水处理工程=清华大学第一章绪论课件(第一篇)
《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。
第一章 概述2015_PPT幻灯片
❖ 4）水源的富营养化和氨氮含量增加，不仅影响消毒效果，而且富营养化 形成的藻类在代谢过程中产生藻毒素，既危害健康，其产生的臭味也影 响感官性能；
❖ 5）氯消毒产生的消毒副产物引起的供水安全性问题； ❖ 6）大部分水厂为进行水质稳定处理，导致管道腐蚀严重，大大降低了输
生
质内 去分 除泌 率干 不扰 高物
1．3．3 饮用水水质新问题
1）以重金属为主的一般有毒有害物，成为重点关注的危害健康 的污染物。
2）有机物特别是微量有机物的大量检出，对水处理要求不断提 高——水质目标提高（GB5749-2006标准的106项）。
3）微生物已成为当前对健康风险更大的污染物。 4）突发性和人为破坏事故可能成为供水的突出矛盾。
处理工艺为常规处理工艺； 现代给水系统——增加了预处理、臭氧、生物活性炭深度处理、膜处理、
水厂排泥水处理及取代氯消毒氧化工艺。
1．3 饮用水处理面临的主要问题
沼泽、
1．3．1 水湖泊 资河流源严重短缺
地下水
淡水
2.5%
沼泽、湖泊：0.35% 大气：0.04% 河流：0.01%
海水 97.5%
淡水
2.8% 冰川、 冰盖
（1）古代给水工程： 早在5000多年就有引水工程；是最早使用明矾净水的国家 （1687年）。
（2）近代给水工程 清政府的引水工程。至1949年前，全国城镇供水能力为 340万吨/天。
（3）现代给水工程 现代水厂的创建：1882年上海杨树浦水厂。
1.2 国外给水事业的发展
国外给水事业的发展经历了中世纪、近代、现代三个阶段。 中世纪给水系统——只有输配水系统； 近水
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。
水力学PPT课件
dp (Xdx Ydy Zdz)
就是说，静水压强的的分布规律完全是由单位
质量力决定的。
第二章 水静力
学 由于密度可视为常数，式子（XdxYdy Zdz)
也是函数U（x,y,z)的全微分即：
dU Xdx Ydy Zdz
则函数U（x,y,z)的全微分为：
dU U dx U dy U dz
p dx x
Y
六面体左右两面的表面力为：
( p 1 p dx)dydz 2 x
( p 1 p dx)dydz 2 x
第二章 水静力
学
Z
另外作用在微小六面体上的质
量力在X轴向的分量为：
A(x,y,z) N
M dz
dy
X • dxdydz
O
dx
X
Y
根据平衡条件上述各力在X轴上的投影应为
零，即：
(
⑵专门水力学：为各种工程实践服务
第一章 绪
二、论水力学和流体力学
水力学：以水为研究对象，在理论上遇到困难 时， 通过观测和实验的方法来解决问题。 流体力学：以一般流体（液体和气体）为研究对象 ，偏重于从理论概念出发，掌握 流体运动的基本 规律，但解决实际 工程时，会遇到很大的困难， 在应 用上受到一定的限制。
§2-1 静水压强及其特
性 一、压强的定义： 单位面积上所受的压力
公式 p P 平均压强
A
p lim P A 0 A
单位：N/m2 （Pa）
点压强
二、静水压强的特性
第一特性：静水压强垂直于作用面，并指 向作用面。
第二章 水静力 学
证明：取一处于静止或相对平衡的某一液体
P Ⅰ
N
AB
Ⅱ τ
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：
第1章 绪论
26.70992
几个数据的乘除运算 例如：以下几个数据的乘除运算 0.0265 4.103 40.06 3.434555882 1.2682 (计算器给出的数据 )
几个数据的乘除运算以相对误差最大（即有效数字 位数最少）的为基准来决定结果数据的位数。
上面的四个数据中，0.0265的位数为三位，其余的 三个数据都有四位或五位有效数字，故以保留三位 数为准，即计算结果为：3.43。
三、精密度和偏差
精密度---在相同条件下，几次重复测得结果之间相 互符合的程度，用偏差d表示。 绝对偏差d i= i – ∣ i – ∣ 相对偏差d r = 100 %
平均偏差 d = 1/n ∑ ∣ i – ∣ 相对平均偏差 d r = d / 100% 标准偏差 s = [ 1/n-1 ∑ ( i –) 2 ] 1/2 相对标准偏差 （变异系数）CV =s /
1) 2)
3、有效数字的位数
有效数字保留的位数，决定于分析方法和仪器的准确度。
滴定管可读至小数点后两位。
如：21.08ml（8是估计的,有±0.01之差）；
若仅读21.0，则有两个问题，一是没有将测定的数据读 准，计算时将引起误差；二是人家会问你用什么仪器进 行滴定； 测定数据的表示,主要根据实验的要求与所采用仪器可能 测定的最低（高）限有关。
按照化学动力学研究反应的历程和速度 用分析化学原理测定物质组成存在形式等
水化学应用的是化学的基本原理和方法，但也受到其 他学科特别是地质学、水文学和生物科学的影响，从 而使其具有多学科相互交叉渗透的特点
3、意义
给排水工程 天然水的地球化学 水污染化学 水处理工程 水资源的保护和合理应用 水产养殖 农业植物营养 要考虑Ca2CO3的饱和情况 海洋科学与工程 Ca2CO3 + H+ Ca2+ + HCO-3 腐蚀与防腐科学
水处理基础知识课件
水处理基础知识课件第一节：水质与水质指标水质指标：表示水中各种杂质或污染物的重要标志，是水质状况的综合反映。
给水处理→杂质污水处理→污染物水中杂质的来源污水及分类水中杂质的分类及特性污水的处置途径水源的类型及特性污染物分类及污水的水质指标水中杂质的来源自然过程：降水、渗透、冲刷等人为因素：使用中污染水中杂质的分类悬浮物特性动水中呈悬浮状，静水中可下沉或上浮。
包括泥砂、大颗粒粘土、矿物废渣等无机易沉悬浮物和草木、浮游生物体等有机易浮悬浮物。
通常用重力沉降法去除。
胶体特性尺寸小，在水中长期静置不会下沉。
包括粘土、细菌、病毒、腐殖质、蛋白质等，造成水的色、臭、味。
须投加混凝剂方可去除。
溶解物特性稳定均匀分散在水中，外观清澈透明。
包括阴阳离子（Ca2+、Mg2 + 、Na + 、K + 、Hco3- 、SO42 - 、Cl –等）和溶解气体（O2、CO2等）。
须用化学或物化等特殊方法去除。
天然水源的类型地下水江河水湖泊及水库水海水地下水特点水质较清，细菌较少，水温和水质较稳定，但含盐量和硬度高于地表水。
一般宜作饮用水和工业冷却水的水源。
江河水特点悬浮物和胶态杂质含量较多，细菌含量和浊度高于地下水。
含盐量、硬度较低。
水的色、臭、味变化较大，有毒、有害物质易进入水体，水温不稳定。
受自然条件的影响较大。
湖泊及水库水特点水质类似于河水，但浊度较低，一般含藻类较多，易受废水污染，含盐量较河水高。
分淡水湖和咸水湖，咸水湖含盐量在1000mg/l以上，不宜作为生活饮用水。
海水特点含盐量高，约3500mg/l左右，且各种盐类或离子的重量比例基本一定。
其中氯化物含量最高，约占89%左右，其次为硫化物、碳酸盐，其他盐类含量极少。
须经淡化处理后方可作为居民生活用水。
污水及其分类污水：人类在自己的生活、生产活动中用过，并为生活或生产过程所污染的水。
分类：污水最终处置途径排放水体：污水的自然归宿，可充分利用环境容量，但易造成水体污染。
第一章给水处理概论PPT课件
我国水资源特点
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。 空间分布不均
81％的水资源分布在长江流域及其以南 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）
6
我国水资源特点
许多地区缺水严重 三北（西北、华北、东北）和沿海（青岛、大连） 300多个城市缺水，100多个严重确水，在640个城市中。
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。
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
8
自然界的水循环9
水循环
水的社会循环
水的社会循环概念
给水工程： 取水――给水处理――配水 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
由于单一的水处理单元方法是难以满足要求，所以将多种基本单元过程 互相配合，组成一个水处理工艺过程，称为水处理工艺流程。 选择水处理流程的基本出发点是：
(1) 以较低的成本、安全稳定的运行过程； (2) 获得满足水质要求的水； (3) 水处理设施所在的地区气候、地形地质、技术经济条件的差异，也会影
响到水处理工艺流程的选择。
14
水的循环——城镇用水循环 给水系统的水源和排水系统接纳水体的地方大多
是邻近的河流。取之于河流，还之于河流，形成另一 种受人类社会活动作用的水循环——城镇用水循环。
《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ppt课件
生反应，产生沉淀等。
消除悬浮物、颜色、过高的碱度和硬度，脱盐，杀菌。
预处理系统
反渗透系统
（核心设备）
石 英 砂 过 滤 器
活 性 炭 过 滤 器
软 化 过 滤 器
精 密 过 滤 器
控 制 阀 水 泵 冲
RO 膜 过 滤 器
洗
后置处理系统
PPR纳米抗菌 食品级给水管
终端用水设备
臭 氧
紫 外 线 杀 菌 灯
精 滤 过 滤 器
刷
刷
卡
卡
开
饮
水
水
器
机
医院的水源绝大部分均来自于 市政自来水，因此原水的指标均 应符合《生活饮用水卫生标准》。
软化的方法
石灰软化法； 离子交换法； 反渗透法（RO）； 电渗析法（ED）。
杀灭水里治病菌和有害微生物，防止水传染疾病。
消毒方法 氯消毒； 紫外线消毒； 臭氧消毒。
运用现代高科技生化与物化技 术，对自来水进行深度净化处理， 去除水中有机物、细菌、病毒等 有害物质，保留对人体有益的微 量元素和矿物质，将净化后送至 用户终端供人们直接饮用的水。
高温灭菌器用水
原水经净水系统处理后滤除固形颗粒、细菌、 病毒、有害离子，终端水质指标达到《医院消毒供 应中心 第 2部分：清洗消毒及灭菌技术操作规范》 （WS310.1-2009）附录D的指标要求。
主要使用科室：
中心供应室、 手术部供应室、 手术部洗消间、 内镜清洗室、 DSA 导管清洗间、 口腔科。
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●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/L
BOD
200mg/L
SS <20mg/L
3. 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。