【正文】 。 配水系統(tǒng)干管末端一般裝有排有排氣管。216。 每個濾池宜設置水頭損失計及取樣管。216。 各種密封渠道上應設有人孔，以便檢修。216。 濾池池壁與砂層接觸處抹面應拉毛，以免過濾時水流在該處形成“短路”而影響水質。 其它形式濾池216。 虹吸濾池216。 移動罩濾池216。 V型濾池216。 壓力濾池第三章 污水的化學處理學時安排：5學時本章教學要點：了解污水化學法處理的對象，掌握各種化學處理法的工作原理和特點，重點掌握混凝的原理、主要影響因素和混凝設備的設計計算。教學內容：污水的化學處理是利用化學反應的作用以去除水中的雜質。處理對象主要是污水中無機的或有機的(難于生物降解的)溶解物質或膠體物質。常用的化學處理方法有化學混凝、中和法、化學沉淀法和氧化還原法。一、混凝原理化學混凝處理的對象主要是水中的微小懸浮物和膠體雜質。1. 膠體的穩(wěn)定性膠體所受影響：178。 由于上述的膠體帶電現(xiàn)象，帶相同電荷的膠粒產生靜電斥力，而且ξ電位越高，膠粒間的靜電斥力越大178。 受水分子熱運動的撞擊，使微粒在水中作不規(guī)則的運動，即“布朗運動”178。 膠粒之間還存在著相互引力——范徳華引力膠體間的相互斥力不僅與ξ電位有關，還與膠粒的間距有關，距離越近，斥力越大。而布朗運動的動能不足以將兩顆膠粒推進到使范徳華引力發(fā)揮作用的距離。因此，膠體微粒不能相互聚結而長期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。水化作用也使膠體不能相互聚結。2. 混凝原理(1) 壓縮雙電層作用混凝劑提供大量正離子會涌入膠體擴散層甚至吸附層, 使ξ電位降低。當ξ電位為零時, 稱為等電狀態(tài)。此時膠體間斥力消失, 膠粒最易發(fā)生聚結。實際上，ξ電位電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運動的動能時，膠粒就開始產生明顯的聚結，這時的ξ電位稱為臨界電位。膠粒因ξ電位電位降低或消除以至失去穩(wěn)定性的過程，稱為膠體脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結，稱為凝聚。(2) 吸附架橋作用由高分子物質吸附架橋作用而使微粒相互粘結的過程。(3) 網捕作用沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結。以硫酸鋁為例討論混凝過程：硫酸鋁Al2(SO4)318H2O溶于水后，離解出Al3+，并結合有6個配位水分子，成為水合鋁離子[Al(H2O)6]3+。水合鋁離子進一步水解，形成單羥基單核絡合物：單羥基單核絡合物又進一步水解：上述反應中，降低水中H+(或H3O+)濃度或提高pH，使反應趨向右方，水合羥基絡合物的電荷逐漸降低，最終生成中性氫氧化鋁難溶沉淀物。當pH4時，水解受到抑制，水中存在的主要是[Al(H2O)3]3+ 。當pH＝4~5時，水中有[Al(OH)(H2O)5]2+、[Al(OH)2(H2O)4]+及少量[Al(OH)3(H2O)3]。當pH＝7~8時，水中主要是[Al(OH)3(H2O)3]沉淀物。但在某一特定pH時，水解產物還有許多復雜的高聚物和絡合物同時共存。因為初步水解產物中的羥基OH具有橋鍵性質。在由[Al(H2O)6]3+轉向[Al(OH)3(H2O)3]的中間過程中，羥基可將單核絡合物通過橋鍵縮聚成多核絡合物：或 兩個單羥基絡合物通過羥基橋聯(lián)可縮合成雙羥基雙核絡合物：從上述反應可以看出，三價鋁鹽發(fā)揮混凝作用的是各種形態(tài)的水解聚合物。帶有正電的水解聚合物，同時起到壓縮雙電層的脫穩(wěn)和吸附架橋的作用。為使硫酸鋁達到優(yōu)異的混凝效果，應盡量使膠體脫穩(wěn)和吸附架橋作用都得到充分發(fā)揮。當混凝劑投放水中后，應立即進行劇烈攪拌，使帶電聚合物迅速均勻地與全部膠體雜質接觸，使膠體脫穩(wěn)，隨后，脫穩(wěn)膠體在相互凝聚的同時，靠聚合度不斷增大的高聚物的吸附架橋作用，形成大的絮凝體，使混凝過程很好完成。二、混凝劑和助凝劑1. 混凝劑要求：178。 混凝劑效果良好178。 對人體健康無害178。 價廉易得178。 使用方便(1) 無機鹽類混凝劑——鐵鹽和鋁鹽(2) 高分子混凝劑——有機和無機2. 助凝劑三、 影響混凝效果的主要因素1. 水溫2. pH3. 水中雜質的成分、性質和濃度4. 水力條件四、 化學混凝的設備1. 混凝劑的配制和投加設備(1) 混凝劑的溶液和配制混凝劑在溶解池中進行溶解:攪拌：加速藥劑溶解178。 機械攪拌178。 壓縮空氣攪拌178。 水泵攪拌藥劑溶解完全后，將濃藥液送入溶液池，用清水稀釋到一定的濃度備用。溶液池的容積可按下式計算：式中: W1——溶液池容積，m3； qv——處理地水量，m3/h。 A——混凝劑地最大投加量，mg/L。 c——溶液濃度，％； n——每天配置次數(shù)，一般為2~6次。溶解池的容積：(2) 混凝劑溶液的投加計量設備：轉子流量計，電磁流量計投加方式：泵前重力投加，水射器投加2. 混合設備(1) 水泵混合(2) 隔板混合(3) 機械混合3. 反應設備(1) 隔板反應池利用水流斷面上流速分布不均所造成的速度梯度，促進顆粒相互碰撞進行絮凝。為避免結成的絮凝體被打碎，隔板中的流速應逐漸減小。(2) 機械反應池一、 投加法常用藥劑是石灰、電石渣、石灰石等，有時也采用苛性鈉和碳酸鈉。中和藥劑的投加量，可按化學反應式進行估算。石灰常使用熟石灰，配制成石灰乳液，濃度在10％左右，反應在池中進行。石灰量多時，可用生石灰。為了防止產生沉淀，石灰乳槽均裝有攪拌設備。二、過濾法石灰石或白云石作中和劑時常呈粗粒狀，可作濾料，故用過濾法。用易溶的化學藥劑(可稱沉淀劑)使溶液中某種離子以它的一種難溶的鹽和氫氧化物形式從溶液中析出，在化學上稱沉淀法，在化工和環(huán)境工程上稱化學沉淀法。廢水處理中，常用化學沉淀法去除廢水中的有害離子，陽離子如Hg2+、Cd2+、Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cr6+，陰離子如SO4PO43。難溶鹽和難溶氫氧化物在溶液中的離子的濃度之積(稱溶度積Ks)是常數(shù)，當能結合成難溶鹽的兩種離子的濃度之積超過這鹽的溶度積時，該鹽將析出，而這兩種離子的濃度將下降，需要去除的離子就與水分離。一、 加氯氧化CN根電鍍廢水往往含有CN,可加氯氧化為N2和CO2。二、 電解法直流電通過電解質溶液時，在兩個電極上引起的化學變化稱電解?？捎糜谔幚砗珻rO4Hg的廢水。三、 置換法電動序中電位較高的金屬能取代水溶液中電位較低的金屬的離子，前者析出而后者溶入水中。第四章 污水的物理化學法處理學時安排：9學時本章教學要點：了解污水物理化學處理法處理對象，掌握吸附法、離子交換法、萃取法和膜析法處理的原理，重點掌握膜析法處理的原理、應用和發(fā)展趨勢。教學內容：一、 吸附原理吸附劑：固體表面有吸附水中溶解及膠體物質的能力,比表面積很大的活性炭等具有很高的吸附能力。吸附：178。 物理吸附：吸附劑與吸附物質之間是通過分子間引力(即范徳華力)而產生的吸附178。 化學吸附：吸附劑與被吸附物質之間產生化學作用，生成化學鍵引起吸附表明被吸附物的量與濃度之間的關系式稱為吸附等溫式。1. Freundlich等溫式對上式取對數(shù)，可得：2. Langmuir等溫式該公式是在被吸附物質僅為單分子層的假定下導出的，形式為：將上式變換成以下形式，使用時較方便：二、影響吸附的因素衡量指標178。 吸附能力：固體吸附劑用吸附量衡量178。 吸附速度：單位質量吸附劑在單位時間內所吸附的物質量吸附階段178。 顆粒外部擴散階段：吸附質從溶液中擴散到吸附劑表面178。 孔隙擴散階段: 吸附質在吸附劑孔隙中繼續(xù)向吸附點擴散178。 吸附反應階段: 吸附質被吸附在吸附劑孔隙內的吸附點表面吸附速度主要取決于外部擴散速度和孔隙擴散速度。外部擴散速度:178。 與溶液濃度成正比178。 與吸附劑的比表面積的大小成正比178。 吸附劑顆粒直徑越小，速度越快178。 增加溶液與顆粒間的相對運動速度，可提高速度孔隙擴散速度: 吸附劑顆粒越小，速度越快吸附劑的物理化學性質和吸附質的物理化學性質對吸附有很大影響。極性分子(或離子)型的吸附劑容易吸附極性分子(或離子)型的吸附質。 非極性分子型的吸附劑容易吸附非極性的吸附質。三、吸附劑1. 活性炭在水處理中較多采用顆?；钚蕴俊Ｔ偕窃谖絼┍旧淼慕Y構基本不發(fā)生變化的情況下，用某種方法將吸附質從吸附劑微孔中除去,恢復它的吸附能力。再生方法:加熱再生法: 在高溫條件下，提高了吸附質分子的能量，使其易于從活性炭的活性點脫離；而吸附的有機物則在高溫下氧化和分解，成為氣態(tài)逸出或斷裂成低分子化學再生法：通過化學反應，使吸附質轉化為易溶于水的物質而解吸下來2. 腐植酸類吸附劑種類：天然的富含腐植酸的風化煤、泥煤、褐煤等，它們可以直接使用或經簡單處理后使用；將富含腐植酸的物質用適當?shù)酿ず蟿┲苽涑傻母菜嵯禈渲?。腐植酸是一組芳香結構的，性質與酸性物質相似的復雜混合物。腐植酸對陽離子的吸附，包括離子交換、螯合、表面吸附、凝聚等作用。腐植酸類物質能吸附工業(yè)廢水中的許多金屬離子，如汞、鉻、鋅、鎘、鉛、銅等。腐植酸類物質在吸附重金屬離子后,可以用H2SOHCl、NaCl等進行解吸。四、 吸附工藝和設備操作方式間歇式：將廢水和吸附劑放在吸附池內進行攪拌30min左右，然后靜置沉淀，排除澄清液連續(xù)式：216。 固定床：吸附劑固定填放在吸附柱(或塔)中216。 移動床：在操作過程中定期地將接近飽和的一部分吸附劑從吸附柱中排出，并同時將等量的新鮮吸附劑加入柱中216。 流化床：吸附劑在吸附柱內處于膨脹狀態(tài)，懸浮于由下而上的水流中五、吸附法在污水處理中的應用1. 吸附法除汞活性炭有吸附汞和汞化合物的性能，但因其吸附能力有限，只適宜于處理含汞量低的廢水。2. 煉油廠、印染廠廢水的深度處理某煉油廠含油廢水，經隔油，氣浮和生物處理后，再經砂濾和活性炭過濾深度處理。(生物處理后)，COD從85mg/L降至18mg/L。 實質：不溶性離子化合物(離子交換劑)上的可交換離子與溶液中的其他同性離子的交換反應，是一種特殊的吸附過程，通常是可逆化學吸附。離子交換是可逆反應，其反應式可表達為：在平衡狀態(tài)下，樹脂中及溶液中的反應物濃度符合下列關系式：K值的大小能定量地反映離子交換劑對某兩個固定離子交換選擇性的大小。一、離子交換劑離子交換樹脂是人工合成的高分子聚合物，由樹脂本體(又稱母體或骨架)和活性基團兩個部分組成。種類：178。 凝膠型樹脂178。 大孔型樹脂178。 多孔凝膠型樹脂178。 巨孔型(MR型)樹脂178。 高巨孔型(超MR型)樹脂按活性基團可分為：178。 含有酸性基團的陰離子交換樹脂178。 含有堿性基團的陽離子交換樹脂178。 含有胺羧基團等的螯合樹脂178。 含有氧化還原基團的氧化還原樹脂178。 兩性樹脂二、離子交換樹脂的選用1. 離子交換樹脂的有效pH范圍樹脂類型強酸性離子交換樹脂弱酸性離子交換樹脂強堿性離子交換樹脂弱堿性離子交換樹脂有效pH范圍1~145~141~120~72. 交換容量定量表示樹脂交換能力的大小，單位為mol/kg(干樹脂)或mol/L(濕樹脂)3. 交聯(lián)度交聯(lián)度較高的樹脂，孔隙較低，密度較大，離子擴散速度較低，對半徑較大的離子和水合離子的交換量較小，浸泡在水中時，水化度較低，形變較小，也就比較穩(wěn)定，不易破碎。交換容量：全交換容量：一定量的樹脂所具有的活性基團或可交換離子的總數(shù)量工作交換容量：樹脂在給定工作條件下實際的交換能力4. 交換勢交換勢大，交換離子越容易取代樹脂上的可交換離子，也就表明交換離子與樹脂之間的親和力越大。離子交換一般規(guī)律（1）離子的交換的交換勢, 除同它本身和離子交換樹脂的化學性質有關外, 溫度和濃度的影響都很大。（2）在常溫和低濃度水溶液中，陽離子的價態(tài)越高，它的交換勢越大。（3）在常溫和低濃度水溶液中，同價陽離子的交換勢大致上是原子序數(shù)越高，交換勢越大；但是稀土元素情況正好相反。（4）氫離子對陽離子交換樹脂的交換勢，取決于樹脂的性質。（5）在常溫和低濃度水溶液中，對弱堿性陰離子交換樹脂來說, 酸根(陰離子)的交換序列如下：SO42 CrO42 檸檬酸根酒石酸根 NO3 AsO43 PO43 MoO42 醋酸根、I、Br Cl F。（6）對強堿性陰離子交換樹脂講，離子的交換勢隨樹脂的性質而異，沒有一般性的規(guī)律。（7）氫氧基對陰離子交換樹脂的交換勢決定于樹脂類型。（8）離子量高的有機離子和金屬絡合離子的交換勢特別大。（9）大孔型樹脂具有很強的吸附性能，往往可以吸附廢水中的非離子型雜質。三、離子交換的工藝和設備離子交換裝置固定床：單層床，雙層床，混合床連續(xù)床：移動床，流動床1. 交換開啟進水閥1和出水閥2，其余閥門關閉。2. 反洗目的在于松動樹脂層，以便下一步再生時，注入的再生液能分布均勻，同時也及時地清除積存在樹脂層內的雜質、碎粒和氣泡。先關閉閥門1和2，打開反洗閥3，然后再逐漸開大排水閥4進行反洗。3. 再生先關閉閥門3和4，打開排氣閥7及排水閥5，將水放到離樹脂層表面10cm左右，再關閉閥門5，開啟進再生液閥門8，排出交換器內空氣后，即關閉閥門7，再適當開啟閥門5，進行再生。4. 清洗先關閉閥門8，然后開啟閥門1及5。固定床離子交換器的設計計算，根據(jù)物料平衡原理，可得如下基本公式：A——離子交換器截面積，m2； h——樹脂層高度，m；E——交換樹脂的工作交換容量，mmol/L。 qv——廢水平均流量，m3/h。c0——進水濃度