環(huán)保工程師專業(yè)知識精講班課件講義1-10講

1、 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識一精講班第1講講義一、考試科目環(huán)境法規(guī)與標準注冊環(huán)?？荚嚳颇俊⒎种?、時間分配及題型特點注冊環(huán)?？荚嚳颇?、分值、時間分配及題型特點水污染防治工程技術(shù)污水處理與再生利用工程實踐大氣污染防治工程技術(shù)大氣污染防治工程實踐固體廢物處理處置工程技術(shù)固體廢物處理處置工程實踐物理污染控制工程技術(shù)物理污染控制工程實踐二、考試時間分配及試題分值全國勘察設(shè)計注冊環(huán)保工程師資格的專業(yè)考試分為2天，第一天為專業(yè)知識考試，第二天為專業(yè)案例考試，考試時間每天上、下午各3小時。第一天專業(yè)知識性考題，上、下午各70題，前40題為單選題，每題分值1分，后30題為多選題，每題分值2分，上

2、、下午 合計計分，試卷滿分200分。專業(yè)知識考試不分專業(yè)方向，均為必答題。第二天專業(yè)案例分析考題，分水污染防治、大氣污染防治、固體廢物處理處置、物理污染防治四個專業(yè)方向，每個專業(yè)方向上、下午各25題，內(nèi)容包括各專業(yè)方向的工程技術(shù)與實踐、環(huán)境法規(guī)與標準。考生可根據(jù)自己的實際情況，上、下午只能選擇同一專業(yè)方向的25題作答，多選或跨專業(yè)方向選答無效。每題分值為2分，上、下午合計計分，試卷滿分100分。三、題型特點考題由知識題、綜合能力題、簡單計算題、連鎖計算題及案例分析題組成，連鎖題中各小題的計算結(jié)果一般不株連。水中污染物分類：污水物理化學(xué)處理工程基礎(chǔ)第2篇 水污染防治工程基礎(chǔ)與實踐第1章 污水物理

3、化學(xué)處理工程基礎(chǔ)按污染物在水中的存在狀態(tài)分為：懸浮物、膠體、溶解物按化學(xué)特性分為：無機物、有機物按處理方法分為：物理法、化學(xué)法、生物法1.1混凝大綱要求：掌握混凝的技術(shù)和方法概念：通過投加混凝劑使水中難以沉淀的膠體物質(zhì)以及細小的懸浮物聚集成較大的顆粒，使之能與水分離的過程。1.1.1膠體的基本性質(zhì)膠體的表面電荷與膠體的穩(wěn)定性1.1.2混凝動力學(xué)異向絮凝：細小顆粒在水分子無規(guī)則熱運動的撞擊下做布朗運動所造成的顆粒間碰撞聚集同向絮凝：指由外力所造成的流體運動而產(chǎn)生的顆粒撞碰聚集， 外力有兩種方式：機械攪拌和水力攪拌?；炷^程的控制指標參數(shù)：在水處理中，使膠體脫穩(wěn)的過程稱為“凝聚”，脫穩(wěn)膠體相互聚集

4、的過程稱為“絮凝”，混凝是兩者的統(tǒng)稱。凝聚的設(shè)備為混合設(shè)備，絮凝的設(shè)備為絮凝池，要掌握其控制參數(shù)混合池：速度梯度G=5001000S-1，水力停留時間T=1060S，GT=（13）104 絮凝池： G=2070S-1，水力停留時間T=1520S，GT=104105混凝工藝混凝機理：電性中和：由于異號離子、異號電荷或高分子帶異號電荷部位與膠核表面的靜電吸附，中和了膠體原來所帶電荷，從而使膠體脫穩(wěn)。吸附架橋：利用高分子的長鏈結(jié)構(gòu)來連接膠粒形成“膠粒-高分子-膠?！钡男鯛铙w。沉淀物的卷掃（網(wǎng)捕）：以鋁鹽和鐵鹽為滋凝劑時，所產(chǎn)生的氫氧化鋁和氫氧化鐵在沉淀過程中，能夠以卷掃（網(wǎng)捕）形成，使水中的膠體微粒

5、隨其一起下沉。關(guān)于混凝工藝今年考了一道題：題目是陰離子型有機高分子絮凝劑去除水中膠體粒子的主要作用機理：選項為a壓縮雙電層；b電性中和；c吸附架橋；d沉淀網(wǎng)捕，根據(jù)教材中29至31頁的內(nèi)容可知應(yīng)該選擇c吸附架橋，即投加的有機高分子絮凝 劑的某一基團與膠粒表面某一部位互相吸附后，該高分子的其余部位則伸展在溶液中，可以與表面有空位的膠粒吸附，這 樣形成了一個“膠粒-高分子-膠?！钡男鯛铙w，高分子起到了對膠粒進行架橋連接的作用。影響混凝的主要因素：水溫：水溫低影響混凝效果PH值：對于不同混凝劑的影響程度不同堿度：應(yīng)保證一定的堿度水中雜質(zhì)的性質(zhì)、組成和濃度：大小不一的顆粒有利于凝聚混凝劑的配制與投加：

6、混凝劑與助凝劑：助凝劑是為了改善或強化混凝過程而投加的一些輔助藥劑?；炷齽┑呐渲婆c投加溶解池（儲液池）容積：W1=（0.20.3）W2溶液池容積：計量設(shè)備：定量投藥泵、轉(zhuǎn)子流量計、電磁流量計、孔口計量設(shè)備等藥劑投加：重力投加、壓力投加混合和絮凝的基本要求和方式影響混合的因素：藥劑的品種、濃度、原水的溫度、水中顆粒的性質(zhì)和大小等，混合方式基本上可分為水力混合和機械攪拌混合兩類。完成絮凝的兩個主要條件：具有充分絮凝能力的顆粒和保證顆粒獲得適當?shù)呐鲎步佑|而不致破碎的水力條件。沉淀、澄清及濃縮1.2沉淀、澄清及濃縮大綱要求：掌握沉淀、澄清及污泥濃縮的技術(shù)和方法1.2.1沉淀原理和分類沉淀原理：利用某些

7、懸浮顆粒的密度大于水的特性，將其從水中去除。沉淀分類自由沉淀絮凝沉淀擁擠沉淀壓縮沉淀在城市污水處理流程中，在沉砂池中砂粒的沉淀一般為自由沉淀，活性污泥在二沉池中為絮凝沉淀，二沉池下部污泥的沉淀為擁擠沉淀，活性污泥在污泥濃縮池中的濃縮過程為壓縮沉淀，這部分內(nèi)容今年也出了一道題目，題目的內(nèi)容大致是關(guān)于沉淀分類的論述哪一項是正確的：4個選項內(nèi)容為：a沉砂池是自由沉淀；b混凝沉淀為絮凝沉淀；c二沉池底部應(yīng)該是壓縮 沉淀，與污泥濃縮池一樣；d濃縮池是壓縮沉淀，從選項內(nèi)容來看，abd都是正確的，c選項中二沉淀下部污泥的沉淀為擁擠沉淀，不是壓縮沉淀，所以c錯誤。沉淀顆粒的沉速低流速的離散性顆粒，在水中受到重

8、力、浮力和水的阻力三個力的作用，其合力決定顆粒在水中的加速度和沉速。沉淀試驗自由沉淀試驗絮凝沉淀（干擾沉淀）試驗擁擠沉淀試驗1.2.2沉淀池沉淀池的分類按池內(nèi)水流方向的不同，可以分為平流式沉淀池、輻流式沉淀池和豎流式沉淀池按在工藝流程中位置不同，可分為初沉池和二沉池按截除顆粒沉降距離不同，可分為一般沉淀池和淺層沉淀池平流式沉淀池：構(gòu)造：進水區(qū)、出水區(qū)、沉淀區(qū)、緩沖層、污泥區(qū)及排泥裝置平流式沉淀池的工作原理掌握沉淀池的設(shè)計計算：根據(jù)靜置沉淀試驗所求得的沉速和表面負荷等數(shù)據(jù)來計算。（P41P42的公式） 掌握污泥區(qū)的計算公式緩沖水層（位于污泥區(qū)和澄清區(qū)之間）的深度可取0.30.5m 沉淀池的個數(shù)宜

9、在2個以上。掌握平流式沉淀池的進出水裝置和排泥斗形式以及平流式沉淀池的設(shè)計技術(shù)參數(shù)的選擇（見第三章內(nèi)容）平流沉淀池的優(yōu)缺點輻流式沉淀池可作為初沉池或二沉池構(gòu)造優(yōu)缺點設(shè)計要求和參數(shù)選擇（掌握設(shè)計參數(shù)）豎流式沉淀池掌握設(shè)計要求和參數(shù)選擇：例如設(shè)計中心管流速不大于30mm/s等斜板（管）沉淀池分類：側(cè)向流、同向流、異向流斜板（管）沉淀池掌握設(shè)計要求和參數(shù)的選擇掌握其應(yīng)用條件：例如其不宜作為二沉池使用，主要原因是活性污泥的黏度大，易因污泥的黏附而影響沉淀效果。1.2.3澄清池原理是利用高濃度的活性泥渣層的接觸絮凝作用，將水中雜質(zhì)阻留，使水得到澄清。類型與特點循環(huán)（回流）泥渣型澄清池是利用機械或水力的作

10、用，使部分沉淀泥渣循環(huán)回流以增加和水中雜質(zhì)的接觸碰撞和吸附機會，提高混凝的效果。包括機械攪拌澄清池和水力循環(huán)澄清池等a機械攪拌澄清池特點：單位面積處理量較大，但設(shè)備的日常管理和維修工作量較大，適用于較大的處理規(guī)模。適用條件：無機械刮泥時，進水濁度一般不超過500度，有機械刮泥時，一般為5003000度 b水力循環(huán)澄清池由于絮凝不夠充分，對水質(zhì)和水溫適應(yīng)能力較差，目前應(yīng)用不太多，適用于中、小型處理規(guī)模。懸浮泥渣型澄清池工作原理：是使上升水流的流速等于絮粒在靜水中靠重力沉降的速度，絮粒處于既不沉淀又不隨水流上升的懸浮狀態(tài)，當絮粒集結(jié)到一定厚度時，就構(gòu)成泥渣懸浮層，原水通過時，水中雜質(zhì)與絮粒碰撞接觸

11、，并被懸浮泥渣層的絮粒吸附、過濾而截留下來。包括懸浮澄清池和脈沖澄清池等。a懸浮澄清池適用于中、小處理規(guī)模，對進水水量、水溫及加藥量較敏感，可建成單層式或雙層式，單層式適用于原水濁度長期低于3000度以下，雙層式可適用原水濁度超過3000度左右。單池面積不宜超過150m2 b脈沖澄清池澄清效率高，具有脈沖的快速混合、緩慢充分的絮凝、大阻力配水系統(tǒng)而使布水較均勻、水流垂直上升和池體利用較充分等優(yōu)點，多用于處理原水濁度小于3000度的水。一般脈沖澄清池的脈沖周期可采用3040s，充放時間比為3：14：1 1.2.4污泥濃縮其工藝有重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮三種方式，國內(nèi)一般采用重力濃縮。濃縮的目

12、的污泥的含水率非常高，達95%以上，因而其體積非常大，濃縮的目的在于減容，例如含水率由99%降到96%時，體積可減小3/4，可為后續(xù)的污泥處理創(chuàng)造條件。重力濃縮池間歇式連續(xù)式重力濃縮池的設(shè)計其工藝設(shè)計見第3章。 保 存 打 印 關(guān) 閉 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識一精講班第2講講義1.3沉砂沉 砂沉砂目的及原理大綱要求：掌握沉砂的技術(shù)和方法目的是在泵站或初沉池前去除城市污水比重約為2.65的砂粒以及工業(yè)廢水中的金屬粉粒等比重較大的無機顆粒物，以減輕顆粒物對泵和管道的磨損以及減輕初沉池的負荷，保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運行。（顆粒物的沉淀為自由沉淀）沉砂池的類型及特點平流沉砂池構(gòu)造：

13、由入流渠、出流渠、閘板、水流部分及沉砂斗組成。污水在沉淀區(qū)水平流動，通過控制流速等參數(shù)理論上讓無機顆粒進行自由沉淀。設(shè)計參數(shù)：設(shè)計流量、水平流速、水力停留時間、沉砂池有效水深、分格數(shù)、每一格沉砂池的寬度、沉砂量以及沉砂池超高等，第3 章進行講解。曝氣沉砂池原理：利用側(cè)向鼓入的空氣的作用使池內(nèi)水做旋流運動，增加了無機顆粒之間的互相碰撞、磨擦的機會和強度，導(dǎo)致顆粒表面附著的有機物脫落，比重大的被甩向池的外側(cè)下沉，而比重較輕的有機物則被水流帶走，克服了平流沉砂池中約夾雜有15%有機物的缺點。設(shè)計參數(shù)：最大旋流速度（0.250.3m/s）、水平前進流速（0.060.12m/s）、停留時間（12min）

14、、有效水深（23m）、寬深比（1.01.5）、長寬比（5）和曝氣量（0.10.2m3/m3污水）等，具體在第3章講解。鐘式沉砂池是旋流沉砂池的一種，目前應(yīng)用較廣泛，利用機械力控制沉砂池內(nèi)水流流態(tài)與流速，加速砂粒的沉淀，污水由流入口切線方向流入沉砂區(qū)，利用電動機及傳動裝置帶動葉片將比重大的砂粒在離心力的作用下甩向池壁，掉入砂斗，有機物則留在污水中。最佳沉砂效果可由調(diào)整轉(zhuǎn)速來控制。關(guān)于沉砂池的內(nèi)容07年的考試內(nèi)容也有涉及，是關(guān)于曝氣沉砂池的三道連鎖題，第一道是有關(guān)曝氣沉砂池的參數(shù)論述，這個內(nèi)容好查，在設(shè)計規(guī)范中有，第二道是計算供氧量，第三題記不清了，這幾道題的計算過程應(yīng)參照本書285頁的內(nèi)容，咱們

15、第三章再詳細學(xué)習(xí)。另外，本節(jié)也可能出這樣的題，如題目為： 沉砂池的主要功能是（） 。 A去除密度較大的有機顆粒 B去除密度較小的有機顆粒 C去除密度較小的無機顆粒 D去除密度較大的無機顆粒從本書50頁的內(nèi)容可知應(yīng)選D，去除密度較大的無機顆粒。隔油隔 油大綱要求：掌握隔油的技術(shù)和方法含油廢水主要來源于石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發(fā)生站、機械加工等。油品在廢水中的狀態(tài)（主要包括四種狀態(tài)）懸浮狀態(tài)：油珠粒徑一般大于100m乳化狀態(tài)：油珠粒徑小于10m，一般為0.12m溶解狀態(tài)：油珠粒徑比乳化狀態(tài)的小，有的可小到幾納米，溶于水重油：可用沉淀法去除比重大于1的重油對于含油廢水的處理，一般采用重力分離

16、法去除懸浮狀態(tài)的油和重油，其構(gòu)筑物為隔油裝置，對于乳化狀態(tài)的油一般采用破乳混凝氣浮工藝進行處理。隔油原理粒徑較大的浮油的上浮規(guī)律遵從斯托克斯公式，應(yīng)掌握公式中參數(shù)的確定。隔油池構(gòu)造和工作原理平流式隔油池廢水從池的一端流入，從另一端流出，其中比重小于1且粒徑較大的油珠上浮到水面上，而比重大于1的雜質(zhì)則沉于池底，上浮的油可油刮板刮到出水端，由集油管排出，沉渣則可通過排泥管排出。優(yōu)點是構(gòu)造簡單，便于運行管理，除油效果穩(wěn)定，缺點是池體大，占地面積多。斜板隔油池采用波紋形斜板，廢水沿板面向下流動，從出水堰排出，水中的油珠沿板的下表面向上流動，然后經(jīng)集油管收集排出，水中的懸浮物沉降到板上表面，落到池底可經(jīng)

17、排泥管排出。目前我國一些含油廢水處理站，多采用這種形式的隔油池。隔油池的設(shè)計參數(shù)平流式隔油池（去除油珠粒徑不小于150m）污水停留時間（1.52h），污水的水平流速（25m/s），單格池寬不大于6m，長寬比不小于4，有效水深不應(yīng)大于2m，超高不小于0.4m，刮泥機的刮板移動速度不大于2m/min，排泥管的直徑不小于200mm，集油管直徑宜為200300mm，池底坡度為0.010.02，污泥斗傾角為45，考慮加熱及滅火設(shè)施。斜板隔油池（去除油珠粒徑不小于80m）表面水力負荷（0.60.8m3/m2h），斜板的凈距為40mm左右且傾角不應(yīng)小于45。氣浮氣 浮氣浮原理大綱要求：掌握氣浮的技術(shù)要點向水

18、中通入空氣，產(chǎn)生微細的氣泡，使水中的細小懸浮物黏附在空氣泡上，隨氣泡一起上浮到水面，形成浮渣，達到去除水中懸浮物，改善水質(zhì)的目的。氣浮的影響因素及提高氣浮效果的措施氣泡直徑越小，數(shù)量越多，氣浮的效果越好；水中的無機鹽類會加速氣泡的破裂和合并，降低氣浮效果；投加混凝劑會促進懸浮物凝聚，使其黏附在氣泡而上?。豢杉尤敫∵x劑使親水性顆粒表面轉(zhuǎn)化為疏水性物質(zhì)而黏附在氣泡上，隨氣泡上浮。氣浮法的分類和適用范圍分類：電解氣浮法：運行時借助電極解作用，在兩個電極區(qū)不斷產(chǎn)生氫、氧和氯氣等微氣泡，廢水中的懸浮顆粒黏附于氣泡上上浮到水面而被去除。工藝簡單，設(shè)備小，但電耗大。散氣氣浮法：是空氣通過微細孔擴散裝置或微孔

19、管或葉輪后，以微小氣泡的形式分布在污水中進行氣浮處理的過程。優(yōu)點：簡單易行。缺點：氣泡較大，氣浮效果不好。溶氣氣浮法：包括加壓溶氣氣浮和溶氣真空氣浮，加壓溶氣氣浮是空氣在加壓條件下溶于水中，而在常壓下析出。（國內(nèi)外較常用） 溶氣真空氣浮是空氣在常壓或加壓條件下溶于水中，在負壓條件下析出。（氣浮法）適用范圍：分離懸浮油和乳化油可代替活性污泥法的二沉池對曝氣池出流混合液進行固液分離可分離工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)（如紙漿）可分離以分子或離子狀態(tài)存在的物質(zhì)（如金屬離子、表面活性物質(zhì)等）加壓溶氣氣浮法系統(tǒng)組成：包括溶氣系統(tǒng)、空氣釋放裝置、氣浮池。工藝流程分類：全溶氣流程部分溶氣流程回流加壓溶氣流程溶氣方式：

20、水泵吸水管吸氣溶氣方式、水泵壓水管射流溶氣方式和水泵-空氣壓縮機組合溶氣方式。加壓溶氣氣浮的優(yōu)點：加壓情況下，水中空氣溶解度大，能提供足夠的溶氣量，以滿足不同的氣浮要求；突然減壓釋放產(chǎn)生的氣泡直徑小（20100 ），粒徑均勻，微氣泡上浮穩(wěn)定，對液體的擾動小，特別適用于松散絮體和細小顆粒的固液分離；流程簡單，維護管理方便。氣浮池形式：平流式氣浮池：被處理的廢水由池一端的下部進入接觸區(qū)，微氣泡與廢水進行均勻混合，使其中的懸浮顆粒黏附于氣泡上，廢水經(jīng)隔板進入氣浮分離區(qū)進行分離后，水中污染物隨氣泡一起上浮到水面上，經(jīng)刮渣設(shè)備刮除。優(yōu)點：池身淺，造價低，構(gòu)造簡單，管理方便缺點：分離區(qū)容積利用率不高。豎流

21、式氣浮池：優(yōu)點：接觸區(qū)在池中央，水流向四周分散，水力條件比平流式好， 缺點：構(gòu)造較復(fù)雜。設(shè)計參數(shù)：有效水深、表面負荷、接觸區(qū)上端和下端的水流上升速度、分離區(qū)向下的流速、氣固比、氣浮過程中空氣的實際用量、回流比、減壓釋放出的微氣泡直徑等。氣浮法的優(yōu)缺點（與沉淀法相比）優(yōu)點：氣浮過程中增加了水中的溶解氧，浮渣含氧，不易腐化，有利于后續(xù)處理；氣浮池表面負荷高，水力停留時間短，池深淺，體積??；浮渣含水率低，排渣方便；投加絮凝劑處理廢水時，所需的藥量較少。缺點：耗電多，比每立方米廢水比沉淀法多耗電0.020.04KWh，運營費用偏高； 廢水懸浮物濃度高時，減壓釋放器容易堵塞，管理復(fù)雜。氣浮法在廢水處理中

22、的應(yīng)用在石油化工、紡織、印染、機械化工、拆船和食品等行業(yè)的廢水處理中得到應(yīng)用，另外在淋浴廢水和城市污水處理中的應(yīng)用亦增多。用于含油廢水處理羽毛清洗廢水處理某體育用品廠為處理羽毛清洗廢水所選用的氣浮池的參數(shù)為：溶氣壓力0.4MPa，回流比30%，HRT60min。經(jīng)氣浮處理后，廢水中的COD、BOD和SS等大大減少，滿足排放要求。關(guān)于氣浮內(nèi)容較多，有可能出題，例如某一題目為： 實現(xiàn)氣浮法不需具備的條件是（ ）。A向廢水提供充足的微細氣泡 B使廢水中的污染物質(zhì)能形成懸浮狀態(tài) C使氣泡與懸浮物質(zhì)產(chǎn)生黏附作用 D使用可提高懸浮顆粒表面水密性的助凝劑從本節(jié)內(nèi)容可知D是不需具備的條件，為正確答案。 保 存

23、 打 印 關(guān) 閉 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識一精講班第3講講義過濾過 濾過濾原理主要包括遷移、附著和脫附三個過程。過濾周期及反沖洗過濾周期大綱要求：掌握過濾的過程和方法工程應(yīng)用中，設(shè)計和運行是以水頭損失來控制過濾周期，當濾料的水頭損失達到最大允許值時，就停止過濾，沖洗濾池。反沖洗的方法單獨用水反沖洗：用高速水流沖洗優(yōu)點：只需一套反沖洗系統(tǒng)。缺點：沖洗耗水量大，當沖洗強度控制不當時，可能產(chǎn)生礫石承托層松動，沖洗后濾料因水力分級呈上細下粗的分層結(jié)構(gòu)狀態(tài)。氣水聯(lián)合反沖洗：采用空氣和水流同時沖洗。優(yōu)點：沖洗效果好，耗用水量少小，沖洗過程中不需濾層流化。缺點：需增加空氣系統(tǒng)，與單獨用水沖

24、洗相比所需設(shè)備較多。帶表面輔助沖洗的水反沖洗在濾層表面設(shè)置高速水沖洗系統(tǒng)，利用高速水流對表層濾料加以攪動，增加濾料顆粒的碰撞機會，利用高速水流的剪切作用來提高反沖洗效果。濾池的基本構(gòu)造主要由濾料層、配水系統(tǒng)和承托層組成。濾料層顆粒濾料過濾廢水處理中可用石英砂、無煙煤、陶粒、纖維球、聚氯乙烯球等作為濾料。例如以石英砂作濾料時，砂粒徑為0.52.0mm，該值大于給水濾池的石英砂粒徑（0.5mm）；反沖洗強度可取1820L/m2/s，亦大于給水過濾時的1215 L/m2/s。廢水懸浮物濃度高時，為了提高濾池的納污量，延長過濾周期，可采用粗濾料、雙層或三層濾料和上向流濾池。處理廢水的上向流濾池為下部進

25、水，上部出水，各層濾料截污力能完全發(fā)揮，水頭損失上升緩慢。例如，處理廢水的某上向流濾池的濾料級配由上而下分別為：上部細砂層，砂粒徑為12mm，層厚1500mm；中部砂層，砂粒徑為2 3mm，層厚300mm；下部粗砂層，砂粒徑1016mm，層厚100mm。多孔濾料過濾去除毛紡、化纖和造紙等行業(yè)廢水中的懸浮細纖維而采用的篩網(wǎng)過濾即為多孔濾料過濾。配水系統(tǒng)和承托層配水系統(tǒng)一般分為大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)兩類。承托層一般是配合管式大阻力配水系統(tǒng)使用，若采用中小阻力配水系統(tǒng)，且配水孔眼數(shù)量多、尺寸小，配水本身已很均勻，濾料本身不會從孔眼漏掉的話，承托層可以適當減小或省去。濾池的分類濾池按濾料組成分

26、為：單層濾料、雙層濾料、多層濾料及混合濾料濾池。按水流方向分為：下向流、上向流、雙向流和輻向流濾池。按濾速大小分為：慢濾池、快濾池和高速濾池。按濾池的布置或構(gòu)造分為：普通快濾池、雙閥濾池、無閥濾池、虹吸濾池、移動沖洗罩濾池和V型濾池。按過濾驅(qū)動力分為：重力濾池、壓力濾池。城市污水三級處理中過濾單元的設(shè)計要點（給排水設(shè)計手冊第5冊規(guī)定）濾池的反沖洗三級處理中對濾池反沖洗的要求高，建議采用氣、水反沖洗與表面沖洗相結(jié)合的聯(lián)合反沖洗方式。濾池池型避免選用虹吸濾池等反沖洗能力較差的池型，而應(yīng)優(yōu)考慮選用移動沖洗罩濾池、V型濾池和T型濾池等表面沖洗能力較強的池型。由于雙閥濾池和四閥濾池具有技術(shù)成熟、運行穩(wěn)定

27、、操作可靠等優(yōu)點，常被采用。濾池的設(shè)計參數(shù)與給水處理中濾池的設(shè)計參數(shù)相比，在城市污水三級處理中濾層的厚度和濾料粒徑都較大，但濾速則略小。在城市污水三級處理中過濾單元的主要設(shè)計參數(shù)主要為：濾層主要有效粒徑、濾層厚度、不均勻系數(shù)，當濾料不同時，參數(shù)也有變化濾速：610m3 /m2h反沖洗：采用氣水聯(lián)合反沖、水沖洗和表面沖洗時分別有不同的參數(shù)。工作周期：12h壓力濾池和微孔篩濾機壓力濾池是一個密閉的鋼罐，里面裝有和快濾池相似的配水系統(tǒng)和濾料等，在壓力下操作運行。在小規(guī)模的中水處理流程中過濾單元多采用壓力濾罐，其特點是占地少，建設(shè)周期短，有定型產(chǎn)品，且運行管理方便。微孔篩濾機是利用微孔篩濾網(wǎng)進行固液分

28、離，過濾機理主要是機械篩濾作用。特點是占地面積小，處理量大，操作管理方便，在啤酒生產(chǎn)廢水的預(yù)處理中獲得廣泛應(yīng)用。設(shè)計參數(shù)：濾網(wǎng)孔徑為3560m，水力負荷：0.10.4m3 /m2min，水頭損失小于0.30.5m，反沖洗水量占總濾水量的1%3%。過濾的內(nèi)容非常重要，在給水處理以及城市污水三級處理中都要用到濾池的設(shè)計，所以要認真復(fù)習(xí)。出題時可能出敘述性的，也有可能結(jié)合后續(xù)章節(jié)出一些設(shè)計性的題目等。應(yīng)將本節(jié)內(nèi)容結(jié)合后續(xù)章節(jié)進行復(fù)習(xí)。例如某一不定項選擇題，題目為：多孔材料過濾具有的優(yōu)點是（）。A簡單、高效 B不加化學(xué)藥劑、運行費低 C占地面積小D維修方便從過濾的基礎(chǔ)知識可知，ABCD四個選項都是正確

29、的。另一道不定項選擇題，題目內(nèi)容是：顆粒材料過濾濾料可采用（ ）。A石英砂、無煙煤、陶粒 B大理石、白云石 C石榴石、磁鐵礦石 D纖維球、聚氯乙烯或聚丙烯球?qū)W習(xí)過本節(jié)內(nèi)容可知，廢水處理中最常用的是濾料是石英砂，此外常用于雙層和多層濾料中的還有無煙煤、磁鐵礦、石榴石、金剛砂等，輕質(zhì)濾料可以采用，聚氯乙烯球等，所以本題的正確答案是ABCD，即，題目中所列出的均可以作為顆粒材料過濾濾料。吸附吸 附大綱要求：熟悉吸附的技術(shù)和方法，了解主要吸附劑的性能和影響因素吸附：溶液中的物質(zhì)由一相向某種適宜的另一相界面上積累的過程。在廢水處理中，用吸附作用來去除廢水中的污染物質(zhì)時，一般都是通過固液界面的吸附來實現(xiàn)的

30、，具吸附能力的多孔性固體物質(zhì)稱為吸附劑。吸附原理吸附是一種在兩相界面上發(fā)生的表面現(xiàn)象，與物質(zhì)表面張力和表面能的變化有關(guān)，符合熱力學(xué)第二定律，可用吉布斯方程式表示：式中，若某溶質(zhì)能降低溶液的表面張力，即為負值，為正值，產(chǎn)生正吸附，若某溶質(zhì)能增加溶液的表面張力，則為正值，為負值，產(chǎn)生負吸附，稱為解吸。吸附的類型物理吸附：特點是吸附熱較小，低溫就能進行，吸附是可逆的，吸附基本沒有選擇性。化學(xué)吸附：特點是吸附熱較大一般在較高溫度下進行；當化學(xué)鍵力大時，吸附是不可逆的；吸附有選擇性，一種吸附劑只對某種或幾種吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué)吸附。離子交換吸附：水處理中，吸附往往是由上述3種吸附綜合作用的結(jié)果，但由于吸附質(zhì)和

31、吸附劑的不同以及其他因素的影響，可能某種吸附是主要的。吸附等溫線在溫度一定的條件下，吸附容量隨吸附質(zhì)平衡濃度的增大而提高，吸附容量隨平衡濃度而變化的曲線稱為吸附等溫線。常見的吸附等溫線有型和型兩種類型。型吸附等溫線與朗格謬爾和弗蘭德利希吸附等溫式相對應(yīng)，型吸附等溫線與BET等溫式相對應(yīng)。應(yīng)理解這幾個公式，并掌握公式中各參數(shù)的計算過程。吸附速率吸附速率是指單位重量的吸附劑在單位時間內(nèi)所吸附的吸附質(zhì)質(zhì)量。吸附速率越快，吸附質(zhì)與吸附劑接觸時間就越短，所需的吸附設(shè)備容積也就越小。吸附速率取決于吸附質(zhì)的傳質(zhì)過程，對于多孔吸附劑，傳質(zhì)分為以下三步：吸附質(zhì)從溶液主體擴散到吸附劑外表面，這是吸附質(zhì)透過吸附劑表

32、面液膜的傳質(zhì)簡稱外擴散；吸附質(zhì)由吸附劑顆粒的外表面，經(jīng)顆粒內(nèi)的細孔擴散到顆粒的內(nèi)表面，簡稱內(nèi)擴散；吸附質(zhì)在吸附劑的表面上被吸附。常用吸附劑及影響吸附的主要因素常用吸附劑活性炭、磺化煤、活化煤、沸石、活性白土、硅藻土、腐殖質(zhì)酸、焦炭、木炭、木屑、爐渣和粉煤灰等，應(yīng)用較多的是活性炭?；钚蕴康奶匦曰钚蕴康谋缺砻娣e和孔隙結(jié)構(gòu)活性炭具有巨大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)。比表面積可達5001700m2/g，其中小孔容積一般為0.150.9ml/g，表面積占比表面積的95%以上，過渡孔容積一般為0.020.1ml/g，表面積占比表面積的5%左右，而大孔容積一般為0.20.5ml/g，表面積很小，只有0.5 2

33、m2/g?；钚蕴康谋砻婊瘜W(xué)性質(zhì)由于活性炭表面有OH基等，所以具有一些極性。影響活性炭吸附的主要因素活性炭吸附劑的性質(zhì)其表面積越大，吸附能力就越強； 活性炭是非極性分子，易于吸附非極性或極性很低的吸附質(zhì)；活性炭吸附劑顆粒的大小，細孔的構(gòu)造和分布情況以及表面化學(xué)性質(zhì)等對吸附也有很大的影響。吸附質(zhì)的性質(zhì)取決于其溶解度、表面自由能、極性、吸附質(zhì)分子的大小和不飽和度、附質(zhì)的濃度等。廢水PH值活性炭一般在酸性溶液中比在堿性溶液中有較高的吸附率。PH值會對吸附質(zhì)在水中存在的狀態(tài)及溶解度等產(chǎn)生影響，從而影響吸附效果。共存物質(zhì)共存多種吸附質(zhì)時，活性炭對某種吸附質(zhì)的吸附能力比只含該種吸附質(zhì)時的吸附能力差。溫度溫度

34、對活性炭的吸附影響較小接觸時間應(yīng)保證活性炭與吸附質(zhì)有一定的接觸時間，使吸附接近平衡，充分利用吸附能力。吸附操作方式靜態(tài)吸附適用于處理水量小或吸附劑性質(zhì)特殊的情況下。動態(tài)吸附廢水在流動時進行的吸附為動態(tài)吸附，其工藝可分為固定床、移動床、流化床三種。固定床：在水處理工藝中常用。由于處理水量、原水水質(zhì)和處理出水水質(zhì)指標的不同，工程中可采用單床、多床串聯(lián)和多床并聯(lián)等三種操作方式。移動床和流化床在廢水處理中應(yīng)用較少。吸附床的設(shè)計吸附試驗確定吸附容量試驗主要是確定吸附容量公式中各參數(shù)關(guān)系并求出相應(yīng)的吸附等溫線。確定吸附速率試驗測定不同時間水樣中溶質(zhì)濃度，直到濃度不再變化為止，根據(jù)數(shù)據(jù)求出吸附速率。裝置試驗

35、選用直徑為100150mm、高為1.52.5m的吸附柱裝置，吸附劑層厚度約1.01.5m。可進行多床串聯(lián)試驗，并繪制穿透曲線，利用此曲線確定使吸附容量得以充分利用的吸附操作方式。主要設(shè)計參數(shù)包括吸附塔直徑（13.5m）、充填層厚度（310m）、充填層與塔徑之比（1：14：1）、活性炭粒徑（0.52.0mm）、接觸時間（1050min）、容積線速度、過濾線速度（升流式：925m/h，降流式：712m/h）、反沖洗線速度、反沖洗時間（38min）、反沖洗周期（872h）、反沖洗膨脹率等?；钚蕴课椒ㄔ谒幚碇械膽?yīng)用廣泛應(yīng)用于在城市污水處理、飲用水及工業(yè)廢水處理。城市污水處理廢水中的一些有機物是難于

36、為微生物或一般氧化法所氧化分解的，如酚、苯、石油及其產(chǎn)品、殺蟲劑、洗滌劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成有機物，經(jīng)生化處理后很難達到對排放要求較高的水體中排放的標準，也嚴重影響廢水的回用，因此需要深度處理。由于活性炭對有機物的吸附能力大，在廢水深度處理中得到廣泛的應(yīng)用，具有以下優(yōu)點：處理程度高，城市污水用活性炭進行深度處理后，BOD可降低99%，TOC可降到13mg/L。應(yīng)用范圍廣，對廢水中絕大多數(shù)有機物都有效，包括微生物難于降解的有機物。適應(yīng)性強，對水量及有機物負荷的變動有較強的適應(yīng)性能，可得到穩(wěn)定的處理效果。粒狀炭可進行再生重復(fù)使用，被吸附的有機物在再生過程中被燒掉，不產(chǎn)生污泥?？苫?/p>

37、收有用物質(zhì)，例如用活性炭處理含酚廢水，用堿再生吸附飽和的活性炭，可以回收酚鈉鹽。設(shè)備緊湊、管理方便。飲用水深度處理中的應(yīng)用活性炭吸附是建立在常規(guī)給水處理基礎(chǔ)上，一般設(shè)置在砂過濾之后，也可與砂濾料組成雙層濾料過濾或以活性炭過濾代替砂過濾。在利用活性炭吸附進行飲用水深度處理的過程中，發(fā)現(xiàn)在活性炭濾料上生長有大量的微生物，使出水水質(zhì)提高且再生延長，于是發(fā)展了一種經(jīng)濟有效的去除水中的微污染物質(zhì)的生物活性炭工藝，流程為原水（加入混凝劑）澄清過濾（加入臭氧）再利用活性炭吸附，最后是出水。工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用很多工業(yè)廢水很難或不能采用生化處理，采用其他方法時，有的不能達到排放標準，或運行費用較高，或操作較麻

38、煩等，例如有毒的有機化合物和某些金屬及其化合物等。工程實踐表明，活性炭對這些物質(zhì)有很強的吸附能力。例如：某染料廠排放廢水量為320m3/d，主要污染物二硝基氯苯為10001200mg/L，酸（以硫酸計）0.5%，工藝流程為：先進入調(diào)節(jié)池（5060攝氏度），冷卻沉降后進入廢水池（3040攝氏度），再用固定床式吸附塔進行吸附，經(jīng)石灰石膨脹中和濾池后排放，其中冷卻沉降的結(jié)晶二硝基氯苯可以回收。吸附塔的工藝參數(shù)：濾速1415m/h；接觸時間0.25h，采用二塔串聯(lián)，一塔備用，塔徑900mm，塔高5m，每塔裝活性炭2.0m3，重1.09t，裝炭高度3.2m，經(jīng)處理后，吸附塔進水二硝基氯苯為700mg/L

39、，出水為5mg/L，PH值大于6，達到排放標準。關(guān)于吸附的某一題目為：吸附質(zhì)與吸附劑之間由于分子間力（范德華力）而產(chǎn)生的吸附為（ ）。A樹脂吸附B交換吸附C等溫吸附D物理吸附 正確答案是D。 保 存 打 印 關(guān) 閉 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識一精講班第4講講義離子交換離子交換大綱要求：熟悉離子交換的技術(shù)和方法，了解主要離子交換劑的性能離子交換法在水的軟化和除鹽中早已獲得廣泛的應(yīng)用，目前已應(yīng)用在回收和處理工業(yè)廢水中的有毒物質(zhì)方面。離子交換的基本原理水處理中主要采用離子交換樹脂和磺化煤用于離子交換。其中離子交換樹脂應(yīng)用廣泛，種類多，而磺化煤為兼有強酸型和弱酸型交換基團的陽離子交換劑

40、。離子交換樹脂按結(jié)構(gòu)特征，分為：凝膠型、大孔型和等孔型； 按樹脂母體種類，分為：苯乙烯系、酚醛系和丙烯酸系等；按其交換基團性質(zhì)，分為：強酸型、弱酸型、強堿型和弱堿型。離子交換樹脂的構(gòu)造是由空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)骨架（即母體）與附屬在骨架上的許多活性基團所構(gòu)成的不溶性高分子化合物?；钚曰鶊F遇水電離，分成兩部 分：固定部分，仍與骨架牢固結(jié)合，不能自由移動，構(gòu)成所謂固定離子，活動部分，能在一定范圍內(nèi)自由移動，并與其周圍溶液中的其他同性離子進行交換反應(yīng)，稱為可交換離子?；拘阅芡庥^呈透明或半透明球形，顏色有乳白色、淡黃色、黃色、褐色、棕褐色等，交聯(lián)度指交聯(lián)劑占樹脂原料總重量的百分數(shù)。對樹脂的許多性能例如交換容量

41、、含水率、溶脹性、機械強度等有決定性影響，一般水處理中樹脂的交聯(lián)度為7%10%。含水率指每克濕樹脂所含水分的百分率，一般為50%，交聯(lián)度越大，孔隙越小，含水率越少。溶脹性指干樹脂用水浸泡而體積變大的現(xiàn)象。一般來說，交聯(lián)度越小，活性基團越容易電離，可交換離子的水合離子半徑越大，則溶脹度越大；樹脂周圍溶液電解質(zhì)濃度越高，樹脂溶脹率就越小。在生產(chǎn)中應(yīng)盡量保證離子交換器有長的工作周期，減少再生次數(shù)，以延長樹脂的使用壽命。密度分為干真密度、濕真密度和濕視密度交換容量是樹脂最重要的性能，是設(shè)計離子交換過程裝置時所必須的數(shù)據(jù)，定量地表示樹脂交換能力的大小。分為全交換容量和工作交換容量。有效PH范圍由于樹脂的

42、交換基團分為強酸強堿和弱酸弱堿，所以水的PH值對其電離會產(chǎn)生影響，影響其工作交換容量。弱堿只能在酸性溶液中以及弱酸在堿性溶液中有較高的交換能力。選擇性即離子交換樹脂對水中某種離子能優(yōu)先交換的性能。除與樹脂類型有關(guān)外，還與水中濕度和離子濃度有關(guān)。離子交換平衡離子交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)，服從質(zhì)量作用定律和當量定律。經(jīng)過一定時間，離子交換體系中固態(tài)的樹脂相和溶液相之間的離子交換反應(yīng)達到平衡，其平衡常數(shù)也稱為離子交換選擇系數(shù)。降低反應(yīng)生成物的濃度有利于交換反應(yīng)的進行。離子交換速率主要受離子交換過程中離子擴散過程的影響。其他性能：如溶解性、機械強度和耐冷熱性等。離子交換樹脂理論上不溶于水，機械強度用年損耗百

43、分數(shù)表示，一般要求小于3% 7%/年。另外，溫度對樹脂機械強度和交換能力有影響。溫度低則樹脂的機械強度下降，陽離子比陰離子耐熱性能好，鹽型比酸堿型耐熱好。樹脂層離子交換過程以離子交換柱中裝填鈉型樹脂，從上而下通以含有一定濃度鈣離子的硬水為例，以交換柱的深度為橫坐標，以樹脂的飽和度為縱坐標，可繪得某一時刻的飽和度曲線。就整個交換過程而言，樹脂層的變化可分為三個階段。離子交換裝置運行方式離子交換裝置按運行方式不同，分為固定床和連續(xù)床固定床的構(gòu)造與壓力濾罐相似，是離子交換裝置中最基本的也是最常用的一種型式，其特點是交換與再生兩個過程均在交換器中進行，根據(jù)交換器內(nèi)裝填樹脂種類及交換時樹脂在交換器中的位

44、置的不同，可分為單層床、雙層床和混合床。單層床是在離子交換器中只裝填一種樹脂，如果裝填的是陽樹脂，稱為陽床；如果裝填的是陰樹脂，稱為陰床。雙層床是離子交換器內(nèi)按比例裝填強、弱兩種同性樹脂，由于強、弱兩種樹脂密度的不同，密度小的弱型樹脂在上，密度大的強型樹脂在下，在交換器內(nèi)形成上下兩層?；旌洗矂t是在交換器內(nèi)均勻混雜的裝填陰、陽兩種樹脂，由于陰、陽樹脂混雜，因此原水流經(jīng)樹脂層時，陰、陽兩種離子同時被樹脂所吸附，其產(chǎn)物氫離子和氫氧根離子又因反應(yīng)生成水而得以降低，有利于交換反應(yīng)進行的徹底，使得出水水質(zhì)大大提高。但其缺點是再生的陰、陽樹脂很難徹底分層。于是又發(fā)明了三層混床新技術(shù)，保證在反洗時將陰、陽樹脂

45、分隔開來。根據(jù)固定床原水與再生液的流動方向，又分為兩種形式，原水與再生液分別從上而下以同一方向流經(jīng)離子交換器的，稱為順流再生固定床，原水與再生液流向相反的，稱為逆流再生固定床。順流再生固定床的構(gòu)造簡單，運行方便，但存在幾個缺點：在通常生產(chǎn)條件下，即使再生劑單位耗量二至三倍于理論值，再生效果也不太理想；樹脂層上部再生程度高，而下部再生程度差；工作期間，原水中被去除的離子首先被上層樹脂所吸附，置換出來的反離子隨水流流經(jīng)底層時，與未再生好的樹脂起逆交換反應(yīng)，上一周期再生時未被洗脫出來的被去除的離子，作為泄漏離子出現(xiàn)在本周期的出水中，所以出水剩余被去除的離子較大；而到了了工作后期，由于樹脂層下半部原先

46、再生不好，交換能力低，難以吸附原水中所有被去除的離子，出水提前超出規(guī)定，導(dǎo)致交換器過早地失效，降低了工作效率。因此，順流再生固定床只選用于設(shè)備出水較小，原水被去除的離子和含鹽量較低的場合。逆流再固定床的再生有兩種操作方式：一是水流向下流的方式，一是水流向上流的方式，逆流再生可以彌補順流再生的缺點，而且出水質(zhì)量顯著提高，原水水質(zhì)適用范圍擴大，對于硬度較高的水，仍能保證出水水質(zhì)，所以目前采用該法較多。總起來說，固定床有出水水質(zhì)好等優(yōu)點，但固定床離子交換器存在三個缺點：一是樹脂交換容量利用率低，二是在同設(shè)備中進行產(chǎn)水和再生工序，生產(chǎn)不連續(xù)，三是樹脂中的樹脂交換能力使用不均勻，上層的飽和程度高，下層的

47、低。為克服固定床的缺點，開發(fā)出了連續(xù)式離子交換設(shè)備，即連續(xù)床。連續(xù)床又分為移動床和流動床移動床的特點是樹脂顆粒不是固定在交換器內(nèi)，而是處于一種連續(xù)的循環(huán)運動過程中，樹脂用量可減少三分之一至二分之一，設(shè)備單位容積的處理水量還可得到提高，如雙塔移動床系統(tǒng)和三塔移動床系統(tǒng)。流動床是運行完全連續(xù)的離子交換系統(tǒng)，但其操作管理復(fù)雜，廢水處理中較少應(yīng)用。離子交換工藝的設(shè)計進水預(yù)處理廢水成分復(fù)雜，應(yīng)進行預(yù)處理，目的是保障反應(yīng)器中離子交換樹脂交換容量充分得以發(fā)揮，并有效延長使用壽命。預(yù)處理的對象包括進水的水溫、PH值、懸浮物、油類、有機物、引起樹脂中毒的高價離子和氧化劑等。樹脂的選用選擇樹脂時應(yīng)考慮交換容量、進

48、水水質(zhì)和離子交換器的運行方式等，選擇合適的樹脂。例如考慮進水水質(zhì)時，對于只需去除進水中吸附交換能力較強的陽離子，可選用弱酸型樹脂，若需去除的陽離子的吸附交換能力較弱，只能選用強酸型陽離子樹脂?？紤]離子交換器的運行方式時，移動床和流動床要選用耐磨、高機械強度的樹脂。對于混床，要選用濕真密度相差較大的陰、陽樹脂。另外，不同樹脂的交換容量有差異，而同一種樹脂的交換容量還受所處理廢水的懸浮物、油類、高價金屬離子等影響。掌握工藝設(shè)計參數(shù)離子交換法在水處理中的應(yīng)用離子交換法目前廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用，例如用于含鉻廢水的處理對于廢水，經(jīng)預(yù)處理后，可用陽樹脂去除三價鉻和其他陽離子，用陽樹脂去除六價鉻，并可回

49、收鉻酸，實現(xiàn)廢水在生產(chǎn)中的循環(huán)使用。含鋅廢水的處理化纖廠紡絲車間的酸性廢水主要含有硫酸鋅、硫酸和硫酸鈉等，用鈉離子型陽樹脂交換其中的鋅離子，用芒硝再生失效的樹脂，即可得到硫酸鋅的濃縮液。電鍍含氰廢水的處理陰樹脂對絡(luò)合氰（即氰與金屬離子的絡(luò)合物）的結(jié)合力大，所以利用陰離子交換樹脂能消除氰化物以及重金屬離子的污染，并將其回收利用。有機廢水的處理如洗滌煙草的過程中產(chǎn)生的含有煙堿的廢水，可以用陽樹脂回收后作為殺蟲劑。用于水的軟化處理例如利用鈉離子交換軟化法可以去除水中的硬度。水的除鹽分復(fù)床除鹽和混合床除鹽等系統(tǒng)。復(fù)床是指陽、離子交換器串聯(lián)使用，常用的系統(tǒng)有強酸-脫氣-強堿系統(tǒng)，強酸-弱堿-脫氣系統(tǒng)以及

50、強酸-脫氣-弱堿-強堿系統(tǒng)等。混合床除鹽具有水質(zhì)穩(wěn)定、間斷運行影響小、失效終點分明等特點。關(guān)于離子交換今年考的題目是關(guān)于離子交換樹脂的選擇，題目內(nèi)容是：在強酸陽離子樹脂交換次序中哪一項是正確的，這樣的題從76頁各種樹脂對離子的選擇性順序中可以選出正確答案。另外，某一道目內(nèi)容是：按“交換、反洗、清洗、再生”進行編號，離子交換工藝過程的順序是：A ，B，C，D，從教材內(nèi)容可知順序是交換、反洗、再生、清洗，答案應(yīng)選B。 保 存 打 印 關(guān) 閉 保 存 打 印 關(guān) 閉 環(huán)保工程師專業(yè)知識一精講班第5講講義膜分離膜分離膜分離法的原理及分類大綱要求：熟悉膜分離的技術(shù)和方法，了解膜及膜組件的分類和性能膜：能

51、夠把流體相分隔為互不相通的兩部分，這兩部分之間能存在“傳質(zhì)”的薄的物質(zhì)。膜的特征：一是無論厚度多少都必須有兩個界面，兩個界面分別與兩側(cè)流體相接觸，二是要具有選擇透過性，可允許一側(cè)流體中一種或幾種物質(zhì)通過，而不允許其他物質(zhì)通過。膜分離：利用膜的選擇透過性能將離子或分子或某些微粒從水中分離出來的過程。用膜分離溶液時，使溶質(zhì)通過膜的方法稱為滲析，使溶劑通過膜的方法稱為滲透。膜分離的特點：根據(jù)溶質(zhì)或溶劑透過膜的推動力和膜種類不同，水處理中膜分離法通?？梢苑譃椋弘姖B析、反滲透、超濾、微濾。電滲析原理：在外加直流電場作用下，利用離子交換膜的透過性（即陽膜只允許陽離子透過，陰膜只允許陰離子透過），使水中的陰

52、、陽離子作定向遷移，從而達到水中的離子與水分離的一種物理化學(xué)過程。原理是：在陰極與陽極之間，放置著若干交替排列的陽膜與陰膜，讓水通過兩膜及兩膜與兩極之間所形成的隔室，在兩端電極接通直通電源后，水中陰、陽離子分別向陽極、陰極方向遷移，由于陽膜、陰膜的選擇透過性，就形成了交替排列的離子濃度減少的淡室和離子濃度增加的濃室。與此同時，在兩電極上也發(fā)生著氧化還原反應(yīng)，即電極反應(yīng)，其結(jié)果是使陰極室因溶液呈堿性而結(jié)垢，陽極室因溶液呈酸性而腐蝕。因此，在電滲析過程中，電能的消耗主要用來克服電流通過溶液、膜時所受到的阻力及電極反應(yīng)。例如，用電滲析方法處理含鎳廢水，在直流電場作用下，廢水中的硫酸根離子向正極遷移，

53、由于離子交換膜具有選擇透過性，淡水室的硫酸根離子透過陰膜進入濃水室，但濃水室內(nèi)的硫酸根離子不能透過陽膜而留在濃水室內(nèi)；鎳離子向負極遷移，并通過陽膜進入濃水室，濃水室內(nèi)的鎳離子不能透過陰膜而留在濃水室中。這樣濃水室因硫酸根離子、鎳離子不斷進入而使這兩種離子的濃度不斷增高； 淡水室由于這兩種離子不斷向外遷移，濃度降低。離子遷移的結(jié)果是把電滲析器的兩個電極之間隔室變成了溶液濃度不同的濃室和淡 室。濃水系統(tǒng)是一個溶液濃縮系統(tǒng)，而淡水系統(tǒng)是一個凈化系統(tǒng)。用電滲析法回收鎳時，以硫酸鈉溶液作為電極液，硫酸鈉可減輕鉛電極的腐蝕，濃水回用于鍍槽，淡水用于清洗鍍件。離子交換膜和電滲析裝置離子交換膜（是電滲析的關(guān)鍵

54、部件，其性能影響電滲析器的離子遷移效率、能耗、抗污染能力和使用期限等。）電滲析離子交換膜的分類：按膜結(jié)構(gòu)分為：異相膜、均相膜和半均相膜。按膜上活性基團不同分為：陽膜、陰膜和特種膜。按膜材料不同分為：有機膜和無機膜。電滲析裝置電滲析器的構(gòu)造包括壓板、電極托板、電極、極框、陰膜、濃水隔板、淡水隔板等部件。將這些部件按一定順序組裝并壓緊，組成一定形式的電滲析器。電滲析器的輔助設(shè)備還包括水泵、整流器等，組成了電滲析裝置。電滲析器運行的工藝參數(shù)電流效率電滲析析器運行時實際除鹽量與理論除鹽量之比稱為電滲析器的電流效率。電流密度與極化現(xiàn)象電滲析器工作時，單位膜面積上通過的電流稱為電流密度。運行時，當電流密度

55、達到一定值時，界面層離子的遷移速度遠低于膜內(nèi)離子遷移速度，迫使膜界面處水分子發(fā)生電離，依靠氫離子和氫氧根離子來傳遞電流，這種膜界面現(xiàn)象稱為濃差極化，此時的電流密度稱為極限電流密度。極化包括濃差極化和電極極化。極化發(fā)生后在陽膜淡室的一側(cè)富集著過量的氫氧根離子，陽膜濃室的一側(cè)富集著過量的氫離子；而在陰膜淡室的一側(cè)富集著過量的氫離子，陰膜濃室的一側(cè)富集著過量的氫氧根離子。由于濃室中離子濃度高，則在濃室陰膜的一側(cè)發(fā)生碳酸鈣等沉淀，從而增加膜電阻，加大電能消耗，減小膜的有效面積，降低出水水質(zhì)，影響正常運行。處理廢水的電滲析器的特點目前電滲析在海水或苦咸水淡化和某些工業(yè)用水的精制等應(yīng)用中都已有大型裝置投入

56、生產(chǎn)性運行，而在廢水處理中的應(yīng)用還相對較少，應(yīng)注意以下三點：在給水處理中應(yīng)用的電滲析器，只回收淡水和只關(guān)注淡水水質(zhì)，水的回收率一般為50%70%；而應(yīng)用電滲析處理廢水時，有時淡水和濃水均可回收利用，水的回收率高，有時濃水的利用價值高于淡水。在給水處理中應(yīng)用的電滲析器只含有陽膜和陰膜，并以膜對的形式存在，而在廢水處理中，電滲透析器用膜的種類較多，有陽膜、陽膜、中性膜和復(fù)合膜等，根據(jù)處理對象組成和處理目的的不同而有不同的膜組合形式。在給水處理中，關(guān)注電滲析電極反應(yīng)多半是為了防止電極反應(yīng)的負面影響，而在廢水處理中，有時是利用電極反應(yīng)來達到處理廢水和回收有用物質(zhì)的目的。電滲析在廢水處理中的應(yīng)用電鍍廢水

57、中含有銅、鋅、鎳等重金屬和氰化物，未經(jīng)處理而直接排放，會污染環(huán)境，目前已經(jīng)許多電鍍車間應(yīng)用電滲析處理電鍍廢水取得了較好的效果，既回收了重金屬，又使水的重復(fù)利用率有較大的提高。電滲析器工藝設(shè)計目前，電滲析器有系列產(chǎn)品規(guī)格，可根據(jù)淡水產(chǎn)量與處理要求確定合理的設(shè)計參數(shù)，選用所需電滲析器的臺數(shù)以及并聯(lián)或串聯(lián)的組裝方式。反滲透原理用膜法分離溶液時，使溶劑通過膜的方法稱為滲透。水通過膜由稀溶液進入濃溶液的過程稱為自然滲透。在濃溶液一側(cè)施加壓力， 使?jié)馊芤褐械乃ㄟ^膜進入稱溶液的過程稱為反滲透。目前的反滲透膜的傳質(zhì)機理有：溶解擴散理論、優(yōu)先吸附毛細孔流理論和氫鍵理論。反滲透膜及反滲透裝置反滲透膜 結(jié)構(gòu)：是一

58、種只允許水分子通過的半透膜，厚度一般為100200鈉米，具有不對稱的斷面結(jié)構(gòu)，主要包括三層：表面致密層，孔徑約810埃，厚度約為110微米，脫鹽主要在這一層，另一面為多孔支撐層，結(jié)構(gòu)疏松，孔徑約10004000埃，兩者之間為中間過渡層，孔徑約200埃。性能：反滲透分離的關(guān)鍵是要求反滲透膜具有較高的透水速度和脫鹽性能，則反滲透膜所應(yīng)具有的性能為：單位膜面積的透水速度快，脫鹽率高；機械強度好；化學(xué)穩(wěn)定性好，耐酸堿、耐高溫和微生物的侵蝕，耐污染；使用壽命長，性能衰降小，原料充沛，價格低，制膜工藝較簡單。分類：按材料分為：纖維素膜和非纖維素膜。按結(jié)構(gòu)分為：不對稱膜和復(fù)合膜。按外形分為：膜片和中空纖維。

59、水處理中常用以下膜：反滲透裝置：有板框式、管式、卷式、中空纖維式、盤式或碟式等。板框式反滲透器優(yōu)點：裝置牢固，能承受高壓。缺點：液流狀態(tài)差，易形成濃差極化，設(shè)備費用及占地面積大。管式反滲透器優(yōu)點：進水流動狀態(tài)好，易安裝，易清洗，易拆換。缺點：單位面積內(nèi)的體積很小，占地面積較大。卷式反滲透器優(yōu)點：單位體積內(nèi)的膜裝載面積大，進水流動狀態(tài)好，結(jié)構(gòu)緊湊。缺點：進水預(yù)處理要求嚴格，否則易堵塞。中空纖維式反滲透器：優(yōu)點：在單位體積內(nèi)的膜裝載面積大，無須承壓材料，結(jié)構(gòu)緊湊。缺點：容易堵塞，清洗困難，對進水的預(yù)處理要求最嚴，污染指數(shù)要求3。反滲透處理的工藝參數(shù)原液狀態(tài)參數(shù)：包括總含鹽量、各組分含量、pH值、溫

60、度、懸浮物、黏度和微生物量等。膜性能參數(shù)：包括膜的脫鹽性能、機械強度、pH值穩(wěn)定范圍和耐熱性等。化學(xué)工程參數(shù)：包括產(chǎn)水量、產(chǎn)水水質(zhì)、操作壓力、原液流速、膜清洗、膜更換和能耗等。反滲透在廢水處理中的應(yīng)用目前反滲透已應(yīng)用在處理電鍍廢水（鍍鎳、鍍鉻廢水）、食品加工廢水、制糖廢水、水產(chǎn)品加工廢水以及某些污水的深度處理等。反滲透法對高價重金屬離子有良好的脫除效果，可以回收廢液中幾乎全部的重金屬，而且還可將水回收利用。反滲透法處理工藝的特點優(yōu)點：分離過程不需加熱、無相變、耗能較少，設(shè)備體積少，操作簡單，適用性強等。缺點：需在高壓下運行，需配備高壓泵和耐高壓的管路；反滲透膜分離裝置對進水指標有較高的要求，易