給水處理的資料

給水處理的資料第1頁/共163頁二、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1、生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（1）制定依據(jù)終身飲用安全從4個(gè)方面確保安全符合國(guó)情（2）《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》

國(guó)標(biāo)，1986年實(shí)施，共35項(xiàng)（3）《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》

衛(wèi)生部標(biāo)準(zhǔn)，2001年實(shí)施，共96項(xiàng)（常規(guī)檢測(cè)34項(xiàng)，非常規(guī)檢測(cè)62項(xiàng)）第2頁/共163頁

（2）與（3）的主要區(qū)別：（3）常規(guī)增加3項(xiàng)：CODMn

、鋁、糞型大腸菌群（2）減少4項(xiàng)：銀、DDT、六六六、苯并芘濁度由3NTU降為1NTU，鉛、鎘、四氯化碳更加嚴(yán)格，消毒副產(chǎn)物由1項(xiàng)增加到13項(xiàng)。水源水質(zhì)應(yīng)達(dá)到《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的二類，達(dá)不到時(shí)應(yīng)加強(qiáng)處理第3頁/共163頁

（4）《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》

建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)(CJ／T206—2005)，2005年6月1日起實(shí)施。檢測(cè)項(xiàng)目為93項(xiàng)，包括一些分量檢測(cè)，總項(xiàng)目達(dá)101項(xiàng)，其中常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目42項(xiàng)，非常規(guī)檢測(cè)項(xiàng)目59項(xiàng)。微生物學(xué)指標(biāo)6項(xiàng)，與（2）相比，增加了糞型鏈球菌群、耐熱大腸菌群、賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲等4項(xiàng)。原蟲類病毒體的檢測(cè)給各地供水企業(yè)一年的準(zhǔn)備期。

第4頁/共163頁感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)增加了氨氮等。

飲用水消毒增加：氯消毒時(shí)與水接觸120min后出水總氯≥0.5mg／L；二氧化氯和臭氧消毒副產(chǎn)物如亞氯酸鹽、溴酸鹽和甲醛等的限值。有機(jī)物指標(biāo)27項(xiàng)2、3（其他水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)）－－P86第5頁/共163頁三、給水處理的基本方法與基本工藝1、基本方法P862、給水處理基本工藝給水處理－－飲用水處理－－工業(yè)用水處理（1）飲用水常規(guī)處理工藝地表水源工藝——去除懸浮物和膠體、殺菌地下水源工藝——?dú)⒕?）微污染水源的飲用水處理工藝增加預(yù)處理和深度處理、強(qiáng)化常規(guī)處理第6頁/共163頁第7頁/共163頁例題1：某工廠自用水系統(tǒng)，水源為江河水，濁度50～150NTU，處理后的水用于鍋爐補(bǔ)給水及循環(huán)冷卻水的補(bǔ)充水，要求濁度≤5NTU，原水中的鈣、鎂離子去除90％，其他無特殊要求，其處理工藝

是必須的，也是經(jīng)濟(jì)合理的。A混凝沉淀＋過濾＋消毒B混凝沉淀＋過濾＋消毒＋軟化C混凝沉淀＋過濾＋軟化（部分水）（正確）D混凝沉淀＋軟化＋消毒第8頁/共163頁例題2

按《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》要求，下列指標(biāo)中哪一項(xiàng)是正確的？A濁度不大于1NTU，特殊情況不大于5NTU，CODMn不大于3mg/L;（正確）B濁度不大于1NTU，特殊情況不大于3NTU，CODMn無要求;C濁度不大于1NTU，特殊情況不大于5NTU，CODMn不大于2mg/L;第9頁/共163頁4.2混凝作用－－投加混凝劑，破壞膠體的穩(wěn)定性，使之脫穩(wěn)，相互聚合，形成大的易于沉淀的絮體（礬花）。同時(shí)，對(duì)溶解性無機(jī)物、有機(jī)物、色、嗅也有一定的去除作用。一、膠體的基本性質(zhì)1、膠體的特性水中雜質(zhì)的分類P91表1－4－4膠體特性：（1）顆粒尺寸很小，在水中處于穩(wěn)定狀態(tài)（2）使水產(chǎn)生混濁（光學(xué)性質(zhì)）第10頁/共163頁（3）顆粒表面帶電（電學(xué)性質(zhì)）粘土、細(xì)菌帶負(fù)電，AL(OH)3膠體、Fe(OH)3膠體帶正電。穩(wěn)定原因－－動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性（布朗運(yùn)動(dòng)）－－聚集穩(wěn)定性（帶電）2、膠體的結(jié)構(gòu)膠核，電位形成離子，束縛反離子，自由反離子吸附層擴(kuò)散層-------------------------------------

膠粒（帶電）－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－膠團(tuán)（電中性）第11頁/共163頁

第12頁/共163頁滑動(dòng)面－－膠體移動(dòng)時(shí)，膠粒和擴(kuò)散層脫離。

滑動(dòng)面在吸附層邊界或擴(kuò)大一些。

電位－－膠核表面電位，即總電位

電位－－膠體滑動(dòng)面上的電位，即動(dòng)電位，膠體帶電由此電位引起。雙電層－－電位形成離子和反離子構(gòu)成的雙電層3、膠體的穩(wěn)定與凝聚穩(wěn)定的原因：靜電斥力（或水化膜），布朗運(yùn)動(dòng)凝聚的原因：范德華引力，布朗運(yùn)動(dòng)第13頁/共163頁

膠體最終是否處于穩(wěn)定狀態(tài)取決于各種力產(chǎn)生的能量對(duì)比。吸引勢(shì)能與排斥勢(shì)能的對(duì)比見圖1－4－5：有排斥勢(shì)能峰，且布朗運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能無法克服，故膠體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

破壞膠體穩(wěn)定性的方法：投加電解質(zhì)，更多的反離子進(jìn)入吸附層，降低動(dòng)電位，使膠體脫穩(wěn)凝聚。此種使膠體脫穩(wěn)凝聚的機(jī)理為壓縮雙電層離子價(jià)數(shù)越高，壓縮雙電層能力越強(qiáng)。膠體因動(dòng)電位降低而失去穩(wěn)定性的過程稱為膠體脫穩(wěn)。第14頁/共163頁第15頁/共163頁二、鋁鹽、鐵鹽在水中的反應(yīng)水解反應(yīng)：生成單核羥基配合物，最終生成AL(OH)3沉淀物，帶正電?？s聚反應(yīng)：生成多核羥基配合物，帶正電。三、水的混凝機(jī)理與混凝過程1、混凝機(jī)理（1）壓縮雙電層（2）吸附電中和第16頁/共163頁

由于靜電引力（范德華引力、氫鍵、共價(jià)鍵）的作用，膠核表面直接吸附異號(hào)聚合離子或異號(hào)膠粒等，從而使動(dòng)電位降低、膠體互相凝聚的現(xiàn)象稱為吸附電中和。（3）吸附架橋正負(fù)膠體間的吸附架橋、異號(hào)電荷高分子混凝劑對(duì)膠粒的吸附具有鏈狀結(jié)構(gòu)的高分子混凝劑通過氫鍵、共價(jià)鍵的作用對(duì)膠粒的吸附第17頁/共163頁（4）沉淀物的卷掃或網(wǎng)捕水中顆粒直接吸附在已形成的大絮體上，隨之下沉。2、混凝過程混凝－－凝聚（混合），投加混凝劑后膠體脫穩(wěn)發(fā)生初步凝聚的過程。－－絮凝（反應(yīng)），脫穩(wěn)膠體相互聚集長(zhǎng)大的過程凝聚的要求：快速攪拌，瞬間完成，一般小于2分鐘。粒徑小于5μm。第18頁/共163頁絮凝的要求：攪拌強(qiáng)度從強(qiáng)到弱，一般需10～30分鐘。粒徑可達(dá)0.6~1mm。3、混凝動(dòng)力學(xué)膠體要發(fā)生絮凝，一定要有碰撞，碰撞的動(dòng)力：布朗運(yùn)動(dòng)，由此造成的顆粒碰撞聚集為異向絮凝，也即凝聚流體運(yùn)動(dòng)，由此造成的顆粒碰撞聚集為同向絮凝，也即絮凝衡量絮凝效果的參數(shù)為G和GT值第19頁/共163頁

（1）速度梯度G

G——速度梯度，s－1；p——對(duì)單位水體的攪拌功率，W/m3；

——水的動(dòng)力粘度，Pa?s

。第20頁/共163頁（2）速度梯度計(jì)算機(jī)械攪拌：水力攪拌：注意：各參數(shù)的單位要與書上一致第21頁/共163頁（3）G、GT值范圍混合池：G＝500～1000s－1T=10～30s，（<2min）絮凝反應(yīng)池：G＝20～70s－1

GT＝104～105

（10～30min）例題：P98第22頁/共163頁四、混凝劑與助凝劑1、混凝劑了解常用混凝劑的適宜PH范圍及優(yōu)缺點(diǎn)，P992、助凝劑（1）活化硅酸作為礬花骨架與核心，用于低溫低濁水，現(xiàn)場(chǎng)制備（2）聚丙烯酰胺高分子助凝劑，非離子型（帶陰離子）。在高濁水預(yù)沉淀時(shí)，可單獨(dú)投加，作為混凝劑。第23頁/共163頁（3）石灰調(diào)整PH值3、混凝劑的投加（1）投加量——通過實(shí)驗(yàn)確定（2）投加系統(tǒng)濕法投加：固體－溶解池－溶液池－計(jì)量設(shè)備－投加固體儲(chǔ)存量15～30天（規(guī)范7.3.12）第24頁/共163頁溶解池容積W1=(0.2~0.3)W2溶液池容積W2

＝aQ/417cnW1

，W2—m3；a—混凝劑最大投加量，mg/L；Q—處理水量，m3/h；c—配制的溶液濃度，一般取5％～20％(按固體重量計(jì))，帶入公式時(shí)為5～20；n—每日調(diào)制次數(shù)，一般不超過3次。（規(guī)范7.3.4、7.3.5）第25頁/共163頁五、混合設(shè)備混合要求、G、T值范圍混合方式機(jī)械混合：水泵葉輪混合（取水泵距反應(yīng)池100m以內(nèi)）、機(jī)械混合池水力混合：管式靜態(tài)混合器、壓力水管混合（投藥點(diǎn)及流速要求P102）等第26頁/共163頁六、絮凝反應(yīng)池絮凝要求；G、GT值范圍；反應(yīng)池出口做法絮凝池分類：機(jī)械攪拌、水力攪拌1、機(jī)械攪拌絮凝池：水平軸式、垂直軸式分3～4檔，串連流過各自的適用范圍及設(shè)計(jì)參數(shù)P103例題P103第27頁/共163頁第28頁/共163頁2、水力攪拌（1）隔板反應(yīng)池：往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式凈間距大于0.5m，一般分為4～6級(jí)設(shè)計(jì)參數(shù)、優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍P104第29頁/共163頁第30頁/共163頁第31頁/共163頁（2）折板反應(yīng)池：?jiǎn)瓮ǖ?、多通道同波折板、異波折?/p>

折板反應(yīng)池優(yōu)于隔板反應(yīng)池，水力停留時(shí)間較短設(shè)計(jì)參數(shù)、優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍P1053、不同形式反應(yīng)池的組合第32頁/共163頁第33頁/共163頁第34頁/共163頁第35頁/共163頁七、影響混凝效果的因素1、水溫原因：水溫影響混凝劑的水解提高低溫水混凝效果的方法P1072、濁度與懸浮物原因：濁度大小決定了混凝劑的投量和礬花的核心高濁水、低濁水所需混凝劑量都較大提高高濁水、低濁水混凝效果的方法P107~108第36頁/共163頁3、水的PH值原因：每種混凝劑都有其最佳的PH值范圍鋁鹽、鐵鹽水解時(shí)產(chǎn)生H＋離子，消耗水的堿度，堿度不足時(shí)投加石灰，石灰投量公式：AL2(SO4）3：【CaO】=3【a】－【x】+【δ】FeCL3

：【CaO】=1.5【a】－【x】+【δ】式中【CaO】－純石灰CaO投量,mmol/L；第37頁/共163頁

【a】－混凝劑投量，mmol/L;

【x】－原水堿度，mmol/L，按CaO計(jì);【δ】－剩余堿度，一般取0.25~0.5mmol/L,按CaO計(jì)。

第38頁/共163頁例題：原水總堿度為0.1mmol/L（以CaO計(jì)），投加精制硫酸鋁（含Al2O3約16％）26mg/L。若剩余堿度取0.2mmol/L，試計(jì)算水廠石灰（市售品純度為50%）投量需多少mg/L？（已知原子量Al=27，O=16，Ca=40）

解：投藥量折合Al2O3為26×16％＝4.16mg/LAl2O3分子量為102，故投藥量相當(dāng)于4.16/102＝0.041mmol/L則【CaO】=3【a】－【x】+【δ】

＝3×0.041－0.1＋0.2=0.223mmol/L

＝0.223×56mg/L=12.49mg/L水廠需投加市售石灰12.49/0.5＝24.98mg/L第39頁/共163頁4.3沉淀一、顆粒沉淀特性1、沉淀分類

4種沉淀的特點(diǎn)P108~109

自由沉淀，不加混凝劑絮凝沉淀，投加混凝劑不論是否加混凝劑，只要顆粒濃度高到一定程度，就會(huì)形成擁擠沉淀或壓縮沉淀第40頁/共163頁2、離散顆粒的沉淀速度（自由沉淀）三個(gè)區(qū)的沉淀速度公式P109例題P1103、水樣的顆粒沉速分布曲線（離散顆粒）（1）沉淀柱試驗(yàn)沉淀柱特點(diǎn)：沉淀柱水深H不一定等于實(shí)際沉淀池水深初始時(shí)水樣各點(diǎn)濃度相同，為C0試驗(yàn)中水面高度不變第41頁/共163頁（2）顆粒沉速分布曲線ti時(shí)測(cè)Ci，計(jì)算ui=H/ti

，xi

＝Ci/C0（xi為沉速小于ui的各種顆粒在原水總顆粒重量中所占的比重）第42頁/共163頁第43頁/共163頁二、理想沉淀池特性分析1、理想沉淀池的構(gòu)成理想沉淀池的基本假設(shè)（條件）P111第44頁/共163頁第45頁/共163頁2、理想沉淀池對(duì)顆粒的去除率特定顆粒沉速（截流沉速）u0：沉淀池所能全部去除的顆粒中最小顆粒的沉速u≥u0的顆粒被全部去除，其去除率為1－x0u＜u0的顆粒能夠部分去除沉速為ui（＜u0

）的顆粒占自身顆粒的去除率為Ei

＝ui/u0

；占全部顆粒的去除率為

ui/u0×△xi

u＜u0的顆粒在沉淀池中的去除率式1-4-17理想沉淀池對(duì)顆粒的總?cè)コ适?-4-18第46頁/共163頁3、理想沉淀池中u0與表面負(fù)荷q0的關(guān)系L=vt0H=u0t0u0=Q/A=q0理想沉淀池的基本特性：特定顆粒沉速在數(shù)值上等于沉淀池的表面負(fù)荷（但兩者在物理意義上完全不同）4、絮凝沉淀池對(duì)顆粒的去除率第47頁/共163頁

從理論上，絮凝沉淀的沉淀效果優(yōu)于自由沉淀，故對(duì)于某特定的表面負(fù)荷，u0絮＜u0自第48頁/共163頁絮凝沉淀顆粒去除率通過試驗(yàn)計(jì)算P113

第49頁/共163頁第50頁/共163頁三、沉淀池的基本結(jié)構(gòu)與基本設(shè)計(jì)參數(shù)1、基本結(jié)構(gòu)：進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)、污泥區(qū)2、沉淀池基本設(shè)計(jì)參數(shù)（1）基本設(shè)計(jì)參數(shù)u0（q0

）、H、T、v，q0是最基本參數(shù)（2）參數(shù)取值若u0由試驗(yàn)得到，則u0設(shè)＝ηu0試

η＝0.6～0.8查設(shè)計(jì)手冊(cè)得到的u0值可直接應(yīng)用，已考慮安全系數(shù)P117第51頁/共163頁第52頁/共163頁第53頁/共163頁四、沉淀池1、平流式沉淀池結(jié)構(gòu)、優(yōu)缺點(diǎn)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的參數(shù)及要求P118衡量沉淀池水流狀態(tài)的參數(shù)：Fr和Re，希望Fr大、Re?。ǚ椒?，設(shè)隔墻，減小水力半徑）設(shè)計(jì)方法選u0（q0

），再從H、T、v中選2個(gè)（按規(guī)范要求）例題：P119第54頁/共163頁例題：V=18mm/s，B=3H，F(xiàn)r＝0.6×

10－5。在池的1/3，2/3處各加一道隔墻，忽略隔墻厚度，求新的Fr。解：（1）Fr=v2/Rg（2）（3）Fr2/Fr1=(3H/5)/(H/3)=9/5=1.6

Fr2=0.6×10－5×1.6=1.08×10－5第55頁/共163頁2、斜板（管）沉淀池（1）斜板（管）沉淀池的原理與特點(diǎn)原理根據(jù)Ei

＝ui/u0

＝ui/(Q/A)=uiA/QA越大，Ei越大；若Ei不變，A也不變，池中加隔板，原池A=BL，新池A=BXn，則X＝L/n。（n為層數(shù)）在去除率不變的情況下，池深越淺，池長(zhǎng)就越短，池容越小————淺池理論第56頁/共163頁第57頁/共163頁第58頁/共163頁斜板沉淀池分類：按水和泥的運(yùn)動(dòng)方向－－異向流斜板沉淀池－－同向流斜板沉淀池按水流方向－－上向流斜板沉淀池－－下向流斜板沉淀池－－側(cè)向流斜板沉淀池斜管沉淀池－－異向流優(yōu)缺點(diǎn)P121第59頁/共163頁(2)斜板沉淀池產(chǎn)水量計(jì)算異向流斜板沉淀池式1-4-23

式中η斜＝0.6～0.8同向流斜板沉淀池式1-4-24側(cè)向流斜板沉淀池式1-4-22從公式看出：斜板沉淀池的產(chǎn)水量遠(yuǎn)大于同體積的平流式沉淀池斜板沉淀池的液面負(fù)荷q斜＝Q/A，A為斜板區(qū)池面面積，與平流式沉淀池中的表面負(fù)荷概念基本一致。表面負(fù)荷U0=q0=Q/A斜。異向流斜板沉淀池的q斜＝9.0~11.0m3/(m2.h)第60頁/共163頁斜管沉淀池利用q斜計(jì)算，見《給水工程》P306斜管中水流速度：v=Q/(A'sinθ)(3)異向流斜板（管）沉淀池適用范圍：濁度小于1000NTU設(shè)計(jì)參數(shù)：P124(或設(shè)計(jì)規(guī)范)第61頁/共163頁第62頁/共163頁例題：異向流斜管沉淀池，設(shè)計(jì)能力20000m3/d,平面凈尺寸10×10m，結(jié)構(gòu)系數(shù)1.03,斜管長(zhǎng)1m，安裝角60度。求斜管內(nèi)軸向流速。（斜管中的停留時(shí)間）解：《給水工程》教材P306（1）v=Q/(A'sinθ)式中Q－－沉淀池流量

A‘－－斜管凈出口面積

θ－－斜管軸向與水平面夾角（2）A‘＝(10－0.5)×10/1.03=92.23m2（3）第63頁/共163頁（4）同向流斜板沉淀池第64頁/共163頁適用范圍：濁度小于200NTU設(shè)計(jì)參數(shù)：P125(或規(guī)范)液面負(fù)荷＝30~40m3/(m2.h)（5）側(cè)向流斜板沉淀池設(shè)計(jì)參數(shù)：P126第65頁/共163頁3、豎流式沉淀池4、輻流式沉淀池用于高濁度水的預(yù)沉淀處理第66頁/共163頁五、澄清1、工作原理特點(diǎn)：集絮凝、沉淀于一身原理：接觸絮凝分類泥渣懸浮型澄清池：懸浮澄清池、脈沖澄清池泥渣循環(huán)型澄清池：機(jī)械攪拌澄清池、水力循環(huán)澄清池2、機(jī)械攪拌澄清池第67頁/共163頁第68頁/共163頁設(shè)計(jì)參數(shù)P129適用范圍：濁度小于5000NTU優(yōu)缺點(diǎn)3、脈沖澄清池六、氣浮氣浮原理適用范圍:濁度小于100NTU及含有藻類等密度小的懸浮物質(zhì)的水設(shè)計(jì)參數(shù)：規(guī)范第69頁/共163頁4.4過濾

沉淀（澄清）池出水濁度10NTU以下，濾后可達(dá)1NTU以下，可去除2～5μm以上的顆粒。一、過濾原理1、過濾技術(shù)分類（1）表層過濾－－機(jī)械篩濾（2）深層過濾－－機(jī)理為接觸絮凝濾池工作機(jī)理：接觸絮凝和機(jī)械篩濾，前者為主第70頁/共163頁2、深層過濾機(jī)理（1）遷移（2）附著水流剪力＜顆粒附著力，附著穩(wěn)定水流剪力＞顆粒附著力，顆粒脫落，向下運(yùn)動(dòng)二、濾池的運(yùn)行1、濾池的運(yùn)行周期過濾周期－－從過濾開始至過濾結(jié)束工作周期－－從過濾開始至反洗結(jié)束第71頁/共163頁（1）過濾狀態(tài)第72頁/共163頁實(shí)際運(yùn)行中控制過濾周期的方法水頭損失－－達(dá)到最大允許值，一般為2～2.5m，各種濾池的水損見規(guī)范運(yùn)行時(shí)間－－工作周期一般為12～24小時(shí)（規(guī)范）（2）反沖洗狀態(tài)單獨(dú)水反沖洗－－濾料膨脹，膨脹度40～50%，時(shí)間5～7分鐘，用水量5％左右水反沖洗加表面輔助沖洗氣水聯(lián)合反沖洗－－用于均質(zhì)濾料（新規(guī)范稱為“均勻級(jí)配粗砂濾料”）

，濾料不膨脹或微膨脹第73頁/共163頁強(qiáng)制濾速－－用于校核濾池設(shè)計(jì)是否合理

全部濾池中的1個(gè)或2個(gè)停產(chǎn)檢修或反沖洗時(shí)，其他濾池的濾速。不要太大。平均強(qiáng)制濾速：第74頁/共163頁2、濾池過濾的運(yùn)行方式（1）變水頭恒速過濾特點(diǎn)：進(jìn)水口水位高于濾池最高設(shè)計(jì)水位每格進(jìn)水流量基本相等，過濾速度不變?yōu)V池水位逐漸升高，直至達(dá)到最高設(shè)計(jì)水位優(yōu)缺點(diǎn)：P135采用此方式的濾池：虹吸、無閥第75頁/共163頁第76頁/共163頁第77頁/共163頁（2）恒水頭恒速過濾特點(diǎn)：進(jìn)水口在濾池水面以下，各濾池的水位相同，并保持不變由專用出水控流閥控制恒濾速過濾周期由控流閥達(dá)到最大預(yù)訂開啟度控制（或由過濾時(shí)間控制）優(yōu)缺點(diǎn)：P136采用此方式的濾池：V型濾池第78頁/共163頁第79頁/共163頁第80頁/共163頁（3）減速過濾特點(diǎn)：幾個(gè)或多個(gè)濾池（格）組成一個(gè)濾池組，濾池組的進(jìn)水（出水）流量不變。進(jìn)水口在濾池水面以下，各濾間的水位相同，水位變化（普通快濾池，移動(dòng)罩濾池基本不變）各濾間輪流反沖洗，每間濾速階梯式下降過濾周期由水位控制（或由過濾時(shí)間控制）優(yōu)缺點(diǎn)：P137采用此方式的濾池：移動(dòng)罩濾池（典型）普通快濾池（近似）第81頁/共163頁第82頁/共163頁三、濾料1、濾料材質(zhì)與規(guī)格（2）濾料規(guī)格表示濾料規(guī)格的參數(shù)dmax和dmin有效粒徑d10反映細(xì)濾料尺寸不均勻系數(shù)K80越大，對(duì)過濾和反沖越不利

K80=d80/d10＞1我國(guó)采用dmax、dmin和K80（新規(guī)范采用d10和K80）第83頁/共163頁2、常用濾料（1）石英砂濾料參數(shù)P138優(yōu)缺點(diǎn)：水力篩分，納污能力差，易穿透（2）雙層濾料參數(shù)P138優(yōu)缺點(diǎn)：納污能力強(qiáng)，濾速高（或過濾周期長(zhǎng)），出水水質(zhì)好第84頁/共163頁（3）均質(zhì)濾料定義：沿整個(gè)濾料層深度方向的任一橫斷面上，濾料組成和平均粒徑均勻一致反沖洗方法：氣水聯(lián)合，濾料不膨脹或微膨脹參數(shù)：P139優(yōu)缺點(diǎn)（4）其他濾料四、濾池的基本構(gòu)造

第85頁/共163頁第86頁/共163頁1、濾料層2、配水系統(tǒng)和承托層（1）大阻力配水系統(tǒng)構(gòu)成：“豐”字型穿孔管＋卵石墊層＋沖洗水泵或高位水箱參數(shù)：開孔比為0.2~0.28%v孔，h孔，d孔，h總＝6～8m等，P140優(yōu)缺點(diǎn)：配水均勻；所需反沖洗水頭大第87頁/共163頁（2）小阻力配水系統(tǒng)構(gòu)成：底部進(jìn)水空間＋穿孔板（濾頭或?yàn)V磚）參數(shù)：開孔比為1.0~1.5%h總＝1m左右優(yōu)缺點(diǎn)：不需設(shè)反沖洗設(shè)備；配水均勻性比大阻力系統(tǒng)差（3）中阻力配水系統(tǒng)開孔比為0.6~0.8%第88頁/共163頁3、反沖洗排水（1）洗砂排水槽要求P143第三條：槽底距砂面（未膨脹）距離≥eHe－－濾層膨脹度，40～50％；H－－濾層厚度例題：按規(guī)范要求，單層石英砂普通快濾池，濾層厚度0.7m，承托層厚度0.45m，其反沖洗水排水槽的底部到濾料面層的距離，最少不能小于____。A200mmB250mmC315mm（選C）D518mm（2）集（排）水渠第89頁/共163頁4、輔助系統(tǒng)（1）反沖洗水塔或水泵水塔反沖洗水塔高度：H0=h1＋h2＋h3＋h4＋h5反沖洗水塔容積：V=1.5qFt水泵揚(yáng)程：H=H0+He

流量：一個(gè)濾間的反沖洗流量（2）管廊（3）控制系統(tǒng)水力控制、時(shí)間控制（4）表面輔助沖洗裝置第90頁/共163頁五、濾池1、普通快濾池結(jié)構(gòu)：4個(gè)閥門、大阻力、幾個(gè)濾池組成一個(gè)濾池組運(yùn)行方式：減速過濾優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍P146例題解：強(qiáng)制濾速按10m/h考慮，［n/(n-1)]×8=10則n=5第91頁/共163頁2、雙閥濾池2個(gè)閥門、大阻力、減速過濾第92頁/共163頁3、虹吸濾池結(jié)構(gòu)：無閥門、6～8個(gè)濾間組成一個(gè)濾池、小阻力系統(tǒng)、用濾后水進(jìn)行反沖洗運(yùn)行方式：變水頭恒速過濾優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍P148第93頁/共163頁第94頁/共163頁4、重力式無閥濾池第95頁/共163頁第96頁/共163頁結(jié)構(gòu)：無閥門、一個(gè)濾間可自成一個(gè)系統(tǒng)、進(jìn)水設(shè)置U型管、小阻力系統(tǒng)、用濾后水進(jìn)行反沖洗運(yùn)行方式：變水頭恒速過濾優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍P152第97頁/共163頁5、移動(dòng)罩濾池結(jié)構(gòu)：許多濾格組成一個(gè)濾池、各格輪流反沖洗、小阻力系統(tǒng)、用濾后水進(jìn)行反沖洗運(yùn)行方式：每格為恒水頭變速過濾優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍P153第98頁/共163頁6、均質(zhì)濾料濾池典型代表：V型濾池結(jié)構(gòu)：均質(zhì)濾料；進(jìn)水槽為V型；反沖洗時(shí)進(jìn)水不停，進(jìn)行表面掃洗；氣水聯(lián)合反沖洗，濾料不膨脹或輕微膨脹；小阻力系統(tǒng)。運(yùn)行方式：恒水頭恒速過濾優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍P1547、壓力濾池第99頁/共163頁4.5消毒一、消毒概論1、消毒目的消毒標(biāo)準(zhǔn)：細(xì)菌學(xué)指標(biāo)2、消毒方法氯、二氧化氯、臭氧、紫外線優(yōu)點(diǎn)及問題3、消毒劑的投加點(diǎn)濾后加氯（清水池前投加）第100頁/共163頁出廠補(bǔ)充加氯（二泵站處）預(yù)加氯（取水口或水廠入口，防止藻類繁殖），目前不提倡，改用KMnO4、O3、H2O2等。中途補(bǔ)氯（用于大型管網(wǎng)）二、氯消毒1、氯消毒原理液氯轉(zhuǎn)化為氣態(tài)投加第101頁/共163頁若水中無氨，則生成HOCL和OCL－，＋1價(jià)的CL具有氧化、殺菌作用。氯消毒原理P157,HOCL起主要作用HOCL和OCL－的比例與水的PH值及水溫有關(guān)，低溫、低PH值消毒效果好若水中有氨氮，則生成氯胺，消毒原理仍為HOCL殺菌。各種氯胺的比例與PH值及氯、氨比有關(guān)第102頁/共163頁有效氯包含：自由性（游離性）氯（HOCL和OCL－）化合性氯（各種氯胺）余氯－－剩余的有效氯2、加氯量加氯量＝需氯量＋余氯量規(guī)范規(guī)定P158第103頁/共163頁第104頁/共163頁第105頁/共163頁3、氯消毒工藝（1）折點(diǎn)氯化法水中氨氮含量少時(shí)采用。經(jīng)驗(yàn)：原水氨氮含量小于0.3mg/L時(shí)折點(diǎn)加氯；（2）氯胺消毒法持續(xù)殺菌能力強(qiáng)；減少消毒副產(chǎn)物先氯后氨－－－－有大型管網(wǎng)時(shí)清水池前折點(diǎn)加氯，出廠時(shí)加氨；CL2:NH3=3~6:1(重量比)。第106頁/共163頁化合性的氯胺消毒法－－－原水氨氮含量高時(shí)清水池前投加氯，利用清水池接觸（大于2h）；含氨量不高時(shí)，可氯、氨同時(shí)投加4、加氯設(shè)備加氯要求規(guī)范7.7.1~7.7.16（新規(guī)范強(qiáng)制條款很多）儲(chǔ)氯量15～30天第107頁/共163頁圖1－4－65第108頁/共163頁三、二氧化氯消毒1、消毒原理及方法原理－－－氧化作用投加方法－－濾后投加，單獨(dú)使用－－二氧化氯預(yù)氧化+濾后加氯2、二氧化氯制備現(xiàn)場(chǎng)制備（1）（3）（4）都存在CL2，仍有消毒副產(chǎn)物問題3、優(yōu)缺點(diǎn)P163第109頁/共163頁4.6地下水除鐵除錳一、含鐵含錳地下水存在形態(tài)：Fe＋2、Mn＋2

，常共存，一般濃度Fe＋2

＞Mn＋2

二、地下水除鐵除錳原理1、除鐵原理（1）原理Fe＋2+［O］→Fe＋3

，F(xiàn)e（OH）3→過濾（2）方法空氣氧化P165式1-4-42第110頁/共163頁要求：PH＞6，最好＞7；含硅水PH＜7特點(diǎn)：屬自催化氧化藥劑氧化（CL2），需CL2計(jì)算P1662Fe2＋

Cl22×55.82×35.51x第111頁/共163頁2、除錳原理（1）原理

Mn＋2+［O］→Mn＋4，MnO2→過濾（2）方法空氣氧化P166式1-4-47,需O2計(jì)算藥劑氧化（CL2）P166式1-4-48,需CL2計(jì)算第112頁/共163頁（3）特點(diǎn)反應(yīng)慢，需自催化，濾料為錳砂要求PH＞7.5鐵錳共存時(shí)，先除鐵后除錳。Fe＋2、Mn＋2

濃度低時(shí)，采用一個(gè)濾池，上層除鐵下層除錳；濃度高時(shí)，采用2個(gè)濾池第113頁/共163頁二、地下水除鐵除錳工藝與設(shè)備1、處理方法（1）原水曝氣→接觸氧化過濾（2）原水曝氣→氧化→過濾（3）藥劑氧化→過濾2、處理工藝流程各種工藝流程的適用條件3、曝氣設(shè)備4、過濾設(shè)備濾料與過濾工藝參數(shù)P170第114頁/共163頁4.7水的軟化與除鹽一、軟化與除鹽概述1、軟化與除鹽目的及基本處理方法（1）軟化－－去除水中Ca2+、Mg2+方法：藥劑軟化、離子交換（2）除鹽－－去除水中各種離子淡化－－部分去除離子方法：離子交換（各種規(guī)模）、電滲析（小規(guī)模）、反滲透（中小規(guī)模）、蒸餾法（大規(guī)模海水淡化）第115頁/共163頁2、水中常見溶解離子溶解性物質(zhì)：無機(jī)離子、少量溶解氣體、微量有機(jī)物溶解性陽離子：Ca2+、Mg2+

、Na＋、K＋溶解性陰離子：HCO3-、SO42-

、CL-

3、軟化除鹽濃度表示方法（1）硬度以CaCO3計(jì)，飲用水≯450mg/L第116頁/共163頁（2）水的純度表示方法電阻率、電導(dǎo)率除鹽水、純水、高純水的電導(dǎo)率P172表1-4-6（3）軟化除鹽計(jì)算的離子濃度常用單位當(dāng)量粒子的摩爾濃度＝當(dāng)量濃度當(dāng)量粒子及摩爾質(zhì)量P173，表1－4－7第117頁/共163頁（4）水中陰陽離子的組合關(guān)系∑C陽當(dāng)量粒子＝∑C陰當(dāng)量粒子加熱或濃縮后，按一定規(guī)律組成化合物，從水中析出，組合順序：

Ca2＋＞Mg2＋＞Na＋（K＋）

CO32-

＞HCO3-＞SO42-

＞CL–

第118頁/共163頁例題圖1－4－74第119頁/共163頁二、藥劑軟化法1、石灰軟化法（1）反應(yīng)原理P174石灰投量計(jì)算P174式1－4－54，與投加混凝劑共同考慮，濃度均為當(dāng)量粒子的摩爾濃度（2）特點(diǎn)只能去除碳硬和堿度水中陰、陽離子濃度均降低第120頁/共163頁出水殘余硬度較高用于要求較低的軟化處理第121頁/共163頁三、離子交換法1、離子交換基本原理（1）離子交換樹脂構(gòu)成：母體＋交換基團(tuán)分類按母體結(jié)構(gòu)－－凝膠型－－大孔型按交換基團(tuán)－－陽離子型RH、R弱H、RNa

－－陰離子型ROH、R弱OH第122頁/共163頁（2）離子交換樹脂的性能指標(biāo)2）主要性能指標(biāo)全交換容量、工作交換容量濕真密度＝濕樹脂質(zhì)量/樹脂顆粒本身所占體積濕視密度＝濕樹脂質(zhì)量/樹脂堆積體積含水量率:每克濕樹脂所含水分的百分比第123頁/共163頁（3）離子交換反應(yīng)特性1）離子交換樹脂對(duì)水中離子的選擇性強(qiáng)酸性陽樹脂與水中離子交換的選擇順序（低濃度）：Fe3+＞Al3+＞

Ca2＋＞Mg2＋＞K＋=NH4＋＞Na＋＞

H

＋強(qiáng)堿性陰樹脂與水中離子交換的選擇順序（低濃度）：

SO42-

＞NO3-＞Cl-

＞HCO3-＞OH-＞HSiO3-

第124頁/共163頁2）離子交換平衡與可逆性RH+Na＋?

RNa+H

＋軟化時(shí)，RH→

RNa再生時(shí)，由于H

＋濃度很大，RNa→

RH第125頁/共163頁（4）離子交換軟化除鹽基本原理1）離子交換軟化（P179式1－4－56）第126頁/共163頁2）離子交換除鹽（式1-4-57,58,59）第127頁/共163頁2、離子交換軟化除鹽工藝（1）軟化工藝流程1）RNa軟化強(qiáng)酸性方法見圖1－4－77適用范圍P180特點(diǎn)去硬不去堿，其他2）RH—RNa并聯(lián)軟化除堿系統(tǒng)均為強(qiáng)酸性第128頁/共163頁第129頁/共163頁第130頁/共163頁RH，RNa通過的流量(RH以Na＋泄漏為運(yùn)行終點(diǎn)，任何時(shí)候都不會(huì)出現(xiàn)酸水)計(jì)算：

Q(1-H％)A原-QH％S=QA殘注：式中濃度均為當(dāng)量粒子摩爾濃度適用范圍：P181第131頁/共163頁3）RH—RNa串聯(lián)軟化除堿系統(tǒng)均為強(qiáng)酸性通過RH的流量與并聯(lián)相同，通過RNa的流量為100％。特點(diǎn)出水水質(zhì)比并聯(lián)好；RNa交換器容積大例題4）R弱H—RNa串聯(lián)軟化除堿系統(tǒng)

R弱H→除CO2器→RNa特點(diǎn)P182第132頁/共163頁（3）除鹽工藝流程基本工藝流程P182～183RH放在ROH前面的原因3、離子交換軟化除鹽設(shè)備1）固定床順流式、逆流式計(jì)算：Fhq=QTHt式中F－離子交換器截面積，m2；

h－樹脂層高度，m；第133頁/共163頁q－樹脂工作交換容量，mmol/L；

Q－軟化水量，m3/h；

T－軟化工作時(shí)間，（軟化開始至硬度泄漏）h;Ht－原水硬度，當(dāng)量粒子mmol/L。2）連續(xù)床3）混合床第134頁/共163頁四、膜分離法除鹽與純水生成的基本方法膜分離法－－電滲析用于除鹽－－反滲透用于除鹽－－超濾－－微濾1、電滲析法除鹽（1）電滲析法除鹽產(chǎn)物：淡水、濃水、陽極產(chǎn)生O2和Cl2、陰極產(chǎn)生H2第135頁/共163頁第136頁/共163頁（2）應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)用－－苦咸水或海水淡化－－高純水除鹽的預(yù)處理（電滲析→混合床）第137頁/共163頁2、反滲透法除鹽（1）反滲透法除鹽原理第138頁/共163頁去除對(duì)象：1nm以下的無機(jī)離子及小分子按工作壓力分類：a）高壓反滲透（海水淡化）

b）低壓反滲透（苦咸水淡化）

c）超低壓反滲透（自來水除鹽）（2）反滲透設(shè)備及應(yīng)用需要加壓水泵、預(yù)處理設(shè)備等。串連可提高除鹽率，濃水循環(huán)可提高淡水產(chǎn)水率第139頁/共163頁應(yīng)用－－飲用（工業(yè)）純水－－超純水生產(chǎn)的預(yù)脫鹽（反滲透→混合床）優(yōu)缺點(diǎn)P190第140頁/共163頁4.8給水廠設(shè)計(jì)一、水廠的廠址選擇1、給水廠位置的設(shè)置方式（1）取水點(diǎn)距用水點(diǎn)較近——給水廠與取水構(gòu)筑物（一泵站）建在一起（2）取水點(diǎn)距用水點(diǎn)較遠(yuǎn)——給水廠建在用水區(qū)附近（3）取水點(diǎn)距用水點(diǎn)較遠(yuǎn)——給水廠建在取水構(gòu)筑物附近，在用水區(qū)附近再建一個(gè)配水廠（少）第141頁/共163頁（4）高濁度水——預(yù)沉池建在取水構(gòu)筑物附近，主要凈水構(gòu)筑物建在用水區(qū)附近2、廠址選擇的原則二、設(shè)計(jì)步驟與設(shè)計(jì)原則2、總體設(shè)計(jì)原則P195三、水廠工藝流程（1）地下水為水源——一般為清水池前加氯

——含鐵、錳時(shí)，除鐵除錳第142頁/共163頁（2）一般的地表水為水源——常規(guī)處理工藝（3）低溫、低濁、高藻水為水源加大混凝劑投量混凝－氣?。^濾（4）微污染水為水源預(yù)處理（生物、預(yù)氧化、粉末活性炭等）＋常規(guī)處理常規(guī)處理＋深度處理（臭氧、活性炭、生物活性炭等）第143頁/共163頁預(yù)處理＋常規(guī)處理＋深度處理（5）高濁度水為水源——預(yù)沉＋常規(guī)處理四、水廠平面與高程布置功能分區(qū)，高程布置滿足重力流五、水廠生產(chǎn)過程監(jiān)測(cè)與自動(dòng)控制第144頁/共163頁第五章水的冷卻和循環(huán)冷卻水水質(zhì)處理5.1水的冷卻一、冷卻構(gòu)筑物類型1、水面冷卻池－－通過水體水面向大氣中散發(fā)熱量敞開式2、噴水冷卻池－－利用噴頭噴水進(jìn)行冷卻敞開式3、濕式冷卻塔－－內(nèi)設(shè)填料和噴頭的塔型冷卻設(shè)備敞開式（類型P203）第145頁/共163頁二、冷卻塔的工藝構(gòu)造冷卻塔的組成部分及其作用P204（1）配水系統(tǒng)1）管式配水系統(tǒng)－－固定管式、旋轉(zhuǎn)管式2）槽式配水系統(tǒng)3）池式配水系統(tǒng)了解各種配水系統(tǒng)的適用條件，流速見規(guī)范第146頁/共163頁（2）淋水填料1）點(diǎn)滴式淋水填料2）薄膜式3）點(diǎn)滴薄膜式（3）通風(fēng)及空氣分配裝置（4）其他裝置2）集水池《冷卻塔設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)集水池有要求，P211第147頁/共163頁三、水冷卻原理及冷卻塔熱力計(jì)算的基本方法1、水冷卻原理－－接觸傳熱、蒸發(fā)傳熱接觸傳熱水、氣接觸時(shí)，由于溫度差，產(chǎn)生傳熱（熱量為Hα），當(dāng)水溫tf(水面溫度)高于氣溫θ時(shí)，水的熱量傳給空氣，水降溫。（方向也可能相反）蒸發(fā)傳熱當(dāng)熱水表面直接與未被水蒸氣所飽和的空氣接觸時(shí)，熱水表面的分子不斷化為水蒸氣，在此過程中