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水环境化学培训课件水环境化学培训课件一、引言（100字）水是人类生活的重要基础资源，而水环境化学作为水质监测与保护的重要工具，有助于提高水环境的质量和保障人类的生活健康。
本课程将介绍水环境化学的基本概念、重要性、应用范围以及相关的分析方法和技术，帮助学员深入了解水环境化学，并能够在实践中运用相关知识。
二、水环境化学基础（300字）2.1 水的基本性质2.1.1 pH值2.1.2 溶解氧2.1.3 水的硬度2.2 水中的化学物质2.2.1 有机物2.2.2 无机物2.2.3 微量元素2.3 水质污染2.3.1 水污染物的来源和分类2.3.2 水质指标和标准三、水环境化学分析方法（500字）3.1 水样采集与处理3.1.1 水样采集方法3.1.2 水样前处理方法3.2 水样分析方法3.2.1 pH值测定方法3.2.2 溶解氧测定方法3.2.3 有机物测定方法3.2.4 无机物测定方法3.3 常用仪器设备3.3.1 pH计3.3.2 溶解氧仪3.3.3 气相色谱质谱联用仪3.3.4 原子吸收光谱仪3.3.5 液相色谱仪四、水环境化学应用（500字）4.1 水环境监测4.1.1 市政供水水质监测4.1.2 水中重金属污染监测4.1.3 水中有机物污染监测4.1.4 水中微量元素监测4.2 水环境保护4.2.1 水污染控制技术4.2.2 水资源管理与保护4.3 水环境修复4.3.1 水体恢复技术4.3.2 水功能区划与评价4.4 水环境化学研究4.4.1 水环境样品分析与数据处理4.4.2 水环境监测方法改进与创新五、案例分析（400字）5.1 某湖泊水环境污染案例分析5.1.1 污染源分析与追踪5.1.2 污染物检测与分析5.1.3 污染治理措施与效果评估5.2 某城市饮用水水源地保护案例分析5.2.1 饮用水水源地特点与保护需求5.2.2 饮用水水源地污染监测5.2.3 饮用水水源地保护措施与管理六、实践操作（200字）6.1 实验前的准备6.2 pH值和溶解氧的测定6.3 有机物的提取与测定6.4 无机物的分析与检测6.5 数据处理与结果分析七、总结与展望（100字）本课程围绕水环境化学的基本理论和技术，介绍了其在水质监测、保护和修复等方面的应用。
29.通过混凝可以去除胶体和悬浮物。
30.硫酸铝混凝作用机理及其与pH值关系：pH ＜3时，简单的水合铝离子起压缩双电层作用；pH =4.5-6.0时，多核羟基络合物起吸附电性中和作用；pH =7.0-7.5时，氢氧化铝聚合物起吸附架桥作用。
31.聚丙烯酰胺（PAM）在碱化条件下可以水解成水解聚丙烯酰胺（HPAM），水解度是指由酰胺基转化为羧基的百分数，一般水解度控制在30-40%。
32.亲水胶体是指吸附层中离子直接与胶核接触，水分子不直接接触胶核。
错误33.根据DLVO理论，加入电解质（混凝剂）后，与反离子同电荷离子浓度升高，双电层压缩，电势降低，稳定性降低，进而使胶体发生凝聚。
34.水的混凝机理主要有双电层压缩机理，吸附电性中和机理，吸附架桥机理，网捕或卷扫机理。
35.聚氯化铝PAC的混凝效果与盐基度有关，溶液中铝离子浓度为0.02 mmol/L，氢氧根浓度为0.03 mmol/L，盐基度B为50%。
盐基度计算公式为：B=[OH]/3[Al]×100%因此溶液的盐基度为B=0.03/(0.02×3)×100%=50%36.有机高分子混凝剂可以分为天然型和人工合成型，其中人工合成型主要包括阴离子型, 阳离子型, 两性型, 非离子型。
37.在混凝过程的混合阶段，速度梯度G一般控制在500~1000 s^(-1)。
38.隔板絮凝池设计流量75000 m^3/d，絮凝池有效容积为1100m^3，絮凝池总水头损失为0.26m，水的粘度取1.005*10^(-6) m^2/s。
（水厂自用水量按5%计）求絮凝池总的平均速度梯度(s^(-1))G45.8和GT55400。
39.关于pH对混凝效果的影响，下列描述正确的是AD。
A. 视混凝剂品种而异B.无机盐水解会造成pH上升，影响水解产物形态C.不同水质和去除对象需要的最佳pH范围相同D.可以通过碱度来调整pH，碱度不够时可以投加石灰40.水温越高，混凝效果越差；浊度越高，混凝效果越好。
错误41.某河水的总碱度为0.2 mmol/L。
采用市售精制硫酸铝（含三氧化二铝约16%）进行混凝，混凝剂投量40 mg/L。
试估算石灰（市售品纯度为50%）投量为（27，55）mg/L42.在混合过程中，常见的混合设备有管式混合, 机械混合, 水泵混合。
43.常见的絮凝反应池主要有水力隔板絮凝池、水力折板絮凝池、机械絮凝池和组合絮凝池等。
第二章沉淀1.沉淀是依靠重力利用颗粒与水的密度之差，将颗粒从水中分离出来的过程。
2.沉淀法一般适用于去除20~100μm以上的微粒。
3.在城市污水的典型处理工艺中，沉砂池的作用是：去除无机物；初沉池的作用是：去除悬浮有机物；二沉池的作用是：活性污泥与水分离。
4.根据悬浮颗粒浓度和性质，沉淀可以分为以下四种类型：自由沉淀、絮凝沉淀、拥挤沉淀、压缩沉淀。
5.在层流区，影响颗粒沉速的因素有：颗粒密度, 水的密度, 颗粒直径。
6.自由沉淀时，沉淀时间和颗粒沉速都与水深有关。
错误。
7.在理想沉淀池中，u0是截留沉速。
沉淀速度大于等于u0的颗粒可以被全部去除。
8.理想沉淀池的颗粒沉淀效率与表面负荷有关。
9.用同样的水样，不同水深的沉淀柱进行沉淀实验，得到的拥挤沉淀过程曲线是相似的，等浓度区的浑液面的下沉速度也完全相同。
正确。
10.表面负荷在数值上等于截留沉速，但含义不同。
11.在絮凝沉淀中，颗粒去除率与以下哪些因素有关：沉速, 深度, 时间。
12.胶体不能直接用沉淀法去除，需经过混凝处理后，使颗粒尺寸变大，才能通过沉淀去除。
13.在絮凝沉淀, 拥挤沉淀, 压缩沉淀的情况下，颗粒在沉淀过程中会相互干扰。
14.在拥挤沉淀中，泥面出现在：压实区与变浓度区；浑液面出现在：等浓度区与清水区。
15.平流沉淀池设计流量为720m^3/h。
要求沉速等于和大于0.4mm/s的颗粒全部去除。
试按理想沉淀条件，求：(1)所需沉淀池平面积（m^2）为：500；沉速为0.1mm/s的颗粒，去除率（%）为：25。
16.竖流式沉淀池的特点是排泥方便, 占地小, 池深较大。
17.脉冲澄清池靠脉冲方式进水，悬浮层发生周期性的收缩和膨胀，不利于颗粒和悬浮层接触。
错误。
18.机械搅拌澄清池的处理效果好，稳定，适应性强，适用于大、中水厂。
但是启动时有时需人工加土和加大加药量。
正确。
19.脉冲澄清池工作稳定、单池面积大、造价低，但周期不易调整。
正确。
20.已知平流沉淀池的长度L=20m，池宽B=4m，池深H=2m。
今欲改装成下向流（即同向流）斜板沉淀池，斜板水平间距10cm，斜板长度l=1m，倾角60度。
如不考虑斜板厚度，当废水中悬浮颗粒的截留速度u_0=1m/h。
那么，改装后沉淀池的处理能力与原有池子比较提高1.93倍；改装后沉淀池中水流的雷诺数Re为40；是原有池子的Re相差0.014倍。
第三章气浮1.气浮是一种可以用于固-液, 液-液分离的方法。
2.气浮用于去除难以通过自然沉淀或上浮去除的悬浮物。
正确。
3.气浮的情况涉及：气、水、固三相介质，每两相之间都存在界面张力，三相界面构成的交界线称为润湿周边。
4.对于亲水性颗粒的气浮，需要投加浮选剂使其表面改性为疏水性后再与气泡粘附。
5.气浮中要求气泡具有一定的分散度，一般要求气泡粒径在100μm以下为好。
正确。
6.在洁净的水中，气泡常不能达到气浮要求的极细分散度，但稳定性好。
错误。
7.在洁净的水中加入起泡剂（一种表面活性物质），可以提高气浮效果。
但起泡剂投加要适量，应综合考虑三个方面的因素气泡稳定性, 水的表面张力, 颗粒的乳化效果来确定其投加量。
8.气浮应用于给水处理的优点是：处理能力比沉淀池强、浮渣含水率低、可以同时去除多种污染物。
正确。
9.平流式气浮池与平流式沉淀池的差异在于平流式气浮池的浮渣从气浮池上面排出，处理水从下面排出。
正确。
10.分别采用回流和不回流加压溶气气浮法将活性污泥混合液从浓度0.3%浓缩到4%。
采用的操作条件如下：最佳气固比A/S = 0.008 ml/mg; 温度20℃；空气在水中的溶解度18.7ml/L；溶气罐空气饱和率0.5；回流溶气水压力275kPa；气浮池表面负荷率8L/(m^2 min)；活性污泥混合液流量400m^3/d。
在不回流条件下，气浮池面积为34.7m^2；在回流条件下，气浮池面积为159.4m^2。
第四章过滤1.水处理中的过滤可以分为慢速过滤和快速过滤，二者对污染物的去除的机理是相同的。
错误。
2.快速过滤时，推动杂质小颗粒迁移的主要机制是：扩散。
3.在普通快滤池的工作中，一个工作周期包括过滤、冲洗、辅助冲洗操作过程。
4.在过滤的开始阶段，对于干净的均匀滤层，水流通过滤层的水头损失与滤速的1次方成正比，这是由于滤层中的水流处于层流状态。
5.普通快滤池的运行方式属于以下哪一种过滤方式：等水头等速过滤。
6.虹吸滤池的运行方式属于以下哪一种过滤方式：变水头等速过滤。
7.在设计滤池的滤料设计滤池面积时，除了要考察不同类别滤料（单层、双层等）正常运行的设计滤速以外，还应考虑在1~2个滤池停产时其余滤池超负荷运行的滤速。
正确。
8.在设计滤池的配水系统时，为了使滤池配水均匀，通常可以采取的方法包括：尽可能增大配水系统中出水孔眼阻力, 尽可能减小配水系统的水力阻抗。
9.在滤池的冲洗过程中，采用气、水反冲洗相对于高速水流反冲洗，一般可以节省冲洗水量，并不易产生滤料的分层现象。
正确。
10.在滤池的冲洗过程中，以下哪些操作因素会影响到滤层的膨胀度：冲洗强度, 水温, 滤料粒径。
11.以下对于虹吸滤池特征的描述，不正确的是：BA采用虹吸原理进水和排走冲洗水，可以节省阀门的设置。
B可以采用小阻力配水系统，也可以采用大阻力配水系统。
C正常过滤时，是变水头等速过滤。
D可以不需要设置冲洗水箱和水泵等反冲洗设备。
12.在虹吸滤池组分格数的设计中，必须要考虑到一格滤池冲洗时，其余滤池的过滤总水量满足该格滤池的反冲洗强度。
正确。
13.以下对于重力式无阀滤池特征的描述，正确的有：节省大型阀门, 冲洗完全自动，操作管理方便, 在滤池冲洗过程中，会浪费一部分澄清的原水。
14.某种滤料的最小流态化冲洗强度q_mf为5L/(m^2•s)，在冲洗强度q_1为8L/(m^2•s)下的膨胀度为9%，若需达到24%的膨胀度，冲洗强度q_2应为13L/(m^2•s)。
在达到流态化后，冲洗强度与膨胀度呈线性关系，按比例计算得答案为13。
15.4.5根据滤料筛分曲线（直线）求得d10=0.4mm，d80=1.8mm，K80=d80/d10=4.5。
16.对于低浊度（＜50NTU）的原水进行过滤时，可以向原水中投加混凝剂，但一定需要设置微絮凝池以形成大致40~60μm的微絮粒，再进入过滤池进行过滤。
错误。
17.普通快速滤池中的配水系统在过滤和冲洗过程中均是滤池的“进水系统”。
错误。
18.滤池的生产能力可以用滤池在一个过滤周期内的产水量除以过滤周期表示。
错误。
19.在普通快滤池的运行过程中，假定滤池内水位和滤速都不变，对于以下滤池总水头的组成部分，不发生变化的有：承托层和配水系统的水头损失，速度水头。
20.以下配水装置中，属于小阻力配水系统的有：钢筋混凝土穿孔滤板, 穿孔滤砖, 滤头。
第六章离子交换1.下列关于离子交换树脂性能指标的描述，不正确的是：BA湿真密度与树脂床的反冲洗强度设计有关。
B全交换容量可以用作树脂床的工作交换容量。
C离子交换树脂在发生离子交换转型后，本身体积会发生变化。
D湿视密度与树脂在交换容器中的用量计算有关。
2.对于强酸性阳离子交换树脂，以下天然水中阳离子与之发生交换的选择性次序最靠前的是：Al3+ 。
3.强碱性和弱碱性阴离子交换树脂对于天然水中常见阴离子交换的选择性顺序无差别，其差异主要存在于全交换容量上。
错误。
4.利用离子交换树脂床去除水中的硬度时，随交换的进行，树脂床中饱和区高度逐渐增加，当饱和区充满整个树脂床时，树脂床的出水中开始出现硬度的泄露。
错误。
5.在用强酸性Na型阳离子树脂软化水时，下列水质指标中不发生变化的有：含盐量的摩尔浓度, 碱度。
6.在RNa和RH 串联的阳离子交换柱软化除碱的过程中，有可能出现出水Na+和K+（浓度之和）超过原水的情况。
正确。
7.对于含有较多Ca2+、SO42-、Mg2+的原水，可以采用弱酸性阳离子交换树脂进行处理。
错误。
8.使用强碱性阴离子交换树脂处理含硅酸盐的原水时，对原水酸碱性的要求为：酸性。
9.在一级复床脱盐工艺中，强酸阳床要设置于强碱阴床之前，其原因有：防止阴床中出现结垢, 有利于阴床除硅, 强酸树脂比强碱树脂抗污染能力强, 减轻CO2对阴床的负担。
10.在逆流式固定床离子交换器的再生过程中，再生液和被处理水的流动方向相反的。
