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水培训资料汇总

目录

第一章水的基本知识

1水的特性2常用水质指标

3天然水中的杂质4天然水中的几种主要化合物

5天然水的特点6水处理工作的重要性

7水处理工作的主要内容

第二章水处理技术

第一节水的混凝处理

1胶体化学基础2混凝原理

3影响混凝效果的因素4混凝剂和辅助剂

第二节水的沉淀处理

一沉淀处理设备

1平流沉淀池2斜管沉淀池

3澄清池

二沉淀软化处理

第三节水的过滤处理

1过滤原理2过滤器反洗

3化学清洗4双层滤料过滤器

5混凝过滤6配水系统

第四节超滤技术

一超滤原理及浓差极化

1工作原理2浓差极化

二超滤膜结构和性能

1结构2性能

三超滤工作过程

1过滤过程2冲洗过程

3化学清洗系统和方法

四影响超滤系统的因素

1超滤透过通量2料液流速

3操作压力4温度

5操作时间6进料浓度

7料液的预处理8余氯的去除

五超滤和微滤技术比较

1过滤水质量2抗污染性

3稳定通量4运行压力

六超滤膜的技术优势

1较高的过滤精度

2较强的抗污染性及可恢复性

（1）永久亲水性

（2）较大的毛细管膜内径

（3）均匀的布水方式（4）较高的强度—较低的断丝率

第五节除盐处理

一反渗透技术

1反渗透工作原理2反渗透设备（略）

二离子交换技术

1基本知识2离子交换的原理

第六节消毒处理

1氯消毒2加氯设备

3次氯酸钠消毒4臭氧消毒

第七节循环冷却水处理

一循环水系统概述

1循环水系统的形式和种类2循环水冷却原理

3冷却水的损耗和补水量4循环水的浓缩倍数和药剂费用关系

5循环水易发生的问题

二水质稳定

（一）腐蚀原理

1腐蚀的分类2腐蚀的种类及形态

3影响腐蚀的主要因素

（二）腐蚀控制与缓蚀剂

1腐蚀控制2缓蚀剂

3腐蚀速率标定及标准

（三）结垢与阻垢

1垢的形成及危害

（1）垢的形成

（2）影响水垢的因素

（3）水垢的危害

2结垢的控制方法3阻垢剂的作用

（四）微生物与菌类、藻类

1微生物及危害2藻类及危害

3细菌及危害

（五）微生物的控制

1控制方式

（1）物理方法

（2）化学处理法

2杀生剂及其性能

（1）氧化杀生剂

（2）非氧化杀生剂

三冷却水的清洗与预膜

1清洗预膜的必要性2化学清洗

3系统的预膜

第一章水的基本知识

一水的特性

水的分子式为H2O,相对分子量为18.015，纯净的水在常温下是无色、无味、无嗅的透明液体，纯水几乎不导电。

（几乎的含义）水有以下几种特性：

1水的状态

水在常温下有气液固三态，水的熔点为00C,沸点1000C；

2水的密度

水的密度在【3.98】0C时最大，为1g／cm3,高于或低于此温度时，其密度都【小于】1g／cm3.水在0～3.980C范围内时，不是热胀冷缩，而是冷胀热缩，即温度降低，体积增大，这就是冰可以冻裂阀门的原因。

3水的电导

水是一种很弱的电解质，能电离出少量的【氢】和【氢氧根】离子，所以，即使理想的纯水也有一定的导电能力。

这种导电能力常用电导率表示。

4水的化学性质

水的溶解能力极强，是一种很好的溶剂。

水能与金属和非金属作用放出【氢】，还能与许多金属和非金属的氧化物反应生成【碱】或【酸】。

2H2O+2Na=2NaOH+H2

Cl+H2O=HCl+HClO

SO3+H2O=H2SO4

Na2O+H2O=2NaOH

二常用水质指标

1溶解度

由两种或两种以上物质组成的【均匀】而【稳定】的体系叫做溶液。

（水溶液只是其中的一种）溶液中被分散的物质叫做【溶质】，去分散溶质的物质叫做【溶剂】。

（例如，水、汽油、酒精）在一定的条件下，物质的溶解和结晶达到【平衡】的溶液叫作饱和溶液。

在一定温度下，饱和溶液中所含饱和物质的量，称为该物质在该【温度】下的溶解度。

2浓度:

在一定量的【溶剂】或【溶液】里所含溶质的量。

表示浓度的方法很多，常用以下几种：

（1）百分浓度

溶液的百分浓度＝溶质重量／（溶质重量＋溶剂重量）×100％

百分浓度是工业上常用来表示【较浓】溶液浓度的一种方法，【稀】溶液用其他方法表示，如

（2）克分子浓度

克分子浓度＝溶质的克分子数／溶液的体积（升）mol/L

（3）当量浓度

当量定律：

各种元素相互化合时，其【重量】之比等于他们的【当量】之比。

元素的当量＝【原子量／化合价】

例如钙的原子量为40.08，它的化合价为2，故钙的当量为20.04

化合物的当量＝【分子量／正价总数或负价总数】

例如三氯化铁（FeCl3）分子量为162.2，分子式中正价总数为3，则三氯化铁当量为54.07

当量浓度＝【溶质的克当量数／溶液的体积（升）】N/L

（4）毫克／升（PPM）,微克／升（PPb）

毫克／升是表示水中某种物质含量多少的单位，由于1升水的质量通常为1000克，故1毫克／升的杂质相当于水中含有百万分之一份杂质，故单位ppm在表示水中杂质时与此相当。

1微克／升的杂质相当于水中含有十亿分之一份杂质。

可用PPb表示。

【ppm和ppb各表示？

克／升】

3含盐量、电导率

水的含盐量是表示水中所含【盐类物质】的数量，其单位是mg／L。

由于溶解盐类在水中一般以【离子】的形式存在,使水具有导电的性质，导电性能的强弱用【电导率】表示，其单位是μs∕cm.（读作微姆／厘米）同一种水中，水的【含盐量】越大，【电导率】也越大。

4水的浑浊度

水中存在的【悬浮物】及【胶体状态】的微粒使水产生混浊，其浑浊的程度称为浑浊度，浑浊度的测定方法，是将水样和由精制SiO2配成的标准液进行比较，得出其相当于若干毫克／升SiO2的浑浊情况，此量即表示该水样的浑浊度，单位为毫克／升SiO2（或称为“度”）。

生活饮用水的浑浊度规定不可超过【5度】。

5硬度

水中有些金属阳离子同一些阴离子结合在一起，在水被加热的过程中，由于蒸发浓缩，附着在受热面上形成水垢，通常把这些金属离子的【总浓度】称为水的硬度。

天然水中最常见的金属离子是【钙离子】和【镁离子】，通常就把钙、镁离子的总浓度看做水的硬度。

用mmol∕L表示。

或毫克当量／升表示，通常也表示成CaCO3的质量浓度，单位为mg∕LCaCO3.硬度又可按水中存在的阴离子情况，划分为【碳酸盐硬度】和【非碳酸盐硬度】两类：

（1）碳酸盐硬度（HT）

碳酸盐硬度是指水中钙、镁的重碳酸盐和碳酸盐之和。

由于天然水中的碳酸根的含量很少，一般将碳酸盐硬度看做钙、镁的【重碳酸盐】。

（2）非碳酸盐硬度（HF）

水的总硬度和【碳酸盐硬度】之差就是非碳酸盐硬度。

如钙、镁的氯化物和硫酸盐等。

水沸腾时不能除去的硬度称为【永久硬度】，它近似于非碳酸盐硬度。

6碱度

碱度表示水中【OH-、CO32-、HCO3-】及其他一些弱酸盐类的总和。

。

天然水中碱度主要由HCO3-的盐类组成。

单位为mmol／L.或毫克当量／升通常表示成CaCO3的质量浓度，单位为mg／LCaCO3.

7酸度

酸度是指水中含有能与强碱（如NaOH,KOH等）起中和作用的物质的量。

这些物质共有三类：

【强酸】（盐酸、硫酸、硝酸）【弱酸】（碳酸、醋酸）【强酸弱碱】组成的盐（铵、铁、铝等离子与强酸所组成的盐）

三天然水中的杂质

天然水中的杂质是多种多样的，这些杂质按其颗粒大小的不同，可分成三类：

颗粒最大的称为【悬浮物】，其次是【胶体】，最小的是【离子和分子】，即溶解物质。

1悬浮物

悬浮物是颗粒直径约在【10-4毫米（0.1微米）】以上的微粒，这类杂质在水中是【不稳定】的，当水静置时，较轻的物质会上浮于水面，较重的则下沉，很容易除去。

2胶体

胶体是颗粒直径在【10-6～10-4毫米（1-100纳米）】之间的微粒，是许多【分子】和【离子】的集合体。

这些微粒，由于比表面积很大，显示出明显的【表面活性】，常常吸附许多离子而【带电】，结果使同类胶体因为带有同类电荷而相互【排斥】。

因而它们在水中不能相互【粘合】，而是稳定在微小的胶体颗粒状态下，不能依靠【重力】自行分离。

等到讲胶体化学基础时再详细介绍。

关于纳米方面的内容，今后讲解超滤和反渗透时还会接触到。

3溶解物质

在水中呈现真溶液的物质有离子和分子，其颗粒大小约为≤10-6毫米（≤1纳米）。

天然水中的溶解物质一般为【离子】和【溶解气体】。

天然水中常见的离子有

（1）钙离子（Ca2+）

天然水中的钙离子主要来源于地层中的石灰石（碳酸钙）和石膏（CaSO4·2H2O）的溶解。

虽然【碳酸钙】的溶解度很小，但当水中含有二氧化碳时，就相互反应而生成溶解度较大的【重碳酸钙】。

CaCO3+CO2+H2O＝Ca（HCO3）2

（2）镁离子（Mg2+）

水中镁离子主要来源于白云石，白云石在水中的溶解和石灰石相似。

MgCO3+CO2+H2O=Mg（HCO3）2

（3）重碳酸根（HCO3-）

水中的重碳酸根，主要是由于水中溶解的CO2和碳酸盐反应后产生的。

HCO3-常是天然水中【最主要】的阴离子。

（4）氯离子（CL-）

天然水中都含有氯离子，这是因水流经地层时，溶解其中【氯化物】的关系。

由于常见【氯化物】的溶解度都很大，故可随着地下水和河流带入海洋，逐渐积累起来，造成海水中含有大量的【氯化物】。

（5）硫酸根（SO42-）

天然水中都含有SO42-,一般【地下水】中SO42-的含量比河、湖水中的大。

4、溶解气体

天然水中常见的溶解气体有【氧（O2）】和【二氧化碳（CO2）】

（1）氧（O2）

天然水中氧的主要来源是由于水中溶解了大气中的氧。

水中的溶解氧对金属有【腐蚀】作用，天然水中氧的含量，一般在【0~14毫克/升】之间。

1000C时水中溶解氧为零。

（除氧器控制温度为1050C）

（2）二氧化碳（CO2）

天然水中的CO2,主要是水中或泥土中【有机物】的分解和氧化的产物。

四天然水中几种主要化合物

1碳酸化合物

水中碳酸化合物有几种不同的存在形态：

溶于水中的气体【二氧化碳】（CO2），即所谓游离CO2；分子态【碳酸】（H2CO3）；【重碳酸根】（HCO3-）和【碳酸根】（CO32-）。

在这四者之间有以下的平衡关系：

CO2+H2O=H2CO3

H2CO3=H++HCO3-

HCO3-=H++CO32-

这三个平衡关系综合起来，可形成如下关系：

CO2+H2O＝H+＋HCO3-＝2H++CO32-

上面的关系式可以变成

2HCO3-＝CO2+CO32-+H2O

在天然水中和水处理过程中，常常会遇到的碳酸化合物是碳酸钙（CaCO3）。

CaCO3在水中的溶解度【很小】，Ca（HCO3）2的溶解度【较大】，因此在碳酸化合物的平衡中，如倾向于生成CO32-便易于使Ca2+转变成CaCO3的沉淀物；倾向于生成HCO3-，就易于使固体CaCO3溶解。

当【CO2】多时，反应向生成HCO3-的方向转移，会使【CaCO3】溶解；当【CO2】消失时，反应向生成CO32-的方向转移，易使水中Ca2+生成【CaCO3】的沉淀物。

在一定的PH值和温度时，水中各种碳酸化合物的相对量是一定的，下图所示为250C时碳酸的电离度和PH的关系。

由上图可知当【pH≤4.3】时，水中只有【CO2】；pH=8.3～8.4时，98%以上都是重碳酸根；【pH＞8.3】时水中没有【CO2。

】

五天然水的特点

1地下水和江河湖泊水、海水等都是天然水，但是各有特点：

1地下水由于通过土壤层时起到了过滤作用，水质透明，几乎没有悬浮物，而且不易受外界污染和气温影响，但是它通过土壤和岩层时溶解了各种可溶性矿