1、填空、解释与简答填空、解释与简答（基础知识）（基础知识）重要设备、构筑物重要设备、构筑物的功能及工作原理的功能及工作原理水处理过程的工艺流水处理过程的工艺流程简图程简图教学任务呈现形式教学任务呈现形式 课题一绪论课题一绪论教学任务清单：教学任务清单：一、解释或简答一、解释或简答:1.诠释下列水质指标的含义诠释下列水质指标的含义 COD BOD5 H pH2.什么叫水体污染？什么叫水体污染？3.水在自然界是如何循环运动的？水在自然界是如何循环运动的？二、填空：二、填空：1.工业水处理的内容主要包括工业水处理的内容主要包括、三个方面。三个方面。2.评价水质的好坏的水质指标主要有评价水质的好坏的水质
2、指标主要有、等几个方等几个方 面。面。一、我国水资源情况一、我国水资源情况 1.水资源水资源 水是一种宝贵的自然资源；水是人类和一切生物水是一种宝贵的自然资源；水是人类和一切生物赖以生存的物质基础；水是可以更新的自然资源赖以生存的物质基础；水是可以更新的自然资源,能能通过自身的循环过程不断地复原。通过自身的循环过程不断地复原。水资源包括一切可用于生产和生活的地表水与地水资源包括一切可用于生产和生活的地表水与地下水下水,其中其中,海水占海水占 97.3%,淡水占淡水占2.7%,这些淡水中这些淡水中约有约有75%以冰冠和冰川的形式存在于地球的两极，可以冰冠和冰川的形式存在于地球的两极，可以直接被人
3、类利用的淡水仅为以直接被人类利用的淡水仅为0.3%。2.2.我国的水资源危机我国的水资源危机 水是生命的源泉，是社会经济发展的命脉。在水是生命的源泉，是社会经济发展的命脉。在3 3月月1818日，日，联合国发出警告，除非各国政府采取有力措施。联合国发出警告，除非各国政府采取有力措施。到到20252025年，世年，世界上就将有近界上就将有近1/31/3的人口的人口(23(23亿人亿人)无法获得安全的饮用水，其主无法获得安全的饮用水，其主要原因是这些地区的水资源短缺。要原因是这些地区的水资源短缺。目前，随着人类生产的发展和生活水平的提高，用水量以目前，随着人类生产的发展和生活水平的提高，用水量以每
4、年接近每年接近5%5%的速度递增，的速度递增，照此下去，每照此下去，每1515年用水总量就翻一番，年用水总量就翻一番，在在20302030年以前，地球上将有年以前，地球上将有1/31/3以上的人面临淡水资源危机。以上的人面临淡水资源危机。中国淡水资源总量为中国淡水资源总量为28万亿立方米，居世界万亿立方米，居世界第第6位，次于加拿大、巴西和俄罗斯，略多于美国和位，次于加拿大、巴西和俄罗斯，略多于美国和印尼，占世界水资源总量的印尼，占世界水资源总量的7%，但中国人均水资源，但中国人均水资源2304m3/人，处于缺水上下限人，处于缺水上下限(30001000 m3/人人)的中值，在世界银行近年做连
5、续资源统计的的中值，在世界银行近年做连续资源统计的13个国个国家中居第家中居第82位，只有世界平均水平的位，只有世界平均水平的31%，属于水，属于水资源紧缺的国家资源紧缺的国家(以上均按以上均按1998/99世界银行年度报世界银行年度报告最新统计告最新统计)。水危机产生的原因水危机产生的原因(1)自然条件的影响自然条件的影响 (2)城市与工业区集中发展城市与工业区集中发展 (3)水体污染破坏了有限的水资源水体污染破坏了有限的水资源 (4)用水浪费用水浪费水危机产生的原因水危机产生的原因(1)自然条件的影响自然条件的影响 (2)城市与工业区集中发展城市与工业区集中发展 (3)水体污染破坏了有限的
6、水资源水体污染破坏了有限的水资源 (4)用水浪费用水浪费水水中国的水资源分布很不均匀中国的水资源分布很不均匀：北方人均水资源仅为北方人均水资源仅为995.4立方米立方米/人，属于严重人，属于严重缺水，并由于水污染和水土流失使情况更为恶化；南缺水，并由于水污染和水土流失使情况更为恶化；南方人均水资源量虽然超过人均方人均水资源量虽然超过人均3000立方米立方米/人的缺水上人的缺水上限，但由于分布不均限，但由于分布不均(如上海仅为如上海仅为185立方米立方米/人人)和污染和污染严重，使得工业、农业和人民生活将得不到按现模式严重，使得工业、农业和人民生活将得不到按现模式发展的足够水资源供应。发展的足够
7、水资源供应。3.节节 水水 水资源短缺对于中国大部分地区水资源短缺对于中国大部分地区都是最根本的问题。都是最根本的问题。水资源供需矛盾水资源供需矛盾解决的根本办法是节水。解决的根本办法是节水。这里说的节这里说的节水包括三方面的含义水包括三方面的含义：（1）节约用水）节约用水 （2）提高水的重复利用率）提高水的重复利用率 （3）污水资源化）污水资源化（1）节约用水）节约用水 节约用水指降低每公斤粮食的耗水量、万元工业产值节约用水指降低每公斤粮食的耗水量、万元工业产值的耗水量和每人的生活用水量。的耗水量和每人的生活用水量。农业用水占工农业和生活用水的农业用水占工农业和生活用水的75%左右，节水工作
8、左右，节水工作应以农业节水灌溉为重点。应以农业节水灌溉为重点。目前我国的万元工业产值耗水量一般是发达国家的目前我国的万元工业产值耗水量一般是发达国家的1020倍，个别行业达倍，个别行业达45倍；我国每公斤粮食的耗水量是倍；我国每公斤粮食的耗水量是发达国家的发达国家的23倍；我国城市人均耗水量已接近发达国家倍；我国城市人均耗水量已接近发达国家的中等水平。的中等水平。（2）提高水的重复利用率）提高水的重复利用率 提高水的重复利用率指工业生产的提高水的重复利用率指工业生产的循环用水。目前我国工业生产用水的重循环用水。目前我国工业生产用水的重复利用率约为复利用率约为40%，远低于发达国家，远低于发达国
9、家75%85%的水平。的水平。（3）污水资源化）污水资源化 污水资源化指通过污水处理提高水的污水资源化指通过污水处理提高水的类别，从而使该排放掉的污水分别达到生类别，从而使该排放掉的污水分别达到生态、农业、工业或生活用水的标准，使其态、农业、工业或生活用水的标准，使其资源化，是跨类别的广义重复利用。资源化，是跨类别的广义重复利用。4.水工业水工业 如果把如果把20世纪称作石油世纪的话，那么世纪称作石油世纪的话，那么21世纪很可能就是水世纪。世纪很可能就是水世纪。与变幻莫测的通讯技术产业相比，水工与变幻莫测的通讯技术产业相比，水工业广阔的市场、巨额的产值和稳定的收益无业广阔的市场、巨额的产值和稳
10、定的收益无疑更具吸引力。难怪纽约一家投资公司的首疑更具吸引力。难怪纽约一家投资公司的首席专家伊丽莎白把水工业称之为席专家伊丽莎白把水工业称之为“下一世纪下一世纪最好的投资领域最好的投资领域”。水处理工业由水工业企业、水工业制造水处理工业由水工业企业、水工业制造业、水工业高新技术产业三部分组成。业、水工业高新技术产业三部分组成。水工业企业：水工业企业：水工业企业将给水排水有机地统一起来。水工业企业将给水排水有机地统一起来。水是一种可再生资源，水是一种可再生资源，取水是对自然资源水的取水是对自然资源水的加工活动；排水是对废水进行处理的工业活动，加工活动；排水是对废水进行处理的工业活动，不不可偏废任
11、何一方。可偏废任何一方。水工业制造业：水工业制造业：水工业制造业是由水工业制造业是由生产给水排水生产给水排水行业所需行业所需的机电、化工、生物、冶金、材料以及电子等技术的机电、化工、生物、冶金、材料以及电子等技术装备产品的工业部门无形中组成的工业系统，它是装备产品的工业部门无形中组成的工业系统，它是给排水事业的支柱工业，必须与给排水事业同步发给排水事业的支柱工业，必须与给排水事业同步发展。展。水工业高新技术产业：水工业高新技术产业：水工业高新技术产业是指在给排水行水工业高新技术产业是指在给排水行业中运用高新技术开发出来的产业。业中运用高新技术开发出来的产业。科技进步可以有效地为水工业可持续科技
12、进步可以有效地为水工业可持续发展提供可靠的依据和手段，促进水工业发展提供可靠的依据和手段，促进水工业管理水平的提高，提高水资源综合利用效管理水平的提高，提高水资源综合利用效率和经济效益，提供保护水资源和生态环率和经济效益，提供保护水资源和生态环境的有效手段。境的有效手段。5.我国的水处理技术所面临的困境我国的水处理技术所面临的困境 1缺乏具有独立知识产权的产品缺乏具有独立知识产权的产品 2.生产规模小且分散，技术相对落后，质量不稳定，缺乏国生产规模小且分散，技术相对落后，质量不稳定，缺乏国 际竞争力际竞争力 3.应用技术水平较低应用技术水平较低 4.工程研究设计、生产、技术服务的配套方面未完全
13、系统工程研究设计、生产、技术服务的配套方面未完全系统 化，缺乏国际竞争的能力。化，缺乏国际竞争的能力。5.缺乏大量的科研和软件开发的投入。缺乏大量的科研和软件开发的投入。二、水的循环二、水的循环 1.水循环过程水循环过程 水循环是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等水循环是指地球上各种形态的水，在太阳辐射、地心引力等作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，作用下，通过蒸发、水汽输送、凝结降水、下渗以及径流等环节，不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。不断地发生相态转换和周而复始运动的过程。大气大气海洋海洋降水降水雨雨雪雪蒸发蒸发渗流渗流径流径流冰川冰川蒸发蒸发地下水
14、地下水江河湖泊江河湖泊植物对水的蒸腾作用及叶片吐水现象植物对水的蒸腾作用及叶片吐水现象2.水体污染水体污染 水体污染：水体污染：由于某些物质介入水体，改变了水体由于某些物质介入水体，改变了水体 的某些物理、化学、生物以及放射性的某些物理、化学、生物以及放射性 等方面的特性，从而影响水的有效利等方面的特性，从而影响水的有效利 用，危害人类健康，造成水质恶化，用，危害人类健康，造成水质恶化，破坏生态环境的现象。破坏生态环境的现象。水体中的污染物主要有化学性污染物、物理性污水体中的污染物主要有化学性污染物、物理性污染物、生物性污染物三大类染物、生物性污染物三大类。三、水的特性和水质指标三、水的特性和
15、水质指标1.水的特性水的特性 水分子是极性分子水分子是极性分子 呈三角型呈三角型 水分子间存在氢键水分子间存在氢键 自然界的水有固、液、气自然界的水有固、液、气 三种状态，水沸点为三种状态，水沸点为1000C、水的凝固点是水的凝固点是00C。水在。水在40C时、密度最大，在其它温度时、密度最大，在其它温度时体积会膨胀。时体积会膨胀。水的热稳定性高，广泛应用于动力、工业生产何民水的热稳定性高，广泛应用于动力、工业生产何民用取暖，工业上水还是一种价廉物美的热交换介质。用取暖，工业上水还是一种价廉物美的热交换介质。2、水质指标（评价水的好坏的物理量）、水质指标（评价水的好坏的物理量）悬浮物：悬浮物：
16、指水中不溶解的悬浮固体、漂浮物等，指水中不溶解的悬浮固体、漂浮物等，常用比浊法进行测定，单位为常用比浊法进行测定，单位为mg/ml。含盐量：含盐量：指水中各种盐含量的总称。可由全分析法测指水中各种盐含量的总称。可由全分析法测 定出的阴、阳离子的总和表示，单位为定出的阴、阳离子的总和表示，单位为 mg/ml。硬度（硬度（H）：）：指水中含指水中含Ca2+、Mg2+的的总称。其中包括的的总称。其中包括 碳酸盐硬度（暂时硬度）和非碳酸盐硬度碳酸盐硬度（暂时硬度）和非碳酸盐硬度 （永久硬度）两大类。（永久硬度）两大类。碱度（用碱度（用OH-表示）：表示）：指水中各种碱性物质含量的总称。指水中各种碱性物
17、质含量的总称。主要包括主要包括OH-、CO32-、HCO3-等，等，用酚酞作指示剂进行测定时，终点用酚酞作指示剂进行测定时，终点pH为为8.3 HCO3-不参与不参与反应，测定出的叫酚酞碱度，用甲基橙作指示剂进行测定反应，测定出的叫酚酞碱度，用甲基橙作指示剂进行测定时，终点时，终点pH为为4.2，可以测定出水中的总碱度。，可以测定出水中的总碱度。酸度（用酸度（用H+表示）：表示）：指水中各种酸性物质含量的总称。主指水中各种酸性物质含量的总称。主 要包括强酸、弱酸、强酸弱碱盐。要包括强酸、弱酸、强酸弱碱盐。化学需氧量化学需氧量(COD)：指用强氧化剂氧化水中各种有机物及指用强氧化剂氧化水中各种有
18、机物及 其它还原性物质所消耗的氧量。反映其它还原性物质所消耗的氧量。反映水中有机物和其它还原性物质的总量。（常用氧化剂为水中有机物和其它还原性物质的总量。（常用氧化剂为KMnO4、K2CrO7）五天生化需氧量五天生化需氧量(BOD5)：指在有氧条件下，水中微生物指在有氧条件下，水中微生物 经过五天使有机物氧化分解时经过五天使有机物氧化分解时所消耗的氧量。反映水中有机物含量多少或表示水中受有所消耗的氧量。反映水中有机物含量多少或表示水中受有机物污染机物污染 的程度。的程度。四、工业水处理（包括用水处理、循环冷却水处理、污水处理三个方面）四、工业水处理（包括用水处理、循环冷却水处理、污水处理三个方
19、面）1.用水处理用水处理预处理预处理 除去水中的悬浮物、颗粒污染物等，一般采用物理处理法。如：利用除去水中的悬浮物、颗粒污染物等，一般采用物理处理法。如：利用隔栅、筛网进行拦截较大的悬浮物、漂浮物等，利用沉淀、过滤等去除颗粒物。隔栅、筛网进行拦截较大的悬浮物、漂浮物等，利用沉淀、过滤等去除颗粒物。软化处理软化处理 硬水：硬水：含有较多含有较多Ca2+、Mg2+的水。的水。软水：软水：含有少量或不含含有少量或不含Ca2+、Mg2+的水。的水。（硬水又分为暂时硬水和永久硬水两大类。）（硬水又分为暂时硬水和永久硬水两大类。）硬水的危害主要有：硬水的危害主要有：会使锅炉结垢浪费燃料甚至引起锅炉爆炸；会
20、使锅炉结垢浪费燃料甚至引起锅炉爆炸；会使印染的色泽不均匀；会使印染的色泽不均匀；会使造纸的纸张有斑点；会使造纸的纸张有斑点；硬水的软化：硬水的软化：去除硬水中去除硬水中Ca2+、Mg2+的水处理工艺叫硬水的软化，工业的水处理工艺叫硬水的软化，工业 上广泛采用离子交换法。上广泛采用离子交换法。除盐处理除盐处理 去除水中的其它阴、阳离子的过程。去除水中的其它阴、阳离子的过程。一般可以采用两种工艺：一般可以采用两种工艺：即蒸馏法和离子交换法。即蒸馏法和离子交换法。2.循环冷却水处理循环冷却水处理 工业循环水简称冷却水，它是用于带走工业生产中不需要的工业循环水简称冷却水，它是用于带走工业生产中不需要的
21、热量的冷却用水，按工业冷却水的不同系统一般分为两大类：即热量的冷却用水，按工业冷却水的不同系统一般分为两大类：即直流冷却水系统和循环冷却水系统，在循环冷却水系统中可分为直流冷却水系统和循环冷却水系统，在循环冷却水系统中可分为敞开式和密闭式循环水系统。敞开式和密闭式循环水系统。直流式冷却水系统的方式是水流过直流式冷却水系统的方式是水流过冷却设备或换热器经一次性热交换后，即被排放掉，这样的话，冷却设备或换热器经一次性热交换后，即被排放掉，这样的话，水源浪费太大，故此种方式很少采用，而在循环冷却水系统中，水源浪费太大，故此种方式很少采用，而在循环冷却水系统中，密闭式循环系统由于设备结构较为复杂，技术
22、要求不适宜水量大密闭式循环系统由于设备结构较为复杂，技术要求不适宜水量大的冷却装置，目前尚未广泛采用。的冷却装置，目前尚未广泛采用。但但现在许多化工企业都将由原来的直流冷却水改为循环冷却水。采现在许多化工企业都将由原来的直流冷却水改为循环冷却水。采用化学处理法进行处理，即通过加入化学药品来防止冷却水系统的腐蚀、用化学处理法进行处理，即通过加入化学药品来防止冷却水系统的腐蚀、结垢何粘泥等问题，不仅提高了换热器的传热效率，又延长了设备的寿结垢何粘泥等问题，不仅提高了换热器的传热效率，又延长了设备的寿命。命。3.工业污水处理工业污水处理物理处理法物理处理法 利用物理作用，分离或回收废水中的不溶性固体
23、物质利用物理作用，分离或回收废水中的不溶性固体物质,主要方主要方 法有法有筛滤、沉降、气浮、过滤、离心分离等。筛滤、沉降、气浮、过滤、离心分离等。物理化学处理法物理化学处理法 利用物理化学性质对污染物进一步进行处理的方法，如：利用物理化学性质对污染物进一步进行处理的方法，如：吸附、浮选、吸附、浮选、电渗析、反渗透等。电渗析、反渗透等。3.工业污水处理工业污水处理化学处理法化学处理法 利用化学反应和传质过程，分离或回收利用化学反应和传质过程，分离或回收 溶解态和胶体态的污染物，主要方法有溶解态和胶体态的污染物，主要方法有 中和、混凝、氧化还原、电解、离子交中和、混凝、氧化还原、电解、离子交 换等
24、方法。换等方法。生物处理法生物处理法 利用微生物作用，降解胶体和有机污染利用微生物作用，降解胶体和有机污染 物，主要方法有物，主要方法有活性污泥法、生物滤池、活性污泥法、生物滤池、厌氧生物处理法、土地处理系统等。厌氧生物处理法、土地处理系统等。在实际应用中，通常选择几种不同的处理方法在实际应用中，通常选择几种不同的处理方法组成一个废水处理系统进行有效净化，才能达标排组成一个废水处理系统进行有效净化，才能达标排放。放。课题二课题二 工业用水的预处理工业用水的预处理 教学目的与要求：教学目的与要求：1、了解工业用水预处理的内容、了解工业用水预处理的内容 2、知道工业用水预处理的方法及原理、知道工业
25、用水预处理的方法及原理 3、熟悉工业用水预处理的工艺过程、熟悉工业用水预处理的工艺过程 4、知道预处理的常用设备及功能、知道预处理的常用设备及功能教学任务清单：教学任务清单：一、简答一、简答:1.简述石灰简述石灰-纯碱法处理高硬度水的原理。纯碱法处理高硬度水的原理。2.自来水脱氯的方法有哪些？并用化学反应方程式加以说明。自来水脱氯的方法有哪些？并用化学反应方程式加以说明。3.影响水的混凝处理效果的因素主要有哪些？影响水的混凝处理效果的因素主要有哪些？二、填空：二、填空：1.石灰处理法处理水中暂时硬度的反应主要有石灰处理法处理水中暂时硬度的反应主要有、四个。四个。2.水中胶体稳定的原因主要是水中
26、胶体稳定的原因主要是、三个方面。三个方面。3.工业用水预处理中混凝处理的机理包括工业用水预处理中混凝处理的机理包括、三个方面的作用。三个方面的作用。是指在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微是指在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚为絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。悬浮物凝聚为絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。通过混凝法，可以去除废水中难以用沉降法去除的细通过混凝法，可以去除废水中难以用沉降法去除的细小颗粒、乳状油及胶体物质、有机物、重金属离子、小颗粒、乳状油及胶体物质、有机物、重金属离子、放射性物质等。放射性物质等。“混凝混凝”是是凝聚凝聚和和絮凝絮凝的总称（即混合和反应）的
27、总称（即混合和反应）胶体失去稳定胶体失去稳定性的过程性的过程脱稳胶体脱稳胶体相互聚集相互聚集注：胶体是指颗粒粒径在注：胶体是指颗粒粒径在0.1m0.1m1nm1nm之间的物质。之间的物质。一、混凝处理一、混凝处理第一节第一节 天然水中不溶性杂质的去除天然水中不溶性杂质的去除 （主要为悬浮物和胶体杂质）（主要为悬浮物和胶体杂质）1.胶体的稳定性胶体的稳定性 （指胶粒在水中能够长期保持悬浮分散的（指胶粒在水中能够长期保持悬浮分散的 状态）状态）其原因主要有以下几个方面：其原因主要有以下几个方面：微粒的布朗运动（指粒径极小的颗粒所作的不规则运微粒的布朗运动（指粒径极小的颗粒所作的不规则运 动。）动。
28、）布朗运动是英国植物学家布朗通过实验发现的。布朗运动是英国植物学家布朗通过实验发现的。1827年，布朗年，布朗把花粉放入水中，然后取出一滴这种悬浮液放在显微镜下观察，发现把花粉放入水中，然后取出一滴这种悬浮液放在显微镜下观察，发现花粉小颗粒在水中象着了魔似的不停运动，而且每个小颗粒的运动方花粉小颗粒在水中象着了魔似的不停运动，而且每个小颗粒的运动方向和速度都改变很快，不会停下来。这些小颗粒实际上是由上万个分向和速度都改变很快，不会停下来。这些小颗粒实际上是由上万个分子组成的分子团，由于受液体分子撞击不平衡，从而表现出无规则运子组成的分子团，由于受液体分子撞击不平衡，从而表现出无规则运动的情况动
29、的情况.悬浮物和胶体杂质因为颗粒小，质量轻，在水中各个方向悬浮物和胶体杂质因为颗粒小，质量轻，在水中各个方向受到的水分子的撞击力不平衡，不停的作无规则高速运动并趋于均匀受到的水分子的撞击力不平衡，不停的作无规则高速运动并趋于均匀分散状态，故能够在水中稳定存在。分散状态，故能够在水中稳定存在。微粒之间的静电斥力微粒之间的静电斥力 胶体稳定的另一个原因是胶粒带有某种相同的电荷，微粒之间因为静电胶体稳定的另一个原因是胶粒带有某种相同的电荷，微粒之间因为静电作用力能够互相排斥而稳定。但同时它又能够与溶液中带相反电荷的离子发作用力能够互相排斥而稳定。但同时它又能够与溶液中带相反电荷的离子发生电性中和，而
30、失去稳定性。生电性中和，而失去稳定性。微粒的水化作用微粒的水化作用 由于胶体微粒带电荷能够吸附具有极性的水分子，在其表面形成一层水由于胶体微粒带电荷能够吸附具有极性的水分子，在其表面形成一层水化膜。化膜。2.混凝机理混凝机理 （在水中加入混凝剂的主要目的是消除胶体的稳定性）（在水中加入混凝剂的主要目的是消除胶体的稳定性）其混凝机理包括以下三个方面：其混凝机理包括以下三个方面：反离子的压缩作用及电性中和作用反离子的压缩作用及电性中和作用 在水中加入某些电解质后，由于电离或水解作用形成带相反电荷的离子在水中加入某些电解质后，由于电离或水解作用形成带相反电荷的离子或聚合体对水中的扩散层起压缩作用、对
31、胶体微粒的电荷进行电性中和，使或聚合体对水中的扩散层起压缩作用、对胶体微粒的电荷进行电性中和，使胶粒之间的排斥力削弱，胶体颗粒通过吸附、碰撞产生凝聚而变大变重。胶粒之间的排斥力削弱，胶体颗粒通过吸附、碰撞产生凝聚而变大变重。胶体吸附与混凝剂的架桥作用胶体吸附与混凝剂的架桥作用 在水中加入混凝剂后，在水中加入混凝剂后，沉淀物的网捕作用沉淀物的网捕作用混凝原理混凝原理 注：在废水实际处理中，上述各种机理往往同时或交叉发挥作注：在废水实际处理中，上述各种机理往往同时或交叉发挥作用，只是依条件的不同而以其中的某一种起主导作用而已。用，只是依条件的不同而以其中的某一种起主导作用而已。3.网捕作用网捕作用
32、1.反离子的压反离子的压缩作用和电性缩作用和电性中和作用中和作用2.吸附架桥吸附架桥作用作用废水中加入混凝剂后，主要发生了电性中和作用废水中加入混凝剂后，主要发生了电性中和作用和和 吸附架桥作用以及沉淀物的吸附架桥作用以及沉淀物的网捕作用网捕作用，使污染，使污染物微粒相互凝聚变大、变重而产生沉降物微粒相互凝聚变大、变重而产生沉降。吸附架桥作用吸附架桥作用 混凝剂经过水解反应和混凝剂经过水解反应和 缩聚反应生成线型结构的高分子聚合物，缩聚反应生成线型结构的高分子聚合物，其两端分别吸附不同的其两端分别吸附不同的 胶体微粒，长线型的两端胶体微粒之间进行吸胶体微粒，长线型的两端胶体微粒之间进行吸附而附
33、而 架桥。形成絮体，产生絮凝而沉降。架桥。形成絮体，产生絮凝而沉降。电性中和作用：电性中和作用：许多胶体杂质都带负电荷，在水中相互排斥不能凝聚长期保持稳定许多胶体杂质都带负电荷，在水中相互排斥不能凝聚长期保持稳定状态，加入混凝剂后，混凝剂发生水解产生的胶体微粒带有正电荷，当带状态，加入混凝剂后，混凝剂发生水解产生的胶体微粒带有正电荷，当带相反电荷的胶粒相互吸引，彼此中和了对方的相反电荷的胶粒相互吸引，彼此中和了对方的 电荷，并吸附污染物颗粒电荷，并吸附污染物颗粒变大变重而沉降。变大变重而沉降。网捕作用：网捕作用：由于吸附架桥作用由于吸附架桥作用形成的空间网络结构对废水中形成的空间网络结构对废水
34、中的污染物有捕集作用。的污染物有捕集作用。例如硫酸铝作混凝剂时所起的混凝作用表现在以例如硫酸铝作混凝剂时所起的混凝作用表现在以下三个方面：下三个方面：电离出电离出Al3+对扩散层起压缩作用，对胶体微对扩散层起压缩作用，对胶体微 粒起电性中和作用粒起电性中和作用水解生成絮凝体水解生成絮凝体 对悬浮物起网捕作用对悬浮物起网捕作用缩聚成高聚物缩聚成高聚物 对胶体微粒等起吸附架桥作对胶体微粒等起吸附架桥作 用用 3、影响混凝效果的主要因素、影响混凝效果的主要因素废水的废水的PHPH值值 PHPH值的高低不但直接值的高低不但直接影响着污染物存在的形态影响着污染物存在的形态和表面性质，而且影响着和表面性质
35、，而且影响着混凝剂的水解平衡及产物混凝剂的水解平衡及产物的存在形态和时间。的存在形态和时间。搅拌强度和搅拌时间搅拌强度和搅拌时间 混合阶段搅拌强度混合阶段搅拌强度大，时间短；反应阶段大，时间短；反应阶段搅拌强度小，时间长。搅拌强度小，时间长。水的浑浊度的影响水的浑浊度的影响 直接影响混凝剂的直接影响混凝剂的添加量的多少，一般地，添加量的多少，一般地，浑浊度越大，添加的混浑浊度越大，添加的混凝剂量越少。凝剂量越少。水温水温 混凝剂的水解过混凝剂的水解过程需要吸热。温度越程需要吸热。温度越高，混凝效果越好。高，混凝效果越好。4、混凝剂和助凝剂、混凝剂和助凝剂混凝剂混凝剂 包括无机混凝剂、有机混凝剂
36、和包括无机混凝剂、有机混凝剂和 高分子混凝剂三大类高分子混凝剂三大类 见见P14表表2-1所示所示助凝剂助凝剂 为了提高混凝效果添加的辅助药为了提高混凝效果添加的辅助药剂，如：剂，如：调节调节pH值的酸、碱溶液，以及改值的酸、碱溶液，以及改变金属变金属 离子价态的氧化剂或还原剂和混离子价态的氧化剂或还原剂和混凝过程凝过程 的活化剂等。的活化剂等。类别类别名称名称剂量范围剂量范围mg/Lmg/L最佳最佳PHPH值范围值范围应用特点应用特点无无机机盐盐类类硫酸铝硫酸铝AlAl2 2(SO(SO4 4)3 35 550506 6左右左右混凝效果较好，使用方便；混凝效果较好，使用方便；最佳最佳PHPH
37、值范围窄；值范围窄；使用水温：使用水温：20203030硫酸亚铁硫酸亚铁FeSOFeSO4 45 550508.58.511.011.0适用碱度及硬度均较高的水；适用碱度及硬度均较高的水；水温对混凝效果影响较小；水温对混凝效果影响较小；絮凝体形成快，较稳定；絮凝体形成快，较稳定；产品及溶液腐蚀性强产品及溶液腐蚀性强氯化铁氯化铁FeClFeCl3 34 440408.58.511.011.0处理高浊度水；处理高浊度水；絮凝体较坚固，沉淀性较好；絮凝体较坚固，沉淀性较好；固体产品吸湿性强，对包装运输不利固体产品吸湿性强，对包装运输不利无机高分子无机高分子混凝剂混凝剂聚合氯化铝聚合氯化铝（PACPA
38、C）2 220205 59 9适用于低温低浊及高浊度水；适用于低温低浊及高浊度水；投药量少，混凝效果好；投药量少，混凝效果好；适用适用PHPH值范围广；值范围广；产品腐蚀性强产品腐蚀性强聚合硫酸铁聚合硫酸铁202060605 51111适用于低温低浊及高浊度水；适用于低温低浊及高浊度水；易溶于水；易溶于水；适用适用PHPH值范围广；值范围广；净化后水的净化后水的PHPH值与碱度变化幅度较小；值与碱度变化幅度较小；宜当日配置当日投加宜当日配置当日投加有机高分子有机高分子混凝剂混凝剂聚丙烯酰铵聚丙烯酰铵（PAMPAM）聚氧化乙烯聚氧化乙烯（PEOPEO）5 5以下以下视不同离子情况而定视不同离子情
39、况而定聚合度高；聚合度高；对胶体表面有强吸附作用，在胶粒之间形成桥联对胶体表面有强吸附作用，在胶粒之间形成桥联4、混凝剂和助凝剂、混凝剂和助凝剂5.混凝处理过程混凝处理过程混合池混合池加入混凝剂和助加入混凝剂和助凝剂，时间凝剂，时间2分分钟，快速搅拌，钟，快速搅拌，充分混合。充分混合。反应池反应池反应过程需反应过程需要要30分钟。分钟。沉淀池沉淀池沉淀过程需要沉淀过程需要12小时。小时。出水出水进水进水二、沉淀与澄清二、沉淀与澄清1.沉淀池沉淀池 水是按水平方向流过沉降区并完成沉淀过程的。池型呈长方形，水是按水平方向流过沉降区并完成沉淀过程的。池型呈长方形，废水从池的一端流人，水平方向流过池子
40、，从池的另一端流出。在废水从池的一端流人，水平方向流过池子，从池的另一端流出。在池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗。池的进口处底部设贮泥斗，其它部位池底有坡度，倾向贮泥斗。平流沉淀池进水板 沉淀区缺点是链带的支承和驱动缺点是链带的支承和驱动件都浸没于水中，易锈蚀，难保养。件都浸没于水中，易锈蚀，难保养。桥式行车刮泥机：桥式行车刮泥机：轨道设在池壁上，行车在轨道上移轨道设在池壁上，行车在轨道上移动，刮泥板伸入水中，将污泥刮入污泥斗中，由排泥动，刮泥板伸入水中，将污泥刮入污泥斗中，由排泥管排出。这种刮泥机不但运行灵活，而且保养维修都管排出。这种刮泥机不但运行灵活，而且保养维修都
41、比较方便。比较方便。用于较小的平流沉淀用于较小的平流沉淀池，不设刮泥设备，池，不设刮泥设备，在沿池的长度方向设在沿池的长度方向设置多个泥斗，每个泥置多个泥斗，每个泥斗各自单独排泥，既斗各自单独排泥，既不相互干扰，也有利不相互干扰，也有利于保证污泥浓度。于保证污泥浓度。在沉淀池有效在沉淀池有效容积一定的情况下，容积一定的情况下，池身越浅，沉淀面池身越浅，沉淀面积越大，去除效率积越大，去除效率也越高。也越高。斜板沉淀池又称浅层沉斜板沉淀池又称浅层沉淀池，在池中将平行薄板按淀池，在池中将平行薄板按45456060倾斜设置，废水从倾斜设置，废水从斜板下面，通过薄板间通道斜板下面，通过薄板间通道向侧上方
42、流去，悬浮物沉积向侧上方流去，悬浮物沉积在斜板上，自动滑落进入污在斜板上，自动滑落进入污泥斗。泥斗。斜板沉淀池沉淀原理斜板沉淀池沉淀原理 2.澄清池澄清池 澄清池的功能可以集絮凝反应过程和澄清分离过程澄清池的功能可以集絮凝反应过程和澄清分离过程 于一体。利用活性泥渣与原水进行二次接触发生混凝，一于一体。利用活性泥渣与原水进行二次接触发生混凝，一般为钢筋混凝土结构或砖石结构的池子。般为钢筋混凝土结构或砖石结构的池子。（1）基本原理：）基本原理：原水流入澄清池后，因为池中加入了原水流入澄清池后，因为池中加入了 较多的混凝剂，经过一定时间运行后较多的混凝剂，经过一定时间运行后 形成泥渣悬浮层（活性泥
43、渣），随着形成泥渣悬浮层（活性泥渣），随着 原水不断的在澄清池中由下向上流原水不断的在澄清池中由下向上流 动，泥渣絮体由于重力作用在上升水动，泥渣絮体由于重力作用在上升水流中始终处于动态平衡状态。当原水通过活性泥渣层时，流中始终处于动态平衡状态。当原水通过活性泥渣层时，发生接触絮凝反应，原水中的悬浮物被絮体泥渣层阻留下发生接触絮凝反应，原水中的悬浮物被絮体泥渣层阻留下来，原水在上部被澄清。来，原水在上部被澄清。悬浮澄清池悬浮澄清池设备及流程设备及流程 加药后的原水由下向上通过处于悬浮状态的泥渣层，使水中杂加药后的原水由下向上通过处于悬浮状态的泥渣层，使水中杂质与泥渣悬浮层的颗粒碰撞凝聚而分离沉
44、淀的水池质与泥渣悬浮层的颗粒碰撞凝聚而分离沉淀的水池 利用原水的动能，在水射器的作用下，利用原水的动能，在水射器的作用下，将池中的活性泥渣吸入和原水充分混合，将池中的活性泥渣吸入和原水充分混合，从而加强了水中固体颗粒间的接触和吸附从而加强了水中固体颗粒间的接触和吸附作用，形成良好的絮凝，加速了沉降速度作用，形成良好的絮凝，加速了沉降速度使水得到澄清。使水得到澄清。水力循环澄清池的工作原理：加了混水力循环澄清池的工作原理：加了混凝剂的原水从进水管道进入喷嘴，以高速凝剂的原水从进水管道进入喷嘴，以高速喷入喉管，在喉管的喇叭口周围形成真空，喷入喉管，在喉管的喇叭口周围形成真空，吸入大约吸入大约3倍于
45、原水的泥渣量，经过泥渣倍于原水的泥渣量，经过泥渣与原水的迅速混合，进入渐扩管形的第一与原水的迅速混合，进入渐扩管形的第一反应室，以及第二反应室中进行混凝处理。反应室，以及第二反应室中进行混凝处理。喉管可以上、下移动以调节喷嘴和喉管的喉管可以上、下移动以调节喷嘴和喉管的间距，使等于喷嘴直径的间距，使等于喷嘴直径的12倍，并借此倍，并借此控制回流的泥渣量。水流从第二反应室进控制回流的泥渣量。水流从第二反应室进入分离室，由于断面积的突然扩大，流速入分离室，由于断面积的突然扩大，流速降低，泥渣就沉下来，其中一部分泥渣进降低，泥渣就沉下来，其中一部分泥渣进入泥渣浓缩斗定期予以排出，而大部分泥入泥渣浓缩斗
46、定期予以排出，而大部分泥渣被吸入喉管进行回流，清水上升从集水渣被吸入喉管进行回流，清水上升从集水槽流出。槽流出。三、过滤三、过滤 混凝沉淀处理后的原水还残留少量悬浮杂质，可以通过混凝沉淀处理后的原水还残留少量悬浮杂质，可以通过过滤的方法加以去除。过滤的方法加以去除。1.过滤过程过滤过程原水原水 滤料的种类：滤料的种类：石英砂、无烟煤、活性炭等。石英砂、无烟煤、活性炭等。滤池的敷设：滤池的敷设：理论上应按粒径由小到大排列为宜，有利于截留悬浮杂理论上应按粒径由小到大排列为宜，有利于截留悬浮杂 质，但在目前普遍采用逆粒度的方式排列效果更好，即：质，但在目前普遍采用逆粒度的方式排列效果更好，即：滤料粒
47、度由大滤料粒度由大 小小 大排列的方式进行过滤。大排列的方式进行过滤。过滤周期：过滤周期：当过滤阻力增大，过滤速度缓慢时，需用清水进行反冲洗滤当过滤阻力增大，过滤速度缓慢时，需用清水进行反冲洗滤 料，使其恢复过滤能力，两次反冲洗的间隔时间。料，使其恢复过滤能力，两次反冲洗的间隔时间。滤料滤料过滤过滤出水出水2.过滤设备过滤设备机械过滤器机械过滤器点点 机械过滤器为压力机械过滤器为压力式过滤净化设备，经过式过滤净化设备，经过滤后的出水浊度在滤后的出水浊度在5mg/1以下，是电渗析以下，是电渗析装置，离子交换装置的装置，离子交换装置的前置处理设备前置处理设备，主要用，主要用于软化、除盐水的预处于软
48、化、除盐水的预处理及循环冷却水、游泳理及循环冷却水、游泳池、印染、食品、化工池、印染、食品、化工等用水的净化处理。其等用水的净化处理。其原理是利用介质截流水原理是利用介质截流水中的悬浮物使出水澄清中的悬浮物使出水澄清.无阀滤池无阀滤池工作原理：工作原理：过滤原水从进水口流入过滤器，水自下而上通过过滤层，过滤原水从进水口流入过滤器，水自下而上通过过滤层，经过联通渠进入出水箱，最后从出水管流出。随着拦截的悬浮物的增经过联通渠进入出水箱，最后从出水管流出。随着拦截的悬浮物的增多，过滤阻力加大时，应当及时进行反冲洗。多，过滤阻力加大时，应当及时进行反冲洗。进水进水出水出水四、处理系统四、处理系统1.混
49、凝、澄清、过滤系统混凝、澄清、过滤系统 （由三大部分组成（由三大部分组成 图图2-5）这种系统适用于地表水的预处理，主要是去除水中的这种系统适用于地表水的预处理，主要是去除水中的悬浮杂质，在原水中加入混凝剂后，水力搅拌器加速药剂的悬浮杂质，在原水中加入混凝剂后，水力搅拌器加速药剂的溶解与混合，再经过水力循环澄清池，最后进入无阀滤池过溶解与混合，再经过水力循环澄清池，最后进入无阀滤池过滤。滤。2.循环泥渣澄清重力式过滤净水池（由两大部分组成循环泥渣澄清重力式过滤净水池（由两大部分组成 图图2-6）这种系统适用于工业锅炉用水等。处理后水，大大地降低了水的浑这种系统适用于工业锅炉用水等。处理后水，大
50、大地降低了水的浑浊度。浊度。将絮凝、澄清和过滤工艺将絮凝、澄清和过滤工艺紧凑合理地组合成一体，能方紧凑合理地组合成一体，能方便地将一般地面水源原水净化便地将一般地面水源原水净化成符合卫生标准的生活用水，成符合卫生标准的生活用水，主要适用于广大农村、乡镇、主要适用于广大农村、乡镇、农场、部队营房和中小企事业农场、部队营房和中小企事业单位改善生活饮水水质使用，单位改善生活饮水水质使用，适用于工业用水软化，除盐工适用于工业用水软化，除盐工艺的水处理，同时也合于某些艺的水处理，同时也合于某些以分离去除水中悬浮物及胶体以分离去除水中悬浮物及胶体杂质为主要目的的接近中性的杂质为主要目的的接近中性的生产废水
