水质工程学复习笔记

第一章

1.天然水体是指河流、湖泊、水库等水域环境。 2.天然水体中杂质的分类：

水中杂质的尺寸，溶解物、胶体颗粒和悬浮物。 从化学结构上，无机物、有机物、生物。 杂质的来源，天然物质、污染性物质。 3.各种典型水体的水质特点：

一般可以将天然水分为地表水和地下水两大类，地表水又可以分为江河水、湖泊水库水、海水等。 ①江河水 悬浮物和胶体杂质含量较多，细菌含量和浊度高于地下水；含盐量和硬度较低，水温不稳定，色嗅味变化较大，有毒有害物质易进入水体，受自然条件影响大。

②湖泊水库水 水质类似江河水，但浊度低，一般含藻类较多，易受废水污染，含盐量和硬度较河水高。 ③海水 高含盐量。

④地下水 水清细菌少，水质和水温教稳定，含盐量和硬度高于地表水。 ⑤受污染水源 有机物种类和数量大，含重金属，对人体有害。 4.六大毒性物质：汞、镉、铅、铬、绅、氰化物。

5.生活饮用水水质标准的4大类指标：微生物学指标、水的感官性状和一般化学指标、毒理学指标、放射性指标。

6.世界卫生组织WHO 水质指标135项。

我国 2001年，颁布的《生活饮用水水质卫生规范》将水质指标分为常规检验项目34项，非常规检验项目62项。

2005年，103项，常规42 非常规61. 第二章

7.水处理方法按原理分类：物理化学法和生物方法。

物理法：沉淀，澄清分离，离心分离，浮选，过滤，吸附，磁分离，膜分离。

化学法：化学（絮凝）沉淀，氧化还原，中和，离子交换。 生物法：好养处理、厌氧处理。 8.杂质处理方法：

悬浮物、胶体：由细菌、泥沙、腐殖质等产生，采用混凝，澄清，沉淀，过滤，消毒去除。

溶解物：由盐类、微量有机物产生，采用软化、除盐、除铁、除锰、吸附、膜分离、臭氧氧化、生物预处理。

9.反应器：在化工生产过程中，都有一个发生化学反应的生产核心部分，发生化学反应的容器称为反应器。

按物料形态：均相反应器、多相反应器；

按反应器的操作情况：间歇式反应器、连续流式反应器；

连续反应器的两种完全对立的理想类型：活塞流反应器、恒流搅拌反应器。 间歇式反应器、活塞流反应器、恒流搅拌反应器、恒流搅拌反应器串联。 10.返混：即在反应器后部分的物料反向流动与反应器前部物料混合的现象。 11.将多种基本单元过程相互配合，组成一个水处理工艺过程，称为水处理流程。

基本出发点：以较低的成本、安全稳定的运行过程，获得满足水质要求的水。针对不同的原水水质和不同的水质要求，会形成不同的水处理工艺流程；水处理设施所在的地区气候、地形地质、技术经济条件的差异，也会影响。

12.给水处理的常规工艺以及特殊情况下的强化工艺： 常规处理工艺：原水→混凝→沉淀→过滤→消毒→饮用水

特殊给水处理工艺：原水→预氧化（加氧化剂，去除水中有机物）→混凝→沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒→饮用水

生活饮用水处理的常规流程是什么？当水源受到较严重污染时，在常规工艺基础上应增加那些单元才能满足生活饮用水处理的要求？

答：常规处理工艺：原水→混凝→沉淀→过滤→消毒→出水

需增加预处理或深度处理：

原水→预处理→混凝→沉淀→过滤→消毒→出水 原水→混凝→沉淀→过滤→消毒→深度处理→出水 第三章

13.凝聚和絮凝是指通过某种方法使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程，是水和废水处理工艺中一种单元操作，统称为凝聚。

凝聚：胶体脱稳并生成微小聚集体的过程；

絮凝：脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。

14.混凝的目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大的矾花，以便在后续的工艺中去处。 混你去除对象：胶体及部分细小的悬浮物。 15.胶体的稳定性（由哪些原因造成）

答：①胶体的动力稳定性：由于胶体尺寸很小，强雷的布朗运动使其可以克服重力的作用而不下沉，能够均匀地分散在水溶液中。

②胶体的带点稳定性：胶体颗粒间的静电斥力能够对抗其间的范德华力，使胶体颗粒保持分散状态而稳定。

③胶体的溶剂化作用稳定性：胶体颗粒与分散介质水分子发生作用，使胶体颗粒周围形成一层水分子有规律定向排列的水化层，当两个胶体颗粒靠近时，水化层中的水分子被挤压变形而产生反弹力，阻碍两胶体颗粒进一步接近，使胶体颗粒保持分散状态而稳定。 疏水胶体稳定性主要原因：带电稳定性，动力稳定性。

亲水胶体稳定性主要原因：水化作用稳定性占主导地位，带电稳定性则处次要地。 16.混凝机理

胶体的凝聚机理包括：压缩双电层，吸附—电中和作用，吸附—架桥作用，网捕—卷扫作用。 胶体的絮凝机理包括：

异性絮凝：有布朗运动所引起的两个胶体颗粒向不同的方向运动而发生碰撞聚集的情况。特点：水中颗粒数量浓度或单位体积水中颗粒数减少，而颗粒总质量不变，由布朗运动造成的颗粒碰撞速率与水

温和颗粒的速度浓度成正比，而与胶体颗粒尺寸无关。

同向絮凝：由水力或机械搅拌推动水流运动引起的脱稳颗粒间的碰撞絮凝。 17.影响混凝效果因素

答：①水温的影响 水温过高过低都对混凝不利，最适宜水温20—30度之间。 ②水的pH值的影响 不同混凝剂的最佳水解反应所需要的pH值范围不同。

③水的碱度的影响 当原水碱度低或混凝剂投加量较大时，通常需要加入一定量的碱度药剂，如石灰等来提高混凝效果。

④水中有机污染物的影响 有机物存在条件下胶体颗粒比没有有机物时更难以脱稳，需要增加混凝剂投加量才能获得较好的混凝效果，混凝剂投加量大幅度增加。 ⑤混凝剂种类与投加量的影响：

⑥水力条件影响：水利条件包括水力强度和作用时间两方面。 ⑦水中杂质颗粒浓度的影响。

⑧混凝剂投加方式的影响：干投和湿投。硫酸铝以稀溶液方式为好，三氯化铁以干投或浓溶液投加方式为好。

18.混凝剂分类：按作用分：混凝剂、絮凝剂、助凝剂

按化学组成分：无机混凝剂、有机混凝剂 按分子量大小分：低分子混凝剂、高分子混凝剂 按来源分：天然混凝剂、喝成混凝剂。

19.无机混凝剂特点：硫酸铝：矾花较小，经济易得腐蚀性较弱，PH5--8 三氯化铁：形成的絮凝体较密实，但腐蚀性较强，有颜色，适用范围好。PH：5—11.

20.凡是不能在某一特定的水处理工艺流程中单独用作混凝剂但可以与混凝剂配合使用而提高或改善凝聚和絮凝效果的化学药剂均可成为助凝剂、

21.混凝剂选用原则：1混凝效果好 2无毒害作用 3货源充足 4成本低 5新型药剂的卫生许可 6借鉴已有经验。

22.速度梯度G 可以用来判断混合和絮凝的程度

混凝过程：G=700—1000/s，时间通常在10-30s，一般小与2分钟

絮凝过程：平均G=20-70/s，GT=10000-100000

23.混凝剂的投加方式：按混凝剂的状态分：固体投加（干投）和溶液投加（湿投） 按混凝剂投加到原水中的位置：泵前投加、泵后投加 按药液投加到原水中的动力来源：重力投加、压力投加 压力投加有水射器投加和泵投加。

24.混凝设施分四类：水力混合、水泵混合、管式混合、机械混合。

25.絮凝设施1力絮凝反应设施：隔板絮凝池、折板絮凝池、栅条（网格）絮凝池、穿孔旋流絮凝池 2机械絮凝反应设施：水平轴搅拌絮凝池、垂直轴搅拌絮凝池。

絮凝剂投加方式：1泵前投加 2水射器投加 3高位溶液池重力投加 4泵投加 26.投药流程：药剂--溶液池--计算设备--投加设备--混合设备 27.容积计算 第四章

1. 沉淀的分类：自由沉淀、絮凝沉淀、成层沉淀、压缩沉淀。

2.理想沉淀池假定①进水均匀地分布于沉淀区的始端，并以相同的流速水平的流向末端。 ②进水中颗粒杂质均匀的分布于沉淀区末端，并在沉淀区内进行这等速自由沉降。 ③凡能沉降至沉淀区底的颗粒杂质便认为已被除去，不再重新悬浮浸入水中。 对于理想沉淀区，表面负荷=截留沉速

3.实际平流沉淀池沉淀效果影响因素：水流、混凝作用。

4.影响平流式沉淀池沉淀效率的因素/改进沉淀池去除效率可采取的措施：

①适当增加沉淀池的水平流速 水平速度增加Fr随之增大，水流的稳定性也得到增强，可减少浑水易重流的影响，同时也可减少其他上述各种水流的不良影响。目前平流沉淀池一般的流速为10—20mm/s，最高可达50mm/s。但水平流速增加，水流紊动程度增加，因此过大的水平流速，也不利于沉淀。 ②减少沉淀池水力半径R 可以使Re减小，Fr增加，即使流态趋向层流，又能提高水流的稳定性。具体做法可在平流沉淀池中设置多余导流墙，通过增加水流断面的湿周，而使R减小。

③浅池理论：在保持截留沉速u。和水平流速u不变的条件下，减少沉淀池的深度，减少沉淀时间。 5.影响斜板、斜管沉淀效率的因素：雷诺数、弗洛德数、浑水异重流、

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