注冊(cè)環(huán)保工程師專業(yè)講義-水污染防治工程基礎(chǔ)與實(shí)踐

環(huán)保專業(yè)講義（一）水污染防治工程基礎(chǔ)與實(shí)踐目錄第1章污水物理化學(xué)處理工程 6混凝 6.1膠體的基本性質(zhì) 6混凝動(dòng)力學(xué) 6混凝工藝 6混合和絮凝的基本要求和方式 7沉淀 7沉淀原理和分類 7沉淀池 7澄清池 8污泥濃縮 8沉砂 8沉砂目的及原理 8沉砂池的類型及特點(diǎn) 9隔油 9油品在廢水中的狀態(tài)（主要包括四種狀態(tài)） 9隔油原理 9隔油池構(gòu)造和工作原理 9氣浮 10氣浮原理 10氣浮法的分類和適用范圍 10加壓溶氣氣浮法 10氣浮法的優(yōu)缺點(diǎn)（與沉淀法相比） 11氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用 11過濾 11過濾原理 11過濾周期及反沖洗 11濾池的基本構(gòu)造 12濾池的分類 12城市污水三級(jí)處理中過濾單元的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第5冊(cè)規(guī)定） 12壓力濾池和微孔篩濾機(jī) 13吸附 13吸附原理 13吸附等溫線 14吸附速率 14常用吸附劑及影響吸附的主要因素 14吸附操作方式 15吸附床的設(shè)計(jì) 15活性炭吸附法在水處理中的應(yīng)用 15離子交換 16離子交換的基本原理 16離子交換裝置運(yùn)行方式 17離子交換工藝的設(shè)計(jì) 17離子交換法在水處理中的應(yīng)用 18膜分離 18膜分離法的原理及分類 18電滲析 18反滲透 19超濾 20微濾 21中和 22中和的基本原理 22酸堿廢水中和法 22藥劑中和法 22過濾中和法 22化學(xué)沉淀 23化學(xué)沉淀的基本原理 23氫氧化物沉淀法 23硫化物沉淀法 23碳酸鹽沉淀法 231其他沉淀處理法 23化學(xué)沉淀法處理廢水 23氧化還原 24氧化還原法原理 24氧化法 24還原法 26萃取、吹脫和汽提 27萃取法 27吹脫法 27汽提法 281.14消毒 29概述 29氯消毒機(jī)理 29主要消毒方法和機(jī)理 30第2章

污水生物處理工程基礎(chǔ) 32活性污泥法 32活性污泥法的基本工藝流程 32活性污泥增長(zhǎng)曲線 33活性污泥法的性能指標(biāo) 34活性污泥法的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 36曝氣池的需氧量與供氧量 37活性污泥法的工藝流程和運(yùn)行方式 41活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行管理 46生物膜法 46生物膜法的主要影響因素 472.2.3生物膜法的類型及工藝流程 47生物膜法的運(yùn)行管理 54污水生物脫氮除磷 55污水生物脫氮 55污水生物除磷 56同時(shí)生物脫氮除磷典型工藝 56厭氧生物處理 56厭氧生物處理的基本原理 57厭氧生物處理的主要影響因素 57厭氧生物處理工藝的發(fā)展 57厭氧生物處理反應(yīng)器 58水解酸化-好氧生物處理工藝 59厭氧消化設(shè)備的運(yùn)行管理 60污泥處理與處置 60污泥的分類及基本特性 60污泥的濃縮原理及應(yīng)用 61污泥消化原理及應(yīng)用 63污泥脫水原理及應(yīng)用 64污泥的綜合利用與最終處置 65流域水污染防治 65水體的主要污染物及其危害 65河流水體自凈機(jī)理 66流域水污染防治的基本方法 67第3章城市污水處理工程實(shí)踐 68污水收集與提升 68污水的分類 68排水體制的類型及選擇 68污水管網(wǎng)水力計(jì)算及工程設(shè)計(jì) 69污水泵站及污泥泵站的工程設(shè)計(jì) 71污水處理廠總體設(shè)計(jì) 72廠址的確定 72處理方法及處理流程的選擇 72設(shè)計(jì)水量的確定 72污水廠的平面布置與高程布置 72污水處理廠水力流程設(shè)計(jì)原則和方法 73處理工藝與構(gòu)（建）筑物設(shè)計(jì) 73污水處理工藝流程及污水處理的確定 73污水一級(jí)處理工藝流程及構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 74污水二級(jí)處理工藝及構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 75污水深度處理的基本工藝、處理技術(shù)及設(shè)計(jì)要點(diǎn) 81污泥處理工藝流程及主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 82污泥處理工藝與構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 83污水及污泥處理常用儀表與過程控制系統(tǒng) 84污水及污泥處理流程中的計(jì)量和監(jiān)測(cè)儀表 84污水及污泥處理流程中主要控制回程的選擇和設(shè)計(jì)要點(diǎn) 85污水處理廠計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 85污水及污泥處理常用設(shè)備 85污水處理常用設(shè)備 85污泥處理常用設(shè)備 86污水及污泥處理常用設(shè)備造型的要點(diǎn) 86污水及污泥處理常用設(shè)備材質(zhì)的選擇及防腐處理 86污水及污泥處理常用藥劑 86污水混凝沉淀所用藥劑 86污水消毒藥劑 87污泥處理所用藥劑 87第4章

工業(yè)廢水處理工程實(shí)踐 87工業(yè)廢水處理的基本原則 87廢水的分類、來源及特性 87工業(yè)廢水處理設(shè)計(jì)的基本原則、常用方法和應(yīng)用條件 87工業(yè)廢水中主要污染物的處理技術(shù) 87第一類污染物 88第二類污染物 88工業(yè)廢水處理工藝和設(shè)計(jì)方法 90合成氨工業(yè) 90石油煉制工業(yè) 90焦化廢水 90煤氣生產(chǎn)廢水 90紡織印染廢水 90電鍍廢水 90金屬表面處理廢水 90釀造工業(yè) 90第5章污水再生利用工程實(shí)踐 91污水再生利用的必要性和途徑 91污水再生利用的必要性 91污水再生利用的分類 91污水再生利用的途徑 91污水再生利用的處理對(duì)象及典型工藝 91污水再生利用的處理目標(biāo) 91污水再生利用的典型工藝 92單元處理工藝及設(shè)計(jì)要點(diǎn) 92混凝 92固液分離 92砂濾 92活性炭吸附 92臭氧氧化 92膜分離技術(shù) 92第6章污水自然凈化工程實(shí)踐 93人工構(gòu)筑濕地系統(tǒng)污水處理技術(shù) 93人工構(gòu)筑濕地的優(yōu)缺點(diǎn) 93人工構(gòu)筑濕地的類型與構(gòu)成 936作用機(jī)理與凈化效果 93設(shè)計(jì)方法 94濕地系統(tǒng)的進(jìn)出水布置與組合系統(tǒng) 94污水土地處理工程技術(shù) 94優(yōu)點(diǎn)和凈化機(jī)理 94污水土地處理系統(tǒng)的組成 94工藝類型 94污水穩(wěn)定塘處理工程技術(shù) 94第1章污水物理化學(xué)處理工程水中污染物分類：

按污染物在水中的存在狀態(tài)分為：懸浮物、膠體、溶解物

按化學(xué)特性分為：無機(jī)物、有機(jī)物

按處理方法分為：物理法、化學(xué)法、生物法大綱要求：掌握混凝的技術(shù)和方法概念：通過投加混凝劑使水中難以沉淀的膠體物質(zhì)以及細(xì)小的懸浮物聚集成較大的顆粒，使之能與水分離的過程。膠體的表面電荷與膠體的穩(wěn)定性⑴異向絮凝：細(xì)小顆粒在水分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的撞擊下做布朗運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒間碰撞聚集⑵同向絮凝：指由外力所造成的流體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的顆粒撞碰聚集，

外力有兩種方式：機(jī)械攪拌和水力攪拌。

⑶混凝過程的控制指標(biāo)參數(shù)：

在水處理中，使膠體脫穩(wěn)的過程稱為“凝聚”，脫穩(wěn)膠體相互聚集的過程稱為“絮凝”，混凝是兩者的統(tǒng)稱。凝聚的設(shè)備為混合設(shè)備，絮凝的設(shè)備為絮凝池，要掌握其控制參數(shù)

混合池：速度梯度G=500～1000S-1，水力停留時(shí)間T=10～60S，GT=（1～3）×104

絮凝池：G=20～70S-1，水力停留時(shí)間T=15～20S，GT=104～105⑴混凝機(jī)理：

①電性中和：

由于異號(hào)離子、異號(hào)電荷或高分子帶異號(hào)電荷部位與膠核表面的靜電吸附，中和了膠體原來所帶電荷，從而使膠體脫穩(wěn)。

②吸附架橋：

利用高分子的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)來連接膠粒形成“膠粒-高分子-膠?！钡男鯛铙w。

③沉淀物的卷掃（網(wǎng)捕）：

以鋁鹽和鐵鹽為滋凝劑時(shí)，所產(chǎn)生的氫氧化鋁和氫氧化鐵在沉淀過程中，能夠以卷掃（網(wǎng)捕）形成，使水中的膠體微粒隨其一起下沉。

關(guān)于混凝工藝今年考了一道題：題目是陰離子型有機(jī)高分子絮凝劑去除水中膠體粒子的主要作用機(jī)理：選項(xiàng)為a壓縮雙電層；b電性中和；c吸附架橋；d沉淀網(wǎng)捕，根據(jù)教材中29至31頁的內(nèi)容可知應(yīng)該選擇c吸附架橋，即投加的有機(jī)高分子絮凝劑的某一基團(tuán)與膠粒表面某一部位互相吸附后，該高分子的其余部位則伸展在溶液中，可以與表面有空位的膠粒吸附，這樣形成了一個(gè)“膠粒-高分子-膠?！钡男鯛铙w，高分子起到了對(duì)膠粒進(jìn)行架橋連接的作用。

⑵影響混凝的主要因素：

①水溫：水溫低影響混凝效果

②PH值：對(duì)于不同混凝劑的影響程度不同

③堿度：應(yīng)保證一定的堿度

④水中雜質(zhì)的性質(zhì)、組成和濃度：大小不一的顆粒有利于凝聚

⑶混凝劑的配制與投加：

①混凝劑與助凝劑：

助凝劑是為了改善或強(qiáng)化混凝過程而投加的一些輔助藥劑。

②混凝劑的配制與投加

溶解池（儲(chǔ)液池）容積：W1=（0.2～0.3）W2

溶液池容積：

計(jì)量設(shè)備：定量投藥泵、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、電磁流量計(jì)、孔口計(jì)量設(shè)備等

藥劑投加：重力投加、壓力投加

影響混合的因素：藥劑的品種、濃度、原水的溫度、水中顆粒的性質(zhì)和大小等，混合方式基本上可分為水力混合和機(jī)械攪拌混合兩類。

完成絮凝的兩個(gè)主要條件：具有充分絮凝能力的顆粒和保證顆粒獲得適當(dāng)?shù)呐鲎步佑|而不致破碎的水力條件。大綱要求：掌握沉淀、澄清及污泥濃縮的技術(shù)和方法沉淀原理和分類⑴沉淀原理：

利用某些懸浮顆粒的密度大于水的特性，將其從水中去除。

⑵沉淀分類

①自由沉淀②絮凝沉淀③擁擠沉淀④壓縮沉淀

在城市污水處理流程中，在沉砂池中砂粒的沉淀一般為自由沉淀，活性污泥在二沉池中為絮凝沉淀，二沉池下部污泥的沉淀為擁擠沉淀，活性污泥在污泥濃縮池中的濃縮過程為壓縮沉淀，這部分內(nèi)容今年也出了一道題目，題目的內(nèi)容大致是關(guān)于沉淀分類的論述哪一項(xiàng)是正確的：4個(gè)選項(xiàng)內(nèi)容為：a沉砂池是自由沉淀；b混凝沉淀為絮凝沉淀；c二沉池底部應(yīng)該是壓縮沉淀，與污泥濃縮池一樣；d濃縮池是壓縮沉淀，從選項(xiàng)內(nèi)容來看，abd都是正確的，c選項(xiàng)中二沉淀下部污泥的沉淀為擁擠沉淀，不是壓縮沉淀，所以c錯(cuò)誤。

⑶沉淀顆粒的沉速

低流速的離散性顆粒，在水中受到重力、浮力和水的阻力三個(gè)力的作用，其合力決定顆粒在水中的加速度和沉速。

⑷沉淀試驗(yàn)

①自由沉淀試驗(yàn)

②絮凝沉淀（干擾沉淀）試驗(yàn)

③擁擠沉淀試驗(yàn)⑴沉淀池的分類

按池內(nèi)水流方向的不同，可以分為平流式沉淀池、輻流式沉淀池和豎流式沉淀池

按在工藝流程中位置不同，可分為初沉池和二沉池

按截除顆粒沉降距離不同，可分為一般沉淀池和淺層沉淀池

⑵平流式沉淀池：

①構(gòu)造：進(jìn)水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置

②平流式沉淀池的工作原理

掌握沉淀池的設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)靜置沉淀試驗(yàn)所求得的沉速和表面負(fù)荷等數(shù)據(jù)來計(jì)算。（P41～P42的公式）

掌握污泥區(qū)的計(jì)算公式

緩沖水層（位于污泥區(qū)和澄清區(qū)之間）的深度可取0.3～

沉淀池的個(gè)數(shù)宜在2個(gè)以上。

③掌握平流式沉淀池的進(jìn)出水裝置和排泥斗形式以及平流式沉淀池的設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的選擇（見第三章內(nèi)容）

④平流沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)

⑶輻流式沉淀池

可作為初沉池或二沉池

①構(gòu)造

②優(yōu)缺點(diǎn)

③設(shè)計(jì)要求和參數(shù)選擇（掌握設(shè)計(jì)參數(shù)）

⑷豎流式沉淀池

掌握設(shè)計(jì)要求和參數(shù)選擇：例如設(shè)計(jì)中心管流速不大于30mm/s等

⑸斜板（管）沉淀池

①分類：側(cè)向流、同向流、異向流斜板（管）沉淀池

②掌握設(shè)計(jì)要求和參數(shù)的選擇

③掌握其應(yīng)用條件：例如其不宜作為二沉池使用，主要原因是活性污泥的黏度大，易因污泥的黏附而影響沉淀效果。⑴原理

是利用高濃度的活性泥渣層的接觸絮凝作用，將水中雜質(zhì)阻留，使水得到澄清。

⑵類型與特點(diǎn)

①循環(huán)（回流）泥渣型澄清池

是利用機(jī)械或水力的作用，使部分沉淀泥渣循環(huán)回流以增加和水中雜質(zhì)的接觸碰撞和吸附機(jī)會(huì)，提高混凝的效果。

包括機(jī)械攪拌澄清池和水力循環(huán)澄清池等

a機(jī)械攪拌澄清池

特點(diǎn)：?jiǎn)挝幻娣e處理量較大，但設(shè)備的日常管理和維修工作量較大，適用于較大的處理規(guī)模。

適用條件：無機(jī)械刮泥時(shí)，進(jìn)水濁度一般不超過500度，有機(jī)械刮泥時(shí)，一般為500～3000度

b水力循環(huán)澄清池

由于絮凝不夠充分，對(duì)水質(zhì)和水溫適應(yīng)能力較差，目前應(yīng)用不太多，適用于中、小型處理規(guī)模。

②懸浮泥渣型澄清池

工作原理：是使上升水流的流速等于絮粒在靜水中靠重力沉降的速度，絮粒處于既不沉淀又不隨水流上升的懸浮狀態(tài)，當(dāng)絮粒集結(jié)到一定厚度時(shí)，就構(gòu)成泥渣懸浮層，原水通過時(shí)，水中雜質(zhì)與絮粒碰撞接觸，并被懸浮泥渣層的絮粒吸附、過濾而截留下來。

包括懸浮澄清池和脈沖澄清池等。

a懸浮澄清池

適用于中、小處理規(guī)模，對(duì)進(jìn)水水量、水溫及加藥量較敏感，可建成單層式或雙層式，單層式適用于原水濁度長(zhǎng)期低于3000度以下，雙層式可適用原水濁度超過3000度左右。單池面積不宜超過150m2

b脈沖澄清池

澄清效率高，具有脈沖的快速混合、緩慢充分的絮凝、大阻力配水系統(tǒng)而使布水較均勻、水流垂直上升和池體利用較充分等優(yōu)點(diǎn)，多用于處理原水濁度小于3000度的水。

一般脈沖澄清池的脈沖周期可采用30～40s，充放時(shí)間比為3：1～4：1其工藝有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮三種方式，國(guó)內(nèi)一般采用重力濃縮。

⑴濃縮的目的

污泥的含水率非常高，達(dá)95%以上，因而其體積非常大，濃縮的目的在于減容，例如含水率由99%降到96%時(shí)，體積可減小3/4，可為后續(xù)的污泥處理創(chuàng)造條件。

⑵重力濃縮池

①間歇式

②連續(xù)式

⑶重力濃縮池的設(shè)計(jì)

其工藝設(shè)計(jì)見第3章。大綱要求：掌握沉砂的技術(shù)和方法沉砂目的及原理目的是在泵站或初沉池前去除城市污水比重約為2.65的砂粒以及工業(yè)廢水中的金屬粉粒等比重較大的無機(jī)顆粒物，以減輕顆粒物對(duì)泵和管道的磨損以及減輕初沉池的負(fù)荷，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行。（顆粒物的沉淀為自由沉淀）沉砂池的類型及特點(diǎn)⑴平流沉砂池構(gòu)造：由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成。污水在沉淀區(qū)水平流動(dòng)，通過控制流速等參數(shù)理論上讓無機(jī)顆粒進(jìn)行自由沉淀。設(shè)計(jì)參數(shù)：設(shè)計(jì)流量、水平流速、水力停留時(shí)間、沉砂池有效水深、分格數(shù)、每一格沉砂池的寬度、沉砂量以及沉砂池超高等，第3章進(jìn)行講解。⑵曝氣沉砂池原理：利用側(cè)向鼓入的空氣的作用使池內(nèi)水做旋流運(yùn)動(dòng)，增加了無機(jī)顆粒之間的互相碰撞、磨擦的機(jī)會(huì)和強(qiáng)度，導(dǎo)致顆粒表面附著的有機(jī)物脫落，比重大的被甩向池的外側(cè)下沉，而比重較輕的有機(jī)物則被水流帶走，克服了平流沉砂池中約夾雜有15%有機(jī)物的缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)參數(shù)：最大旋流速度（0.25～0.3m/s）、水平前進(jìn)流速（0.06～0.12m/s）、停留時(shí)間（1～2min）、有效水深（2～3m）、寬深比（1.0～1.5）、長(zhǎng)寬比（5）和曝氣量（0.1～0.2m3/m3污水）等，具體在第3章講解。⑶鐘式沉砂池是旋流沉砂池的一種，目前應(yīng)用較廣泛，利用機(jī)械力控制沉砂池內(nèi)水流流態(tài)與流速，加速砂粒的沉淀，污水由流入口切線方向流入沉砂區(qū)，利用電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置帶動(dòng)葉片將比重大的砂粒在離心力的作用下甩向池壁，掉入砂斗，有機(jī)物則留在污水中。最佳沉砂效果可由調(diào)整轉(zhuǎn)速來控制。關(guān)于沉砂池的內(nèi)容07年的考試內(nèi)容也有涉及，是關(guān)于曝氣沉砂池的三道連鎖題，第一道是有關(guān)曝氣沉砂池的參數(shù)論述，這個(gè)內(nèi)容好查，在設(shè)計(jì)規(guī)范中有，第二道是計(jì)算供氧量，第三題記不清了，這幾道題的計(jì)算過程應(yīng)參照本書285頁的內(nèi)容，咱們第三章再詳細(xì)學(xué)習(xí)。另外，本節(jié)也可能出這樣的題，如題目為：沉砂池的主要功能是（）。A．去除密度較大的有機(jī)顆粒B．去除密度較小的有機(jī)顆粒C．去除密度較小的無機(jī)顆粒D．去除密度較大的無機(jī)顆粒從本書50頁的內(nèi)容可知應(yīng)選D，去除密度較大的無機(jī)顆粒。大綱要求：掌握隔油的技術(shù)和方法含油廢水主要來源于石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發(fā)生站、機(jī)械加工等。油品在廢水中的狀態(tài)（主要包括四種狀態(tài)）⑴懸浮狀態(tài)：油珠粒徑一般大于100μm⑵乳化狀態(tài)：油珠粒徑小于10μm，一般為0.1～2μm⑶溶解狀態(tài)：油珠粒徑比乳化狀態(tài)的小，有的可小到幾納米，溶于水⑷重油：可用沉淀法去除比重大于1的重油對(duì)于含油廢水的處理，一般采用重力分離法去除懸浮狀態(tài)的油和重油，其構(gòu)筑物為隔油裝置，對(duì)于乳化狀態(tài)的油一般采用破乳—混凝—?dú)飧」に囘M(jìn)行處理。隔油原理粒徑較大的浮油的上浮規(guī)律遵從斯托克斯公式，應(yīng)掌握公式中參數(shù)的確定。隔油池構(gòu)造和工作原理⑴平流式隔油池廢水從池的一端流入，從另一端流出，其中比重小于1且粒徑較大的油珠上浮到水面上，而比重大于1的雜質(zhì)則沉于池底，上浮的油可油刮板刮到出水端，由集油管排出，沉渣則可通過排泥管排出。優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于運(yùn)行管理，除油效果穩(wěn)定，缺點(diǎn)是池體大，占地面積多。⑵斜板隔油池采用波紋形斜板，廢水沿板面向下流動(dòng)，從出水堰排出，水中的油珠沿板的下表面向上流動(dòng)，然后經(jīng)集油管收集排出，水中的懸浮物沉降到板上表面，落到池底可經(jīng)排泥管排出。目前我國(guó)一些含油廢水處理站，多采用這種形式的隔油池。隔油池的設(shè)計(jì)參數(shù)⑴平流式隔油池（去除油珠粒徑不小于150μm）污水停留時(shí)間（1.5～2h），污水的水平流速（2～5m/s），單格池寬不大于6m，長(zhǎng)寬比不小于4，有效水深不應(yīng)大于2m，超高不小于0.4m，刮泥機(jī)的刮板移動(dòng)速度不大于2m/min，排泥管的直徑不小于200mm，集油管直徑宜為200～300mm，池底坡度為0.01～0.02，污泥斗傾角為45°，考慮加熱及滅火設(shè)施。⑵斜板隔油池（去除油珠粒徑不小于80μm）表面水力負(fù)荷（0.6～0.8m3/m2h），斜板的凈距為40mm左右且傾角不應(yīng)小于45°。大綱要求：掌握氣浮的技術(shù)要點(diǎn)氣浮原理⑴向水中通入空氣，產(chǎn)生微細(xì)的氣泡，使水中的細(xì)小懸浮物黏附在空氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成浮渣，達(dá)到去除水中懸浮物，改善水質(zhì)的目的。⑵氣浮的影響因素及提高氣浮效果的措施氣泡直徑越小，數(shù)量越多，氣浮的效果越好；水中的無機(jī)鹽類會(huì)加速氣泡的破裂和合并，降低氣浮效果；投加混凝劑會(huì)促進(jìn)懸浮物凝聚，使其黏附在氣泡而上浮；可加入浮選劑使親水性顆粒表面轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)而黏附在氣泡上，隨氣泡上浮。氣浮法的分類和適用范圍⑴分類：①電解氣浮法：運(yùn)行時(shí)借助電極解作用，在兩個(gè)電極區(qū)不斷產(chǎn)生氫、氧和氯氣等微氣泡，廢水中的懸浮顆粒黏附于氣泡上上浮到水面而被去除。工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備小，但電耗大。②散氣氣浮法：是空氣通過微細(xì)孔擴(kuò)散裝置或微孔管或葉輪后，以微小氣泡的形式分布在污水中進(jìn)行氣浮處理的過程。優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單易行。缺點(diǎn)：氣泡較大，氣浮效果不好。③溶氣氣浮法：包括加壓溶氣氣浮和溶氣真空氣浮，加壓溶氣氣浮是空氣在加壓條件下溶于水中，而在常壓下析出。（國(guó)內(nèi)外較常用）溶氣真空氣浮是空氣在常壓或加壓條件下溶于水中，在負(fù)壓條件下析出。⑵（氣浮法）適用范圍：①分離懸浮油和乳化油②可代替活性污泥法的二沉池對(duì)曝氣池出流混合液進(jìn)行固液分離③可分離工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)（如紙漿）④可分離以分子或離子狀態(tài)存在的物質(zhì)（如金屬離子、表面活性物質(zhì)等）加壓溶氣氣浮法⑴系統(tǒng)組成：包括溶氣系統(tǒng)、空氣釋放裝置、氣浮池。⑵工藝流程分類：①全溶氣流程②部分溶氣流程③回流加壓溶氣流程⑶溶氣方式：水泵吸水管吸氣溶氣方式、水泵壓水管射流溶氣方式和水泵-空氣壓縮機(jī)組合溶氣方式。⑷加壓溶氣氣浮的優(yōu)點(diǎn)：①加壓情況下，水中空氣溶解度大，能提供足夠的溶氣量，以滿足不同的氣浮要求；②突然減壓釋放產(chǎn)生的氣泡直徑小（20～100），粒徑均勻，微氣泡上浮穩(wěn)定，對(duì)液體的擾動(dòng)小，特別適用于松散絮體和細(xì)小顆粒的固液分離；③流程簡(jiǎn)單，維護(hù)管理方便。⑸氣浮池形式：①平流式氣浮池：被處理的廢水由池一端的下部進(jìn)入接觸區(qū)，微氣泡與廢水進(jìn)行均勻混合，使其中的懸浮顆粒黏附于氣泡上，廢水經(jīng)隔板進(jìn)入氣浮分離區(qū)進(jìn)行分離后，水中污染物隨氣泡一起上浮到水面上，經(jīng)刮渣設(shè)備刮除。優(yōu)點(diǎn)：池身淺，造價(jià)低，構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便缺點(diǎn)：分離區(qū)容積利用率不高。②豎流式氣浮池：優(yōu)點(diǎn)：接觸區(qū)在池中央，水流向四周分散，水力條件比平流式好，缺點(diǎn)：構(gòu)造較復(fù)雜。⑹設(shè)計(jì)參數(shù)：有效水深、表面負(fù)荷、接觸區(qū)上端和下端的水流上升速度、分離區(qū)向下的流速、氣固比、氣浮過程中空氣的實(shí)際用量、回流比、減壓釋放出的微氣泡直徑等。氣浮法的優(yōu)缺點(diǎn)（與沉淀法相比）⑴優(yōu)點(diǎn)：氣浮過程中增加了水中的溶解氧，浮渣含氧，不易腐化，有利于后續(xù)處理；氣浮池表面負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，池深淺，體積小；浮渣含水率低，排渣方便；投加絮凝劑處理廢水時(shí)，所需的藥量較少。⑵缺點(diǎn)：耗電多，比每立方米廢水比沉淀法多耗電0.02～0.04KWh，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用偏高；廢水懸浮物濃度高時(shí)，減壓釋放器容易堵塞，管理復(fù)雜。氣浮法在廢水處理中的應(yīng)用在石油化工、紡織、印染、機(jī)械化工、拆船和食品等行業(yè)的廢水處理中得到應(yīng)用，另外在淋浴廢水和城市污水處理中的應(yīng)用亦增多。⑴用于含油廢水處理⑵羽毛清洗廢水處理某體育用品廠為處理羽毛清洗廢水所選用的氣浮池的參數(shù)為：溶氣壓力0.4MPa，回流比30%，HRT60min。經(jīng)氣浮處理后，廢水中的COD、BOD和SS等大大減少，滿足排放要求。

關(guān)于氣浮內(nèi)容較多，有可能出題，例如某一題目為：實(shí)現(xiàn)氣浮法不需具備的條件是（）。A．向廢水提供充足的微細(xì)氣泡B．使廢水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài)C．使氣泡與懸浮物質(zhì)產(chǎn)生黏附作用D．使用可提高懸浮顆粒表面水密性的助凝劑從本節(jié)內(nèi)容可知D是不需具備的條件，為正確答案。大綱要求：掌握過濾的過程和方法過濾原理主要包括遷移、附著和脫附三個(gè)過程。過濾周期及反沖洗⑴過濾周期工程應(yīng)用中，設(shè)計(jì)和運(yùn)行是以水頭損失來控制過濾周期，當(dāng)濾料的水頭損失達(dá)到最大允許值時(shí)，就停止過濾，沖洗濾池。⑵反沖洗的方法①單獨(dú)用水反沖洗：用高速水流沖洗優(yōu)點(diǎn)：只需一套反沖洗系統(tǒng)。缺點(diǎn)：沖洗耗水量大，當(dāng)沖洗強(qiáng)度控制不當(dāng)時(shí)，可能產(chǎn)生礫石承托層松動(dòng)，沖洗后濾料因水力分級(jí)呈上細(xì)下粗的分層結(jié)構(gòu)狀態(tài)。②氣水聯(lián)合反沖洗：采用空氣和水流同時(shí)沖洗。優(yōu)點(diǎn)：沖洗效果好，耗用水量少小，沖洗過程中不需濾層流化。缺點(diǎn)：需增加空氣系統(tǒng)，與單獨(dú)用水沖洗相比所需設(shè)備較多。③帶表面輔助沖洗的水反沖洗在濾層表面設(shè)置高速水沖洗系統(tǒng)，利用高速水流對(duì)表層濾料加以攪動(dòng)，增加濾料顆粒的碰撞機(jī)會(huì)，利用高速水流的剪切作用來提高反沖洗效果。濾池的基本構(gòu)造主要由濾料層、配水系統(tǒng)和承托層組成。⑴濾料層①顆粒濾料過濾廢水處理中可用石英砂、無煙煤、陶粒、纖維球、聚氯乙烯球等作為濾料。例如以石英砂作濾料時(shí)，砂粒徑為0.5～2.0mm，該值大于給水濾池的石英砂粒徑（0.5mm）；反沖洗強(qiáng)度可取18～20L/m2/s，亦大于給水過濾時(shí)的12～15L/m2/s。廢水懸浮物濃度高時(shí)，為了提高濾池的納污量，延長(zhǎng)過濾周期，可采用粗濾料、雙層或三層濾料和上向流濾池。處理廢水的上向流濾池為下部進(jìn)水，上部出水，各層濾料截污力能完全發(fā)揮，水頭損失上升緩慢。例如，處理廢水的某上向流濾池的濾料級(jí)配由上而下分別為：上部細(xì)砂層，砂粒徑為1～2mm，層厚1500mm；中部砂層，砂粒徑為2～3mm，層厚300mm；下部粗砂層，砂粒徑10～16mm，層厚100mm。②多孔濾料過濾去除毛紡、化纖和造紙等行業(yè)廢水中的懸浮細(xì)纖維而采用的篩網(wǎng)過濾即為多孔濾料過濾。⑵配水系統(tǒng)和承托層配水系統(tǒng)一般分為大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)兩類。承托層一般是配合管式大阻力配水系統(tǒng)使用，若采用中小阻力配水系統(tǒng)，且配水孔眼數(shù)量多、尺寸小，配水本身已很均勻，濾料本身不會(huì)從孔眼漏掉的話，承托層可以適當(dāng)減小或省去。濾池的分類濾池按濾料組成分為：?jiǎn)螌訛V料、雙層濾料、多層濾料及混合濾料濾池。按水流方向分為：下向流、上向流、雙向流和輻向流濾池。按濾速大小分為：慢濾池、快濾池和高速濾池。按濾池的布置或構(gòu)造分為：普通快濾池、雙閥濾池、無閥濾池、虹吸濾池、移動(dòng)沖洗罩濾池和V型濾池。按過濾驅(qū)動(dòng)力分為：重力濾池、壓力濾池。城市污水三級(jí)處理中過濾單元的設(shè)計(jì)要點(diǎn)（給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第5冊(cè)規(guī)定）⑴濾池的反沖洗三級(jí)處理中對(duì)濾池反沖洗的要求高，建議采用氣、水反沖洗與表面沖洗相結(jié)合的聯(lián)合反沖洗方式。⑵濾池池型避免選用虹吸濾池等反沖洗能力較差的池型，而應(yīng)優(yōu)考慮選用移動(dòng)沖洗罩濾池、V型濾池和T型濾池等表面沖洗能力較強(qiáng)的池型。由于雙閥濾池和四閥濾池具有技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、操作可靠等優(yōu)點(diǎn)，常被采用。⑶濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)與給水處理中濾池的設(shè)計(jì)參數(shù)相比，在城市污水三級(jí)處理中濾層的厚度和濾料粒徑都較大，但濾速則略小。在城市污水三級(jí)處理中過濾單元的主要設(shè)計(jì)參數(shù)主要為：①濾層主要有效粒徑、濾層厚度、不均勻系數(shù)，當(dāng)濾料不同時(shí)，參數(shù)也有變化②濾速：6～10m3/m2h③反沖洗：采用氣水聯(lián)合反沖、水沖洗和表面沖洗時(shí)分別有不同的參數(shù)。④工作周期：≤12h壓力濾池和微孔篩濾機(jī)⑴壓力濾池是一個(gè)密閉的鋼罐，里面裝有和快濾池相似的配水系統(tǒng)和濾料等，在壓力下操作運(yùn)行。在小規(guī)模的中水處理流程中過濾單元多采用壓力濾罐，其特點(diǎn)是占地少，建設(shè)周期短，有定型產(chǎn)品，且運(yùn)行管理方便。⑵微孔篩濾機(jī)是利用微孔篩濾網(wǎng)進(jìn)行固液分離，過濾機(jī)理主要是機(jī)械篩濾作用。特點(diǎn)是占地面積小，處理量大，操作管理方便，在啤酒生產(chǎn)廢水的預(yù)處理中獲得廣泛應(yīng)用。設(shè)計(jì)參數(shù)：濾網(wǎng)孔徑為35～60μm，水力負(fù)荷：0.1～0.4m3/m2min，水頭損失小于0.3～0.5m，反沖洗水量占總濾水量的1%～3%。

過濾的內(nèi)容非常重要，在給水處理以及城市污水三級(jí)處理中都要用到濾池的設(shè)計(jì)，所以要認(rèn)真復(fù)習(xí)。出題時(shí)可能出敘述性的，也有可能結(jié)合后續(xù)章節(jié)出一些設(shè)計(jì)性的題目等。應(yīng)將本節(jié)內(nèi)容結(jié)合后續(xù)章節(jié)進(jìn)行復(fù)習(xí)。例如某一不定項(xiàng)選擇題，題目為：多孔材料過濾具有的優(yōu)點(diǎn)是（）。A．簡(jiǎn)單、高效B．不加化學(xué)藥劑、運(yùn)行費(fèi)低C．占地面積小D．維修方便從過濾的基礎(chǔ)知識(shí)可知，ABCD四個(gè)選項(xiàng)都是正確的。另一道不定項(xiàng)選擇題，題目?jī)?nèi)容是：顆粒材料過濾濾料可采用（）。A．石英砂、無煙煤、陶粒B．大理石、白云石C．石榴石、磁鐵礦石D．纖維球、聚氯乙烯或聚丙烯球?qū)W習(xí)過本節(jié)內(nèi)容可知，廢水處理中最常用的是濾料是石英砂，此外常用于雙層和多層濾料中的還有無煙煤、磁鐵礦、石榴石、金剛砂等，輕質(zhì)濾料可以采用，聚氯乙烯球等，所以本題的正確答案是ABCD，即，題目中所列出的均可以作為顆粒材料過濾濾料。大綱要求：熟悉吸附的技術(shù)和方法，了解主要吸附劑的性能和影響因素吸附：溶液中的物質(zhì)由一相向某種適宜的另一相界面上積累的過程。在廢水處理中，用吸附作用來去除廢水中的污染物質(zhì)時(shí)，一般都是通過固液界面的吸附來實(shí)現(xiàn)的，具吸附能力的多孔性固體物質(zhì)稱為吸附劑。吸附原理吸附是一種在兩相界面上發(fā)生的表面現(xiàn)象，與物質(zhì)表面張力和表面能的變化有關(guān)，符合熱力學(xué)第二定律，可用吉布斯方程式表示：式中，若某溶質(zhì)能降低溶液的表面張力，即為負(fù)值，為正值，產(chǎn)生正吸附，若某溶質(zhì)能增加溶液的表面張力，則為正值，為負(fù)值，產(chǎn)生負(fù)吸附，稱為解吸。

吸附的類型⑴物理吸附：特點(diǎn)是吸附熱較小，低溫就能進(jìn)行，吸附是可逆的，吸附基本沒有選擇性。⑵化學(xué)吸附：特點(diǎn)是吸附熱較大一般在較高溫度下進(jìn)行；當(dāng)化學(xué)鍵力大時(shí)，吸附是不可逆的；吸附有選擇性，一種吸附劑只對(duì)某種或幾種吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)吸附。⑶離子交換吸附：水處理中，吸附往往是由上述3種吸附綜合作用的結(jié)果，但由于吸附質(zhì)和吸附劑的不同以及其他因素的影響，可能某種吸附是主要的。吸附等溫線在溫度一定的條件下，吸附容量隨吸附質(zhì)平衡濃度的增大而提高，吸附容量隨平衡濃度而變化的曲線稱為吸附等溫線。常見的吸附等溫線有Ⅰ型和Ⅱ型兩種類型。Ⅰ型吸附等溫線與朗格謬爾和弗蘭德利希吸附等溫式相對(duì)應(yīng)，Ⅱ型吸附等溫線與BET等溫式相對(duì)應(yīng)。應(yīng)理解這幾個(gè)公式，并掌握公式中各參數(shù)的計(jì)算過程。吸附速率吸附速率是指單位重量的吸附劑在單位時(shí)間內(nèi)所吸附的吸附質(zhì)質(zhì)量。吸附速率越快，吸附質(zhì)與吸附劑接觸時(shí)間就越短，所需的吸附設(shè)備容積也就越小。吸附速率取決于吸附質(zhì)的傳質(zhì)過程，對(duì)于多孔吸附劑，傳質(zhì)分為以下三步：①吸附質(zhì)從溶液主體擴(kuò)散到吸附劑外表面，這是吸附質(zhì)透過吸附劑表面液膜的傳質(zhì)簡(jiǎn)稱外擴(kuò)散；②吸附質(zhì)由吸附劑顆粒的外表面，經(jīng)顆粒內(nèi)的細(xì)孔擴(kuò)散到顆粒的內(nèi)表面，簡(jiǎn)稱內(nèi)擴(kuò)散；③吸附質(zhì)在吸附劑的表面上被吸附。常用吸附劑及影響吸附的主要因素⑴常用吸附劑活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、活性白土、硅藻土、腐殖質(zhì)酸、焦炭、木炭、木屑、爐渣和粉煤灰等，應(yīng)用較多的是活性炭。⑵活性炭的特性①活性炭的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)活性炭具有巨大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)。比表面積可達(dá)500～1700m2/g，其中小孔容積一般為0.15～0.9ml/g，表面積占比表面積的95%以上，過渡孔容積一般為0.02～0.1ml/g，表面積占比表面積的5%左右，而大孔容積一般為0.2～0.5ml/g，表面積很小，只有0.5～2m2/g。②活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)由于活性炭表面有—OH基等，所以具有一些極性。⑶影響活性炭吸附的主要因素①活性炭吸附劑的性質(zhì)其表面積越大，吸附能力就越強(qiáng)；活性炭是非極性分子，易于吸附非極性或極性很低的吸附質(zhì)；活性炭吸附劑顆粒的大小，細(xì)孔的構(gòu)造和分布情況以及表面化學(xué)性質(zhì)等對(duì)吸附也有很大的影響。②吸附質(zhì)的性質(zhì)取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度、附質(zhì)的濃度等。③廢水PH值活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。PH值會(huì)對(duì)吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產(chǎn)生影響，從而影響吸附效果。④共存物質(zhì)共存多種吸附質(zhì)時(shí)，活性炭對(duì)某種吸附質(zhì)的吸附能力比只含該種吸附質(zhì)時(shí)的吸附能力差。⑤溫度溫度對(duì)活性炭的吸附影響較?、藿佑|時(shí)間應(yīng)保證活性炭與吸附質(zhì)有一定的接觸時(shí)間，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。吸附操作方式⑴靜態(tài)吸附適用于處理水量小或吸附劑性質(zhì)特殊的情況下。⑵動(dòng)態(tài)吸附廢水在流動(dòng)時(shí)進(jìn)行的吸附為動(dòng)態(tài)吸附，其工藝可分為固定床、移動(dòng)床、流化床三種。固定床：在水處理工藝中常用。由于處理水量、原水水質(zhì)和處理出水水質(zhì)指標(biāo)的不同，工程中可采用單床、多床串聯(lián)和多床并聯(lián)等三種操作方式。移動(dòng)床和流化床在廢水處理中應(yīng)用較少。吸附床的設(shè)計(jì)⑴吸附試驗(yàn)①確定吸附容量試驗(yàn)主要是確定吸附容量公式中各參數(shù)關(guān)系并求出相應(yīng)的吸附等溫線。②確定吸附速率試驗(yàn)測(cè)定不同時(shí)間水樣中溶質(zhì)濃度，直到濃度不再變化為止，根據(jù)數(shù)據(jù)求出吸附速率。③裝置試驗(yàn)選用直徑為100～150mm、高為1.5～2.5m的吸附柱裝置，吸附劑層厚度約1.0～1.5m?？蛇M(jìn)行多床串聯(lián)試驗(yàn)，并繪制穿透曲線，利用此曲線確定使吸附容量得以充分利用的吸附操作方式。⑵主要設(shè)計(jì)參數(shù)包括吸附塔直徑（1～3.5m）、充填層厚度（3～10m）、充填層與塔徑之比（1：1～4：1）、活性炭粒徑（0.5～2.0mm）、接觸時(shí)間（10～50min）、容積線速度、過濾線速度（升流式：9～25m/h，降流式：7～12m/h）、反沖洗線速度、反沖洗時(shí)間（3～8min）、反沖洗周期（8～72h）、反沖洗膨脹率等?；钚蕴课椒ㄔ谒幚碇械膽?yīng)用廣泛應(yīng)用于在城市污水處理、飲用水及工業(yè)廢水處理。⑴城市污水處理廢水中的一些有機(jī)物是難于為微生物或一般氧化法所氧化分解的，如酚、苯、石油及其產(chǎn)品、殺蟲劑、洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成有機(jī)物，經(jīng)生化處理后很難達(dá)到對(duì)排放要求較高的水體中排放的標(biāo)準(zhǔn)，也嚴(yán)重影響廢水的回用，因此需要深度處理。由于活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附能力大，在廢水深度處理中得到廣泛的應(yīng)用，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①處理程度高，城市污水用活性炭進(jìn)行深度處理后，BOD可降低99%，TOC可降到1～3mg/L。②應(yīng)用范圍廣，對(duì)廢水中絕大多數(shù)有機(jī)物都有效，包括微生物難于降解的有機(jī)物。③適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)水量及有機(jī)物負(fù)荷的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性能，可得到穩(wěn)定的處理效果。④粒狀炭可進(jìn)行再生重復(fù)使用，被吸附的有機(jī)物在再生過程中被燒掉，不產(chǎn)生污泥。⑤可回收有用物質(zhì)，例如用活性炭處理含酚廢水，用堿再生吸附飽和的活性炭，可以回收酚鈉鹽。⑥設(shè)備緊湊、管理方便。⑵飲用水深度處理中的應(yīng)用活性炭吸附是建立在常規(guī)給水處理基礎(chǔ)上，一般設(shè)置在砂過濾之后，也可與砂濾料組成雙層濾料過濾或以活性炭過濾代替砂過濾。在利用活性炭吸附進(jìn)行飲用水深度處理的過程中，發(fā)現(xiàn)在活性炭濾料上生長(zhǎng)有大量的微生物，使出水水質(zhì)提高且再生延長(zhǎng)，于是發(fā)展了一種經(jīng)濟(jì)有效的去除水中的微污染物質(zhì)的生物活性炭工藝，流程為原水—（加入混凝劑）—澄清—過濾（加入臭氧）再利用活性炭吸附，最后是出水。⑶工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用很多工業(yè)廢水很難或不能采用生化處理，采用其他方法時(shí)，有的不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，或運(yùn)行費(fèi)用較高，或操作較麻煩等，例如有毒的有機(jī)化合物和某些金屬及其化合物等。工程實(shí)踐表明，活性炭對(duì)這些物質(zhì)有很強(qiáng)的吸附能力。例如：某染料廠排放廢水量為320m3/d，主要污染物二硝基氯苯為1000～1200mg/L，酸（以硫酸計(jì)）0.5%，工藝流程為：先進(jìn)入調(diào)節(jié)池（50～60攝氏度），冷卻沉降后進(jìn)入廢水池（30～40攝氏度），再用固定床式吸附塔進(jìn)行吸附，經(jīng)石灰石膨脹中和濾池后排放，其中冷卻沉降的結(jié)晶二硝基氯苯可以回收。吸附塔的工藝參數(shù)：濾速14～15m/h；接觸時(shí)間0.25h，采用二塔串聯(lián)，一塔備用，塔徑900mm，塔高5m，每塔裝活性炭2.0m3，重1.09t，裝炭高度3.2m，經(jīng)處理后，吸附塔進(jìn)水二硝基氯苯為700mg/L，出水為5mg/L，PH值大于6，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)于吸附的某一題目為：吸附質(zhì)與吸附劑之間由于分子間力（范德華力）而產(chǎn)生的吸附為（）。A．樹脂吸附B．交換吸附C．等溫吸附D．物理吸附正確答案是D。離子交換大綱要求：熟悉離子交換的技術(shù)和方法，了解主要離子交換劑的性能離子交換法在水的軟化和除鹽中早已獲得廣泛的應(yīng)用，目前已應(yīng)用在回收和處理工業(yè)廢水中的有毒物質(zhì)方面。離子交換的基本原理水處理中主要采用離子交換樹脂和磺化煤用于離子交換。其中離子交換樹脂應(yīng)用廣泛，種類多，而磺化煤為兼有強(qiáng)酸型和弱酸型交換基團(tuán)的陽離子交換劑。離子交換樹脂按結(jié)構(gòu)特征，分為：凝膠型、大孔型和等孔型；按樹脂母體種類，分為：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等；按其交換基團(tuán)性質(zhì)，分為：強(qiáng)酸型、弱酸型、強(qiáng)堿型和弱堿型。⑴離子交換樹脂的構(gòu)造是由空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)骨架（即母體）與附屬在骨架上的許多活性基團(tuán)所構(gòu)成的不溶性高分子化合物?；钚曰鶊F(tuán)遇水電離，分成兩部分：固定部分，仍與骨架牢固結(jié)合，不能自由移動(dòng)，構(gòu)成所謂固定離子，活動(dòng)部分，能在一定范圍內(nèi)自由移動(dòng)，并與其周圍溶液中的其他同性離子進(jìn)行交換反應(yīng)，稱為可交換離子。⑵基本性能①外觀呈透明或半透明球形，顏色有乳白色、淡黃色、黃色、褐色、棕褐色等，②交聯(lián)度指交聯(lián)劑占樹脂原料總重量的百分?jǐn)?shù)。對(duì)樹脂的許多性能例如交換容量、含水率、溶脹性、機(jī)械強(qiáng)度等有決定性影響，一般水處理中樹脂的交聯(lián)度為7%～10%。③含水率指每克濕樹脂所含水分的百分率，一般為50%，交聯(lián)度越大，孔隙越小，含水率越少。④溶脹性指干樹脂用水浸泡而體積變大的現(xiàn)象。一般來說，交聯(lián)度越小，活性基團(tuán)越容易電離，可交換離子的水合離子半徑越大，則溶脹度越大；樹脂周圍溶液電解質(zhì)濃度越高，樹脂溶脹率就越小。在生產(chǎn)中應(yīng)盡量保證離子交換器有長(zhǎng)的工作周期，減少再生次數(shù)，以延長(zhǎng)樹脂的使用壽命。⑤密度分為干真密度、濕真密度和濕視密度⑥交換容量是樹脂最重要的性能，是設(shè)計(jì)離子交換過程裝置時(shí)所必須的數(shù)據(jù)，定量地表示樹脂交換能力的大小。分為全交換容量和工作交換容量。⑦有效PH范圍由于樹脂的交換基團(tuán)分為強(qiáng)酸強(qiáng)堿和弱酸弱堿，所以水的PH值對(duì)其電離會(huì)產(chǎn)生影響，影響其工作交換容量。弱堿只能在酸性溶液中以及弱酸在堿性溶液中有較高的交換能力。⑧選擇性即離子交換樹脂對(duì)水中某種離子能優(yōu)先交換的性能。除與樹脂類型有關(guān)外，還與水中濕度和離子濃度有關(guān)。⑨離子交換平衡離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，服從質(zhì)量作用定律和當(dāng)量定律。經(jīng)過一定時(shí)間，離子交換體系中固態(tài)的樹脂相和溶液相之間的離子交換反應(yīng)達(dá)到平衡，其平衡常數(shù)也稱為離子交換選擇系數(shù)。降低反應(yīng)生成物的濃度有利于交換反應(yīng)的進(jìn)行。⑩離子交換速率主要受離子交換過程中離子擴(kuò)散過程的影響。其他性能：如溶解性、機(jī)械強(qiáng)度和耐冷熱性等。離子交換樹脂理論上不溶于水，機(jī)械強(qiáng)度用年損耗百分?jǐn)?shù)表示，一般要求小于3%～7%/年。另外，溫度對(duì)樹脂機(jī)械強(qiáng)度和交換能力有影響。溫度低則樹脂的機(jī)械強(qiáng)度下降，陽離子比陰離子耐熱性能好，鹽型比酸堿型耐熱好。⑶樹脂層離子交換過程以離子交換柱中裝填鈉型樹脂，從上而下通以含有一定濃度鈣離子的硬水為例，以交換柱的深度為橫坐標(biāo)，以樹脂的飽和度為縱坐標(biāo)，可繪得某一時(shí)刻的飽和度曲線。就整個(gè)交換過程而言，樹脂層的變化可分為三個(gè)階段。離子交換裝置運(yùn)行方式離子交換裝置按運(yùn)行方式不同，分為固定床和連續(xù)床⑴固定床的構(gòu)造與壓力濾罐相似，是離子交換裝置中最基本的也是最常用的一種型式，其特點(diǎn)是交換與再生兩個(gè)過程均在交換器中進(jìn)行，根據(jù)交換器內(nèi)裝填樹脂種類及交換時(shí)樹脂在交換器中的位置的不同，可分為單層床、雙層床和混合床。單層床是在離子交換器中只裝填一種樹脂，如果裝填的是陽樹脂，稱為陽床；如果裝填的是陰樹脂，稱為陰床。雙層床是離子交換器內(nèi)按比例裝填強(qiáng)、弱兩種同性樹脂，由于強(qiáng)、弱兩種樹脂密度的不同，密度小的弱型樹脂在上，密度大的強(qiáng)型樹脂在下，在交換器內(nèi)形成上下兩層?；旌洗矂t是在交換器內(nèi)均勻混雜的裝填陰、陽兩種樹脂，由于陰、陽樹脂混雜，因此原水流經(jīng)樹脂層時(shí)，陰、陽兩種離子同時(shí)被樹脂所吸附，其產(chǎn)物氫離子和氫氧根離子又因反應(yīng)生成水而得以降低，有利于交換反應(yīng)進(jìn)行的徹底，使得出水水質(zhì)大大提高。但其缺點(diǎn)是再生的陰、陽樹脂很難徹底分層。于是又發(fā)明了三層混床新技術(shù)，保證在反洗時(shí)將陰、陽樹脂分隔開來。根據(jù)固定床原水與再生液的流動(dòng)方向，又分為兩種形式，原水與再生液分別從上而下以同一方向流經(jīng)離子交換器的，稱為順流再生固定床，原水與再生液流向相反的，稱為逆流再生固定床。順流再生固定床的構(gòu)造簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，但存在幾個(gè)缺點(diǎn)：在通常生產(chǎn)條件下，即使再生劑單位耗量二至三倍于理論值，再生效果也不太理想；樹脂層上部再生程度高，而下部再生程度差；工作期間，原水中被去除的離子首先被上層樹脂所吸附，置換出來的反離子隨水流流經(jīng)底層時(shí)，與未再生好的樹脂起逆交換反應(yīng)，上一周期再生時(shí)未被洗脫出來的被去除的離子，作為泄漏離子出現(xiàn)在本周期的出水中，所以出水剩余被去除的離子較大；而到了了工作后期，由于樹脂層下半部原先再生不好，交換能力低，難以吸附原水中所有被去除的離子，出水提前超出規(guī)定，導(dǎo)致交換器過早地失效，降低了工作效率。因此，順流再生固定床只選用于設(shè)備出水較小，原水被去除的離子和含鹽量較低的場(chǎng)合。逆流再固定床的再生有兩種操作方式：一是水流向下流的方式，一是水流向上流的方式，逆流再生可以彌補(bǔ)順流再生的缺點(diǎn)，而且出水質(zhì)量顯著提高，原水水質(zhì)適用范圍擴(kuò)大，對(duì)于硬度較高的水，仍能保證出水水質(zhì)，所以目前采用該法較多?？偲饋碚f，固定床有出水水質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但固定床離子交換器存在三個(gè)缺點(diǎn)：一是樹脂交換容量利用率低，二是在同設(shè)備中進(jìn)行產(chǎn)水和再生工序，生產(chǎn)不連續(xù)，三是樹脂中的樹脂交換能力使用不均勻，上層的飽和程度高，下層的低。為克服固定床的缺點(diǎn)，開發(fā)出了連續(xù)式離子交換設(shè)備，即連續(xù)床。⑵連續(xù)床又分為移動(dòng)床和流動(dòng)床移動(dòng)床的特點(diǎn)是樹脂顆粒不是固定在交換器內(nèi)，而是處于一種連續(xù)的循環(huán)運(yùn)動(dòng)過程中，樹脂用量可減少三分之一至二分之一，設(shè)備單位容積的處理水量還可得到提高，如雙塔移動(dòng)床系統(tǒng)和三塔移動(dòng)床系統(tǒng)。流動(dòng)床是運(yùn)行完全連續(xù)的離子交換系統(tǒng)，但其操作管理復(fù)雜，廢水處理中較少應(yīng)用。離子交換工藝的設(shè)計(jì)⑴進(jìn)水預(yù)處理廢水成分復(fù)雜，應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理，目的是保障反應(yīng)器中離子交換樹脂交換容量充分得以發(fā)揮，并有效延長(zhǎng)使用壽命。預(yù)處理的對(duì)象包括進(jìn)水的水溫、PH值、懸浮物、油類、有機(jī)物、引起樹脂中毒的高價(jià)離子和氧化劑等。⑵樹脂的選用選擇樹脂時(shí)應(yīng)考慮交換容量、進(jìn)水水質(zhì)和離子交換器的運(yùn)行方式等，選擇合適的樹脂。例如考慮進(jìn)水水質(zhì)時(shí)，對(duì)于只需去除進(jìn)水中吸附交換能力較強(qiáng)的陽離子，可選用弱酸型樹脂，若需去除的陽離子的吸附交換能力較弱，只能選用強(qiáng)酸型陽離子樹脂。考慮離子交換器的運(yùn)行方式時(shí)，移動(dòng)床和流動(dòng)床要選用耐磨、高機(jī)械強(qiáng)度的樹脂。對(duì)于混床，要選用濕真密度相差較大的陰、陽樹脂。另外，不同樹脂的交換容量有差異，而同一種樹脂的交換容量還受所處理廢水的懸浮物、油類、高價(jià)金屬離子等影響。⑶掌握工藝設(shè)計(jì)參數(shù)離子交換法在水處理中的應(yīng)用離子交換法目前廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用，例如⑴用于含鉻廢水的處理對(duì)于廢水，經(jīng)預(yù)處理后，可用陽樹脂去除三價(jià)鉻和其他陽離子，用陽樹脂去除六價(jià)鉻，并可回收鉻酸，實(shí)現(xiàn)廢水在生產(chǎn)中的循環(huán)使用。⑵含鋅廢水的處理化纖廠紡絲車間的酸性廢水主要含有硫酸鋅、硫酸和硫酸鈉等，用鈉離子型陽樹脂交換其中的鋅離子，用芒硝再生失效的樹脂，即可得到硫酸鋅的濃縮液。⑶電鍍含氰廢水的處理陰樹脂對(duì)絡(luò)合氰（即氰與金屬離子的絡(luò)合物）的結(jié)合力大，所以利用陰離子交換樹脂能消除氰化物以及重金屬離子的污染，并將其回收利用。⑷有機(jī)廢水的處理如洗滌煙草的過程中產(chǎn)生的含有煙堿的廢水，可以用陽樹脂回收后作為殺蟲劑。⑸用于水的軟化處理例如利用鈉離子交換軟化法可以去除水中的硬度。⑹水的除鹽分復(fù)床除鹽和混合床除鹽等系統(tǒng)。復(fù)床是指陽、離子交換器串聯(lián)使用，常用的系統(tǒng)有強(qiáng)酸-脫氣-強(qiáng)堿系統(tǒng)，強(qiáng)酸-弱堿-脫氣系統(tǒng)以及強(qiáng)酸-脫氣-弱堿-強(qiáng)堿系統(tǒng)等?；旌洗渤}具有水質(zhì)穩(wěn)定、間斷運(yùn)行影響小、失效終點(diǎn)分明等特點(diǎn)。關(guān)于離子交換今年考的題目是關(guān)于離子交換樹脂的選擇，題目?jī)?nèi)容是：在強(qiáng)酸陽離子樹脂交換次序中哪一項(xiàng)是正確的，這樣的題從76頁各種樹脂對(duì)離子的選擇性順序中可以選出正確答案。另外，某一道目?jī)?nèi)容是：按“⑴交換、⑵反洗、⑶清洗、⑷再生”進(jìn)行編號(hào)，離子交換工藝過程的順序是：A⑴→⑵→⑶→⑷，B⑴→⑵→⑷→⑶，C⑴→⑶→⑵→⑷，D⑴→⑷→⑶→⑵，從教材內(nèi)容可知順序是交換、反洗、再生、清洗，答案應(yīng)選B。膜分離大綱要求