水質工程學一復習重點(自總結 )

1、第二章 水處理方法主要處理方法混凝：包括凝聚和絮凝過程，通過投加化學藥劑，使水中懸浮固體和膠體聚集成易沉淀的絮凝體。沉淀和澄清：通過重力作用，是水中的懸浮顆粒，絮凝體等物質被分離去除，若向水中投加適當化學物質，他們與水中帶去除的離子換位或化合，生成難溶化合物，則稱化學沉淀。浮選：利用固體或液滴與他們在其中懸浮的液體之間的密度差，實現固液或液液分離的方法過濾：使固液混合物通過多孔材料從而截留固體使液體通過的過程。u膜分離；利用膜的孔徑或半滲透性質實現物質的分離。吸附：兩相構成一個體系時，其組成在兩相界面和相內部是不同的，處在兩相界面處的成分產生了積蓄。氧化還原：改變某些金屬化合物的狀態(tài)使其無毒化

2、反應器分為間歇式反應器：按反應物一罐一罐的進行反應的，反應完成卸料后，再進行下一批生產。特點：間歇式反應器是在非穩(wěn)態(tài)條件下操作的，所有物料一次加進去，反應結束后物料同時放出來，所有物料的反應時間是相同的，反應物濃度隨時間變化，因此化學反應速率也隨時間變化。但反應器內成分均勻。連續(xù)流式反應器：進料和 出料都是連續(xù)不斷的進行的，是一種穩(wěn)定流的反應器。連續(xù)流反應器分為活塞流反應器（PF）和恒流攪拌反應器（CFSTR）活塞流反應器特點：流體以隊列形式通過反應器，液體元素在流動的方向絕無混合現象（垂直方向有可能），構成活塞流反應器的必要且充分的條件是，反應器中每一流體元素的停留時間都是相等的，由于管內水

3、流較接近于這種理想狀態(tài)，所以常用管子構成這一反應器，反應時間是管長的函數，反應物濃度，反應速度沿管長而有變化，但是沿管長上各點上的反應物濃度，反應速度有一個確定不變的值，不隨時間變化。恒流攪拌反應器特點：物料不斷進出，連續(xù)流動，其特點是，反應物受到了極好的攪拌，反應器內各點濃度完全均勻，而且不隨時間而變化，因此反應速度也是確定不變的。理論上一部分反應物停留時間為零，一部分為無窮大，會產生返混總用。間歇式反應器最快的反應速度在某一時刻，二活塞流反應器最快反應速度在管長的某一點。反混作用：某些后進入反應器內的成分必然要與先進入反應器內的成分混合。恒流攪拌反應器串聯(lián)：將若干個恒流攪拌反應器串聯(lián)起來，

4、在級內是充分混合的，級間是不混合的，優(yōu)點是使反應有一個確定不變的速度，又可以分段控制反應，還可以使物料在反應器內的停留時間相對集中給水處理流程：原水混凝沉淀過濾消毒飲用水污水處理流程：進水格柵初沉池曝氣池二沉池（污泥回流和剩余污泥）消毒出水第三章 凝聚和絮凝凝聚：指膠體脫穩(wěn)并生成微小聚集體的過程絮凝：指脫穩(wěn)的膠體或微小懸浮物聚結成大的絮凝體的過程混凝過程中有混合、反應（絮凝）兩個階段的要求有何不同？兩個階段控制指標是什么？為什么？答：混凝階段：需要劇烈短促的攪拌，混合時間短，大約在1030s內完成，主要目的是使混凝藥劑快速均勻地分散到水中以利于混凝劑的快速水解，聚合及膠體顆粒凝聚，因此需要對水

5、流進行快速劇烈攪拌，G值在7001000 S之間。絮凝階段：需要有適當的紊流程度及較長的時間，主要靠機械或水力攪拌促使顆粒碰撞凝聚，同向絮凝起主要作用，G值控制在1* 1* 。指標：G和T膠體的穩(wěn)定性：（1）膠體的動力穩(wěn)定性，由于膠體顆粒尺寸很小，強烈的布朗運動使其可以克服重力的作用而不下沉。能夠均勻分散在水溶液中。（2）膠體的帶電穩(wěn)定性，如果膠體間的靜電斥力能夠對抗其間的范德華力，則使膠體顆粒保持分散狀態(tài)而穩(wěn)定。（3）膠體的溶劑化作用穩(wěn)定性：膠體顆粒與分散水分子發(fā)生作用，使膠體顆粒周圍形成一層水分子有規(guī)律定向排列的水化層，兩個膠體顆粒靠近時，水化層中的分子被擠壓變形而產生發(fā)彈力，阻礙兩膠體顆

6、粒進一步接近，使膠體顆粒保持分散狀態(tài)而穩(wěn)定。同向絮凝：是指由水力和機械攪拌推動水流運動引起的脫穩(wěn)顆粒間的碰撞絮凝。異向絮凝：指脫穩(wěn)膠體由于布朗運動相碰撞產生的絮凝。膠體的混凝機理1， 壓縮雙電層作用：根據DLVO理論，比較薄的雙電層能降低膠體顆粒的排斥能，如果能使膠體顆粒的雙電層變薄，排斥能降到相當小時，兩膠體顆粒相接近時就可以由原來的排斥力為主變?yōu)槲橹鳎z體顆粒間就會發(fā)生凝聚。2， 吸附電中和作用：指膠體顆粒表面吸附異號離子、異號膠體顆粒或帶異號電荷的高分子 從而中和了膠體顆粒本身所帶部分電荷，減小了膠體顆粒間的斥力，使膠體易于聚沉，能解釋混凝劑投加適量，膠體脫穩(wěn)效果好，混凝劑投加過量

7、，處理效果變差。（電性反轉）3， 吸附架橋：分散系中的膠體顆粒通過有機或無機高分子物質架橋連接，凝聚成大的聚集體而聚沉，此時膠體顆粒之間并不直接接觸，高分子物質在兩個膠體顆粒之間像一座橋一樣將他們連接起來。4， 往鋪卷掃作用：指投加到水中的鋁鹽，鐵鹽等混凝劑水解后形成較大的具有三維立體結構的水合金屬氧化物沉淀，當這些水和金屬氧化物體積收縮沉降時會像多孔的網一樣將水中膠體顆粒和懸浮物往鋪卷掃下來。影響混凝的因素：水溫的影響：無機鹽脫穩(wěn)反應吸熱，水溫低時混凝劑水解緩慢影響脫穩(wěn)。水溫低水的粘度變大，膠體運動阻力大，影響其碰撞絮凝，布朗運動減弱，不利于異向絮凝，水溫過高時，水解反應速度過快，形成絮凝體

8、松散不易沉降。PH：1，PH與水中膠體顆粒的表面電荷和電位有關，不同的pH值膠體顆粒的表面電荷和電位不同，需要的絮凝劑量不一樣。另一方面，水的pH值對混凝劑的水解反應有顯著影響。水中堿度的影響：混凝劑水解反應需要消耗水中的堿度，堿度很低時影響pH.水中濁度的影響：濁質顆粒濃度過低，顆粒之間的碰撞幾率減小，混凝效果差，濃度高，所需混凝劑量也大。有機污染物的影響：水中有機物對膠體有保護作用，阻礙顆粒間的碰撞。混凝劑種類與投加量：理論上最佳混凝劑投量是使混凝沉淀后的凈水濁度最低，膠體滴定電荷與電位都趨于零?；炷齽┩都臃绞降挠绊懰l件的影響：包括水力強度和作用時間。聚集到一定尺寸去除需要一定的作用時

9、間。混凝劑的種類及優(yōu)缺點混凝劑優(yōu)點缺點硫酸鋁我國使用普遍，運輸方便操作簡單混凝效果好水溫低時水解困難，絮凝體松散，需要防腐三氯化鐵易溶解，絮凝體密實，沉降速度快易潮解，腐蝕性強，不易保管，不易控制，投加范圍窄硫酸亞鐵便宜聚合氯化鋁形成絮凝體速度快，絮凝體大而密，沉降性好，投加量低，原水適應性好。PH范圍寬，腐蝕性小聚合硫酸鐵用量少，絮凝體形成速度快，沉降速度快，PH范圍寬，腐蝕性低，色度和鐵離子含量低，合成有機高分子混凝劑天然高分子混凝劑毒性小，易生物降解，不會污染環(huán)境助凝劑：不能再某一特定的水處理工藝中單獨用作混凝劑但可以與混凝劑配合使用而提高或改善凝聚效果和絮凝效果的化學藥劑。常用有骨膠，

10、活化硅酸，聚丙烯酰胺，海藻酸鈉。混凝過程控制指標：混合階段，時間10-20s，不超過2min,控制G值在7000-8000s-1G值含義，速度梯度，反映攪拌強度的參數，間接反映安慰體積單位時間顆粒碰撞次數，絮凝階段G值控制在20-70s-1,GT值控制在104-105GT值含義，無量綱數，反映在整個反應時間顆粒碰撞總次數混凝劑的投加方式：泵前投加：將藥劑投加到原水泵的吸水管或吸水喇叭口處，安全可靠適用于取水泵房離處理水廠較近的情況重力投加指利用混凝劑溶液的重力使混凝劑由較高的溶液池自動流向并加注到原水中的一種投加方式，難以實現自動化。壓力投加指利用水力或電動力來講混凝藥液加注到原水中的投加方式

11、，有水射器投加和泵投加混合方式及優(yōu)缺點：水力混合（優(yōu)：構造簡單；缺：難以適應水質水量等條件等變化，占地面積較大）水泵混合（優(yōu)：混合效果好，無需另建混合設施，節(jié)省動力，適合于大中小型水廠；缺：不適應具有較強腐蝕性的混凝藥劑和取水泵房離水廠較遠時）管式混合（優(yōu)：簡單易行，無需另建混合設施；缺：隨管中數量流速等變化回事混合效果波動較大，影響后續(xù)處理）機械混合（優(yōu)：可以在要求時間內達到攪拌強度，滿足快速均勻混合，不受水質水量變化影響，使用各種規(guī)模的水廠；缺：增加了機械設備成本并增加了相應的機電維修工作量）絮凝設施：機械絮凝池、隔板絮凝池、折板絮凝池、網格絮凝池混凝試驗：實際用用過程中pH范圍和加入藥劑

12、量需要用混凝試驗確定，常用燒杯攪拌混凝的試驗方法。第四章 沉淀自由沉降：懸浮物濃度不高，在沉淀過程中顆粒之間互相不碰撞，呈離散狀態(tài)，各自獨立完成沉降的過程。擁擠沉降：擁擠沉降：廢水中大量可沉固體在有限的水體中下沉時，顆粒受水的阻力，沉速減小，相互間干擾加劇，液體與顆粒群間形成清晰界面，并以界面形式下降的過程稱為擁擠沉降絮凝沉淀：利用絮凝劑使水中懸浮雜質形成較粗大的絮凝體，再通過自由沉淀的沉淀稱為絮凝沉淀。表面負荷:指單位沉淀面積上承受的水流量。沉淀池截留沉速：沉淀池所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉速。以U0表示沉淀池表面負荷和顆粒截留沉速關系如何？兩者涵義有何區(qū)別？答：沉淀池表面負荷和顆粒截

13、留沉速在數值上相等，但含義不同。沉淀池表面負荷指單位沉淀池表面積的產水量，而截留沉速指沉淀池中能被全部去除的所有顆粒中最小顆粒的沉速。理想沉淀池條件，1 進水均勻分布在沉淀池始端，并以相同流速水平流向末端。2 進水顆粒雜志均勻分布在沉淀區(qū)始端，并在沉淀區(qū)內進行等速自由沉降3 泛能沉降至沉淀區(qū)底的顆粒雜志便認為已被除去，不再重新懸浮進入水中。平流沉淀池的進水方式：平流沉淀池要求進水區(qū)是使水流均勻地分布在整個進水截面上，并盡量減少擾動。一般做法是使水流從絮凝池直接流入沉淀池，通過穿孔墻將水流均勻分布于沉淀池整個斷面上。效率非凝聚性顆粒的效率：=1-P0+1u00P0udP P0為水中剩余顆粒在總量

14、中所占比例長度深度表面積關系：斜板斜管沉淀池沉淀原理：截留速度和水平流速不變條件下，減少沉淀池深度，就能相應減少沉淀時間和沉淀池長度（淺池理論）。 斜管沉淀池的理論根據是什么？為什么斜管傾角通常采用600？答：斜管沉淀池的理論依據是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀面積，又可以利用斜管解決排泥問題。斜管傾角愈小，則沉淀面積愈大，沉淀效率愈高，但對排泥不利，實踐證明，傾角為60最好。為什么斜板、斜管沉淀池的水力條件比平流式沉淀池好？答：由于斜板（管）的水力R很小，則Re小，Fr大，水力條件好。影響沉淀效果的因素？答：平流式沉淀池沉淀效果的因素與顆粒沉速或沉淀池的表面負荷有關，而與池深和沉降時間無關。在

15、可能的條件下，應該把沉淀池設計得淺些、表面積大些，這就是顆粒沉淀的淺池理論。澄清池分類：機械攪拌澄清池，脈沖澄清池氣浮原理：氣泡的密度比水小很多，所以氣泡能在水中上浮，水中的雜質顆粒。若顆粒粒徑很小，不論下沉或上浮速度都很慢，水中有的雜質顆粒的密度與水相近，不論下沉與上浮的速度也很慢，如果能將這些雜質顆粒粘附與氣泡上，就能加快分離速度，在較短的時間實現固液分離，成為氣浮法第五章 過濾等速過濾，整個過濾周期中濾速保持不變。直接過濾：原水不經沉淀而直接進入濾池過濾稱為“直接過濾”什么是等速過濾？什么是變速過濾？為什么說等速過濾實質上是變速的，而變速過濾卻接近等速？等速過濾是指濾池過濾速度保持不變，

16、亦即濾池流量保持不變。認為是變速是因為對于濾層孔隙內來說，水流速度是一個增速。變速是指濾速隨時間而逐漸減小的過濾。認為是等速是因為對于整個濾池的出水來說是不變的；其次，濾池組中，各個濾池處于過濾狀態(tài)時，各個濾池的濾速不變。反沖洗強度：沖洗濾池時，單位層沖洗一次所耗用時間內通過的水量。濾池的配水系統(tǒng)類型、特點、原理及適用情況？答：（1）大阻力配水系統(tǒng)：有穿孔主干管及其兩側一系列支管以及卵石承托層組成，每根支管上鉆有若干布水孔眼。這種配水系統(tǒng)在快率池中被廣泛應用。 優(yōu)點：配水均勻。 缺點：結構復雜，水頭損失，以致沖洗時耗能較大。 適用情況：單池面積F100M2的普快率池。（2）小阻力配水系統(tǒng)在濾池

17、底部設較大的配水室，在其上面鋪設阻力較小的多孔濾板、濾頭等進行配水。優(yōu)點：阻力較小。 缺點：配水均勻性稍差。 適用情況：虹吸濾池，無閥濾池，移動罩沖洗，單濾池面積25M2。大阻力小阻力配水系統(tǒng)含義原理優(yōu)缺點大阻力配水系統(tǒng)加大水力阻力s2,使s1,s2相比甚小使式中阻抗比便能趨近1能定量控制反沖洗水分布的均勻程度，但水頭損失大小阻力配水系統(tǒng)減小水力阻抗s1,使s1與（s2+s3）相比甚小，使阻抗比接近于1分布均勻度差，但水頭損失小。雙層，多層濾料過濾效果與哪些因素有關：濾層的孔隙尺寸和數量，對于顆粒形狀相同的濾料，粗細濾層的孔隙度大體相同，所以細濾料濾層中孔隙細而多，粗濾料濾層中孔隙大而少。雙層

18、濾料：利用兩種不同比重的濾料構成，上層輕質粗濾料，下層重質細濾料。多（三）層濾料：用多（三）中比重不同的濾料組成，最上層為比重顆粒最小粒徑最粗的濾料，中間為比重較小，粒徑較細的濾料，最下層為比重最大，粒徑最小的濾料。承托層作用：承托濾料；防止濾料從配水系統(tǒng)流失；均布反沖洗。常見濾池原理特點濾池原理特點粗濾料濾池（V型濾池）（1）可采用較粗濾料較厚濾層以增加過濾周期。（2）氣、水反沖再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗效果好，沖洗水量大大減少。無閥濾池（1）進水通過堰頂溢流進入進水箱，進水流量不受堰后水位影響；（2）可以連續(xù)進行過濾表面過濾纖維過濾池第六章 吸附吸附概念：在兩相界面層中，某木質濃度能夠自發(fā)的發(fā)生富集的現象稱為吸附吸附有哪幾種類型？物理吸附與化學吸附有何不同？答：物理吸附、化學吸附、離子交換吸附作用力、吸附溫度、吸附層數、選擇性等第七章 氧化還原與消毒消毒方法優(yōu)缺點優(yōu)點缺點氯氧化與消毒會與水中有機物發(fā)生取代反應產生對人體有害的鹵代副產物臭氧強殺菌作用，能選擇性與水中帶有不飽和鍵的多種有機污染物作用降解，使水中有機物的可生化性提高二氧化氯消毒能力強需要現場制備，副產物亞氯酸根對紅血球有破壞作用，投加量不宜過大過氧化氫用于水與污水的高級氧化高錳酸鹽選擇性的與水中有機物作用，破壞有機物的不飽和鍵，氧化過程中產生的二氧化錳對水中多種微量有