水质工程学一复习重点自总结.docx

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水质工程学一复习重点自总结

水质工程学一复习重点（自总结）

出料都是连续不断的进行的，是一种稳定流的反应器。

连续流反应器分为活塞流反应器（PF）和恒流搅拌反应器（CFSTR）活塞流反应器特点：

流体以队列形式通过反应器，液体元素在流动的方向绝无混合现象（垂直方向有可能），构成活塞流反应器的必要且充分的条件是，反应器中每一流体元素的停留时间都是相等的，由于管内水流较接近于这种理想状态，所以常用管子构成这一反应器，反应时间是管长的函数，反应物浓度，反应速度沿管长而有变化，但是沿管长上各点上的反应物浓度，反应速度有一个确定不变的值，不随时间变化。

恒流搅拌反应器特点：

物料不断进出，连续流动，其特点是，反应物受到了极好的搅拌，反应器内各点浓度完全均匀，而且不随时间而变化，因此反应速度也是确定不变的。

理论上一部分反应物停留时间为零，一部分为无穷大，会产生返混总用。

间歇式反应器最快的反应速度在某一时刻，二活塞流反应器最快反应速度在管长的某一点。

反混作用：

某些后进入反应器内的成分必然要与先进入反应器内的成分混合。

恒流搅拌反应器串联：

将若干个恒流搅拌反应器串联起来，在级内是充分混合的，级间是不混合的，优点是使反应有一个确定不变的速度，又可以分段控制反应，还可以使物料在反应器内的停留时间相对集中给水处理流程：

原水混凝沉淀过滤消毒饮用水污水处理流程：

进水格栅初沉池曝气池二沉池（污泥回流

和剩余污泥）消毒出水第三章凝聚和絮凝凝聚：

指胶体脱稳并生

成微小聚集体的过程絮凝：

指脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程混凝过程中有混合、及应（絮凝）两个阶段的要求有何不同？

两个阶段控制指标是什么？

为什么？

答：

⑴混凝阶段：

需要剧烈短促的搅拌，混合时间短，大约在10'30s内完成，主要目的是使混凝药剂快速均匀地分散到水中以利于混凝剂的快速水解，聚合及胶体颗粒凝聚，因此需要对水流进行快速剧烈搅拌，G值在700、1000S之间。

⑵絮凝阶段：

需要有适当的紊流程度及较长的时间，主要靠机械或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚，同向絮凝起主要作用，G值控制在1*〜1*。

⑶指标：

G和T、胶体的稳定性：

（1）胶体的动力稳定性，由于胶体颗粒尺寸很小，强烈的布朗运动使其可以克服重力的作用而不下沉。

能够均匀分散在水溶液中。

（2）胶体的带电稳定性，如果胶体间的静电斥力能够对抗其间的范德华力，则使胶体颗粒保持分散状态而稳定。

（3）胶体的溶剂化作用稳定性：

胶体颗粒与分散水分子发生作用，使胶体颗粒周围形成一层水分子有规律定向排列的水化层，两个胶体颗粒靠近时，水化层中的分子被挤压变形而产生发弹力，阻碍两胶体颗粒进一步接近，使胶体颗粒保持分散状态而稳定。

同向絮凝：

是指由水力和机械搅拌推动水流运动引起的脱稳颗粒间的碰撞絮凝。

异向絮凝：

指脱稳胶体由于布朗运动相碰撞产生的絮凝。

胶体的混凝机理1,压缩双电层作用：

根据DLVO理论，比较薄的双电层能降低胶体颗粒的排斥能，如果能使胶体颗粒的双电层变薄，排斥能降到相当小时，两胶体颗粒相接近时就可以由原来的排斥力为主变为吸引力为主，胶体颗粒间就会发生凝聚。

2,吸附电中和作用：

指胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的髙分子从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷，减小了胶体颗粒间的斥力，使胶体易于聚沉，能解释混凝剂投加适量，胶体脱稳效果好，混凝剂投加过量，处理效果变差。

（电性反转）3,吸附架桥：

分散系中的胶体颗粒通过有机或无机高分子物质架桥连接，凝聚成大的聚集体而聚沉，此时胶体颗粒之间并不直接接触，高分子物质在两个胶体颗粒之间像一座桥一样将他们连接起来。

4,往铺卷扫作用：

指投加到水中的铝盐，铁盐等混凝剂水解后形成较大的具有三维立体结构的水合金属氧化物沉淀，当这些水和金属氧化物体积收缩沉降时会像多孔的网一样将水中胶体颗粒和悬浮物往铺卷扫下来。

影响混凝的因素：

水温的影响：

无机盐脱稳反应吸热，水温低时混凝剂水解缓慢影响脱稳。

水温低水的粘度变大，胶体运动阻力大，影响其碰撞絮凝，布朗运动减弱，不利于异向絮凝，水温过高时，水解反应速度过快，形成絮凝体松散不易沉降。

PH：

1,PH与水中胶体颗粒的表面电荷和电位有关，不同的pH值胶体颗粒的表面电荷和电位不同，需要的絮凝剂量不一样。

另一方面，水的pH值对混凝剂的水解反应有显著影响。

水中碱度的影响：

混凝剂水解反应需要消耗水中的碱度，碱度很低时影响pH、水中浊度的影响：

浊质颗粒浓度过低，颗粒之间的碰撞几率减小，混凝效果差，浓度高，所需混凝剂量也大。

有机污染物的影响：

水中有机物对胶体有保护作用，阻碍颗粒间的碰撞。

混凝剂种类与投加量：

理论上最佳混凝剂投量是使混凝沉淀后的净水浊度最低，胶体滴定电荷与电位都趋于零。

混凝剂投加方式的影响水力条件的影响：

包括水力强度和作用时间。

聚集到一定尺寸去除需要一定的作用时间。

混凝剂的种类及优缺点混凝剂优点缺点硫酸铝我国使用普遍，运输方便操作简单混凝效果好水温低时水解困难，絮凝体松散，需要防腐三氯化铁易溶解，絮凝体密实，沉降速度快易潮解，腐蚀性强，不易保管，不易控制，投加范围窄硫酸亚铁便宜聚合氯化铝形成絮凝体速度快，絮凝体大而密，沉降性好，投加量低，原水适应性好。

PH范围宽，腐蚀性小聚合硫酸铁用量少，絮凝体形成速度快，沉降速度快，PII范围宽，腐蚀性低，色度和铁离子含量低，合成有机高分子混凝剂天然高分子混凝剂毒性小，易生物降解，不会污染环境助凝剂：

不能再某一特定的水处理工艺中单独用作混凝剂但可以与混凝剂配合使用而提髙或改善凝聚效果和絮凝效果的化学药剂。

常用有骨胶，活化硅酸，聚丙烯酰胺，海藻酸钠。

混凝过程控制指标：

混合阶段，时间10-20s,不超过2min,控制G值在7000-8000s-1G值含义，速度梯度，反映搅拌强度的参数，间接反映安慰体积单位时间颗粒碰撞次数，絮凝阶段G值控制在20-70s-l,GT值控制在104-105GT值含义，无量纲数，庾映在整个反应时间颗粒碰撞总次数混凝剂的投加方式：

泵前投加：

将药剂投加到原水泵的吸水管或吸水喇叭口处，安全可靠适用于取水泵房离处理水厂较近的情况重力投加指利用混凝剂溶液的重力使混凝剂由较高的溶液池自动流向并加注到原水中的一种投加方式，难以实现自动化。

压力投加指利用水力或电动力来讲混凝药液加注到原水中的投加方式，有水射器投加和泵投加混合方式及优缺点：

水力混合（优：

构造简单；缺：

难以适应水质水量等条件等变化，占地面积较大）水泵混合（优：

混合效果好，无需另建混合设施，节省动力，适合于大中小型水厂；缺：

不适应具有较强腐蚀性的混凝药剂和取水泵房离水厂较远时）管式混合（优：

简单易行，无需另建混合设滋；缺：

随管中数量流速等变化回事混合效果波动较大，影响后续处理）机械混合（优：

可以在要求时间内达到搅拌强度，满足快速均匀混合，不受水质水量变化影响，使用各种规模的水厂；缺：

增加了机械设备成本并增加了相应的机电维修工作量）絮凝设施：

机械絮凝池、隔板絮凝池、折板絮凝池、网格絮凝池混凝试验：

实际用用过程中pH范围和加入药剂量需要用混凝试验确定，常用烧杯搅拌混凝的试验方法。

第四章沉淀自由沉降：

悬浮物浓度不高，在沉淀过程中颗粒之间互相不碰撞，呈离散状态，各自独立完成沉降的过程。

拥挤沉降：

拥挤沉降：

废水中大量可沉固体在有限的水体中下沉时，颗粒受水的阻力，沉速减小，相互间干扰加剧，液体与颗粒群间形成清晰界面，并以界面形式下降的过程称为拥挤沉降絮凝沉淀：

利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体，再通过自由沉淀的沉淀称为絮凝沉淀。

表面负荷:

指单位沉淀面积上承受的水流量。

沉淀池截留沉速：

沉淀池所能全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速。

以U0表示沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速关系如何？

两者涵义有何区别？

答：

沉淀池表面负荷和颗粒截留沉速在数值上相等，但含义不同。

沉淀池表面负荷指单位沉淀池表面积的产水量，而截留沉速指沉淀池中能被全部去除的所有颗粒中最小颗粒的沉速。

理想沉淀池条件，

1、进水均匀分布在沉淀池始端，并以相同流速水平流向末端。

2、进水颗粒杂志均匀分布在沉淀区始端，并在沉淀区内进行等速自由沉降

3、泛能沉降至沉淀区底的颗粒杂志便认为已被除去，不再重新悬浮进入水中。

平流沉淀池的进水方式：

平流沉淀池要求进水区是使水流均匀地分布在整个进水截面上，并尽量减少扰动。

一般做法是使水流从絮凝池直接流入沉淀池，通过穿孔墙将水流均匀分布于沉淀池整个断面上。

效率非凝聚性颗粒的效率：

n=i-PO+luOOPOudPP0为水中剩余颗粒在总量中所占比例长度深度表面积关系：

斜板斜管沉淀池沉淀原理：

截留速度和水平流速不变条件下，减少沉淀池深度，就能相应减少沉淀时间和沉淀池长度

（浅池理论）。

斜管沉淀池的理论根据是什么？

为什么斜管倾角通常采用600?

答：

斜管沉淀池的理论依据是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀面积，又可以利用斜管解决排泥问题。

斜管倾角愈小，则沉淀面积愈大，沉淀效率愈高，但对排泥不利，实践证明，倾角为60最好。

为什么斜板、斜管沉淀池的水力条件比平流式沉淀池好？

答：

由于斜板（管）的水力R很小，则Re小，Fr大，水力条件好。

影响沉淀效果的因素？

答：

平流式沉淀池沉淀效果的因素与颗粒沉速或沉淀池的表面负荷有关，而与池深和沉降时间无关。

在可能的条件下，应该把沉淀池设计得浅些、表面积大些，这就是颗粒沉淀的浅池理论。

澄清池分类：

机械搅拌澄清池，脉冲澄清池气浮原理：

气泡的密度比水小很多，所以气泡能在水中上浮，水中的杂质颗粒。

若颗粒粒径很小，不论下沉或上浮速度都很慢，水中有的杂质颗粒的密度与水相近，不论下沉与上浮的速度也很慢，如果能将这些杂质颗粒粘附与气泡上，就能加快分离速度，在较短的时间实现固液分离，成为气浮法第五章过滤等速过滤，整个过滤周期中滤速保持不变。

直接过滤：

原水不经沉淀而直接进入滤池过滤称为“直接过滤”什么是等速过滤？

什么是变速过滤？

为什么说等速过滤实质上是变速的，而变速过滤却接近等速？

等速过滤是指滤池过滤速度保持不变，亦即滤池流量保持不变。

认为是变速是因为对于滤层孔隙内来说，水流速度是一个增速。

变速是指滤速随时间而逐渐减小的过滤。

认为是等速是因为对于整个滤池的出水来说是不变的；其次，滤池组中，各个滤池处于过滤状态时，各个滤池的滤速不变。

反冲洗强度：

冲洗滤池时，单位层冲洗一次所耗用时间内通过的水量。

滤池的配水系统类型、特点、原理及适用情况？

答：

（1）大阻力配水系统：

有穿孔主干管及其两侧一系列支管以及卵石承托层组成，每根支管上钻有若干布水孔眼。

这种配水系统在快率池中被广泛应用。

优点：

配水均匀。

缺点：

结构复杂，水头损失，以致冲洗时耗能较大。

适用情况：

单池面积FW100M2的普快率池。

（2）小阻力配水系统在滤池底部设较大的配水室，在其上面铺设阻力较小的多孔滤板、滤头等进行配水。

优点：

阻力较小。

缺点：

配水均匀性稍差。

适用情况：

虹吸滤池，无阀滤池，移动罩冲洗，单滤池面积W25M2。

大阻力小阻力配水系统含义原理优缺点大阻力配水系统加大水力阻力s2,使si,s2相比甚小使式中阻抗比便能趋近1能定量控制反冲洗水分布的均匀程度，但水头损失大小阻力配水系统减小水力阻抗si,使si与（s2+s3）相比甚小，使阻抗比接近于1分布均匀度差，但水头损失小。

双层，多层滤料过滤效果与哪些因素有关：

滤层的孔隙尺寸和数量，对于颗粒形状相同的滤料，粗细滤层的孔隙度大体相同，所以细滤料滤层中孔隙细而多，粗滤料滤层中孔隙大而少。

双层滤料：

利用两种不同比重的滤料构成，上层轻质粗滤料，下层重质细滤料。

多

（三）层滤料：

用多

（三）中比重不同的滤料组成，最上层为比重颗粒最小粒径最粗的滤料，中间为比重较小，粒径较细的滤料，最下层为比重最大，粒径最小的滤料。

承托层作用：

承托滤料；防止滤料从配水系统流失；均布反冲洗。

常见滤池原理特点滤池原理特点粗滤料滤池（V型滤池）

（1）可采用较粗濾料较厚滤层以增加过滤周期。

（2）气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。

无阀滤池

（1）进水通过堰顶溢流进入进水箱，进水流量不受堰后水位影响；

（2）可以连续进行过滤表面过滤纤维过滤池第六章吸附吸附概念：

在两相界面层中，某木质浓度能够自发的发生富集的现象称为吸附吸附有哪几种类型？

物理吸附与化学吸附有何不同？

答：

物理吸附、化学吸附、离子交换吸附作用力、吸附温度、吸附层数、选择性等第七章氧化还原与消毒消毒方法优缺点优点缺点氯氧化与消毒会与水中有机物发生取代反应产生对人体有害的卤代副产物臭氧强杀菌作用，能选择性与水中带有不饱和键的多种有机污染物作用降解，使水中有机物的可生化性提高二氧化氯消毒能力强需要现场制备，副产物亚氯酸根对红血球有破坏作用，投加量不宜过大过氧化氢用于水与污水的高级氧化高猛酸盐选择性的与水中有机物作用，破坏有机物的不饱和键，氧化过程中产生的二氧化猛对水中多种微量有机和无机污染物有吸附作用和对某些污染物有催化作用合成难度大，稳定性需要提高紫外线消毒加氯量：

需氯量和余氯量的总和。

需氯量：

用于灭活水中微生物，氧化有机物和无机还原性物质等所消耗的氯影响氯消毒的因素：

温度，PH,来影响K值，从而影响1ICL0的含量折点加氯：

当水中存在有机物且有机物主要是氨和氮化合物时，水中起始需氯量满足后，加氯量增加，剩余氯也增加，当继续加氯时，虽然加氯量增加，余氯量反而下降，随着加氯量的进一步增加，剩余氯又上升了。

这就称为折点加氯。

出现折点加氯的原因是：

水中存在氨和氮的化合物余氯作用：

抑制水中残余病原微生物的再度繁殖，确保饮用水的微生物指标安全。

二氧化氯制取：

NaC102和C12：

C12+H20二H0C1+HC1；H0Cl+HCl+2NaC102=2C102+2NaCl+H20；C12+2NaC102=2C102+2NaClHCl（II2S04）与NaC102：

5NaC102+4HCl=4C102+5NaCl+2H20Na0Cl与IIC1：

NaOCl+HCl=NaCl+HOCl；HCl+H0Cl+2NaC102=2C102+2NaCl+H20Na0Cl+21ICl+2NaC102=2C102+3NaCl+lI20点解食盐溶液：

产生C102,C12,03混合气体水的pll值对氯消毒作用有何影响？

为什么？

答：

氯消毒作用的机理，主要是通过次氯酸II0C1起作用。

因为起消毒作用的是II0C1,而II0C1与0C1-的相对比例取决于温度和PH值。