【正文】 中國最大管理資源中心 給水處理概論 一 .給水水質(zhì)指標(biāo) （ 1）濁度 （ 2）懸浮物 （ 3）臭和味 （ 1）雜質(zhì)或污染物質(zhì)的單項指標(biāo) （ 2）無機特性的綜合指標(biāo) （ 3）有機污染物的綜合指標(biāo) 二 .水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) （ 1）飲用水水質(zhì)項目大為增加，從原 35 項增加到 96 項 （ 2）把檢測項目分為常規(guī)檢測項目（ 34 項）和非常規(guī)檢測項目（ 62 項） （ 3）提高了對濁度的要求 （ 4）在飲用水常規(guī)檢測項目中增加了耗氧量（高錳酸鹽指數(shù)）：耗氧量（以 O2計）不超過 3mg/L，特殊情況下不超過 5mg/L。 （ 5）在無機物、有機物單項項目的選擇和限制的確定上，既借鑒國外標(biāo)準(zhǔn)（ WHO、歐盟、美國），又考慮中國國情。 （ 6）重視消毒劑和消毒副產(chǎn)物的危害，從原有的 1項，增加到 13項。 （ 7）對部分原有項目的限制提出更嚴格的要求，共 4 項：濁度、鉛、鎘、四氯化碳。 （ 8）增加了糞性大腸菌群的項目。 （ 1）地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ 2）其他水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 三 .給水處理的基本方法與基本工藝 （ 1）去除顆粒物 方法有：混凝、沉淀、澄清 、氣浮、過濾、篩濾（格柵、篩網(wǎng)、微濾機、濾網(wǎng)濾芯過濾器等）、膜分離（微濾、超濾）、沉砂（粗大顆粒的沉淀）、離心分離（旋流沉砂）等 中國最大管理資源中心 （ 2） 去除、調(diào)整水中溶解（無機）離子、溶解氣體的處理方法 處理方法有：石灰軟化、離子交換、地下水除鐵除錳、氧化還原、化學(xué)沉淀、膜分離（反滲透、納濾、電滲析、濃差滲析等方法）、水質(zhì)穩(wěn)定（水中溶解離子的平衡，防止結(jié)垢和腐蝕等，詳見本書第五章）、除氟（高氟水的飲用水除氟）、氟化（低氟水的飲用水加氟）、吹脫（去除游離二氧化碳、硫化氫等）、曝氣（充氧）、除氣（鍋爐水除氧等）等 （ 3） 去除有 機物的處理方法 方法有：粉狀炭吸附、原水曝氣、生物預(yù)處理、臭氧預(yù)氧化、高錳酸鉀預(yù)氧化、過氧化氫預(yù)氧化、預(yù)氯化、臭氧氧化、活性炭吸附、生物活性炭、膜分離、大孔樹脂吸附（用于工業(yè)純水、高純水制備中有機物的去除）等 （ 4） 消毒方法 方法有：氯消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、紫外線消毒、電化學(xué)消毒、加熱消毒等 （ 5） 冷卻方法 飲用水處理的工藝分成：（ 1）飲用水常規(guī)處理工藝 （ 2）在飲用水常規(guī)處理工藝的基礎(chǔ)上，增加預(yù)處理和（或）深度處理的飲用水處理工藝 （ 3）其他特殊處理工藝 混凝 一 .膠體的基本性質(zhì) 水中雜質(zhì)按其顆粒大小，可以分成為溶解物、膠體顆粒和懸浮物三大類。 分散顆粒 溶解物 膠體顆粒 懸浮物 顆粒尺寸 1 ～ 100nm( 或100nm) (或 1um) 典型物質(zhì) 無機離子、小分子有機物等 細小黏土顆粒、高分子有機物、腐質(zhì)酸、病毒、細菌等 黏土、粉砂、細菌等 溶液體系 真溶液（透明） 膠體溶液（混濁） 二 .鋁鹽鐵鹽混凝劑在水中的反應(yīng) Al3++H2O→ Al(OH)2++H+ Al(OH)2++H2O→ Al(OH)2++H+ 中國最大管理資源中心 Al(OH)2++ H2O→ Al(OH)3↓ +H+ 2[Al(OH)]2+→ [Al2(OH)2]4++ 2H2O 三 .水的混凝機理與混凝過程 （ 1）壓縮雙電層 （ 2）吸附電中和 （ 3）吸附架橋（ 4）沉淀物的卷掃或網(wǎng)捕 在水處理中，混凝的工藝過程實際上分為“凝聚”與“絮凝”兩個過程，對應(yīng)的工藝或設(shè)備稱為“混合”與“反應(yīng)”。 （ 1）凝聚 在水處理工藝中，凝聚主要指加入混凝劑后的化學(xué)反應(yīng)過程（膠體的脫穩(wěn)）和初步的絮凝過程。 （ 2）絮凝 絮凝是指細小礬花逐漸長大的物理過程。 （ 1）速度梯度 令dyduG? 式中 G— 速度梯度， s1。 du— 相鄰兩水層中水流（顆粒）同向運動的速度差； dy— 相鄰兩水層垂直與水流方向和距離。 推導(dǎo) G的計算公式： AdyduF ?? 式中： F— 兩層水流間的摩擦阻力； A— 兩層水流間的接觸面積 μ — 水的動力粘度 AdyFdup 1? 式中 p— 對單位體積水體的攪拌 功率， W/m3。 得 22)(1 GdyduA dyA dudydup ??? ??? 中國最大管理資源中心 ?pG? （ 2）速度梯度計算 對于機械攪拌，對單位容積水體的攪拌功率為 : VV Np N10 0010 00 21 總??? ?? 式中 N— 電機功率， KW。 η 1――攪拌設(shè)備機械效率，約為 ； η 2――傳動系統(tǒng)的效率， ～ ； η 總 ――總效率， ～ 。 對于水力攪拌，水流對液體所作的功即為水流的水頭損失。 TghVgQhp ?? ?? 式中 Q— 流量 ， m3/s。 水的密度（約為 1000kg/m3） h— 流過水池的水頭損失， m。 T— 水力停留時間， s。 g— 重力加速度， 。 混凝過程的動力學(xué)控制參數(shù)如下： 對于混合池： G=500～ 1000s1 T=10～ 30 對于絮凝反應(yīng)池： G=20～ 70s1 GT=104～ 105 四 .混凝劑與助凝劑 （ 1）硫酸鋁 Al2O3的含量不小于 ％，液體產(chǎn)品中 Al2O3的含量不小于 ％，適宜 PH 值為 ～ 8，最佳范圍 ～ 。 （ 2）聚合氯化鋁 [Al2(OH)nCl6n]m,式中 m 為聚合度，通常 m≤ 10， n＝ 3～ 5。 Al2O3的含量不小于 32％和 29％，液體產(chǎn)品 Al2O3的含量不小于 12％和 10％，適宜 PH 值為 5～ 9。 （ 3）三氯化鐵 PH值的適應(yīng)范圍（ 5～ 11） （ 4）硫酸亞鐵 （ 5）聚合硫酸鐵 化學(xué)式為 [Fe2(OH)n(SO4)3n/2]m,式中 n2,m=f(n)。 PH 值范圍為 5～ 11，最佳范圍 6～ 9。 （ 6）其他 復(fù)合式藥劑，如聚合鋁鐵，聚合鋁硅，混凝復(fù)合藥劑 中國最大管理資源中心 （ 1）活化硅酸 （ 2） 聚丙烯酰胺 （ 3）石灰 （ 4）其他 （ 1）投加量確定 （ 2）投配系統(tǒng) （ 3）混凝藥劑投加的自動控制 1）數(shù)學(xué)模型法 2）現(xiàn)場模擬試驗法 3）特性參數(shù)控制法 五 .混合設(shè)備 混合時間一般 10～ 30s，速度梯度 500～ 1000s1。 水力停留時間為 1～ 2min,平均速度梯度 500s1左右。 （ 1）管式靜態(tài)混合器 （ 2）壓力水管混合 （ 3）其他 有：跌水混合、漩流混合等。 六 .絮凝反應(yīng)池 絮凝反應(yīng)池的水力停留時間一般為 10～ 30min， GT 值在 104～ 105 總的水力停留時間一般為 15～ 20min，槳板邊緣處的線速度從第一級的 一級的 。 （ 1）隔板反應(yīng)池 起端流速一般為 ～ ，末端流速一般為 ～ ,水力停留時間 20～ 30min，總的水頭損失 ～ 。 （ 2）折板反應(yīng)池 各段的流速可分別為：第一段： ～ 。 第二段： ～ 。 第三段 ： ～ 。 水力停留時間較短，一般為 6～ 15min。 （ 3）其他形式的反應(yīng)池 中國最大管理資源中心 （ 1）往復(fù)式隔板與回轉(zhuǎn)式隔板組合 （ 2）機械反應(yīng)與隔板反應(yīng)組合 七 .影響混凝效果的因素 PH 值 沉淀 一 .顆粒沉淀特性 （ 1）自由沉淀 （ 2）絮凝沉淀 （ 3）擁擠沉淀 （ 4）壓縮沉淀 （ 1）顆粒沉速公式 對于 Re1的層流區(qū)，有 stokes 公式： 2181 gdu s? ?? ?? 中國最大管理資源中心 對于 1≤ Re≤ 1000 的過渡區(qū)，有 Allen 公式： dgu s 3122)(2 2 54 ?????? ???????? ???? 對于 Re1000 的紊流區(qū)，有 Newton 公式： gdu s? ?? ?? 式中 Re— 雷諾數(shù)??ud?Re， u— 顆粒沉速， d— 顆粒直徑； 181。――水的動力粘度； ρ ――水的密度； ρ s――顆粒的密度 g――重力加速度 二 .理想沉淀池特性分析 在理想沉淀池中，對沉淀過程的基本 假設(shè)是： （ 1）沉淀過程屬于離散顆粒的自由沉淀，在沉淀過程中各顆粒的沉速不變； （ 2）理想沉淀池中的水從左向右水平流動，進水均勻分布在整個過水?dāng)嗝嫔希?AC斷面）在池中各點水流速度均為 v。 （ 3）在沉淀過程中，各顆粒的水平運動分量等于水流的水平