第2章 预处理
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一发酵液的预处理二凝聚和絮凝技术三发酵液的过滤
第2章 发酵液旳预处理和固液分离措施
一.发酵液旳预处理： 二.凝聚和絮凝技术： 三.发酵液旳过滤：
一.生化分离工程旳工艺流程：
二.发酵液旳预处理技术：
目旳： 针对对象： 预处理措施： 高价离子旳清除： 杂蛋白质旳清除： 有色物质旳清除
三.凝聚和絮凝技术
凝聚技术 絮凝技术
凝聚技术
扩散双电层旳构造模型图 胶粒能保持分散状态旳原因 双电层特征旳表征和电动电位（ξ） 常用旳凝聚剂
常用絮凝剂旳种类：
1.聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）衍生物： 非离子型： 阴离子型：（含-COOH） 阳离子型：（含-NH2）
2.苯乙烯类衍生物及其无机高分子聚合物絮凝剂 聚合铝盐 聚合铁盐
3.天然有机高分子絮凝剂 明胶 海藻酸钠 骨胶 甲壳素 甲酰胺 多聚糖类胶粘物
四.发酵液旳过滤：
常用旳凝聚剂
Al2(SO4)3.18H2O(明矾)，AlCl3.6H2O，FeCl3， ZnSO4，MgCO3
阳离子对负电荷旳胶粒凝聚能力顺序为： Al3+>Fe3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+因 常用絮凝剂旳种类
絮凝作用旳影响原因：
絮凝剂用量:絮凝效果呈钟形变化。 溶液旳pH：pH主要影响离子型絮凝剂中功能团 旳电离度，从而影响了分子链旳伸展状态，变化了 架桥能力。 搅拌速度和时间： 助滤剂：添加助滤剂能增长絮凝效果。
4.1 过滤方程式：
一般微生物旳发酵液多属非牛顿型液体，具可压缩性。 在恒压条件下，可压缩性滤饼旳比阻值rB视为常数，其过滤方 程为：
q2=2*Δp/(μ*rB*XB)*τ 据滤饼旳重量比阻rB可衡量不同发酵液过滤旳难易程度。 rB 越小越易过滤，单位面积滤液量q越大。
一.发酵液旳预处理： 二.凝聚和絮凝技术： 三.发酵液旳过滤：
一.生化分离工程旳工艺流程：
二.发酵液旳预处理技术：
目旳： 针对对象： 预处理措施： 高价离子旳清除： 杂蛋白质旳清除： 有色物质旳清除
三.凝聚和絮凝技术
凝聚技术 絮凝技术
凝聚技术
扩散双电层旳构造模型图 胶粒能保持分散状态旳原因 双电层特征旳表征和电动电位（ξ） 常用旳凝聚剂
常用絮凝剂旳种类：
1.聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）衍生物： 非离子型： 阴离子型：（含-COOH） 阳离子型：（含-NH2）
2.苯乙烯类衍生物及其无机高分子聚合物絮凝剂 聚合铝盐 聚合铁盐
3.天然有机高分子絮凝剂 明胶 海藻酸钠 骨胶 甲壳素 甲酰胺 多聚糖类胶粘物
四.发酵液旳过滤：
常用旳凝聚剂
Al2(SO4)3.18H2O(明矾)，AlCl3.6H2O，FeCl3， ZnSO4，MgCO3
阳离子对负电荷旳胶粒凝聚能力顺序为： Al3+>Fe3+>H+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+因 常用絮凝剂旳种类
絮凝作用旳影响原因：
絮凝剂用量:絮凝效果呈钟形变化。 溶液旳pH：pH主要影响离子型絮凝剂中功能团 旳电离度，从而影响了分子链旳伸展状态，变化了 架桥能力。 搅拌速度和时间： 助滤剂：添加助滤剂能增长絮凝效果。
4.1 过滤方程式：
一般微生物旳发酵液多属非牛顿型液体，具可压缩性。 在恒压条件下，可压缩性滤饼旳比阻值rB视为常数，其过滤方 程为：
q2=2*Δp/(μ*rB*XB)*τ 据滤饼旳重量比阻rB可衡量不同发酵液过滤旳难易程度。 rB 越小越易过滤，单位面积滤液量q越大。
第二章 数据采集与预处理 (教案与习题)
public class MyKafkaConsumer { private final ConsumerConnector consumer; private final String topic; public MyKafkaConsumer(String topic) throws Exception{ InputStream in = Properties.class. getResourceAsStream("KafkaProducer.properties"); Properties props = new Properties(); props.load(in); ConsumerConfig config = new ConsumerConfig(props); consumer = Consumer.createJavaConsumerConnector(config); this.topic = topic; }
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2.1大数据采集架构
第二章 数据采集与预处理
2.1.2 常用大数据采集工具
数据采集最传统的方式是企业自己的生产系统产生的数据，除上述生产系统中的数据外， 企业的信息系统还充斥着大量的用户行为数据、日志式的活动数据、事件信息等，越来越 多的企业通过架设日志采集系统来保存这些数据，希望通过这些数据获取其商业或社会价 值。
$sudo apt-get update
Apache Kafka需要Java运行环境，这里使用apt-get命令安装default-jre包，然后安装Java运行环境：
$sudo apt-get install default-jre
通过下面的命令测试一下Java运行环境是否安装成功，并查看Java的版本信息：
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2.1大数据采集架构
第二章 数据采集与预处理
2.1.2 常用大数据采集工具
数据采集最传统的方式是企业自己的生产系统产生的数据，除上述生产系统中的数据外， 企业的信息系统还充斥着大量的用户行为数据、日志式的活动数据、事件信息等，越来越 多的企业通过架设日志采集系统来保存这些数据，希望通过这些数据获取其商业或社会价 值。
$sudo apt-get update
Apache Kafka需要Java运行环境，这里使用apt-get命令安装default-jre包，然后安装Java运行环境：
$sudo apt-get install default-jre
通过下面的命令测试一下Java运行环境是否安装成功，并查看Java的版本信息：
生物分离工程第二章 预处理和固液分离
b 园盘真空过滤器
与转鼓真空过滤器相比．圆盘直径大．更易实现大型化。 其最大过滤面积可达400m2。
圆盘盘式真空过滤器有两种变种．即水平圆盘过滤器及水平回 转翻盘式过滤器，如图所示，其中前者适用于对滤饼洗涤效果 要求较高的场合、而后者过滤时圆盘向上，卸料时则翻转向下， 借重力或压缩空气卸去滤饼，因此适合于过滤密度大、浓度高 的粗颗粒悬浮液。
表滤饼和介质。
cake 滤饼
传统的过滤
Conventional filtration
滤饼的厚度(lc)可用下式表示：
通常给滤饼的比阻定义为:α=Rc/ρw
由于过滤介质产生的流动阻力可以使其转变成 为当量滤饼厚度lF ，设VF是该当量滤饼厚度的 滤液当量体积，则滤液的流速可表示为：
U A dV
2.4.1 过滤的理论基础
过滤操作理论分析的起点是达西(Darcy)定律
(2.1)
式中U=(1/A)×(dV/dt)为流体的速度，V为在时间t内 排出液体的体积，A为床层的横断面积，Δp为通过厚 度为l 的床层时液体的压力降,K为比例常数，与流体 和床层的性质有关，又称为达西定律的渗透度。
2.5.1 过滤基础理论
c 水平带式真空过滤器
水平带式真空过滤器的优点是处理量大(滤饼厚度可200mm)， 并可根据对物质的洗净要求进行滤饼的洗涤，洗涤效果良好， 无需搅动装置．操作也灵活，其缺点为：占地面积大，有效过 滤面积小，投资较高。
(2) 压滤器
根据结构型式可将压滤机分为：板框式压滤器、加压叶滤器、 带式压滤机和气压罐式连续压滤器等，其中前面两种属于间歇 型，后面两种属于连续型。
絮凝剂按官能团分为阴离子、阳离子和非 离子三大类型，熟知的聚丙烯酰胺絮凝剂， 经不同改性可以成为上述三种类型之一。 除此以外，人工合成的高分子絮凝剂还有 非离子性的聚氧化乙烯；阴离子性的聚丙 烯酸钠和聚苯乙烯磺酸，阳离子性的聚丙 烯酸二烷基胺乙酯和聚二烯丙基四胺盐等 等。天然和生物絮凝剂目前用得较少。
环境化学 第二章 第四节 水样预处理
第四节 水样的预处理
一、水样的过滤与离心
二、水样的消解：
含有机物水样的无机元素，清洁的水样 不需要，如测自来水中的镁。
1.目的： （1）破坏有机物，溶解悬浮性固体； （2）将各种价态的欲测元素氧化成单一
高价态或转变成易于分离的无机化合物。
2.方法
（1）湿式消解法 硝酸消解法 、硝酸-高氯酸消解法 、硝
（4）离子交换法
原理： 利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换
反应进行分离的方法。 2种类型：？ 如何作用：？
（五）共沉淀法
原理： 溶液中一种难溶化合物在形成沉淀过程
中，将共存的某些痕量组分一起载带沉 淀出来的现象。 分类：？
酸-硫酸消解法、碱分解法等
（2）干灰化法 马福炉中高温分解法
ห้องสมุดไป่ตู้
不适用于测水样中易挥发组分砷、汞、 镉、硒锡等
二、富集与分离
1.目的 （1）水样中的被测物浓度低于检测限 （2）存在其它干扰组分
2.方法
（1）气提法和顶空法：
挥发性有机物（VOCs）和挥发性无机物 （VICs）
如： 测汞，通惰性气体； 水样中氯代烃用气吹出
（2）蒸馏法：
污染组分沸点不同达到分离的目的，同 时也达到消解和富集的目的。 如测：水样中挥发酚、氰化物、氟化物、 氨氮等。
图1
图2
（2）萃取法
A.溶剂萃取法： 物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同， 达到分离和富集的目的。 水相中的有机污染物：挥发酚、六六六、DDT、 油类等，用有机溶剂萃取
B.固相萃取法 原理：
萃取剂是固体，水样中被测组分与共存 组分在固相萃取剂上作用力强弱不同， 使之彼此分离。
P56的图2-11
一、水样的过滤与离心
二、水样的消解：
含有机物水样的无机元素，清洁的水样 不需要，如测自来水中的镁。
1.目的： （1）破坏有机物，溶解悬浮性固体； （2）将各种价态的欲测元素氧化成单一
高价态或转变成易于分离的无机化合物。
2.方法
（1）湿式消解法 硝酸消解法 、硝酸-高氯酸消解法 、硝
（4）离子交换法
原理： 利用离子交换剂与溶液中的离子发生交换
反应进行分离的方法。 2种类型：？ 如何作用：？
（五）共沉淀法
原理： 溶液中一种难溶化合物在形成沉淀过程
中，将共存的某些痕量组分一起载带沉 淀出来的现象。 分类：？
酸-硫酸消解法、碱分解法等
（2）干灰化法 马福炉中高温分解法
ห้องสมุดไป่ตู้
不适用于测水样中易挥发组分砷、汞、 镉、硒锡等
二、富集与分离
1.目的 （1）水样中的被测物浓度低于检测限 （2）存在其它干扰组分
2.方法
（1）气提法和顶空法：
挥发性有机物（VOCs）和挥发性无机物 （VICs）
如： 测汞，通惰性气体； 水样中氯代烃用气吹出
（2）蒸馏法：
污染组分沸点不同达到分离的目的，同 时也达到消解和富集的目的。 如测：水样中挥发酚、氰化物、氟化物、 氨氮等。
图1
图2
（2）萃取法
A.溶剂萃取法： 物质在互不相溶的两种溶剂中分配系数不同， 达到分离和富集的目的。 水相中的有机污染物：挥发酚、六六六、DDT、 油类等，用有机溶剂萃取
B.固相萃取法 原理：
萃取剂是固体，水样中被测组分与共存 组分在固相萃取剂上作用力强弱不同， 使之彼此分离。
P56的图2-11
第二章 发酵液的预处理
3、化学变性沉淀法 使蛋白质变性的化学因素有：极端pH、 加酒精、丙酮等有机溶剂或表面活性剂等。 生产常用的方法： （1）调pH使蛋白质变性沉淀 如在抗生素生产中，常将发酵液pH调 至酸性范围(pH2~3)或碱性范围(pH8~9)使 蛋白质凝固，一般以酸性下除去的蛋白质 较多。
（2）加入有机溶剂、碱金属中性盐、表面活性剂等， 使蛋白质粒子的双电层破坏，而沉淀。 （3）加入化学试剂 pH＜PI，与一价阴离子形成沉淀； pH＞PI，与一些阳离子形成沉淀 蛋白质在酸性溶液中，与阴离子（三氯乙酸盐 等）形成沉淀； 在碱性溶液中，与阳离子（Ag+、Cu2+、Zn2+、 Fe3+、Pb2+）形成沉淀。
2、絮凝 （1）机理：絮凝剂主要起架桥作用，即一 个高分子聚合物（絮凝剂）的许多链节分 别吸附在不同的胶粒表面上，产生桥架联 接时，形成了较大的絮团。
絮凝剂是一种能溶于水的高分子聚合物， 其相对分子量可达数万至一千万，具有长 链状结构，其链节上含有许多活性官能团。 通过静电引力、范德华力或氢键的作用， 强烈地吸附在胶粒的表面。 絮凝剂的结构要求： 一方面要求其分子必须含有较多的活性 官能团，使之能和胶体粒子结合； 另一方面要求有长链的线性结构，以便 同时和多个胶体粒子结合。
三、调整pH法（常用方法） pH直接影响发酵液中某些物质的电解质 和电荷性质，适当调节pH值可改善其过滤 特性。 原理： （1）等电点沉淀法 大多数蛋白质的等电点在酸性范围内 （pH4.0-5.5），利用酸性来调节发酵液pH 使之达到等电点，可除去蛋白质等酸性两 性物质。
（2）在膜过滤中，发酵液中的大分子物 质易于与膜发生吸附，调整pH改变易吸附 分子的电荷性质，减少堵塞和污染。 （3）细胞、细胞碎片及某些胶体物质等 在某个pH值下也可能趋于絮凝而成为较大 颗粒，有利于过滤的进行。
《时间序列分析》第二章 时间序列预处理习题解答
《时间序列分析》习题解答�0�2习题2.3�0�21考虑时间序列12345…201判断该时间序列是否平稳2计算该序列的样本自相关系数kρ∧k12… 6 3绘制该样本自相关图并解释该图形. �0�2解1根据时序图可以看出该时间序列有明显的递增趋势所以它一定不是平稳序列�0�2即可判断该时间序是非平稳序列其时序图程序见后。
�0�2 时间序描述程序data example1 input number timeintnxyear01jan1980d _n_-1 format time date. cards 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 proc gplot dataexample1 plot numbertime1 symbol1 cblack vstar ijoin run�0�2�0�2�0�22当延迟期数即k本题取值1 2 3 4 5 6远小于样本容量n本题为20时自相关系数kρ∧计算公式为number1234567891011121314151617181920time01JAN8001J AN8101JAN8201JAN8301JAN8401JAN8501JAN8601JAN870 1JAN8801JAN8901JAN9001JAN9101JAN9201JAN9301JAN9 401JAN9501JAN9601JAN9701JAN9801JAN99121nkttktknttX XXXXXρ�6�1∧�6�1�6�1≈�6�1∑∑ 0kn4.9895�0�2注20.05125.226χ接受原假设认为该序列为纯随机序列。
�0�2解法三、Q统计量法计算Q统计量即12214.57kkQnρ∑�0�2�0�2�0�2�0�2�0�2�0�2�0�2�0�2�0�2�0�2查表得210.051221.0261χ�6�1由于Q统计量值4.57Q小于查表临界值即可认为接受原假设即该序列可视为纯随机序列为白噪声序列 5表2——9数据是某公司在2000——2003年期间每月的销售量。
第二章样品预处理方法【共57张PPT】
❖ 注意测量pH值的准确性，误差不应超过0.1 固相萃取技术（SPE）的重要性
由于试剂未经纯化致使色谱分析中往往呈现额外的杂质峰。 ☞更严重的是干扰物在每批溶剂或试剂中有所不同，而影响不同实验室间、各分析人员间的实验结果。 0.
（3）温度 常用的溶剂有水、稀酸、稀碱、稀盐等，也可以采用不同比例的有机溶剂，如：乙醇、丙酮、氯仿、四氯化碳
使用方法
❖可先用6到10倍柱体积的去离子水或弱缓冲液平 微透析技术：实质上是一种膜分离技术，它利用膜透析原理，微量地对细胞液进行流动性连续采样的新型采样和色谱样品制备技术。
衡， 影响盐析的条件 盐的饱和浓度
动物体内—药物及代谢产物、糖类及有关化合物、脂类、维生素、核甘、核甘酸及其衍生物、磷酸酯类化合物、固醇类化合物、氨基酸、多肽、蛋
使用方法 ❖可先用6到10倍柱体积的甲醇或乙腈活化，再用 6到10倍柱体积的水或缓冲液平衡，不要让小柱 干了
❖样品溶解在强一些极性的溶剂中 ❖加入样品
❖用强极性溶剂洗脱不想要的组份
❖用极性弱些的溶剂洗脱第一组感兴趣的组份
❖用极性更弱的溶剂洗脱剩下的感兴趣的组份
确认回收率
各种SPE小柱（三）
❖ 离子交换
❖变离子型化合物为非离子型，用反相方法分离 ❖ 典型的例子
氨基酸分析
加速溶剂萃取（ASE）
ASE 是用溶剂对固体、半固体的样品进行萃取的技术.
ASE 的原理是选择合适的溶剂、通过增加温度和压力来提高 萃取过程的效率.
ASE 可用来替代索氏提取、超声萃取、手工振摇、煮沸法和 其他萃取方法
三种不同型号的ASE
组感兴趣的组份 以1～5ml/min流速洗脱样品
❖用更强的缓冲液洗脱剩下的感兴趣的组份
确认回收率
由于试剂未经纯化致使色谱分析中往往呈现额外的杂质峰。 ☞更严重的是干扰物在每批溶剂或试剂中有所不同，而影响不同实验室间、各分析人员间的实验结果。 0.
（3）温度 常用的溶剂有水、稀酸、稀碱、稀盐等，也可以采用不同比例的有机溶剂，如：乙醇、丙酮、氯仿、四氯化碳
使用方法
❖可先用6到10倍柱体积的去离子水或弱缓冲液平 微透析技术：实质上是一种膜分离技术，它利用膜透析原理，微量地对细胞液进行流动性连续采样的新型采样和色谱样品制备技术。
衡， 影响盐析的条件 盐的饱和浓度
动物体内—药物及代谢产物、糖类及有关化合物、脂类、维生素、核甘、核甘酸及其衍生物、磷酸酯类化合物、固醇类化合物、氨基酸、多肽、蛋
使用方法 ❖可先用6到10倍柱体积的甲醇或乙腈活化，再用 6到10倍柱体积的水或缓冲液平衡，不要让小柱 干了
❖样品溶解在强一些极性的溶剂中 ❖加入样品
❖用强极性溶剂洗脱不想要的组份
❖用极性弱些的溶剂洗脱第一组感兴趣的组份
❖用极性更弱的溶剂洗脱剩下的感兴趣的组份
确认回收率
各种SPE小柱（三）
❖ 离子交换
❖变离子型化合物为非离子型，用反相方法分离 ❖ 典型的例子
氨基酸分析
加速溶剂萃取（ASE）
ASE 是用溶剂对固体、半固体的样品进行萃取的技术.
ASE 的原理是选择合适的溶剂、通过增加温度和压力来提高 萃取过程的效率.
ASE 可用来替代索氏提取、超声萃取、手工振摇、煮沸法和 其他萃取方法
三种不同型号的ASE
组感兴趣的组份 以1～5ml/min流速洗脱样品
❖用更强的缓冲液洗脱剩下的感兴趣的组份
确认回收率
第2章 数据预处理
二、数据预处理
3.数据集成和数据变换 3.1 数据集成 3. 数据值冲突的检测与处理 在一个系统中记录的属性的抽象层可能比另一个系统中“相同的”属性
低。数据集成时将一个数据库的属性与另一个匹配时，要考虑数据的结构用 来保证原系统中的属性函数依赖和参照约束与目标系统中的匹配。
二、数据预处理
3.数据集成和数据变换 3.2 数据变换 数据变换的目的是将数据转换或统一成适合于挖掘的形式。
二、数据预处理
4.数据规约 数据归约技术可以用来得到数据集的归约表示，它比原数据小得多，但
仍接近保持原数据的完整性。
常见的数据规约的方法包括数据立方体聚集、维规约、数据压缩、数值 规约以及数据离散化与概念分层等。
二、数据预处理
4.数据规约 4.1 数据立方体聚集 数据立方体聚集主பைடு நூலகம்是用于构造数据立方体，数据立方体存储多维聚集
二、数据预处理
4.数据规约 4.5 数值离散化与概念分层
1、数值数据的离散化和概念分层产生
（5）聚类分析 聚类分析是一种流行的数据离散化方法。 将属性A的值划分成簇或组，聚类考虑A的分布以及数据点的邻近性，可
以产生高质量的离散化结果。遵循自顶向下的划分策略或自底向上的合并策 略，聚类可以用来产生A的概念分层，其中每个簇形成概念分层的一个节点。 在前者，每一个初始簇或划分可以进一步分解成若干子簇，形成较低的概念 层。在后者，通过反复地对邻近簇进行分组，形成较高的概念层。
i1 j1
eij
其中，oij是联合事件 ( Ai , Bj )的观测频度（即实际计数），而 eij是( Ai , Bj ) 的期
望频度，可以用下式计算
二、数据预处理
3.数据集成和数据变换
Chapter 2 油料预处理
本章重点 1、油料清理方法； 2、油料的剥壳方法； 3、油料生坯的制备过程； 4、油料的膨化过程；
本章内容
第一节：油料的清理 第二节：油料的水分调节 第三节：油料的剥壳与去皮 第四节：油料生坯的制备 第五节：油料的挤压和膨化 第六节：油料的湿热处理
油料预处理概论
1、预处理的定义 油料提油前的一系列处理工序称油料预处 理。 2、油料预处理的基本过程
（三）风选设备
1.风力分选器（Air separator） 特点：分离杂质率高，体积大，适宜于含杂多 的油籽清选 例：cottonseed, peanut, rapeseed
四、比重法去石（Gravity separation stone）
（一）比重去石方法 ： 干法去石：借助风力和机械力使物料产生不同的 加速度，而将油料中各组份分离； （二）比重去石的特点： 1. 去石效率高； 2. 动力较小； 3. 结构复杂； 比重去石方法还可以用于去石和仁壳分离；
(三)筛选设备（Screenings equipment）
1、固定筛（static screen） 也称之为淌筛或溜筛； A.结构:筛网，只有一层，外壳、料门等。 B.工作原理，靠物料的散落性流至筛面，小于筛 孔的物料被分离下来。 C.特点： a、设备简单，投资小. b、除杂率低，生产小。
2、振动筛（Vibrating screen）
(2)筛孔大小和形状的选择：
A.筛孔大小的确定； a.理想情况下： dd1除小杂，dd2除大杂 b.实际情况下：大杂质中的小颗粒直径比 油料中的大颗粒还要小，而小杂质中的 大颗粒比油料中的小颗粒还要大； 因此易造成油料中含杂，杂中含油籽的 结果。
B.筛孔形状的确定
a.圆形，正方形，六角形，适宜于油籽和杂质在 直径和长度上差异较大的油料：Cottonseed、 Sesame、Soybean、Rapeseed、Ricebran b.长圆形和长方形：适宜于油籽和杂质在宽度和 厚 度 上 差 异 较 大 的 油 籽 。 例 ： Peanut、 Sunflowerseed、Flaxseed、Safflowerseed 长圆形的孔长为物料长的两倍
本章内容
第一节：油料的清理 第二节：油料的水分调节 第三节：油料的剥壳与去皮 第四节：油料生坯的制备 第五节：油料的挤压和膨化 第六节：油料的湿热处理
油料预处理概论
1、预处理的定义 油料提油前的一系列处理工序称油料预处 理。 2、油料预处理的基本过程
（三）风选设备
1.风力分选器（Air separator） 特点：分离杂质率高，体积大，适宜于含杂多 的油籽清选 例：cottonseed, peanut, rapeseed
四、比重法去石（Gravity separation stone）
（一）比重去石方法 ： 干法去石：借助风力和机械力使物料产生不同的 加速度，而将油料中各组份分离； （二）比重去石的特点： 1. 去石效率高； 2. 动力较小； 3. 结构复杂； 比重去石方法还可以用于去石和仁壳分离；
(三)筛选设备（Screenings equipment）
1、固定筛（static screen） 也称之为淌筛或溜筛； A.结构:筛网，只有一层，外壳、料门等。 B.工作原理，靠物料的散落性流至筛面，小于筛 孔的物料被分离下来。 C.特点： a、设备简单，投资小. b、除杂率低，生产小。
2、振动筛（Vibrating screen）
(2)筛孔大小和形状的选择：
A.筛孔大小的确定； a.理想情况下： dd1除小杂，dd2除大杂 b.实际情况下：大杂质中的小颗粒直径比 油料中的大颗粒还要小，而小杂质中的 大颗粒比油料中的小颗粒还要大； 因此易造成油料中含杂，杂中含油籽的 结果。
B.筛孔形状的确定
a.圆形，正方形，六角形，适宜于油籽和杂质在 直径和长度上差异较大的油料：Cottonseed、 Sesame、Soybean、Rapeseed、Ricebran b.长圆形和长方形：适宜于油籽和杂质在宽度和 厚 度 上 差 异 较 大 的 油 籽 。 例 ： Peanut、 Sunflowerseed、Flaxseed、Safflowerseed 长圆形的孔长为物料长的两倍
第2章 数据预处理-作业
第二章 数据预处理2-1【解】（1）三倍标准差法（拉依达准则）： 计算的相关数据列于表2-1(a)中。
018.515151==∑=i i x x ，5509.0142496.41-1512===∑n e S i ，则3S = 1.6528，从表2-1(a)中数据可知：对任意x i ，都有S e 3i <，故无异常数据。
（2）肖文奈特准则：当 n =15时，0333.021==n α，9833.02-1=α，查表得：A z =2.127，172.1=⨯S A Z ，将表2-1(a)中的i e 与1.172比较，其中172.1418.17>=e ，则数据3.60应剔除。
将剩余的14个数据重新计算，计算结果列于表2-1(b)中。
当n =14时，119.514141==∑=i ixx ，0154.0130953.21-1412===∑n eS i，0357.021==n α，9821.02-1=α，查表得：A z =2.100，843.0=⨯S A Z ，将表2-1(b)中的i e 与0.843比较，其中843.0891.09>=e ，则数据6.01应剔除。
将剩余的13个数据重新计算，计算结果列于表2-1(c)中。
当n =13时， 5.05131311==∑=i ix x ，0.3216211.24091-3112===∑n e S i ，8503.021==nα，表2-1(a)表2-1(b)0898.02-1=α，查表得：A z =2.070，666.0=⨯S A Z ，将表2-1(c)中的i e 与0.666比较，对任意x i ，都有S A e ⨯<z i ，则剩余的13个数据都符合本方法的要求，属于正常数据。
综上，3.60和6.01为异常数据。
（3）格拉布斯准则：将测量数据按由小到大的顺序排列，并算出g i 列于表2-1(d)中。
其中018.5=x ，5509.0=S ，Se g i i =。
《时间序列分析》第二章 时间序列预处理习题解答[1]
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97.0 105.4
proc print data=example2_3; proc arima data=example2_3; identify var=rain; run;
分析： （1） 如上图所示： （2） 根据样本时序图和样本自相关图可知，该序列平稳 （3） 根据白噪声检验，P 值都较大，可以判断该序列为白噪声序列，即该序列具有纯随 机性。
析： 分析 自相关图显示序列自 自相关系数 数长期位于零 零轴的一边 边， 这是具有 有单调趋势序 序列 的典 典型特征。
由下图可知 知，自相关系 系数长期位于 于零轴的一边 边，且自相关 关系数递减到 到零的速度较慢， 在 5 个延期中，自相关系数 数一直为正，说明这是一个 个有典型单调 调趋势的非平 平稳序列。
data example2; input ppm@@; time=intnx('month','01jan1975'd, _n_-1); format year year4.; cards; 330.45 331.90 331.63 333.05 332.81 334.65 334.66 336.25 335.89 337.41 337.81 339.25 330.97 330.05 332.46 330.87 333.23 332.41 335.07 334.39 336.44 335.71 338.16 337.19 331.64 328.58 333.36 329.24 334.55 331.32 336.33 332.44 337.63 333.68 339.88 335.49 332.87 328.31 334.45 328.87 335.82 330.73 337.39 332.25 338.54 333.69
水处理技术 2第二章 水的预处理
第二章 水的预处理
概述
一、原水预处理
预处理的“预”是相对于离子交换系统和反渗透系统等 除盐工艺而言的。除盐系统一般除去溶解态的盐类和小分子 有机物，而预处理主要任务就是除去水中的悬浮物和胶体， 为除去溶解物质打好基础。预处理的方法主要有混凝处理、 澄清处理和过滤处理。
一、原水预处理
1．混凝处理 水的混凝处理就是在水中加入一种称为混凝剂 的物质，促使细小颗粒聚集成大颗粒的絮凝物， 然后从水中分离出来的过程。
滤料和滤层
类别
滤料组成
粒 径 (mm)
滤层厚度 (mm)
滤 速
(m/h)
强制滤速 (m/h)
单层滤料 双层滤料
石英砂 1.2～0.5 无烟煤 1.8～0.8 石英砂 1.2～0.5
700/1200
8～10
400～500 / 400 400～500 / 800
10～14
10～14 14～18
过滤颗粒杂质及泥浆等物质，这一级出来后水中 的固体物质已经非常小和非常少了，一般下一级用 活性碳吸附。
浊度可降至10FTU以下，该水再进行过滤，浊度可进 一步降至2～5FTU以下，能满足后续除盐处理对进水的 水质要求。
二、预处理系统实例
某厂设置净化站系统来完成原水的预处理。原水 （长江水）从循环水管引出，经原水升压泵升压后进入 净化站，在净化站经混凝、澄清、过滤处理后用于补充 工业用水、消防用水及清水。
各种澄清池的优缺点比较：
2.3 水的过滤处理
过滤设备一般在沉淀池或澄清池之后，进水浊度 一般在15mg/L以下，滤池出水浊度一般在2mg/L 以下。
过滤—反冲洗—过滤—反冲洗
2.3.1 过滤机理
(机械筛虑作用)
(惯性沉淀作用)
概述
一、原水预处理
预处理的“预”是相对于离子交换系统和反渗透系统等 除盐工艺而言的。除盐系统一般除去溶解态的盐类和小分子 有机物，而预处理主要任务就是除去水中的悬浮物和胶体， 为除去溶解物质打好基础。预处理的方法主要有混凝处理、 澄清处理和过滤处理。
一、原水预处理
1．混凝处理 水的混凝处理就是在水中加入一种称为混凝剂 的物质，促使细小颗粒聚集成大颗粒的絮凝物， 然后从水中分离出来的过程。
滤料和滤层
类别
滤料组成
粒 径 (mm)
滤层厚度 (mm)
滤 速
(m/h)
强制滤速 (m/h)
单层滤料 双层滤料
石英砂 1.2～0.5 无烟煤 1.8～0.8 石英砂 1.2～0.5
700/1200
8～10
400～500 / 400 400～500 / 800
10～14
10～14 14～18
过滤颗粒杂质及泥浆等物质，这一级出来后水中 的固体物质已经非常小和非常少了，一般下一级用 活性碳吸附。
浊度可降至10FTU以下，该水再进行过滤，浊度可进 一步降至2～5FTU以下，能满足后续除盐处理对进水的 水质要求。
二、预处理系统实例
某厂设置净化站系统来完成原水的预处理。原水 （长江水）从循环水管引出，经原水升压泵升压后进入 净化站，在净化站经混凝、澄清、过滤处理后用于补充 工业用水、消防用水及清水。
各种澄清池的优缺点比较：
2.3 水的过滤处理
过滤设备一般在沉淀池或澄清池之后，进水浊度 一般在15mg/L以下，滤池出水浊度一般在2mg/L 以下。
过滤—反冲洗—过滤—反冲洗
2.3.1 过滤机理
(机械筛虑作用)
(惯性沉淀作用)
精品课件-数据挖掘原理、算法及应用(李爱国)-第2章
第2章 数据预处理
(5) 使用与给定元组属同一类的所有样本的平均值。 例 如， 在分类挖掘中， 使用与给定样本属于同一类的其他样本 的平均值来填充空缺值。
(6) 使用最可能的值填充空缺值： 可以用回归、 贝叶斯 形式化方法的工具或判定树归纳确定最有可能的值。 当有空 缺值的数据不是孤立点时， 此方法有较高的准确性。
A和B之间的相关
性可用下式度量：
第2章 数据预处理
( A－A)(B－B）
rA, B (n－1) A B
其中，n是元组个数；σA和σB分别为属性A和B的标准差。 如果(2.1)式的值大于0， 则A和B是正相关的， 意味着A的值随B 的值增加而增加。 该值越大， 说明A、B正相关关系越密切。因 此，一个很大的值表明A(或B)可以作为冗余而被去掉。如果结果 值等于0， 则A和B是独立的，两者之间没有关系。如果结果值小 于0，则A和B是负相关的，一个值随另一个值减少而增加，这表 明每一个属性都阻止另一个属性出现。 (2.1)式可以用来检测 （1）中的customer_id和cust_number的相关性。
第2章 数据预处理
数据集成(Data Integration)指将来自不同数据源的数据 合成一致的数据存储。
数据变换(Data Transformation)操作，如规格化和聚集， 是将数据转换成适于挖掘的形式的预处理过程。
数据归约策略有助于从原有的庞大的数据集中获得一个精 简的数据集合，并使这一精简数据集保持原有数据集的完整性。 在精简数据集上进行的数据挖掘显然效率更高，并且挖掘结果 与使用原有数据集的结果基本相同。概化也可以“归约”数据。 概化用较高层的概念替换较低层的概念。
不完整数据的出现可能有多种原因： 某些数据被认为是 不必要的， 如销售事务数据中顾客的信息并非总是可用的； 其他数据没有包含在内， 可能只是因为输入时认为是不重要 的； 由于理解错误， 或者因为设备故障相关数据没有记录； 某些记录与其他记录的内容不一致而被删除； 记录历史或修 改的数据可能被忽略。 空缺的数据， 特别是某些属性上缺少 值的元组可能需要推导。
第二章_原料的预处理
18 l
由于菌体细胞的直径很小，沉降速度很慢，因此常需向菌 体的料液中加入絮凝剂，使菌体细胞凝聚成较大颗粒后过滤除 去。
1.4 离心沉降（适用于分离较小的颗粒）
广泛应用于固液、液液相的分离。 1.离心沉降速度
d 2 s 2 R Vs 18
令：
S=
2 dp ( s L )
（3）凝聚和絮凝： 将化学药剂预先投加到悬浮液中，改变细胞、菌体和蛋 白质等胶体粒子的分散状态，破坏其稳定性，使它们聚集成 可分离的絮凝体，在进行分离。 特点：使颗粒尺寸增加，增大颗粒的沉降或浮选速率，提高 滤饼的渗透性或在深床过滤时产生较好的颗粒保留作 用。 凝聚：在投加的化学物质（如铝、铁的盐类或石灰等）作用 下，胶体脱稳并使粒子相互聚集成1mm大小块状凝聚 体的过程。 絮凝：使用絮凝剂（天然或合成的大分子量聚电解质）将胶
平衡区带离心（等密度离心法）: 在离心前预先配制介质的密度梯度，此种密度梯度液包 含了被分离样品中所有粒子的密度，待分离的样品铺在梯度 液顶上或和梯度液先混合，离心开始后，当梯度液由于离心 力的作用逐渐形成底浓而管顶稀的密度梯度，与此同时原来 分布均匀的粒子也发生重新分布。当管底介质的密度大于粒 子的密度，即ρL＞ρs时粒子上浮；在弯顶处ρs＞ρL时，则粒子 沉降，最后粒子进入到一个它本身的密度位置即ρs＝ρL，此 时粒子不再移动，粒子形成纯组分的区带，区带与样品粒子 的密度有关，而与粒子的大小和其他参数无关，因此只要转 速、温度不变，则延长离心时间也不能改变这些粒子的成带 位置。 此法一般应用于物质的大小相近，而密度差异较大时。 常用的梯度液是CsCl。
18 L
S为Байду номын сангаас降系数
从该式中可看出：
①当ρs＞ρL，则S＞0，粒子顺着离心方向沉降。 ②当ρs＝ρL，则S＝0，粒子到达某一位置后达到平衡。 ③当ρs＜ρL，则S＜0，粒子逆着离心方向上浮。 离心沉降时，颗粒的相对分子质量越大，沉降系数越大，离心沉降速 度越大。
第二章 发酵液的预处理和固
二、发酵液的预处理（续）
调整pH（预处理中较常用方法）： – pH直接影响发酵液中某些物质的电离度和电 荷性质，调节pH可改善其过滤特性； 如调液pH值使蛋白质等达到等电点以除去；膜 过滤中，发酵液中的大分子物质易与膜发生吸附， 调pH值改变易吸附分子的电荷性质，即可减少堵 塞和污染。 – 调pH时，选较温和的酸或碱，防止局部过酸、 过碱。常用草酸
选择和使用助滤剂要点
根据目的产物选择助滤剂品种；
根据过滤介质和过滤情况选择助滤
剂品种； 粒度选择：
– 与悬浮液中固体粒子的尺寸相适应。
使用量选择： – 与悬浮液中固形物含量相等，过滤速 度最快。
二、发酵液的预处理（续）
加入反应剂：
– 加入某些反应剂（不影响产物），利 用反应剂和某些可溶性盐类发生反应 生成不溶性沉淀。 –作用：生成的沉淀能防止菌丝体粘结， 使菌丝具有块状结构，沉淀本身可作 为助滤剂，并且能使胶状物和悬浮物 凝固，消除发酵液中某些杂质对过滤 的影响，从而改善过滤性能。
第二节 发酵液的固液分离
固液分离的目的：
– 收集胞内产物的细菌或菌体，分离除 去液相； – 收集含生化物质的液相，分离除去固 体悬浮物； 固液分离的方法：离心分离、过滤、分 离筛、重力沉降、浮选分离。
不同性状的发酵液应选择不同的固液分离方法 霉菌和放线菌发酵液：过滤方法 细菌和酵母菌发酵液（未经预处理）：高速离心。 细菌和酵母菌发酵液（进行预处理）：过滤方法。
举例：如菌体较小的氨基酸发酵液，采用絮凝 和添加助滤剂等方法进行预处理后，即可用板 框过滤机或带式过滤机进行菌体分离
一、影响固液分离的因素
发酵液中细胞或菌体、各种悬浮粒子的
大小和形状：
第二章 时间序列的预处理
} 用模型检验异常值是指对数据进行模型分析，然后 根据拟合模型后的剩余序列计算特定的统计量，测
出显著的异常值及其类型，并用相应的模型进行修
正，然后再对修正模型的剩余序列重复上述程序，
依次检测出各个异常值。
} 模型残差的正态性检验（JB检验）：
[ ] JB = n S 2 + (K − 3)2
6
断时间序列存在异常值；
（7）对检测到的异常值根据所研究的问题的需要剔除或 将哑变量（dummy variable，又称虚拟变量）加入到 模型分析中。
|
Xt
−
X 其中序列 Xt
，X
' t
然后序列
从首项开始取5项移动中位数生成X
' t
X
'' t
X从t'' 首项开始取3项移动中位X数t'''生成
再次，由序列
按照如下公式生成序列
：
X ''' t
=
1 4
X '' t −1
+
1 2
X
'' t
+
1 4
X '' t +1
} 在采集时间序列时，有时会由于仪器故障、操作失误、 观测问题等种种原因，引起在某些观测点上未能记录下 来观测值，这种缺少的观测值称为缺损值（missing value）。
} 时间序列的非平稳性及处理方法：
} 1.均值非平稳：差分 } 2.方差和自协方差非平稳：Box-Cox变换
∇ } 差分算子
∇X X X t = t − t−1
B } 后移（延迟）算子
地震数据处理第二章：预处理及真振幅恢复
j 2f
设补偿前数据为x(t)，补偿后为y(t)，即
y(t) x(t) * h(t, )
第三节 振幅平衡
浅层能量、深层能量弱，给显示带来困难，动平衡就 是为解决这类问题而提出的。
一、道内动平衡
设待平衡记录道长度为N个样点，将其分为K个时 窗，每时窗为2M+1个样点，则每时窗的平均振幅为：
A j
第二节 真振幅恢复 一、波前扩散能量补偿 二、地层吸收能量补偿
第一节 预处理
一、数据解编 （1）野外数据格式：
① SEG-D ② 时序 （2）解编：将时序变为道序
（3）解编后数据格式：SEG—Y 地震资料数字处理输入/输出均为SEG-Y
SEG_Y 格式： 卷头(4字节/字,共100字）:
40行说名信息
2 卷内道序号 (字节5 ~ 8)
3 FFID & ILN (字节9 ~12)
4 道号
(字节13~16)
5 震源点号
(字节17~20)
6 CMP号 & XLN (字节21~24)
7 CMP集内道号 (字节25~28)
8 道识别码： (字节29~30) 1=地震数据；2=死道；3=空道 4 =爆炸信号；5 井口道；~
1
M
|
2M 1 mM
a jm
|
权系数：
w j
1 Aj
均衡处理： aj a j •w j
二、道间均衡
地震记录上反射能量随炮检距增大而衰减，也可能因 激发及接收条件的差异，使道与道之间的能量不均衡。 在共中心点叠加时，因能量不均衡会影响叠加效果，故 而进行道间均衡。
Q 2 E 2
A2 0
2
1
E
A2 0
固体废物-第二章-固体废物的收集、运输与预处理
固体废物收集方式
有利于资源化利用,是降低 废物处理成本、简化处理工 艺、实现综合治理的前提 分类收集 非连续生 产工艺和 季节性生 产或量小 的废物 不 定 期 收 集
固体废物 收集方式
混合收集
定 期 收 集
易安排, 适用于危 险废物和 大型垃圾
简单易行，收集费用低、 不利于废物的回收利用
4
2.1 工业固体废物的收集、运输
在我国，工业固体废物处理的原则是“谁污染， 谁治理”。
自行收集与运输(Self-collection and transportation )大型企 业，专门的管理系统和人员
定期回收(Periodic collection) 中型，委托 划片包干巡回回收(Scheduled collection) 小企业，物资回 收部门
(1) 拖曳容器系统(hauled container system)
•简便模式（一般操作法）：收集点将装满垃圾的容 器(垃圾桶)用牵引车拖曳到处置场 (或转运站加工场 ) 倒空后再送回原收集点，车子再开到第二个垃圾桶放 置点，如此重复直至一天工作日结束，如图 2—1(a) 所示（P7）。 •交换模式（修改工作法）：当开车去第一个垃圾桶 放置点时，同时带去一只空垃圾桶，以替换装满垃圾 的垃圾桶，待拖到处置场出空后又将此空垃圾桶送到 第二个垃圾桶放置点，重复至收集线路的最后一个垃 圾桶被拖到处置场出空为止，牵引车带着这只空垃圾 桶回到调度站，如图2—1（b）。
6
2.2
城市垃圾的收集运输
垃圾分类
污水处理 厂的污泥
(sludges)
粪便
(dejecta )
商业垃圾
(trading residues )
建筑垃圾
第二章.固体废物的预处理
低温破碎与常温破碎相比动力消耗可减少14以下噪声降低4db振动减轻1415213低温破碎与湿式破碎低温破碎流程液氮预冷装置废物液氮浸没冷却装置皮带运输机低温破碎工艺流程图高速冲击破碎分选1破碎后的同一种物料均匀尺寸大体一致形状好便于分离利用2复合材料经过低温破碎后分离性能好资源的回收率和回收的材质的纯度都比较高并且很容易分离出混在其中的非塑料物质3使用的冷媒一般采用无毒无味无爆炸性液氮并且原料易得到4对于极难破碎的并且塑性极高的氟塑料废物采用液氮低温破碎能够获得碎块和高分散度的粉末
思考题：固体废物选择破碎机类型时应考虑哪些因素？ 所需要的破碎能力； 固体废物的性质（如破碎特性、硬度、密度、形 状、含水率等）和颗粒的大小； 对破碎产品粒径大小，粒度组成、形状的要求；
供料方式；
安装操作场所情况等。
五、破碎比、破碎段与破碎流程 （1） 破碎比 破碎比=原废物粒度／破碎后废物粒度 破碎比表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数 表示方法有两种： 极限破碎比（在工程上常用）
低温破碎流程
液 氮 废物 预冷装置 液 氮 浸没冷却装置
分 选
皮带运输机
高速冲击破碎
低温破碎工艺流程图
低温破碎的优点 1、破碎后的同一种物料均匀，尺寸大体一致， 形状好，便于分离利用； 2、复合材料经过低温破碎后，分离性能好，资 源的回收率和回收的材质的纯度都比较高；并且 很容易分离出混在其中的非塑料物质； 3、使用的冷媒一般采用无毒无味无爆炸性液氮， 并且原料易得到； 4、对于极难破碎的并且塑性极高的氟塑料废物， 采用液氮低温破碎，能够获得碎块和高分散度的 粉末。
i i1i2i3in
破碎段数越多，破碎流程就越复杂，工程投资相对增 加，因此，在可能的条件下，应尽量采用一段或两段 破碎流程。
思考题：固体废物选择破碎机类型时应考虑哪些因素？ 所需要的破碎能力； 固体废物的性质（如破碎特性、硬度、密度、形 状、含水率等）和颗粒的大小； 对破碎产品粒径大小，粒度组成、形状的要求；
供料方式；
安装操作场所情况等。
五、破碎比、破碎段与破碎流程 （1） 破碎比 破碎比=原废物粒度／破碎后废物粒度 破碎比表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数 表示方法有两种： 极限破碎比（在工程上常用）
低温破碎流程
液 氮 废物 预冷装置 液 氮 浸没冷却装置
分 选
皮带运输机
高速冲击破碎
低温破碎工艺流程图
低温破碎的优点 1、破碎后的同一种物料均匀，尺寸大体一致， 形状好，便于分离利用； 2、复合材料经过低温破碎后，分离性能好，资 源的回收率和回收的材质的纯度都比较高；并且 很容易分离出混在其中的非塑料物质； 3、使用的冷媒一般采用无毒无味无爆炸性液氮， 并且原料易得到； 4、对于极难破碎的并且塑性极高的氟塑料废物， 采用液氮低温破碎，能够获得碎块和高分散度的 粉末。
i i1i2i3in
破碎段数越多，破碎流程就越复杂，工程投资相对增 加，因此，在可能的条件下，应尽量采用一段或两段 破碎流程。
第二章 生物材料预处理技术
杂质多糖的去除方法：
• 酶解法
杂质DNA的去除法： • 核酸酶水解 • 超声波破碎 • 离子交换层析或亲和层析
12
应用实例：发酵液的预处理
一、降低发酵液黏度—加热法
• 将发酵液温度升高到80℃，保温即可将其黏度降 低数十甚至数百倍 二、凝聚沉降分离悬浮物—凝聚剂法 如明矾凝聚法（测产品澄清液浊度）
–双电层（以及带同种电荷）
（图见下页）
–水化层
• 预处理应破坏料液的胶体的稳定性。
3
正电荷分布
负电荷分布
图1 胶体双电层结构
4
一、 凝聚和絮凝技术
（一）凝聚技术
凝聚技术原理：中性盐作用下，中和胶体粒子表面电 荷和脱去其水化层而使胶体粒子沉淀。 中和电荷：一般，菌体或细胞带负电荷，其周围吸附 正电荷，加入中性盐后，阳离子会中和负电荷，减少了 胶体间斥力，胶体粒子由于热运动碰撞而聚集沉淀。 去水化：中性盐离子的水化作用而破坏胶体粒子的水 化层，使胶体粒子能相互碰撞而凝聚沉淀。
5
常用的凝聚剂 金属离子凝聚能力比较
Al 3+ >Fe 3+ >H + > Ca 2+ > Mg 2+ > K + > Na + > Li +
常用的凝聚剂中性盐
Al2(SO4)3·18H2O（明矾）明矾净水原理
AlCl3.6H2O、FeCl较小，分离仍较困难。
水溶性 • 絮凝剂的用量 • 料液的pH值 • 搅拌速度和时间：变速搅拌
9
常用的絮凝剂 人工合成高分子聚合物 聚丙烯酰胺类：用量少（10-6级）、絮凝体粗大、效 果好，速度快，种类多，适用范围广。 聚乙烯亚胺衍生物类。 聚丙烯酸类阴离子絮凝剂和聚苯乙烯类衍生物。 无机高分子聚合物絮凝剂：聚合铜盐，聚合铁盐。 天然有机高分子絮凝剂 壳聚糖，葡聚糖，明胶， 海藻酸钠等 微生物絮凝剂 主要为糖蛋白、黏多糖、纤维素及核酸等高分子物质。 安全，无毒，不污染环境。
• 酶解法
杂质DNA的去除法： • 核酸酶水解 • 超声波破碎 • 离子交换层析或亲和层析
12
应用实例：发酵液的预处理
一、降低发酵液黏度—加热法
• 将发酵液温度升高到80℃，保温即可将其黏度降 低数十甚至数百倍 二、凝聚沉降分离悬浮物—凝聚剂法 如明矾凝聚法（测产品澄清液浊度）
–双电层（以及带同种电荷）
（图见下页）
–水化层
• 预处理应破坏料液的胶体的稳定性。
3
正电荷分布
负电荷分布
图1 胶体双电层结构
4
一、 凝聚和絮凝技术
（一）凝聚技术
凝聚技术原理：中性盐作用下，中和胶体粒子表面电 荷和脱去其水化层而使胶体粒子沉淀。 中和电荷：一般，菌体或细胞带负电荷，其周围吸附 正电荷，加入中性盐后，阳离子会中和负电荷，减少了 胶体间斥力，胶体粒子由于热运动碰撞而聚集沉淀。 去水化：中性盐离子的水化作用而破坏胶体粒子的水 化层，使胶体粒子能相互碰撞而凝聚沉淀。
5
常用的凝聚剂 金属离子凝聚能力比较
Al 3+ >Fe 3+ >H + > Ca 2+ > Mg 2+ > K + > Na + > Li +
常用的凝聚剂中性盐
Al2(SO4)3·18H2O（明矾）明矾净水原理
AlCl3.6H2O、FeCl较小，分离仍较困难。
水溶性 • 絮凝剂的用量 • 料液的pH值 • 搅拌速度和时间：变速搅拌
9
常用的絮凝剂 人工合成高分子聚合物 聚丙烯酰胺类：用量少（10-6级）、絮凝体粗大、效 果好，速度快，种类多，适用范围广。 聚乙烯亚胺衍生物类。 聚丙烯酸类阴离子絮凝剂和聚苯乙烯类衍生物。 无机高分子聚合物絮凝剂：聚合铜盐，聚合铁盐。 天然有机高分子絮凝剂 壳聚糖，葡聚糖，明胶， 海藻酸钠等 微生物絮凝剂 主要为糖蛋白、黏多糖、纤维素及核酸等高分子物质。 安全，无毒，不污染环境。
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t i 0
T
i i
T
二、水质调节
任务：对不同时间或不同来源的废 水进行混合，使流出水质比较均匀。 也称均和池或匀质池。
进水 进水
水质调节方法：
利用外加动力（如叶轮搅拌、
空气搅拌、水泵循环）而进行 的强制调节，它设备较简单， 效果好，但运行费用高。 利用差流方式使不同时间和不 同浓度的废水进行自身水力混合， 基本没有运行费，但设备结构复 杂。
方法：
酸性废水：酸性废水与碱性废水相互中和、药剂中和及过滤
中和三种方法。 碱性废水：碱性废水与酸性废水相互中和、药剂中和两种。
一、酸性废水的中和处理
（1）药剂中和法
☺ 主要药剂包括石灰、苛性钠、碳酸钠、石灰石、电石渣等。最
常用的是石灰（CaO)。 ☺ 中和药剂的投加量：
Ga
KQ(c1a1 c2 a2 )
☺运行方式：废水量小时，间歇运行，设置2-3个池子
进行交替工作；废水量大时，可采用连续流处理，多 级串联方式。
– （2）过滤中和法
过滤中和法是选择碱性滤料填充成一定形式的滤床， 酸性废水流过此滤床即被中和。过滤中和法与投药 中和法相比，具有操作方便，运行费用低及劳动条 件好等优点，它产生的沉渣少．只有废水体积的0.1 ％，主要缺点是进水硫酸浓度受到限制。适于处理
实验室中和曲线 14 12
–Ga—药剂总耗量，kg/d; –Q—酸性废水流量，m3/d; –C1、C2—废水中酸的浓度酸性盐的浓度，kg/m3; –a1、a2—中和1kg酸和酸性盐所需的碱量，kg/kg; –K-反应不均匀系数，一般采用1.1～1.2； –α—中和剂的纯度，%。
10 8
pH
6 4 2 0 500 2000 3400 3800 4500
含硫酸浓度不大于2～3g/L,易生成溶解盐，且比较洁
净的各种酸性废水，当废水中含有大量悬浮物、油
脂、重金属盐和其它毒物时，不宜采用。
常用的滤料有石灰石、大理石、白云石三种，其
中前两种的主要成分是 CaCO3，而第三种的主
要成分是 CaCO3、MgCO3。
中和滤池主要有普通中和滤池、升流式滤池和滚
第二节 筛滤
筛滤一般安置在废水处理流程的前端，进水 渠道或进水泵站集水井的进口处。 去除对象： 废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质 和固体颗粒物质，防止堵塞泵和后续水处理 设备。 设备：
格栅--去除可能堵塞管道、阀门等部件的较粗大 的悬浮物质。 筛网—去除不能被格栅截留、也难以用沉淀法去 除的纤维类悬浮物。
机械清除 与水平面倾角： 60º ~70º 过水面积一般应不 小于进水管渠的有效面 积的1.2倍。
二、筛网
一些工业废水含有细小的悬浮物，它们不能被
格栅截留，也难以用沉淀法去除。用筛网。 装置种类：振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、 微滤机等。根据具体情况选定。
♫ 细筛网：给水取水口，防止鱼类进入 ♫ 捞毛机：纺织、制革废水
h2
2）格栅的建筑宽度B由下式决定： B=S(n-1)+bn (m)
H1
h1
（2-3）
h1
α
3）通过格栅的水头损失 h1由下式决定： v2 h1 k sin （2-4） 2g
B1
h
h
H
1000 L2
4）栅后槽的总高度由下式决定： H=h+h1+h2 （2-5） h2栅前渠道超高，一般取0.3m 5）栅槽总长度计算公式：
1）格栅的间隙数n由下式确定：
n Qmax sin bhv
Qmax—最大设计流量， α—格栅安置的倾角，度，一般为60°～70°； h—栅前水深，m; v —过栅流速，m/s,最大设计流量时为0.8～1.0m/s,平均 设计流量时为0.3m/s。 b—栅条净间隙，m，粗格栅b=50～100mm,中格栅 b=10～40mm,细格栅b=3～10mm。 当栅条的间隙数为n时，则栅条的数目应为n-1。
最高水位 进水 最低 水位 泵 出水
线外调节
只有超过日平均流量的那一部分才进入调节池，对废水
的变化起轻微的缓冲作用。
Q
Q
t 原水 格栅 沉砂池 调节池 提升 泵房
t 二级 处理
出水
在线调节
Q
Q
t 原水
t 溢流井 提升 泵房 二级 处理 出水
格栅
沉砂池
调节池
线外调节
某厂废水流量曲线
150
流量曲线
设计参数
过栅流速：0.8～1.0m/s 栅前渠道内流速：0.6～0.8m/s 栅前倾角：60°～ 75°，90° 水头损失一般为：0.08～0.15m 栅渣量标准：与格栅间间隙大小有关 栅条间隙e 16～25mm：0.10～0.05m3渣/103m3污水 30～50mm：0.03～0.01m3渣/103m3污水 栅渣含水率80%±，容重960kg/m3 当栅渣量>0.2m3/日，则应采用机械清渣
WT
q t
i 0
T
i i
2
某化工厂酸性废水浓度和流量变化曲线
140 120 100 80 60 40 20 0 t(h) 浓度 流量
解：废水流量和浓度 较高的时间间段在 12～18时之内。此6h 的废水平均浓度为：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
时间 0 ～1 1 ～2 2 ～3 3 ～4 4 ～5 5 ～6 6 ～7 7 ～8 8 ～9 9～10 10～11 11～12 12～13 13～14 14～15 15～16 16～17 17～18 18～19 19～20 20～21 21～22 22～23
流量（m3/h) 浓度×100（mg/L) 50 30 29 27 40 38 53 44 58 23 36 18 38 28 31 39 48 24 38 31 40 42 45 38 37 57 68 47 40 30 64 35 40 53 40 42 25 26 25 44 33 40 36 29 40 37
转盘式 ♫ 微滤机：给水除藻，造纸废水纸浆回收
筛网的形式
使用情况：
第三节 中和
废水排入受纳水体前，pH值超标。工业废水排入城市下水
道系统前，以免对管道系统造成腐蚀。化学处理或生物处理 前，为防止对后续生物处理单元冲击。
使用条件
对于浓度较高（达到3%～5%）的酸碱废水，首先考虑：①
能否重复利用②能否回收化工原料③能否用作水处理中离子 交换剂的再生液或水质稳定剂。 浓度不高（＜3%），回收或综合利用经济意义不大时，才 考虑中和处理。
– （3）利用碱性废水中和法
– 利用厂内碱性废水，以废治废。
Q C Q C aK
j j s s
欲使酸性和碱性两种污水中和后呈中性，根据等当量原 则，必须满足上面公式： 式中：Qj,Qs—碱性和酸性废水的流量， cj,cs—碱性和酸性废水的浓度，； a—中和剂的比耗量，即中和1kg酸所需的碱量，kg， 可由反应式计算得出。
所需调节池容积：
V=qT=q1t1+ q2t2+ ‥+ qntn
调节池的位置
设置在一级处理之后二级处理之前，这样污泥和浮渣的
问题会少一些
将调节池设置在一级处理之前，在设计中就必须考虑设
置足够混合设备以防止悬浮物沉淀和废水浓度的变化， 有时还应该曝气以防止产生气味
例题：已知某化工 厂的酸性废水的日 平均流量为 1000m3/d，废水流 量及盐酸浓度如图 所示，详见下表。 求6小时的平均浓度 和调节池的容积。
第一章 回顾
1、废水来源与特性
废水来源、废水特性的指标、BOD5、COD
2、水质标准
第一类污染物、第二类污染物
3、废水处理方法综述
方法的分类
4、废水处理反应器及动力学基础
第二章 预处理
Pretreatment
★水质水量调节 ★筛 滤 ★中 和
预处理概述
目的：
去除废水中悬浮的大颗粒污染物质（包括油脂类物质）、 调节流量和pH值。
K—考虑中和过程的不完全系数，一般采用1.5～2.0, 特别是含重金属离子的污水，最好根据现场试验确定。
☺确定投加量的比较准确的方法是通过试验绘制的中和 曲线确定。 ☺投加方法：分干法、湿法
废水中石灰浓度mg/L
干法:利用电磁振荡原理的石灰振荡设备投加，以
保证投加均匀。设备简单，但反应慢，而且不易 彻底，投药量大。 湿法：将石灰在消解槽内消解成 45%～50%浓度 后，投入乳化液，经搅拌配成5%-10%浓度氢氧 化钙乳液然后投加。
方法：
调节、筛滤、重力沉降（上浮）、中和。
常见设备与构筑物：
格栅、沉砂池、沉淀池、隔油池、中和池及调节池。
典型流程：
原废水→格栅→泵→流量计量→沉砂池→初沉池→
第一节水质水量调节
所有进入废水处理系统的废水，其水量水质随时 都可能发生变化，对废水处理构筑物的正常运转 不利。
一、水量调节
线内调节
全部流量流过调节池 对废水成份和流量大幅度调节
5700 37 4700 68 3000 40 5300 40 C 4350 mg / L 37 68 40 64 40 40
调节池（普通水质调节池）的容积：
V=1.2×qt=1.2×289＝347m3
1.2为保险系数
当无废水资料时，调节池容积可按平均流量6～8h计算。
一、格栅
作用：阻截粗大的漂浮物和悬浮物。 主要工艺参数：栅距、过栅流速和水头损失。 分类：
按形状：
按栅条净间隙e来分
格栅的 工作原理
格栅的设计
格栅的设置： （1）城市排水：合流制一般采用粗、中两道格栅，甚 至采用粗、中、细三道格栅；分流制一般设中（25）、 细（8）两道格栅。 （2）工业废水：一般设置一道格栅，栅距根据水质确 定；含较多细小纤维的废水，设格栅和筛网/捞毛机两 道。 设计内容：尺寸计算、水力计算、栅渣量计算
T
i i
T
二、水质调节
任务：对不同时间或不同来源的废 水进行混合，使流出水质比较均匀。 也称均和池或匀质池。
进水 进水
水质调节方法：
利用外加动力（如叶轮搅拌、
空气搅拌、水泵循环）而进行 的强制调节，它设备较简单， 效果好，但运行费用高。 利用差流方式使不同时间和不 同浓度的废水进行自身水力混合， 基本没有运行费，但设备结构复 杂。
方法：
酸性废水：酸性废水与碱性废水相互中和、药剂中和及过滤
中和三种方法。 碱性废水：碱性废水与酸性废水相互中和、药剂中和两种。
一、酸性废水的中和处理
（1）药剂中和法
☺ 主要药剂包括石灰、苛性钠、碳酸钠、石灰石、电石渣等。最
常用的是石灰（CaO)。 ☺ 中和药剂的投加量：
Ga
KQ(c1a1 c2 a2 )
☺运行方式：废水量小时，间歇运行，设置2-3个池子
进行交替工作；废水量大时，可采用连续流处理，多 级串联方式。
– （2）过滤中和法
过滤中和法是选择碱性滤料填充成一定形式的滤床， 酸性废水流过此滤床即被中和。过滤中和法与投药 中和法相比，具有操作方便，运行费用低及劳动条 件好等优点，它产生的沉渣少．只有废水体积的0.1 ％，主要缺点是进水硫酸浓度受到限制。适于处理
实验室中和曲线 14 12
–Ga—药剂总耗量，kg/d; –Q—酸性废水流量，m3/d; –C1、C2—废水中酸的浓度酸性盐的浓度，kg/m3; –a1、a2—中和1kg酸和酸性盐所需的碱量，kg/kg; –K-反应不均匀系数，一般采用1.1～1.2； –α—中和剂的纯度，%。
10 8
pH
6 4 2 0 500 2000 3400 3800 4500
含硫酸浓度不大于2～3g/L,易生成溶解盐，且比较洁
净的各种酸性废水，当废水中含有大量悬浮物、油
脂、重金属盐和其它毒物时，不宜采用。
常用的滤料有石灰石、大理石、白云石三种，其
中前两种的主要成分是 CaCO3，而第三种的主
要成分是 CaCO3、MgCO3。
中和滤池主要有普通中和滤池、升流式滤池和滚
第二节 筛滤
筛滤一般安置在废水处理流程的前端，进水 渠道或进水泵站集水井的进口处。 去除对象： 废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质 和固体颗粒物质，防止堵塞泵和后续水处理 设备。 设备：
格栅--去除可能堵塞管道、阀门等部件的较粗大 的悬浮物质。 筛网—去除不能被格栅截留、也难以用沉淀法去 除的纤维类悬浮物。
机械清除 与水平面倾角： 60º ~70º 过水面积一般应不 小于进水管渠的有效面 积的1.2倍。
二、筛网
一些工业废水含有细小的悬浮物，它们不能被
格栅截留，也难以用沉淀法去除。用筛网。 装置种类：振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、 微滤机等。根据具体情况选定。
♫ 细筛网：给水取水口，防止鱼类进入 ♫ 捞毛机：纺织、制革废水
h2
2）格栅的建筑宽度B由下式决定： B=S(n-1)+bn (m)
H1
h1
（2-3）
h1
α
3）通过格栅的水头损失 h1由下式决定： v2 h1 k sin （2-4） 2g
B1
h
h
H
1000 L2
4）栅后槽的总高度由下式决定： H=h+h1+h2 （2-5） h2栅前渠道超高，一般取0.3m 5）栅槽总长度计算公式：
1）格栅的间隙数n由下式确定：
n Qmax sin bhv
Qmax—最大设计流量， α—格栅安置的倾角，度，一般为60°～70°； h—栅前水深，m; v —过栅流速，m/s,最大设计流量时为0.8～1.0m/s,平均 设计流量时为0.3m/s。 b—栅条净间隙，m，粗格栅b=50～100mm,中格栅 b=10～40mm,细格栅b=3～10mm。 当栅条的间隙数为n时，则栅条的数目应为n-1。
最高水位 进水 最低 水位 泵 出水
线外调节
只有超过日平均流量的那一部分才进入调节池，对废水
的变化起轻微的缓冲作用。
Q
Q
t 原水 格栅 沉砂池 调节池 提升 泵房
t 二级 处理
出水
在线调节
Q
Q
t 原水
t 溢流井 提升 泵房 二级 处理 出水
格栅
沉砂池
调节池
线外调节
某厂废水流量曲线
150
流量曲线
设计参数
过栅流速：0.8～1.0m/s 栅前渠道内流速：0.6～0.8m/s 栅前倾角：60°～ 75°，90° 水头损失一般为：0.08～0.15m 栅渣量标准：与格栅间间隙大小有关 栅条间隙e 16～25mm：0.10～0.05m3渣/103m3污水 30～50mm：0.03～0.01m3渣/103m3污水 栅渣含水率80%±，容重960kg/m3 当栅渣量>0.2m3/日，则应采用机械清渣
WT
q t
i 0
T
i i
2
某化工厂酸性废水浓度和流量变化曲线
140 120 100 80 60 40 20 0 t(h) 浓度 流量
解：废水流量和浓度 较高的时间间段在 12～18时之内。此6h 的废水平均浓度为：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
时间 0 ～1 1 ～2 2 ～3 3 ～4 4 ～5 5 ～6 6 ～7 7 ～8 8 ～9 9～10 10～11 11～12 12～13 13～14 14～15 15～16 16～17 17～18 18～19 19～20 20～21 21～22 22～23
流量（m3/h) 浓度×100（mg/L) 50 30 29 27 40 38 53 44 58 23 36 18 38 28 31 39 48 24 38 31 40 42 45 38 37 57 68 47 40 30 64 35 40 53 40 42 25 26 25 44 33 40 36 29 40 37
转盘式 ♫ 微滤机：给水除藻，造纸废水纸浆回收
筛网的形式
使用情况：
第三节 中和
废水排入受纳水体前，pH值超标。工业废水排入城市下水
道系统前，以免对管道系统造成腐蚀。化学处理或生物处理 前，为防止对后续生物处理单元冲击。
使用条件
对于浓度较高（达到3%～5%）的酸碱废水，首先考虑：①
能否重复利用②能否回收化工原料③能否用作水处理中离子 交换剂的再生液或水质稳定剂。 浓度不高（＜3%），回收或综合利用经济意义不大时，才 考虑中和处理。
– （3）利用碱性废水中和法
– 利用厂内碱性废水，以废治废。
Q C Q C aK
j j s s
欲使酸性和碱性两种污水中和后呈中性，根据等当量原 则，必须满足上面公式： 式中：Qj,Qs—碱性和酸性废水的流量， cj,cs—碱性和酸性废水的浓度，； a—中和剂的比耗量，即中和1kg酸所需的碱量，kg， 可由反应式计算得出。
所需调节池容积：
V=qT=q1t1+ q2t2+ ‥+ qntn
调节池的位置
设置在一级处理之后二级处理之前，这样污泥和浮渣的
问题会少一些
将调节池设置在一级处理之前，在设计中就必须考虑设
置足够混合设备以防止悬浮物沉淀和废水浓度的变化， 有时还应该曝气以防止产生气味
例题：已知某化工 厂的酸性废水的日 平均流量为 1000m3/d，废水流 量及盐酸浓度如图 所示，详见下表。 求6小时的平均浓度 和调节池的容积。
第一章 回顾
1、废水来源与特性
废水来源、废水特性的指标、BOD5、COD
2、水质标准
第一类污染物、第二类污染物
3、废水处理方法综述
方法的分类
4、废水处理反应器及动力学基础
第二章 预处理
Pretreatment
★水质水量调节 ★筛 滤 ★中 和
预处理概述
目的：
去除废水中悬浮的大颗粒污染物质（包括油脂类物质）、 调节流量和pH值。
K—考虑中和过程的不完全系数，一般采用1.5～2.0, 特别是含重金属离子的污水，最好根据现场试验确定。
☺确定投加量的比较准确的方法是通过试验绘制的中和 曲线确定。 ☺投加方法：分干法、湿法
废水中石灰浓度mg/L
干法:利用电磁振荡原理的石灰振荡设备投加，以
保证投加均匀。设备简单，但反应慢，而且不易 彻底，投药量大。 湿法：将石灰在消解槽内消解成 45%～50%浓度 后，投入乳化液，经搅拌配成5%-10%浓度氢氧 化钙乳液然后投加。
方法：
调节、筛滤、重力沉降（上浮）、中和。
常见设备与构筑物：
格栅、沉砂池、沉淀池、隔油池、中和池及调节池。
典型流程：
原废水→格栅→泵→流量计量→沉砂池→初沉池→
第一节水质水量调节
所有进入废水处理系统的废水，其水量水质随时 都可能发生变化，对废水处理构筑物的正常运转 不利。
一、水量调节
线内调节
全部流量流过调节池 对废水成份和流量大幅度调节
5700 37 4700 68 3000 40 5300 40 C 4350 mg / L 37 68 40 64 40 40
调节池（普通水质调节池）的容积：
V=1.2×qt=1.2×289＝347m3
1.2为保险系数
当无废水资料时，调节池容积可按平均流量6～8h计算。
一、格栅
作用：阻截粗大的漂浮物和悬浮物。 主要工艺参数：栅距、过栅流速和水头损失。 分类：
按形状：
按栅条净间隙e来分
格栅的 工作原理
格栅的设计
格栅的设置： （1）城市排水：合流制一般采用粗、中两道格栅，甚 至采用粗、中、细三道格栅；分流制一般设中（25）、 细（8）两道格栅。 （2）工业废水：一般设置一道格栅，栅距根据水质确 定；含较多细小纤维的废水，设格栅和筛网/捞毛机两 道。 设计内容：尺寸计算、水力计算、栅渣量计算