第四章水的沉淀沉降与澄清详解

⽔的净化（2）课题：⽔的净化【教材分析】第四单元“⾃然界的⽔”与实际⽣活联系紧密，《⽔的净化》是本单元第⼆节内容。

本课题内容将静置沉淀、吸附沉淀、过滤、活性炭的吸附、杀菌净化⽔的⽅法有序地联系起来，其中过滤是初中化学中重要的实验操作技能，也是学⽣第⼀次系统地体会和学习分离混合物的⽅法，这为以后系统学习混合物的分离提供了知识准备，为学⽣更全⾯地掌握混合物分离的⼀般⽅法搭建了⼀个很好的平台。

【教学⽬标】1、掌握吸附、沉淀、过滤和蒸馏四种净化⽔的⽅法，并能够区分出每种⽅法的优缺点；2、初步学会过滤的操作，掌握实验注意事项；3、了解⽔净化的⼀般过程，能初步学会选择处理污⽔的⽅法；4、了解硬⽔和软⽔的区别，学会⽤肥皂⽔鉴别硬⽔与软⽔，知道硬⽔的危害及硬⽔软化的⽅法；5、通过观察，实验，对⽐等⽅法，体会各种净⽔⽅法的差异，化学知识在⽣活⽣产中的⼴泛运⽤；6、通过净⽔过程的学习，形成爱⽔护⽔的意识。

【教学重点】1.纯⽔与⾃然⽔、硬⽔与软⽔的区别。

2.吸附、沉淀、过滤、蒸馏等净⽔⽅法。

【教学难点】过滤、蒸馏的操作【学情分析】学⽣对于饮⽤⽔的来源有⼀定的认识，特别是家住农村的学⽣对于⽔质和⽔污染是有⼀定的了解，知道⼀些⽣活中净化⽔的⽅法。

经过前⾯的学习，已经掌握了⼀些简单的实验操作技能，因此，在教学时应该充分利⽤学⽣的⽣活经验和已有知识，在此基础上进⾏实验操作教学，强调注意要点规范操作。

【教学⽅法】⽔的净化是关系到⼈的饮⽔健康问题，探究⽔的净化⽅法有利于培养学⽣的实验技能和动⼿能⼒基于此，所以多采⽤实验演⽰法和实验法、另外交互使⽤启发式教学法、讲授法、多媒体教学法等⽅法，从⽽解决问题、巩固知识。

【教学过程】教学环节教师活动学⽣活动设计意图环节⼀：创设情景，导⼊新课【讲述】同学们看看这⼏幅照⽚，（PPT展⽰海洋、河流、井⽔，⾬⽔，的图⽚）这⼏幅图⽚都和⼀个东西有关，那就是——⽔。

【提问】⾮常好，根据⼤家已有的知识，请同学说说⽔的物理性质有哪些？【提问】很好，我们⼤家都知道⽔是⽆⾊，清澈透明的。

污水处理中的沉淀和澄清工艺污水处理是保护环境和维护人类健康的重要环节。

其中，沉淀和澄清工艺是常见的污水处理过程。

本文将详细介绍这两种工艺及其在污水处理中的应用。

一、沉淀工艺沉淀是指通过重力作用使悬浮物颗粒沉降到底部的过程。

在沉淀工艺中，污水首先经过预处理，如格栅、砂池等，去除较大的固体颗粒和杂质。

然后进入沉淀池，通过调节水流速度和斜板倾角等参数，使颗粒悬浮物在池中停留一段时间。

在停留的过程中，重力作用使得颗粒逐渐沉降到底部形成污泥层，而相对清水则从出水口流出。

沉淀工艺主要适用于处理大颗粒污染物，如悬浮物、油脂等。

它在废水处理厂中广泛应用，通过去除污水中的悬浮物和颗粒物，减少了后续工艺的负担和污染物的排放。

同时，沉淀过程还可通过添加化学药剂来促进颗粒物的沉降速度，提高沉淀效果。

二、澄清工艺澄清是指通过物理化学的方法将悬浮物颗粒从溶液中除去的过程。

相比于沉淀工艺，澄清工艺更适用于处理较小颗粒的悬浮物，如胶体颗粒、抵抗沉降的悬浮物等。

常见的澄清工艺包括过滤、吸附和膜分离等方法。

过滤是通过将污水通过滤料，如砂滤池、活性炭等，使颗粒物被截留在滤料表面或孔隙中，达到澄清的效果。

吸附工艺则是利用材料表面的活性位点吸附污染物颗粒，例如利用活性炭吸附有机物。

膜分离工艺则是通过半透膜的选择性通透性，将污水中的悬浮物、溶解物等分离出来。

澄清工艺具有操作简单、高效、处理效果好的特点，被广泛应用于水处理厂、制药厂、电镀厂等行业。

同时，澄清工艺还可以与其他技术相结合，如氧化、还原等，实现对更复杂污水的处理。

三、沉淀和澄清工艺的比较沉淀和澄清工艺虽然有些相似之处，但在处理污水时有各自的适用场景。

沉淀工艺适用于处理较大颗粒、密度较大的污染物，处理过程相对简单，适合处理高浓度的污水。

而澄清工艺则更适合处理较小颗粒、溶解性物质较多的污水，处理效果更好且可以与其他工艺结合使用。

另外，沉淀工艺需要较大的处理空间，污泥产量也相对较多，对于后续污泥处理工艺提出了要求。

水处理工作原理水是人类生活中不可或缺的资源，然而，受到环境污染和人类活动的影响，许多水源已经受到严重污染。

为了保护和改善水质，水处理工艺应运而生。

水处理工作原理主要包括物理、化学和生物处理三个方面。

下面将分别介绍这些原理及其应用。

一、物理处理物理处理是通过物理方法去除水中的悬浮物和颗粒物等固体杂质。

主要的物理处理方法包括澄清、沉淀、过滤和离心等。

1. 澄清：澄清是利用重力作用，使悬浮物沉降到水体底部，从而实现水与固体分离的过程。

常见的澄清方法有静态澄清和动态澄清。

2. 沉淀：沉淀是通过减慢水流速度，使重力作用更好地起作用，从而促使悬浮物更好地沉淀下来。

沉淀池是常见的沉淀设备，可以通过改变水流速度和斜度来控制沉淀效果。

3. 过滤：过滤是利用多孔材料或孔径较小的杂质阻挡网，将悬浮物和颗粒物截留在网上，使净水通过的一种方法。

常见的过滤材料有沙子、石英砂、活性炭等。

4. 离心：离心是利用离心力使固体颗粒与水体分离的一种方法。

离心机能够加速悬浮物的沉降速度，提高固液分离效果。

二、化学处理化学处理是通过添加化学药剂，改变水的物化性质，达到改善水质的目的。

常用的化学处理方法包括凝聚、絮凝和消毒等。

1. 凝聚：凝聚是指通过加入聚合物等化学药剂，使水中的杂质凝聚成大颗粒，从而方便后续物理处理的一种方法。

2. 絮凝：絮凝是指通过加入絮凝剂，使水中的微小颗粒聚集成较大的团状物，从而提高过滤效率，去除颗粒物。

3. 消毒：消毒是为了杀灭水中的细菌、病毒等微生物，保证水的卫生安全。

常见的消毒方法有氯化物处理、紫外线照射、臭氧消毒等。

三、生物处理生物处理是利用微生物的生物活性，将有机物质转化为无机物质的过程。

生物处理主要有活性污泥法和生物膜法。

1. 活性污泥法：活性污泥法将含有污染物的水与含有微生物的污泥进行接触，通过微生物的代谢作用，将有机物分解为无害物质。

这是一种常见的生物处理方法。

2. 生物膜法：生物膜法是通过在固体介质上培养有特定微生物的生物膜，将水体与生物膜进行接触，利用微生物的附着和降解能力，去除水中的污染物。

污水处理工艺流程详解化学沉淀曝气生物滤池和二级沉淀池污水处理工艺流程详解—化学沉淀、曝气生物滤池和二级沉淀池污水处理是指将含有各种有害物质和污染物的废水通过一系列的工艺处理，使其转化为对环境影响较小的安全排放水或者可再利用的资源。

在污水处理过程中，化学沉淀、曝气生物滤池和二级沉淀池是常用的三个处理工艺。

本文将详细介绍这三种工艺的流程和原理。

一、化学沉淀化学沉淀是一种通过加入一定的化学物质，使废水中的悬浮物和溶解物沉淀下来的处理方法。

它主要用于处理工业废水和污水中的重金属离子、悬浮物、有机物等。

化学沉淀的工艺流程如下：1. 混合污水进入初沉池：初沉池是废水处理系统的第一个单元，主要用于分离废水中的固体物质。

在初沉池中，污水停留一段时间，通过静力作用，重的固体物质会逐渐沉降到池底，形成污泥。

2. 加入化学药剂：根据废水中的污染物种类和特性，选择合适的化学药剂，并控制投加量。

常用的化学药剂有聚合氯化铝、氢氧化钙等，它们能够与废水中的污染物发生化学反应，形成较大颗粒的沉淀物。

3. 沉淀处理：通过沉淀池或者澄清池进一步处理。

在这个环节，废水中的污染物会与加入的化学药剂发生反应，形成的沉淀物逐渐沉淀到池底，清澈的水则通过上层流出。

二、曝气生物滤池曝气生物滤池是一种利用生物膜处理废水中的有机物和氨氮的工艺。

它通过引入曝气装置，增加废水中的溶解氧，创造一个有利于生物附着和生长的环境。

曝气生物滤池的工艺流程如下：1. 污水通过格栅和初沉池进入滤池：格栅和初沉池的作用与化学沉淀中的相同，在此不再赘述。

2. 生物滤料填充：将装有生物滤料的滤池装置沿滤池表面均匀分布。

生物滤料一般采用陶粒、河沙等，它们具有良好的孔隙结构和大的表面积，有利于微生物的附着和生长。

3. 曝气供氧：通过曝气装置向滤池中注入空气或纯氧气，增加废水中的溶解氧含量。

溶解氧是微生物生长和降解有机物所必需的，可以促进生物滤池内的微生物活性和有机物的降解速度。

污水处理工艺流程解析沉淀处理污水处理是一种关键的环境保护措施，旨在净化和处理废水，降低其对环境的负面影响。

其中，沉淀处理是污水处理过程中的一个重要环节，有效去除污水中的悬浮物、悬浮油和颗粒物质。

本文将解析污水处理工艺流程中的沉淀处理过程，探讨其原理和应用。

一、沉淀处理原理沉淀是指将悬浮物等颗粒物质通过重力作用使其沉积到溶液底部的过程。

在污水处理中，沉淀处理主要通过物理和化学方法实现。

物理方法包括重力沉降和离心沉降，而化学方法则是通过添加化学药剂来促进颗粒物质的沉淀。

重力沉降是指利用颗粒物质的密度差异和重力作用，使其在污水中下沉至污水池底部。

这种方法适用于颗粒物质较大且密度较高的污水。

离心沉降则是利用离心机的高速旋转产生的离心力，使颗粒物质迅速沉降。

这种方法适用于粒径较小且密度差异较小的污水。

化学方法一般通过添加化学药剂来改变污水中颗粒物质的性质，使其易于沉淀。

常见的化学药剂包括絮凝剂和絮凝剂。

絮凝剂可在污水中形成絮状物质，吸附和凝聚悬浮物，从而加快颗粒物质的沉淀速度。

沉淀剂则能够与污水中的特定离子发生反应，形成不溶性的沉淀物，进而达到沉淀的目的。

二、污水处理工艺流程沉淀处理在污水处理过程中通常是一个重要的工艺环节，其具体应用会因不同的污水种类和处理工艺而有所差异。

下面是一个典型的污水处理工艺流程示例：1. 预处理：在进入沉淀处理之前，需先对污水进行初步处理，去除大颗粒物质和悬浮物等。

常见的预处理方法包括格栅过滤和沉砂池过滤。

2. 沉淀澄清池：在沉淀澄清池中，加入絮凝剂和沉淀剂。

絮凝剂能够凝聚污水中的悬浮物质，使其形成较大的颗粒，便于沉淀。

沉淀剂则会与污水中的特定离子反应，形成不溶性沉淀物。

通过调控污水的流速和水力停留时间，使颗粒物质顺利沉淀，悬浮物质被分离。

3. 出水处理：经过沉淀澄清池处理后，部分清水会从上层流出，称为上清液。

通常需要对上清液进行进一步的处理，比如过滤、消毒等，以确保出水的质量符合要求。

混凝、沉淀和澄清所述沉淀和澄清均指通过投加混凝剂后的混凝沉淀和澄清。

自然沉淀( 澄清 ) 与混凝沉淀( 澄清 ) 有较大区别，本节规定的各项指标不适用于自然沉淀( 澄清 ) 。

9.4.1 关于沉淀和澄清池类型选择的原则规定。

随着净水技术的发展，沉淀和澄清构筑物的类型越来越多，各地均有不少经验。

在不同情况下，各类池型有其各自的适用范围。

正确选择沉淀池、澄清池型式，不仅对保证出水水质、降低工程造价，而且对投产后长期运行管理等方面均有重大影响。

设计时应根据原水水质、处理水量和水质要求等主要因素，并考虑水质、水温和水量的变化以及是否间歇运行等情况，结合当地成熟经验和管理水平等条件，通过技术经济比较确定。

9.4.2 规定了沉淀池和澄清池的最少个数。

在运行过程中，有时需要停池清洗或检修，为不致造成水厂停产，故规定沉淀池和澄清池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于 2 个。

9.4.3 规定了沉淀池和澄清池应考虑均匀配水和集水的原则。

沉淀池和澄清池的均匀配水和均匀集水，对于减少短流，提高处理效果有很大影响。

因此，设计中必须注意配水和集水的均匀。

对于大直径的圆形澄清池，为达到集水均匀，还应考虑设置辐射槽集水的措施。

9.4.4 关于沉淀池积泥区和澄清池沉泥浓缩( 斗 ) 容积的规定。

9.4.5 规定了沉淀池或澄清池设置机械化和自动化排泥的原则。

沉淀池或澄清池沉泥的及时排除对提高出水水质有较大影响。

当沉淀池或澄清池排泥较频繁时，若采用人工开启阀门，劳动强度较大，故宜考虑采用机械化和自动化排泥装置。

平流沉淀池和斜管沉淀池一般常可采用机械吸泥机或刮泥机；澄清池则可采用底部转盘式机械刮泥装置。

考虑到各地加工条件及设备供应条件不一，故条文中并不要求所有水厂都应达到机械化、自动化排泥，仅规定了在规模较大或排泥次数较多时，宜采用机械化和自动化排泥装置。

9.4.6 关于澄清池絮凝区应设取样装置的规定。

为保持澄清池的正常运行，澄清池需经常检测沉渣的沉降比，为此规定了澄清池絮凝区应设取样装置。

水的净化
•定义：
清除水中不好的或不需要的杂质，使水达到纯净的程度。

•四种净化水的方法，原理，作用：
•水净化的方法：
吸附，沉淀，过滤，蒸馏，杀菌
吸附：常用明矾和活性炭，明矾溶于水后形成胶状物吸附水中的悬浮物，活性炭不仅可以吸附水中的悬浮物，还可以吸附在水中有异味的物质和色素沉淀：水中悬浮物别吸附后形成密度大的颗粒，从而使杂质沉淀
过滤：除去水中不溶性的杂质
蒸馏：除去可溶性杂质的方法
杀菌：常用杀毒剂：漂白粉，氯气以及新型消毒剂二氧化氯等
吸附、沉淀、过滤和蒸馏中单一操作净化程度较高的是蒸馏。

综合运用时，按吸附→沉淀→过滤→蒸馏的顺序操作净化效果更好
加絮凝剂（明矾）与活性炭净水的比较：
•自来水厂净化水的过程图及步骤
1、净化过程图
2、自来水净化步骤
①从水库中取水。

②加絮凝剂(主要是明矾)，使悬浮的小颗粒状杂质被吸附凝聚。

③在反应沉淀池中沉降分离，使水澄清
④将沉淀池中流出的较澄清的水通入过滤池中，进一步除去不溶性杂质。

⑤再将水引人活性炭吸附池中，除去水中的臭味和残留的颗粒较小的不溶性杂质。

⑥细菌消毒（常用通入氯气的办法)。

它是一个化学变化过程，因为除去病菌的过程.就是把病菌变成其他物质的过程。

⑦杀菌后的水就是洁净、可以饮用的自来水，通过配水泵供给用户，但水中仍然含有可以溶于水的一些杂质，所以还是混合物。

水处理原理与技术
水处理是指将水中的污染物去除或转化为无害物质的过程。

水处理原理和技术主要涉及物理、化学和生物方法。

物理方法是利用物理作用原理对水中的污染物进行去除。

常见的物理方法有澄清、过滤和沉降。

澄清是通过净化物质或对水进行离心来去除悬浮固体颗粒和浑浊物质。

过滤是利用不同孔径的过滤介质，如砂子、活性炭等，将悬浮物、细菌和病毒等有机物去除。

沉降是利用泥沙颗粒在水中的沉降速度差异，通过重力来分离固体和液体。

化学方法是利用化学反应将有害物质转化为无害物质。

常见的化学方法有氧化、沉淀和中和。

氧化是通过氧化剂如氯气、臭氧等将有机物氧化为二氧化碳和水。

沉淀是通过加入沉淀剂如氢氧化铁、氢氧化钙等，在水中形成不溶性沉淀，从而去除水中的悬浮物和重金属离子。

中和是通过加入酸、碱等中和剂，将水中酸性或碱性物质中和至中性。

生物方法是利用微生物对水中的有机物进行降解和去除。

常见的生物方法有曝气活性污泥法、厌氧消化和生物滤池等。

曝气活性污泥法是利用曝气装置向水中供氧，培养大量的活性污泥，通过污泥中的微生物对有机物进行降解。

厌氧消化是将有机污泥在厌氧条件下分解，产生沼气和稳定的沉淀物。

生物滤池是将水通过填料层，利用附着在填料表面的微生物对水中的有机物进行降解。

综合运用物理、化学和生物方法，可以实现高效的水处理。

不
同的水处理原理和技术根据不同的水源和水质，选择合适的处理方法和工艺，以确保出水达到国家相关标准和要求。

第四章沉淀4-1 水和废水处理的主要单元方法沉淀是水中固体颗粒通过颗粒与水的密度差，在重力作用下与水分离的过程，是水和污水处理中一种常见的工艺。

沉淀所能去除的颗粒尺度在20~100μm以上，水中的胶体物质需先经混凝处理后才能经固液分离操作去除。

4.1.1 沉淀的功能及基本类型1、沉淀和澄清在水处理中的功能（1）给水处理沉淀分离经混凝过程产生的絮体，常采用澄清池以得到澄清的出水，是饮用水处理的一个重要环节，要求浊度<20°（2）城市污水处理一级处理的主要工艺（沉砂、初沉池），控制处理效果。

二级处理中：①作为预处理单元，减轻生物负荷。

②作为二沉池，分离生物处理过程产生的污泥，得到澄清出水③作为浓缩池，降低污泥的含水率，减小其体积，以便于进一步处理处置。

（3）工业废水中作用多样，预处理，中间处理及最终处理均可采用。

一般与混凝工艺联用。

（4）在污水灌溉和氧化塘处理之前——去除粗大悬浮颗粒，稳定水质。

——去除寄生虫卵和堵塞土壤孔隙的物质。

2、沉淀的类型根据沉淀物质的性质、絮凝性、浓度分为四类。

（1）自由沉淀（discrete settling）颗粒在沉淀过程中呈离散状态，其尺寸、质量、形状均不改变，下沉不受干扰。

非絮凝性颗粒、浓度低、颗粒间无絮凝。

颗粒独立完成沉淀过程，其物理性质（形状、大小、比重）不发生变化→颗粒沉速不变。

发生在沉砂池及沉淀池的前期沉淀过程（2）絮凝沉淀（flocculation settling）沉淀过程中，颗粒的尺寸、质量随深度增加而增大，沉速相应提高。

絮凝性颗粒、浓度较低、颗粒间发生絮凝；沉淀过程中其物理性质发生变化→颗粒沉速度加快；发生在水处理沉淀池、污水处理初沉池后期及二沉池的前期沉淀过程。

（3）成层沉淀（zone settling ）又叫拥挤沉淀。

颗粒在水中的浓度较大，下沉过程中彼此干扰，形成清水与浑水的明显界面并逐渐下移。

絮凝性颗粒、浓度较高（矾花浓度≥ 2~3g/L 、活性污泥浓度≥1g/L ）、颗粒间发生絮凝；沉淀过程中颗粒间相互干扰并形成网格状绒体共同下沉→形成清水浑水界面（界面的沉降）；发生在沉淀池后期沉淀过程。