1、第三章凝聚與絮凝名詞解釋1. 凝聚：膠體脫穩(wěn)并生成微小絮凝體的過程；2. 絮凝：脫穩(wěn)的膠體或微小懸浮物聚結(jié)成大的絮凝體的過程；3. 混凝：凝聚和絮凝的總稱，分別解釋。4. 勢(shì)壘：5. 聚沉值：在指定情形下使一定量的膠體顆粒聚沉所需的電解質(zhì)的最低濃度。6. 臨界電位：將g電位降至某一數(shù)值使膠體顆?？倓?shì)能曲線上的勢(shì)壘處E=0,膠體顆粒即可產(chǎn)生凝聚作用，此時(shí)的g電位稱為臨界電位。7. 鹽基度：B=OH/3Al=n/6其比值表示水解和聚合反應(yīng)的程度。8. Stern層：在與膠體表面附近一、兩個(gè)分子厚的區(qū)域內(nèi)，反離子由于受到膠體表面電荷強(qiáng)烈的靜電引力而與膠體緊密吸附在一起，這一固定吸附層為stern層。

2、考點(diǎn)總結(jié)膠體1. 定義：尺寸在lnm-lym之間顆粒，包括濁質(zhì)，天然有色成分，病毒，細(xì)菌類，藻類。2. 去除原因：使水產(chǎn)生渾濁的原因；水中細(xì)菌、病毒、污染物的載體；為專項(xiàng)雜質(zhì)去除的前驅(qū)工藝，減輕后部負(fù)荷。3. 膠體帶電原因：1）同晶置換，膠體顆粒結(jié)晶中的晶格取代使膠體表面產(chǎn)生電荷；2）電離，膠體顆粒表面某些化學(xué)基團(tuán)在水中電離使膠體帶點(diǎn)；3）膠體顆粒表面與水作用后溶解并電解使膠體帶點(diǎn)；4）膠體顆粒對(duì)水中某些離子的吸附使膠體帶電。4. 膠體雙電層結(jié)構(gòu)：受靜電引力、熱運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散、溶劑化力的共同作用。膠核電位形成離子束縛反粒子自由反粒子吸附層擴(kuò)散層5.Stern模型卩0電位：雙電層內(nèi)層與外層之間的電位差

3、；化電位：又稱Stern電位，為stern平面相對(duì)溶液內(nèi)部的電位差；首電位：膠粒在滑動(dòng)面上相對(duì)溶液內(nèi)部的電位差。該電位為膠體體系穩(wěn)定性的指示，其絕對(duì)值越大，膠體越穩(wěn)定，越難處理。6. 膠體穩(wěn)定的原因1. 動(dòng)力穩(wěn)定性：膠體尺寸較小，布朗運(yùn)動(dòng)可以客服重力，使膠體穩(wěn)定；2. 帶電穩(wěn)定性：兩個(gè)帶相同電荷的膠體顆粒存在靜電斥力；3. 溶劑化穩(wěn)定性：膠體顆粒周圍有一層水分子規(guī)律定向排列的水化層，膠體靠近時(shí)，水化層中水分子被擠壓變形產(chǎn)生反彈力；7. 膠體混凝機(jī)理1) 壓縮雙電層作用：高價(jià)態(tài)離子替換低價(jià)態(tài)離子使雙電層變??；2) 吸附電中和作用：膠體顆粒表面吸附異號(hào)離子、異號(hào)膠體顆?；驇М愄?hào)電荷的高分子，從而中

4、和了膠體顆粒本身所帶部分電荷，減少了膠體顆粒間的靜電斥力，使膠體更易于聚沉。3) 吸附架橋作用：高分子物質(zhì)與膠粒也產(chǎn)生吸附作用，起膠粒與膠粒之間的橋梁作用。4) 網(wǎng)捕卷掃作用：當(dāng)鋁(鐵)鹽混凝劑投量很大而形成大量氫氧化物沉淀時(shí)，會(huì)像多孔的網(wǎng)一樣，將水中的膠體顆粒和懸浮濁質(zhì)捕獲、卷掃下來，稱網(wǎng)捕或卷掃作用。(都不可過量投加，吸附電中和會(huì)導(dǎo)致帶異號(hào)電荷再次穩(wěn)定，高分子絮凝劑會(huì)產(chǎn)生類似水化膜的高分子層產(chǎn)生反彈力)PAC主要利用水解縮合過程中產(chǎn)生的高價(jià)多核配合物的壓縮雙電層作用和吸附電中和作用。8. 絮凝影響因素影響水混凝的主要因素有：水溫、pH值、堿度、水中濁質(zhì)顆粒濃度、水中有機(jī)污染物、混凝劑種類與

5、投加量、混凝劑投加方式、水利條件。水溫：影響混凝劑水解效果，水的黏度，水的布朗運(yùn)動(dòng)。對(duì)于低溫水處理，可以采用助凝劑，回流泥渣或采用接觸過濾的形式。pH值：影響混凝劑的水解效果，對(duì)高分子絮凝劑影響相對(duì)較小。堿度：起到緩沖作用，保證絮凝狀態(tài)的最優(yōu)酸堿度，并保證管網(wǎng)水質(zhì)。水中濁質(zhì)顆粒濃度：濁質(zhì)顆粒濃度過低時(shí)，顆粒間的碰撞幾率大大減小，混凝效果變差。濁質(zhì)過高時(shí)，所需的混凝劑量也將大幅度增加。水中有機(jī)污染物：水中有機(jī)物對(duì)膠體有保護(hù)穩(wěn)定作用，將膠體顆粒保護(hù)起來，阻礙膠體顆粒之間的碰撞，阻礙混凝劑與膠體顆粒之間的脫穩(wěn)凝集作用。混凝劑種類與投加量；混凝劑投加方式；水力條件。9. 硫酸鋁作用機(jī)理和預(yù)先水解原因硫

6、酸鋁不斷水解過程中，吸附架橋作用不斷增強(qiáng)，壓縮雙電層作用不斷減少。預(yù)先水解10. 同向絮凝和異向絮凝及影響因素異向絮凝：由布朗運(yùn)動(dòng)引起的顆粒碰撞聚集稱為異向絮凝。布朗運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞速率與水溫成正比，與顆粒的數(shù)量濃度平方成正比，而與顆粒尺寸無關(guān)。同向絮凝：由水力或機(jī)械攪拌所造成的流體運(yùn)動(dòng)引起的顆粒碰撞聚集稱為同向絮凝。顆粒同向碰撞速率與顆粒濃度平方成正比，與粒徑的三次方（即體積）成正比，與速度梯度G成正比。11.混合和絮凝過程參數(shù)混合絮凝攪拌強(qiáng)度G=700-1000s-1G=20-70s-1GT=1*104-105時(shí)間10-20s10-30min控制原因設(shè)施使膠體顆粒迅速脫穩(wěn)，超過水解反應(yīng)

7、時(shí)間水解產(chǎn)物自身會(huì)聚合產(chǎn)生沉淀物，壓縮雙電層和吸附電中和能力降低水力混合、水泵混合、管式混合、機(jī)械混合使細(xì)小顆粒之間產(chǎn)生速度梯度；有足夠的反應(yīng)時(shí)間使顆粒逐漸增長(zhǎng)到可以重力沉降的顆粒尺寸。機(jī)械絮凝池/隔板絮凝池/折板絮凝池/柵條網(wǎng)格絮凝池、穿孔流絮凝池12.往復(fù)式隔板絮凝池與回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池類型往復(fù)式回轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)折處能量消耗大，絮體碰亠、避免絮體破碎，減少顆粒碰撞，但特點(diǎn)撞機(jī)會(huì)大，易引起絮體破碎，進(jìn)水管在池底，施工困難施工容易13.混凝劑投加方式、優(yōu)缺點(diǎn)及其適用條件。投加方式重力投加壓力投加加藥泵優(yōu)點(diǎn)操作簡(jiǎn)單，投加安全可靠設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，不受藥液池高程所限可以定量投加，不受壓力管壓力所限缺點(diǎn)必須

8、建造高位藥熔池，增加加藥間高層效率較低，如藥液濃度不當(dāng)，可能引起堵塞價(jià)格較貴，泵易引起堵塞，養(yǎng)護(hù)較麻煩中小型水廠；考慮輸適用條件液管線的水損，輸液各種規(guī)模均適用適用于大中型水廠管線不宜過長(zhǎng)第四章沉淀1. 自由沉降：發(fā)生在水中懸浮固體濃度不高的情況下，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉降，顆粒的沉淀軌跡呈直線。整個(gè)過程中，顆粒的物理性質(zhì)不發(fā)生變化。（顆粒離器壁距離50d，溶液體積濃度小于0.002）2. 擁擠沉降：當(dāng)水中有大量顆粒在有限的水體中沉降時(shí)，由于顆粒相互之間會(huì)產(chǎn)生影響，致使顆粒沉速較自由沉降時(shí)小，這種現(xiàn)象稱為擁擠沉降。（渾液面、沉降層、過渡層、淤積層）3. 界面沉降：當(dāng)水中懸浮物濃度較高（5000mg

9、/L以上），粒徑分布較均勻時(shí)，擁擠沉降會(huì)在上部澄清水和下部渾水出現(xiàn)明顯界面。清渾水之間的界面稱為渾液面。（二次沉淀池后期與污泥濃縮池初期沉降均屬此類）4. 壓縮沉降：由于懸浮顆粒濃度很高，顆粒相互之間已擠集成團(tuán)塊結(jié)構(gòu)，互相接觸，互相支承，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗及污泥濃縮池中污泥的濃縮過程屬此類沉淀。5. 臨界點(diǎn)：在渾液面沉降過程線中由直線段轉(zhuǎn)入曲線段的分界點(diǎn)。6. 接觸絮凝：利用高濃度泥渣層進(jìn)行接觸絮凝，同時(shí)利用泥渣層良好的固液分離特性，在一個(gè)構(gòu)筑物中同時(shí)完成“絮凝”和“沉淀”兩個(gè)過程，將泥渣層作為接觸介質(zhì)的過程實(shí)際上也是絮凝過程。7. 截留沉

10、速：在沉淀區(qū)始端位于水表面的顆粒處于最不利位置，如果這個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡恰與池底末端相交，那這一粒徑的顆粒恰在此時(shí)能全部沉淀，這個(gè)恰能沉淀的速度稱為截留速度。8. 截留沉速與表面負(fù)荷率：顆粒的截留沉速u與沉淀池表面負(fù)荷Q/A相等。但含義不同，表面負(fù)荷代表單位沉淀面積上承受的水量；而截留沉速u反映了沉淀池所能全部去除的顆粒中的最小顆粒沉速。9. 淺池理論：按照理想沉淀池原理，在保持截留沉速u。和水平流速v都不變的條件下，減少沉淀池的深度，就能相應(yīng)地減少沉淀時(shí)間和縮短沉淀池的長(zhǎng)度。即為淺池理論。10. 氣浮：將雜質(zhì)顆粒黏附于氣泡上，加快分離速度，在較短實(shí)現(xiàn)固、液分離。1. 理想沉淀池的假定條件（1）

11、顆粒處于自由沉淀狀態(tài)。即在沉淀過程中，顆粒之間互不干擾，顆粒的大小、形狀和密度不變，因此，顆粒的沉速始終不變。（2）水流沿水平方向流動(dòng)。在過水?dāng)嗝嫔?，各點(diǎn)流速相等，并在流動(dòng)過程中流速始終不變。（3）顆粒沉到池底即認(rèn)為已被去除，不再返回水流中。2. 上向流、下向流和水平流斜板斜管沉淀池的適用條件由于渾水異重流對(duì)于斜板斜管沉淀池的影響，平流沉淀池用于濁度較低的水的沉淀，上向流斜板、斜管沉淀池可用于懸浮物濃度很高的水，應(yīng)用最廣，下向流斜板沉淀只適宜用于濁度很低的水的沉淀。3. 機(jī)械攪拌澄清池的工作原理澄清池利用泥渣加速了絮凝過程，使結(jié)成的絮體粗大，沉降速度增大，從而提高其處理的表面負(fù)荷，一般上升流速

12、可達(dá)1.0-1.2m/s,遠(yuǎn)高于沉淀池表面符合。由于澄清池內(nèi)泥渣老化會(huì)影響處理效果，應(yīng)保證原水的濁度，確保泥渣的更新速度。4. 高密度澄清池的工作原理第五章過濾1. 變速過濾：水頭損失保持不變，則濾速減小，這叫變速（減速）過濾。濾速隨時(shí)間而逐漸減小的過濾過程稱“變速過濾”或“減速過濾”2. 等速過濾：保持濾池進(jìn)水流量不變，即濾速保持不變，則水頭損失增大，這叫等速（恒速）過濾。3. 有效直徑和不均勻系數(shù)：dlO,表示通過濾料重量10%的篩孔孔徑（mm）,它反映濾料中細(xì)顆粒的尺寸。d80,指通過濾料重量80%的篩孔孔徑（mm）。它反映濾料中粗顆粒的尺寸。d80與d10的比值稱為濾料的不均勻系數(shù)。通

13、常希望K不大于2。4. 孔隙度：孔隙在濾層中所占比例。粒徑,這個(gè)均勻?yàn)V料的比表面積與世紀(jì)的不均勻?yàn)V料的比表面積相等。5. 當(dāng)量粒徑：一假象均勻?yàn)V料的粒徑,這個(gè)均勻?yàn)V料的表面積與實(shí)際的不均勻?yàn)V料的比表面積相等。6. 沖洗強(qiáng)度：以cm/s計(jì)的反沖洗強(qiáng)度,換算成單位面積濾層所通過的沖洗流量。以L/（sm2）計(jì)。7. 濾層膨脹度：反沖洗時(shí),濾層膨脹后所增加的厚度與膨脹前厚度之比。8. 級(jí)配：濾料粒徑級(jí)配是指濾料中各種粒徑顆粒所占的重量比例。,濾料的粒度分布常用級(jí)配曲線表示。9. 濾池工作周期：濾池從開始工作到?jīng)_洗結(jié)束。（工作周期一般選取壓力周期,容易控制且可以保障出水水質(zhì)）10. 水質(zhì)周期：濾池從開始

14、進(jìn)入有效過濾器到出水濁度達(dá)到泄露值,稱為水質(zhì)周期。11. 壓力周期：隨澄清過程的進(jìn)行，濾層的水頭損失h逐漸增加，當(dāng)增至最大值時(shí),便需對(duì)濾層進(jìn)行反沖洗,這時(shí)濾池的過濾周期稱為壓力周期。12. 作用水頭：濾前水的最高水位與濾后水水位（常為清水池水位）之差。13. 工作層：能使水中懸浮物濃度不斷減小的濾層稱為工作層。14. 泄漏點(diǎn)：濾層工作層移至濾層下緣時(shí)，濾池的出水濁度便開始升高，出現(xiàn)懸浮物穿透濾層的現(xiàn)象，即達(dá)到泄漏點(diǎn)。15. 水力分級(jí)：由相對(duì)密度不同的濾料組成的濾層，能夠在反沖洗時(shí)互不混雜而保持各自的分層狀態(tài)，這種在上升水流中使濾料分層的現(xiàn)象為水力分級(jí)。16. 含污能力：?jiǎn)挝幻娣e濾層在一個(gè)過濾周

15、期里截留的懸浮物量。17. 均質(zhì)濾料：是指整個(gè)濾層深度方向任何一個(gè)斷面上濾料組成和平均粒徑均勻一致。18. 反粒度過濾：理想濾層是濾料的粒徑沿過濾水流方向由粗變細(xì)，使水流經(jīng)過粗濾料再經(jīng)過細(xì)濾料。1.慢濾池與快濾池類型慢濾池快濾池利用濾層中粒狀材料所提供的表面定義積截留水中已經(jīng)過混凝處理的懸浮固體的設(shè)備濾速0.1-0.3m/h(m顆粒濾料使用要求a) 具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。不會(huì)摩擦變碎，產(chǎn)生濾料損耗；b) 具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。不溶于水，產(chǎn)生濾料損耗并影響水質(zhì)；c) 具有用戶要求的顆粒尺寸和粒徑組成?？刂茷V料厚徑比的原因單位面積濾層的濾料表面積在球度系數(shù)和孔隙度相等的情況下只與濾料的粒徑比有關(guān)，且

16、快濾池的過濾效果與濾料的表面積關(guān)系。對(duì)于城市自來水廠，一般控制厚徑比為800-1000。/hm初濾水成因快濾池反沖洗結(jié)束后恢復(fù)過濾時(shí)，出水濁度較高，這部分出水稱為初濾水。濾層反沖洗后殘留在濾層中及濾層上部的反沖洗水濁度較高，開始過濾時(shí)殘留水泄露流入底部與底部低濁水摻混所致。處理方式有排放、投加混凝劑、濾料改進(jìn)。)8-12m/h(m3/hm2)池深3.5-4.0m機(jī)理a)b)c)濾料截留、微生物代謝作用、微生物代謝產(chǎn)物接觸絮凝a)b)c)濾料起一定機(jī)械截留作用；濁質(zhì)顆粒在濾料表面的黏附作用；濾料顆粒提供接觸絮凝作用；優(yōu)點(diǎn)不用預(yù)處理，出水水質(zhì)好，對(duì)濾速快，運(yùn)行周期短，氨氮有一定的去除作用自動(dòng)化程度好缺點(diǎn)占地大，需要人工刮砂，難以滿足大水量。必須加藥混凝，水質(zhì)受預(yù)處理影響大注：快濾池的除濁作用主要依靠表面的吸附作用，故對(duì)除濁起作用的主要是濾料的表面積而不是粒徑。5. 水力分級(jí)導(dǎo)致的后果與解決辦法負(fù)水頭：當(dāng)過濾進(jìn)行到一定時(shí)刻時(shí)，上部細(xì)濾料被堵塞，從濾料表面到某一深度處的濾層的水頭損失超過該深度處的水深，該深度處就出現(xiàn)負(fù)水頭。負(fù)水頭會(huì)導(dǎo)致水中溶解氣體大量析出產(chǎn)生氣泡，使濾層過濾面積減小，同時(shí)使水頭損失增大。產(chǎn)生負(fù)水頭時(shí)可以提高清水池水位，降低作用水頭，或采用水封井。若要消除水力分級(jí)有以下辦法：采用均質(zhì)濾料，利用氣水反沖洗，使用無煙煤和石