清华大学水处理工程讲义第3节水质标准
溷凝水处理教案清华大学课程
混合--水处理教案清华大学精品课程第一章：水处理概述1.1 教学目标了解水处理的基本概念及其重要性掌握水处理技术的分类和应用范围理解水处理在环境保护和可持续发展中的作用1.2 教学内容水处理的基本概念水处理技术的分类（物理、化学、生物处理技术）水处理的应用范围（城市供水、污水处理、工业水处理等）水处理在环境保护和可持续发展中的作用1.3 教学方法讲授法：介绍水处理的基本概念、技术分类和应用范围案例分析法：分析实际水处理案例，阐述水处理在环境保护和可持续发展中的作用1.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议课后作业：布置相关案例分析题，加深学生对水处理技术的理解和应用能力第二章：混合水处理技术2.1 教学目标了解混合水处理技术的原理和特点掌握混合水处理技术的应用范围和效果理解混合水处理技术在水处理工程中的重要性2.2 教学内容混合水处理技术的原理和特点（吸附、絮凝、膜分离等）混合水处理技术的应用范围（城市供水、污水处理、工业水处理等）混合水处理技术的效果评估（水质改善、污染物去除等）混合水处理技术在水处理工程中的应用案例2.3 教学方法讲授法：介绍混合水处理技术的原理、特点和应用范围实验演示法：展示混合水处理技术的实验过程和效果案例分析法：分析混合水处理技术在水处理工程中的应用案例2.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议第三章：混合水处理技术的设计与优化3.1 教学目标掌握混合水处理技术的设计原理和方法学会优化混合水处理技术的操作条件理解混合水处理技术在不同水质条件下的应用策略3.2 教学内容混合水处理技术的设计原理和方法（反应器设计、操作参数优化等）优化混合水处理技术的操作条件（pH值、反应时间、搅拌速度等）混合水处理技术在不同水质条件下的应用策略（难降解有机物、重金属离子等）混合水处理技术的设计和优化案例分析3.3 教学方法讲授法：介绍混合水处理技术的设计原理、方法和操作条件优化实验演示法：展示混合水处理技术的实验过程和效果案例分析法：分析混合水处理技术的设计和优化案例3.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议第四章：混合水处理技术的经济与环境评估4.1 教学目标了解混合水处理技术的经济成本和效益掌握混合水处理技术的环境影响评估方法学会综合评估混合水处理技术的可行性和可持续性4.2 教学内容混合水处理技术的经济成本（投资、运行、维护等）混合水处理技术的效益（水质改善、污染物去除等）混合水处理技术的环境影响评估方法（水质、能耗、污泥产量等）混合水处理技术的经济与环境综合评估案例分析4.3 教学方法讲授法：介绍混合水处理技术的经济成本、效益和环境影响评估方法实验演示法：展示混合水处理技术的实验过程和效果案例分析法：分析混合水处理技术的经济与环境综合评估案例4.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议第五章：混合水处理技术的应用案例分析5.1 教学目标掌握混合水处理技术在不同领域的应用案例学会分析混合水处理技术的实际效果和优化策略理解混合水处理技术在环境保护和可持续发展中的作用5.2 教学内容混合水处理技术在城市供水中的应用案例混合水处理技术在污水处理中的应用案例混合水处理技术在工业水处理中的应用案例混合第六章：混合水处理技术的案例分析与实践6.1 教学目标分析混合水处理技术在不同水质条件下的应用案例理解和评价混合水处理技术在实际工程中的效果掌握混合水处理技术在实际应用中的操作要点和优化策略6.2 教学内容分析混合水处理技术在城市供水工程中的应用案例评价混合水处理技术在污水处理工程中的应用效果探讨混合水处理技术在工业水处理中的应用策略混合水处理技术实践操作要点的讲解和分析6.3 教学方法案例分析法：分析混合水处理技术在不同水质条件下的应用案例实地考察法：组织学生参观水处理工程现场，了解混合水处理技术的实际应用情况操作演示法：演示混合水处理技术的实际操作过程，讲解操作要点6.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，分享实地考察心得和操作体验实践报告：学生完成实践考察报告，评价混合水处理技术的实际效果第七章：混合水处理技术的前沿与发展趋势7.1 教学目标了解混合水处理技术最新的研究动态和发展趋势掌握混合水处理技术在新技术领域的应用前景探讨混合水处理技术在可持续发展中的作用7.2 教学内容混合水处理技术最新的研究进展和成果混合水处理技术在新领域的应用探索（如纳米技术、生物技术等）混合水处理技术在可持续发展中的角色和责任混合水处理技术未来发展趋势的展望7.3 教学方法学术报告法：邀请相关领域的专家学者进行专题报告小组讨论法：组织学生进行小组讨论，分享对混合水处理技术未来发展的见解项目研究法：引导学生开展混合水处理技术的研究项目，探索新技术的应用7.4 教学评估课堂报告：学生进行学术报告，分享最新的研究成果和发展趋势第八章：混合水处理技术的政策与管理8.1 教学目标理解混合水处理技术相关政策法规的含义和应用掌握混合水处理技术管理的原理和方法探讨混合水处理技术政策与管理在实践中的挑战和策略8.2 教学内容混合水处理技术相关政策和法规的解读和应用混合水处理技术管理的原理和方法（如水质监测、运行维护等）混合水处理技术政策与管理实践中的问题和解决策略混合水处理技术政策与管理案例分析8.3 教学方法讲授法：讲解混合水处理技术相关政策和法规，介绍管理原理和方法案例分析法：分析混合水处理技术政策与管理实践中的案例模拟演练法：组织学生进行模拟演练，提高混合水处理技术管理的实际操作能力8.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议管理报告：学生完成管理案例分析报告，提出政策与管理建议第九章：混合水处理技术的创新与创业9.1 教学目标激发学生对混合水处理技术创新的兴趣和意识培养学生的创业精神和实践能力引导学生探索混合水处理技术在创业领域的应用9.2 教学内容混合水处理技术创新的重要性和方法（如技术改进、新材料应用等）混合水处理技术创业的机会和挑战混合水处理技术创新项目的实践和案例分析9.3 教学方法讲座法：邀请成功的创业家分享混合水处理技术创新和创业的经验头脑风暴法：组织学生进行头脑风暴，激发创新思路项目实践法：引导学生开展混合水处理技术创新项目，培养创业能力9.4 教学评估课堂报告：学生进行创新项目报告，分享创业经验和成果创业计划书：学生完成创业计划书，提出混合水处理技术的创新应用方案第十章：混合水处理技术的综合应用与未来发展10.1 教学目标综合运用混合水处理技术解决实际问题探索混合水处理技术在未来的发展潜力培养学生对混合水处理技术的全面理解和应用能力10.2 教学内容综合应用混合水处理技术解决实际工程案例探索混合水处理技术在新能源、环保等领域的未来发展混合重点和难点解析1. 混合水处理技术的基本概念及其重要性难点解析：理解混合水处理技术在不同水质条件下的应用策略和效果评估。
001第一章 水质与水处理概论
污水的化学性质及指标
（一）有机物指标 分为易生物降解和难生物降解二类。 1、易生物降解有机物 自然界中存在的蛋白质、碳水化合物、脂肪 等 （好氧微生物） CO 2+H 2 O+合成新细胞 有机物 （厌氧微生物） 脂肪酸、醇 、 沼气 常用COD, BOD, TOD,TOC表示有机物
• 2.难生物降解有机物 • 大多为人工合成有机物，例如：塑料、合成橡胶、合成洗 涤剂、有机农药等。 • 主要特征 ⑴ 稳定，不易被微生物降解 ------例如白色污染 • ⑵ 多有害健康-------例如“ 三致”物质 • ⑶ 常用COD, TOD, TOC表示
⑴ 碳氧化阶段-----H2O、CO2、 NH3---- BODμ ⑵ 硝化阶段-------NO2、 NO3--------NODμ 一般20日有机物可完全碳氧化----------BODμ 5日生化需氧量-------BOD5
常用BOD5的原因： ① 20日有机物可完全分解，但时间太长 ② BOD5占第一阶段BODμ的70-80%，比较准确(不用三天 的原因) ③ 需要建立统一标准，用来进行比较 ④ 能反映可被微生物分解的有机物的量
河流的氧垂曲线方程 研究河流中DO的变化规律-------DO的重要性（生态平衡） 1、河流中的溶解氧变化 存在两种变化趋势： ⑴ 有机物被微生物降解，消耗水中的溶解氧，使DO下降；
降解耗氧速率------与有机物浓度成正比
⑵ 河流流动过程中，接受大气复氧，使DO上升。 复氧速率----------与亏氧量成正比 两种作用的结果------形成氧垂曲线
2.河流氧垂曲线
• ⑴ 第一段（AO）：有机物浓度高，耗氧速率大于复氧速 率， DO大幅度下降； • O点溶解氧最低-------氧垂电（最不利点） • ⑵ 第二段（OB）：有机物浓度降低，耗氧速率小于复氧 速率，DO开始逐渐回升。 • ⑶ 第三段（B以后）：溶解氧回升至起始阶段。
水处理工程=清华大学第八章氧化还原课件(第一篇)
第八章
16
不锈钢管
变压器
电源
O 2
放电间歇
玻璃管作为介电体防止两电极间产生火花放电
玻璃管
玻璃管内壁石墨电极
第八章
在放电高速电子流的轰击下:
O 22O ，3O O
3或O ＋O 2
O 3无声放电原理：由于介电体的阻碍，只有极小电流通过电场，即在介电体表面的凸点上发生局部放电。
第八章
19
金属圆筒
孔板
进气分配室
内涂石墨的玻璃管
不绣钢管
孔板
放电间隙
第八章卧管式臭氧发生器
同向流
异向流
多孔扩散式
第八章27O 3
活性炭吸附
去除嗅味、三卤甲烷等
深度处理系统
悬挂极板更换方便
第3节电解法
2. 阴极：
废水中的6价铬直接被还原成3价铬。
Cr O2-+ 6e + 14H+→2Cr3 ++ 7H O。
水处理工程=清华大学第一章绪论课件(第一篇)
●水——水和废水●处理——物化、生化及其组合●目标——饮用、工农业用水；排放、回用7●基本工艺计算？–表面负荷率–废水处理原水⇒混凝⇒沉淀⇒过滤⇒消毒⇒饮用水9●举例：沉淀池课程主要教学内容●应用在什么地方？–给水处理–废水处理20多年平均雨量分布图全国640个城市300个缺水西北地区雨水匮乏200 mm北京: 600 mm东南地区雨水充沛>1000 mm---多年降雨分布图（水利水电科学研究院）水总储量14亿km 3，97%是海水，淡水3%。
直接取用的淡水只有地球总水量的0.2% 。
自然循环社会循环给水工程质与量水气输送22给水工程：取水→给水处理→输配到用户•针对不同的水源水水质•满足工农业和生活对水质与水量的要求。
水质标准不断有新的要求出现第1节水资源循环与特点三、水处理工程的任务地表水污染……七大水系2008年七大水系水质类别比例比较27珠江黄河松花江长江主要水系澜沧江怒江雅鲁藏布江塔里木河辽河海河淮河30•污染最严重湖泊：巢湖、太湖、滇池（三湖）31第2节水污染现状与来源滇池蓝藻爆发32太湖蓝藻爆发•主要污染物：N 、P 、石油类2008年全国近岸海域水质类别37造纸废水未经治理直接排放（人民网）左边的是生活污水，呈暗黑色；右侧为工业造纸污水，呈黄色（人民网）第2节水污染现状与来源38造革废水未经治理直接排放（人民网）40年，我国畜禽粪便产生量达27.5亿吨水污染现状与来源北京水源九厂处理出水（一级COD<60mg/LBOD200mg/LSS <20mg/L3. 城市污水一般处理流程高碑店污水处理厂鸟瞰图62物理方法生化方法物化或生化方法63。
《水处理工程》清华1
《水处理工程》第一篇水与废水物化处理的原理与工艺( 讲义)黄霞清华大学环境科学与工程系（2003年7）主要参考书：(1)顾夏声等：《水处理工程》第一版，清华大学出版社，1985(2)严煦世、范瑾初编著：《给水工程》第四版，中国建筑工业出版社，1999(3)张自杰等编著：《排水工程》第四版，中国建筑工业出版社，2000(4)George Tchobanoglous, Franklin L. Burton and H. David Stensel: WastewaterEngineering, treatment disposal and reuse, Fourth edition, Metcalf & Eddy, Inc.,（清华大学出版社影印，2002年8月）(5)Ronald L. Droste: Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment, JohnWiley & Sons, Inc., 1997(6)《环境工程手册》之《水污染防治卷》，张自杰等，高等教育出版社，1996第一章绪论第1节水资源循环与特点一、中国水资源特点1.人均占有量少淡水总量在全世界占第6位。
但人均占有量只有2340m3/人年（以12亿人口计），世界平均水准的1/4，占88位。
2.空间分布不均81％的水资源分布在长江流域及其以南东南地区降水量可达1600mm，造成涝灾西北地区降水只有500mm，少的地区不到200mm3.年内及年际变化大60－80％降水集中在夏季，7，8，9月；年际变化差3－6倍（大时）4.许多地区缺水严重三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连）在640个城市中，300多个城市缺水。
二、水资源的自然循环与社会循环三、水处理工程的任务给水工程：取水――给水处理――配水针对不同的水源水水质，经处理后满足工农业和生活的对水质与水量的要求。
清华大学本科-《水处理工程》第一篇习题集2010-106102485
《水处理工程》第一篇水和废水物化处理的原理与工艺习题集第一章绪论1.水圈的概念？指出其上界和下界。
2.试概述我国水资源的主要特点。
3.什么叫水的自然循环和社会循环？它们之间存在着怎样的矛盾？水环境保护和水处理工程的主要任务是什么？4.地下水和地面水的性质有哪些主要差别？5.水中杂质按尺寸大小可分成几类？简述各类杂质的主要来源、特点及一般去除方法。
6.简述水污染的概念和分类。
分别列举2个点污染源和面污染源。
7.简要介绍污水中主要污染物类型和对人体的危害。
8.常用的污水水质指标有哪些？选择你认为重要的解释其含义。
9.工业废水一般具有哪些特点？请列举4种工业废水的来源并简述性质。
10.试比较生活污水和工业废水的特征。
11.试讨论水资源合理利用的战略、对策与途径。
12.对于生活用水和工业用水水质主要有哪些要求？13.给水处理有哪些基本方法？其基本流程如何？14.目前我国饮用水水源的主要污染特征是什么？15.对于微污染水源，应采用什么样的饮用水处理工艺？16.对于以富营养化湖泊水为水源的饮用水处理，应采用什么样的工艺流程？17.简述废水处理的基本方法和城市污水的一般处理流程。
18.简述废水处理技术的一级、二级和三级处理。
19.试举例说明废水处理的物理法、化学法和生物法三者之间的主要区别。
20.废水处理工艺的选择应考虑哪些因素？21.试讨论饮用水处理系统和技术的发展方向。
22.试讨论城市污水处理系统和技术的发展方向。
第二章混凝1.简述胶体的动电现象、双电层与 电位。
并试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定性原因。
2.试比较憎水胶体和亲水胶体的特点。
3.混凝过程中，压缩双电层和吸附－电中和作用有何区别？简述硫酸铝的混凝作用机理及其与水的pH值的关系。
4.概述影响混凝效果的几个因素。
5.目前我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？今后的发展方向？6.高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？7.“助凝”的作用是什么？什么物质可以作为助凝剂？8.为什么有时需要将PAM在碱化条件下水解成HPAM？PAM水解度是何涵义？一般要求水解度为多少？9.同向絮凝和异向絮凝的差别何在？两者的凝聚速率(或碰撞速率)与哪些因素有关？10.混凝控制指标有哪几种？你认为合理的控制指标应如何确定？11.混凝过程中，G值的真正含义是什么？沿用已久的G值和GT值的数值范围存在什么缺陷？请写出机械絮凝池和水力絮凝池的G值公式。
水处理工程=清华大学第五章过滤课件(第一篇)
水头损失和冲洗流速的关系
第3节 滤池的基本构造
4．冲洗水排出与供给 1) 冲洗排水槽与集水槽
第3节 滤池的基本构造
2）冲洗水塔与水泵
槽总面积占滤池面积25%以内
第五章
59
第五章
60
10
第3节 滤池的基本构造 本节思考题
(1) 滤池有哪些基本构成？ (2) 如何选择滤料？滤料的d80, d10和K80的物理意义是 什么？ (3) 配水系统有几种？各自什么特点？如何消除配水 的不均匀性？ (4) 反冲洗强度如何确定？主要受什么因素的影响？
第五章 23
4座滤池进水渠相通，在任 何时间水位基本上相等。
一座滤池冲 洗完毕
减速过滤（一组4座滤池） 一座滤池滤速的变化 如果一组滤池的滤池数很多，阶梯式下降折线将变为 近似连续下降曲线。 每一格滤池在反洗间隔之间，按等速过滤方式，水位 略有升高。 第五章
24
4
第2节 滤池的运行
等速与变速过滤的差别？ 在平均滤速相同的条件下，减速过滤的滤后水质较 好。而且在相同过滤周期内，过滤水头损失要小。 清洁时，过滤速度虽大，但孔隙也大，孔隙内的速 度并不太大，可将一些悬浮杂质带入下层滤料。而 当截留有杂质时，孔隙减少，滤速也减少，可防止 悬浮物穿透滤层。
第五章 7 第五章 8
第1节 过滤概述
涉及两个过程：迁移和粘附
范德华引力、 静电力、 特殊化学吸附力 粘附过程与 澄清池泥渣 的类似。
第1节 过滤概述
应用： •给水处理 原水混凝沉淀/澄清过滤 原水微絮凝过滤（微絮凝过滤） 直接 原水加药过滤（接触过滤） •废水处理 原水生物处理过滤 原水生物处理混凝沉淀过滤
第五章 44
水处理工程=清华大学第九章离子交换课件(第一篇)
1
第1节 软化与除盐概述
三、水的纯度
含盐量 电阻率（单位：106欧姆 厘米, 106 Ω•cm ）或 电导率（微西门子/厘米, S/cm ） 淡化水：高含盐量水经局部处理 脱盐水：相当于普通蒸馏水，含盐量1~5mg/L 10 ~ 1 S/cm 纯水：亦称去离子水，含盐量<1mg/L, 1 ~ 0.1 S/cm 高纯水：含盐量<0.1mg/L, <0.1 S/cm
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第2节 离子交换基本原理
三、离子交换速度
1. 边界水膜内的迁移 2. 交联网孔内的扩散 3. 离子交换（反应快） 4. 交联网内的扩散 5. 边界水膜内的迁移
第2节 离子交换基本原理
离子交换速度的影响因素： •溶液浓度：影响扩散过程的重要因素 浓度大→膜扩散快，孔道扩散为控制步骤 •流速或搅拌速度：主要影响膜扩散，孔道扩散基本不受 影响。 •树脂粒径：对于膜扩散，离子交换速度与粒径成反比； 对于孔道扩散，离子交换速度与粒径二次方成反比。 •交联度：对孔道扩散的影响更大
第九章 7
第1节 软化与除盐概述
四、软化和除盐基本方法
1. 软化 (1)加热：去除暂时硬度 (2)药剂软化：根据溶度积原理 (3)离子交换：离子交换硬度去除比较彻底。 2. 除盐 蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法
第九章 8
第1节 软化与除盐概述
五、药剂软化法 1. 石灰软化法 CaO：生石灰 CaO + H2O = Ca(OH)2 （消化过程） Ca(OH)2：熟石灰或消石灰
第九章 20
不论那种树脂，可交换离子均为1价离子 而水中被交换离子一般1价或2价离子 全树脂交换容量定义：树脂所能交换的离子的物质的 量nB除以树脂体积或质量m
水处理工程=清华大学第一篇第三章 沉淀
第三章C D和雷诺数的关系(球形颗粒)第三章22第三章三、理想沉淀池(1) 颗粒为自由沉淀。
(2) 水流水平流动，过水断面上各点流速相等v 。
(3) 颗粒到底就被去除。
u 0截留速度1. 理想沉淀池工作模型假设L出水区(/)(/4002230012+-+=p u th p p u t h p •计算颗粒去除率（在t 0时刻）：第3节絮凝沉淀第三章38第三章二、拥挤沉降过程曲线交界面等速下降临界沉降点（B,C 区消失）c-d 段污泥压实过程压实高度a-c 段：悬浮物浓度为C 第4节拥挤（分层）沉淀2.不同初始浓度界面下沉速率的计算41第三章涵义：高度为H t 、均匀浓度为C t 的沉淀管中所含悬浮物量和原高度为H 0、均匀浓度为C 0的沉淀管中所含悬浮物量相等。
两沉淀曲线在C t 点前不一致，之后重合。
沉降过程的相似关系3.水深对界面下沉速率的影响(sedimentation tank)一、沉淀池分类二、平流式沉淀池三、竖流式沉淀池四、幅流式沉淀池第5节沉淀池48第三章理想沉淀池工作状况出水区第三章进水区示意图穿孔墙示意图第三章Fr ＝v 2/Rg ，宜大于10-5。
R采用导流墙对平流式沉淀池进行纵向分格第5节沉淀池沉淀区尺寸●高度与前后构筑物的布置有关，一般●长度L 决定于水平流速v –给水：v = 10~25 mm/s –污水：v 一般不大于5 mm/s●L/B>4, L/h>10, 每格宽度大于15m 。
第5节53第三章三角堰（对出水影响不大）出水口示意图54第三章堰出水示意图第三章57第三章58第三章链带刮泥机示意图59第三章刮板式刮泥机示意图第三章刮板式刮泥机第5节沉淀池61第三章第5节沉淀池62第三章第5节沉淀池69第三章竖流式沉淀池反射板示意图A=Q/v设（注意A的算法）→有效水深h＝v设T 设第5节沉淀池74第三章适用于大水量，但占地大，机械维修，配水条件差。
中央进水幅流式沉淀池示意图中央进水幅流式沉淀池第三章幅流式沉淀池刮泥板第5节沉淀池第三章幅流式沉淀池刮泥板第三章幅流式初次沉淀池79第三章出水堰示意图第5节沉淀池计算：由q 设→A ＝Q /q 设h ＝u 设T 设(u 设:1.5~3m/h; T 设:1.5~2.5h)h82第三章(1)周边进水中心出水向心幅流式沉淀池第三章(2)周边进水周边出水向心幅流式沉淀池表面负荷可提高约1倍。
清华大学水处理工程讲义第3节 水的混凝机理与过程
第3节水的混凝机理与过程一、铝盐在水中的化学反应铝盐最有代表的是硫酸铝Al2(SO4)3⋅18H2O，溶于水后，立即离解铝离子，通常是以[Al(H2O)6]3+存在。
在水中，会发生下列过程。
1．水解过程配位水分子发生水解：[Al(H2O)6]3+――[Al(OH)(H2O)5]2++ H+…….其结果是：价数降低，pH降低，最终产生――Al(OH)3沉淀2．缩聚反应－OH－发生架桥，产生高价聚合离子（多核羟基络合物）……..其结果是：电荷升高，聚合度增大同时多核羟基络合物还会继续水解。
因此，产物包括：未水解的水合铝离子单核羟基络合物多核羟基络合物氢氧化铝沉淀各种产物的比例多少与水解条件（水温、pH、铝盐投加量）有关。
二、混凝机理水的混凝现象比较复杂。
至今尚未有统一认识。
凝聚（Coagulation）、絮凝（Flocculation ）混凝：包括两者1．压缩双电层根据DLVO理论，加入电解质对胶体进行脱稳。
电解质加入――与反离子同电荷离子↑――压缩双电层――ζ电位↓――稳定性↓――凝聚ζ电位＝0，等电状态，实际上混凝不需要ζ电位＝0，只要使Emax=0即可，此时的ζ电位称为临界电位。
示例：河川到海洋的出口处，由于海水中电解质的混凝作用，胶体脱稳凝聚，易形成三角洲。
叔采－哈代法则可以适用，即：凝聚能力∝离子价数6但该理论不能解释：1）混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；2）与胶粒带同样电号的聚合物或高分子混凝效果好。
这些都与胶粒的吸附力有关，绝非只来源于静电力，还来源于范得华力、氢键及共价键力（多出现在有聚合离子或高分子物质存在时）。
2．吸附-电性中和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ζ电位。
这一点与第1条机理不同。
在铝盐混凝剂的过程中，水解的多核羟基络合物主要起吸附电性中和作用。
在水处理中由水合的Al3+产生的单纯的压缩双电层作用甚微。
3．吸附架桥指高分子物质和胶粒，以及胶粒与胶粒之间的架桥高分子投量过少，不足以形成吸附架桥，但投加过多，会出现“胶体保护”现象。
《水处理工程》清华1.doc
《水处理工程》第一篇水与废水物化处理的原理与工艺( 讲义)黄霞清华大学环境科学与工程系（2003年7）主要参考书：(1)顾夏声等：《水处理工程》第一版，清华大学出版社，1985(2)严煦世、范瑾初编著：《给水工程》第四版，中国建筑工业出版社，1999(3)张自杰等编著：《排水工程》第四版，中国建筑工业出版社，2000(4)George Tchobanoglous, Franklin L. Burton and H. David Stensel: WastewaterEngineering, treatment disposal and reuse, Fourth edition, Metcalf & Eddy, Inc.,（清华大学出版社影印，2002年8月）(5)Ronald L. Droste: Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment, JohnWiley & Sons, Inc., 1997(6)《环境工程手册》之《水污染防治卷》，张自杰等，高等教育出版社，1996第一章绪论第1节水资源循环与特点一、中国水资源特点1.人均占有量少淡水总量在全世界占第6位。
但人均占有量只有2340m3/人年（以12亿人口计），世界平均水准的1/4，占88位。
2.空间分布不均81％的水资源分布在长江流域及其以南东南地区降水量可达1600mm，造成涝灾西北地区降水只有500mm，少的地区不到200mm3.年内及年际变化大60－80％降水集中在夏季，7，8，9月；年际变化差3－6倍（大时）4.许多地区缺水严重三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连）在640个城市中，300多个城市缺水。
二、水资源的自然循环与社会循环三、水处理工程的任务给水工程：取水――给水处理――配水针对不同的水源水水质，经处理后满足工农业和生活的对水质与水量的要求。
水处理工程=清华大学第五章过滤课件(第一篇)
H t H 0 H t
h h1 ht
v2 h2 2g
第五章
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滤池总过滤水头损失H＝H0＋h＋△Ht H0：清洁滤层水头损失 h：配水系统、承托层及管路水头损失 △Ht：在时间t时的水头损失增值
ΔH t
h1: 配水系统水头损失
过滤周期 与滤速有关
1.5~2m
第五章
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第2节 滤池的运行
第五章 23
4座滤池进水渠相通，在任 何时间水位基本上相等。
一座滤池冲 洗完毕
减速过滤（一组4座滤池） 一座滤池滤速的变化 如果一组滤池的滤池数很多，阶梯式下降折线将变为 近似连续下降曲线。 每一格滤池在反洗间隔之间，按等速过滤方式，水位 略有升高。 第五章
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4
第2节 滤池的运行
等速与变速过滤的差别？ 在平均滤速相同的条件下，减速过滤的滤后水质较 好。而且在相同过滤周期内，过滤水头损失要小。 清洁时，过滤速度虽大，但孔隙也大，孔隙内的速 度并不太大，可将一些悬浮杂质带入下层滤料。而 当截留有杂质时，孔隙减少，滤速也减少，可防止 悬浮物穿透滤层。
第五章
45
第五章
46
第3节 滤池的基本构造
2．小阻力配水系统 减少配水系统阻抗S1 降低配水系统流速 增大配水空间 使孔眼处的压力接近
指孔口阻力较小
第3节 滤池的基本构造
中阻力配水（开孔 比：0.6%~0.8%）
小阻力配水系统 钢筋混凝土穿 孔滤板 钢筋混凝土穿孔板：板上铺设一层或两层尼龙网。
第五章 39
三层：18~20m/h
第3节 滤池的基本构造
三、配水系统
1. 配水系统的目的： 均匀分布反冲洗水 均匀收集过滤水 配水不均匀导致： (1) 部分区域水量小，冲洗不净 (2) 部分区域水量大，冲动垫层
水质工程学(给水处理)
三、混凝机理
1.电性中和： 1.电性中和：
通过投加电解质来降低或消除颗粒的动电位，从而压缩双电层的方法。
2.吸附架桥： 2.吸附架桥：
水中高分子物质通过某长链吸附胶体，起到胶体之间相互结合的桥梁结构。
3.网捕或卷扫作用： 3.网捕或卷扫作用：
当金属盐投量很大而形成大量氢氧化物沉淀时，可以网捕或卷扫水中胶粒，并 使之发生沉淀。
一、物理指标
主要有水温、浊度、臭和味、色度、悬浮物、电导率、氧化还原电位等，其中 较为重要的指标是：
1.浊度： 1.浊度：
表示水中含有胶体状态（较小颗粒的悬浮物）的杂质，引起水的浑浊的程度。
2.悬浮物： 2.悬浮物：
指总不可滤残杂，为水样中0.45µm滤膜截留物质的质量。 指总不可滤残杂，为水样中0.45µ
第三节 给水处理的基本方法与基本工艺
一、给水处理的基本方法
1.胶体颗粒和悬浮颗粒的处理方法：混凝、沉淀、澄清、气浮、过 1.胶体颗粒和悬浮颗粒的处理方法：混凝、沉淀、澄清、气浮、过 滤、筛滤、膜分离（微滤、超滤）、沉砂、离心分离。 2.去除、调整水中溶解（无机）离子、溶解气体的处理方法：石灰 2.去除、调整水中溶解（无机）离子、溶解气体的处理方法：石灰 软化、离子交换、地下水除铁除锰、氧化还原、化学沉淀、膜分 离（反渗透、纳滤、电渗析、浓差渗析）、吹脱、曝气等。 3.去除有机物的处理方法：粉状活性炭吸附、原水曝气、生物预处 3.去除有机物的处理方法：粉状活性炭吸附、原水曝气、生物预处 理、臭氧预氧化、预氯化、生物活性炭、大孔树脂吸附等。 4.消毒方法：氯气、二氧化氯、臭氧、紫外线、电化学、加热等。 4.消毒方法：氯气、二氧化氯、臭氧、紫外线、电化学、加热等。 5.冷却方法 5.冷却方法
水处理 水质标准
水处理水质标准
水处理的水质标准是对水体中污染物和其它物质的最高容许浓度所做的规定。
它是为了保护人群健康和生态环境，以及保障各类用水的正常供应而制定的。
水质标准中的指标多种多样，包括但不限于以下几种：
1.物理性指标：如感官性状指标，包括色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物等。
这些
指标可以反映水体的外观和气味，是人们对水质最直接的感受。
2.化学性指标：包括pH值、硬度、铁、锰、铜、锌、氯化物、硫酸盐、溶解性总固
体、耗氧量等。
这些指标可以反映水体中的化学物质含量，以及水体的酸碱度、硬度等特性。
3.生物学指标：包括细菌总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群等。
这些指标可以反映水
体中的微生物污染情况，是评价水质卫生状况的重要指标。
在实际应用中，水质标准会根据不同的用水需求和处理工艺进行调整。
例如，生活饮用水的水质标准会更为严格，要求水体中的污染物浓度更低，以保证人们的饮用水安全。
而工业用水和农业用水的水质标准可能会相对宽松一些，因为它们的用水需求和处理工艺与生活饮用水不同。
此外，水质标准还会根据地区和环境条件的不同而有所差异。
例如，一些地区的水质可能受到特定的污染源影响，因此需要制定更为严格的水质标准来保护当地人群和生态环境。
总的来说，水处理的水质标准是保障用水安全和生态环境的重要措施之一。
在实际应用中，需要根据不同的用水需求和处理工艺制定合适的水质标准，并加强监测和管理，确保水质符合标准要求。
清华大学王占生教授课件-水源水质污染与水处理技术
六、 生活饮用水的常规处理
水源水未受到生活污水与工业废水污染， 水源达到地表水Ⅱ类 。 原水—混凝沉淀—过滤—消毒—供生活饮 用 主要去除浊度与细菌 对有机污染（天然的或人工合成)与氨氮去 除效果差、不能胜任。
七、生活饮用水的预处理
有机污染较高，影响水的常规处理，混凝 效果差。 有机氨氮含量高，耗氧量高，产生较多消 毒副产物，有害健康。
0.2~0.3(O3 0.05) 0.05
4
生物预处理
10~25
85~90
90
有效
不明显
5
强化混凝
创造良好水 力条件、吸 附架桥 生物降解、 絮凝吸附
内分泌干扰物一般具有类似于激素的结构 或功能，可以模拟激素的作用与受体相结 合，从而干扰生物体的正常生理功能。 作用机理是：进入生物体的内分泌干扰物 与生物体本身的激素竞争靶细胞上的受体， 产生阻碍作用，影响内分泌系统与其他系 统的互动作用。
三、内分泌干扰物
内分泌干扰物的危害 ： 1 干扰生殖系统功能和生物体正常发育，生 殖机能下降或出现异常生理现象； 2 干扰免疫系统正常功能，降低生物体的免 疫力，具有致癌性，容易诱发肿瘤； 3 干扰神经系统正常功能与发育，损害神经 系统导致行为失控等反常现象。
水处理工程=清华大学第八章氧化还原课件(第一篇).
第3节电解法 (2 电解槽的阴极：•与电源负极连接，从电源接收电子还原作用，直接还原有机物•H＋ H2（很强的还原作用） 2.电凝聚：如用铁或铝板作阳极铁或铝离子经水解生成羟基络合物，起混凝剂作用 3.电解气浮：阳极O2，阴极 H2，微气泡产生的气浮第八章 31 第3节电解法二、电解装置—翻腾式电解槽 1.电极板 2.吊管 3.固定卡 4.导流板 5.布水槽悬挂极板更换方便 7.集水槽 8.进水管 9.出水管 10.空气管 11.空气阀 12.排空阀第八章 32 第3节电解法三、电解应用• 处理含铬或含氰废水。
• 处理染料废水、印染废水。
例：处理含铬废水1. 阳极采用铁电极： Fe2+ 2. 阴极：第3节电解法废水中的6价铬直接被还原成3价铬。
Cr2O72- + 6e + 14H+ 2Cr3 + + 7H2O CrO42- + 3 e + 8H+ Cr3+ + 4H2O 同时 2H+ + 2e H2 3. 随着反应进行，废水中H+浓度降低，碱性增加，3 价铬和3价铁以氢氧化物的形成沉淀。
Cr3+ + 3OH- Cr(OH3 Fe3+ + 3OH-Fe(OH3 亚铁离子的还原作用是主要因素。
第八章 33 第八章 34 在酸性条件下，可将废水中的6价铬还原成3价铬： Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ 2Cr3 + + 6Fe3 + +7H2O CrO42- + 3Fe2+ + 8H+ Cr3+ + 4H2O 第3节电解法本节思考题 (1 简述电解原理和装置的类型。
(2 举例说明电解在处理工业废水中的应用。
第八章氧化还原化学氧化技术研究的问题•各种氧化技术机理的深入分析与评价？•氧化速率与物质结构之间的定量结构活性关系（QSAR）？•中间降解产物及其毒性问题？第八章 35 第八章 36 6第八章氧化还原本章总结 (1 物质的氧化还原特性与氧化还原反应的关系。
(2 了解氧化还原法的分类。
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第3节水质标准
一、饮用水卫生标准
回顾历史，改善的方向：
注重水的外观、预防传染病―去除重金属――去除微量有机物----内分泌紊乱物质。
有关的内分泌紊乱物质的提出始于90年代初野生动物学者的会议上。
96年美国开始食品、饮用水中内分泌紊乱物的筛控方法研究。
然后欧洲经济协力开发组织开始研究。
97年日本，定出被怀疑的物质67, 包括：（1）杀虫剂、除草剂，45种；（2）工业原料，有机氯化合物；（3）副产物，如二恶英。
国际上：
♦有现代意义的饮用水标准是在本世纪初在美国出现――
《公共卫生署饮用水水质标准》1914年，只针对细菌数量由此大大减少了伤寒病死亡的人数。
到1962年期间，有过修订，但主要是针对化学物质、生物学指标和感官指标
♦1974年通过了《安全饮用水法》（Safe drinking water act），
♦1975年颁布了《国家暂行饮用水基本规则》（National Interim primary drinking water regulations）――美国饮用水水质标准上的里程碑
增加了6种有机物的限制
♦1979年修改《国家暂行饮用水基本规则》
♦1986年提出了《安全饮用水法修正案》（Safe Drinking Water Act Amendments）
《暂行规定》 《国家饮用水基本规定》（National Primary Drinking Water Regulations）提出了达到该标准的最佳可行技术（Best available technology）。
以后，不断改进，增加限制有机物的种类。
美国等的情况代表了国际上先进水平水质标准的发展趋势。
有机物指标的数目超过了水质指标总数的2/3，特别是消毒副产物项目的增加。
国内情况：
1956年制订了第1个「生活饮用水卫生标准（试行）」，16项水质指标
1976年项目修订增加到23项
1986 年「――――」GB5749-85
共35项，关于有机物指标只有6项
2001年6月新标准[生活饮用水卫生规范]
二、工业与其它用水标准
1．工业用水标准
2．其它：游泳、渔业、灌溉
三、废水排放标准
1．地表水环境质量标准
首次发布1983年
第1次修订1988年
第2次修订1999年
GHZB1-1999，2000年1月1日起实施。
分成基本项目和特定项目
特定项目适用于地表水域特定污染物的控制。
共计75项，其中基本项目31项，以控制湖泊水库富营养化为目的的特定项目4项以控制地表水I，II，III类水域有机化学物质为目的的特定项目40项。
水体分类：
I类主要适用于源头水、国家自然保护区；
II类主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵区III类主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区IV类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区
V类主要适用于农业用水区及一般景观要求区域
2．污水综合排放标准
原有标准：GB8978－88
污染物分成两类：
I类（9项）：对人体健康产生长远影响，不允许稀释，一律执行严格标准
II类（20项）：长远影响小于I类
针对排放区域和新建、现有，执行不同的标准。
修订标准：GB8978－1996颁布，98年1月1日开始实施。
I类：增加到了13项
II类：增加到了56项目
仍按排放区域不同执行不同的标准。
3．行业排放标准。