重点：给水工程复习

给水工程概论

【水源水质】：

㈠原水杂质：

⑴原水杂质来源：

①自然过程：[地层矿物质溶解、水中微生物繁殖、水流冲刷、泥沙、腐殖质]

②人为因素：[工业废水、农业污水、生活污水]

⑵原水杂质分类：

①悬浮物[1um--1mm]；②胶体[10nm--100nm]；③溶解物[0.1nm--1nm]；

⒈悬浮物与胶体杂质：

--悬浮物尺寸较大、易于在水中下沉或上浮。

--胶体颗粒尺寸较小、在水中长期静止难以下沉。

--水中胶体：粘土、细菌、病毒、腐殖质、蛋白质、有极高分子物质。

--天然水中胶体一般带负电荷。

注：①使水中产生浑浊现象的根源：悬浮物和胶体。

②饮用水处理的主要去除对象：悬浮物和胶体。

【水质标准】：

水质标准：即用水对象所要求的各项水质参数应达到的指标和限制。

※生活饮用水水质标准：

⑴感性性状和一般化学指标：

注：①色度：不超过15度，并不得呈现异色。

②浑浊度：不超过3，特殊情况不超过5度。

③臭和味：不得有异臭、异味。

注：浊度即1L蒸馏水中含有1mg白陶土或高岭土。

⑵毒理学指标：

※⑶细菌学指标：

注：①细菌总数：≤100个/mL；

②总大肠菌数：≤3个/L;

③游离余氯：在与水接触30min后应不低于0.3mg/L;

⑷放射性指标：

※【给水处理方法】：

⑴澄清和消毒：

--生活饮用水[地表水]常用处理工艺：澄清和消毒。

--澄清工艺包括：混凝、沉淀、过滤。

--处理主要对象：水中悬浮物和胶体杂质。

--消毒：灭活水中致病微生物；

通常在过滤之后。

--主要消毒方法：投加消毒剂杀灭致病微生物。

--生活饮用水常规处理工艺：

--即：“混凝-沉淀-过滤-消毒”。

⑵除臭、除味：

--有机物臭味：活性炭吸附/氧化法去除。

--溶解性气体：曝气法去除。

⑶除铁、除氯：

--常用方法：自然氧化法、接触氧化法。

⑷软化：

--处理对象：主要是水中钙、镁离子

--软化方法：离子交换法、药剂软化法。

⑸淡化、除盐：

--除盐：制取纯水及高纯水的处理过程。

--淡化和除盐主要方法：

蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法。

⑹水的冷却：

--水作为冷却介质：水热容大--吸收和传递热量的良好介质。

--水的冷却一般采用：冷却塔。

⑺生活饮用水预处理和深度处理：

--饮用水主要处理对象：水中悬浮物、胶体、致病微生物。

--常规处理工艺：混凝、沉淀、过滤、消毒。

--预处理和深度处理主要对象：

水中有机污染物--饮用水处理厂

--预处理方法：

活性炭法吸附法、臭氧氧化法、生物氧化法、

--深度处理主要：

粒状活性炭吸附法、生物活性碳法、

--深度处理法基本作用原理：

[吸附-氧化-生物降解-膜滤]

即：或者利用吸附剂的吸附能力去除水中有机物；或者利用氧化剂的强氧化能力分解有机物；或者利用生物氧化法降解有机物；或者利用膜滤法去除大分子有机物。

【混凝机理】：

--混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物聚集过程。

或：向水中投加药剂（混凝剂）使水中粒径微小的悬浮物和胶体离子凝结成较大的絮凝体（矾花）。

--凝聚：水中胶体脱稳--胶体失去稳定性的过程。

--絮凝：脱稳胶体相互聚集。

--混凝：凝聚和絮凝。

※㈠水中胶体稳定性：

--胶体稳定性：指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：动力学稳定+聚集稳定。

①动力学稳定：指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力.[颗粒愈小，动力学稳定性愈高] 聚集稳定性：指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。[粒子表面同性电荷斥力作用] --胶体稳定性：关键--聚集稳定性。

㈠混凝机理：

--混凝剂对水中胶体粒子混凝作用有三种：

电性中和、吸附架桥、卷扫作用

--混凝作用取决于：混凝剂种类、投加量、胶体粒子性质、水的PH 值。

⑴电性中和：

--根据DLVO 理论：要使胶体粒子通过布朗运动相撞聚集，必须降低或消除排斥能峰。 --吸收势能与胶粒电荷无关，主要取决于构成胶粒的物理性质、尺寸和密度。 --降低排斥能峰的办法即：降低或消除胶粒的ζ电位[即在水中投加电解质]。

【水中负电荷胶粒-投入的电解质--混凝剂为正电荷离子或聚合离子；若正电荷离子是简单离子-Na ＋、Ca ＋、Al ＋--作用是压缩胶体双电层；排斥能峰Emax=0时，胶粒发生聚集作用，ζk 电位：临界电位 ；水中铝岩投量过多，水中负电荷胶体变为正电荷胶体；】 --“吸附-电性中和作用”

⑵吸附架桥:

--吸附作用:带异性电荷、不带电、同性电荷。

【混凝剂和助凝剂】

--饮用水混凝剂基本要求：混凝效果好、对人体无害、使用方便、货源充足。

--水处理使用的无机混凝剂主要是：铁盐、铝盐及混合物。

--常用的无机混凝剂：

硫酸铝、聚合铝、三氯化铁-硫酸亚铁、聚合铁。

[硫酸铝]：--采用固态硫酸铝：运输方便

--缺点：水温低，硫酸铝水解困难，形成的絮凝体松散，效果不好。

[聚合铝]：--包括：聚合氯化铝（PAC ）和聚合硫酸铝(PAS)。

--聚合氯化铝能形成聚合阳离子，起电性中和、吸附架桥作用。

--优点：投加量少于硫酸铝；对水的PH 值变化适应性强；聚合氯化铝投入水中其产物的成分确定；

--碱化度：主要决定羟基OH 和铝AL 的摩尔数之比。 即：B=[OH]3[Al]

×100％ --一般铝盐（硫酸铝、氯化铝）投入水中进行水解聚合反应，其产物受水PH 值及铝盐浓度影响。

[三氯化铁]：--三氯化铁：FeCl 3H 2O