水處理技術(shù)知識(shí)要點(diǎn)

1、33.調(diào)節(jié)池的功能和分類作用：對(duì)水量和水質(zhì)的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)污水pH值、水溫，有預(yù)曝氣作用，還可用作事故排水。分類：水量調(diào)節(jié)池和水質(zhì)調(diào)節(jié)池。36.活性污泥法運(yùn)行過程中所要監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目2009-2-21 9:10:31反應(yīng)處理效果的：進(jìn)出水BOD5、COD、總的SS、揮發(fā)性SS、有毒物質(zhì)。反應(yīng)污泥情況的：MLSS、MLVSS、SV%、SVI、溶解氧和微生物觀察。反應(yīng)污泥營(yíng)養(yǎng)和環(huán)境條件的：N、P、水溫、pH。37.氧化塘原理和分類2009-2-21 9:38:01氧化塘(穩(wěn)定塘或生物塘)是一種類似于池塘的處理設(shè)備，其凈化污水的過程與天然水體自 凈相似，污水在塘內(nèi)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的緩慢流動(dòng)和停留，通過微生物的代謝，

2、使有機(jī)物降解。水中 溶解氧主要由塘內(nèi)的藻類光合作用和塘表面復(fù)氧作用提供。分類：好氧氧化塘：深度一般在0.30.5 m，陽(yáng)光能投入池底，塘內(nèi)存在藻類一細(xì)菌 原生動(dòng)物的共生系統(tǒng)。由于光合作用和塘表面復(fù)氧作用，塘水處于好氧狀態(tài)，好氧異養(yǎng)微 生物氧化有機(jī)物，長(zhǎng)生的CO2為藻類碳源。兼性塘：深度一般在152.5m，塘內(nèi)好氧與厭氧反應(yīng)并行，陽(yáng)光能透入的上層為好 氧層，水層中各項(xiàng)指標(biāo)的變化和發(fā)生的反應(yīng)與好氧塘相同；陽(yáng)光不能透入的底部為厭氧層， 沉淀的污泥和死亡的藻類形成污泥層，厭氧微生物進(jìn)行厭氧發(fā)酵。曝氣氧化塘：依靠安裝在塘面上的人工曝氣設(shè)備供氧，使好氧微生物在塘中呈懸浮狀態(tài)。S = S0/1 + k(V/

3、Q)，對(duì)于兼性曝氣塘 S = S0f/1 + k(V/Q)(f 冬=1，f 夏= 1.4)， k(T) = k(20)x1.065T-20(Q：污水水量，S、S0：進(jìn)出水BOD5濃度，V：曝氣池有效容 積，k： BOD5降解速度常數(shù))水生生物塘：通過種植具有除污能力的水生植物或養(yǎng)殖魚類，強(qiáng)化氧化塘的凈化能力， 使氧化塘得到利用。為防止氧化塘的淤積，污水在進(jìn)入氧化塘前必須除去水中的懸浮物質(zhì)，因此在氧化塘 前應(yīng)設(shè)置沉砂池、沉淀池，將懸浮物降至100mg/L以下。處理后的污水可作農(nóng)田灌溉用， 但在排放前要除去水藻。氧化塘基建和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，管理簡(jiǎn)單，適應(yīng)能力強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了污水資源化，但占地面積 大，凈化效

4、果受季節(jié)和多種自然因素影響不夠穩(wěn)定，影響衛(wèi)生，污染地下水35.活性污泥法運(yùn)行方式2009-2-14 8:51:03普通活性污泥法(傳統(tǒng)活性污泥法)：污水凈化的吸附階段和氧化階段在一個(gè)曝氣池中完成， 進(jìn)口處有機(jī)物濃度高，延池長(zhǎng)逐漸降低，需氧量也隨之降低，在池子起端活性污泥一般處 于生長(zhǎng)率的上升階段，曝氣池末端活性污泥進(jìn)入生長(zhǎng)階段，決定于曝氣時(shí)間。根據(jù)常用曝氣 時(shí)間，微生物進(jìn)入內(nèi)源呼吸期，活動(dòng)能力減弱，容易在 沉淀池內(nèi)混凝、沉淀。同時(shí)污泥中 的微生物處于缺乏營(yíng)養(yǎng)的饑餓狀態(tài)，充分恢復(fù)活性，回流入曝氣池后，對(duì)有機(jī)物有很強(qiáng)的吸 附和氧化能力。所以普通活性污泥法對(duì)有機(jī)物(BOD)和懸浮物去除率高，特別適用

5、于處理 要求高而水質(zhì)比較穩(wěn)定的廢水。缺點(diǎn)：不能適應(yīng)沖擊負(fù)荷；需氧量延池長(zhǎng)前大后小，而空氣 的供給均勻，造成前段氧量不足后段過剩的現(xiàn)象；曝氣時(shí)間長(zhǎng)，池體積大，占地，基建費(fèi)用高。階段曝氣法(逐步曝氣法)：為解決前段氧量不足后段過剩的現(xiàn)象而發(fā)展的。污水延池 長(zhǎng)分多點(diǎn)進(jìn)入，有機(jī)物負(fù)荷均勻，微生物能充分發(fā)揮分解有機(jī)物的能力。污泥濃度延池長(zhǎng)逐 步降低，出流污泥濃度低，有利于二沉池運(yùn)行。其適合運(yùn)用于大型曝氣池及濃度高的廢水。 完全混合法(加速和延時(shí))：進(jìn)入曝氣池的污水立即與池內(nèi)原濃度低的大量混合液混合稀釋， 進(jìn)水水質(zhì)的變化對(duì)污泥影響低，能較好的承受沖擊負(fù)荷；池內(nèi)各點(diǎn)有機(jī)物濃度均勻，微生物 的性質(zhì)和數(shù)量基本相

6、同，池內(nèi)各部分工作情況一致，微生物活性能夠充分發(fā)揮。新發(fā)展：純氧曝氣法、深水曝氣法、粉末炭活性污泥法和二段活性污泥法。生物吸附法(接觸穩(wěn)定法或吸附再生法)：活性污泥法凈化污水的第一階段一吸附階段， 在混合后1030min即可完成，可去除85%90%的BOD5，生物吸附法據(jù)此而發(fā)展起 來。34.曝氣的機(jī)理和方法以及曝氣池和二沉池2009-2-14 8:42:23曝氣的機(jī)理：活性污泥需提供足夠量的溶解氧，并保持活性污泥處在懸浮狀態(tài)。曝氣的目的 就是將空氣中的氧強(qiáng)制溶解到曝氣池混合液中去，并提供適宜的攪拌。單位容積內(nèi)氧的轉(zhuǎn) 移速率(mg/Lh)dC/dt=KLa(CS-CL)(KLa:氧的總轉(zhuǎn)移系數(shù)

7、h-1，CS-CL:溶液飽和溶解 氧和實(shí)際溶解氧的濃度差mg/L)，KLa通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得，其值的大小因空氣量、水溫、攪拌 方法、水質(zhì)等條件變化?？s小氣泡直徑，延長(zhǎng)氣體接觸時(shí)間，更新液面膜并減少界膜厚度， 都 可增大KLa。加大水深，增加空氣中的氧含量，有助于增大CS。衡量曝氣設(shè)備效能指標(biāo)有：動(dòng)力效率(Ep): 一度電所能轉(zhuǎn)移到液體中去的氧量 (kg/kwh)；氧轉(zhuǎn)移效率(EA)：鼓風(fēng)曝氣轉(zhuǎn)移到液體中的氧占供給量的百分比；充氧能力： 葉輪或轉(zhuǎn)刷在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)移到液體中的氧量(kg/h)。通常采用的曝氣方法有鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣和鼓風(fēng)機(jī)械并用曝氣。曝氣池從混合液的流型可分為推流式、完全混合式、循環(huán)混合

8、式(氧化溝)。二沉池用于澄清混合液和回收、濃縮活性污泥，其好壞直接影響出水水質(zhì)和回流污泥 濃度。有豎流、平流和輻流三種，也有采用斜板和斜管沉淀池的。32,評(píng)價(jià)活性污泥的指標(biāo)2009-2-14 8:41:15混合液懸浮固體(MLSS)：曝氣池中污水和活性污泥混合后的混合液懸浮固體數(shù)(mg/L)， 也稱混合液污泥濃度，是計(jì)量曝氣池中活性污泥數(shù)量的指標(biāo)。其是具有活性的微生物(Ma)， 微生物自身氧化殘留物(Me)，吸附在污泥上不能生物降解的有機(jī)物(Mi)和無機(jī)物(Mii)的總 合?；旌弦簱]發(fā)性懸浮固體(MLVSS):混合液懸浮固體中有機(jī)物數(shù)量MLVSS = Ma + Me+Mi， 能較好的表示活性污

9、泥微生物數(shù)量，但不是最理想的。污泥沉降比(SV%)：曝氣混合液在100ml量筒中靜置沉淀30min后，沉淀污泥占混 合液體積的百分比。它反映曝氣池正常運(yùn)行時(shí)的污泥量，以控制剩余污泥的排放，其還可反 映污泥膨脹等異常情況。污泥指數(shù)(污泥容積指數(shù))(SVI):曝氣池出口處混合液經(jīng)30min沉淀后，1kg干污泥 所占的容積(mL)，SVI=SV%x10/MLSS(g /L)。SVI值能較好的反映出活性污泥的松散 程度(活性)和凝聚、沉淀性能。對(duì)于一般城市污水，SVI在50150左右，值低說明泥粒 細(xì)小緊密，無機(jī) 物多，缺乏活性和吸附能力；值高說明污泥難于沉淀分離。例：從活性污泥曝氣池取混合液500m

10、l，置于500ml量筒中，半小時(shí)后沉淀污泥量 為150ml，計(jì)算沉降比。曝氣池中污泥濃度為3000mg/L，求污泥指數(shù)，曝氣池能否正常 運(yùn)行？SV% = 100V 污/V 液=150 x100/500 = 30SVI=SV%x10/MLSS（g/L） = 30 x10/3g/L=100, SVI 在 50-150 之間可以正常運(yùn)行。污泥齡（ec）：曝氣池中工作的活性污泥總量與每日排放的剩余污泥量的比值（d）。它表 示新增長(zhǎng)的污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)間，其與細(xì)菌的增長(zhǎng)處于什么階段有關(guān)。活性污泥膨脹是指活性污泥質(zhì)量變輕，污泥結(jié)構(gòu)松散，體積膨大，沉降性能惡化，在二沉池 內(nèi)不能正常沉池下來，污泥指數(shù)

11、異常增高?；钚晕勰嗯蛎?，根據(jù)誘因可分為：因絲狀菌異 常增殖所導(dǎo)致的絲狀菌性膨脹和因粘性物質(zhì)大量產(chǎn)生積累的非絲狀菌膨脹，前者為易發(fā)與多 發(fā)性膨脹。導(dǎo)致污泥膨脹的情況主要有：污水中碳水化合物較多，取氮、磷、鐵等養(yǎng)料； DO不足；未及時(shí)排泥，污泥齡過長(zhǎng)；污泥負(fù)荷過高；pH偏低和溫度過高易引起 絲狀菌的 大量繁殖。防止污泥膨脹可經(jīng)常檢測(cè)水質(zhì)等指標(biāo)，加強(qiáng)曝氣，及時(shí)排泥，分段進(jìn)水家小負(fù)荷。污泥解體是處理水質(zhì)混濁，污泥絮體細(xì)微化（污泥絮凝性下降），處理效果變差的現(xiàn)象。原 因：運(yùn)行不當(dāng)（曝氣過量）使DO、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、pH、溫度不適合致使微生物減少并失去活性， 吸附能力降低；混入有毒物質(zhì)（微生物受到抑制或傷害）。

12、好氧懸浮生長(zhǎng)生物處理工藝主要有：活性污泥法、曝氣氧化塘、好氧消化法、高負(fù)荷氧化 塘?；钚晕勰喾ǖ?基本原理：向生活污水中不斷注入空氣，維持水中足夠的溶解氧，一段時(shí)間 后污水中形成一種絮凝體一活性污泥，其由大量繁殖的微生物構(gòu)成，易于沉淀分離，使污水 澄清?；钚晕勰喾ň褪且詰腋≡谒械幕钚晕勰酁橹黧w，在微生物生長(zhǎng)有利的環(huán)境條件下和 污水充分接觸，使污水凈化。其主要構(gòu)筑物是曝氣池和二次沉淀池。需處理的污水和回流 性污泥一起進(jìn)入曝氣池，成為懸浮混合液，沿曝氣池注入壓縮空氣曝氣，使污水與活性污泥 充分混合，并供給混合液足夠的溶解氧。這時(shí)污水中的有機(jī)物被活性污泥中的好氧微生物 分解，然后混合液進(jìn)入二沉池，

13、活性污泥與水澄清分離，部分活性污泥回到曝氣池，繼續(xù)進(jìn) 行凈化過程，澄清的水排放。由于處理過程中活性污泥不斷增長(zhǎng)，部分剩余污泥從系統(tǒng)中 排出，以維持系統(tǒng)穩(wěn)定。進(jìn)水f曝氣池（空氣）f二沉池（剩余污泥排除，回流污泥至曝氣池前）f出水活性污泥凈化過程機(jī)理：吸附階段：污水和活性污泥接觸后在很短時(shí)間內(nèi)水中有機(jī)物（BOD） 迅速降低，主要有吸附作用引起。由于絮狀活性污泥表面積很大，表面具有多糖類粘液層， 有利于吸附。氧化階段：有氧條件下，微生物將吸附的有機(jī)物一部分氧化分解獲得能量，一部分合 成新細(xì)胞，這一階段比吸附階段慢得多。絮凝體形成與凝聚沉淀階段：氧化階段合成的菌體有機(jī)體形成絮凝體，通過重力沉淀 出來，

14、使水凈化。影響活性污泥增長(zhǎng)的因素：溶解氧（2mg/L左右）供氧不足影響微生物代謝，造成絲狀菌等 耐低溶解氧環(huán)境的微生物滋長(zhǎng)，使污泥不易沉淀，出現(xiàn)污泥膨脹、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（BOD5： N： P=100： 5： 1）包括：C、N、P、S、Ka、Mg、Ca、Fe 和各種微量元素、pH（6.5-9.5） 、溫度（20 30C）、控制對(duì)生物有毒有害物質(zhì)（重金屬、氰化物、H2S、鹵素及其化合物 、酚、醛、醇、染料）的濃度。在廢水的生物處理中，凈化污水的微生物（好氧、厭氧、兼性）主要是細(xì)菌（凈化污水的第 一和主要承擔(dān)者）、真菌（霉菌）、藻類（光合放氧）、原生動(dòng)物和一些 小型后生動(dòng)物（輪蟲是 好氧生物凈化過程高度有

15、效的指標(biāo)），它們?cè)谔囟ǖ奈鬯行纬膳c之相適應(yīng)的微生物群落。細(xì)菌生長(zhǎng)過程：延緩期f對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期f減速增長(zhǎng)期一內(nèi)源呼吸期。有機(jī)物+02（微生物、 酶）f同化（細(xì)胞物質(zhì)）、異化（代謝產(chǎn)物）水的生物化學(xué)處理法就是在人工創(chuàng)造的有利于微生物生命活動(dòng)的環(huán)境中，使微生物大 量繁殖，提高微生物氧化分解有機(jī)物的效率的一種水處理方法。主要用于去除污水中溶解 性和膠體性有機(jī)物，降低水中氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量。其分為好氧和厭氧兩類，分別利用好氧 和厭氧微生物分解有機(jī)物。從工藝上又可分為懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng)（微生物在處理設(shè)備中懸浮生長(zhǎng)） 和附著生長(zhǎng)系統(tǒng)（微生物在惰性介質(zhì)上成膜狀生長(zhǎng)）。生物化學(xué)處理法投資省，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低， 處理效果好，操

16、作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在城市污水和工業(yè)廢水中處理中應(yīng)用很廣。中和法：酸、堿廢水中和法；藥劑中和法；過濾中和法（石灰石、大理石、白云石作濾 料）?；瘜W(xué)氧化還原法：化學(xué)氧化法：空氣氧化法；氯化法；臭氧氧化法；光氧化法?；瘜W(xué)還原法： 硫酸亞鐵一石灰法除鉻；化學(xué)還原法除汞（II）?；瘜W(xué)沉淀法：氫氧化物沉淀法；硫化物沉淀法；鋇鹽沉淀法。電化學(xué)法：電化學(xué)氧化法（陽(yáng)極氧化）；電化學(xué)還原法（陰極還原）；電解氣?。娊馍?H2、02和C02、C12）和電解絮凝法（陽(yáng)極產(chǎn)生Fe3+、A13+）。磁力分離法（抗磁、順磁、鐵磁）溶劑萃取（高濃度重金屬離子和有機(jī)廢水）：萃取指將與水不互溶且密度小于水的特定 有機(jī)溶劑和被處理的

17、水接觸，在物理和化學(xué)作用下，使原溶解于水中的某種組分由水相轉(zhuǎn) 移至有機(jī)相中。被萃取組分在兩相平衡濃度之比分配系數(shù)a=C有機(jī)/C水；兩種組分分離的 難易程度分離系數(shù)片aA（有機(jī)）/aB，B越大，A越容易從B中分離出來；相比n=V有機(jī) /V水，n越大，萃取效率越高。萃取過程影響因素：相比，萃取劑濃度，水相pH值。吹脫與汽提：吹脫（廢水中溶解性氣體和某些易揮發(fā)溶質(zhì)）:讓廢水與空氣充分接觸使 水中溶解性氣體和某些易揮發(fā)溶質(zhì)通過氣液界面，向空氣中擴(kuò)散的傳質(zhì)過程，氣體吹脫量 G = KF（C0-C）t，（K:解吸系數(shù)；F：氣液接觸面積；C0-C:廢水中原始溶解氣體濃度與吹 脫后平衡濃度差；t：接觸時(shí)間）。

18、汽提：用 熱蒸汽與廢水接觸，使廢水水溫升至沸點(diǎn)，利 用蒸餾作用時(shí)廢水中的揮發(fā)性污染物揮發(fā)到大氣中，分為簡(jiǎn)單蒸餾（水溶性揮發(fā)污染物）和蒸 汽蒸餾（不溶解的分散性揮發(fā)污染物）。蒸餾、結(jié)晶與冷凝：蒸發(fā)過程質(zhì)量守恒：G1B1 = G2B2+G3B3=G2B2+（G1-G2）B3， 其中G1，G2, G3，B1，B2，B3分別是原水、二次蒸汽冷凝水、濃縮液水量和其中污 染物濃度；濃縮倍數(shù) a = G1/（G1-G2） = G1/G3；去污效率 q = （B1-B2）/B1x100%物理消毒法：加熱消毒：消耗大量燃料，只用于少量飲用水。紫外消毒：紫外光譜的 能量被細(xì)菌重要組成部分的核酸所吸收，使核酸結(jié)構(gòu)破

19、壞。其優(yōu)點(diǎn)有：速度快，效率高； 不影響水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分，不增加水的臭和味；便于操作管理，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。缺 點(diǎn)：不能解決管網(wǎng)中再污染問題；耗電量大；水中懸浮物阻礙光 線透射。臭氧消毒：臭氧不穩(wěn)定，分解放出新生態(tài)氧，03 = 02+0，0有強(qiáng)氧化能力，對(duì) 有頑強(qiáng)抵抗能力的微生物（病毒、芽抱）有強(qiáng)大殺傷力。優(yōu)點(diǎn)：接觸時(shí)間短，不受氨氮和pH 影響，可氧化水中有機(jī)物，去除鐵、錳嗅、味、色度和酚。缺點(diǎn)：基建投資大，耗電量大， 不能解決管網(wǎng)中再污染問題，不能儲(chǔ)存，水質(zhì)和水量變化時(shí)，投加量難以調(diào)節(jié)。其他化學(xué)法：重金屬消毒：銀離子能凝固微生物蛋白質(zhì)，破化細(xì)胞結(jié)構(gòu)，達(dá)到殺菌目 的。但價(jià)格貴，殺菌慢，只能用

20、于少量飲用水，可能對(duì)人健康不利。氯法消毒給水廠中，經(jīng)混凝和過濾的水不能保證去除所有病原微生物，需進(jìn)行消毒。消毒并非 要?dú)缫磺形⑸?，只要?dú)⑺啦≡?xì)菌和對(duì)人體健康有害的微生物。氯與水的作用：略溶于水，溶解度1%（10C），在水中水解，Cl2+H2OHOCl + H +Cl +，HOCl H+OC1-一般認(rèn)為，Cl2、HOCl、OCl-都有氧化能力，但HOCl殺菌能力比OCl-強(qiáng)7080 倍（HOCl 中性，容易擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，從而穿過細(xì)胞膜），氯原子氧化破壞細(xì)菌體內(nèi)的酶， 使其死亡。水中有氨存在時(shí)，可生成氯胺，HN3+HOClH2O+NH2Cl, HN3+2HOCl 2H2O+NHCl

21、2, HN3+3HOCl3H2O+NCl3，各種氯胺水解后，又變?yōu)?HOCl，其殺 毒作用雖比較慢，但氯胺在水中較穩(wěn)定，殺菌持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，這就是氯胺消毒。氯還可以和水中其他雜質(zhì)作用，從而消耗一定的氯量。余氯：投加的氯除去與細(xì)菌和雜質(zhì)作用消耗后的剩余部分。分為游離性余氯：Cl2、HOCl、OCl-；化合性余氯：NH2Cl、NHCl2，、NCl3。需氯量=加氯量-余氯量。折點(diǎn)加氯：在折點(diǎn)之前，余氯全都是化合性余氯，沒有游離性余氯，在折點(diǎn)之后，所 增加的氯量全部以游離性余氯存在，既有化合性余氯，又有游離性余氯，消毒效果最好。當(dāng) 按大于折點(diǎn)需氯量來加氯時(shí)，稱為折點(diǎn)加氯。24.吸附法相關(guān)內(nèi)容2009-2-

22、14 8:33:30 吸附：在相界面上，物質(zhì)濃度自動(dòng)發(fā)生累積或濃集的現(xiàn)象。吸附法就是利用多孔性固體物質(zhì)，使水中一種或多種物質(zhì)吸附在固體表面而去除的方 法，其主要是去除溶解性有機(jī)物質(zhì)，此外還能去除合成洗潔劑、微生物、病毒和痕量重金屬， 并能脫色除臭。吸附分為物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附：吸附劑和吸附質(zhì)之間通過分子間力產(chǎn)生的 吸附。吸附熱較小，在低溫下就能進(jìn)行，反應(yīng)較快?；瘜W(xué)吸附：吸附劑和吸附質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于化學(xué)鍵力引起（不可逆一般在 高溫下進(jìn)行，吸附熱大，相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)熱。一種吸附劑只能對(duì)某種或幾種吸附質(zhì)發(fā)生化學(xué) 吸附，有選擇性。物理吸附和化學(xué)吸附往往相伴發(fā)生。常用吸附劑有：活性炭、磺化

23、煤、活化煤、沸石、活性白土、硅藻土、腐殖質(zhì)、焦炭、木炭木屑等。吸附等溫線：一定溫度下，表示達(dá)到平衡時(shí)溶液濃度和活性炭吸附有機(jī)物數(shù)量關(guān)系的曲線。無拐點(diǎn)Langmuir，有拐點(diǎn)BET，直線Freundlich。吸附操作分靜態(tài)（間歇式）和動(dòng)態(tài)（連續(xù)式，有固定床、移動(dòng)床和流動(dòng)床）兩種。23.離子交換法原理與工藝2009-2-14 8:32:18離子交換法是水質(zhì)軟化和除鹽的主要方法。在廢水處理中，主要去除其中金屬離子。離 子交換的實(shí)質(zhì)是不溶性離子化合物（離子交換劑）上的可交換離子與溶液中其他同性質(zhì)離子 的交換反應(yīng)，是一種特殊的吸附過程（可逆性化學(xué)吸附）。其反應(yīng)表達(dá)式為：RH（交換樹 脂）+ M +（交換

24、離子）RM（飽和樹脂） + H+，在平衡狀態(tài)下，反應(yīng)物質(zhì)濃度符合關(guān)系式： RM H+/（RH M+） = k，k是平衡常數(shù)。k1反應(yīng)向右進(jìn)行，k越大，越有利于交 換反應(yīng)，k的大小表示離子交換劑對(duì)某離子交換性大小。離子交換樹脂的性質(zhì)：有效pH范圍；交換容量；交聯(lián)度；交換勢(shì)（交換離子取代樹脂 上可交換離子的難易程度）。離子交換裝置可分為固定床和連續(xù)床兩種。離子交換操作有四步：交換、反洗、再生和清洗。交換：交換過程主要與樹脂層高度 、水流速度、原水濃度、樹脂性能和再生程度有關(guān)。當(dāng)水中離子濃度達(dá)到限值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行再 生。反洗：其目的是松動(dòng)樹脂層，以便下一步再生，使再生液能分布均勻，同時(shí)也可清除 樹脂層內(nèi)

25、雜質(zhì)、碎粒和氣泡。再生：即交換過程的逆過程，較高濃度的再生液流過樹脂層，將吸附的離子置換出來， 使其恢復(fù)交換能力（固定床中很重要）。清洗：將樹脂層內(nèi)殘留的再生液清洗掉，直到出水水質(zhì)符合要求。22,水的軟化和除鹽的基本方法2009-2-14 8:20:44去除水中溶解物質(zhì)的方法主要有軟化除鹽、離子交換、吸附和膜分離。軟化就是降低水中Ca2+、Mg2+的含量，以防止其在管道設(shè)備中結(jié)垢?；痉椒ㄓ? 加熱軟化法：借助加熱將碳酸鹽硬度轉(zhuǎn)化成溶解度很小的CaCO3、Mg（OH）2沉淀出來。藥劑軟化法：在不加熱的條件下，借助化學(xué)藥劑把鈣、鎂鹽類（包括非碳酸鹽硬度）轉(zhuǎn) 化成CaCO3、Mg（OH）2沉淀出來

26、，從而去除絕大部分Ca2+、Mg2+。常用藥劑法有： 石灰法、石灰一純堿法與石灰一石膏法。離子交換法：利用離子交換劑將水中的Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)化成Na+，而其他成分不改 變。除鹽就是減少水中溶解鹽類（陰陽(yáng)離子）總量，方法有：蒸餾法、電滲析法、離子交換 法（應(yīng)用最廣）。21,氣浮相關(guān)內(nèi)容 2009-2-14 8:16:34氣浮法：利用高度分散的微小氣泡作為載體去粘附廢水中的懸浮物，使其隨氣泡升到水 面而去除。其處理對(duì)象是乳化油以及疏水性細(xì)微固體懸浮物。藥劑浮選法：在廢水中投加化 學(xué)藥劑，選擇性將親水性污染物變?yōu)槭杷?，然后氣浮去除。兩者統(tǒng)稱氣浮法。常用氣浮設(shè)備：加壓溶氣氣浮、葉輪氣浮、曝氣氣浮

27、、射流氣浮和電解氣浮。氣浮法優(yōu)點(diǎn)：處理效率高，生產(chǎn)的污泥比較干燥，表面刮泥方便，曝氣增加溶解氧有 利后續(xù)生化處理。缺點(diǎn)：耗電量大，設(shè)備維修管理工作量大，易堵塞，浮渣怕較大風(fēng)雨襲擊。20,過濾機(jī)理和濾池分類2009-2-13 9:53:47粒狀介質(zhì)過濾:廢水通過粒狀濾料床層時(shí)，其中的懸浮顆粒和膠體被截留在濾料的表面和內(nèi)部空隙中，從而分離了不溶性污染物。粒狀介質(zhì)過濾機(jī)理：阻力截留：廢水通過粒狀濾料床層時(shí)，粒徑較大的懸浮顆粒首先 被截留于表層濾料空隙中，使空隙變小，截留能力變強(qiáng)，逐漸形成一層主要由被截留的固體 顆粒構(gòu)成的濾膜，并起主要過濾作用。重力沉降：原水通過濾料床層時(shí)，濾料表面提供了巨大的沉降面

28、積。濾料愈小，沉降 面積愈大；濾速愈小，水流愈平穩(wěn)，有利于沉降。接觸絮凝：由于濾料有巨大的表面積，它與懸浮物之間有明顯的物理吸附作用。水中砂粒常 帶負(fù)電，能吸附帶正電的鐵、鋁等膠體，進(jìn)而吸附更多的帶負(fù)電的粘土和多種有機(jī)物等膠體， 在砂粒上發(fā)生接觸絮凝。較大懸浮顆粒以阻力截留為主（表面過濾），細(xì)微懸浮物以重力沉降和接觸絮凝為主（深 層過濾）。濾池分類：按濾料種類分：?jiǎn)螌訛V池、雙層濾池、多層濾池；按作用水頭分：重力式濾池和 壓力式濾池；按進(jìn)出水及反沖洗的供給與排除分：普通快濾池、虹吸濾池和無閥濾池。濾池總水頭=各部分水頭損失+流速水頭損失（v2/2g）+剩余水頭濾層膨脹率 e = （l-l0）/l

29、0X100% =（ 均-0）/（1-）x100%，10，0 靜止時(shí)濾層厚度 和空隙率；1，反沖洗時(shí)時(shí)濾層厚度和空隙率19.澄清和澄清池分類2009-2-13 9:53:15混凝處理工藝包括水和藥劑混合，反應(yīng)及絮凝體分離三個(gè)階段，在澄清池中完成。澄清池中起接觸絮凝作用的介質(zhì)是呈懸浮狀態(tài)的泥渣。當(dāng)水中的懸浮顆粒與混凝劑作用而形成 細(xì)小絮凝體時(shí)，若遇較大的泥渣碰撞，就會(huì)被其吸附而去除。澄清池可按與水接觸方式不同分為泥渣循環(huán)分離型（水力循環(huán)、機(jī)械加速）和懸浮泥渣過濾型（懸浮、脈沖）。18,混凝和膠體脫穩(wěn)機(jī)理以及混凝劑與助凝劑2009-2-13 9:52:18 混凝:水和廢水中 常含有用自然沉淀法不能去

30、除的懸浮微粒和膠體污染物，必須先投加化學(xué)藥劑破壞其在水中 的穩(wěn)定分散系，使其凝聚為有明顯沉降性能的絮凝體，然后用重力沉降分離，包括凝聚和絮 凝兩個(gè)步驟。水中同種膠體微粒帶有同號(hào)電荷，在靜電斥力的作用下，不也相互聚集，具有一定的 穩(wěn)定性。膠體脫穩(wěn)機(jī)理：壓縮雙電子層：帶同號(hào)電荷的膠粒之間存在著由z電位引起的靜電斥 力和范德華力，當(dāng)距離很近時(shí)，范德華力占優(yōu)勢(shì)，合力為吸力，兩個(gè)顆粒相互吸住，膠體 脫穩(wěn)。當(dāng)投入電解質(zhì)后，水中與膠粒上反離子具有相同電荷的離子濃度增加，這些離子與膠 粒吸附的反離子相交換或擠入吸附層，使膠粒帶電荷數(shù)減少，降低z電位，使擴(kuò)散層厚度 減少。吸附電中和：膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒

31、和鏈狀高分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈 吸附作用，從而中和了它的部分和全部電荷，減少了靜電斥力，容易與其他顆粒接近吸附。吸附架橋：如果投加的藥劑是能吸附膠粒鏈狀高分子聚合物，或者兩個(gè)同號(hào)膠粒吸附 在同一個(gè)異號(hào)膠粒上，膠粒間就能連接團(tuán)聚成絮凝體而被去除。網(wǎng)捕作用：向水中投加金屬離子的化學(xué)藥劑后，由于金屬離子的水解和聚合，會(huì)以水 中膠粒為晶核形成膠體狀沉淀物，在這種沉淀物從水中析出的過程中，會(huì)吸附和網(wǎng)捕膠粒而 共同沉淀下來。膠體濃度低時(shí)，網(wǎng)捕最為有效；膠體較高時(shí)，宜用吸附電中和和壓縮雙電子層來脫穩(wěn); 膠體很高時(shí)，采用高分子絮凝劑更為經(jīng)濟(jì)有效；混凝劑投加量必須適量，量不足達(dá)不到效果， 量過大會(huì)造成膠體復(fù)

32、穩(wěn)?；炷齽核幚碇惺鼓z粒脫穩(wěn)沉淀而投加的電解質(zhì)，最常用的是鋁鹽和鐵鹽（水解與聚 合交錯(cuò)進(jìn)行）。助凝劑：可起凝聚作用，也可不起，與混凝劑一起使用時(shí)，能促進(jìn)混凝，產(chǎn)生大而結(jié) 實(shí)的磯花。17,幾種沉淀池和其方法和原理2009-2-13 9:50:57沉淀池：在水處理過程中，通過顆粒沉降來分離去除懸浮物質(zhì)的設(shè)備。理想沉淀池：各水?dāng)嗝嫔系狞c(diǎn)流速相同；懸浮顆粒以等速下沉，其水平分速度等于水 流速度；懸浮顆粒落大池底不起浮。普通沉淀池：平流式：（最常用，在流量較大的水處理廠中）污水一水槽和孔口 一擋板 穩(wěn)流f池內(nèi)流動(dòng)f懸浮物沉底f清水f溢流堰f池外。豎流式：（圓形或方形）污水一中心管下口一反射板一污水分布

33、于水平斷面緩慢向上流 一懸浮物沉降到污泥斗中一清水一池子四周溢出。輻流式：污水一中心管孔口一穿孔擋板一沿半徑向四周輻射流動(dòng)一流速變小一懸浮物 沉降一清水一池子頂端堰口溢出。斜板斜管沉淀池：u0=Q/A，Q不變，A f，u0 I，從而提高沉淀效率。t=H/u0， u0不變，HI，11，從而減小了沉淀池的體積。若將水深為H的 沉淀池分為n個(gè)深為H/n 的沉淀池，則當(dāng)沉淀區(qū)的長(zhǎng)度是原來的1/n時(shí)，就可以處理與原來相同的水量，而不影響 處理效果。斜板斜管沉淀池單位面積上的泥量增大，如排泥不暢，將產(chǎn)生泛泥現(xiàn)象，使水 質(zhì)惡化；由于水流在池中停留時(shí)間短，其對(duì)水質(zhì)水量的耐沖擊負(fù)荷能力差；由于板距管徑小， 容易

34、積泥；在日光照射下會(huì)滋生藻類。濃懸浮液沉淀：（高濁度水沉淀池、活性污泥法中的二沉池、污泥濃縮池）同時(shí)起著水 的澄清和污泥濃縮作用，與一般沉淀池構(gòu)造相同，但須從池底不斷排除經(jīng)濃縮的污泥。選擇沉淀池類型時(shí)須綜合考慮水量大小；水中懸浮物物理性質(zhì)和沉降特性；處理廠總 體布置和地形地質(zhì)情況。16,水中懸浮物質(zhì)去除和4種沉降2009-2-13 9:50:11水中懸浮物質(zhì)去除可通過顆粒和水的密度差，在重力作用下去除。但較小顆粒，特別是膠體自然沉速慢，需用混凝、沉 淀、澄清、過濾和氣浮等方法。懸浮物質(zhì)在水中的沉降分為：自由沉降：顆粒在沉降過程中呈離散狀態(tài)，其形狀、尺寸、質(zhì)量不變，下沉速斷不受 干擾（沉砂池、初

35、沉池初期沉降）。絮凝沉降：顆粒在沉降過程中相互粘結(jié)，其尺寸、質(zhì)量、沉速隨深度增加而變大（絮凝 沉淀池、初沉池后期、二沉池中期）。擁擠沉降（成層沉降）：顆粒在水中濃度較大時(shí)，各顆粒間相互靠得很近，下沉過程中 受彼此作用力干擾，但相對(duì)位置不變，作為一個(gè)整體下沉，在清水與渾水之間形成明顯界面， 沉降過程實(shí)際就是這個(gè)界面的下沉過程，液體上涌對(duì)其有影響（高濁度水的沉淀、二沉池后 期）。壓縮沉降：顆粒在水中濃度很高時(shí)會(huì)相互接觸，上層顆粒在重力作用下將下層顆粒間 的水壓出界面，是顆粒群被壓縮（污泥斗、污泥濃縮池）。15、廢水處理中預(yù)處理單元的設(shè)備和構(gòu)筑物功能和原理2009-2-13 9:49:05 粗大顆

36、粒物的去除方法有：篩濾、截流、重力沉降和離心分離等。相應(yīng)的設(shè)備有格柵、篩網(wǎng)、微濾 機(jī)、沉沙池、離心機(jī)和旋流分離器。格柵和篩網(wǎng)是處理廠第一處理單元，通常設(shè)置在其他處理構(gòu)筑物之前。主要作用是去 除水中粗大物質(zhì)，保護(hù)其他機(jī)械設(shè)備，防止管道堵塞。當(dāng)需要去除水中纖維、紙漿、藻類等 稍小物質(zhì)時(shí)，可選用不同孔徑的篩網(wǎng)。微濾機(jī)是一種截流細(xì)小懸浮物的篩網(wǎng)過濾裝置，可用于自來水廠原水過濾以及去除藻 類、水蚤等浮游生物，也可用于工業(yè)用水的過濾處理、工業(yè)廢水中有用物質(zhì)的回收以及污水 的最終處理。沉沙池主要是去除水中砂粒、煤渣等比重較大的無機(jī)顆粒雜質(zhì)，同時(shí)也去除少量較大 較重的有機(jī)雜質(zhì)。其工作原理以重力沉降為基礎(chǔ)，在沉

37、降過程中雜質(zhì)的尺寸、形狀和比重不 隨時(shí)間而變化（自由沉降）。顆粒沉降速度u=g（ps-p）d2/18p（ps-p:粒水密度差；d：顆粒直徑；山水的動(dòng)力 粘度Pas）沉沙池分：平流式（最常用，構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，處理效果好，易排砂）、豎流式（圓型， 污水由中心管進(jìn)入池內(nèi)自下而上流動(dòng)砂粒借重力沉入池底，處理效果較差）和曝氣式（沒有有 機(jī)雜質(zhì)腐敗發(fā)臭的缺點(diǎn)）。離心分離：含懸浮顆粒的水在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于顆粒和水分子質(zhì)量不同，受離心力大 小不同，質(zhì)量大的顆粒被甩到外圍，質(zhì)量小的油粒留在內(nèi)層。適當(dāng)安排不同出口，就可使顆 粒物與水分離。顆粒所受的離心力C=（m-m0）v2/r（m-m0：顆粒和水質(zhì)量差；r：

38、旋轉(zhuǎn)半徑；v：線 速度 v=2nrn）分離因素a=C/G”nn2/900（G：顆粒所受重力）離心分離設(shè)備分為：水旋分離設(shè)備（壓力式上清下濁和重力式）（容器不動(dòng)，切向高速 水流提供離心力）和器旋分離設(shè)備（離心機(jī)）。14.廢水處理系統(tǒng)分級(jí)廢水處理系統(tǒng)分為一級(jí)處理、二級(jí)處理、三級(jí)處理。一級(jí)處理（機(jī)械處理）只去除廢水中較大的懸浮物質(zhì)（沉淀法去除可沉固體）。物理法中 的大部分是由于一級(jí)處理的。廢水經(jīng)一級(jí)處理，一般達(dá)不到排放要求，需二級(jí)處理，它只是 預(yù)處理。二級(jí)處理（生物處理或生物化學(xué)處理）主要任務(wù)是去除廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī) 污染物。生物處理法最常用于二級(jí)處理，且經(jīng)濟(jì)有效。通過二級(jí)處理，一般廢水均

39、能達(dá)到排 放要求（沉淀法和生物處理法以降低污水懸浮固體和生化需氧量）。三級(jí)處理（高級(jí)處理和深度處理）當(dāng)水質(zhì)要求高時(shí)，為進(jìn)一步去除廢水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氮 和磷）、生物難降解的有機(jī)物和溶解鹽類等，以達(dá)到某些水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)或直接用于工業(yè)，就 需要在二級(jí)處理后進(jìn)行三級(jí)處理（過濾、氧化塘）。13.水處理的基本方法2009-2-13 9:47:11給水處理：原水一混凝一沉淀一過濾一消毒一飲用水（臭氧氧化、活性炭吸附）；地下 水（消毒）；工業(yè)用水（軟化、除鹽、冷卻、控制結(jié)垢與腐蝕）廢水處理：分為物理法、化學(xué)法和生物法。物理法是利用物理作用來分離廢水中懸浮污染物質(zhì)，處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。 沉淀法去除回收比重

40、大于1的中懸浮顆粒；氣浮法去除乳狀油或比重接近1的懸浮物；篩 網(wǎng)過濾去除纖維、紙漿；蒸發(fā)法濃縮廢水中的溶解性不揮發(fā)物質(zhì)；另外，還有離心分離、超 濾、反滲透等?；瘜W(xué)法是利用化學(xué)反應(yīng)處理水中的溶解性污染物和膠體。包括：中和法、氧化還原法、混凝 法、電解法、汽提法、萃取法、吹脫法、吸附法、離子交換法、電滲析法等。生物法是利用微生物作用，使廢水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。 可分為好氧生物處理和厭氧生物處理，其中好氧生物處理又可分為：活性污泥法、生物膜法 、生物氧化塘法、污水灌溉法、土地處理法。以上各方法各有特點(diǎn)和適用條件，實(shí)際中往往配合使用。城市污水水處理一般流程：進(jìn)水一初沉池（污泥

41、）一生物處理構(gòu)筑物一二沉池（污泥）一 出水。工業(yè)廢水處理流程各不相同，一般程序是：澄清一回收一毒物處理一一般處理一再用 或排放。氧垂曲線解釋緊接排入口各點(diǎn)溶解氧逐漸減少，這是因?yàn)閺U水排入后，河水中的有機(jī)物無多，耗氧 速度超過復(fù)氧速度。隨著有機(jī)物的不斷氧化分解，耗氧速度不斷降低，在某一點(diǎn)耗氧速度 等于復(fù)氧速度，此點(diǎn)溶解氧含量最低（最缺氧點(diǎn)）。過此點(diǎn)后，溶解氧含量逐漸恢復(fù)到排入口 之前的含量（恢復(fù)速度不斷加快）。氧垂曲線既是以離排入口的距離為橫坐標(biāo)，以溶解氧含 量為縱坐標(biāo)的曲線。如果河流受有機(jī)物污染的量低于它的自凈能力，最缺氧點(diǎn)的溶解氧含量 大于零，河水始終呈現(xiàn)有氧狀態(tài)，反之，靠近最 缺氧點(diǎn)的一段

42、河流將出現(xiàn)無氧狀態(tài)。9.廢水成分與性質(zhì)2009-2-13 9:43:46生活污水：居民日常生活中產(chǎn)生的廢水，主要是生活廢料和排泄物。這類廢水的成分 及變化取決于居民的生活水平和習(xí)慣。水質(zhì)較穩(wěn)定，渾濁、惡臭、深色、微堿性、不含有毒 物質(zhì)、有大量細(xì)菌病毒和寄生蟲卵。工業(yè)廢水：工業(yè)生產(chǎn)過程中排出的廢水。由于工業(yè)類型、生產(chǎn)工藝、原料、用水水質(zhì) 和管理水平的差異，其成分與性質(zhì)差別較大。農(nóng)業(yè)廢水：隨著農(nóng)藥和化肥的大量使用，農(nóng)田徑流排水成為天然水體的污染來源。8.不同的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)要求2009-2-13 9:43:13飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：流行病學(xué)上安全可靠；化學(xué)組成上對(duì)人體無害；使用上方便無弊。地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：按水體的不同用途和不同區(qū)域劃分為五類。按從污染源控制的 原則制定了污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)：一類污染物（對(duì)人體健康產(chǎn)生長(zhǎng)遠(yuǎn)影響）；另一種是影響小 于第一類的污染物，列出最高允