纯知识点总结-给水工程部分

全国勘察设计注册公用设备工程师执业资格考试（给水排水）重点知识点总结第一部分给水工程1给水系统总论1.1给水系统的组成和分类1.1.1给水系统分类(1)给水系统分类地表水源给水系统（江河、湖泊、水库、海洋）按水源不同分类地下水源给水系统（浅层、深层地下水，泉水）重力给水系统按供水能量不同分类压力给水系统给水混合给水系统（重力—压力结合给水系统）系统生活给水系统（包括工厂、企业非生产区的生活用水系统）按供水使用目的分类生产给水系统消防给水系统排水城市给水系统给水按供水服务对象分类工业给水系统复用给水系统补水按照水的使用方式分类循环给水系统直流给水系统统一给水系统给水排水按照给水系统供水方式分类分压给水系统分质给水系统分区给水系统（串联分区、并联分区）区域给水系统图1-1给水系统分类(2)给水系统按供水方式分类给水系统按供水方式分类汇总表表1-1给水系统水质水压输配水管网特点统一给水系统相同相同同一套管网简单、造价低、应用广泛分质给水系统不同相同或不同多套管网水处理费减少，建设单独管网费用高分压给水系统相同或不同不同多套分系统供水，节省能量，长期运行费用低分区给水系统相同或不同相同或不同多套利于管网建设，节约能量区域给水系统相同相同或不同—统一取用同一水源，保证水质水量，集中管理(3)分质供水的水质情况1)供城镇居民生活用水部分水质标准要满足《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006。2)供应工业用水部分水质标准，有可能比《生活饮用水卫生标准》要高或低，有可能也相同，例如电子行业需要高纯水。用水设备1处理设备用水设备2用水设备用水设备处理设备3)再生水水质要满足《城市污水再生利用》系列标准。(4)区域给水系统：在一个较大地域范围内统一取用一个水质较好、供水量较大的水源，跨越地域界限，向多个城镇、乡村统一供水的系统。(5)不同供水方式的相互组合不同供水方式的相互组合情形汇总表表1-2给水系统统一给水系统分质给水系统分压给水系统分区给水系统统一给水系统——不可以不可以不可以分质给水系统————可以可以分压给水系统——————可以分区给水系统————————1.1.2给水系统的组成见M3教材P5图1-2，给水系统的组成部分，熟悉各个组成部分的功能。给水系统组成汇总表表1-3给水系统组成是否必须设置给水系统组成部分类型取水构筑物必须有，否则就没法取到水分地表水、地下水取水构筑物水处理构筑物水源水质很好时，可以不设置但给水消毒设备必须有水泵站水源水位标高满足要求时，可以重力输配水，而不设泵站一级泵站、二级泵站、增压泵站、调蓄泵站输水管渠必须有，否则就没法把水输送到管网分为原水输水管、清水输水管管网必须有，否则就没法把水分配到用户分为枝状网、环状网调节构筑物不是必须有水塔、高位水池（清水池必须有）1.1.3给水系统的选择及影响因素给水系统的选用，要结合实际情况，经过多方案的经济技术比较，择优选用。1.1.4工业用水给水系统(1)该部分的重点是关于工业企业生产用水重复利用率的计算。1）一个重点概念，厂区内管理构筑物的生活用水，或车间内卫生间或生活间的用水，到底是属于生产用水还是生活用水？见M3教材P1，根据供水目的不同，给水系统分为：①生活给水系统；②生产给水系统；③消防给水系统。见《节水型企业评价导则》GB/T7119-2006第3.5条，“企业生产的用水量包括主要生产用水、辅助生产（包括机修、运输、空压站等）用水和附属生产（包括绿化、浴室、食堂、厕所、保健站等）用水”。所以辅助生产的生活用水部分，也是属于生产用水。故区分工业企业用水属性时有以下原则：a.工厂、企业内非生产区（管理构筑物等）的生活、绿化等用水，属于生活给水；b.工厂、企业内生产区（车间内卫生间或生活间的用水等）的生活、绿化用水，属于生产用水（生产辅助用水）。参考2007-4-1题，其中的办公生活区的用水是不属于生产用水的，车间总用水中肯定包括车间生活间、卫生间的用水，这部分水都算到了生产用水中。12城市给水处理工艺系统和水厂设计12.1给水处理工艺系统和构筑物选择12.2水厂设计(1)水厂的排泥水系统1）净水厂排泥水处理应包括沉淀池(澄清池)排泥水、气浮池浮渣和滤池反冲洗废水等。2）排泥水直接排出时，一般宜从调节池后排出，其主要优点有：①经调节后均匀排出，对天然水体影响小，特别是排入小河沟；均匀排出，由于排放流量小，影响不明显；②均匀排放所需排水管道小，如未经调节排出，瞬时流量大，容易造成壅水和沉积。3）排泥水处理系统应尽可能靠近沉淀池，并尽可能位于水厂较低处。4）净水厂排泥水处理系统的规模应按满足全年75%～95%日数的完全处理要求确定。5）当浓缩池上清液及脱水机滤液回用时，浓缩池上清液可流入排水池或直接回流到净水工艺，但不得回流到排泥池；脱水机滤液宜回流到浓缩池。6）排泥水处理系统的排水池和排泥池宜采用分建，但当排泥水送往厂外处理，且不考虑废水回用，或排泥水处理系统规模较小时，可采用合建。7）排水池调节容积应分别按下列情况确定：①当排水池只调节滤池反冲洗废水时，调节容积宜按大于滤池昀大一次反冲洗水量确定；②当排水池除调节滤池反冲洗废水外，还接纳和调节浓缩池上清液时，其容积还应包括接纳上清液所需调节容积。8）排水池和排泥池合建的综合排泥池调节容积宜按滤池反冲洗水和沉淀池排泥水入流条件及出流条件按调蓄方法计算确定。(2)水厂雨水排水设计重现期1～3年。(3)水厂各处理构筑物及连接管渠水头损失，参见M3教材P291表12-1、表12-2。(4)水厂生产构筑物的布置应符合下列要求1）高程布置应充分利用原有地形条件，力求流程通畅、能耗降低、土方平衡。2）在满足各构筑物和管线施工要求的前提下，水厂各构筑物应紧凑布置。寒冷地区生产构筑物应尽量集中布置。3）生产构筑物间连接管道的布置，宜水流顺直、避免迂回。13水的软化与除盐13.1软化除盐概述13.2水的药剂软化(1)水中碱度、硬度的各种关系(用中括号[]表示离子的当量浓度)依据水中阴阳离子组合的顺序，分析水中硬度和碱度的情况：水中阳离子组合顺序：Mn2+，Fe2+，Ca2+，Mg2+，Na+，K+水中阴离子组合顺序：PO42－，HCO3－，CO32－，OH－，SO42－，NO3－，Cl－1）碱度硬度，有几种情形：①[HCO3－][Ca2++Mg2+][HCO3－]+[SO42－]，且[Ca2+][HCO3－]，即钙硬度大于碳酸盐硬度，碳酸盐硬度只有Ca(HCO3)2，没有Mg(HCO3)2；水中离子假想组合表13-1水中主要阳离子[Ca2+][Mg2+][Na++K+]水中主要阴离子[HCO3－][SO42－][Cl－]离子组成Ca(HCO3)2CaSO4MgSO4Na2SO4K2SO4NaClKCl②[HCO3－][Ca2++Mg2+][HCO3－]+[SO42－]，且[Ca2+][HCO3－]；水中离子假想组合表13-2水中主要阳离子[Ca2+][Mg2+][Na++K+]水中主要阴离子[HCO3－][SO42－][Cl－]离子组成Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2MgSO4Na2SO4K2SO4NaClKCl③[Ca2++Mg2+][HCO3－]+[SO42－]；水中离子假想组合表13-3水中主要阳离子[Ca2+][Mg2+][Na++K+]水中主要阴离子[HCO3－][SO42－][Cl－]离子组成Ca(HCO3)2MgSO4CaSO4MgCl2NaClKCl硬度大于碱度的水用石灰—苏打软化法，其中石灰去除碳酸盐硬度，苏打去除非碳酸盐硬度。只用石灰软化处理此类水的话，石灰无法软化水中的非碳酸盐硬度。2）碱度硬度，即[HCO3－][Ca2++Mg2+]，这种类型水被为重碳酸盐型水。此时水中的Ca2+、Mg2+都呈重碳酸盐，没有非碳酸盐硬度存在。水中离子假想组合表13-4水中主要阳离子[Ca2+][Mg2+][Na++K+]水中主要阴离子[HCO3－][SO42－][Cl－]离子组成Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2NaHCO3KHCO3Na2SO4K2SO4NaClKCl3）碱度=硬度，即[HCO3－]=[Ca2++Mg2+]。水中离子假想组合表13-5水中主要阳离子[Ca2+][Mg2+][Na++K+]水中主要阴离子[HCO3－][SO42－][Cl－]离子组成Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2Na2SO4K2SO4NaClKCl(2)石灰软化适合于碳酸盐硬度高，非碳酸盐硬度低，且不需深度软化的场合。对于碱度大于等于硬度的水，直接投加石灰软化即可。石灰软化去除碳酸盐硬度的同时，还可同时去除水中的部分铁、硅和有机物。(3)石灰软化可使水中的阴、阳离子，水中含盐量均有所降低。13.3离子交换软化除盐(1)离子交换中的基本概念1）交联度：树脂制造过程中加入的交联剂的比例，以7～10%为宜。树脂交联度大，则溶胀性小、含水率小、孔隙率小、湿真密度大。2）溶胀性：干树脂湿水后成为湿树脂，体积增大的现象。3）湿真密度：树脂溶胀之后质量与本身所占体积之比（不包括树脂颗粒之间空隙）。湿真密度与树脂层的反冲洗强度、膨胀率、混合床和双层床的树脂分层有关。4）湿视密度：树脂溶胀之后质量与其堆积占体积之比（包括树脂颗粒之间空隙）。湿视密度用于计算离子交换器所需装填湿树脂的数量。5）全交换容量：一定量的树脂所具有的可交换离子的总数量；工作交换容量：树脂在给定条件下，实际可利用的交换能力。(2)离子交换、除盐方法汇总离子交换、除盐方法特点汇总表13-6离子交换方法特点适用性Na离子交换法不产生酸性水，但无法去除碱度适用于原水碱度低，低压锅炉的给水处理系统H离子交换法除盐系统，以Na泄露为失效点软化系统，以硬度泄露为失效点不单独使用，多与Na离子交换联合使用Na—H离子并联交换法系统比较紧凑，投资省处理后出水呈酸性的可能性很大适用于硬度高碱度大的情况Na—H离子串联交换法串联系统安全可靠，处理后原水硬度、碱度均有所降低适用于原水硬度较高的场合弱酸树脂无法去除水中的非碳酸盐硬度主要与水中的碳酸盐硬度起交换反应强酸—脱气—强碱除盐系统强酸H交换器要设在强碱OH交换器之前，且强酸H交换器以泄Na+为终点，原因：1）强酸交换器出水中的CO2用物理法去除，可降低后续强碱交换器的负荷2）强酸交换器先去除Ca2+、Mg2+等阳离子，避免在后边强碱交换器中生成沉淀3）强酸交换器比强碱交换器更有抵抗有机污染的能力4）强酸交换器的出水呈酸性，有利于强碱树脂吸附HSiO3—强酸—脱气—弱碱—强碱系统运行费用较低弱碱、强碱树脂串联再生，再生液先经过强碱树脂，再经过弱碱树脂混合床除盐系统出水纯度高，再生时阴、阳离子树脂不能完全分层制备高纯水时采用(3)强酸、强碱树脂对水中常见离子的选择性顺序：Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞NH4+＞Na+＞H+＞Li+SO42—＞NO3—＞Cl—＞F—＞HCO3—＞HSiO3—1）原子价越高的阳离子，其亲和力越强。同价离子中（碱金属和碱土金属）原子序数越大，则水和离子半径约小，其亲和力越强。2）当高浓度时，顺序前后变成次要问题，而浓度大小则成为决定离子交换反应方向的关键因素。(4)逆流再生与顺流再生相比：树脂再生后容量大、再生剂用量小、再生度高、树脂处理后出水水质好。(5)Na—H离子交换法中，当H+交换器以Na+泄露为失效点时，H、Na离子交换器的分配水量为（用中括号[]表示离子的当量摩尔浓度）：3rH243[HCO]AQQ[SOClHCO]，rNa24324[SO]+AQQ[SOClHCO]Cl式中Ar—混合后软化水剩余碱度；Q—处理水的总流量。Na—H离子交换法中，当H+交换器以硬度泄露为失效点时，在原水硬度大于碱度的条件下，经H离子交换的周期出水平均酸度在数值上与原水非碳酸盐硬度（永久硬度）相当，则H、Na离子交换器的分配水量为（用中括号[]表示离子的当量摩尔浓度）：3r3rH33322YnY[HCO]A[HCO]AQQQ[CaHCO]A[HCO