【正文】 ?電位＝ 0，等電狀態(tài)，實(shí)際上混凝不需要 ?電位＝ 0，只要使 Emax=0 即可，此時(shí)的 ?電位稱為臨界電位。 因此，產(chǎn)物包括：未水解的水合鋁離子 單核羥基絡(luò)合物 多核羥基絡(luò)合物 氫氧化鋁沉淀 各種產(chǎn)物的比例多少與水解條件（水溫、 pH、鋁鹽投加量）有關(guān)。只適用于憎水性膠體。 2． 聚 集穩(wěn)定性：膠體帶電相斥（憎水性膠體） 水化膜的阻礙（親水性膠體） 兩者之中，聚集穩(wěn)定性對膠體穩(wěn)定性的影響起關(guān)鍵作用。 一般大多以生物處理為主， 但常有前處理（調(diào)節(jié)、氣浮除油、中和） 根據(jù)需要有后處理：混凝、過濾、活性炭吸附 重要課題 ：難降解有機(jī)物工業(yè)廢水的治理技術(shù)， 如農(nóng)藥廢水、造紙廢水、染料廢水等。 ?病原微生物：新的病原微生物：如賈第蟲（ Giardia Lamblia）、隱孢子蟲等。 工業(yè)用除鹽水：濾過水－陽離子交換－陰離子交換――除鹽水 （三）其它水處理工藝 1． 高濁度水處理工藝 2． 低溫第濁水處理工藝 3． 微污染水處理工藝 4． 富營養(yǎng)化湖泊水處理工藝 （四）熱點(diǎn)問題與發(fā)展方向 ?有機(jī)污染物 特別是 80 年代以后，對有機(jī)物的污染特別關(guān)注。 修訂標(biāo)準(zhǔn)： GB8978－ 1996 頒布， 98 年 1 月 1 日開始實(shí)施。 國內(nèi)情況： 1956 年 制訂了第 1 個(gè)「生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（試行）」， 16 項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo) 1976 年 項(xiàng)目修訂增加到 23 項(xiàng) 1986 年 「――――」 GB574985 共 35 項(xiàng)，關(guān)于有機(jī)物指標(biāo)只有 6 項(xiàng) 2020 年 6 月新標(biāo)準(zhǔn) [生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范 ] 二、 工業(yè)與其它用水標(biāo)準(zhǔn) 1． 工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn) 2． 其它：游泳、漁業(yè)、灌溉 三、 廢水排放標(biāo)準(zhǔn) 1． 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 首次發(fā)布 1983 年 第 1 次修訂 1988 年 第 2 次修訂 1999 年 GHZB11999， 2020 年 1 月 1 日起實(shí)施。 到 1962 年期間，有過修訂，但主要是針對化學(xué)物質(zhì)、生物學(xué)指 標(biāo)和感官指標(biāo) ?1974 年通過了《安全飲用水法》（ Safe drinking water act）， ?1975年頒布了《國家暫行飲用水基本規(guī)則》（ National Interim primary drinking water regulations）―― 美國飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)上的里程碑 增加了 6 種有機(jī)物的限制 ?1979 年修改《國家暫行飲用水基本規(guī)則》 4 ?1986 年提出了《安全飲用水法修正案》（ Safe Drinking Water Act Amendments） 《暫行規(guī)定》 ?《國家飲用水基本規(guī)定》（ National Primary Drinking Water Regulations） 提出了達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的最佳可行技術(shù)（ Best available technology）。 96 年美國開始食品、飲用水中內(nèi)分泌紊亂物的篩控方法研究。 二、水資源的自然循環(huán)與社會循環(huán) 三、水處理工 程的任務(wù) 給水工程： 取水―― 給水處理 ――配水 針對不同的水源水水質(zhì)，經(jīng)處理后滿足工農(nóng)業(yè)和生活的對水質(zhì)與水量的要求。 Eddy, Inc.,（清華大學(xué)出版社影印， 2020 年 8 月） (5) Ronald L. Droste: Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment, John Wiley amp。 Sons, Inc., 1997 (6) 《 環(huán)境工程手冊》之《水污染防治卷》，張自杰等，高等教育出版社， 1996 第一章 緒論 第 1節(jié) 水資源循環(huán)與特點(diǎn) 一、中國水資源特點(diǎn) 1. 人均占有量少 淡水總量在全世界占第 6 位。 排水工程： 廢水收集（來源于生活、工業(yè)和農(nóng)業(yè)）―― 廢水處理 ――排放或回用 第 2 節(jié) 水污染現(xiàn)狀及來源 一、水污染現(xiàn)狀 污水處理率低：污水排放排放量接近 400 億 m3。然后歐洲經(jīng)濟(jì)協(xié)力開發(fā)組織開始研究。 以后，不斷改進(jìn)，增加限制有機(jī)物的種類。 分成基本項(xiàng)目和特定項(xiàng)目 特定項(xiàng)目適用于地表水域特定污染物的控制。 I 類：增加到了 13 項(xiàng) II 類：增加到了 56 項(xiàng)目 仍按排放區(qū)域不同執(zhí)行不同的標(biāo)準(zhǔn)。 已發(fā)現(xiàn)在給水水 源中有機(jī)物種類在 2020 種以上；飲用水中有 700 多種。 ?管網(wǎng)水二次污染：細(xì)菌繁殖――水質(zhì)變差、管道堵塞 水處理技術(shù)的發(fā)展方向： ?加強(qiáng)微量有機(jī)物去除： 加強(qiáng)常規(guī)處理 增加預(yù)處理（如生物預(yù)處理） 增加后處理（如活性炭吸附、化學(xué)氧化） 開發(fā)新技術(shù)（如膜技術(shù)） ?加強(qiáng)消毒：防止各種致病微生物的影響 ?消毒副產(chǎn)物的問題：替代氯的其它消毒技術(shù) ?管 網(wǎng)水二次污染控制： 二、廢水處理 （一）基本處理方法 1． 物理法：沉淀、氣浮、篩網(wǎng) 6 2． 化學(xué)法：處理溶解性物質(zhì)或膠體 中和、吹脫、混凝、消毒 3．生物處理方法：好氧、厭氧 （二）城市污水處理一般流程 預(yù)處理： Preliminary treatment 一 級 處 理 ： Primary treatment 二 級 處 理 ： Secondary treatment 三級或深度處理： Tertiary or advanced treatment 深度處理一 般以 污水回收、再用為目的。 第二章 混凝 第 1節(jié) 混凝的去除對象 混凝可去除的顆粒大小是膠體及部分細(xì)小的懸浮物，是一種化學(xué)方法。 二、膠體的雙電層結(jié)構(gòu) 動電位 ?電位：決定了膠體的聚集穩(wěn)定性 一般粘土 ?電位＝ 15~40mV 細(xì)菌 ?電位＝ 30~70mV 三、 DLVO理論 膠體的穩(wěn)定性和凝聚可由兩膠粒間的相互作用和距離來評價(jià)。 德加根（ derjaguin）、蘭道（ Landon） (蘇聯(lián)， 1938 年獨(dú)立提出〕 伏維（ Verwey）、奧貝克（ Overbeek）（荷蘭， 1941 年獨(dú)立提出） 膠體的凝聚： 降低靜電斥力―― ?電位 ?――勢壘 ?――脫穩(wěn)――凝聚 8 辦法：加入電解質(zhì)，但只適用于憎水性膠體 第 3 節(jié) 水的混凝機(jī)理與過程 一、鋁鹽在水中的化學(xué)反應(yīng) 鋁鹽最有代表的是硫酸鋁 Al2(SO4)3?18H2O，溶于水后，立即離解鋁離子，通常是以 [Al(H2O)6]3+存在。 二、混凝機(jī)理 水的混凝現(xiàn)象比較復(fù)雜。 示例 ：河川到海洋的出口處，由于海水中電解質(zhì)的混凝作用，膠體脫穩(wěn)凝聚，易形成三角洲。 指膠核表面直接吸附帶異號電荷的聚合離子、高分子物質(zhì)、膠粒等，來降低 ?電位。 3．吸附架橋 指高分子物質(zhì)和膠粒，以及膠粒與膠粒之間的架橋 高分子投量過少，不足以形成吸附架橋，但投加過多，會出現(xiàn)“膠體保護(hù)”現(xiàn)象。 1．酸堿類：調(diào)整水的 pH，如石灰、硫酸等 2． 加大礬花的粒度和結(jié)實(shí)性：如活化硅酸（ SiO2 nH2O）、骨膠、高分子絮凝劑 3． 氧化劑類：破壞干擾混凝的物質(zhì)，如有機(jī)物。 當(dāng)顆粒的粒徑大于 1?m，布朗運(yùn)動消失。 碰撞速率 N0＝ 4/3 n2 d3 G d：顆粒粒徑 G＝ ?U/?Z(速度梯度 )（相鄰兩流層的速度增量） 可由水流所耗功率 p 來計(jì)算。 平均 G＝ 20－ 70s1， GT＝ 1～ 104－ 105 實(shí)際設(shè)計(jì)，采用 V和 T，反過來校核 GT 或者平均 G 最近采用： GTC（建議值 100）， C：顆粒濃度 第 6節(jié) 混凝影響因素 主要包括：水溫 、水化學(xué)特性、雜質(zhì)性質(zhì)和濃度、水力條件（前面已有敘述） ?/pG?TghG ?? 12 一、水溫 低溫，混凝效果差，原因是： 1） 無機(jī)鹽水解吸熱 2） 溫度降低，粘度升高――布朗運(yùn)動減弱 3） 膠體顆粒水化作用增強(qiáng)，妨礙凝聚 二、 pH及堿度 視混凝劑品種而異。 三、水中雜質(zhì)濃度 雜質(zhì)濃度低，顆粒間碰撞機(jī)率下降，混凝效果差。 流動電流檢測器（ SCD）：流動電流是指膠體擴(kuò)散層中反離子在外來作用下隨流體流動而產(chǎn)生的電流。 特點(diǎn)：構(gòu)造簡單、管理方便，但絮凝效果不穩(wěn)定，池子大。 混凝劑的選擇與染料種類 有關(guān)，需做混凝試驗(yàn)。 ?含油廢水處理：乳化油顆粒小、表面帶電荷，加混凝劑，壓縮雙電層。 第 2 節(jié) 自由沉淀 (discrete particle settling) 一、顆粒沉速公式（ Stokes’ law） 假設(shè)沉淀的顆粒是球形 所受到的重力為 F1= 1/6 ? d3 (?p ?l ) g 所受到的水的阻力 F2=CD ?l u2/2 ? d2/4 CD 與顆粒大小、形狀、粗造度、沉速有關(guān)。 此外，一般 d 難以 測定，在層流區(qū)，顆粒太小。 水平流速 v=Q/(h0 B) B: 池寬 考察頂點(diǎn)，流線 III：正好有一個(gè)沉降速度為 u0的顆粒從池頂沉淀到池底，稱為截留速度。 ui與混凝效果有關(guān)，應(yīng)重視加強(qiáng)混凝工藝。 懸浮物的去除率不僅與沉速有關(guān)，而且與深度，時(shí)間有關(guān)。 A：清水區(qū) B：等濃度區(qū)（與原水顆粒濃度相同）或稱受阻沉降層 顆粒沉速等于界面（ 1－ 1 面）沉降速度，等速下降（ Vs） C：變濃度區(qū) 顆粒濃度由小變大 D：壓實(shí)區(qū) 顆粒沉速從大――小 懸浮物緩慢下沉是這一區(qū)內(nèi)懸浮物緩慢壓實(shí)過程 界面（ 2－ 2 面）以一定速度上升 沉淀開始， 1－ 1 面下降， 2－ 2 面上升 當(dāng) t＝ tc 時(shí) ， 1－ 1 面和 2－ 2 面相遇時(shí)，臨界沉降點(diǎn) 當(dāng)再延長沉降時(shí)間，污泥層就會發(fā)生壓實(shí)。 同時(shí)滿足的只能降低水力半徑 R，措施是加隔板 L/B4, L/H10 水流速度的控制也很重要 適宜范圍： 1025 mm/s（給水） 5－ 7mm/s（污水） 3）出水區(qū) 出水均勻。 計(jì)算：由 q 設(shè) ―― A＝ Q/q 設(shè) H＝ u 設(shè) T 設(shè) u 設(shè) :。 材質(zhì)： 輕質(zhì)，無毒 紙質(zhì)蜂窩、薄塑料板（硬聚氯乙烯、聚丙烯） 2．構(gòu)造 24 1）異向流 異向流基本參數(shù)： ?＝ 60 度， L＝ 板間距 50－ 150mm 清水區(qū) m 布水區(qū) m u0= mm/s, v?3 mm/s Q 設(shè) ＝ ?u0（ A 斜 ＋ A 原 ） ?： ，斜板效率系數(shù)； A斜：斜板在水平面的投影面積 2）同向流 水流促進(jìn)泥的下滑，斜角可減少到 30－ 40 度 沉淀效果提高，但構(gòu)造比較復(fù)雜，使用少 Q 設(shè) ＝ ?u0（ A 斜 － A 原 ） 3）橫向流 使用少，結(jié)構(gòu)和平流式沉淀池較接近，易于改造，但水流條件差（ Re 大） ，難支撐 Q 設(shè) ＝ ?u0A 斜 3．優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：沉淀面積增大，水深降低，產(chǎn)水量增加 q＝ 9－ 11m3/(m2 h) 平流式 q2 m3/(m2 h) 層流狀態(tài) Re200，平流式 500 缺點(diǎn)：停留時(shí)間短（幾分鐘），緩沖能力差 對混凝要求高 耗材，有時(shí)堵，常用于給水處理，和污水隔油池 五、沉砂池 原理與沉淀池相同。 三、脈沖澄清池 靠脈沖方式進(jìn)水，懸浮層發(fā)生周期性的收縮和膨脹： 1）有利于顆粒和懸浮層接觸； 2）懸浮層污泥趨于均勻。 第四章 氣 浮 (Flotation) 第 1 節(jié) 理論基礎(chǔ) 是一種固－液和液－液分離的方法。見圖 13－ 3和 13－ 4。 而煤氣洗滌水中的乳化焦油，