水处理复习讲义.doc

杂质的种类 杂质的特性 主要单元处理方法 物理化学法： 混凝：凝聚, 2min, 混合 絮凝, 20~30分钟， 反应 沉淀和澄清：重力作用 浮选：密度差 过滤：表面过滤，滤层过滤 膜分离：按分离物的尺寸，微滤、超滤、纳滤、反渗透 吸附：在两相界面处的产生的积蓄 离子交换：改变离子成分，但离子总当量数不变 中和：使水的pH值达到或接近中性 氧化还原：改变价态，变成不溶解的或无毒的 生物处理方法：好氧，厌氧 反应器的概念及在水处理中的应用 反应器的类型： 物料的形态：均相，多相 操作情况：间歇式，连续式，流化床，滴洒床等 间歇式：所有物料反应时间相同；反应物浓度与反应速度；反应器内成分均匀 连续流反应器：（1）活塞流反应器（管式）：流动方向无混合（2）恒流搅拌反应器：浓度均匀，反应速度不变（3）恒流搅拌反应器的串联：综合了前两者的优点 物料在反应器内的流动模型 1、理想混合流动模型：反应器内浓度完全均匀一致 2、活塞流流动模型：各断面上流速一致，停留时间是管长的函数 3、轴向扩散流动模型和多级串联流动模型 反应器及期望的反应器设计： 完全混合：快速混合器，软化，化学澄清 活塞流：沉淀，砂滤池，吸附，离子交换，加氯，生物滤池 局部完全混合的活塞流：絮凝器，污泥反应器 完全混合及活塞流：活性污泥 胶体稳定性 胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。 胶体稳定性: （1）动力学稳定性：无规则的布朗运动强，对抗重力影响的能力强。（2）聚集稳定性：①胶体带电相斥②水化膜的阻碍。 在动力学稳定性和聚集稳定两者之中，聚集稳定性对胶体稳定性的影响起关键作用。 胶体稳定性的原因：（1）动力学稳定性：布朗运动强，对抗重力影响的能力强。（2）带电稳定性。带同号电荷的胶体之间存在静电斥力。（2）溶剂化作用稳定性，胶体颗粒与分散介质水分子发生作用，形成水化层。 胶体带电的原因： ①晶格取代②化学基团电离③溶解、电离④吸附某些离子 混凝机理 电性中和作用机理包括压缩双电层与吸附电中和作用机理。 1．压缩双电层:加入电解质，形成与反离子同电荷离子，产生压缩双电层作用。 2．吸附电中和作用:这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，来降低(电位。 3．吸附架桥 吸附架桥作用是指高分子链的一端吸附了某一胶粒，另一端又吸附另一胶粒,形成“胶粒-高分子-胶粒”絮凝体,高分子物质起了胶粒与胶粒之间相互结合的桥梁作用,故称吸附架桥作用 4．网捕或卷扫 混凝剂投量很大而形成大量氢氧化物沉淀时, 对胶粒会网捕、卷扫导致沉淀分离。 常用混凝剂的优缺点 硫酸铝:价格便宜,来源广泛,应用经验丰富,低温时，水解困难，絮体松散。 聚合铝:在相同水质下，用量比硫酸铝少，对水的pH变化适应性强 三氯化铁: 对水的pH变化适应性强，絮体密实，对低温低浊水处理效果好腐蚀性较强 聚合铁:混凝效率高，用量省腐蚀性比三氯化铁弱 合成高分子:与无机混凝剂相比，用量少、絮凝速度快高聚物的残余单体具有“三致”效应，应用受限 天然高分子:絮凝剂无毒或低毒、无二次污染絮凝活性低 混凝动力学 异向絮凝：由布朗运动引起的颗粒碰撞聚集. 同向絮凝：由水力或机械搅拌所造成的流体运动引起的颗粒碰撞聚集. 混凝控制指标 混合过程：在混合阶段，对水流进行剧烈搅拌的目的主要是使药剂快速均匀分散以利于混凝剂快速水解、聚合、及颗粒脱稳。平均G ＝700~ 1000s-1，时间通常在10～30s，不超过 2min，此阶段，杂质颗粒微小，同时存在颗粒间异向絮凝。 絮凝过程 ：在絮凝阶段，主要靠机械或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚，故以同向絮凝为主。同向絮凝效果不仅与G有关，还与时间有关。在絮凝阶段，通常以G值和GT值作为控制指标。平均G＝20~70s-1， GT＝104~105 ，随着絮凝的进行，G值应逐渐减小。 混凝设备 混合设备 1.水泵混合： 投加特点：混合效果好，节省动力，各种水厂均可用。 2.管式混合：构造简单，安装方便，混合快速均匀。水头损失大，流量过小时混合效果下降。 3.机械混合：混合效果好，不受水质影响，缺点是增加机械设备，增加维修工作。 絮凝设备 1.隔板絮凝池：构造简单、管理方便，但对流量变化大的絮凝效果不稳定，水流条件不理想，能耗（水头损失）浪费大，池子大。适用于大、中水厂。 2.折板絮凝池：与隔板式相比，水流条件大大改善，有效能量消耗比例提高，絮凝时间缩短，池体积减小。水流曲折流动，提高了颗粒碰撞絮凝效果。但安装维修较困难，折板费用较高。 3 机械絮凝池：灵活，可随水质、水量变化随时改变转速保证絮凝效果，适用于任何水厂。机械维修工作增加。 4.穿孔旋流絮凝池：构造简单，施工方便，造价低，可用于中、小型水厂或与其他