东南大学环境工程水污染控制复习要点docxWord文档格式.docx
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悬浮物、胶体、溶解物;
无机杂质、有机杂质、生物杂质。
去除方法:
悬浮物和胶体,直径大雨0.1伽】泥沙:
在水中自然沉降;
较小的:
混凝沉淀。
溶解物:
有机物:
生物与处理、活性炭、高级氧化、混凝沉淀;
无机物:
混凝沉淀、膜过滤、离子交换、树脂吸附、软化。
4.表征水中有机物的水质指标及各自的含义,各种常用的水质指标及其含义。
(参见PPT)
水质参数:
包括具体参数、替代参数
(l)CODy化学需氧量,代表有机物的含量,指用重銘酸钾在酸性条件下氧化水屮有机物(绝大部分有机物)时所需的氧量。
CODMn:
耗氧量,代表水中易氧化有机物的含量,指用咼猛酸钾氧化水中有机物(易氧化有机物)时所需的氧量。
TOC:
总有机碳,表示水中有机化合物中碳的含量。
DOC:
溶解性有机碳,表示水中溶解性有机化合物中碳的含量。
BDOC:
可生物降解溶解性有机碳,表示水屮溶解性易生物降解有机化合物屮碳的含量。
uv254:
反应水中具有不饱和双键或芳香族化合物的量。
三卤甲烷(THM):
水中三卤甲烷的量,包括氯仿、澳二氯甲烷、二漠氯甲烷、氯仿。
(2)臭:
反映水中产生臭气的物质的量。
味:
反映水中产牛味觉的物质的量。
色度:
反映水中产生颜色的物质的量。
浊度:
指水屮的不溶解物质对光线通过时所产生的阻碍程度。
pH:
表示水中酸、碱的强度。
硬度:
表示水中钙、镁、铁、镭、铝等易形成难溶盐类的金属阳离子的量。
碱度:
表示水中和强酸的能力,主要由氢氧化物、碳酸盐和重碳酸盐引起的。
5•反应器的概念、种类及其特征,学会进行物料衡算。
反应器概念:
在水处理屮,反应器的含义更为宽广,凡是能引起水处理效应的容器或设备,都称为反应器。
理想反应器:
完全混合间歇式反应器(CMB型)、完全混合连续式反应器(CSTR型)、推流式反应器(PF型)等三种。
PF型反应器在进口端是在高浓度C。
下进行反应,只是在出口端才在低浓度G下进行反应。
而CSTR型始终在低浓度Ce下进行反应,故CSTR型反应器生产能力低于PF型。
非理想反应器:
实际的反应器的水流流态介于CSTR与PF之间,可用完全混合连续串联反应器来表述。
四种反应器的比较:
P44
物料衡算:
单位吋间变化量二单位吋间输入量-单位吋间输出量+单位吋间反应量6.水中胶体的稳定性及其原因。
(ppt及书P52)亲水胶体与憎水胶体的稳定有何不同
胶体的稳定性:
胶体的稳定性是指胶体颗粒在水中长期保持分散状态的特性。
原因:
亲水和憎水胶体的共性
(1)胶体的动力稳定性
(2)胶体的带电稳定性(3)胶体的溶剂化作用稳定性
按胶体与水的关系,水屮的胶体分亲水胶体和憎水胶体两类。
与水分子有很好亲合力的胶体成为亲水胶体,I古I体包含在一个大水壳中。
憎水胶体不发生水合现象。
典型的亲水胶体:
水化作用是胶体聚集稳定性的主要原因,带电稳定性则处于次要地位。
憎水胶体:
稳定性决定于胶体颗粒表面的动屯位,即匚电位,由双电层结构得到解释一一DLVO理论。
带电稳定性和动力稳定性起主导作用。
7.DLVO理论(P57)(从胶粒之间相互作用能的角度阐述胶粒相互作用)
排斥势能大于吸收势能一一保持稳定;
吸收势能大于排斥势能一一相互聚集,最后产生沉淀
&
混凝的概念。
混凝:
通过某种方法(如投加化学药剂)使水屮胶体粒子和微小悬浮颗粒聚集的过程。
混凝作用:
去除浊度、色度、部分无机与有机污染物。
影响因素:
水中胶体粒子的性质、混凝剂的水解产物、胶体粒子与混凝剂间的相互作用。
过程包括凝聚和絮凝两个过程。
凝聚:
水中胶体“脱稳”并生成微小聚集体的过程;
絮凝:
脱稳胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。
9.胶体的凝聚机理(压缩双电层、吸附-电性中和、吸附架桥、网捕-卷扫XP60)
亲水胶体脱稳沉降的机理?
混凝剂投加过量,水中悬浮物再稳的原因?
凝聚机理:
(1)电性中和:
包括压缩双电层作用、吸附一电性中和作用
压缩双电层作用:
降低排斥势能峰只能通过降低匚电位来实现。
投入电解质,可压缩胶体的双电层(即扩散层)厚度,从而降低滑动面上的匚电位,进而降低排斥势能峰。
吸附-电性中和作用:
吸附作用指胶核表面直接吸附带相反电荷的聚合离子或高分子物质。
胶核表面的电荷降低,使r电位降低。
降至临界电位Ek时,胶体脱稳凝聚。
(2)吸附架桥:
高分子物质不论带电与否,都与胶粒有吸附作用。
高分子物质分子链的一端吸附某一胶粒后,另一端会吸附另一胶粒,形成“胶粒一高分子一胶粒”的絮凝体。
(3)网捕一卷扫作用:
当铝盐或铁盐混凝剂投加量很大,形成大量的具有三维立体结构的水合金属氧化物沉淀,可以网捕、卷扫水中胶粒而产生沉淀分离,称网捕或卷扫作用。
为机械作用。
再稳的原因:
胶体颗粒与一号离子的作用,首先是吸附,然后才是屮和,由此可推知,胶体颗粒表面电荷不但可以被降为零,而且述可能带上相反的电荷,即使胶体颗粒反号,反生再稳定的现象。
10.无机混凝剂、高分子混凝剂的混凝作用机理?
(1)对铝盐或铁盐混凝剂
PIK3,主要水解产物水合铝离子[A1(1120)6]3+起压缩双电层作用;
pH二4.5-6,主要水解产物多核疑基配合物对负电荷胶体起吸附一电性中和作用,凝聚体密实;
pH二7-7.5,主要水解产物电中性氢氧化铝聚合物[Al(0H)3]n起吸附架桥作用,也存在轻基配合物的吸附一电性中和作用;
天然水的pll=6.5-7.8,胶体在吸附架桥和电性屮和作用下脱稳,取决于铝盐投加量。
投加量过大,发生“再稳”现象;
投加量继续增大,会发生网捕卷扫作用。
(2)高分子混凝剂
阳离子型,对负电荷胶体起电性中和与吸附架桥作用;
非离子型和阴离子型,只起吸附架桥作用。
11・絮凝机理(异向絮凝、同向絮凝)、速度梯度G、GT的概念与意义。
G值和GT值的范围
异向絮凝:
由布朗运动所引起的颗粒碰撞聚集;
同向絮凝:
由水力或机械搅拌推动水流运动所引起的颗粒碰撞聚集,也叫剪切絮凝。
G:
速度梯度,反映了能量消耗的概念,即一个瞬间受剪而扭转的单位体积水流所消耗的功率。
G值约为20-70S1
廿布公式:
GT:
反映在T时间内单位体积水中两种颗粒碰撞总次数的无量纲量。
GT值越大,效果越好5越小)。
但絮凝过程中,絮体逐渐长大,容易破碎,因此G值不宜太大。
GT约为10-105
12.生产中为什么采用多级絮凝?
回转式絮凝池是如何在结构上保证达到絮凝控制指标值的?
原因:
1.根据反应器理论,其效率优于单级反应器;
2.每一级可采用不同的G值,从絮凝开始到絮凝结束,G值逐渐减小,以保护形成的絮体不被破坏。
釆用机械搅拌时,搅拌强度逐渐减小,采用水力絮凝池时,水流速度逐渐减小。
改变廊道的截面积(宽度或者深度)来改变流速,从而降低G值,使其满足各阶段要求
13.低温低浊水不易混凝的原因?
如何提高低温低浊水的混凝效果?
主要原因是颗粒之间的碰撞几率大大减小,此外低温时无机盐混凝剂水解反应慢、水的黏度大,布朗运动减弱都导致絮凝效果变差。
投加混凝剂的同时加入高分子助凝剂,或者在水中投加矿物颗粒如黏土等增加水中颗粒的数量,从而提高碰撞几率,增加混凝水解产物的凝结中心。
14.影响混凝效果的主要因素?
混凝剂的分类及其作用、混凝剂的最佳剂量?
影响因素:
1•水力条件:
通过控制G值或GT值,来实现良好的混合与絮凝。
2.水温影响
表现形式:
低温吋,絮体形成缓慢,絮体细小、松散,沉淀效果差。
高温吋,形成的絮凝体水合作用增强、松散不宜沉降;
污水处理屮,产生的污泥体积大、含水率咼,不易处理。
水解速度、水的黏度、布朗运动。
教材,P.63o对策:
对低温水,增加混凝剂投加量、投加高分子助凝剂。
3•水的pH值和碱度的影响
1、与颗粒表面电荷和电位有关;
2、pH影响混凝剂的水解产物,从而影响到混凝效果。
对不同混凝剂,影响程度不一样。
如:
硫酸铝除浊6.5〜7.5;
Fe3+6.0~8.4;
聚铝5~9。
碱度的意义:
保持稳定的pHo
对策:
投加碱,女ClCaO;
投加量:
[CaO]=3[a]-[x]+[8]o
[a]:
混凝剂投量;
[x]:
原水碱度;
[§
]:
剩余碱度,0.25^0.5mniol/L(CaO)
4•原水水质的影响的影响(颗粒浓度与有机污染物)悬浮物浓度低时,混凝效果差,絮体细小松散。
影响混凝速率。
投加高分子助凝剂(活化硅酸或聚丙烯酰胺)一吸附架桥
投加矿物质一增加混凝剂水解产物的凝结屮心,提高颗粒碰撞速率,增加絮凝体密度。
直接过滤
悬浮物浓度过高时,混凝剂用量增加。
预先沉淀,投加高分子助凝剂。
有机污染物:
吸附,阻碍胶体颗粒碰撞脱稳。
投加预氧化剂(高猛酸钾、臭氧、氯等),增加混凝剂投加量混凝剂的分类:
按作用分为凝聚剂、絮凝剂和助凝剂。
凝聚剂:
混凝过程中主要起脱稳作用而投加的药剂;
絮凝剂:
通过架桥作用把颗粒连接起来以结成絮体而投加的药剂;
助凝剂:
为了改善混凝效果所投加的药剂。
最佳剂量:
主要通过进行杯罐试验确定
15.混凝剂的配制方法、投加、计量方法、各种混合与絮凝设施的结构与适用场合及优缺点
1)混凝剂的配制:
药剂溶解(对于固体混凝剂)和加水稀释至要求投加浓度溶解池:
钢筋混凝土或钢结构或玻璃钢,防腐处理
总池容:
Wl=(0.2"
0.3)W2
溶液池:
钢筋混凝土或钢结构,防腐处理
W2=aQ/(cn)
式屮:
WKW2:
m3;
a:
混凝剂投加量;
Q:
处理水量;
c:
溶液浓度;
n:
每天调希ij次数。
搅拌:
机械搅拌、压缩空气搅拌、水力搅拌。
2)投加:
包括计量和投加两个部分,计量设备:
转子流量计、苗嘴等;
投加方式(投加点:
混凝池进水管道,或混合池)
重力投加:
泵前投加、高位溶液池重力投加
压力投加:
水射投加、泵投加
3)混合设施:
水力、水泵、管式、机械
水力混合:
构造简单,难以适应水质、水量等条件的变化、占地面积大,目前很少采用
水泵混合(泵前加药,利用水泵叶轮产生的涡流而混合。
)混凝效果好,不
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