阶段生化需氧量(或称为总碳氧化需氧量、总生化需氧量、完全生化需氧量)用BODu或La或Sa表示2)第二阶段(硝化阶段):在自养菌(亚硝化菌)作用下,NH3被氧化为NO?-和出0,所消耗的氧量用Oc表示,再在自养菌(硝化菌)作用下,NO'被氧化为NO*,所消耗的氧量用0“表示,与此同时合成新细胞。
耗氧量Oc+O"成为第二阶段生化需氧量(或称为氮氧化需氧量、硝化需氧量)用BOD或NODu或LN表示6、BOD52or五日生化需氧量:由于有机物的生化过程延续时间长,在20°C水温下,完成两阶段大约需要100d以上,五天生化需氧量约占总碳氧化需氧量BODu的70%〜80%, 20天后的生化反应过程迅速趋于平缓,因此常用20天的生化需氧量作为UBOD,但工程使用上,20天太长,故用五日生化需氧量作为可生物降解的有机物的综合浓度指标,即BOD5.2097、COD化学需氧量:在一定的严格的条件下,水中各种有机物质与外加的强氧化剂作用时,所消耗的氧量,以氧的mg/L计。
1)使用重钻酸钾为强氧化剂,称为重钻酸钾耗氧量,CODcr,简称COD,化学需氧量。
《水质工程学》复习题一、填空题1、常见的以压力差为推动力的膜滤工艺按过滤孔径由大到小的顺序排列为、、和。
2、循环冷却水的冷却是在冷却构筑物中以为冷却介质,由、和三个过程共同作用的结果。
3、常用无机混凝剂有三大类:、和复合型高分子混凝剂。
4、活性污泥微生物增殖分为以下四个阶段(期)、、、。
5、污水生物脱氮的原理同化作用、氨化作用、、。
6、生物流化床按使载体流化的动力来源不同,可分为、和机械搅拌流化床。
7、厌氧消化器的物料不同,其限速步骤是不同的,溶解性底物厌氧消化的限速步骤为,纤维素厌氧消化的限速步骤是。
8、我国当前饮用水水质指标共106项,分四大类:_____________、_____________、_____________和_____________。
9、水中杂质按其尺寸大小可分为三大类:_____________、_____________、_____________10、活性炭的制备分两步,第一步是_____________,第二步是_____________。
11、控制消毒效果的CT值中C是_____________,T是接触时间。
12、.鼓风曝气提供的是_____________,机械曝气提供的是_____________。
13、生物除磷的原理是_____________、_____________和剩余污泥排放。
14、列举活性污泥处理系统中的异常情况_____________、_____________、_____________、_____________。
15、污泥处理的基本方法有_____________、_____________、稳定和调理。
二、选择题1、机械搅拌絮凝池沿水流前进方向一般设()挡搅拌机,转速(),用隔墙或穿孔花墙分隔,水从其中串联流过。
A.4~5;从小到大 B.1~2;从大到小C.3~4;从小到大 D.3~4;从大到小2、《生活饮用水卫生标准》要求水的浊度小于()NTU,色度小于()度。
填空:1、在水的循环过程中,给水处理和污水处理是控制水的关键。
2、杂质来源:自然过程、人为因素;分类:按照杂质尺寸的大小可将其分为悬浮物、胶体。
3、胶体稳定性分:“动力学稳定性”和“聚集稳定性”两种。
4、混凝机理:电性中和、吸附架桥和网捕卷扫作用。
5、混凝控制指标:混合要快速剧烈,通常在10s至30s,至多不超过2min。
和溶解物三类。
6、生活饮用水卫生标准指标: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7、混凝剂投加方式:泵前投加(安全可靠,一般适用取水泵房距水厂较近处)、高位溶液池重力投加(适用取水泵房距水厂较远处,安全可靠,但溶液池位置较高)、水射器投加(设备简单,使用方便,溶液池高度不会受太大限制,但效率低,易磨损)、泵投加(不必另设计量设备,适合混凝剂自动控制系统,有利于药剂与水混合)8、混凝剂应用于水厂混合的方式:水泵混合、管式混合、机械混合、水力混合沉淀分类:按颗粒在沉淀过程中是否相互干扰分为:分散颗粒自由沉淀、絮凝颗粒自有沉淀、拥挤沉淀(又叫分层沉淀)、压缩沉淀(又叫污泥浓缩)。
9、沉淀池类型:竖流式、平流式、辐流式。
10、提高悬浮颗粒去除效率的途径:增大颗粒沉速、增大池底面积。
11、过滤分为两个过程:迁移、粘附12、直接过滤的两种方式:接触过滤、微絮凝过滤13、常用的反冲洗方法有以下几种:①单水高速反冲洗:②气—水联合反冲洗;③表面助冲加高速水流反冲洗。
14、消毒目的:去除致病微生物,包括病菌、病毒及原生动物包囊等。
15、膜组件有板框式、管式、卷式、中空纤维式。
16、膜技术在水处理中的应用:反渗透和纳滤在水处理中的应用超滤和微滤在水处理中的应用膜技术在污水处理中的应用17、去除铁的氧化方法:空气自然氧化法,接触催化氧化法18、除氟:用活性氧化铝除砷:用氯化铁或聚合硫酸铁还可以用活性氧化铝19、冷却塔分类:按水与空气是否接触冷却塔分为:湿式、干式和干湿式。
20、循环水水质处理的危害:结垢、污垢和粘垢、腐蚀等。
水质工程学给水处理期末复习整理第一章水质与水处理概论1、天然水体中的杂质分类⑴按水中杂质的尺寸,可分为溶解物、胶体颗粒和悬浮物。
⑵从化学结构上可分为无机物、有机物和生物。
⑶按杂质的来源可分为天然杂质和污染性杂质。
2、水体富营养化:指富含磷酸盐和某些形式的氮素的水,在光照和其他环境条件适宜的情况下,这些营养物质足以使水中的藻类过量生长,在随后的藻类死亡和随之而来的异氧微生物代谢活动中,水体中的溶解氧很可能被耗尽,造成水质恶化和生态环境结构破坏的现象。
3、两个相关的水质指标描述水体的自净过程:生化需氧量BOD:该值越高说明有机物含量越高,水体受污染程度越严重。
水中溶解氧DO:是维持水生物生态平衡和有机物能够进行生化分解的条件,DO值越高说明水中有机污染物越少。
水体中BOD值和DO值呈高低反差关系4、生活饮用水水质常规检验项目和限制:第四章凝聚与絮凝1、胶体的稳定性:从水处理角度而言,是指交替颗粒在水中长期保持分散状态的特性。
⑴动力稳定性;⑵带电稳定性;⑶溶剂化作用稳定性。
2、胶体稳定存在的原因:⑴胶体的双电层结构:胶体粒子可以通过吸附而带有电荷,同种胶粒带同种电荷,而同种电荷会相互排斥,要使胶体聚沉,就要克服排斥力,消除胶粒所带电荷。
⑵胶体粒子在不停的做布朗运动。
3、胶体的凝聚机理:⑴压缩双电层作用:水处理所去除的胶体主要为带负电的胶体,常用的铝盐、铁盐混凝剂产生的带正电和的高价金属羟基聚合离子可以起到压缩双电层的作用。
高价电解质压缩双电层的能力优于低电解质离子,所以,一般选作混凝剂的多为高价电解质。
如:Fe3+、AL3+。
⑵吸附电中和作用:指胶体微粒表面吸附异号离子、异号胶体颗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,使胶体颗粒更易于聚沉。
⑶吸附架桥作用:指分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机物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,此时胶粒间并不直接接触,高分子物质在两个胶体颗粒之间像一座桥一样将它们连接起来。
⑷网捕——卷扫作用:指投加到水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成较大量的具有三维立体结构的水合金属氧化物沉淀,当这些水合金属氧化物体积收缩沉降时,会像多孔的网一样,将水中胶体颗粒和悬浮浊质颗粒捕获卷扫下来。
4、絮凝机理:⑴异向絮凝:有布朗运动引起的颗粒碰撞聚集称为异向絮凝。
⑵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。
5、影响絮凝效果的主要因素:⑴客观因素:水温(适宜20°~30°)、PH值、碱度、水中浊质颗粒浓度。
⑵主观因素:混凝剂的种类及投加方式,水力条件。
混凝剂有干投和湿投两种投加方式(硫酸铝以稀溶液形式投加较好,而三氯化铁则以干投或浓溶液投加较好)6、混凝剂的种类及其优缺点:⑴无机盐类混凝剂:①硫酸铝:固体硫酸铝需溶解投加,一般配成10%左右的重量百分浓度使用。
采用硫酸铝作混凝剂时,运输方便,操作简单,混凝效果较好,但水温较低时,硫酸铝水解困难,形成的絮凝体教松散,混凝效果变差。
粗制硫酸铝由于不溶性杂质含量高,使用时废渣较多,带来排除废渣方面的操作麻烦,且因酸度较高而腐蚀性强,溶解与投加设备需考虑防腐。
②三氯化铝:其优点是易溶解,形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实,沉降速度快,处理低温、低浊水时效果优于硫酸铝,适用PH值范围较宽,投加量比硫酸铝小。
其缺点是三氯化铁固体产品极易吸水潮解,不易保存,腐蚀性较强,对金属、混凝土、塑料等均有腐蚀性,处理后水色度比铝盐高,最佳投加量范围较窄,不易控制等。
③硫酸亚铁:通常是生产化工产品的副产品,价格低廉。
当硫酸亚铁投加到水中时,混凝效果不如三价铁离子,且水解的二价铁离子残留在水中使处理后水带色,若二价铁离子与水中有色物质发生反应后会生成颜色更深的溶解性物质,使处理后的水色度更大。
⑵高分子混凝剂:①聚合氯化铝(PCA):有名碱式氯化铝或羟基绿化铝。
具有很多优点:形成絮凝体速度快,絮凝体大而密实,沉降性能好,投加量比无机盐类混凝剂低,对原水水质适应性好,处理效果较稳定,最佳混凝PH值范围较宽,最佳投量范围宽,一定范围内过量投加不会造成水的PH值大幅下降,不会突然出现混凝效果很差的现象,由于聚合氯化铝的盐基度比无机盐类高,因此在配制和投加过程中药液对设备的腐蚀程度小,处理后水的PH值和碱度变化也较小。
②聚合硫酸铁(PFS):其优点有:混凝剂用量少,絮凝体形成速度快,沉降速度也快,有效的PH值范围宽,与三氯化铁相比腐蚀性大大降低,处理后水的色度和铁离子含量均较低。
⑶合成有机高分子混凝剂:聚丙烯酰胺PAM、聚氧化乙烯PEO。
7、混凝过程:混凝剂的配制、计量、投加、快速混合、絮凝反应。
8、混合设施及方法:⑴水泵混合:混合效果好,不需另建混合设施,节省动力,各种类型的水厂均可采用。
以下情况不宜采用水泵混合:①当所用混凝剂具有较强的腐蚀性时,长期运行可能对水泵叶轮有腐蚀作用;②当取水泵房距离净水厂较远时不宜采用,因为原水在长距离的输送中,可能过早地在管中形成絮凝体,一经破碎难于重新聚集。
通常水泵混合用于取水泵房与净水厂之间的距离小于150m时。
⑵水力混合:构造简单,但难以适应水质、水量等条件的变化,占地面积大,目前已很少采用。
⑶管式混合:构造简单,无活动部件,安装方便,混合快速而均匀。
其缺点是水头损失稍大,流量过小时混合效果下降。
⑷机械混合:优点是混合效果好,且不受水量变化影响,适用于各种规模的水厂;缺点是增加机械设备并相应增加维修工作量。
9、絮凝设施:⑴隔板絮凝池:通常用于大中型水厂,具有结构简单,管理方便的优点;缺点是流量变化大时絮凝效果不稳定,絮凝时间长,池子容积较大。
⑵机械絮凝池:优点是可随水质、水量变化而随时间改变转速以保证絮凝效果;缺点是因增加了机械设备而增加了机械维修工作量。
⑶折板絮凝池:优点是水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间缩、放流动且连续不断,形成众多的小涡旋,提高了克里碰撞絮凝效果;缺点是安装维修较困难,且费用较高。
⑷栅条絮凝池:效果好,水头损失小,絮凝时间短,但存在末端池底积泥现象,或在网格上滋生藻类,堵塞网眼。
第五章沉淀和澄清1、沉淀的分类:⑴自由沉淀:适用于低浓度的离散颗粒,颗粒在沉降过程中,其形状、尺寸、质量均不变,颗粒之间无相互干扰,因此在沉降过程中颗粒沉降速度不变。
⑵絮凝沉淀:颗粒在沉淀过程中发生絮凝作用,颗粒絮凝长大,沉降速度逐渐增大。
⑶拥挤沉淀(受阻沉淀):因颗粒的浓度过高,颗粒在沉淀的过程中相互干扰,不同颗粒以相同的速度成层下降,并形成明显的固液界面。
⑷压缩沉淀:在颗粒浓度极高的情况下,颗粒在相互支撑的条件下受重力的作用被进一步挤压。
压缩沉淀主要用于污泥浓缩池的设计。
2、理想沉淀池:一般平流沉淀池前部为进水区,后部为出水区,下部为沉泥区,中部为沉淀区,中部沉淀区若符合以下规定,称为理想沉淀区:⑴进水均匀地分布于沉淀区的始端,并以相同的速度水平地流向末端;⑵进水中颗粒杂质均匀地分布于沉淀区始端,并在沉淀区进行着等速自由沉降;⑶凡能沉降至沉淀区底的颗粒杂质便认为已被除去,不再重新悬浮进入水中。
3、表面负荷:指单位沉淀面积上承受的水流量(q=Q/BL);对于理想沉淀区,表面负荷与截留沉速(也叫特定颗粒沉速)相等。
沉淀效率等于沉速与截留沉速的比。
4、斜管(板)沉淀池:在城市自来水的混凝沉淀池中,斜板、斜管的倾角多采用60°。
斜管(板)沉淀池对原水浊度适应性较平流沉淀池差;斜管(板)沉淀池是浅池理论在实际中的具体应用,按照斜管(板)中的水流方向,斜管(板)沉淀池分为异向流、同向流和侧向流三种。
斜管(板)沉淀池具有停炉时间短、沉淀效率高、节省占地、适用范围广(在大、中、小型水厂均可用)等优点,但存在斜管费用较高,且需要定期更新等问题。
5、澄清池:颗粒在某时刻的浓度值与水中絮体的体积浓度有关,在给定Gt值的条件下,随水中絮体体积浓度的增大而减小。
如果能在池内形成一个絮体体积浓度足够高的区域,使投药后的原水进入该区域与具有很高体积浓度的粗粒絮体接触,就能大大提高原水中细粒悬浮物的絮凝速率。
澄清池就是按这个原理设计的。
补充:1、斜板(管)沉淀池的特点与工艺设计原理:由沉淀效率E=u/u0=u i/(Q/A)公式可知:在i原体积不变时,增加沉淀面积,可使颗粒去除率提高。
斜板(管)沉淀池与水平面成一定的角度(一般60°左右)的板(管)状组件置于沉淀池中构成,水流可从上向下或从下向上流动,颗粒沉于斜管底部,而后自动下滑。
斜板(管)沉淀池的沉淀面积明显大于平流沉淀池,因而可提高单位面积的产水量或提高沉淀效率。
优点:1.沉淀面积增大;2.沉淀效率高,产水量大;3.水力条件好,Re小,Fr大,有利于沉淀缺点:1.由于停留时间短,其缓冲能力差;2.对混凝要求高;3.维护管理较难,使用一段时间后需要更换斜板(管)2、澄清池分泥渣悬浮型和泥渣循环型两种脉冲澄清池:特点是澄清池的上升流速发生周期性的变化,这种变化是由脉冲发生器引起的。
靠脉冲方式进水,悬浮层发生周期性的收缩和膨胀。
⑴有利于颗粒和悬浮层接触;⑵悬浮层污泥趋于均匀;⑶还可以防止颗粒在池底沉积;⑷处理效果受水量、水质、水温影响较大;⑸构造复杂。
3、机械搅拌澄清池优点:①处理效果好,稳定;②适用于大、中水厂缺点:①维修维护工作量较大;②启动时有时需人工加土和加大药量。
4、水力循环澄清池优点:不需机械搅拌,结构简单缺点:反应时间短,运行不稳定,泥渣回流控制较难,不能适应水温、水质、水量的变化,只能用于小水厂。
5、沉砂池主要作用:分离比重较大的无机颗粒;减轻磨损;减轻沉淀池的负荷。
主要类型:平流式沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池、钟式沉砂池。
平流式沉砂池优点:截留无机颗粒效果较好,工作稳定,结构简单,排沉砂方便。
第六章过滤1、滤速:单位时间、单位过滤面积上的过滤水量。
⑴水在慢滤池中的过滤速度一般为0.1~0.3m/h⑵快滤池的虑速可达5~10m/h。
2快滤池:主要用来过滤经过混凝以后的水。
⑴快滤池工作过程:主要包括过滤和反冲洗。
⑵配水系统:作用:1反冲洗时,均匀分布反冲洗水;2过滤时收集过滤水。
⑶承托层:作用:支持滤料,防止滤料层从配水系统流失;均匀布置反冲洗水。
⑷滤层:由滤料构成。
⑸冲洗排水槽:用以均匀排除反冲洗水。
过滤过程:过滤时,由进水管向池内滤层上不引入滤前水,水由上向下经过滤层过滤,滤后水由下部配水系统汇集后,经出水管流出持外。
过滤持续进行到滤层被堵塞,停止进水和排水,由反冲洗管向池内送入反冲洗水,经配水系统均匀分配后,由下向上对滤层进行冲洗,冲洗后的废水溢流入上部排水槽,再经排水管引出池外排入废水渠道。
反冲洗结束后,停止供应反冲洗水并关闭排水阀,恢复出水和进水,重新开始过滤过程。