第14章 给水处理概论
1.原水中的杂质按尺寸大小分类有：?悬浮物：尺寸较大，易于在水中下沉或者上浮，一般是大颗粒泥沙及矿物废渣。?胶体：颗粒尺寸偏小，在水中长期静量也难下沉。（一般带负电荷）?溶解杂志：与水构成均相体系，外观透明，属于真溶液。（包括有机体和无机体）
2.各种天然水源的水质特点：(1)地下水：悬浮物和胶质含量少，水质清澈，水质水温较稳定，含盐量和硬度高。(2)江河水：易受自然条件影响，悬浮物和胶态杂质含量多，浊度高于地下水，含盐量和硬度低，易受其他各种人为污染，水温不稳定。(3)湖泊和水库水：浊度低，含藻类较多，易受废水污染，含盐量比河水高。(4)海水：含盐量高。
3.生活饮用水标准：
（1）感官性状和一般化学指标：浊度：1NTU，技术条件限制时为3，色度15（铂钴色度单位）PH值6.5到8.5之间 （2）毒理学指标
（3）细菌学指标：细菌总数100（CFO/ml）,总大肠菌数3个/L 游离系数出厂水中≥0.3mg/L,官网材料水中≥0.05mg/L
4.给水处理方法：常规处理工艺为，混凝→沉淀→过滤→消毒（1）澄清（混凝、 沉淀、过滤）去除水中的悬浮物和胶粒。（2）除臭除味：澄清消毒达不到水质要求时才采用的特殊处理方法。（3）除铁、锰、氟。（4）软化：去除水中钙镁离子，减小硬度，特别用于地下水的处理。（5）淡化和除盐：处理对象是水中的各种盐类，包括阴阳离子（海水）。（6）水的冷却：工业生产中循环冷却水系统所用的工艺。（7）腐蚀和结垢控制。（8）预处理和深度处理。 5.处理工艺
a,江河水：常规处理工艺。b，湖泊水，水库水：预处理（去除藻类）。c，高浊度水:预处理池。d，有机物含量高:爆气，生物降解。e，水处理后仍有异味：深度处理，活性碳吸附。f，地下水：只要消毒，冷却水，只需要过滤，消毒。g，低浊度江河水：快速絮凝，消毒。
第15章混凝
1.胶体的稳定性指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。包括动力学稳定和聚集稳定。 2.混凝机理：
混凝剂对水中胶体粒子的混凝作用有三种。其中以何种作用为主取决于混凝剂的种类和投加量，水中胶体离子的性质，含量以及水的PH值。
（1）电性中和：在水中投入电解质以降低或消除胶体粒的ζ电位，进而降低排
斥能峰，使胶粒顺利通过布朗运动相撞聚集。
（2）吸附架桥：高分子物质起胶粒与胶粒之间相互结合的架桥作用称作吸附架
桥作用。要求是高分子物质有最佳投加量，将胶粒架桥联接起来，又不会产生胶体保护作用，高分子都是线性分子且需要一定的长度。不要过多，否则产生“胶体保护”。
（3）网捕或卷扫：当铝盐或铁盐混凝剂投量很大而形成大量氢氧化物沉淀时，
可以网捕、卷扫水中胶粒以致产生沉淀分离称卷扫或网捕作用。是机械作用，混凝剂投加量与原水中杂志含量成反比。 3.集中混凝机理的分析判断：（问答题） （1）对于铝盐混凝剂（铁盐类的）而言，当PH<3时，简单水合铝离子[Au(H2O)0]3+
可以起压缩胶体双电层作用，但在给水处理中，这种情况少见，在PH=4.5～6范围内，主要是多核羟基配合物对负电荷胶体起电性中和作用，凝聚体比较密实，在PH=7~7.5范围内，电中性氢氧化铝聚合物[Al(OH)3]n可起吸附架桥作用，同时也存在在某些羟基配合物的电性中和，两者以何为主，决定于铝盐投加量，当铝盐投加量超过一定限度时，会产生“胶体保护”作用，使脱稳胶粒电荷变号或使胶体粒被包卷而重新稳定，当铝盐投加量再次加大，超过氢氧化铝溶解度而产生大量沉淀物时，则起网捕卷扫作用。实际上，在一定的PH值下，几种作用都有可能同时存在，只是程度不同，这与铝盐投加量和水中胶粒含量有关，如果水中胶粒含量过低，往往需投加大量的铝盐混凝剂使之产生卷扫作用才能发生混凝。 （2）阳离子型高分子混凝剂可对负电荷胶粒起电性中和与吸附架桥双重作用，
絮凝体一般比较密实。非离子型和阴离子型高分子混凝剂只能起吸附架桥作用，当高分子物质投量过量时，也产生胶体保护作用而使颗粒重新悬浮。 4.（1）混凝剂应符合以下基本要求：①混凝效果好②对人体健康无害③使用方
面④货源充足，价格低廉。
（2）混凝剂的基本类型：①有机混凝剂：硫酸铝、聚合铝、三氯化铁、硫酸
亚铁、聚合铁②有机高分子混凝剂。
（3）聚合氯化铝的聚合成分主要取决于羟基OH和铝AV的摩尔数之比，通常
称为碱化度，以B表示：B?[OH]?100% 3[AL]5.助凝剂：（1）单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加某种辅助药剂以提高混凝效果，这种药剂称为助凝剂。通常是高分子物质，作用往往是高分子物质的吸附架桥。
（2）常用的助凝剂有：骨胶，聚丙烯酰胺及其水解产物，活化硅酸，海藻酸钠，CaO生石灰等。CaO形成氢氧化钙,使PH上升，可以中和氯化物水解产生的氢离子，调节水解，避免形成高聚合物。
6．由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集称“异向絮凝”。 由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集称“同向絮凝”。 7．速度梯度G：G是控制混凝效果的水力条件
?u G?（△u是相邻两流层的流速增量cm/s，△Z垂直水流方向两流层之间
?z的距离cm）。 G?pgh，G? uvT（1）在混凝过程中，所施功率G值愈大，颗粒碰撞速率越大，絮凝效果愈好，但G值增大时，水流剪力也随之增大，已形成的絮凝体又有可能破碎。 （2）混合阶段：T在10~30S至多不超过2min即告完成。
G在700~1000S-1范围内，
絮凝阶段：平均G=20~70s-1范围内，平均GT=1*104~1*105范围内。 8．影响絮凝效果的主要因素：
（1）水温影响：①无机盐混凝剂水解是吸热反应，低温水混凝剂水解困难。②低温水粘度大，使水中杂质颗粒布朗运动减弱，碰撞机会减小，不利于胶粒脱稳凝絮。③水温低水化程度强，防止胶体凝聚。④水温会影响水的PH值。 （2）水的PH值和碱度的影响：（视混凝剂品种而言）
①采用硫酸铝混凝除色时，PH值应趋于低值。氢氧化铝聚合物去除浊度时PH值在6.5~7.5范围内，去除色度在4.5~5.5之间。
②三价铁盐受PH值影响小，PH值范围较宽，在3.5~5.0（除色度），6.0~8.4（除浊度）
③高分子混凝剂的混凝效果受PH值影响小。
-④天然水中含有一定的碱度（HCO3 ）对PH值有缓冲作用，原水碱度不足或混凝剂投量过大会大幅度造成PH值下降，影响混凝剂继续水解。 （3）水中悬浮物浓度的影响：
①水中悬浮物浓度低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝效果差。措施：投加铝盐或铁盐同时投加高分子助凝剂；投加矿物颗粒增加水解产物的凝结中心；采用直接过滤法。
②原水中悬浮物浓度过高，为减少混凝剂用量，投加高分子助凝剂。
aQ9.溶液池的体积w?，溶解池体积： w?(0.2~0.3)w
112417cn10．絮凝设备：
（1）隔板絮凝池：往复式和回转式。往复式水流作180o转弯，局部水头损失大，使絮凝体破碎可能提高，回转式水流作90o转变，局部水头损失小，絮凝效果提高，往复式总水头损失在0.3~0.5m左右，回转式小40%左右。
优点：构造简单，管理方便；缺点：流量变化大者，絮凝效果不稳定，与折板及网格式絮凝池相比，水流条件不甚理想，能量消耗中的无效部分比例大，絮凝时间长，池容积大。
设计参数：廊道中流速：起端流速0.5~0.6m/s，末端流速0.2~0.3m/s。絮凝时间12~20min阁板间净距大于0.5m；池底应有0.02~0.03坡度并设直径大于150mm的排泥管
（2）折板絮凝池。优点：水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间缩放
流动且连续不断，以至形成众多的小涡流，提高颗粒絮凝效果。 综合运用：前面采用并波，中部采用同波，后面采用平板。
（3）机械絮凝池：可随水质，水量变化而改变转速以保证絮凝，能应用于任何
水厂，唯需机械设备因而增加机械维修工作。
（4）其他形式絮凝池：穿孔旋流絮凝池；网格栅条絮凝池。
第16章 沉淀和澄清
1． 自由沉淀：颗粒沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力作用，称为自由沉淀；
2． 拥挤沉淀：颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，互者受到容器壁的干扰，沉速较小，称为拥挤沉淀。
3． 理想沉淀池应符合3个假定：（1）颗粒处于自由沉淀状态（2）水流沿着水
平方向流动；（3）颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水流中。
4． u0一般称截留沉速，实际上它反映了沉淀池所能全部去除的颗粒中的最小颗
粒的沉速，因为凡是沉速等于或大于沉速u0的颗粒能够全部被除掉。 5． u0=Q/A，Q/A称为表面负荷率或溢流率，其数值上与截留沉速相等， 6． E?uiQ/A （去除率只与沉淀池的表面负荷有关，而与其他因素如水深，池
长，水平流速和沉淀速度均无关。反映下列的两问题：
（1） 去除率一定时，颗粒沉速ui越大则表面负荷越高，产水量越大。 （2） 颗粒沉速ui一定时，增加沉淀池表面积可以提高去除率，“浅池理论” 等速沉淀图略
平流式沉淀池的设计计算 略 P302 7． 影响平流式沉淀池效果的因素：
（1） 实际水流的影响：短流（水实际停留时间大于或小于理论停留时间）
形成短流的原因：①进水惯性②出水抽吸③温差等异重流温度高，密度小 ④风浪引起⑤导流壁和刮泥设施。 要减小水流的絮动性： Re?最终方法是减少水力半径R?vR；要滑动水流的稳定性Fr?v
Rgvw；即增加湿周X x（2） 凝聚作用的影响：沉淀时间及水深都会产生影响。宽深不变，长度越长越
好，沉淀是饿见越长越好。 8.平流式沉淀池构造的基本要求：
(1).进水区的孔口流速不得大于0.15～0.2m/s。水平流速一般取10～25min/s。(2).沉淀池的长宽比不小于4，长深比宜大于10,没格宽度应在3~8m，不宜大于15m.。(3).出水区一般采用堰口布置。尽量增加出水堰的长度，降低堰口的流量负荷，堰口溢流率一般小于300m3/(m·d)。 9.斜板与斜管沉淀池的特点：
(1).应用了浅池理论，并更好的解决排泥问题.。
(2).斜板沉淀池水力半径大大减小，使雷诺数Re降低，弗劳德数Fr增加，满足了水流的稳定性和层流的要求。
(3).是把与水平面成一定角度(一般60度)的众多斜板或管状组件(断面矩形或六角型)设置于沉淀池中的构成，水从下向上流动，颗粒沉于斜板(或斜管)底部，当颗粒到一定程度时自由落下。
(4)规范规定斜管沉淀池的表面负荷为5～9m3/(m2·h)。 10.澄清池的特点：
(1).将絮凝和沉淀两个过程综合于一个构筑物完成。 (2).利用活性渣层接触絮凝的作用，达到澄清目的。
(3).其排泥措施使泥渣法始终处于新陈代谢状态中，保持接触絮凝的活性。 11.澄清池的种类：
(1).泥渣悬浮型澄清池：悬浮澄清池，脉冲澄清池。
(2).泥渣循环型澄清池：机械搅拌澄清池，水力循环澄清池。
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