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不得有异臭、异味。
浊度即1L蒸馏水中含有1mg白陶土或高岭土。
⑵毒理学指标:
※⑶细菌学指标:
①细菌总数:
≤100个/mL;
总大肠菌数:
≤3个/L;
游离余氯:
在与水接触30min后应不低于0.3mg/L;
⑷放射性指标:
※【给水处理方法】:
⑴澄清和消毒:
--生活饮用水[地表水]常用处理工艺:
澄清和消毒。
--澄清工艺包括:
混凝、沉淀、过滤。
--处理主要对象:
水中悬浮物和胶体杂质。
--消毒:
灭活水中致病微生物;
通常在过滤之后。
--主要消毒方法:
投加消毒剂杀灭致病微生物。
--生活饮用水常规处理工艺:
--即:
“混凝-沉淀-过滤-消毒”。
⑵除臭、除味:
--有机物臭味:
活性炭吸附/氧化法去除。
--溶解性气体:
曝气法去除。
⑶除铁、除氯:
--常用方法:
自然氧化法、接触氧化法。
⑷软化:
--处理对象:
主要是水中钙、镁离子
--软化方法:
离子交换法、药剂软化法。
⑸淡化、除盐:
--除盐:
制取纯水及高纯水的处理过程。
--淡化和除盐主要方法:
蒸馏法、离子交换法、电渗析法、反渗透法。
⑹水的冷却:
--水作为冷却介质:
水热容大--吸收和传递热量的良好介质。
--水的冷却一般采用:
冷却塔。
⑺生活饮用水预处理和深度处理:
--饮用水主要处理对象:
水中悬浮物、胶体、致病微生物。
--常规处理工艺:
混凝、沉淀、过滤、消毒。
--预处理和深度处理主要对象:
水中有机污染物--饮用水处理厂
--预处理方法:
活性炭法吸附法、臭氧氧化法、生物氧化法、
--深度处理主要:
粒状活性炭吸附法、生物活性碳法、
--深度处理法基本作用原理:
[吸附-氧化-生物降解-膜滤]
即:
或者利用吸附剂的吸附能力去除水中有机物;
或者利用氧化剂的强氧化能力分解有机物;
或者利用生物氧化法降解有机物;
或者利用膜滤法去除大分子有机物。
【混凝机理】:
--混凝:
水中胶体粒子以及微小悬浮物聚集过程。
或:
向水中投加药剂(混凝剂)使水中粒径微小的悬浮物和胶体离子凝结成较大的絮凝体(矾花)。
--凝聚:
水中胶体脱稳--胶体失去稳定性的过程。
--絮凝:
脱稳胶体相互聚集。
凝聚和絮凝。
※㈠水中胶体稳定性:
--胶体稳定性:
指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
动力学稳定+聚集稳定。
①动力学稳定:
指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力.[颗粒愈小,动力学稳定性愈高]
聚集稳定性:
指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。
[粒子表面同性电荷斥力作用]
关键--聚集稳定性。
㈠混凝机理:
--混凝剂对水中胶体粒子混凝作用有三种:
电性中和、吸附架桥、卷扫作用
--混凝作用取决于:
混凝剂种类、投加量、胶体粒子性质、水的PH值。
⑴电性中和:
--根据DLVO理论:
要使胶体粒子通过布朗运动相撞聚集,必须降低或消除排斥能峰。
--吸收势能与胶粒电荷无关,主要取决于构成胶粒的物理性质、尺寸和密度。
--降低排斥能峰的办法即:
降低或消除胶粒的ζ电位[即在水中投加电解质]。
【水中负电荷胶粒-投入的电解质--混凝剂为正电荷离子或聚合离子;
若正电荷离子是简单离子-Na+、Ca+、Al+--作用是压缩胶体双电层;
排斥能峰Emax=0时,胶粒发生聚集作用,ζk电位:
临界电位;
水中铝岩投量过多,水中负电荷胶体变为正电荷胶体;
】
--“吸附-电性中和作用”
⑵吸附架桥:
--吸附作用:
带异性电荷、不带电、同性电荷。
【混凝剂和助凝剂】
--饮用水混凝剂基本要求:
混凝效果好、对人体无害、使用方便、货源充足。
--水处理使用的无机混凝剂主要是:
铁盐、铝盐及混合物。
--常用的无机混凝剂:
硫酸铝、聚合铝、三氯化铁-硫酸亚铁、聚合铁。
[硫酸铝]:
--采用固态硫酸铝:
运输方便
--缺点:
水温低,硫酸铝水解困难,形成的絮凝体松散,效果不好。
[聚合铝]:
--包括:
聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铝(PAS)。
--聚合氯化铝能形成聚合阳离子,起电性中和、吸附架桥作用。
--优点:
投加量少于硫酸铝;
对水的PH值变化适应性强;
聚合氯化铝投入水中其产物的成分确定;
--碱化度:
主要决定羟基OH和铝AL的摩尔数之比。
即:
B=
×
100%
--一般铝盐(硫酸铝、氯化铝)投入水中进行水解聚合反应,其产物受水PH值及铝盐浓度影响。
[三氯化铁]:
--三氯化铁:
FeCl3H2O
--水合铁离子水解、聚合反应。
三价铁适用的ph值范围较宽;
形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实;
处理低温水或低浊水效果优于硫酸铝;
三氯化铁腐蚀性较强,且固体产品易吸水潮解,不宜保管。
※--聚合效果:
聚合氯化铝>
三氯化铁>
硫酸铝
【助凝剂】
--通常是高分子物质:
作用是为了改善絮凝体结构,促使絮粒密实
--作用机理:
高分子物质吸附架桥。
【混凝动力学】:
--要是杂质颗粒或杂质与混凝剂之间发生絮凝,其必要条件是:
使颗粒之间相互碰撞。
--推动水中颗粒相互碰撞的动力来自:
①颗粒在水中的布朗运动--[异向絮凝:
由布朗运动造成的颗粒碰撞絮凝聚集]
水力或机械搅拌造成的流体运动--[同向絮凝:
由流体运动造成的颗粒碰撞聚集]
⑴异向絮凝:
--颗粒絮凝速率取决于碰撞速率,即颗粒碰撞速率:
Np=8πdDb·
n2
--Np:
异向絮凝碰撞速率,即:
1/cm3.S;
--d:
颗粒直径;
--Db:
布朗运动系数;
--n:
颗粒数量浓度;
⑵同向絮凝:
--速度梯度:
相邻两层水流的速度差与两层间的距离之比。
①机械搅拌:
G=
--μ:
水动力粘度-pa.S;
--p:
单位流体所消耗的功率-w/m3;
--G:
速度梯度;
②水力絮凝:
PV=pgGh;
V=QT;
G=
--V:
水流体积;
--g:
重力加速度;
--h:
水头损失;
--ν:
水的运动粘度;
--T:
水流在混凝设备停留时间;
※⑶混凝控制指标:
--混凝过程:
混合+絮凝;
[混合阶段]:
剧烈搅拌水流--使药剂快速均匀分散于水中利于混凝剂快速水解、聚合、颗粒脱稳;
①混合要快速剧烈:
10-30s最多2min;
②搅拌强度:
速度梯度G=700-1000s~1;
③混合絮凝--异向絮凝;
[絮凝阶段]:
主要依靠机械或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚;
①絮凝--同向絮凝;
②同向絮凝效果:
与G值、絮凝时间T有关;
③速度梯度:
G=20-70s~1;
④TN--整个絮凝时间内单位体积流体颗粒碰撞次数;
平均GT=1×
10~4-1×
10~5;
※⑷影响混凝效果主要因素:
⒈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,尤其是硫酸铝;
②低温水粘度大,水中杂质颗粒布朗运动强度减弱,碰撞机会减少,不利于颗粒脱稳凝聚;
水粘度大,水流剪力增大,影响絮凝体成长;
③水温低,导致胶体颗粒水化作用增强,妨碍胶体凝聚;
④水温与水PH有关。
水温低时,其PH提高,则混凝最佳PH值也提高;
※注:
提高低温水混凝效果的方法:
增加混凝剂投加量+投加高分子助凝剂。
--常用的助凝剂:
活化硅酸。
⒉水的ph值和碱度影响:
①去除浊度:
最佳ph值=6.5-7.5[絮凝作用主要是氢氧化铝聚合物-吸附架桥;
羟基配合物-电性中和];
②去除色度:
ph值=4.5-5.5;
--混凝剂为三价铁:
适用的ph值范围较宽[去除浊度:
ph=6.0-8.4;
去除色度:
ph=3.5-5.0];
--混凝剂为硫酸亚铁:
通常用氯化法;
--聚合氯化铝:
对水的ph值变化范围适应性较强;
※石灰投量估算:
每投加1mmol/LAl2(SO4)3需石灰3mmol/LCaO.
[CaO]=3[a]-[x]+[δ]
[CaO]--纯石灰CaO投量:
mmol/L;
[a]--混凝剂投量:
[x]--原水碱度:
mmol/LCaO;
[δ]--保证反应顺利进行的剩余碱度:
取0.25-0.5mmol/L(CaO);
典型例题:
某地表水源总碱度为0.2mmol/L。
市售精制硫酸铝(含Al2O3约16%)投量28mmol/L。
试估算石灰(纯度为50%)投量为多少mg/L。
解:
投药量折合Al2O3为:
28mmol/L×
16%=4.48mg/L
Al2O3分子量为102,故投药量相当于:
4.48/102=0.044mmol/L.
剩余碱度取0.37mmol/L,则:
[CaO]=3×
0.044-0.2+0.37=0.3mmol/L。
CaO分子量为56,则市售石灰投量为:
0.3×
56/0.5=33mg/L
3、水中悬浮物浓度影响:
--为提高低浊度原水混凝效果,采取措施:
①投加铝盐或铁盐时,投加高分子助凝剂。
②投加矿物颗粒以增加混凝剂水解产物的凝结中心,提高颗粒碰撞速率,增加絮凝体密度。
③采用直接过滤法。
④聚合氯化铝作为处理高浓度浊度水效果好。
--投加高分子助凝剂;
吸附架桥+电性中和;
⑴混合设备:
--混合设备基本要求:
①药剂与水混合必须快速剧烈、混合均匀;
③保证充分混合条件,水头损失不易太大;
②混合时间不超过2min;
--主要混合设备:
水泵混合、管式混合、机械混合;
1)水泵混合:
--药剂投加在取水泵房吸水管、吸水喇叭口处--利用水泵叶轮高速旋转以达到快速混合目的;
--当取水泵房距水厂处理构筑物较远时,不宜采用水泵混合;
--水泵混合:
通常用于取水泵房靠近水厂处理构筑物,两者间距不宜大于150m。
2)管式混合:
将药剂直接投入水泵压水管以借助管中流速进行混合。
--管中流速不宜小于1m/s;
投药点管内水头损失不小于0.3-0.4m。
3)机械混合池:
--混合时间:
10-30s,最大不超过2min;
混合效果好,不受水量变化影响;
--应避免水流同步旋转而降低混合效果;
⑵絮凝设备:
--絮凝设备:
水力搅拌式、机械搅拌式;
1)隔板絮凝池:
--为避免絮凝体破碎,管道流速及水流转弯处流速应沿程减小;
G值也沿程减小;
--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,絮凝时间较长;
--※隔板絮凝池主要设计参数:
①廊道流速:
起端:
0.5-0.6m/s末端:
0.2-0.3m/s;
流速沿程减小;
为达到流速递减
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