水污染控制复习提纲

1.了解水的自然循环与社会循环。2.了解饮用水水源及其水质特征、饮用水的水质标准。《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）3.掌握反应器的概念、种类及其特征，学会进行物料衡算。概念：能引起水处理效应的容器或设备理想反应器的种类：完全混合间歇式反应器（CMB型）完全混合连续式反应器（CSTR型）推流式反应器（PF型）物料衡算：单位时间输入量(进)+单位时间反应量(产生)=单位时间输出量(出)+单位时间变化量(积累)即：单位时间变化量=单位时间输入量-单位时间输出量+单位时间反应量式当变化量为零时，称为稳态，即：单位时间输入量-单位时间输出量+单位时间反应量＝04.水中杂质的分类及相应去除方法。分类：溶解物胶体悬浮物去除方法：直径大于0.1mm泥砂：在水中自然沉降、较小的悬浮物与胶体：混凝沉淀有机物：生物预处理、混凝沉淀（作用较弱）、活性炭、高级氧化无机物：混凝沉淀、离子交换、软化、树脂吸附、膜过滤等5.表征水中有机物的水质指标及各自的含义，熟悉各种常用的水质指标及其含义。臭：感官性状指标，反映水中产生臭气的物质的量。文字描述和记录臭强度法、臭阈值法、臭度法。味：感官性状指标，反映水中产生味觉的物质的量。品尝法。色度：感官性状指标，反映水中产生颜色的物质的量。铂钴标准比色法、铬钴比色法、分光光度法，所测值为真色。浊度：感官性状指标，指水中的不溶解物质对光线通过时所产生的阻碍程度。目视比色法(JTU)、分光光度法(NTU)、散射浊度法(NTU或FTU)、积分球浊度法(NTU).pH：化学性能指标，表示水中酸、碱的强度。比色法、电位法。硬度：化学性能指标，表示水中钙、镁、铁、锰、铝等易形成难溶盐类的金属阳离子的量。分碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度。EDTA滴定法。碱度：化学性能指标，表示水中和强酸的能力，主要由氢氧化物、碳酸盐和重碳酸盐引起的。容量法。CODCr：化学需氧量，代表有机物的含量，指用重铬酸钾在酸性条件下氧化水中有机物（绝大部分有机物）时所需的氧量。CODMn：耗氧量，代表水中易氧化有机物的含量，指用高锰酸钾氧化水中有机物（易氧化有机物）时所需的氧量。TOC：总有机碳，表示水中有机化合物中碳的含量。DOC：溶解性有机碳，表示水中溶解性有机化合物中碳的含量。BDOC：可生物降解溶解性有机碳，表示水中溶解性易生物降解有机化合物中碳的含量。UV254：反应水中具有不饱和双键或芳香族化合物的量。三卤甲烷(THM)：水中三卤甲烷的量，包括氯仿、溴二氯甲烷、二溴氯甲烷、氯仿。6.水中胶体的稳定性及其原因。亲水胶体与憎水胶体的稳定有何不同胶体稳定分动力学稳定和聚集稳定两种。动力学稳定指颗粒布朗运动对抗重力影响的性能。聚集稳定指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。亲水胶体，水化作用是胶体聚集稳定性的主要原因。憎水胶体的稳定性决定于胶体颗粒表面的动电位，即ζ电位，由双电层结构得到解释——DLVO理论(从胶粒之间相互作用能的角度阐述胶粒相互作用)。7.DLVO理论8.混凝的概念。水中胶体粒子和微小悬浮颗粒的聚集过程9.胶体的凝聚机理（压缩双电层、吸附-电性中和、吸附架桥、网捕-卷扫）亲水胶体脱稳沉降的机理？混凝剂投加过量，水中悬浮物再稳的原因？10.高分子混凝剂的混凝作用机理？吸附架桥：高分子物质不论带电与否，都与胶粒有吸附作用。高分子物质分子链的一端吸附某一胶粒后，另一端会吸附另一胶粒，形成“胶粒—高分子—胶粒”的絮凝体11.絮凝机理（异向絮凝、同向絮凝）、速度梯度G、GT的概念与意义。G值和GT值的范围12.生产中为什么采用多级絮凝？回转式絮凝池是如何在结构上保证达到絮凝控制指标值的？1.根据反应器理论，其效率优于单级反应器；2.每一级可采用不同的G值，从絮凝开始到絮凝结束，G值逐渐减小，以保护形成的絮体不被破坏。采用机械搅拌时，搅拌强度逐渐减小，采用水力絮凝池时，水流速度逐渐减小。90°转折，由池中间进水，逐渐回流转向外侧，其最高水位在絮凝池中间，絮凝颗粒碰撞机会增加且减少了絮凝体破碎13.低温低浊水不易混凝的原因？如何提高低温低浊水的混凝效果？低温时，絮体形成缓慢，絮体细小、松散，沉淀效果差。悬浮物浓度低时，影响混凝效率，混凝效果差，絮体细小松散。对低温水，增加混凝剂投加量、投加高分子助凝剂对低浊水，1、投加高分子助凝剂(活化硅酸或聚丙烯酰胺)—吸附架桥2、投加矿物质—增加混凝剂水解产物的凝结中心，提高颗粒碰撞速率，增加絮凝体密度。3、直接过滤14.影响混凝效果的主要因素？混凝剂的最佳剂量？1.水力条件的影响与控制此过程要求快速剧烈2.水温影响3.水的pH值和碱度的影响4.原水水质的影响的影响（颗粒浓度与有机污染物）15.混凝剂的配制方法、投加方法、各种混合与絮凝设施的结构与适用场合及优缺点16.自由沉淀、拥挤沉淀的过程分析自由沉淀：颗粒沉淀过程中，没有受到干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用。拥挤沉淀：颗粒沉淀过程中，彼此相互干扰，或受到容器壁的干扰，沉淀速度较小。17.理想沉淀池的假定、截留沉速的概念及推导。（1）颗粒处于自由沉淀状态，颗粒的沉速始终不变。（即非凝聚性颗粒的自由沉淀）（2）水流沿着水平方向流动，在过水断面上，各点流速相等，并在流动过程中流速始终不变。（层流）（3）颗粒沉到池底即认为被去除，不再返回水流中。截留速度u0：理想沉淀池中能100%被去除的最小颗粒的沉降速度。18.非凝聚性颗粒在理想沉淀池中的去除过程、去除率的影响因素与机理19.凝聚性颗粒的沉淀过程20.平流沉淀池的结构、组成；主要设计参数、设计方法前部为进水区，后部为出水区，下部为沉泥区，中部为沉淀区21.影响平流沉淀池效果的因素，提高沉淀效果的方法（1）沉淀池实际水流状况不同于理想沉淀池：浑水异重流的影响、温度密度流、短流、风浪引起的环流、不规则水流、水流的紊动等。降低Re数，提高Fr数。（2）悬浮颗粒凝聚作用的影响长的沉淀时间有利于絮凝。大的水深有利于絮凝。沉淀池的继续凝聚通常有利于提高沉淀效果22.沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响的克服措施减小水力半径——平流沉淀池纵向分格；采用斜板、管沉淀池23.浅池理论。斜板、斜管沉淀池的原理、结构与沉淀效率影响因素。浅池理论：理想沉淀池中某种颗粒的去除效率：E=ui/u0=ui/(Q/A)池容一定时，减小池深，可增大表面积A，则去除效率提高。若沉淀效率不变，可提高产水量，即斜管(斜板)沉淀池可用于老沉淀池增加水量时的改造。若沉淀效率不变，处理水量不变，则可减小沉淀池表面积。原理：结构：由配水区、斜管区、出水区和积泥区四部分组成。24.几种澄清池的基本原理与主要特点（1）泥渣悬浮（泥渣过滤）型加药后的原水自下而上通过悬浮状态的泥渣层时，使水中脱稳杂质与高浓度的泥渣颗粒碰撞凝聚并泥渣层拦截下来。（2）泥渣循环型澄清池使泥渣在池内循环流动，充分发挥泥渣接触絮凝作用。回流量为设计流量的3~5倍。25.滤料的筛分26.简述过滤机理，过滤的作用27.滤料层杂质分布规律与过滤工艺发展、快滤池的优化。滤层含污能力及其影响因素土壤的自净作用→慢滤池→快滤池1、改变水流方向：反粒度过滤技术，包括：上向流过滤、双向流过滤2、改变滤层结构：双层及多层滤料过滤、均质滤料过滤滤层含污能力：一个过滤周期内，整个滤层中单位体积滤料中的平均含污量。悬浮颗粒量在滤层深度方向变化愈大，表明下层滤料截污作用愈小，整个滤层含污能力愈小。28.等速过滤、变速过滤及其特点，快滤池的工作周期滤速不变，水头损失增加，滤池中水位逐渐上升——等速过滤；水头损失不变，滤层孔隙率逐渐减小，滤速减小——变速过滤。减速过滤与等速过滤相比，平均滤速相同时，滤后水质较好；相同过滤周期内，过滤水头损失也较小。水质周期：滤池由开始进入有效过滤期到出水浊度达到泄漏值。压力周期：滤池由开始进入有效过滤期到滤层的水头损失达到最大值。滤池的工作周期可根据水头损失限制或者出水最高浊度而确定29.滤料粒径级配、有效粒径、不均匀系数、强制滤速滤料粒径级配：指滤料中各种粒径颗粒所占的重量比例。有效粒径：10d不均匀系数：108080ddk强制滤速：水厂中部分滤池因进行检修或翻砂而停运时，在总滤水量不变的情况下其它运行滤格的滤速。30.快滤池的工作过程，过滤的影响因素及过滤效果改善对策工作过程：滤料经反冲洗后，发生水力分级，即滤料粒径自上而下按由细到粗依次排列，滤层中孔隙尺寸也因此由上而下逐渐增大。快滤池过滤是颗粒迁移和颗粒粘附的结果，和机械筛滤作用无关。影响因素：滤料尺寸、形状、滤速、水温、水中颗粒尺寸、形状和密度等。滤料与颗粒的表面物理化学性质。改善对策：1、改变水流方向：反粒度过滤技术，包括：上向流过滤、双向流过滤2、改变滤层结构：双层及多层滤料过滤、均质滤料过滤31.气、水反冲洗的特点反冲洗时，微小气泡加剧滤料之间的碰撞、摩擦，对颗粒进行擦洗，加速污泥脱落；反冲洗水主要起漂洗作用，并将脱落污泥带出滤层。水洗强度小，滤层基本不膨胀或微膨胀。优点：效果好；用水量小；冲洗后保持原来滤层结构，提高滤层含污能力；不需滤层流化，可选用较粗滤料。缺点：需增加空气系统，设备、池子结构与操作均较复杂。32.滤池负水头及克服措施、负水头对过滤和冲洗的影响？滤池出水水位低于滤料层时，会出现负水头：某深度处滤料的水头损失超过该处水深（静水头）。克服措施：增加滤层上水深；使滤池出口位置等于或高于滤层表面。负水头的危害：使溶解于水中的气体释放出来而形成气囊，破坏过滤。33.大阻力配水系统中干管与末端支管中的能量变化水流经孔口、承托层和滤料层的总水头损失34.大（小）阻力配水系统的原理及的推导。大阻力：减小孔口总面积，增大孔口阻力系数S1，削弱承托层、滤料层及配水系统压力不均匀的影响，可使两孔口出流量尽量接近。小阻力：增加配水系统的孔口面积（或开孔比α），阻力系数减小，流速减小，阻力减小35.滤池冲洗水由水泵供给，水泵的扬程计算由哪几部分组成？36.异向流斜板沉淀池中设计流量Q与截留沉速u0关系的推导。29.0nff2a2037.V型滤池的主要特点。38.无阀滤池虹吸上升管中的水位变化是如何引起的？虹吸辅助管管口和出水堰口标高差表示什么？随着过滤时间的延续，滤层中截留下来的杂质愈来愈多，水流通过滤层的水头损失便逐渐增加，从而促使滤前水位不断上升39.为什么无阀滤池通常采用2格或3格滤池合用1个冲洗水箱？合用冲洗水箱的滤池格数过多对反冲洗有何影响？40.水处理中常用化学氧化剂的特点、功能氯、二氧化氯、臭氧、过氧化氢、高锰酸盐、高铁酸盐等。41.安全消毒、需氯量、自由性余氯、化合性余氯安全消毒：有效杀灭致病微生物，同时不生成新的有毒、有害物质。需氯量：指用于灭活水中病原微生物、氧化有机物和还原性物质所消耗的加氯量。自由性余氯：没有与其它物质结合的氯，水中所含的Cl2、HOCl、OCl-都称为自由性余氯。化合性余氯：以氯胺形式存在的氯，亦称结合氯。42.氯消毒原理、氯消毒的优缺点及应用前景。原理：HOCl为很小的中性分子，能扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部，氧化破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。43.当水中含有氨和氮化合物时，结合图表阐述氯消毒时加氯量与剩余氯的关系。44.折点加氯法及其优缺点优缺点：效果好，能降低水的色度，去除恶臭，降低有机物含量，（提高混凝效果）。加氯量大，产生氯臭，生成消毒副产物。45.二氧化氯与臭氧氧化消毒、紫外消毒的原理与优缺点（1）二氧化氯消毒原理：首先附着在细胞壁上，然后穿过细胞壁与含巯基的酶反应而使细菌死亡。优缺点：具有广谱杀菌性。几乎无有害卤代有机物生成。其效果受pH影响很大（2）臭氧氧化消毒原理：与臭氧的高氧化电位和容易通过微生物细胞膜扩散有关，能氧化微生物细胞的有机物或破坏有机体链状结构而导致细胞死亡，对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。优缺点：杀菌作用强，反应迅速，消耗量少，基本不受pH的影响。不产生三卤甲烷等消毒副产物，不会产生酚臭，可改善水质，氧化部分有机物，去除色、嗅、味等