【正文】 2） 混凝劑的用量：當(dāng)水中膠體含量很少時(shí)，需要投加大量混凝劑才能通過網(wǎng)捕作用達(dá)到良好效果。 （ 3） 水溫： a. 鋁鹽受水溫影響大，低于 5 度，凝絮細(xì)而松，效果不佳。 b. 鐵鹽作混凝劑時(shí)，水溫對混凝效果影響不大。 （ 4） 水和混凝劑的混合速度：攪拌 速度最好是先快后慢（快速混合，防止凝絮破碎） （ 5） 水中雜質(zhì)：因離子量大不利，有機(jī)物不利（用加 Cl O3破壞之） （ 6） 接觸介質(zhì)：（水中保持一定數(shù)量的泥渣層）澄清池原理，起吸附、催化及泥渣顆粒作結(jié)晶核心等作用。 5. 混凝劑：常見混凝劑使一些在分子中有高價(jià)陽離子的無機(jī)鹽類。 （ 1） 鋁鹽：硫酸鋁、明礬、鋁酸鈉（或稱偏鋁酸鈉）。 （ 2） 鐵鹽：鐵鹽的適用 pH 值范圍很廣，可為 4－ 10。 特點(diǎn)： a. 生成凝絮的相對密度比 Al(OH)3大。 b. 溫度的影響不大。 c. pH＞ 時(shí)， Fe3＋ 會和腐植酸生成不沉淀的有機(jī)化合物，所以鐵鹽是不適于作為處理帶有機(jī)物水 的混凝劑。 （ 3） 鐵、鋁鹽（二者 1： 1）時(shí)效果較好。 （ 4） 無機(jī)高分子混凝劑―――聚合鋁和聚合鐵。聚合鋁堿化度在 50％―― 80％最好。B=[OH]/[1/3Al] 100％ （ 5） 鎂鹽 Mg(OH)2 pH 應(yīng)高于 （ 6） 電混凝：將金屬鋁或鐵作為電極置于被處理水中，然后通以直流電，此時(shí)的陽電極進(jìn)行電化學(xué)溶解，溶解下來的 Al3+或 Fe3+起的作用與化學(xué)混凝基本相同。影響電化學(xué)溶解的因素：水溫、 pH 值、電流密度、水中離子的組成。 （ 7） 混凝輔助劑（助凝劑）活性 SiO膨潤土、沉淀池污泥都是好的助凝劑。 助凝劑的作用：加快凝聚過程、增 加凝絮牢固性，本身不起混凝作用。 6. 有機(jī)高分子絮凝劑 （ 1） 類別：應(yīng)是線性或使帶枝節(jié)的線性聚合物，鏈節(jié) 1000－ 5000 為宜，過多水溶性差，過少凝聚作用不佳。 a. 根據(jù)電離后粒子所帶電荷不同可分為陽離子型、因離子型和非離子型三類。 b. 昂奧分子組成可分為聚乙烯、聚酰胺、聚胺和聚丙烯等型。 （ 2） 影響絮凝效果的因素，主要機(jī)理是吸附與架橋 a. 高分子在溶液中的形態(tài) b. 絮凝劑在微粒表面的吸附作用 c. 官能團(tuán)的作用。 （ 3） 應(yīng)用：在我國應(yīng)用最多的是聚丙烯酰胺（三號絮凝劑），常作為助凝劑與其它混凝劑和用。如濁度效應(yīng)在混凝劑后加，濁度高先加，攪拌速度不宜過 快。 第三節(jié) 水的沉淀軟化 1. 沉淀軟化原理：把天然水中鈣、鎂離子轉(zhuǎn)變成難溶于水的化合物，使其沉淀下來，降低水硬度的過程。 2. 沉淀軟化種類：熱力軟化法（加熱至 100 度以上）、化學(xué)軟化法。 3. 石灰處理： CaO 加水反應(yīng)生成熟石灰。 （ 1） 反應(yīng)順序 CO2 Ca(HCO3)2 Mg(HCO3)2 （ 2） 反應(yīng)式： CO2＋ Ca(OH)2 Ca CO3 ＋ H2O Ca(HCO3)2＋ Ca(OH)2 2Ca CO3 ＋ H2O Mg (HCO3)2＋ Ca(OH)2 2Ca CO3 ＋ Mg(OH)2 ＋ H2O 石灰處理起到的作用，主要是消除水中鈣鎂的碳酸氫鹽。 4. 石灰處理的沉淀過程： （ 1） 一部分沉淀物當(dāng)水中有有機(jī)物存在時(shí)，它們吸附在膠體顆粒上，起到保護(hù)膠體的作用，所以該現(xiàn)象不利，會造成水質(zhì)不穩(wěn)定，可能在管道、過濾器的濾層沉淀。 （ 2） 石灰處理與混凝劑聯(lián)合處理效果較好，一般用鐵鹽，因?yàn)樗?pH 值較高。 a. 絮狀沉淀物 b. 粒狀沉淀物 Ca CO3含量大。 5. 石灰的用量 （ 1） 只要求 Ca CO3析出： DSH 石灰加藥量， mmol[1/2CaO] （ 2） 只要求 Ca CO Mg(OH)2析 出 DSH＝［ 1/2CO2］ +[1/2 Ca(HCO3)2]＋ 2[1/2 Mg(HCO3)2]+ [NaHCO3]+α α－石灰過剩量，一般取 mmol[1/2CaO] NaHCO3－過剩堿度 石灰的用量要適當(dāng)，不能太多或太少，太少使反應(yīng)不完全，太多殘留 Ca(OH)2。 6. 水溫：提高水溫對石灰處理有利。 7. 經(jīng)石灰處理后的水質(zhì)的評定標(biāo)準(zhǔn)。 （ 1） 懸浮物和不穩(wěn)定度 （ 2） 游離 CO2（應(yīng)全部除去） （ 3） 殘余堿度 （ 4） 硬度 （ 5） 耗氧量 （ 6） 硅化物 （ 7） 鐵 （ 8） 鎂（與加入量有關(guān)大可形成 Mg(OH)2沉淀。 8. 其它沉淀軟化處理 （ 1） 石灰－純堿處理（用純堿消 除永硬） CaSO4(CaCl2)+Na2CO3 CaCO3 +NaSO4(2NaCl) MgSO4(MgCl2)+Na2CO3 CaCO3 + Mg(OH)2 +NaSO4(2NaCl) （ 2） 石灰－氯化鈣處理（除掉過剩堿度氯化鈣可用硫酸鈣代替） 2 NaHCO3(2KH CO3)+CaCl2+Ca(OH)2 2 CaCO3 ＋ 2NaCl(2KCl)+2H2O （ 3） 協(xié)調(diào)磷酸鹽處理（ 130－ 150 度進(jìn)一步降低硬度，爐水磷酸鹽處理原理） 3 CaCO3+2Na3PO4 Ca（ PO4） 2 ＋ 3CO3 3 Mg(OH)2+2Na3PO4 Mg 3（ PO4） 2 ＋ 6 NaOH 第四節(jié) 沉淀原理 1. 懸浮顆粒的絮凝性： （ 1） 絮凝體：顆粒在沉降過程發(fā)生粘結(jié)現(xiàn)象，這種性能稱為絮凝性，這類物質(zhì)稱為絮凝體。 （ 2） 離散顆粒：沉降時(shí)不會結(jié)合的顆粒。 （ 3） 絮凝體包含著大量水分，密度與水接近。 2. 離散沉降：離散沉降是指離散顆粒在懸浮液中的沉降過程，此時(shí)，由于顆粒不會相互干擾和粘結(jié)，它們的沉降特性只與顆粒料本身和水的特性有關(guān)。 u=1/18 (PK－ P)/μ gd2 u－沉降速度 PK、 P－分別為顆粒與水的密度 g/cm3 d－顆粒直徑 cm g－重力加速度 cm/s2 μ－水的動力粘度 g/ 3. 絮凝沉降：應(yīng)通過試驗(yàn)來測定水中顆粒在某一流程中的沉降特征。 層樁沉降：上層為等濃度區(qū)，此層為過渡區(qū)或變濃度區(qū)，最下層為壓實(shí)區(qū)。 第五節(jié) 沉淀處理設(shè)備 1. 沉淀處理設(shè)備分為沉淀池和澄清器兩類。 2. 沉淀池分為間歇式和連續(xù)式兩類。 3. 澄清器有泥渣層（沉淀池?zé)o），是連續(xù)運(yùn)行的。 4. 平流式沉淀池：水按水平方向流動。結(jié)構(gòu)有四部分：進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)、存泥區(qū)。 5. 斜管和斜板沉淀池： 1） 原理：沉淀 區(qū)中設(shè)置斜管或斜板，沉降過程在這些裝置中進(jìn)行，可以使水中懸浮物的分離速度加快，從而縮短沉降時(shí)間和減小設(shè)備體積。 2） 結(jié)構(gòu)：斜管（板）、集水器、集水槽、排泥管、集泥斗。 3） 沉淀池進(jìn)水流向以與斜管（板）中水的流向成鈍角為宜。 6. 泥渣懸浮式澄清池：澄清池是利用懸浮泥渣層與水中雜質(zhì)顆粒相碰撞、吸附、粘合，從而提高澄清效果的一種沉淀設(shè)備。 1） цнии型澄清器 2） 脈沖澄清池：水通過一層懸浮泥渣進(jìn)行澄清，泥渣層不是懸浮在一定的部位，而是進(jìn)行著周期性的下沉和上升運(yùn)動，即呈脈沖狀態(tài)。 7. 泥渣循環(huán)式澄清器：特征是設(shè)備中有若干泥渣做循環(huán)運(yùn)行， 即泥渣區(qū)中有部分泥渣回流到進(jìn)水區(qū)，與進(jìn)水混合后共同流動，待流至泥渣分離區(qū)，進(jìn)行澄清分離后，這些泥渣返回原處。 1）機(jī)械攪拌澄清池 8. 澄清池的運(yùn)行： 1） 運(yùn)行前的準(zhǔn)備工作 ① 打掃干凈，檢查本體設(shè)備、閥門、管道等 ② 估算好各種加藥量 ③ 配制好各種藥液 ④ 加藥器的加藥量調(diào)整 ⑤ 池外配好泥渣加速活性泥渣層生成 2） 啟動 3） 運(yùn)行注意事項(xiàng) ① 排泥量 ② 泥渣循環(huán)量 ③ 間歇運(yùn)行 ④ 水溫變動 ⑤ 空氣混入 4） 監(jiān)督 ① 清水層高度 ② 懸浮泥渣量 ③ 進(jìn)水流量 ④ 加藥量 ⑤ 水溫 ⑥ 排泥時(shí)間 ⑦ 排泥間隔 ⑧ 排泥門開度 5） 調(diào)整 ① 最優(yōu)加藥量 ② 最優(yōu)運(yùn)行條件（排泥量的控制調(diào)整、負(fù)荷的大小、負(fù)荷調(diào)整 的變化速度、水溫的變化） 9. 澄清池的改進(jìn)： 1） 斜管、斜板在澄清池中的應(yīng)用 2） 雙向流斜管澄清池 3） 加砂澄清池 4） 高速脈沖澄清池 第六節(jié) 沉淀處理系統(tǒng)和附屬設(shè)備 1. 沉淀處理系統(tǒng)（沉淀池） 2. 加藥設(shè)備 3. 混合器 4. 反應(yīng)器 第三章 水的過濾處理 第一節(jié) 水的過濾過程 1. 過濾原理： 1） 篩分作用：懸浮顆粒不能通過濾層中的微小孔眼而被機(jī)械的阻擋下來。 2） 吸附：濾料顆粒表面吸附了水中微小的顆粒。 3） 架橋：截留下來的懸浮物在濾料顆粒表面發(fā)生彼此重疊和架橋的過程，因此形成了一層附加的濾膜。 4） 混凝：在凝絮、懸浮物和砂粒表面之間發(fā)生了與混凝作 用相同的顆粒凝集過程。 2. 過濾過程中的水頭損失： 1） 影響因素 ① 溫度：溫度升高，水的粘度下降，水頭損失下降。 ② 濾速：水頭損失與濾速成正比。 ③ 濾料顆粒粒徑：粒徑減小，水頭損失急劇增大。 ④ 濾層污染程度 2） 水頭損失的控制 ① 提高壓差 ② 進(jìn)行反洗 3） 濾層中負(fù)壓的形成：濾層中壓力下降，某些部位形成真空 防止方法 ① 增高進(jìn)出口兩端的水位 ② 限制運(yùn)行時(shí)間 3. 濾料：常用的有石英砂、無煙煤、大理石等。主要技術(shù)指標(biāo)有： 1） 化學(xué)穩(wěn)定性 加藥設(shè)備 澄清池 加藥設(shè)備 混合器 反應(yīng)器 澄清池 2） 機(jī)械強(qiáng)度 3） 粒度 4. 過濾工藝 1） 過濾運(yùn)行：由過濾、反洗、正洗等步驟組成。 2） 過濾效果：由出水水質(zhì)和截污能力兩部分組成。 3） 濾速 4） 反洗強(qiáng)度 5） 水流的均勻性及配水系統(tǒng) 5. 濾池的維護(hù) （ 1） 反洗強(qiáng)度和膨脹率 （ 2） 化學(xué)清洗 第二節(jié) 過濾器 (單層濾料 ,下向流式 ) 組成 :主要是有進(jìn)水裝置 ,配水系統(tǒng) ,壓縮空氣裝置 ,儀表 ,閥門和管道等。 (兩頭進(jìn)水 ,中間出水 ,配水裝置在中間 ) 特點(diǎn) :出力較大 ,但對濾料粒度的要求較高 ,運(yùn)行操作和維護(hù)等較復(fù)雜。 (改變上細(xì)下粗的不利排列 ) （ 1） 雙層 :上層為無煙煤 ,下層為石英砂 ,雙層濾料能否良好運(yùn)行 ,煤砂粒度選擇是關(guān)鍵問題 （ 2） 三層 :下層一般為石榴石 ,磁鐵礦 ,鈦鐵礦等礦石 第三節(jié) 濾池 無閥濾池是因其沒有閥門而得名 ,無閥濾池的種類很多 :有壓力式的 ,有重力式的。截面可以是圓形的末葉可以是方形的，壓力式無閥濾池和重力式無閥濾池的結(jié)構(gòu)原理是相同的。 單閥濾池的工作原理和無閥濾池?zé)o閥濾池的基本相同 ,不同點(diǎn)僅僅在于 : 單閥濾池虹吸管的高度比無閥濾池的低很多。單閥濾池和無閥濾池相比 ,它的優(yōu)點(diǎn)是虹吸管高度降低有利于安裝和維修 。缺點(diǎn)是操作較繁。 3. 虹吸濾池 虹吸濾池是一種重力式快速濾池 ,它的特征是革除了普通快速濾池上的閥門、儀表等配件 ,而是用抽真空溝通虹吸管的辦法 ,以通 水流 ,用進(jìn)空氣來破壞虹吸作用 ,以切斷水流。 第四節(jié) 其他過濾方式 (直接加藥 .適合低濁度的水 ) (1) 直流混凝過濾 (2) 接觸混凝過濾 (水有下而上 ,先進(jìn)大顆粒濾料 ) (3) 高速雙流過濾 (大小粒徑混合在一起過濾 ) 3纖維過濾 （ 1） 吸附原理 化學(xué)吸附 (形成化學(xué)鍵和氫鍵 ) 物理吸附 (范德華力和靜電引力 ) （ 2） 活性炭 :活性炭是非極性吸附劑 ,所以它對于某些有機(jī)物有較強(qiáng)的吸附力 ,活性炭吸附力以物理吸附為主。 A. 活性炭除 Cl2效果較好。 Cl2 + H2O ≒ HCl + HClO HClO → HCl ＋ [O] 2[O] ＋ C → CO2 B．活性炭再生方法：①蒸汽吹灰；②高溫灼燒；③用適當(dāng)?shù)娜芤簩⑽降碾s質(zhì)解吸下來（如 NaOH和 NaCl） 。④用有機(jī)溶劑萃取 。 :用粒度均一 ,機(jī)械強(qiáng)度大 ,合成樹脂濾料與濾砂組成雙濾料過濾器 .清洗時(shí)利用循環(huán)水泵將過濾器的上部水打入砂層中間 ,是其中水流變?yōu)樯仙?,相對密度小的合成濾料和水一起循環(huán) ,這樣濾層中的泥球被分散 ,被截留在濾層中的懸浮物就會從合成濾料上剝落下來。 第四章 離子 交換的基本知識 第一節(jié) 離子交換劑的結(jié)構(gòu) 1 離子交換劑的結(jié)構(gòu) :分兩部分 ,一部分具有高分子的結(jié)構(gòu)形式 。稱為 。離子交換劑的骨架 ,另一部分是帶有可交換離子基團(tuán) (稱為活性基團(tuán) ),它們化合在高分子骨架上。 :一種半合成的離子交換劑 ,以煤質(zhì)本身空間結(jié)構(gòu)作為高分子骨架 ,用濃硫酸磺化 ,引入活性基團(tuán)