给水处理总复习资料.docx
- 文档编号:890913
- 上传时间:2022-10-13
- 格式:DOCX
- 页数:29
- 大小:35.26KB
给水处理总复习资料.docx
《给水处理总复习资料.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《给水处理总复习资料.docx(29页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
给水处理总复习资料
给水处理
4.1给水处理概论
一.给水水质指标
1.物理指标
(1)浊度
(2)悬浮物(3)臭和味
2.化学指标
(1)杂质或污染物质的单项指标
(2)无机特性的综合指标
(3)有机污染物的综合指标
3.微生物指标
4.放射性指标
二.水质标准
1.生活饮用水水质标准
(1)饮用水水质项目大为增加,从原35项增加到96项
(2)把检测项目分为常规检测项目(34项)和非常规检测项目(62项)
(3)提高了对浊度的要求
(4)在饮用水常规检测项目中增加了耗氧量(高锰酸盐指数):
耗氧量(以O2计)不超过3mg/L,特殊情况下不超过5mg/L。
(5)在无机物、有机物单项项目的选择和限制的确定上,既借鉴国外标准(WHO、欧盟、美国),又考虑中国国情。
(6)重视消毒剂和消毒副产物的危害,从原有的1项,增加到13项。
(7)对部分原有项目的限制提出更严格的要求,共4项:
浊度、铅、镉、四氯化碳。
(8)增加了粪性大肠菌群的项目。
2.工业用水水质标准
3.其他重要水质标准
(1)地表水环境质量标准
(2)其他水质标准
三.给水处理的基本方法与基本工艺
1.给水处理的基本方法
(1)去除颗粒物
方法有:
混凝、沉淀、澄清、气浮、过滤、筛滤(格栅、筛网、微滤机、滤网滤芯过滤器等)、膜分离(微滤、超滤)、沉砂(粗大颗粒的沉淀)、离心分离(旋流沉砂)等
(2)去除、调整水中溶解(无机)离子、溶解气体的处理方法
处理方法有:
石灰软化、离子交换、地下水除铁除锰、氧化还原、化学沉淀、膜分离(反渗透、纳滤、电渗析、浓差渗析等方法)、水质稳定(水中溶解离子的平衡,防止结垢和腐蚀等,详见本书第五章)、除氟(高氟水的饮用水除氟)、氟化(低氟水的饮用水加氟)、吹脱(去除游离二氧化碳、硫化氢等)、曝气(充氧)、除气(锅炉水除氧等)等
(3)去除有机物的处理方法
方法有:
粉状炭吸附、原水曝气、生物预处理、臭氧预氧化、高锰酸钾预氧化、过氧化氢预氧化、预氯化、臭氧氧化、活性炭吸附、生物活性炭、膜分离、大孔树脂吸附(用于工业纯水、高纯水制备中有机物的去除)等
(4)消毒方法
方法有:
氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外线消毒、电化学消毒、加热消毒等
(5)冷却方法
2.给水处理的基本工艺
饮用水处理的工艺分成:
(1)饮用水常规处理工艺
(2)在饮用水常规处理工艺的基础上,增加预处理和(或)深度处理的饮用水处理工艺(3)其他特殊处理工艺
混凝
一.胶体的基本性质
1.胶体的特性
水中杂质按其颗粒大小,可以分成为溶解物、胶体颗粒和悬浮物三大类。
分散颗粒溶解物胶体颗粒悬浮物
颗粒尺寸<0.1nm1~100nm(或100nm)>0.1um(或1um)
典型物质无机离子、小分子有机物等细小黏土颗粒、高分子有机物、腐质酸、病毒、细菌等黏土、粉砂、细菌等
溶液体系真溶液(透明)胶体溶液(混浊)
2.胶体的结构
3.胶体的稳定与凝聚
二.铝盐铁盐混凝剂在水中的反应
1.水解反应
Al3++H2O→Al(OH)2++H+
Al(OH)2++H2O→Al(OH)2++H+
Al(OH)2++H2O→Al(OH)3↓+H+
2.缩聚反应
2[Al(OH)]2+→[Al2(OH)2]4++2H2O
三.水的混凝机理与混凝过程
1.混凝机理
(1)压缩双电层
(2)吸附电中和(3)吸附架桥(4)沉淀物的卷扫或网捕
2.混凝过程
在水处理中,混凝的工艺过程实际上分为“凝聚”与“絮凝”两个过程,对应的工艺或设备称为“混合”与“反应”。
(1)凝聚
在水处理工艺中,凝聚主要指加入混凝剂后的化学反应过程(胶体的脱稳)和初步的絮凝过程。
(2)絮凝
絮凝是指细小矾花逐渐长大的物理过程。
3.混凝动力学
(1)速度梯度
令
式中G—速度梯度,s-1;
du—相邻两水层中水流(颗粒)同向运动的速度差;
dy—相邻两水层垂直与水流方向和距离。
推导G的计算公式:
式中:
F—两层水流间的摩擦阻力;
A—两层水流间的接触面积
μ—水的动力粘度
式中p—对单位体积水体的搅拌功率,W/m3。
得
(2)速度梯度计算
对于机械搅拌,对单位容积水体的搅拌功率为:
式中N—电机功率,KW;
η1――搅拌设备机械效率,约为0.75;
η2――传动系统的效率,0.6~0.9;
η总――总效率,0.5~0.7。
对于水力搅拌,水流对液体所作的功即为水流的水头损失。
式中Q—流量,m3/s;
水的密度(约为1000kg/m3)
h—流过水池的水头损失,m;
T—水力停留时间,s;
g—重力加速度,9.81m/s2。
混凝过程的动力学控制参数如下:
对于混合池:
G=500~1000s-1T=10~30
对于絮凝反应池:
G=20~70s-1GT=104~105
四.混凝剂与助凝剂
1.混凝剂
(1)硫酸铝
Al2O3的含量不小于15.6%,液体产品中Al2O3的含量不小于7.8%,适宜PH值为5.5~8,最佳范围6.5~7.5。
(2)聚合氯化铝
[Al2(OH)nCl6-n]m,式中m为聚合度,通常m≤10,n=3~5。
Al2O3的含量不小于32%和29%,液体产品Al2O3的含量不小于12%和10%,适宜PH值为5~9。
(3)三氯化铁PH值的适应范围(5~11)
(4)硫酸亚铁
(5)聚合硫酸铁
化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,式中n<2,m=f(n)。
PH值范围为5~11,最佳范围6~9。
(6)其他
复合式药剂,如聚合铝铁,聚合铝硅,混凝复合药剂
2.助凝剂
(1)活化硅酸
(2)聚丙烯酰胺(3)石灰(4)其他
3.混凝药剂的投加
(1)投加量确定
(2)投配系统
(3)混凝药剂投加的自动控制
1)数学模型法2)现场模拟试验法3)特性参数控制法
五.混合设备
混合时间一般10~30s,速度梯度500~1000s-1。
1.机械混合
水力停留时间为1~2min,平均速度梯度500s-1左右。
2.水力混合
(1)管式静态混合器
(2)压力水管混合(3)其他有:
跌水混合、漩流混合等。
六.絮凝反应池
絮凝反应池的水力停留时间一般为10~30min,GT值在104~105
1.机械搅拌
总的水力停留时间一般为15~20min,桨板边缘处的线速度从第一级的0.5m/s降到最后一级的0.2m/s。
2.水力搅拌
(1)隔板反应池
起端流速一般为0.5~0.6m/s,末端流速一般为0.2~0.3m/s,水力停留时间20~30min,总的水头损失0.3~0.5m。
(2)折板反应池
各段的流速可分别为:
第一段:
0.25~0.35m/s;
第二段:
0.15~0.25m/s;
第三段:
0.10~0.15m/s。
水力停留时间较短,一般为6~15min。
(3)其他形式的反应池
3.不同形式絮凝池的组合使用
(1)往复式隔板与回转式隔板组合
(2)机械反应与隔板反应组合
七.影响混凝效果的因素
1.水温2.浊度与悬浮物3.水的PH值
沉淀
一.颗粒沉淀特性
1.沉淀分类
(1)自由沉淀
(2)絮凝沉淀(3)拥挤沉淀(4)压缩沉淀
2.离散颗粒沉淀速度
(1)颗粒沉速公式
对于Re<1的层流区,有stokes公式:
对于1≤Re≤1000的过渡区,有Allen公式:
对于Re>1000的紊流区,有Newton公式:
式中Re—雷诺数,u—颗粒沉速,d—颗粒直径;µ――水的动力粘度;
ρ――水的密度;ρs――颗粒的密度g――重力加速度
二.理想沉淀池特性分析
1.理想沉淀池的构成
在理想沉淀池中,对沉淀过程的基本假设是:
(1)沉淀过程属于离散颗粒的自由沉淀,在沉淀过程中各颗粒的沉速不变;
(2)理想沉淀池中的水从左向右水平流动,进水均匀分布在整个过水断面上(AC断面)在池中各点水流速度均为v;
(3)在沉淀过程中,各颗粒的水平运动分量等于水流的水平流速v;
(4)颗粒沉到池底(CD线)就算已被去除。
2.理想沉淀池对颗粒的去除率
理想沉淀池对水中悬浮颗粒的总的去除率为:
3.理想沉淀池中特定颗粒沉速与表面负荷的关系
在理想沉淀池中:
式中t0—沉淀池的水力停留时间;
B—池宽;
A—沉淀池的表面面积;
Q—水的流量;
q0—沉淀池的表面负荷,也称为过流率,即单位时间内单位池表面面积所处理的水量。
三.沉淀池的基本结构与基本设计参数
1.基本结构
(1)进水区与进水穿孔花墙
(2)沉淀区
(3)出水区与出水堰
(4)缓冲层、污泥区与排泥装置
沉淀池排泥系统:
1)多斗池底重力排泥2)穿孔管重力排泥3)机械排泥
2.沉淀池基本设计参数
对于采用混凝沉淀工艺的饮用水处理,沉淀池特定颗粒沉速设计值一般为u0=0.3~0.6mm/s。
根据原水情况,又可采用以下设计数据:
(1)对于原水浊度<250NTU,u0=0.35~0.45mm/s(相当于;q0=1.26~1.62m3/(m2h))
(2)对于原水浊度>250NTU,u0=0.5~0.6mm/s(相当于;q0=1.80~2.16m3/(m2h))
四.沉淀池
1.平流式沉淀池
对平流式沉淀池的有关要求:
(1)沉淀池的长度与宽度之比不得小于4,长度与深度之比不得小于10,以保证断面水流均匀。
(2)平流式沉淀池的水力停留时间一般为1.0~3.0h;
(3)池中水平流速一般为10~25mm/s;
(4)沉淀池的有效水深一般采用3.0~3.5m;
(5)沉淀池的每格宽度(或导流墙间距)一般为3~8m,最大不超过15m。
衡量平流式水力状态的参数:
弗劳德数Fr一般在1×10-4~1×10-5,,雷诺数Re一般在4000~15000。
2.斜板(管)沉淀池
(1)斜板(管)沉淀池的优点:
停留时间短、沉淀效率高、占地省等。
缺点是:
1)运行中斜板(管)中易产生积泥和藻类滋生问题,需定期放空对斜板进行冲洗,积泥过多还易发生斜板压塌事故;
2)斜板(管)材料的费用高
3)因水流在斜板之间停留时间极短(几分钟),斜板沉淀池的缓冲能力及稳定性较差
(2)斜板沉淀池产水量的计算:
斜板沉淀池的表面负荷u0=
式中A斜――各斜板总的水平投影面积之和;
n—斜板数;B—斜板宽度(池宽);l—斜板长度;θ――斜板倾角。
在设计斜板沉淀池时应考虑乘以斜板效率系数η斜,η斜通常取0.6~0.8。
斜板沉淀池的产水量计算公式为:
斜板沉淀池的产水流量为与水流垂直的过水断面面积乘以流速:
即
把v代入前式并整理,可以得到导向流斜板沉淀池产水量的计算式:
A原――斜板沉淀池的池表面面积,等于池的长度*宽度。
同向流斜板沉淀池的计算公式为:
异向流斜板沉淀池,在采用常用斜板结构数据的条件下,一般可采用q斜=9.0~11.0m3/(m2•h).
(3)异向流斜(管)板沉淀池
在给水处理中,异向流斜板沉淀池宜用于进水浊度长期低于1000NTU的原水,斜板(管)沉淀区的液面负荷,应按相似条件下的经验确定,一般可采用9.0~11.0m3/(m2•h)。
斜板部分常用的数据是:
斜板长度l=1m,倾角为60度,板间距(或管径)30~50mm。
沉淀池斜板管下面的配水区高度不宜小于1.5m,斜板管上面的清水区保护高度一般不宜小于1.0m。
(4)同向流斜板沉淀池
同向流的斜板数据一般采用:
板间距35mm,斜板的上部为沉淀区斜板,斜板长度l=2.0~2.5m,倾斜角为40度;斜板的下部为排泥区斜板
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 给水 处理 复习资料