清华大学-水处理工程讲义一
清华大学水处理工程讲义第3节水质标准
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。
水处理工程=清华大学第二章混凝课件(第一篇)
第1节 混凝去除的对象
第二章 混凝
(Coagulation and Flocculation)
第2节 胶体的性质 第3节 水的混凝机理与过程 第4节 混凝剂与助凝剂 第5节 混凝动力学 第6节 混凝影响因素 第7节 混凝设备 第8节 混凝的应用
第二章 2
第1节 混凝去除的对象
第1节 混凝去除的对象
铁盐形成的絮体比铝 盐絮体密实，但腐蚀 性强，有颜色。
•事先已水解聚合，有效成份多，投加量少。 •对pH变化适应性强。 机理： 吸附电中和与吸附架桥协同作用
铁系
硫酸铝三氯化铁 明矾硫酸亚铁 硫酸铁(国内生产少) 聚合硫酸铁(PAS) 聚合氯化铁
第二章
37
第二章
38
第4节 混凝剂和助凝剂
铝聚合物形态对混凝的影响？ •“六元环”结构模型（最稳定结构）：6个6配位八面体 的铝原子的结构—— Al6(OH)12(H2O)126+
在实际水处理过程中，往往是几种机理综合作用。 目前仅限于定性描述，有关定量研究近年已开始关注。
第二章 31
天然水体一般pH=6.5~7.8
第二章 32
第3节 水的混凝机理与过程
三、混凝过程 1. 凝聚（coagulation）
带电荷的水解离子或高价离子压缩双电层或 吸附电中和
第3节 水的混凝机理与过程
第二章 9 第二章 10
第2节 胶体的性质
3. 胶体类型： 憎水胶体：吸附层中离子直接与胶核接触，水 分子不直接接触胶核的胶体 亲水胶体：胶体微粒直接吸附水分子 极性集团：－OH，－COOH，－NH2
第二章 11
第2节 胶体的性质
二、胶体双电层结构 电位形成离子
清华大学水处理工程讲义第4节 水处理方法和工艺流程简介
第4节水处理方法和工艺流程简介一、给水处理（一）给水处理的基本方法1．去除水中的悬浮物：混凝、澄清、沉淀、过滤、消毒2．变革水中溶解物质：减少、调整如软化、除盐、水质稳定3．降低水温：冷却4．去除微量有机物（二）常规处理工艺以没有受到污染的地面水源为生活饮用水水源时：原水－混凝－沉淀－过滤－消毒－饮用水以去除浊度、满足卫生学标准。
地面水源水质：杂质多、含盐量较低。
工业用除盐水：滤过水－阳离子交换－阴离子交换――除盐水（三）其它水处理工艺1．高浊度水处理工艺2．低温第浊水处理工艺3．微污染水处理工艺4．富营养化湖泊水处理工艺（四）热点问题与发展方向♦有机污染物特别是80年代以后，对有机物的污染特别关注。
已发现在给水水源中有机物种类在2000种以上；饮用水中有700多种。
美国确立了117种优先控制有机物。
我国也确定了12类，58种。
♦病原微生物：新的病原微生物：如贾第虫（Giardia Lamblia）、隐孢子虫等。
♦管网水二次污染：细菌繁殖――水质变差、管道堵塞水处理技术的发展方向：♦加强微量有机物去除：加强常规处理增加预处理（如生物预处理）增加后处理（如活性炭吸附、化学氧化）开发新技术（如膜技术）♦加强消毒：防止各种致病微生物的影响♦消毒副产物的问题：替代氯的其它消毒技术♦管网水二次污染控制：二、废水处理（一）基本处理方法1．物理法：沉淀、气浮、筛网2．化学法：处理溶解性物质或胶体中和、吹脱、混凝、消毒3．生物处理方法：好氧、厌氧（二）城市污水处理一般流程预处理：Preliminary treatment一级处理：Primary treatment二级处理：Secondary treatment三级或深度处理：Tertiary or advanced treatment深度处理一般以污水回收、再用为目的。
BOD去除率SS去除率一级处理20－40 50－70二级处理75－95 75－95存在问题：基建与运行费用高，占地大，剩余污泥产量大，管理麻烦，不能除去氮磷。
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。
水处理工程=清华大学第七章膜分离课件(第一篇)
本章内容第七章膜分离第1节膜分离概述第2节电渗析（Membrane technologies）第3节扩散渗析第4节压力驱动膜分离第七章1第七章2第1节膜分离概述第1节膜分离概述一、膜分离定义一、膜分离定义在某种推动力的作用下，利用某种隔膜特定的透过性能，使溶质或溶剂分离的方法称为二、膜分离分类膜分离。
三、膜分离特点膜溶质透过膜的现象叫渗析；原溶剂透过膜的现象叫渗透。
料渗透物第七章3第七章4第1节膜分离概述第1节膜分离概述二、膜分离分类根据推动力的不同，膜分离有下列几种：三、膜分离特点•可在一般温度下操作，没有相变；•浓度差：扩散渗析（分离离子、小分子）•电位差：电渗析（分离离子）•浓缩分离同时进行；•压力差：反渗透(RO, reverse osmosis)•不需投加其他物质，不改变分离物质的性质；纳滤(NF, nanofiltration)超滤(UF, ultrafiltration)•适应性强，运行稳定。
微滤(MF, microfiltration)第七章5第七章61第1节膜分离概述第2节电渗析一、电渗析原理本节思考题二、离子交换膜(1) 什么叫膜分离？膜分离过程的推动力有几种？三、电渗析器(2) 渗透和渗析有什么区别？四、电流效率与极限电流密度(3)水处理中膜分离方法有哪些？五、电渗析应用第七章7 第七章8第2节电渗析第2节电渗析一、电渗析原理在直流电场作用下，利用阴、阳离子交换膜对溶液中的阴、阳离子的选择透过性，分离溶质和水。
阴膜只让阴离子通过；阳膜只让阳离子通过。
Cation, Anion电渗析除盐过程第七章9 第七章10第2节电渗析第2节电渗析•阴极：二、离子交换膜还原反应：H2O →H+ + OH-2H＋＋2e →H2↑阴极室溶液呈碱性，结垢1.离子交换膜的构成离子交换膜与离子交换树脂具有相同的化学结构，可分为基膜和活性基团两大部分：•阳极：氧化反应：4OH－→O2↑＋2H2O ＋4e或2Cl-→Cl2↑+2e 阳极室溶液呈酸性，腐蚀基膜：具有立体网状结构的高分子化合物活性基团：由具有交换作用的离子和与基膜相连的固定离子所组成。
清华当代给水与废水处理原理课件第1章 化学动力学
案例1：吸附动力学（基础研究） 案例2：降解动力学（工程应用）
第一节 反应速率和反应级数
1.1 反应速率
rA
1 V
dnA dt
dA
dt
dcA dt
式中:[A]及 c A均代表A的浓度， 的单位为molm-3s-1。当式(1.1)中 A代表反应物时，由于其浓度是
随时间降低的，反应速率 rA 应为 负值，反之，当A代表产物时，rA
k'cA
（1.16）
第二节 简单的基元反应
2.5 图解法求反应的级数
由已经给出的一级反应及二级反应的半衰期公式。同样，可以
推理得出基元反应的反应物A的反应级数n与半衰期t1 2 的关系如下：
1 t1 2 (cA0 )n1
（1.17）
第三节 较复杂的反应
较复杂的反应指的是由几个简单的基元反应所组合成一种反应.
则为正值，如图1-1所示。
（1.1）
图1-1 反应物及产物的历时曲线
第一章 化学动力学
1.2化学计量方程
xA+yB→uP+υQ
（1.2）
这个方程式主要是表示一个质量守恒的关系，只是说明反应物A的x个分
子与B的y个分子的质量与产物P的u个分子及Q的υ个分子的质量相等，这种关
系称为化学计量方程式。
d dnA dnB dnP dnQ dn1
单一组分的 零级反应
三级和更高级 的反应
基元反应
单一组分的 一级反应
两种反应物的 伪一级反应
两种反应物的 二级反应
第二节 简单的基元反应
2.级反应，A
的初始浓度为 cA0 ，k为反应的速率常数，则在
反应时刻t浓度cA的表达式为：
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
清华大学《水处理工程2》—第1讲 概述-好氧
主要参考书目：1）《水处理工程》，第一版，顾夏声等，清华大学出版社，19852)《现代废水生物处理新技术》，钱易等，中国科技出版社，19933）《排水工程》，第三版，张自杰等，中国建筑工业出版社，19964）《水污染治理工程》，黄铭荣、胡纪萃，高教出版社，19955）《废水生物处理数学模型》，第二版，顾夏声，清华大学出版社，19956）《水处理微生物学》，第三版，顾夏声等，中国建筑工业出版社，1998第一章 概述1.1 生物处理的目的和重要性废水生物处理的目的：1) 絮凝和去除废水中不可自然沉淀的胶体状固体物；2) 稳定和去除废水中的有机物；3) 去除营养元素氮和磷。
废水生物处理的重要性：1)城市污水中约有60%以上的有机物只有用生物法去除才最经济；2)废水中氮的去除一般来说只有依靠生物法；3)目前世界上已建成的城市污水处理厂有90%以上是生物处理法；4)大多数工业废水处理厂也是以生物法为主体的。
微生物在废水生物处理中主要有三个作用：1)去除有机物（以COD 或BOD 5表示），去除其它无机营养元素如N 、P 等；2)絮凝沉淀和降解胶体状固体物；3)稳定有机物。
微生物代谢过程简介：微生物代谢所需要的几个基本要素：能源；碳源；无机营养元素——N 、P 、S 、K 、C a 、M g 等；有时还需要一些特殊的有机营养物（也称生长因子，如维生素、生物素等）废水生物处理中涉及的微生物代谢过程主要有：化能异养型代谢；化能自养型代谢；光合异养型代谢；光合自养型代谢。
生物处理中的重要微生物①细菌：细菌——包括了真细菌(eubacteria )和古细菌(archaebacteria )；——是废水生物处理工程中最主要的微生物；根据需氧情况不同：好氧细菌、兼性细菌和厌氧细菌；根据能源碳源利用情况的不同：光合细菌——光能自养菌、光能异养菌；非光合细菌——化能自养菌、化能异养菌；根据生长温度的不同：低温菌(-10ºC ~15 ºC )、中温菌(15 ºC ~45 ºC )和高温菌(>45 ºC )②真菌：真菌的三个主要特点：1)能在低温和低pH 值的条件生长；2)在生长过程中对氮的要求较低（是一般细菌的1/2）；3)能降解纤维素。
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
4Байду номын сангаас
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。
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。
水处理工程=清华大学第四章气浮课件(第一篇)
第3节 加压溶气气浮
c. 水泵－空压机（常用）
第3节 加压溶气气浮
(2) 空气饱和设备
空压机供气式溶气系统图
1.水泵; 2.空压机; 3.水位计; 4.放气阀; 5.溶气罐 ;6.压力表
第四章 39
加压泵
溶气罐
第四章 40
第3节 加压溶气气浮
a. 加压水泵： 提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐。 加压泵压力应适当。 过高：溶解到水中空气增加，经减压后释放的空气 多，会促进微气泡的聚集，不利气浮； 太低：需要增加溶气水量，致使气浮池容积增加。
气浮的理论基础第四章10气颗粒吸附气泡顶托气泡裹夹第四章11对于亲水性颗粒的气浮表面需改性为疏水性投加浮选剂松香油煤油脂肪酸亲水性物质与气泡的粘附状况亲水性颗粒与气泡的粘附第四章12三气泡的稳定性气浮中要求气泡具有一定的分散度和稳定性
本章内容 第1节 气浮的理论基础 第2节 气浮分类 第3节 加压溶气气浮 第4节 气浮在水处理中的应用
第四章 41
第3节 加压溶气气浮
空气在水中的溶解度遵循亨利定律： V＝KT P （L-气/m3-水, 或g-气/ m3-水） P：空气所受的绝对压力，以mmHg计 KT：溶解常数，与温度有关
第四章
42
7
第3节 加压溶气气浮
第3节 加压溶气气浮
•一般水中空气含量约为饱和含量的50~80％。 •实际气浮操作时，空气量应适当 •气水比：1~5% •气固比（重量比）：0.5~1% •空气量与压力有关，所以应选择适当的压力。
第3节 加压溶气气浮
A＝Cs (fP-1) R /1000
：空气容重，g/L
P：溶气绝对压力，大气压 f：溶气效率, 与溶气罐结构、压力和时间有关 （0.5~0.8） R：加压溶气水量，m3/d Sa：废水中的悬浮颗粒浓度，kg/m3
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
19
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
20
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
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
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
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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200mm
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
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。
排水工程：废水收集（来源于生活、工业和农业）――废水处理――排放或回用。