【正文】 顯然遠(yuǎn)大于 CMB，這是因 CMB是在 CO下，而CSTR是在 Ce下進(jìn)行的。求細(xì)菌被滅活 99%時(shí)所需時(shí)間 為多少？ 2r ( C ) k Cii??1 1 12 0c i dC it ( )c k C Co ikC i?? ? ???9 9 0 0 11 1 0 0 150 9 2Co Ci% Ci . CoCoCi . Cot ln ln m ink Co . Co?? ? ?? ? ? ? ? ? 完全混合連續(xù)式反應(yīng)器（ CSTR） 連續(xù)流入、攪拌、連續(xù)流出，部分進(jìn)料停留時(shí)間為零，部分則為無窮大。本書結(jié)合水處理介紹了三種理想反應(yīng)器：完全混合間歇式反應(yīng)器（ CMB型）、完全混合連續(xù)式反應(yīng)器（ CSTR型）、推流式反應(yīng)器（ PF型）等。紊流擴(kuò)散通量可寫成類似 于分子擴(kuò)散通量式； (13) 式中： DC——稱紊流擴(kuò)散系數(shù)， 其它同（ 12）式 。 Fick第一定律給出了分子擴(kuò)散的經(jīng)驗(yàn)式： (12) 式中 : J——物質(zhì)擴(kuò)散通量，單位： [摩爾 /面積 /時(shí)間 ] 或 [質(zhì)量單位 /面積 / 間 ] DB——分子擴(kuò)散系數(shù)，單位： [面積 /時(shí)間 ] Ci——組分 I的濃度，單位： [摩爾 /體積 ]或 [質(zhì)量單位 /體積 ] x——濃度梯度方向的坐標(biāo)。傳遞速度與流速相等，方向與水流方向一致。 1）主流傳遞 物質(zhì)隨水流主體而移動(dòng)，稱主流傳遞。 物料衡算方程 在反應(yīng)器內(nèi) ,某物質(zhì)無論發(fā)生何種變化 ,都必須遵守質(zhì)量守恒定律。通過數(shù)學(xué)模型方法的簡化，使得反應(yīng)裝置的選擇、尺寸計(jì)算、過程操作及最優(yōu)控制等找到了科學(xué)的方法。 13給水處理方法概述 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(jī)、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 2）去除、調(diào)整水中溶解（無機(jī)）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(jī)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(jī)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 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 167。由各行業(yè)制訂。 （ 指標(biāo)分類） 1) 感官性狀指標(biāo)（物理指標(biāo)） 濁度 、懸浮物 、臭和味 2) 化學(xué)指標(biāo) a 雜質(zhì)或污染物質(zhì)的單項(xiàng)指標(biāo) b 無機(jī)特性的綜合指標(biāo) c 有機(jī)污染物的綜合指標(biāo) 指對人體有害的物質(zhì)，包括眾所多無機(jī)物、重金屬及微量有機(jī)污染物， P239。 2）水中所含化學(xué)物質(zhì)（ 70多種）及放射性物質(zhì)（ 2種） 不得危害人體健康。 （ 8）增加了糞性大腸菌群的項(xiàng)目。 （ 6）重視消毒劑和消毒副產(chǎn)物的危害，從原有的 1項(xiàng)， 增加到 13項(xiàng)。 （ 1）飲用水水質(zhì)項(xiàng)目大為增加，從原 35項(xiàng)增加到 96項(xiàng) （ 2）把檢測項(xiàng)目分為常規(guī)檢測項(xiàng)目（ 34項(xiàng)）和非常規(guī)檢 測項(xiàng)目（ 62項(xiàng)） （ 3）提高了對濁度的要求 （ 4）在飲用水常規(guī)檢測項(xiàng)目中增加了耗氧量（高錳酸鹽 指數(shù)）：耗氧量（以 O2計(jì)）不超過 3mg/L，特殊情 況下不超過 5mg/L。但隨著科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步及水源污染的日益嚴(yán)重，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)總在不斷修訂與補(bǔ)充中。 12水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 定義：水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是用戶對象所要求的各項(xiàng)水質(zhì)參 數(shù)應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)和限值。其解決辦法：保護(hù)水源，控制污染源；強(qiáng)化處理工藝。 ： 流動(dòng)性小，濁度低、藻類多、含鹽量高（淡水湖、微咸水湖和咸水湖 3類） ： 含鹽量高，各種成分的比例基本一定，氯化物占 89%左右，淡化后方可飲用。 ： 受自然條件影響很大，水中懸浮物、膠體態(tài)雜質(zhì)含量較多。 有機(jī)物會(huì)產(chǎn)生色、臭、味及毒性，主要來自污染，是目前研究的重點(diǎn)對象之一。 ： 包括有機(jī)物和無機(jī)物兩大類。按照雜質(zhì)尺寸的大小可將其分為懸浮物、膠體和溶解物三類： 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(jī)離子、 細(xì)小黏土顆粒、 黏土、粉砂、 小分子 高分子有機(jī)物、腐質(zhì)酸 細(xì)菌等 有機(jī)物等 病毒 、細(xì)菌等 溶液體系 真溶液（透明） 膠體溶液（混濁） ： 尺寸較大，易于下沉或上浮，當(dāng)水流較 慢時(shí)可去除。 ? 給水處理典型工藝流程： 消毒劑 二級泵站 清水池 絮凝沉淀 原水 投藥 混合 過濾 用戶 167。 14反應(yīng)器 ? 任務(wù)：使所提供的水質(zhì)達(dá)到用戶的要求。 12水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) ?167。 參考文獻(xiàn) 第一章給水處理概論 ?167?！?水質(zhì)工程學(xué) 》 電子教案 給水處理工程 總學(xué)時(shí)： 60 專業(yè)必修課 教材 《 給水工程 》 (第四版 ) 嚴(yán)煦世 范瑾初 主編 中國建筑工業(yè)出版社出版 主講教師：延克軍 教授 課程性質(zhì)及任務(wù) 〈 水質(zhì)工程學(xué) 〉 是給水排水工程專業(yè)的一門主干專業(yè)課 ， 其任務(wù)是通過本課程的學(xué)習(xí) ， 使學(xué)生全面系統(tǒng)地了解水的性質(zhì) 、 水質(zhì)特征與水質(zhì)指標(biāo)等概念 ， 較扎實(shí)地掌握水處理的基本概念 、 基本原理 、 基本方法及基本應(yīng)用與發(fā)展；基本掌握各種水處理的技術(shù)與方法 、應(yīng)用條件 、 設(shè)計(jì)規(guī)范以及新工藝與新技術(shù) ， 為將來從事本專業(yè)的工程設(shè)計(jì) 、 科學(xué)研究及運(yùn)行管理工作等奠定必要的理論和應(yīng)用基礎(chǔ) 。 培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì) 、 計(jì)算水質(zhì)工程中的各構(gòu)筑物 、 工藝系統(tǒng)的初步能力和分析 、解決實(shí)際工程問題的能力 。 11水源水質(zhì) ?167。 13 給水處理方法概述 ?167。 ? 手段：采用各種方法使水質(zhì)達(dá)到要求，其目的 ? 就是將水中“雜質(zhì)”去除掉。 11水源水質(zhì) ? 或源于自然過程或源于人為的污染。 ： 尺寸很小，長期靜置也難下沉，水處理解決 的主要對象。 無機(jī)物是工業(yè)用水的主要去除對象，有害有毒的則是生活飲用水的去除對象。 溶解雜質(zhì)的主要形式： 1）溶解氣體： 0 N CO H2S 2）離子：陽離子、陰離子 ： 經(jīng)地層滲濾，水質(zhì)清澈，水質(zhì)水溫較穩(wěn) 定，宜作飲用水和工業(yè)冷卻水水源。江河水的最大缺點(diǎn)就是易污染、水溫不穩(wěn)定。 ： 水源污染是普遍問題，特別水有機(jī)物的污染尤為嚴(yán)重及危險(xiǎn)（ P236自看）。 167。 不同的用水對象，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求不同，既使相同對象，也因經(jīng)濟(jì)及技術(shù)問題而有較大差異（不同國家差異很大）。 ：與水源污染、檢測技術(shù)、醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展有關(guān)。 （ 5）在無機(jī)物、有機(jī)物單項(xiàng)項(xiàng)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。 （ 7）對部分原有項(xiàng)目的限制提出更嚴(yán)格的要求，共 4項(xiàng)： 濁度、鉛、鎘、四氯化碳。 （ P237表 142） 1）水中不得含有病源微生物（ 3種）。 3）水的感官性狀良好。 細(xì)菌總數(shù)、大腸菌、余氯含量 總 α 放射性、總 β 放射性 工業(yè)用水種類繁多 ,對水質(zhì)要求各不相同。 （ 1）地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ 2）其他水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 167。 14反應(yīng)器 反應(yīng)器是化工生產(chǎn)過程中的核心部分，在反應(yīng)器中既有化學(xué)反應(yīng)過程又有物理反應(yīng)過程，影響因素。許多水處理的理論來自于化工，特別是工業(yè)水處理更是發(fā)源于早期的化工工業(yè)，多數(shù)水處理設(shè)備與構(gòu)筑物都可作為反應(yīng)器來分析研究。設(shè)在反應(yīng)器內(nèi)某一指定部位，任選某一物組分 i，可寫出如下物料平衡式： 單位時(shí)間變化量 = 單位時(shí)間輸入量 單位時(shí)間輸出量 +單位時(shí)間反應(yīng)量 （ 11） 當(dāng)變化量為零時(shí)（組分的濃度不隨時(shí)間變化，多數(shù)屬理想情況），稱為穩(wěn)態(tài)，即： 單位時(shí)間輸入量 單位時(shí)間輸出量 +單位時(shí)間反應(yīng)量＝ 0 ? ?OedC CCi r C idttt? ? ? 反應(yīng)器內(nèi)物質(zhì)的輸入和輸出都是質(zhì)量傳遞的結(jié)果，按傳遞機(jī)理可分：主流傳遞、分子擴(kuò)散傳遞、紊流擴(kuò)散傳遞。它與液體中物質(zhì)濃度分布無關(guān)，而與流速有關(guān)。 2）分子擴(kuò)散傳遞 在溶液中，如存在濃度梯度時(shí) ，則由于分子作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，高濃度區(qū)內(nèi)的組分將向低濃度區(qū)擴(kuò)散直至趨于均勻分布狀態(tài)。 BdC iJDdx??3）紊流擴(kuò)散傳遞 大多數(shù)的水流為紊流，此時(shí)液體質(zhì)點(diǎn)不僅具有隨流的運(yùn)動(dòng)，還具有 “ 各向 ” 的脈動(dòng)，從而引起物質(zhì)的傳遞。 即為了便于研究，將反應(yīng)器理想模型化。 dC iJD dxcc? ? ?圖 3 7 理 想反應(yīng)器圖示(3)PF 型(2)CST R 型(1)CMB 型產(chǎn)物反應(yīng)物C0產(chǎn)物反應(yīng)物產(chǎn)物反應(yīng)物（ CMB型） 這是一種間歇操作式攪拌器，即一次性投入，然后攪拌混合，再一次性排出，無輸出與輸入，故物料 衡算式為： (14) t=0， Ci=C0； t=t， C=Ci，積分上式得： (15) 設(shè)為一級反應(yīng)， r（ Ci） =kCi，則 (16) dC i r ( C )idt ?c i dC it c o r ( C )i?? 11 0cC Cii dC it ln lnc k C k CoiokC i?? ? ? ?? 為二級反應(yīng)時(shí)， ， 則：