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1.了解水的自然循环与社会循环。
2.了解饮用水水源及其水质特征、饮用水的水质标准。
地下水〔水质好、含矿物质、含盐量和硬度高、铁锰一般含量较高〕、江河水〔悬浮物和胶态杂志较多、浊度大、含盐量和硬度较低、易受污染〕、湖泊及水库水〔流淌性小、贮存时间长、浊度较低、藻类多、底泥厚、含腐殖质、氮磷养分盐、其他易释放至水体的有机污染物、含盐量通常高于河水、有富养分化问题〕、海水〔含盐量高、各种盐类比例根本全都、氯化物含量最大、硫化物、碳酸盐、要淡化〕水质标准是用水对象所要求的各项水质参数应到达的指标和限值。
3.把握反响器的概念、种类及其特征，学会进展物料衡算。
概念：但凡能引起水处理效应的容器或设备，都称为反响器。
种类及其特征：CMB.CSTR.PF.CSTR 连用4.水中杂质的分类及相应去除方法。
按尺寸分，悬浮物、胶体、溶解物。
悬浮物和胶体，直径大雨0.1mm 泥沙：在水中自然沉降；较小的：混凝沉淀。
溶解物：有机物：生物与处理、活性炭、高级氧化、混凝沉淀；无机物：混凝沉淀、膜过滤、离子交换、树脂吸附、软化。
5.表征水中有机物的水质指标及各自的含义，生疏各种常用的水质指标及其含义。
CODcr、CODmn、TOC、DOC、BDOC、UV254 不饱和双键或芳香族化合物的量、THM 三卤甲烷的含量臭、味、色度、浊度、ph 、碱度〔水中和强酸的力量〕、硬度〔表示水中钙、镁、铁、锰、铝等易形成难溶盐类的金属阳离子的量〕6.水中胶体的稳定性及其缘由。
亲水胶体与憎水胶体的稳定有何不同胶体的稳定性是指胶体颗粒在水中长期保持分散状态的特性。
缘由：亲水和憎水胶体的共性〔1〕胶体的动力稳定性〔2〕胶体的带电稳定性〔3〕胶体的溶剂化作用稳定性不同：对于憎水胶体而言，通常带电稳定性和动力稳定性起主导作用，对于亲水胶体，水化作用稳定性〔溶剂化作用〕起主导作用，带电稳定性则处于次要地位。
7.DLVO 理论从胶粒之间相互作用能的角度说明胶粒相互作用理论。
水质工程学复习1.污水定义污水的组成:生活污水，工业废水，被污染的雨水生活污水：人类日常使用过的,并被生活废料所污染的水工业废水:工矿企业生产活动中用过的水被污染的雨水：初期雨水生产污水：生产过程中形成并被废料污染的水；生产废水：未直接参与生产工艺未被污染的水（冷却水）2.污水的最终出路排放水体,灌溉农田,重复使用3.水质指标物理指标:水温，色度，臭味，固体含量（TS ）TS（按溶解性划分）：悬浮固体SS溶解固体DS DS=TS-SS SS（按挥发性）：挥发性固体VSS非挥发性固体NVSSSS:悬浮固体VSS:挥发性固体4.总氮包含TKN （凯氏氮）TN :有机氮,NH4+-N , NH3；NO2-N , NO3-NTKN :有机氮，NH4+-N , NH35.可生化性指标BODs/COD作用：污水是否适合采用生物处理的判别标准（BODs/COD >03时,适于生物处理）6.常用水质指标:城市供水水质标准，生活饮用水卫生标准，地表水环境质量标准等标准中，一级A高于一级B , 一级高于二级7.排水体制：合流制：生活污水、工业废水、雨水混合在同一管渠排除的系统分流制：依排除雨水方式不同,分为完全分流制和不完全分流制完全分流制:污水排水系统和雨水排水系统并存不完全分流制：只建了废水排放系统，未建雨水排放系统，雨水沿天然地面、街道边沟排泄,待城市进一步发展再修建雨水排放系统8.单元操作、CSTR.平推流反应器单元操作：一个水处理工程可以看成若干基本工艺环节组成，每个基本工艺环节就是一个单元过程Z或单元操作CSTR :完全混合连续式反应器，在理想混合流动模型中，进入反应器的物料即均匀分散在整个反应器里。
CSTR的特点:反应器内浓度完全均匀一致平推流反应器的特点:物料在反应器内的停留时间是管长的函数9•间歇反应器.连续反应器间歇反应器：是在非稳定条件下操作的，所有物料一次加进去，反应结束后物料同时放岀来，所有物料反应的时间是相同的；反应器的浓度随时间而变化，因此化学反应速度也随时间而变化；但是反应器的成分永远是均匀的连续反应器：进料与岀料都是连续不断的进行,所有物料反应的时间是相同的；反应器中不同位置的浓度不随时间而变化。
第一章1.天然水体是指河流、湖泊、水库等水域环境。
2.天然水体中杂质的分类：水中杂质的尺寸，溶解物、胶体颗粒和悬浮物。
从化学结构上，无机物、有机物、生物。
杂质的来源，天然物质、污染性物质。
3.各种典型水体的水质特点：一般可以将天然水分为地表水和地下水两大类，地表水又可以分为江河水、湖泊水库水、海水等。
①江河水悬浮物和胶体杂质含量较多，细菌含量和浊度高于地下水；含盐量和硬度较低，水温不稳定，色嗅味变化较大，有毒有害物质易进入水体，受自然条件影响大。
②湖泊水库水水质类似江河水，但浊度低，一般含藻类较多，易受废水污染，含盐量和硬度较河水高。
③海水高含盐量。
④地下水水清细菌少，水质和水温教稳定，含盐量和硬度高于地表水。
⑤受污染水源有机物种类和数量大，含重金属，对人体有害。
4.六大毒性物质：汞、镉、铅、铬、绅、氰化物。
5.生活饮用水水质标准的4大类指标：微生物学指标、水的感官性状和一般化学指标、毒理学指标、放射性指标。
6.世界卫生组织WHO 水质指标135项。
我国 2001年，颁布的《生活饮用水水质卫生规范》将水质指标分为常规检验项目34项，非常规检验项目62项。
2005年，103项，常规42 非常规61.第二章7.水处理方法按原理分类：物理化学法和生物方法。
物理法：沉淀，澄清分离，离心分离，浮选，过滤，吸附，磁分离，膜分离。
化学法：化学（絮凝）沉淀，氧化还原，中和，离子交换。
生物法：好养处理、厌氧处理。
8.杂质处理方法：悬浮物、胶体：由细菌、泥沙、腐殖质等产生，采用混凝，澄清，沉淀，过滤，消毒去除。
溶解物：由盐类、微量有机物产生，采用软化、除盐、除铁、除锰、吸附、膜分离、臭氧氧化、生物预处理。
9.反应器：在化工生产过程中，都有一个发生化学反应的生产核心部分，发生化学反应的容器称为反应器。
按物料形态：均相反应器、多相反应器；按反应器的操作情况：间歇式反应器、连续流式反应器；连续反应器的两种完全对立的理想类型：活塞流反应器、恒流搅拌反应器。
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。
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。
1.活性污泥——向生活污水注入空气进行曝气，每天保留沉淀物，更换新鲜污水，这样在持续一段时间后，在污水中即形成一种黄褐色的絮凝体，这种絮凝体主要是由大量繁殖的微生物群体所构成，它易于沉淀与水分离，并使污水得到净化、澄清。
这种絮凝体就是称为活性污泥。
2.污泥龄 -----曝气池内活性污泥总量与每日排放污泥量之比，即活性污泥在曝气池内的平均停留时间。
3.活性污泥组成：（1）具有代谢功能活性的微生物群体（2）微生物内源代谢、自身氧化物的残留物（3）由原污水夹入的难为细菌降解的惰性有机物（4）由污水夹入的无机物质4.MLSS和MLVSS ----------MLSS即混合液悬浮固体浓度，表示的是在曝气池单位容积混合液内所有的活性污泥固体物的总重量MLSS=Ma+Me+Mi+Mii MLVSS即混合液挥发性悬浮固体浓度，表示的是混合液活性污泥中有机性固体物质的浓度。
MLVSS=Ma+Me+Mi5.污泥沉降比SV-------单位mg/L混合液，指混合液在量筒内静置30min后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率，以%表示。
它能够反映曝气池运行过程的活性污泥量，可用以控制、调节剩余污泥的排放量，还能通过它及时地发现污泥膨胀等异常现象的发生。
6.污泥指数SVI------单位ml/g，物理意义是在曝气池出口处的混合液，在经过30min静沉后，每g干污泥所形成的沉淀污泥所占有的容积，以ml计。
SVI=SV/MLSS.SVI值过低，说明泥粒细小，无机质含量高，缺乏活性；过高，说明污泥的沉降性不好，并且已有产生膨胀现象的可能。
7.污泥含水率------污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数V1/V2=W1/W2=(100-p2)/(100-p1)=C2/C1，p1、V1、W1、C1——污泥含水率为p1时的污泥体积、重量与固体物浓度。
8.厌氧消化的投配率-----投配率是每日投加新鲜污泥体积占消化池有效容积的百分数。
水质工程学作业及参考答案思考題和作業1水循環定義1：水循環是指水由地球不同の地方透過吸收太陽帶來の能量轉變存在の模式到地球另一些地方。
定義2：在太陽能和地球表面熱能の作用下，地球上の水不斷被蒸發成為水蒸氣，進入大氣。
水蒸氣遇冷又凝聚成水，在重力の作用下，以降水の形式落到地面，這個周而複始の過程，稱為水循環。
定義3：水循環是指大自然の水通過蒸發，植物蒸騰，水汽輸送，降水，地表徑流，下滲，地下徑流等環節，在水圈，大氣圈，岩石圈，生物圈中進行連續運動の過程。
水循環分為海陸間循環（大循環）以及陸上內循環和海上內循環（小循環）。
從海洋蒸發出來の水蒸氣，被氣流帶到陸地上空，凝結為雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸發返回大氣，其餘部分成為地面徑流或地下徑流等，最終回歸海洋。
這種海洋和陸地之間水の往複運動過程，稱為水の大循環。
僅在局部地區(陸地或海洋)進行の水循環稱為水の小循環。
環境中水の循環是大、小循環交織在一起の，並在全球範圍內和在地球上各個地區內不停地進行著。
水の社會循環：由於人類生產與生活活動の作用與影響，自然水循環徑流部分參與の水循環。
水の社會循環對水量和水質有較為突出の影響，近年來，河流、湖泊來水量大幅度減少，甚至幹涸，地下水位大面積下降，徑流條件發生重大改變，不可複原水量所占比例愈大，對自然水文循環の擾動愈劇烈，天然徑流量の降低將十分顯著，引起一系列の環境與生態災害。
簡述水質汙染指標在水體汙染控制、汙水處理工程設計中の作用。
水質指標是水中某一種或某一類雜質の含量，直接用其濃度表示，如某種重金屬和揮發酚；有些是利用某類雜質の共同特性來間接反映其含量の，如BOD 、COD 等；還有一些指標是與測定方法直接聯系の，常有人為任意性，如渾濁度、色度等。
水質指標是判斷和綜合評價水體質量並對水質進行界定分類の重要參數，是通過對汙染物質做出定性、定量の檢測以反映汙水の水質，能綜合表示水中雜質の種類和含量。
通過水質汙染指標能指導水體汙染控制和汙水處理工程設計の進行與發展。
水质工程学题库及复习资料给水部分水质工程学（一）复习思考题一、名词解释1、水体自净污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净。
2、反应器在化工生产过程中，都有一个发生化学反应的生产核心部分，发生化学反应的容器称为反应器。
3、活塞流反应器和恒流搅拌反应器活塞流反应器：也称管式反应器，流体是以队列形式通过反应器，液体元素在流动的方向上绝无混合想象，每一流体元素停留时间都是相等的，各点上的反应物浓度和反应速度有确定值。
恒流搅拌反应器：也称连续搅拌罐反应器，物料不断进出，连续流动。
反应器内各点浓度完全均匀，反应速度不随时间变化，有返混作用。
4、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。
分为1、动力学稳定性2、聚集稳定性。
5、凝聚和絮凝凝聚指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程；絮凝指脱稳的胶体或微小的悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。
6、四个混凝作用机理1、压缩双电层作用机理2、吸附—电性中和作用机理3、吸附架桥作用机理4、沉淀物的网捕、卷扫作用机理7、胶体保护当胶粒表面被高分子物质全部覆盖后，量胶粒接近时，由于“胶粒－胶粒”之间所吸附的高分子受到压缩变形而具有排斥势能，或者由于带电高分子的相互排斥，使胶粒不能凝聚。
8、异向絮凝和同向絮凝异向絮凝：指脱稳胶体由于布朗运动相碰撞而凝聚的现象。
同向絮凝：指借助于水力或机械搅拌使胶体颗粒相碰撞而凝聚的现象。
1 / 159、自由沉淀和拥挤沉淀颗粒在沉降过程中不受颗粒彼此间影响的沉淀，称为自由沉淀。
颗粒在沉淀过程中相互干扰，使悬浮颗粒以接近或相同的沉速拥挤下沉，呈界面式沉降，出现清、浑水层间的明显界面(浑液面)的沉淀，称为拥挤沉淀。
10、截留沉速和表面负荷截留沉速u0指能够全部被去除的颗粒中的最小颗粒的沉降速度。
表面负荷q是指单位沉淀面积上承受的水流量，其中11、接触絮凝在池内形成一个絮体浓度足够高的区域，使投药后的原水与具有很高体积浓度的粗粒絮体接触，可以大大提高原水中细粒悬浮物的絮凝速率，这种方式称为接触絮凝。
⽔质⼯程学作业及参考答案思考题和作业1⽔循环定义1：⽔循环是指⽔由地球不同的地⽅透过吸收太阳带来的能量转变存在的模式到地球另⼀些地⽅。
定义2：在太阳能和地球表⾯热能的作⽤下，地球上的⽔不断被蒸发成为⽔蒸⽓，进⼊⼤⽓。
⽔蒸⽓遇冷⼜凝聚成⽔，在重⼒的作⽤下，以降⽔的形式落到地⾯，这个周⽽复始的过程，称为⽔循环。
定义3：⽔循环是指⼤⾃然的⽔通过蒸发，植物蒸腾，⽔汽输送，降⽔，地表径流，下渗，地下径流等环节，在⽔圈，⼤⽓圈，岩⽯圈，⽣物圈中进⾏连续运动的过程。
⽔循环分为海陆间循环（⼤循环）以及陆上内循环和海上内循环（⼩循环）。
从海洋蒸发出来的⽔蒸⽓，被⽓流带到陆地上空，凝结为⾬、雪、雹等落到地⾯，⼀部分被蒸发返回⼤⽓，其余部分成为地⾯径流或地下径流等，最终回归海洋。
这种海洋和陆地之间⽔的往复运动过程，称为⽔的⼤循环。
仅在局部地区(陆地或海洋)进⾏的⽔循环称为⽔的⼩循环。
环境中⽔的循环是⼤、⼩循环交织在⼀起的，并在全球范围内和在地球上各个地区内不停地进⾏着。
⽔的社会循环：由于⼈类⽣产与⽣活活动的作⽤与影响，⾃然⽔循环径流部分参与的⽔循环。
⽔的社会循环对⽔量和⽔质有较为突出的影响，近年来，河流、湖泊来⽔量⼤幅度减少，甚⾄⼲涸，地下⽔位⼤⾯积下降，径流条件发⽣重⼤改变，不可复原⽔量所占⽐例愈⼤，对⾃然⽔⽂循环的扰动愈剧烈，天然径流量的降低将⼗分显著，引起⼀系列的环境与⽣态灾害。
类别危害污染指标物理性污染热污染(1) ⽔温升⾼饱和溶解氧降低，⽔体复氧速率减慢，⽔⽣⽣物的耗氧速率加快，⽔中溶解氧迅速消耗，造成鱼类和⽔⽣⽣物的窒息死亡，⽔质迅速恶化；(2) ⽔体中化学反应速率加快，可引发⽔体物理化学性质，如电导率、溶解氧、离⼦浓度和腐蚀性的变化，臭味加剧；(3) 使⽔体中的细菌加速繁殖，增⾼该⽔体的处理成本；(4) 加速藻类的繁殖，加快⽔体富营养化进程。
⽔温病原微⽣物数量多、分布⼴、存活时间长、繁殖速度快，随⽔流传播疾病⼤肠菌群指数、病毒、细菌总数简述⽔质污染指标在⽔体污染控制、污⽔处理⼯程设计中的作⽤。
杂质按尺寸大小可分为悬浮物、胶体和溶解物。
悬浮物和胶体杂质是使水产生浑浊现象的根源。
常规处理流程：混凝——沉淀——过滤——消毒，称之为生活饮用水的常规处理工艺消毒是灭活水中致病微生物澄清工艺通常包括混凝、沉淀和过滤。
处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质。
对于不受污染的天然地表水源而言，饮用水的处理对象主要是去除水中悬浮物、胶体和致病微生物。
预处理和深度处理的主要对象是水中有机污染物，主要用于饮用水处理厂。
所谓“胶体稳定性”，系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。
1)动力学稳定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。
2)聚集稳定性系指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。
胶体稳定性，关键在于聚集稳定性。
☆压缩双电层是指通过加入电解质压缩扩散层而导致胶粒脱稳凝聚的作用机理。
吸附-电性中和是指在水中投加适量的混凝剂，通过吸附作用，使胶体电性中和而达到脱稳凝聚的目的的作用机理。
两者作用性质并不相同，区别在于：（1） 压缩双电层是依靠溶液中反离子浓度增加而使胶体扩散层厚度减小，导致ζ电位降低，其总电位 φ0 保持不变，且为纯静电作用，（2） 不可能使胶体电荷符号改变。
（2）吸附－电性中和是异号反离子直接吸附在胶核表面，总电位 φ0 会发生变化，会由 φ0 降低至 φ0' ，ζ电位降低至 ζ k（3）压缩双电层通常由简单离子起作用，而吸附－电性中和通常由高分子物质或高聚合离子起作用。
☆异向絮凝：由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集同向絮凝：靠流体运动的推动来促使颗粒相互碰撞聚集区别：a. 两者絮凝动力来源不同。
b. 只有小颗粒才具有异向絮凝，当颗粒粒径大于1μm 时，布朗运动基本消失，较大的颗粒进行同向絮凝。
c. 异向絮凝所造成的颗粒碰撞速率与水温成正比，与颗粒的数量浓度平方成正比，而与颗粒尺寸无关;同向絮凝的碰撞速率与颗粒的数量浓度有关，与颗粒大小有关，速度梯度G 值为重要的控制参数之一。
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。
水质工程学（一）复习资料一、名词解释1.淡化和除盐淡化指高含盐水经过局部除盐后，变为生活及生产用的淡水过程；除盐指淡化水进一步的除盐过程。
2.电渗极化与浓差极化电渗析极化指操作电流达到某一定值时，在膜界面处引起水的电离，H＋和OH－分别透过阳、阴膜来传递电流，这种膜界面现象称为极化现象。
浓差极化指在膜分离过程中，水连同小分子透过膜，而大分子溶质则被膜所阻拦并不断累积在膜表面上，使溶质在膜面处的浓度高于溶质在主体溶液中的浓度，从而使溶质从膜表面向着主体溶液进行反扩散。
3.强制滤速一个或二个滤池停产检修时，其它滤池超过正常负荷下的滤速。
4.折点加氯加氯量超过点需要量时称为折点加氯，此时所增加的是自由性余氯。
5理想沉淀池①颗粒处于自由沉淀状态；②水流沿着水平方向流动，各点流速相等；③颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水流中。
6.交联度①树脂中交联剂所占重量百分率；②是树脂的结构骨架；③交联度的大于与树脂的含水量、溶胀度、机械强度、交换容量均有直接关系。
7.混凝和凝聚混凝指水中胶体等微粒通过凝聚和絮凝两个过程结成絮状大颗粒过程；凝聚指水中胶体颗粒间的斥力，由于物理或化学的某种效应而部分地或全部地去除掉，颗粒从而可能粘结在一起的现象或过程。
8.等速过滤与减速过滤滤池进水量保持不变，亦即滤速不变时，称等速过滤；滤池随时而逐渐减小的过滤过程称减速过滤。
二、问答题1.分析说明斜板沉淀池表面负荷与其截留速度是否相等。
不等。
斜板沉淀池是在浅池理论指导下，把多层沉淀池底板做成一定倾角，以利排泥，使沉淀面积大大增加。
2.水中PH值对氯消毒有何影响？①Cl2+H2O⇔HOCl+HCl HOCl⇔OCl-+H+②PH>9, OCl-近100%；PH<6, OCl-近100%；PH=7.54时，两者大致相等。
③起消毒作用的主要是HOCl3.分别图示高浊度水、中浊度水、低浊度水工艺流程？（1）原水→预沉或沉砂池－→混合→反应→沉淀→滤池→清水池澄清→二级泵站→用户↓混凝剂↓消毒剂（2）原水→混合→沉淀→滤池→清水池→二级泵站→用户。
混凝：是指通过某种方法使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程。
混凝包括凝聚和絮凝两个步骤，凝聚是指使胶体脱稳并聚集为微絮粒的过程，而絮凝则指微絮粒通过吸附、卷带和桥连而成长为更大的絮体的过程。
混凝去除对象：胶体及部分细小的悬浮物。
混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花，以便在后续沉淀工艺中去除。
混凝的原理：压缩双电层，吸附电中和作用，吸附架桥作用，网捕——卷扫作用。
压缩双电层：根据DLVO理论，加入电解质对胶体进行脱稳。
起聚沉作用的主要是反离子，反离子的价数越高，其聚沉效率也越高。
不能解释：1.混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；2.与胶粒带同样电号的聚合物或高分子混凝效果好。
压缩双电层：理论上电位=0，等电状态效果最好，实际上只需电位临近于0.吸附—电中和作用：这种现象在水处理中出现的较多。
指胶核表面直接吸附异号离子、异号高分子、异号胶粒等，来降低电位、减少静电斥力，有利于颗粒接近而互相吸附。
其特点是：当药剂投加过多时，电位可反号，此为“吸附—电性中和作用机理”。
铝系：适宜PH：5.5~8 铁系：适宜PH：5~11，但腐蚀性强。
铝盐作混凝剂时，运输方便，操作简单，混凝效果较好，但水温低时，硫酸铝水解困难，形成的絮凝体较松散，混凝效果变差。
铁盐作混凝剂时，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，适用的PH值范围较宽，投加量比硫酸铝小。
铁盐形成的絮体比铝盐絮体密实，但腐蚀性强，有颜色。
机理：吸附电中和与吸附架桥协同作用。
铝盐和铁盐作为混凝剂在水处理过程中发挥以下三种作用：1.Al3+或Fe3+和低聚合度高电荷的多核羟基配合物的脱稳凝聚作用2.高聚合度羟基配合物的桥连絮凝作用3.以氢氧化物沉淀形态存在时的网捕絮凝作用混凝动力学：异向絮凝：由布朗运动造成的碰撞，主要发生在凝聚阶段。
絮凝速率只与颗粒数量有关，而与颗粒粒径无关。
同向絮凝：由水力或机械搅拦产生。
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值呈高低反差关系第三章凝聚与絮凝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。
水质工程学1第二次作业思考题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。
对憎水胶体而言，聚集稳定性主要决定于胶体颗粒表面的动电位即ζ电位，ζ电位愈高，同性电荷斥力愈大。
虽然胶体的ζ电位是导致聚集稳定性的直接原因，但研究方法却可从两胶粒之间相互作用力及其与两胶粒之间的距离关系来评价。
DLVO 理论认为，当两个胶粒相互接近以致双电层发生重叠时，便产生静电斥力,其与两胶粒表面间距x 有关，用排斥势能ER 表示，排斥势能随x 增大而指数关系减小。
相互接近的两胶粒之间同时还存在范德华引力，用吸引势能EA 表示，与x 成反比。
当0a<x<oc 时,排斥势能占优势,x=0b 时,排斥势能优势最明显,用Emax 表示，称排斥能峰。
只有当x<0a 时,吸引势能随间距急剧增大,凝聚才会发生。
要使两胶粒表面间距小于0a ，布朗运动的动能首先要能克服排斥能峰Emax 才行。
然而，胶体布朗运的动能远小于Emax ，两胶粒之间距离无法靠近到Oa 以内，故胶体处于分散稳定状态。
对于亲水胶体(如有机胶体或高分子物质)而言，水化作用确是胶体聚集稳定性的主要原因。
它们的水化作用往往来源于粒子表面极性基团对水分子的强烈吸附，使粒子周围包裹一层较厚的水化膜阻碍胶粒相互靠近。
3.高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？答：如投加量过大时，胶体颗粒表面被高分子所覆盖，两胶粒接近时，受到胶粒与胶粒之间因高分子压缩变形产生的反弹力和带电高分子之间的静电排斥力，使胶体不能聚集。
最佳投量应是既能把胶粒快速絮凝起来，又可使絮凝起来的最大胶粒不易脱落。
6.为什么有时需将PAM 在碱化条件下水解成HPAM ？PAM 水解度是何涵义？一般要求水解度为多少？答：PAM 聚丙烯酰胺，混凝效果在于对胶体表面具有强烈的吸附作用，在胶粒之间形成桥联。
由于酰胺基之间的氢键作用，线性分子往往不能充分伸展开来，致使桥架作用消弱。
为此，通常将PAM 在碱性条件下（pH>10）进行部分水解，生成阴离子型水解聚合物（HPAM ）PAM 水解度：由酰胺基转化为羟基的百分数称水解度。
一般控制水解度在30%--40%较好。
9.絮凝过程中，G 值的真正涵义是什么？沿用依旧的G 值和GT 值的数值范围存在什么缺陷？请写出机械絮凝池和水力絮凝池的G 值公式。
答：G 值表示速度梯度，控制混凝效果的水力条件，反映能量消耗概念。
旧的G 值和GT 值变化幅度很大，从而失去控制意义。
而且按公式求得的G 值，并未反应有效功率消耗。
vTgh p G ==μ 11.影响混凝效果的主要因素有哪几种？这些因素是如何影响混凝效果的？影响混凝效果的主要因素有水温，水的PH值和碱度及水中悬浮物浓度、有机物污染水温：a.无机盐的水解是吸热反应，低温水混凝剂水解困难；b.低温水的粘度大，使水中杂质颗粒布朗运动强度减弱，碰撞机会减少，不利于胶粒脱稳凝聚；c.水温低时胶体颗粒水化作用增强，妨碍胶体混凝；d.水温与水的PH值有关。
PH值：水的PH对混凝效果的影响很大。
一方面，不同的PH值下胶体颗粒的表面电荷和电位不同，所需要的混凝剂量也不同；另一方面，水的pH对混凝剂的水解反应有显著影响。
水的碱度：当原水碱度不足或混凝剂投量甚高时，水的pH值将大幅度下降以至影响混凝剂继续水解。
如果水的PH值超出混凝剂最佳混凝pH值范围，将使混凝效果受到显著影响。
悬浮物浓度：含量过低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝效果差。
含量高时，所需铝盐或铁盐混凝剂量将大大增加。
水中有机污染物的影响：水中中有机物对胶体有保护稳定作用，阻碍胶体颗粒之间的碰撞，阻碍混凝剂与胶体颗粒之间的脱稳凝聚作用。
此外，混凝剂种类与投加量、混凝剂投加方式、水力条件对混凝效果的影响都是非常显著的。
要根据水质情况和所投加的混凝剂优化选择。
13.何谓混凝剂“最佳剂量”？如何确定最佳剂量并实施自动控制？答：混凝剂“最佳剂量”，即混凝剂的最佳投加量，是指达到既定水质目标的最小混凝剂投加量。
目前问过大多数水厂还是根据实验室混凝搅拌试验确定混凝剂最佳剂量，然后进行人工调整。
这种方法虽然简单易行，但实验结果到生产调节往往滞后，且试验条件与生产条件也很难一致，故试验所得最佳剂量未必是生产上的最佳剂量。
混凝工艺的自动控制技术正逐步推广应用，主要有数学模型法、现场模拟实验法、特性参数法等习题1.河水总碱度0.1mmol/L（按CaO计），硫酸铝（含Al2O3约16％）投加量为25mg/L。
问是否需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解？设水厂每日生产水量50000m3，试问水厂每天约需要多少千克石灰（石灰纯度按50％计）？解：（1）由于要保证硫酸铝顺利水解需要0.25～0.50 mmol/L的剩余碱度。
而河水中只有0.1 mmol/L的碱度，故需要投加石灰以保证硫酸铝顺利水解（2）投药量折合Al2O3为 25mg/L×16％＝4mg/L，Al2O3分子量为102，故投药量相当于4/102=0.039 mmol/L，剩余碱度取0.35mmol/L，则得：[CaO]=3×0.039－0.1+0.35＝0.37 mmol/LCaO分子量为56，则市售石灰投量为：0.37×56×50000/0.5×1000=2072kg2.设聚合铝[A12(OH)n?Cl6-n]m在制备过程中，控制m＝5，n＝4，试求该聚合铝的碱化度为多少？解：B=【OH】/3*【AL】×100%=20/30=66.7%3.某水厂采用精制硫酸铝作为混凝剂，其最大投量为35 mg/L。
水厂设计水量100000m3/d。
混凝剂每日调制3次，溶液浓度按10％计，试求溶解池和溶液池体积各为多少？解：溶液池体积为W2=24×100aQ/1000×1000cn=aQ/417cn=35×100000/417×10×3×24=11.66m3溶解池体积为W1=0.3W2=3.5m34.隔板絮凝池设计流量为75000m3/d 。
絮凝池有效容积为1100m3,絮凝池总水头损失为0.26m 。
求絮凝池总的平均速度梯度G 值利GT 值各为多少?(水厂自用水量为5%） 解: Q=75000×1.05=09115s m /3T=V/Q=1100/09115=12068S ==TG μrh 45.761-s GT=45.76×1206.8=55220.58201s -<G<701s -. 10000<GT<1000005.某机械絮凝池分成三格。
各格有效尺寸为26m(宽)×2.6m(长)×42m(深)。
每格设一台垂直轴浆板搅拌器,构造按图15-21,设各部分尺寸为:r2=1050m;浆板长1400mm,宽120mm,ro=525mm 。
叶轮中心点旋转线速度为:第一格V1=0.5m/s第二格v2=032m/s第三格v3=02m/s求:3台搅拌机所需搅拌功率及相应的平均速度梯度G 值(水温按20℃计)。
解:设桨板相对于水流的线速度等于桨板旋转线速度的0.75倍,则相对于水流的叶轮转速为 s rad r v W /71.0525.05.0*75.00175.01===6.设原水悬浮物体积浓度ф＝5×10-5。
假定悬浮颗粒粒径均匀，有效碰撞系数α＝1，水温按15℃计。
设计流量Q ＝360m3/h 。
搅拌功率（或功率消耗）P=195W 。
试求： （1） 絮凝池按PF 型反应器考虑，经15min 絮凝后，水中颗粒数量浓度将降低百分之几？（2）采用3座同体积机械絮凝池串联（机械絮凝池按CSTR 型反应器考虑），絮凝池总体积与（1）相同。
搅拌功率仍为195W ，设3座絮凝池搅拌功率分别为：P1=100W ，P2=60W ，P3=35W ，试问颗粒数量浓度最后降低百分之几？解:(1):采用PF 型反应器V=QT=360×15/60=903mp=195/90=2.17 3/W m15°C 时,μ=1.14×103Pa ·S,则 =⨯==-31014.117.2μPG 43.6 1-S 采用公式nn KG 0ln *1t ==⨯=⨯=-51014.344φπK 6.37×510- =∴nn 012.17∴所以水中颗粒数量浓度将降低1-1/12.17=91.78%(2) 用3座同体积机械絮凝池串联,则=++321P P P 195WG=43.6 1-ST=3t=15min, t=5min=300s=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--1)(6.431037.611)(1310510m m m n n n n KG 300 16.60=m n n 16.00=mn n %8484.016.0100==-=-n n n m。
