水处理工程=清华大学 混凝课件 第一篇
溷凝水处理教案清华大学课程
混合--水处理教案清华大学精品课程第一章：水处理概述1.1 教学目标了解水处理的基本概念及其重要性掌握水处理技术的分类和应用范围理解水处理在环境保护和可持续发展中的作用1.2 教学内容水处理的基本概念水处理技术的分类（物理、化学、生物处理技术）水处理的应用范围（城市供水、污水处理、工业水处理等）水处理在环境保护和可持续发展中的作用1.3 教学方法讲授法：介绍水处理的基本概念、技术分类和应用范围案例分析法：分析实际水处理案例，阐述水处理在环境保护和可持续发展中的作用1.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议课后作业：布置相关案例分析题，加深学生对水处理技术的理解和应用能力第二章：混合水处理技术2.1 教学目标了解混合水处理技术的原理和特点掌握混合水处理技术的应用范围和效果理解混合水处理技术在水处理工程中的重要性2.2 教学内容混合水处理技术的原理和特点（吸附、絮凝、膜分离等）混合水处理技术的应用范围（城市供水、污水处理、工业水处理等）混合水处理技术的效果评估（水质改善、污染物去除等）混合水处理技术在水处理工程中的应用案例2.3 教学方法讲授法：介绍混合水处理技术的原理、特点和应用范围实验演示法：展示混合水处理技术的实验过程和效果案例分析法：分析混合水处理技术在水处理工程中的应用案例2.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议第三章：混合水处理技术的设计与优化3.1 教学目标掌握混合水处理技术的设计原理和方法学会优化混合水处理技术的操作条件理解混合水处理技术在不同水质条件下的应用策略3.2 教学内容混合水处理技术的设计原理和方法（反应器设计、操作参数优化等）优化混合水处理技术的操作条件（pH值、反应时间、搅拌速度等）混合水处理技术在不同水质条件下的应用策略（难降解有机物、重金属离子等）混合水处理技术的设计和优化案例分析3.3 教学方法讲授法：介绍混合水处理技术的设计原理、方法和操作条件优化实验演示法：展示混合水处理技术的实验过程和效果案例分析法：分析混合水处理技术的设计和优化案例3.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议第四章：混合水处理技术的经济与环境评估4.1 教学目标了解混合水处理技术的经济成本和效益掌握混合水处理技术的环境影响评估方法学会综合评估混合水处理技术的可行性和可持续性4.2 教学内容混合水处理技术的经济成本（投资、运行、维护等）混合水处理技术的效益（水质改善、污染物去除等）混合水处理技术的环境影响评估方法（水质、能耗、污泥产量等）混合水处理技术的经济与环境综合评估案例分析4.3 教学方法讲授法：介绍混合水处理技术的经济成本、效益和环境影响评估方法实验演示法：展示混合水处理技术的实验过程和效果案例分析法：分析混合水处理技术的经济与环境综合评估案例4.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议第五章：混合水处理技术的应用案例分析5.1 教学目标掌握混合水处理技术在不同领域的应用案例学会分析混合水处理技术的实际效果和优化策略理解混合水处理技术在环境保护和可持续发展中的作用5.2 教学内容混合水处理技术在城市供水中的应用案例混合水处理技术在污水处理中的应用案例混合水处理技术在工业水处理中的应用案例混合第六章：混合水处理技术的案例分析与实践6.1 教学目标分析混合水处理技术在不同水质条件下的应用案例理解和评价混合水处理技术在实际工程中的效果掌握混合水处理技术在实际应用中的操作要点和优化策略6.2 教学内容分析混合水处理技术在城市供水工程中的应用案例评价混合水处理技术在污水处理工程中的应用效果探讨混合水处理技术在工业水处理中的应用策略混合水处理技术实践操作要点的讲解和分析6.3 教学方法案例分析法：分析混合水处理技术在不同水质条件下的应用案例实地考察法：组织学生参观水处理工程现场，了解混合水处理技术的实际应用情况操作演示法：演示混合水处理技术的实际操作过程，讲解操作要点6.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，分享实地考察心得和操作体验实践报告：学生完成实践考察报告，评价混合水处理技术的实际效果第七章：混合水处理技术的前沿与发展趋势7.1 教学目标了解混合水处理技术最新的研究动态和发展趋势掌握混合水处理技术在新技术领域的应用前景探讨混合水处理技术在可持续发展中的作用7.2 教学内容混合水处理技术最新的研究进展和成果混合水处理技术在新领域的应用探索（如纳米技术、生物技术等）混合水处理技术在可持续发展中的角色和责任混合水处理技术未来发展趋势的展望7.3 教学方法学术报告法：邀请相关领域的专家学者进行专题报告小组讨论法：组织学生进行小组讨论，分享对混合水处理技术未来发展的见解项目研究法：引导学生开展混合水处理技术的研究项目，探索新技术的应用7.4 教学评估课堂报告：学生进行学术报告，分享最新的研究成果和发展趋势第八章：混合水处理技术的政策与管理8.1 教学目标理解混合水处理技术相关政策法规的含义和应用掌握混合水处理技术管理的原理和方法探讨混合水处理技术政策与管理在实践中的挑战和策略8.2 教学内容混合水处理技术相关政策和法规的解读和应用混合水处理技术管理的原理和方法（如水质监测、运行维护等）混合水处理技术政策与管理实践中的问题和解决策略混合水处理技术政策与管理案例分析8.3 教学方法讲授法：讲解混合水处理技术相关政策和法规，介绍管理原理和方法案例分析法：分析混合水处理技术政策与管理实践中的案例模拟演练法：组织学生进行模拟演练，提高混合水处理技术管理的实际操作能力8.4 教学评估课堂讨论：学生参与课堂讨论，提出问题和建议管理报告：学生完成管理案例分析报告，提出政策与管理建议第九章：混合水处理技术的创新与创业9.1 教学目标激发学生对混合水处理技术创新的兴趣和意识培养学生的创业精神和实践能力引导学生探索混合水处理技术在创业领域的应用9.2 教学内容混合水处理技术创新的重要性和方法（如技术改进、新材料应用等）混合水处理技术创业的机会和挑战混合水处理技术创新项目的实践和案例分析9.3 教学方法讲座法：邀请成功的创业家分享混合水处理技术创新和创业的经验头脑风暴法：组织学生进行头脑风暴，激发创新思路项目实践法：引导学生开展混合水处理技术创新项目，培养创业能力9.4 教学评估课堂报告：学生进行创新项目报告，分享创业经验和成果创业计划书：学生完成创业计划书，提出混合水处理技术的创新应用方案第十章：混合水处理技术的综合应用与未来发展10.1 教学目标综合运用混合水处理技术解决实际问题探索混合水处理技术在未来的发展潜力培养学生对混合水处理技术的全面理解和应用能力10.2 教学内容综合应用混合水处理技术解决实际工程案例探索混合水处理技术在新能源、环保等领域的未来发展混合重点和难点解析1. 混合水处理技术的基本概念及其重要性难点解析：理解混合水处理技术在不同水质条件下的应用策略和效果评估。
教学课件PPT 混凝
吸附连桥
– 水溶性链状高分子聚合物在静电引力、范德 华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶 粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的现象。
– 再稳：
I. 高分子聚合物浓度较高时，对胶粒的包裹，产生 “胶体保护”作用
II. 长时间剧烈搅拌
吸附连桥
胶体保护
12
网罗卷带
• 使用硫酸铝、石灰或氯化铁等高价金属盐 类作混凝剂
– 絮凝（flocculation）------这些具有粘附性的离 散微粒能够粘结成絮体
2
第二节：胶体结构与特性
溶液的种类（按溶质颗粒大小）
种类 真溶液
颗粒大小
实例
0.2 - 2.0(nm) 空气、海水、汽油、酒
胶体溶液 2.0 nm – 1µm 牛奶、雾、奶油
悬浮液 > 1µm
血液、颜料、杀虫剂喷雾剂
HPAM y/x:水解度
阳离子型：主要是含有-NH3+、-NH2+和-N+R4的聚合物
• 混凝机理：吸附架桥
22
3. 助凝剂
• 通常是在单独使用混凝剂不能取得良好效果的 时候投加,用以提高混凝效果的辅助药剂。
• 作用：
– 调节/改善混凝条件 – 改善絮凝体结构
• 分类
– pH调整剂：石灰、硫酸、NaOH – 絮凝体结构改良剂：活性硅酸、粘土、骨胶、海藻
3. 水中杂质浓度：
① 杂质浓度低，颗粒间碰撞几率下降，混凝效果差
• 加助凝剂或加混凝剂后直接过滤
4. 水力条件
27
第五节：混凝处理流程和设备
混凝剂 助凝剂
慢速搅拌
废水 投配 混合 反应 沉淀分离 出水
快速搅拌
沉渣
混凝沉淀处理示意流程图
给水排水工程培训课件：混凝(一)
给水排水工程培训课件：混凝(一)混凝是给水排水工程中的一项重要技术，主要用于去除水中的悬浮物和颜色，提高水的浊度和色度指标，以达到给水卫生标准。
本文将围绕混凝这一技术展开讲解。
一、混凝的定义混凝是将水中的杂质通过外源添加混凝剂，使得水中的杂质逐渐逐渐聚集并形成大颗粒物，从而便于沉淀或过滤处理。
混凝剂主要包括无机盐类、有机高分子和颗粒物等。
二、混凝的原理混凝的原理主要是通过混凝剂的作用，将水中的悬浮物和颜色杂质聚集成为较大的颗粒，从而提高水中颗粒物的含量，便于后续的沉淀或过滤处理。
一般情况下，混凝液一般会调整到pH=6~10之间，这样才能够保证混凝效果的最大化。
三、混凝剂1. 无机盐类混凝剂：主要包括氢氧化铝、硫酸铝等，这类混凝剂在水中的溶解度较高，而且容易使水中的颗粒物结成较大的颗粒，便于后续沉淀处理。
2. 有机高分子混凝剂：主要包括聚合铝、聚丙烯酰胺等，这类混凝剂具有很好的成膜性能，可以使水中的悬浮物沉淀成较大的颗粒，便于后续的沉淀处理。
3. 颗粒物混凝剂：主要包括活性炭、二氧化钛等，这类混凝剂可以与水中的有机物质、铁锰等形成复合物，进而沉淀，达到降低浊度和色度的效果。
四、混凝工艺混凝工艺主要包括以下几个步骤：1. 添加混凝剂：将混凝剂按照要求添加到水中。
2. 搅拌混合：通过机械搅拌将混凝剂均匀分布在水中，以便混凝剂与水中的杂质充分接触。
3. 混凝反应：混合后的溶液在一定时间（一般不超过20min）内和混凝剂反应，形成较大的颗粒物。
4. 沉降处理：混凝后的溶液通过静置或重力沉降去除颗粒物。
5. 过滤：如果沉降还不能满足水质要求，还需要通过过滤操作，进一步去除水中的颗粒物。
总之，混凝作为给水排水工程中的一项重要技术，对保障水质安全和卫生具有非常重要的作用。
只有正确选择混凝剂，并掌握好混凝的原理和工艺，才能够确保混凝效果的最大化。
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
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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
水污染控制工程课件——混凝
概
分散相粒度的大小，可将废水分为：
粗分散系 （浊液）
胶体分散系 （胶体溶液）
分子-离子分散系 （真溶液）
述
>100nm
1-100nm
0.1-1nm
重力沉降 过滤
(>100um)
混凝 (1 nm -100um)
吸附
2.混凝去除对象（重点）
概
废水中的大颗粒可以通过重力沉淀法去除，
但微小粒径的悬浮物和胶体能在水中长期保持分
C 投药量低。
剂
D 碱化度较高，对设备的腐蚀性小，处理后
的水pH和碱度下降较小。
混
1.混凝剂
（1）无机混凝剂——无机高分子混凝剂
凝
剂
聚合硫酸铁(碱式硫酸铁)(简写PFS)
和
A 适用范围广：pH 4-11；低水温，混凝效果
助
稳定；
凝
B 用量小，絮凝体沉降性能好；
剂
C COD去除率和脱色效果好；
D 处理后水中铁残留量低，腐蚀性较小。
9对于高聚合度的水解沉淀物，以吸附、
网捕、卷带作用为主。
混
2.助凝剂
（1）定义
凝
剂
当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加
和
助 某些辅助药剂以提高混凝效果，促进絮凝体增
凝
剂
大，加快沉淀（作用），该辅助药剂称助凝剂。
混
2.助凝剂
（2）分类（了解）
凝
A、pH调整剂：调节废水的pH符合混凝处理工艺
剂 要求。常用石灰、硫酸、氢氧化钠等。
散悬浮状态，即使静置数十个小时也不会自然沉
述 降。
混凝处理对象主要是1 nm -100um 细小悬浮
物或胶体污染物（除油、脱色）
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
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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
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
水质处理混凝ppt课件
影响混凝的因素
2.水温对混凝效果的影响
(1)水温会影响无机盐类的水解。水温低，水解反 应慢。 (2)水的粘度增大，布朗运动减弱，混凝效果下降 。 (3)水温也影响反应后的沉降过程。
影响混凝的因素
3.水力条件对混凝效果的影响
水力条件对混凝剂效果有重要影响。主要的控制 指标为搅拌强度和搅拌时间。 混合阶段，要求混凝剂于废水迅速均匀混合，搅 拌时间t 应在10-30s，至多不超过2min。 反应阶段，一般反应池采用的流速，从进口 0.6m/s逐渐减少到出口的0.2m/s。 为确定最佳的工艺条件，需要进行混凝模拟实 验。(烧杯实验)
胶体的结构
胶体的双电层理论：
· ●在粒子的中心是胶核，它由数百乃至数千个分
散相固体物质分子组成。胶核表面吸附了某种离子而 带有电荷。由于静电吸引力的作用，势必吸引溶液中 的异号离子（反离子）到微粒周围—反离子层。 ●电位离子层与反离子层组成了胶体粒子的双电 层结构 ●胶核与溶液主体间由于表面电荷的存在所产生 的电位称为φ电位，而胶粒与溶液主体间由于胶粒剩 余电荷的存在所产生的电位称为ζ电位。
影响混凝的因素
4.水中杂质对混凝效果的影响
(1)有利成分: 可促进混凝过程。 除硫、磷化合物以外的其他各种无机金属盐，均能压 缩胶体粒子的扩散层厚度，促进胶体凝聚，且浓度越高 ，促进能力越强。 (2)不利成分: 不利于混凝过程的进行。 磷酸离子、亚硫酸离子、高级有机酸离子影响高分子 絮凝作用。 氯、螯合物、水溶性高分子物质和表面活性物质不利 于混凝。
影响混凝的因素
1.pH和碱度对混凝效果的影响
pH影响着混凝剂在水中的存在状态，不同的pH ，混凝剂水解产物不同，所起的混凝作用各异 。 混凝剂投入原水后，由于水解作用，水中氢离子 的数量增加，提高了水的酸度，pH值随之降低 。这种现象阻碍了水解的进行，因此必须有一 定量的碱度来中和水解产生的酸度。
水处理混凝法PPT课件
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• 电位对于某类胶体而言，是固定不变的， 它无法测出，也不具备实用意义。 • 电位可通过电泳或电渗计算得出，测定 电位可确定电荷大小以及稳定程度。它随着 温度、PH值及溶液中反离子浓度等外部条件 而变化，在水处理中具有重要的意义。
✓ 该机理无法解释的现象：如以三价铝盐或铁盐作混凝剂，当其投量过多 时，凝聚效果反而下降，其至重新稳定。
✓压缩双电层机理只是通过单纯静电现象来说明电解质对脱稳的作用，如仅 用它来解释水中的混凝现象，会产生一些矛盾。为此，又提出了其他几种 机理。
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（2）吸附电中和机理 (electrical neutralization)
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1.废水水质的影响
（1）浊度(turbidity)
• 浊度过高或过低都不利于混凝，浊度不同， 所需的混凝剂用量也不同。
（2）pH值
• 在混凝过程中，都有一个相对最佳pH值存 在，使混凝反应速度最快，絮体溶解度最 小。不同混凝剂最佳pH值要通过试验确定。
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1、废水中胶体颗粒的稳定性 （1）胶体特性
➢光学性质：在水溶液中能引起光的反射的性质。 ➢力学性质：主要是指胶体的布朗运动。 ➢表面性能：比表面积大，具有极大的表面自由能，使胶体颗粒具有强烈的 吸附能力和水化作用。
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
溷凝水处理教案清华大学课程
混凝——水处理教案（清华大学精品课程）第一章：混凝水处理概述1.1 教学目标了解混凝水处理的基本概念、原理和应用。
掌握混凝水处理的主要工艺流程和操作方法。
理解混凝水处理在水资源保护和环境保护中的重要性。
1.2 教学内容混凝水处理的定义和作用。
混凝水处理的基本原理和关键技术。
混凝水处理的主要工艺流程和操作步骤。
混凝水处理的应用领域和案例分析。
1.3 教学方法讲授法：讲解混凝水处理的基本概念、原理和应用。
案例分析法：分析混凝水处理的实际案例，加深学生对理论知识的理解。
第二章：混凝水处理的原理与技术2.1 教学目标掌握混凝水处理的基本原理和关键技术。
学会计算混凝剂的投加量和控制参数。
了解混凝水处理中的各种设备和材料的选择。
2.2 教学内容混凝水处理的基本原理：混凝剂的作用、混凝反应的机理。
关键技术：混凝剂的选择和投加量的计算，混凝反应条件的控制。
设备和材料的选择：混凝设备、搅拌设备、检测设备等。
2.3 教学方法讲授法：讲解混凝水处理的基本原理和关键技术。
实验法：进行混凝水处理的实验操作，加深对理论知识的理解。
第三章：混凝水处理工艺流程与操作3.1 教学目标掌握混凝水处理的主要工艺流程和操作步骤。
学会操作混凝水处理设备，并进行正常运行维护。
了解混凝水处理过程中的监测和调控方法。
3.2 教学内容混凝水处理的主要工艺流程：原水预处理、混凝反应、絮凝沉淀、过滤等。
操作步骤：设备启动、运行、停止等操作流程。
监测和调控方法：pH值、粒径、浓度等参数的监测和调控。
3.3 教学方法讲授法：讲解混凝水处理的主要工艺流程和操作步骤。
实操法：进行混凝水处理设备的操作演练，提高学生的实际操作能力。
第四章：混凝水处理的案例分析4.1 教学目标了解混凝水处理的应用领域和案例分析。
学会分析混凝水处理工程中的问题并提出解决方案。
掌握混凝水处理工程的设计和施工要点。
4.2 教学内容混凝水处理的应用领域：饮用水处理、工业废水处理、城市污水处理等。
混凝法-水质处理-课件-教学-本科
混凝法处理效果影响因素
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05
混凝法处理技术前沿与展望
混凝法处理技术前沿与展望
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06
教学资源与学习方法建议
教学资源推荐
教材
在线课程
建议使用《水质工程学》作为主教材，其 中详细介绍了混凝法的原理和应用。
推荐观看清华大学、北京大学等知名高校 开设的水质处理相关课程，这些课程通常 会涵盖混凝法的知识点。
混凝法-水质处理-课件-教学本科
目 录
• 引言 • 混凝法基本原理 • 混凝法处理工艺流程 • 混凝法处理效果影响因素 • 混凝法处理技术前沿与展望 • 教学资源与学习方法建议
01
引言
课程背景
水资源短缺
全球范围内，水资源日益短缺，水质问题也愈 发严重。
混凝法在水处理中的应用
混凝法作为一种常用的水处理技术，能够有效 去除水中的悬浮物、胶体和部分溶解性物质。
。
多学科交叉学习
由于混凝法涉及多个学科领域，如化 学、生物学、材料科学等，建议跨学 科学习，拓宽知识面。
参与学术交流
积极参加学术会议、研讨会等交流活 动，与同行交流心得，拓展思路。
学习评估与反馈
课堂测验与考试
通过课堂测验和考试检查学习效果， 找出薄弱环节，及时调整学习策略。
实验操作与报告
认真完成实验操作和实验报告撰写， 通过实验加深对混凝法的理解。
本科教育的需求
为了培养具备专业知识和技能的水处理人才，本科教育阶段需要开设相关课程 。
课程目标
掌握混凝法的基本原理
了解混凝法的原理、特点和适用范围，为后 续的水质处理技术打下基础。
培养实践操作能力
通过实验和实习，培养学生的实践操作能力 和解决实际问题的能力。
《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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第二章4
Escherichia Coli
1µ
0,010,1100 1.00010.000 100.000 1.000.000 Escherichia Coli
1µ
Blood Cells
T4 Phage
HSA Vitamin B12
Aspergillus
mite
粘土细菌吸附层
扩散层
滑动面
第二章
13
三、DLVO 理论
静电斥力：E R －1/x 2
E A
E R 布朗运动能量E b ＝1.5kT<E max
x >oc 二次凝聚x <oa 一次凝聚
E max （势垒）x >oa 稳定E
范德华引力：E A －1/x 6
（有些认为是1/x 2或1/x 3）
天然水中粘土胶团示意图
第二章
第3节水的混凝机理与过程
1. 压缩双电层理论
根据DLVO理论
电解质（混凝剂）加入
→与反离子同电荷离子↑
→压缩双电层
→ζ电位↓
→稳定性↓
→凝聚
第二章25
第3节水的混凝机理与过程
吸附-电性中和作用机理第3节水的混凝机理与过程
金属氢氧化物沉淀物在形成过程中对胶粒的网捕。
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
40
Al
Al 2
Al 3
Al 6
Al 6
Al Al H 2O OH
OH
六聚体, 六元环模型
第二章42
三聚八面体×4
AlO 4 四面体
第二章
52
二、同向絮凝(orthokinetic flocculation)
G ＝∆u /∆z (速度梯度，velocity gradient, 1/s)（相邻两流层的速度增量）
碰撞速率N 0＝4/3 n 2d 3G d ：颗粒粒径；n ：颗粒数量浓度
由水力或机械搅拌产生最初理论基于层流假定。
第5节混凝动力学
第二章
添加助凝剂后的混凝效果
第二章
第二章
74
孔口计量示意图
苗嘴和孔板示意图
第二章
75
泵前加药示意图
1.溶解池
2.提升泵
3.溶液池
4.恒位箱
5.浮球阀
6.投药苗嘴
7.水封箱
8.吸水管
9.水泵10.压水管
虹吸定量投配装置
混凝设备
水射器投加示意图
第二章
水射器结构示意图
第二章
药剂注入管道方式
二、混合设备
水泵混合：投药投加在水泵吸水口或管上。
第7节混凝设备
第二章管式静态混合器
管式静态混合器
扩散混合器
第二章90
•调节容易，效果好，大、中、小水厂均可•但维修是问题。
机械絮凝示意图
n ——不同旋转半径浆板设置层数m ——同一旋转半径上浆板数
第二章
94
第二章
95
第7节混凝设备水力絮凝池
第二章混凝设备
机械絮凝设备
第8节混凝的应用
3．改善污泥脱水性能
第二章105。