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1、SUSTech水处理工程Ch01CH06要点总结Ch 01 * 我国水资源特点：1.人均占有量少； 2.空间分布不均； 3.年内及年际变化大； * 常规饮用水处理以去除浊度、满足卫生学标准为目的。 * 高浊度水：强化预沉淀； * 含铁含锰地下水： 除铁除锰； * 高硬度地下水： 软化； * 低温低浊水： 强化混凝； * 富营养化湖泊水： 强化藻类去除。 * 预处理：一般指工业废水在排入城市下水道之前在工厂内部的预先处理； 一级处理：去除悬浮物，物理法； 二级处理：去除胶体和溶解态有机物，生物法； 三级或深度处理：去除氮磷溶解性有机物等，物理/化学/生物法。 深度处理一般以污水回收、 再用为目的
2、。 Ch 02 混凝 * 混凝：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花，以便在后续沉淀工艺中去除。混凝步骤在二级生物处理出水及过滤中间。 * 胶体动力学稳定性：布朗运动。 * 极性基团：-COOH，-OH，-NH2。 * 聚集稳定性：憎水性胶体 胶体带电相斥，亲水性胶体 水化膜的阻碍。 * DLVO：排斥势能ER随间距x指数减少；吸引EA=-1/x6；总Eb=1.5KT；玻尔兹曼，温度。 * 加入电解质 - 降低静电斥力 - m电势减小 - 能峰降低 - 脱稳 - 凝聚。 * 硫酸铝，历史最长的混凝剂。Al2(SO4)318H2O Al(H20)63+ * 配位水分子水解 水解反应Al(H
3、20)63+ Al(OH)(H2O)5 2+ H+*价数，PH，Al(OH)3. * 水解需要碱度，碱度不足需投加石灰：Al2(SO4)3 + 3H2O + 3CaO = 2Al(OH)3+3CaSO4 * 纯石灰投加量CaO=3a-x+d，a混凝剂投加量，x原水咸度，d保证反应继续的剩余碱度，一般取0.250.5mmol/L。 * 缩聚反应：相邻两个-OH-发生架桥，产生高价聚合离子。电荷，聚合度。 * 水解产物：未水解的水合铝离子、单核羟基配合物、多核羟基配合物或聚合物、氢氧化铝沉淀。各种产物的比例多少与水解条件有关。 * 压缩双电层机理：电解质加入 - 与反离子同电荷离子 - 压缩双电层
4、 - d电势 - 稳定性 - 凝聚。d电势0 效果最好，d电势=dk临界，Emax0。 * 不能解释：混凝剂过多，混凝效果；与胶粒带同样电号的聚合物或高分子混凝效果好。 * 在实际水处理中，混凝过程是几种机理综合作用的结果。混凝机理和效果不仅与混凝剂的物化特性有关，而且与所处理水的水质特性，如浊度、碱度、 pH以及水中杂质等有关。 * 凝聚(coagulation):胶体脱稳凝聚；带电荷的水解离子或高价离子压缩双电层或吸附电中和 胶体d电势胶体脱稳脱稳胶体凝聚生长成d=10的小矾花 特点： 剧烈搅拌，使混凝剂快速分散，在混合设备中完成。 * 絮凝(flocculation):脱稳胶体变大；混凝
5、:包括两者。高聚合物的吸附架桥 脱稳胶粒一生长成大矾花(Floc)，d=0.6mm1.2mm。 特点：需要一定时间使矾花长大， 搅拌从强弱，在絮凝设备中完成。 * PAC聚氯化铝。事先已水解聚合，有效成份多，投加量少；对pH变化适应性强。机理:吸附电中和与吸附架桥协同作用。B (盐基度)OH/3Al100%，生活40-90%，工业30-95。 * 有机混凝剂：HPAM水解聚丙烯酰胺，PAM聚丙烯酰胺。 * 混凝剂发展方向：无机复合聚合物混凝剂。 * 铁盐形成的絮体比铝盐絮体密实，但腐蚀性强，有颜色。 * 助凝剂：酸碱类(石灰硫酸)，絮体结构改良剂(活化硅酸、高分子絮凝剂)，氧化剂(破坏干扰絮凝
6、的物质，如用Cl2，O3破坏有机物)。 * 影响因素：低温(1)无机盐水解吸热(2)温度降低，粘度升高布朗运动减弱(3) 胶体颗粒水化作用增强，妨碍凝聚。对策：提高投药量、添加高分子助凝剂；采用其他方法代替沉淀法作为混凝的后续处理。PH及碱度。水中杂志浓度杂质浓度低，颗粒间碰撞机率下降，混凝效果差。对策：(1)加高分子助凝剂.(2)加粘土等矿物颗粒(3)投加混凝剂后直接过滤 Ch03沉淀与澄清 * 沉淀：依靠重力利用颗粒与水的密度之差， 将颗粒物从水中分离出来的过程。 主要用于除去100m以上的颗粒。 胶体混凝后沉淀。 * 沉砂池：除无机物； 初沉池：除悬浮有机物； 二沉池：活性污泥与水分离
7、* 自由沉淀：离散颗粒，在沉淀过程中沉速不变 * 絮凝沉淀：絮凝性颗粒，沉淀过程中沉速增加 * 拥挤沉淀：颗粒浓度大，相互间干扰，分层 * 压缩沉淀：下层颗粒间的水在上层颗粒的重力下挤出，污泥得到浓缩。 Re1,层流区，CD=24/Re 103Re105，湍流状态，CD=0.44 1Re10(-5) L/B4,L/H8，B在38m，不宜大于15m * 竖流式：D/H3，D10m；中心管流速90, 疏水性, 易于气浮。 90, 亲水性。 * 对于亲水性颗粒的气浮，表面需改性为疏水性，投加浮选剂。 * 加入起泡剂，保护气泡的稳定性。 * 稳定性过高：表面活性物质过多 - 界面张力降低，污染粒子严重
8、乳化，表面电势增高 - 气泡稳定，但是颗粒-气泡附着不好。 * 影响三个因素： 稳定性、表面张力、乳化效果。 * 乳化现象：非极性端吸附在油粒，极性端则伸向水中 乳化油极性端电离后带电双电层现象稳定体系 * 如何避免乳化影响：带电的稳定体系是不利于气浮脱稳、破乳投加混凝剂(硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁等)压缩双电层降低电势 * 加压溶气气浮：水中空气的溶解度大，能提供足够的微气泡； 气泡粒径小、均匀； 设备流程简单。 * 全溶气流程：电耗高； 气浮池容积小 * 部分溶气流程：电耗低；加压泵水量和溶气罐容量小,节省设备费用；溶气罐压力要求高 * 回流加压溶气流程：适用于含悬浮物浓度较高的原水； 气浮池设计中需要考虑回流水影响； 气浮池容积较大。 * 加压水泵：提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐。加压泵压力应适当。 过高： 溶解到水中空气增加，经减压后释放的空气多，会促进微气泡的聚集，不利气浮； 太低： 需要增加溶气水量，致使气浮池容积增加。 Kt与温度有关 * 亨利定律，空气在水中的溶解热力学过程* 气固比，分为体积比和质量比两种形式。 Ch 05 过滤 * 过滤：以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。 P,绝对压力 Kt,溶解常数
