第二章 水的处理方法概论

补给水处理工艺流程概论1.预处理：首先对原水进行预处理，包括过滤、沉淀、加氯等，将原水中的固体颗粒、有机物和微生物等杂质去除或减少，以保证后续处理的水质稳定和符合要求。

2.深度处理：经过预处理的水进行进一步处理，包括软化、除铁锰、脱氮脱磷等，以达到水质符合要求的标准，同时避免对设备和管道的腐蚀或结垢等问题。

3.消毒处理：为了确保水质安全，消毒是十分必要的步骤。

常见的消毒手段包括氯气消毒、次氯酸钠消毒、紫外线消毒等，以杀灭水中的细菌、病毒和其他病原微生物。

4.储存和配水：经过处理的水需要储存并进行配水，保证供水系统能够按需稳定地供应符合要求的水质。

总的来说，补给水处理工艺流程是为了确保供水水质达标，为公众提供健康、安全的生活和工业用水而设计的一系列处理过程。

通过预处理、深度处理、消毒处理以及储存和配水等步骤，可以有效地确保供水水质安全可靠。

补给水处理工艺流程是一个十分复杂和综合的系统工程，需要结合水源水质、供水标准、处理设施的运行和管理等多个因素来进行设计和操作。

下面将具体介绍补给水处理工艺流程中的各个环节。

1. 预处理预处理是补给水处理的第一步，其主要目的是去除原水中的杂质，减少固体颗粒、有机物和微生物的含量，为后续的深度处理提供符合要求的水质。

预处理包括过滤、沉淀、氧化、除铁锰、软化等工艺。

其中过滤是通常采用的一种物理方法，通过滤料对水中的固体颗粒和杂质进行拦截，从而得到较为清澈的水体。

沉淀则是利用化学方法去除水中的悬浮颗粒以及一些难溶的物质。

氧化则常用于去除水中的铁锰等物质，通过氧化反应使其变成沉淀或易于过滤的物质，从而减少对后续处理设备的损害。

软化则是通过去除水中的钙镁离子，防止其在管道和设备中沉积形成水垢，减少设备的腐蚀和堵塞。

2. 深度处理深度处理是对经过预处理后的水进行进一步的处理，在此步骤中主要是去除水中的有机物、重金属、硬度物质等，以确保水质达到要求的标准。

常见的深度处理过程包括活性炭吸附、离子交换、反渗透等。

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。

●课程教学目的本课程是环境工程专业必修的主要专业课之一，以讲授水处理单元操作为主，目的是使学生对水、废水与污染物的性质、来源、水质标准及控制水污染的基本途径和治理方法有较全面深入的了解，初步掌握水污染治理技术。

●教学任务本课程的任务是讲授水处理方法的基本知识，配合实验、学习、课程设计、毕业专题等教学环节，最终使学生掌握水处理的基本理论与工程技术，为进行水处理工程设计、科学研究和运行管理打下基础。

●教学内容的结构一、理论教学第一篇水质与水处理概论第 1 章水质与水质标准1.1 天然水中杂质的种类与性质1.2 水体的污染和自净1.3 饮用水水质与健康1.4 用水水质标准1.5 污水的排放标准第 2 章水的处理方法概论2.1 主要单元处理方法2.2 反应器的概念及其在水处理中的应用2.3 水处理工艺流程第二篇物理、化学及物理化学处理工艺原理第 3 章凝聚和絮凝3.1 胶体的稳定性3.2 混凝原理3.3 混凝剂3.4 混凝动力学3.5 混凝过程3.6 混凝设施3.7 混凝试验第 4 章沉淀4.1 杂质颗粒在静水中的沉淀4.2 平流式沉淀池4.3 斜板、斜管沉淀池4.4 澄清池4.5 水中造粒4.6 浓缩4.7 气浮第 5 章过滤5.1 慢滤池与快滤池5.2 颗粒滤料5.3 快滤池的运行5.4 过滤理论5.5 滤层的反冲洗5.6 几种常见的滤池第 6 章吸附6.1 吸附概述6.2 活性炭吸附6.3 活性炭吸附的应用6.4 活性炭的再生6.5 水处理中的其它吸附剂第 7 章氧化还原与消毒7.1 概述7.2 氯氧化与消毒7.3 臭氧氧化与消毒7.4 其他氧化与消毒方法7.5 高级氧化概述第 8 章离子交换8.1 离子交换概述8.2 离子交换反应8.3 离子交换装置及运行操作8.4 离子交换的应用第 9 章膜滤技术9.1 概述9.2 微滤和超滤9.3 反渗透和纳滤9.4 电渗析9.5 膜滤技术在水处理中的应用第 10 章水的冷却 (自学部分)10.1 水的冷却原理10.2 冷却的热力学问题10.3 冷却水的水质与水处理第 11 章腐蚀与结垢 (自学部分)11.1 腐蚀类型与过程11.2 影响腐蚀的因素与腐蚀形式11.3 水质稳定指数11.4 水质稳定处理第 12 章其它处理方法 (自学部分)12.1 中和12.2 化学沉淀12.3 电解12.4 吹脱、汽提法12.5 萃取法第三篇生物处理理论与应用第 13 章活性污泥法13.1 活性污泥法的理论基础13.2 活性污泥的性能指标及其有关参数 13.3 活性污泥反应动力学及其应用13.4 活性污泥法的各种演变及应用13.5 曝气及曝气系统13.6 活性污泥法污水处理系统的过程控制与运行管理 13.7 活性污泥法的脱氮除磷原理及应用13.8 活性污泥法的发展与新工艺第 14 章生物膜法14.1 生物膜法的基本概念14.2 生物膜的增长及动力学14.3 生物滤池14.4 生物转盘14.5 生物接触氧化法14.6 生物流化床14.7 其他新型生物膜反应器和联合处理工艺14.8 生物膜法的运行管理第 15 章厌氧生物处理15.1 概述15.2 厌氧生物处理的基本原理15.3 厌氧微生物生态学15.4 升流式厌氧污泥层工艺15.5 两相厌氧生物处理15.6 悬浮生长厌氧生物处理法15.7 固着生长厌氧生物处理法第 16 章自然生物处理系统16.1 稳定塘的基本原理16.2 好氧塘16.3 兼性塘16.4 厌氧塘16.5 曝气塘与深度处理塘16.6 常规稳定塘的设计原则第 17 章污泥处理、处置与利用17.1 概述17.2 污泥的分类、性质及计算17.3 污泥浓缩17.4 污泥的厌氧消化17.5 污泥的其它稳定措施17.6 污泥的调理17.7 污泥的干化与脱水17.8 污泥的干燥与焚化17.9 污泥的有效利用与最终处理第四篇水处理工艺系统第 18 章常用给水处理工艺系统（实践部分）18.1 给水处理工艺系统的选择原则18.2 地面水的常规处理工艺系统18.3 受污染水源水的处理工艺系统18.4 水的除藻18.5 水的除臭除味18.6 给水厂污水的回收利用18.7 给水厂污泥的处理与处置第 19 章特种水源水处理工艺系统（实践部分）19.1 高浊度水处理工艺系统19.2 地下水除铁除锰处理工艺系统19.3 水的除氟除砷处理工艺系统19.4 软化、除盐与锅炉水处理工艺系统19.5 游泳池水的处理工艺系统第 20 章城市污水处理工艺系统（实践部分）20.1 污水处理工艺系统的选择原则20.2 城市污水处理工艺系统20.3 活性污泥法处理系统实例20.4 污水深度处理与再生水有效利用20.5 污泥处理与利用工艺系统第 21 章工业废水处理工艺系统（实践部分）21.1 概述21.2 常用工业废水处理工艺系统二、实验教学1.颗粒自由沉淀实验Particle Free Sediment Experiment2.混凝实验Coagulation Experiment3.过滤及反冲洗实验Filtration and Wash Experiment4.树脂类型的鉴别Identifying Species of Resin5.强酸性阳树脂总交换容量的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Exchange Total Volume6.强酸性阳树脂工作交换容量的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Working Exchange Volume 7.曝气充氧实验Aeration Experiment8.完全混合式活性污泥法处理系统的观测和运行Completely Mixed Activated Sludge Process9.污泥沉降比 (SV%)和污泥指数(SVI)的测定Measurement of Strong Acid Cation Resin Exchange Total Volume 10.曝气池中环境因素的监测和菌胶团中生物相的观察Environmental Factor Monitor and Observation of Miroorganism in Zoogloea in Aeration Tank11.生物转盘实验Rotating Bio Disc Experiment12.SBR法计算机自动控制系统Computer Auto Control System of SBR13.间歇式活性污泥法实验Experiment System of Sequencing Batch Reactor模块或单元教学目标与任务“水质工程学”是环境工程专业和给水排水工程专业的重要学科基础课之一。

水质工程学（Ⅰ）例题、思考题、习题参考答案第1章水质与水质标准1.水中杂质按尺寸大小可分为几类？了解各类杂质主要来源、特点及一般去除方法。

水中杂质按尺寸大小分为悬浮物、胶体、溶解物三类。

悬浮物：尺寸较大（1?m-1mm），可下沉或上浮（大颗粒的泥砂、矿碴下沉，大而轻的有机物上浮）。

主要是泥砂类无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物。

这类杂质由于尺寸较大，在水中不稳定，常常悬浮于水流中。

当水静置时，相对密度小的会上浮与水面，相对密度大的会下沉，因此容易去除。

胶体：尺寸很小（10nm-100nm）,具有稳定性，长时静置不沉。

主要是粘土、细菌和病毒、腐殖质和蛋白质等。

胶体通常带负电荷，少量的带正电荷的金属氧化物胶体。

一般可通过加入混凝剂进去去除。

溶解物：主要是呈真溶液状态的离子和分子，如Ca2+、Mg2+、Cl-等离子，HCO3-、SO42-等酸根，O2、CO2、H2S、SO2、NH3等溶解气体分子。

溶解物与水成均相，透明。

但可能产生色、臭、味。

是某些工业用水的去除对象，需要特殊处理。

有毒有害的无机溶解物和有机溶解物也是生活饮用水的去除对象。

2.各种典型水质特点。

（数值可不记）江河水：易受自然条件影响，浊度高于地下水。

江河水年内浊度变化大。

含盐量较低，一般在70～900mg/L之间。

硬度较低，通常在50～400mg/L(以CaCO3计）之间。

江河水易受工业废水和生活污水的污染，色、臭、味变化较大，水温不稳定。

湖泊及水库水：主要由河水补给，水质类似河水，但其流动性较小，浊度较低；湖水含藻类较多，易产生色、臭、味。

湖水容易受污染。

含盐量和硬度比河水高。

湖泊、水库水的富营养化已成为严重的水污染问题。

海水：海水含盐量高，在7.5～43.0g/L之间，以氯化物含量最高，约占83.7%，硫化物次之，再次为碳酸盐，其它盐类含量极少。

海水须淡化后才可饮用。

地下水：悬浮物、胶体杂质在土壤渗流中已大部分被去除，水质清澈，不易受外界污染和气温变化的影响，温度与水质都比较稳定，一般宜作生活饮用水和冷却水。

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第一章水质与水质标准填空题:1、水的循环包括：和。

2、按水中杂质的尺寸，可以将杂质分为、、三种。

3、含磷物质存在形式:、、 ;溶解性的磷：、、；悬浮性的磷：。

4、按处理程度污水处理分为:、、 .5、污水的最终出路：、、。

6、城市污水：包括以下四部分、、、 .7、污水复用分:、。

8、有直接毒害作用的无机物：、、、、、。

9、生活饮用水的水质指标可分为、、、四类。

10、通常采用、、、等水质指标来表示水质耗氧有机物的含量。

名词解释：1、合流制2、分流制3、 BOD4、 COD5、 TOC6、 TOD7、总残渣、总固体或叫蒸发残渣8、水体富营养化（eutrophication ）的定义 9、水环境容量 10、水体自净问答题：1、污水中含氮物质的分类及相互转换2、什么是水体自净？为什么说溶解氧是河流自净中最有力的生态因素之一?3、在研究水体污染问题时，为什么除毒物外，还要考虑溶解氧和生化需氧量这两个问题？在进行水体自净的计算时，关于溶解氧一般是以夏季水体中不低于 4mg/L为根据的,但在北方严寒地区,对于溶解氧的要求往往提高，这是什么原因？4、进行水体污染的调查，主要应采取哪些步骤？5、什么是水体富营养化？富营养化有哪些危害？6、 BOD 的缺点、意义？7、什么是“水华"现象?8、什么是“ 赤潮 " 现象？9、氧垂曲线的意义，使用时应主意哪些问题?10、写出氧垂曲线的公式,并图示说明什么是氧垂点.11、河水：最旱年最旱月平均时流量（保证率 95% ）(水速为0.25m/s)，生化需氧量=3mg/L，亏氧量Da〈10％，水温T=20，耗氧常数，复氧常数。

教学单元1 水质工程学概论课时：8学时基本教学内容1.1 水源水质1.2 城市污水的性质及污染指标污水：生活污水、工业废水、雨水、城市污水指标：物理性质与指标、污水的化学性质及指标、污水的生物性质及指标1.3 水质标准给水污水1.4 水处理方法概述物理方法、化学方法、生化方法教学重难点重点：1. 水质标准2. 污水的性质及污染指标3. 水处理方法概述难点：1. 污染指标教学方法与手段课堂讲授、课堂讨论与课后自学、复习相结合思考题：1. 何为生物化学需氧量，何为化学需氧量，在水处理领域中如何应用，并请对两者进行对比分析。

2、污水中含氮物质的分类及相互转换？3、什么是水体富营养化？富营养化有哪些危害？4. 水中杂质按尺寸大小可分成几类？各种杂质的主要来源、特点及一般去除方法。

5. 生活饮用水各项指标的意义。

教学单元2 水体污染与自净课时：4学时基本教学内容2.1 水体污染2.1.1 水体污染2.1.2 污染源分类2.2 水体自净的基本规律2.2.1 水体自净2.2.2 自净机理2.3 水体自净的数学模式2.3.1 物理净化作用：稀释与扩散、混合、沉淀2.3.2 好氧生物净化：研究河流中DO变化的意义，河流中DO变化规律教学重难点重点：1. 水体污染及其危害2. 水体自净的基本规律及计算方法难点：1. 水体自净的基本规律及计算方法，含耗氧、复氧、溶解氧平衡规律及氧垂曲线。

教学方法与手段课堂讲授、课堂讨论与课后自学、复习相结合思考题：1. 简述水体自净的含义及机理。

2. 绘出氧垂曲线，并加以简要描述。

氧垂曲线在水污染控制中有什么实际意义？作业：1 . 某城市人口35万人，排水量标准150L/(p·d)，每人每日排放于污水中的BOD5为27g，换算成BOD u为40g。

河水流量为3m/s，河水夏季平均水温为20℃，在污水排放口前河水溶解氧含量为6mg/l，BOD5为2mg/l(BOD u=2.9mg/l)。

第1章给水工程概述水是人类及其它一切生物赖以生存的重要物质之一。

水是一种宝贵的资源，它在人们的日常及国民经济建设中具有极其重要的作用。

给水工程的目的和任务，就是以既经济合理又安全可靠的手段，供给人们生活、生产以及消防用水，同时应满足其对水量、水质和水压的要求。

第1节用水对象及用水要求城市用水大致可分为生活用水、公共建筑生活用水、工业企业职工生活用水等。

1生活用水生活用水包括居民生活用水、公共建筑生活用水、工业企业职工生活用水。

1．1生活用水定额生活用水定额，在居民区是指每个居民每天的生活用水量，按L /(人.d)计；在工业企业是指每个职工每班生活用水量和淋浴用水量，按L /(班.d)计。

居民的生活用水定额与室内给排水卫生设备完善程度、居民生活习惯以及地区气候条件等诸多因素有关。

我国《室外给水设计规范》（GB50013-2006）中规定了城市居民的生活用水定额。

工业企业职工生活用水定额，根据冷车间或热车间而定。

一般冷车间采用25L/(班.人)，热车间采用35L/(班.人)。

工业企业建筑淋浴用水定额40-60L/(班.人)。

1．2生活饮用水水质标准人们对生活饮用水的水质要求是：无色、无嗅、无味、不混浊、无细菌、无病原体，化学物质的含量不影响使用，有毒物质的浓度在不影响人体健康的范围内。

1．3生活用水水压要求城市给水管网应具有一定的水压，即最小服务水头。

其值的大小是根据供水区内建筑物层数确定的：一层为10m，二层为12m，从三层起每增加一层其水头增加4m。

2生产用水2．1生产用水量标准工业企业生产用水量标准应根据具体的生产产品及生产工艺过程的要求确定。

可参照《工业用水量定额》执行。

2．2工业企业生产用水水质及水压水质要求与生产工艺过程和产品的种类有密切关系。

各类工业生产用水水质差异较大。

水压要求视生产工艺要求而定。

3浇洒和冲洗用水对城镇道路进行保养、清洗、降温和消尘等所需的水称浇洒道路用水，对市政绿地等所需的水称绿化用水，以上用水统称为市政用水。

给水工程第四版习题答案给水工程是一门涉及供水系统设计、建设和运营的工程学科，它关乎着人们日常生活的方方面面。

而解答给水工程习题则是培养学生对于供水系统设计与运营的能力和技巧的重要手段。

在这篇文章中，我将为大家提供给水工程第四版习题的答案，希望能为学习给水工程的同学们提供一些参考和帮助。

第一章：给水工程概论1. 给水工程的定义是什么？答案：给水工程是指为人类生活和工业生产提供清洁、安全、稳定的饮用水和工业用水的一系列工程和设施。

2. 给水工程的基本任务是什么？答案：给水工程的基本任务包括水源开发、水质处理、输配水系统的设计和建设、供水设备的选型与安装、供水管理与运营等。

3. 请列举几种常见的水源类型。

答案：常见的水源类型包括地表水（如江河、湖泊等）、地下水（如井水、泉水等）和海水淡化。

第二章：水质及其处理1. 什么是水质？答案：水质是指水中所含有的各种物质和微生物的性质和含量。

2. 请列举几种常见的水质指标。

答案：常见的水质指标包括溶解氧、浑浊度、PH值、总硬度、氨氮、总大肠菌群等。

3. 请简要介绍一下常见的水质处理方法。

答案：常见的水质处理方法包括物理处理（如过滤、沉淀等）、化学处理（如消毒、调节PH值等）和生物处理（如活性炭吸附、生物膜处理等）。

第三章：给水系统设计1. 给水系统的基本组成有哪些？答案：给水系统的基本组成包括水源工程、水处理工程、输配水工程和供水设备。

2. 请简要介绍一下给水系统的设计流程。

答案：给水系统的设计流程包括确定供水对象和需水量、选择水源和水源工程、设计输配水系统、确定供水设备和设施、制定供水管理与运营方案等。

3. 给水系统的设计原则有哪些？答案：给水系统的设计原则包括经济性、可靠性、适用性、安全性和环保性。

第四章：供水设备与管网1. 请列举几种常见的供水设备。

答案：常见的供水设备包括泵站、水箱、水泵、阀门、流量计等。

2. 请简要介绍一下给水管网的分类。

答案：给水管网可以分为供水管网和配水管网。