水质工程学解读
水质工程学
水质工程学简介水质工程学是研究水源和水体中的污染物质，并开发和应用相应技术来改善和保护水质的学科。
它涵盖了水源管理、水质评估、水处理技术和环境保护等各个方面。
在现代社会中，人们越来越关注水资源的可持续利用和保护，水质工程学的发展变得越来越重要。
本文将介绍水质工程学的基本概念、主要研究内容以及水质工程师的职责和挑战。
基本概念水质工程学是一个跨学科的领域，它结合了环境科学、化学、生物学、工程学等多个学科的知识。
水质工程学的基本概念包括水源的分类和特性、污染物的来源和影响、基本的水质参数等。
水源可以分为地下水和地表水。
地下水是指地下岩石或土壤中的水，通常比较干净，但也受到工业活动和农业排放的影响。
地表水包括河流、湖泊和水库等水体，常受到工业废水、城市污水和农业面源污染的影响。
污染物是导致水体污染的主要原因，包括有机污染物和无机污染物。
有机污染物包括化学品、石油产品、农药和工业废水等，它们会对水体中的生物多样性和生态系统造成不利影响。
无机污染物包括重金属、无机盐和营养物质等，会导致水体富营养化和生态系统崩溃。
主要研究内容水质工程学的主要研究内容包括水质评估、水处理技术和环境保护等方面。
水质评估是指通过采集水样并进行实验室分析，评估水体中的污染物浓度和水质状况。
水质评估可以帮助确定水体的健康状况，为制定水质管理措施提供依据。
水处理技术是指利用物理、化学和生物学方法来去除水体中的污染物。
常见的水处理技术包括混凝、沉淀、过滤、消毒和反渗透等。
水处理技术的目标是提供安全、清洁和可持续的饮用水和工业用水。
环境保护是水质工程学的基本任务之一，它涉及到水源的保护、水质的维护和生态环境的保护。
环境保护的措施包括限制和控制工业废水和农业排污、加强水资源管理和宣传教育等。
水质工程师的职责和挑战作为水质工程学的专业人士，水质工程师担负着保护和改善水质的重要责任。
他们的主要职责包括：1.进行水质评估和监测，确保水源和水体的安全和健康；2.设计和管理水处理工艺，提供优质的饮用水和工业用水；3.开展环境保护项目，保护河流、湖泊和水体的生态系统；4.参与制定水质管理政策和标准，确保水资源的可持续利用。
水质工程学
水质工程学水质工程学是一项重要的工业科学，它研究如何最大限度地利用和保护水资源，以满足人类对水的商业、社会和环境需求。
它可以帮助科学家和工程师认识水资源，以便为其他领域提供服务。
它可以帮助科学家和工程师了解水的结构与性能，探索它们如何变化，并研究可能的未来发展。
水质工程学的研究范围广泛，包括水资源的可持续管理，水卫生条件及其水健康状况的估计，水环境污染的识别和控制，水处理技术，水污染预防技术，水和其它可恢复的资源的生态保护以及水资源利用的可持续发展技术。
水质工程学的研究主要集中在三个领域：水污染控制、水处理技术、以及环境工程。
水污染控制，旨在控制和减少水污染，以保护周围环境。
它涉及研究和开发水污染控制技术，包括例如水污染的生物和物理稳定，以及水污染物的去除，如油污、汞、化学污染物，以及其它污染物。
水处理技术致力于利用非常复杂的物理、化学和生物学过程，来改善水质，降低污染物的浓度，降低水质的污染风险，以满足不同用途的水标准。
它包括一系列复杂的工程技术，如絮凝、浮选、沉淀、吸附、膜法，以及生物学过程，如生物微细悬浮物（BMP）及其他。
最后，环境工程是水质工程学的重要组成部分，它研究如何适当地处理和分析水、空气、土壤和其他环境样品，来识别和控制环境污染，减少环境危害。
它涉及研发和实施先进的传感器、检测系统、模型和技术，以及监测、检测、分析、模拟和模型的环境污染物的运动及其与环境关系的研究。
水质工程学，作为一种全球性的科学学科，拥有广泛的研究领域，它的研究结果可以为改善世界水质，提高水质安全水平，保护水质，改善水质管理，提高利用水资源等以求提供重要的科学支持。
因此，水质工程学研究应被视为一项重要的任务，需要不断进行研究，提出更新的理论和技术，为改善全球水质做出应有的贡献。
水质工程学1知识点总结
水质工程学1知识点总结水质工程学是研究水质污染、水处理和水资源综合利用的一门交叉学科，涉及化学、生物、环境和工程等多个领域的知识。
在现代社会，水质工程学已经成为保障水资源安全和人类健康的重要学科，对于水污染防治、水资源开发和利用有着重要的意义。
本文将对水质工程学的相关知识点进行总结，包括水质污染、水处理技术、水资源管理等内容。
一、水质污染1. 水质污染的来源水质污染是指水体中存在有害物质超出环境容许标准而影响水质的情况。
水质污染的来源主要包括工业废水、农业面源污染、城市生活污水和大气降水等。
工业废水包括工业生产过程中排放的各种废水，其中可能含有重金属、有机物等有害物质。
农业面源污染主要来自农田农作物种植和养殖业的生产活动，包括化肥、农药和养殖废水等。
城市生活污水是指城市居民生活生活污水，其中包括生活污水、工业废水和雨水等，含有各种有机物、微生物等有害物质。
大气降水是指大气中的颗粒物和气态污染物通过大气降水方式，如雨水、雪等形式降落到地表水中，导致水体污染。
2. 水质污染的分类根据污染物的性质和来源，水质污染可以分为有机污染、无机污染和放射性污染等多种类型。
有机污染主要来自工业废水和城市生活污水排放的有机物，包括有机溶剂、石油类物质、农药等。
无机污染包括重金属、氨氮、硫化物等无机物质，主要来自工业废水和农业面源污染。
放射性污染是指水体中存在放射性元素超出环境容许标准而导致的污染，主要来自核能设施、医疗设备和工业生产过程中的放射性物质。
3. 水质污染的影响水质污染对人类健康和生态环境都会产生严重的影响。
首先，水质污染会导致饮用水安全问题，对人体健康造成威胁，引发各种水源性传染病，包括霍乱、痢疾、肝炎等。
其次，水质污染会破坏生态环境，影响水生动植物的生存和繁衍，导致湖泊、河流甚至海洋的富营养化和死水现象。
另外，水质污染还会影响农业灌溉水质和工业用水，影响农作物生长和工业生产活动。
二、水处理技术1. 水处理技术的基本原理水处理技术是指通过物理、化学、生物等技术手段，将水中的有害物质去除或降低，提高水质的工程技术。
《水质工程学》课件
水资源管理的概念和 方法
水资源管理旨在有效利用和保 护水资源，采用科学规划和综 合管理。
水质工程实践案例
水质工程应用案例
通过介绍实际应用案例，展示水 质工程学在解决问题中的作用。
城市污水处理例
介绍城市污水处理系统的设计与 运营，解决城市污染问题。
饮用水安全保障案例
分享保障饮用水安全的成功案例 和可行性措施。
《水质工程学》PPT课件
水质工程学是研究水的物理化学性质、污染与处理、水质分析与监测、饮用 水标准与水资源管理等方面的学科。本课程将深入探讨水质工程学的各个方 面。
课程概述
水质工程学的定义
水质工程学是研究水的物理 化学性质、污染与处理等方 面的学科。
水质工程学的应用范围
水质工程学应用于饮用水安 全、污水处理、水资源保护 等领域。
总结与展望
1 水质工程的意义
水质工程学对于保护环境、促进可持续发展具有重要意义。
2 未来发展方向
水质工程学将面临新的挑战和机遇，需要持续创新和发展。
3 自我提高和学习建议
鼓励学习者积极参与实践和研究，不断提升自身的水质工程技能。
水质工程学的历史概述
水质工程学起源于古代文明， 经历了技术发展和研究进展。
水的物理化学性质
1 水的组成
水分子由氧原子和氢原子组成，化学式为 H2O。
2 电离、酸碱度和 pH 值
水分子可以电离形成氢离子和氢氧根离子， 影响酸碱度和 pH 值。
3 溶解度
水可以溶解许多物质，溶解度受温度、压力 和物质特性影响。
常见的水处理技术
常见的水处理技术包括混凝、 絮凝、过滤、消毒等。
污水处理技术
污水处理技术包括生物处理、 化学处理和物理处理等。
水质工程学名词解释
1、感观性状指标——指水中某些杂质对人的视觉、味觉和嗅觉的刺激程度。
2、细菌学指标——指水中某些致病的微生物、病毒以及寄生虫等杂质的限制。
3.混凝剂——能够发挥凝聚和絮凝作用的物质称为混凝剂，具体讲，凡是能够压缩扩散层，降低电动电位，使胶体颗粒相互粘结、聚集的物质称为混凝剂。
4.助凝剂——当单用混凝剂不能取得良好效果时，须投加某些辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。
5.“异向絮凝”——由布朗运动所造成的颗粒碰撞、接触、凝聚的现象。
6.“同向絮凝”——由流体运动所造成的颗粒碰撞、接触、凝聚的现象。
7.自然沉淀——颗粒在沉淀过程中不改变其大小、形状和密度的这种沉淀称为自然沉淀。
8.混凝沉淀——在沉淀过程中，颗粒由于相互接触凝聚而改变其大小、形状和密度的这种过程称为混凝沉淀。
9.自由沉淀（与自然沉淀不同）——颗粒沉淀时不受容器壁和其它悬浮物影响的沉淀10. 拥挤沉淀——颗粒处于互相干扰的沉淀（又称网状沉淀）。
11.（截流沉速）ui —小于截流速度的沉速12、q—表面负荷率（单位面积沉淀区单位时间所沉淀的水量）13、杂质穿透——过滤时杂质穿透滤层使水质恶化的现象。
14、杂质穿透深度——过滤即将结束时，自滤层表面到某一深度所取水样恰好符合滤后水的水质要求的深度15、滤料的含污能力——一个过滤周期内，按整个滤层级单位体积滤料中的平均含污量16、滤料含污量——单位体积滤层中所截留的杂质量17、水力分级现象——经反冲洗水力分选后,滤料粒径自上而下大致按由细到粗依次排列,称滤料的水力分级18、负水头现象——过滤过程中，由于过滤层截留了大量杂质而导致砂面一下某一深度处的水头损失超过该处水深的现象。
19、自由性余氯——指水中的OC1＋、HOCl、Cl2等，又叫游离性余氯20、化合性余氯——指水中氯与氨的化合物，有NH2Cl、NHCl2及NHCl3三种，又叫结合性余氯21、树脂的湿真密度——树脂溶胀后的质量与其本身所占体积（不包括树脂颗粒之间的空隙）之比22、树脂的湿视密度——树脂溶胀后的质量与其堆积体积（包括树脂颗粒之间的空隙）之比，亦称堆密度。
水质工程学(1-6小结)
F Q Sa Ns M VX
3)絮凝体形成与泥水分离
五.活性污泥的影响因素 1.BOD负荷率:Ns=F/M 2.污泥指数:SVI 3.溶解氧DO 4.水温: 5.营养物平衡: BOD:N:P值 6.PH值: (PH真菌能力) 7.有毒物质:
六， 有机物降解和生物增长动力学 1.米一门公式(Michaelis-Menten)与莫若方程（Monod): 或 结论：城市污水属低浓度，可使用方程
2）.有机物降解和生物增长动力学
dS K 2 xV S e dt
x a Q Sr b V xV
3）.几个重要参数表达示式: K s (1 b t s ) （1）污泥龄(污泥停留时间）:Se t (a v b) 1 s max （2）出流有机物浓度: ts Sr a Q Sr xV a （3）池内微生物浓度: 1 t (1 b t s ) V ( b ) （4）剩余污泥量: t
~u曲线
絮凝沉淀: 絮凝沉淀曲线
1 0 1 P0 ut dP u0 0
P
三. 理想沉淀池
理想沉淀池： 概念化的沉淀池，具有以下假设条件： 1）池内污水按水平方向流动，分布均匀，每个质点的水平 流速均为v 2）悬浮颗粒给整个水深均匀分布，其水平分速等于污水的 水平流速v，颗粒流速u不变。 3)颗粒一经沉淀，就不再上浮。
一.活性污泥的定义与性质: 1.形成: 2.外观: 1)气味: 2)形状: 3.组成: 微生物(活性细胞)---Ma 内源呼吸残余产物(排泻物)---Me 不可降解的有机物---Mi 转化而成的无机物 -- Mii
4.生物相: 1)细菌: 2)真菌:(霉菌) ---丝状菌: 3)原生动物: 4)后生动物: 5.性质: 1)比重:1.002~1.006 2)有强大的吸附能力---易于凝聚 3)有氧化分解能力 4)略为酸性:与PH=7的水混合后,最终PH=6.9 5)具有疏水性:有利于泥水分离斯Fra bibliotek克斯沉速公式：
水质工程学
水质工程学水质工程学是一门应用性的科学，研究的是水质污染的控制和处理技术。
它研究的内容涉及水质分析、水质变化预测、水质污染源分析、水质污染处理技术、水质恢复技术、水质生态管理等。
水质工程学是一门新兴的交叉学科，它涉及的理论知识和技术来源于水文学、环境工程学、环境生物学等学科，其理论和技术方法也源于多学科的研究。
水质工程具有跨学科的特点，在综合性和可操作性方面具有较大的优势。
水质工程关注的是如何对水质进行检测、监测和管理，以及如何开发有效的水质污染控制技术和水质恢复技术。
水质工程通过利用自然和化学过程，采用机械和物理手段，以及开发新型的化学分离技术和生物技术，提出并应用工程技术，以达到控制和恢复水质的目的。
水质工程学的研究领域还包括流域水质管理、水质污染控制与处理、水质恢复技术、水质生态系统模拟、水质污染生态效应评估以及水质安全等问题。
研究发现，工程技术不仅可以有效控制水质污染，而且可以有效促进水质的恢复。
国际上，许多国家和地区都发展水质工程相关技术，以改善水质状况。
这些技术包括水质分析和监测技术、水质处理技术（化学、物理、生物）、污水处理技术等。
采用这些技术，可以改善水质，减少水污染，恢复水质，降低水质污染的经济和社会影响。
改善水质的技术体系要依靠综合的水资源管理，调整水利用模式，实施节水、节用措施。
尤其在控制和处理农业污染源时，必须采取有效的技术措施，如污染研究、污染源治理、废水处理等。
水质工程学不仅涉及技术开发，也要涉及水质治理中的管理和法律问题。
因此，要建立健全水质管理制度，严格执行相关水利法规，建立行之有效的监督机制，以便完善水质管理体系，推进水质改善工作，改善环境质量。
总之，水质工程学涉及多个学科领域，运用多种理论和技术，是一门综合、应用性非常强的科学，具有广阔的发展前景。
它提供了有效的技术手段来保护人类的健康和生存环境，是当今社会生存发展的重要工程解决方案。
水质工程学
水质工程学水质工程学是一门涉及水的相关研究的学科。
它是以环境水质营造、水资源保护和污染治理为主要内容的综合性科学，以最大限度地改善水环境质量，满足水资源和环境保护需求为目标。
水质工程学研究包括水质基础理论、水质分析技术、海水水质改良理论、水质污染控制理论、水环境生态工程理论、水质安全设施维护等方面。
它是以环境安全为目的的一门重要学科，是水环境保护的领域。
水质工程学的研究重点是综合分析和研究环境水质危害因素及其生态效应，研究不能源影响水环境质量的原因，评价水环境保护与可持续发展措施。
水质工程学是一门综合性科学，它基于自然环境污染物的污染机理，主要以水质的综合控制为手段，以改善水环境质量为目标，它关注污染危害因素、污染源及其综合处理、水质指标的测定及检测技术、水质的改善技术、水质的保护技术、水环境生态技术等方面的研究。
水质工程学的研究是建立完善水环境保护体系、实施水资源可持续利用和完善水环境质量管理的基础。
它涉及政策性、经济性和技术性知识，是环境水质保护的重要组成部分。
水质工程学的研究涉及生态保护、过程控制、环境监测、水质改善等多领域，已经成为水质科学、污染控制、河流生态工程、水土保持和水环境管理等学科的基础性研究，为改善水环境，保护水资源和推进可持续发展提供了重要的技术支持。
《水质工程学》还与水资源开发、水土保持建设、水质安全保障等技术活动紧密联系，是研究水质变化和污染控制的重要研究领域。
它的实践活动，既可以是水质污染的防治控制，也可以是水质恢复和新型水质改良技术的研究。
水质工程学的发展，既有继承、创新又有发展，推动水质问题的解决。
其重点是建立水质评价标准，构建水环境综合管理体系，实施全面水质监测，加强水质污染防治，针对水质污染源及其排放特征，探讨污染物在水体环境中的迁移转化及其影响规律，推进水质恢复及改良技术，构建水质污染控制与恢复的综合战略，改善水环境质量，满足社会经济发展和环境保护的需求。
水质工程学的发展还可以为政府部门提供重要的技术支持，实施水质标准和监管措施，研究建立有关水质保护和可持续利用的有效政策、方案和法律。
水质工程学
概念：1.剩余污泥：为保持曝气池为恒定的污泥浓度，还要将另一部分污泥排出污水处理系统，该部分污泥称为剩余污泥。
2.污泥沉降比（SV）：混合液在量筒内静置30min后，所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率3.污泥容积指数（污泥指数SVI）：从曝气池出口处取出的混合液，经过30min静置后，每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积，以ml计。
4.生物膜：生物膜是由微生物群体组成的黏状物5.回流比（生物膜）：回流水量（QR）与原污水量（Q）之比称为回流比（R）6.回流比（活性污泥）：指从二沉池返回到曝气池的回流污泥量QR与污泥流量Qi之比，用%表示7.发酵：有机物既作为电子受体又是电子供体的生物降解过程。
8.生物转盘的有机负荷及常用单位：以单位盘片面积在单位时间内所承受的有机物量。
m盘片kgCOD)/(2d9.氧化塘（稳定塘）：是人工适当修整或人工修建的设有围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能。
10.熟污泥或消化污泥：经过消化的污泥称为消化污泥或熟污泥11.生污泥或新鲜污泥：未经消化的污泥称为生污泥或新鲜污泥12.污泥含水率：污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数13.污泥含固率：污泥中所含固体物质的重量与污泥总重量之比的百分数14.污泥厌氧消化池的投配率：每日投加新鲜污泥体积占消化池污泥总体积的百分数简述：1.根据微生物在反应器中存在的形式，好氧生物处理工艺可以分为那两大类？答：悬浮生长型的活性污泥法和附着生长型的生物膜法。
2.曝气池混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）与混合液悬浮固体浓度（MLSS）两者有什么不同？又有什么联系？答：MLSS，表示的是在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总质量，即MLSS=Ma+Me+Mi+Mii，MLVSS表示的是混合液中活性污泥有机物固体物质部分的浓度MLVSS=Ma+Me+Mi3.活性污泥系统中的空气扩散装置分为哪两大类？答：鼓风曝气和机械曝气。
水质工程学 第一章 水质工程导论
水质工程学1 XX大学 环境工程学院XX教研室水质工程学1第1章水质工程导论1水的循环2水的现状及危机3水质工程研究内容及地位1.1 水的循环水的循环自然循环社会循环1.1 水的循环水的自然循环1.1 水的循环水的自然循环：就是水由海上蒸发为水蒸气，被风送至大陆，以雨、雪等形式降落到地面，一部分水再蒸发返回大气，一部分水渗入地下形成地下水，另一部分在地表汇集形成河、湖等地面水，地下水和地面水最终又流回海洋。
降水：雨、雪、霰、雹的统称蒸发：地表向空中逸散水分（水变成水汽的过程）径流：降水在地面和地下流动的水流地表径流：降水除消耗外的水量沿地表运动的水流地下径流：降水后下渗到地表以下的一部分水量在地下运动的水流1.1 水的循环水的社会循环：人为了满足生活和生产的需要，从各种天然水体中取用大量的水，这些水使用过就成为生活污水和工业废水，这些废水最后又流入天然水体，这样水在人类社会中也构成了一个局部的循环体系，这叫做水的社会循环。
给水：从天然水体取水供给生活或生产使用；给水工程：为满足用户对水量水质和水压要求而建造的工程设施；废水：使用后丧失或部分丧失原有使用价值而废弃的水。
排水工程：为满足废水（雨水）安全排放或再利用而建造的工程设施。
1.1 水的循环静水站雨水地面或地下水源取水站净化厂生活用水设备污水处理厂生产用水设备（1）给水管网排水管网生产用水设备（2）废水处理从厂直流系统（1）自然水体或土壤排放渠直流系统（2）给水工程（用水）排水工程（废水）输水管接续系统水的社会循环1.2 水的现状及危机地球上水的分布水分类型水量（104km3）比例（％）大气水 1.30.001海洋水13200097.212冰川和冰帽2920 2.15河水0.130.0001淡水湖12.50.0092盐水湖10.40.0077土壤水 6.70.0049地下水8350.615生物体内水0.120.0001总量135784.85100.001.2 水的现状及危机淡水量地球上总水量约14亿km3,但是97.2%是海水;对人类有益而又比较容易开发利用的淡水储量为400万km3,仅占地球水量的0.3％，并且这部分淡水的分布也很不均匀。
《水质工程学》主要内容与教学环节
《水质工程学》主要内容与教学环节（一）《水质工程学》的重要性给排水科学与工程专业作为一个工科专业，学生毕业后主要在市政设计院、建筑设计院等各类设计院所、自来水公司、环保公司等工作，毕业生应能从事与给水处理、污水处理相关的设计、施工、运行管理等工作。
而这些专业知识的学习，主要来自于《水质工程学》。
因此，《水质工程学》教学效果的好坏，直接影响到学生的专业水平和就业单位对学校教学工作质量的评价。
（二）《水质工程学》主要教学内容《水质工程学》是给排水科学与工程专业最重要的专业必修课之一。
课程内容按处理对象主要包括城市给水处理、城市污水处理、工业给水及污废水处理等；按处理原理包含物理处理、化学处理、物化处理和生化处理等，具体包括各种水处理技术的原理、工艺流程、最新成果和发展趋势。
城市给水处理的教学目的：要求学生通过学习，具有解决城市给水处理技术问题的初步能力，熟悉城市水厂的运行管理，重点掌握凝聚与絮凝、沉淀、过滤、吸附及消毒等水处理单元的基本概念、基本理论与设计计算。
了解该学科现状和发展趋势，具有进行给水处理技术科学研究的基本能力。
污水处理部分的教学目的：通过本课程学习，使学生掌握污水的物理处理、活性污泥法、生物膜法、污水的自然生物处理、污水的深度处理与回用以及污泥处理与处置等方面的基本概念、基本理论、设计计算和运行管理技术，掌握污水处理的工程技术与方法、应用条件以及新工艺与新技术，为将来从事本专业的污水处理工程设计、科研及运行管理等工作奠定必要的理论和应用基础。
工业水处理部分的教学目的：要求学生重点掌握水的化学处理、离子交换及各种膜法处理的基本理论和工艺技术；熟悉工业给水及工业废水处理的基本处理方法和设备运行管理，熟悉工业废水处理的排放标准；掌握工业给水和工业废水处理工程设计与计算的基本概念；初步具备从事工业给水和废水处理的科研能力，并对该学科现状和发展动向具有初步的了解。
（三）《水质工程学》主要教学环节《水质工程学》涉及的教学环节主要包括理论教学、水质工程实验、课程设计以及生产实习等四个方面。
水质工程学重点
水体富营养化是：指富含磷酸盐和某些形式的氮素的水在光照和其他环境条件适宜的情况下，水中的这些营养物质足以使水中的藻类过量生成随后的藻类死亡和随之而来的异样微生物代谢活动中水体中的溶解氧很可能被耗尽造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏现象。
水体的自净作用指水体在流动中或随着时间的推移，水体中的污染物自然降低的现象。
混凝：是通过某种方法使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程，是水和废水处理工艺中的一种单元操作，包括凝聚和絮凝。
凝聚：主要指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程，絮凝：主要指脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。
异相絮凝：由布朗运动引起的颗粒碰撞聚集同向絮凝：由水力或机械搅拌所造成的流体运动引起的颗粒碰撞聚集。
絮凝设施：机械絮凝池，隔板絮凝池，折板絮凝池，网格絮凝池，穿孔旋流絮凝池负水头现象：当过滤进行到一段时间时，滤料表面由于被阻塞，使整个滤层的水损集中在滤池表面，在过滤后期滤层内部出现真空到某一深度处的滤层水头损失超过该深度处的水深，该深度处就出现负水头滤层的膨胀率：在滤层的反冲洗过程中，滤层因部分或全部悬浮于上升水流中而使滤层厚度增大的现象，滤层增厚的相对比率大阻力配水系统能定量地控制反冲洗水分布的均匀程度，工作比较可靠，但是水头损失较大，是一个缺点，常用的有穿孔管配水系统小阻力配水系统虽然分布水的均匀程度较差，但反冲洗时消耗的水头损失很小，为滤池实现反冲洗提供了便利条件，用于中小型设备，常用的有格栅，孔板，穿孔渠，滤头CT值：消毒剂的浓度与接触时间的乘积；GT值：速度梯度与絮凝时间的乘积交联度：交联剂在离子交换树脂内的重量百分含量。
离子交换树脂的含水率：在水中充分膨胀的湿树脂中所含水的百分数离子树脂交换容量：一定数量的离子交换树脂所具有的可交换离子的数量浓差极化：在浓度梯度作用下，溶质由膜表面向主体溶液反向扩散，形成边界层，使流体阻力与局部渗透压增加，从而导致水的透过通量下降。
Stern模型：胶体颗粒表面电荷构成双电子内层，而在与胶体表面临近的一两个分子厚的区域内，反离子由于受到胶体表面电荷强烈的静电吸引而与胶体紧密吸附在一起，其余的离子则扩散地分布于stern层之外。
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
水质工程学
水质工程学（上）重点第一章水质与水质标准：何谓水质工程学？原水中杂质有哪几类？饮用水主要除去水中的哪些杂质？了解我国水污染现状及主要污染物，富营养化，了解水体自净，BOD、DO及氧垂曲线，何谓水质标准？饮用水主要有哪几类标准？（记住浊度标准微生物标准及氯消毒要求），污水排放标准应考虑哪些因素？（为什么要分级）第二章水处理方法概论：知道3种理想反应器及主要特点，在同样情况下，那一种反应器所需时间长？为什么？怎样改进？（短流？）普通地表水的常规处理流程，城市污水处理的工艺流程。
第三章凝聚与絮凝：了解胶体的结构，知道胶体在水中稳定的原因，胶体的凝聚机理及投加过量的后果，絮凝的两种形式，影响混凝效果的因素及对策，常用的混凝剂及助凝剂有哪些，适用情况如何，速度梯度在水处理中的作用，如何控制？为什么？如何配制、计量混凝剂？混凝剂的投加方法有哪几种？为什么说混凝剂投加量的控制很重要？知道2～3种方法，混合设施有哪些，特点如何？絮凝设施有哪些？主要特点，各种絮凝池速度梯度如何控制？各适用于什么样的水厂？第四章沉淀拥挤沉淀的沉降曲线；理想沉淀池；截留沉速与表面负荷；絮凝效果对某种颗粒的去除率的影响；短流；如何控制平流式沉淀池的水流状况；平流式沉淀池特点；进水要求、出水要求（溢流率、指型槽、淹没小孔）、排泥方式；斜管沉淀池特点；斜管、布水区要求、出水、排泥；澄清（池）概念、机械搅拌澄清池组成、特点、回流比、排泥、出水、出水；高密度澄清池特点；辐流式沉淀池适用范围、排泥；气浮池适用条件、主要特点、发泡剂使用情况。
第五章过滤过滤概念；快滤池滤料及要求（级配及表示法）、筛选、杂质粘附及脱落、含污能力；快滤池水质变化、水头损失变化、普通快池滤层优化方法；恒速过滤、等速过滤、强制过滤（滤速）；承托层作用；直接过滤；负水头及影响因素、措施；反冲洗方法（2个概念）、强度、膨胀率、反冲洗水头损失（流化态时）、大阻力系统小阻力系统及均匀性、反冲洗槽一般要求、冲洗水供给（水泵、水箱、水塔）；V型滤池特点。
《水质工程学》课件
水质工程学未来发展趋势
智能化与自动化
利用物联网、大数据和人工智能等技术，实现水质工程处理的智能化 和自动化，提高处理效率和稳定性。
生态化与可持续性
发展生态化水质处理技术，降低能耗和资源消耗，实现可持续性发展 。
多功能化与综合化
开发多功能的处理技术和设备，满足不同水质处理需求，实现综合化 发展。
定制化与个性化
03
消毒工艺流程
04
膜分离工艺流程
03
水质工程学基本技术
混凝技术
总结词
通过向水中投加混凝剂，使水中的悬浮物和胶体物质脱稳，形成大颗粒絮状物，然后通过沉淀或过滤将其去除。
详细描述
混凝技术是水质工程学中的一项基本技术，主要应用于给水处理和废水处理领域。通过向水中投加混凝剂，如铝 盐、铁盐等，使水中的悬浮物和胶体物质脱稳，形成大颗粒絮状物。这些絮状物可以很容易地通过沉淀或过滤被 去除，从而使水质得到改善。
全。
工业废水处理工程实践
工业废水特点
成分复杂、污染物浓度高、水质波动大等。
处理工艺选择
根据废水性质和排放标准，选择合适的物理 、化学、生物处理工艺。
废水处理目标
降低污染物浓度、实现达标排放、资源化利 用等。
运行管理
建立完善的运行管理制度，确保废水处理设 施正常运行和污染物达标排放。
城市污水处理工程实践
重要性
随着全球水资源日益紧缺，水质 工程学在水资源保护、水污染控 制以及人类健康保障等方面发挥 着至关重要的作用。
水质工程学的历史与发展
历史
水质工程学的发展可以追溯到古代的 净水技术，如中国和印度等国的净水 方法。随着工业革命和城市化进程的 加速，水污染问题日益严重，推动了 水质工程学的快速发展。
水质工程学
水质工程学(1)第1章水体循环与水的利用1.1 水的自然循环1.1.1 水的自然循环水的循环包括水的自然循环和水的社会循环。
水的自然循环：水由海上蒸发为水蒸气，被风送至大陆，以雨、雪等形式降落到地面后，一部分水再蒸发返回大气，另一部分水渗入地下形成地下水，还有一部分在地表汇集形成河、湖等地面水，地下水和地面水最终又流回海洋，见图1-1。
水的循环的几个基本概念：1）降水：雨、雪、霰、雹的统称2）蒸发：地表向空中逸散水分（水变成水汽的过程）3）径流：降水在地面和地下流动的水流4）地表径流：降水除消耗外的水量沿地表运动的水流5）地下径流：降水后下渗到地表以下的一部分水量在地下运动的水流。
1.1.2 我国水资源特点1.人均占有量少淡水总量为28124亿m3，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3.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.许多地区缺水严重我国多年水资源总量为2.8万亿m3，可取用的为8000～9500m3，占总量的1/3,现总用水量为5600m3，水资源使用率已达70％。
三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连）缺水严重。
如按流域计算人均水资源量见表1-1：表1-1 水资源流域分布情况北方地区如按省、市计算，人均水资源量见表1-2：表1-2 北方地区水资源分布情况5. 水环境污染严重建国后20～30年，生活不富裕，工业不发达，水资源不紧张。
大量城市污水和工业废水不经处理排入水体，造成水体污染，严重污染的水体不能作为饮用水源，造成水质性缺水。
中国水资源恶化主要废水处理的救灾旧债和心窄新债。
中国七大水系中，63.1%的河段水质为Ⅳ类Ⅴ类或劣Ⅴ类，失去作为饮用水水质的功能。
1.2 水的社会循环与利用1.2.1 水的社会循环水的社会循环：人类为了生活和生产（工业、农业）需要，由天然水体取水，经适当处理后，供生活和生产使用；用过的水含有大量废弃物，水质已受到了污染，需经适当处理后，再排回天然水体，见图1-2。
水质工程学名词解释
水质工程学名词解释本页仅作为文档页封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March1、活性污泥：污水经过一段时间的曝气后,水中会产生一种以好氧菌为主体的黄褐色絮凝体,其中含有大量的活性微生物,这种污泥絮体就是活性污泥。
2、混合液悬浮固体浓度 (MLSS)：在曝气池单位容积混合液内所含有的活性污泥固体物的总质量。
又称混合液污泥浓度。
3、混合液挥发性悬浮固体浓度 (MLVSS)：混合液中活性污泥有机性固体物质部分的浓度。
4、污泥沉降比 (SV)：混合液在量筒内静置 30min 后所形成沉淀污泥的容积占原混合液容积的百分率,以 %表示。
又称 30min 沉降率5、污泥容积指数(SVI)：从曝气池出口取出的混合液,经过 30min 静沉后,每克干污泥形成的沉淀污泥所占有的容积,以 mL 计。
简称污泥指数。
6、活性污泥的比耗氧速率 (SOUR)：单位重量的活性污泥在单位时间内所能消耗的溶解氧量。
单位为 mgO 2/(gMLVSS·h )或 mgO 2/(gMLSS·h ) 。
7、污泥龄：在曝气池内,微生物从其生长到排出的平均停留时间,也就是曝气池内的微生物全部更新一次所需要的时间。
8、污泥回流比：从二沉池返回到曝气池的回流污泥量 Q R 与污水流量 Q 之比。
常用 %表示。
9、 AB 工艺：吸附—生物降解工艺的简称。
即“预处理 ---初沉池 ---曝气池 ---二沉池”存在的去除难降解有机物和脱氮除磷效率低及投资运行费用高等问题, 开发的新型污水生物处理工艺。
10、 SBR 工艺 :序列间歇式活性污泥法的简称,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术,又称序批式活性污泥法。
与传统污水处理工艺不同, SBR 技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式, 非稳定生化反应替代稳态生化反应, 静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
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设计说明书第一章设计任务与原始资料1.1原始资料某城位于湖北省某地长江沿岸，现拟建造近期4.5万吨/天，远期9万吨/天，厂址处于长江北岸沿江大道旁，地面平均高程39.00米的一座净水处理厂。
该地区主导风向冬季为东北风，夏季为东南风。
所取长江水，夏季高峰期浊度为3000~5000NTU，冬季浊度为400~500 NTU，平均为800~1000 NTU。
平均水位为38.00米。
已知清水池水面高程采用40.50米，清水池最低水位36.00米。
二级泵房出水管中心线高程为37.40米。
净水厂距市区8公里，根据计算二泵房水压要求54m左右，这样可以保证市区用户水压。
1.2设计任务(1)方案比较并确定水处理、预处理、沉泥处理等工艺流程；(2)选定各类构筑物形式和设备及其工艺设计计算；(3)厂内各类管线的定线和水力计算；(4)选定辅助构筑物和建筑物；(5)给水处理厂工艺平面和高程布置。
(6)提交设计说明计算书、水厂平面布置图（1：500），净水构筑物高程布置图及主要设备、材料和必要的图纸说明一张。
（计算机绘图或者手绘均可）第二章设计方案的比较选择2.1工艺流程的比较选择给水处理工艺流程的选择与原水水质和处理后的水质要求有关。
一般来讲，地下水只需要经消毒处理即可，对含有铁、锰、氟的地下水，则需采用除铁、除锰、除氟的处理工艺。
地表水为水源时，生活饮用水通常采用混合、絮凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺。
如果是微污染原水，则需要进行特殊处理。
一般净水工艺流程选择：1.原水→混凝、沉淀或澄清适用条件：一般进水悬浮物含量应小于2000-3000mg/L，短时间内允许到5000-10000mg/L，出水浊度约为10-20度，一般用于水质要求不高的工业用水。
2.原水→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒一般地表水广泛采用的常规流程，进水悬浮物允许含量同上，出水浊度小于2NTU。
3.原水→接触过滤→消毒1)一般可用于浊度和色度低的湖泊水或水库水处理。
2)进水悬浮物含量一般小于100mg/L，水质稳定、变化较小且无藻类繁殖。
4.原水→调蓄预沉、自然预沉或混凝预沉→混凝沉淀或澄清→过滤→消毒高浊度水二级沉淀（澄清），适用于含砂量大，砂峰持续时间较长时，预沉后原水含砂量可降低到1000mg/L以下。
本设计采用一般常规的净水处理工艺，其净水工艺流程如下：2.2处理构筑物的选择2.2.1 药剂投加设备药剂溶解池设计药剂溶解池时，为便于投置药剂，溶解池的设计高度一般以在地平面以下或半地下为宜，池顶宜高出地面0.20m左右，以减轻劳动强度，改善操作条件。
溶解池的底坡不小于0.02，池底应有直径不小于100mm的排渣管，池壁需设超高，防止搅拌溶液时溢出。
由于药液一般都具有腐蚀性，所以盛放药液的池子和管道及配件都应采取防腐措施。
溶解池一般采用钢筋混凝土池体，若其容量较小，可用耐酸陶土缸作溶解池。
2.2.2 混凝剂药剂的选用与投加(1). 混凝剂药剂的选用混凝剂选用:碱式氯化铝[Aln(OH)mCL3n-m]简写PAC. 碱式氯化铝在我国从七十年代初开始研制应用，因效果显著，发展较快，目前应用较普遍，具用使胶粒吸附电性中和和吸附架桥的作用。
本设计水厂混凝剂最大投药量为30mg/l。
其特点为：1）净化效率高，耗药量少除水浊度低，色度小、过滤性能好，原水高浊度时尤为显著。
2）温度适应性高：PH值适用范围宽（可在PH=5～9的范围内，而不投加碱剂）3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好。
4）设备简单、操作方便、成本较三氯化铁低。
5）无机高分子化合物。
(2). 混凝剂的投加混凝剂的湿投方式分为重力投加和压力投加两种类型,重力投加方式有泵前投加和高位溶液池重力投加;压力投加方式有水射投加和计量泵投加。
计量设备有孔口计量，浮杯计量，定量投药箱和转子流量计。
本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加。
耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用。
2.3 混合设备在给排水处理过程中原水与混凝剂，助凝剂等药剂的充分混合是使反应完善，从而使得后处理流程取得良好效果的最基本条件。
混合是取得良好絮凝效果的重要前提，影响混合效果的因素很多，如药剂的品种、浓度、原水温度、水中颗粒的性质、大小等。
混合设备的基本要求是药剂与水的混合快速均匀。
同时只有原水与药剂的充分混合，才能有效提高药剂使用率，从而节约用药量，降低运行成本。
混合的方式主要有管式混合、水力混合、水泵混合以及机械混合等。
由于水力混合难以适应水量和水温等条件变化，且占地大，基建投资高；水泵混合设备复杂，管理麻烦；机械混合耗能大，维护管理复杂；相比之下，管式静态混合器是处理水与混凝剂、助凝剂、消毒剂实行瞬间混合的理想设备,管式混合具有占地极小、投资省、设备简单、混合效果好和管理方便等优点而具有较大的优越性。
它是有二个一组的混合单元件组成，在不需外动力情况下，水流通过混合器产生对分流、交叉混合和反向旋流三个作用，混合效益达90-95%，本设计采用管式静态混合器对药剂与水进行混合。
2.4 反应设备絮凝过程就是在外力作用下，使具有絮凝性能的微絮粒相互接触碰撞，而形成更大具有良好沉淀性能的大的絮凝体。
目前国内使用较多的是各种形式的水力絮凝及其各种组合形式，主要有隔板絮凝、折板絮凝、栅条（网格）絮凝、和穿孔旋流絮凝。
表2-1 絮凝池的类型及特点表根据以上各种絮凝池的特点以及实际情况并进行比较，本设计选用机械絮凝池。
2.5 沉淀设备常见各种形式沉淀池的性能特点及适用条件见如下的各种形式沉淀池性能特点和适用条件。
表2-2 各种形式沉淀池性能特点和适用条件表原水经投药、混合与絮凝后，水中悬浮杂质已形成粗大的絮凝体，要在沉淀池中分离出来以完成澄清的作用。
设计采用平流沉淀池。
相比之下，斜管式沉淀池虽然具有沉淀效果强、占地面积小等特点，但是，斜管式造价高，排泥困难。
综合选择，平流沉淀池更理想。
2.6 过滤设备表2-3 各种形式滤池性能特点和适用条件表根据设计资料，综合比较选用目前较广泛使用的普通快滤池。
2.7 消毒设备2.7.1 消毒方法水的消毒处理是生活饮用水处理工艺中的最后一道工序，其目的在于杀灭水中的有害病原微生物（病原菌、病毒等），防止水致传染病的危害。
其方法分化学法与物理法两大类，前者系水中投家药剂，如氯、臭氧、重金属、其他氧化剂等；后者在水中不加药剂，而进行加热消毒、紫外线消毒等。
经比较，采用液氯消毒。
氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还起氧化作用。
加氯操作简单，价格较低，且在管网中有持续消毒杀菌作用。
原水水质较好时，一般为滤后消毒，虽然二氧化氯，消毒能力较氯强而且能在管网中保持很长时间，但是由于二氧化氯价格昂贵，且其主要原料亚氯酸钠易爆炸，国内目前在净水处理方面应用尚不多。
2.7.2 加氯间1、靠近加氯点，以缩短加氯管线的长度。
水和氯应充分混合，接触时间不少于30min。
为管理方便，和氯库合建。
加氯间和氯库应布置在水厂的下风向。
2、加氯间的氯水管线应敷设在地沟内，直通加氯点，地沟应有排水设施以防积水。
氯气管用紫铜管或无缝钢管，氯水管用橡胶管或塑料管，给水管用镀锌钢管，加氨管不能用铜管。
3、加氯间和其他工作间隔开，加氯间应有直接通向外部、且向外开的门，加氯间和值班室之间应有观察窗，以便在加氯间外观察工作情况。
4、加氯机的间距约0.7m，一般高于地面1.5m左右，以便于操作，加氯机（包括管道）不少于两套，以保证连续工作。
称量氯瓶重量的地磅秤，放在磅秤坑内，磅秤面和地面齐平，使氯瓶上下搬运方便。
有每小时换气8-12次的通风设备。
加氯间的给水管应保证不断水，并且保持水压稳定。
加氯间外应有防毒面具、抢救材料和工具箱。
防毒面具应防止失效，照明和通风设备应有室外开关。
设计加氯间时，均按以上要求进行设计。
第三章设计构筑物的确定3.1药剂投加设备已知计算水量Q=48600m3/d=2025m3/h。
根据原水水质及水温，参考有关净水厂的运行经验，选聚合氯化铝(PAC)为混凝剂，混凝剂的最大投药量a=30mg/L，药容积的浓度b=15%，混凝剂每日配制次数n=2次。
溶液池有效容积5 3m，采用矩形钢筋混凝土结构，设置2个，每个容积为W1（一备一用），以便交替使用，保证连续投药。
单池尺寸为 2.0 1.0 2.8⨯⨯=⨯⨯，高度中包L B H m m m括超高0.3m，置于室内地面上。
溶解池实际有效容积 1.53m，采用矩形钢筋混凝土结构，内壁用环氧树脂进行防腐处理溶解池也设置为2池，单池尺寸： 1.0 1.0 1.9⨯⨯=⨯⨯，高度中包括超高L B H m m m0.2m，底部沉渣高度0.2m，池底坡度采用0.02。
溶解池搅拌设备采用中心固定式平桨板式搅拌机。
本设计采用耐酸泵和转子流量计配合投加混凝剂，耐酸泵型号25FYS-20选用2台，一备一用。
m，层高设 4.5m，顶部设置电动单梁悬挂起重药库平面尺寸为：10m×4.0m=402机，药库与加药间之间采用单轨吊车运输药剂。
3.2 混合设备本设计采用管式静态混合器，混合器管径DN600，共三个单元，总长度2.31m。
3.3 反应设备本设计采用机械絮凝池，共设两座，与平流沉淀池合建。
每座有效容积337.53m，平均水深3.6m。
长度16m。
宽度6m。
3.4 沉淀设备本设计沉淀池采用平流沉淀池，共设两座，与混凝池合，池宽为6m，池长58m，总深度3.3m。
3.5 过滤设备普通快滤池指的是为传统的快滤池布置形式，滤料一般为单层细砂级配滤料或煤、砂双层滤料，冲洗采用单水冲洗，冲洗水由水塔（箱）或水泵供给。
滤池数量的布置不得少于2个，滤池个数少于5个时宜采用单行排列，反之可用双行排列，单个滤池面积大于50平方米时，管廊中可设置中央集水渠。
单个滤池的面积一般不大于100平方米，长宽比大多数在1.25：1~1.5：1之间，小于30平方米时可用1：1，当采用旋转式表面冲洗时可采用1：1、2：1、3：1。
滤池的设计工作周期一般在12~24个小时，冲洗前的水头损失一般为 2.0~2.5m 。
滤层上面水深，一般为1.5~2.0米，滤池的超高一般采用0.3米，单层滤料过滤的冲洗强度一般采用12~15L/s·m2，双层滤料过滤冲洗强度在12~16L/s·m2。
单层滤料过滤的冲洗时间在7~5分钟，双层滤料过滤冲洗时间在8~6分钟。
本设计采用普通快滤池，设计水量为：348600/Qm d = 设计滤速采用10/v m h =，反冲洗速度15/()v L m s =，冲洗时间6分钟，共建2座，双排布置，每座3格，每个滤池的面积36m 2，长方形滤池，每个池的长为L=9m ，宽4m 。
每格滤池的高度3.15m 。
3.6消毒设备本设计采用液氯消毒，最大投加量2.5mg/l ，加氯量5.06kg/l 。