一、給水處理概論各種天然水源水質(zhì)的特點(diǎn)地下水：懸浮物和膠質(zhì)基本去除，水質(zhì)清澈、水質(zhì)、水溫較穩(wěn)定；含鹽量和硬度比地表水高江河水：懸浮物和膠質(zhì)雜質(zhì)含量較多，濁度高于地下水，水溫不穩(wěn)定；含鹽量和硬度較低湖泊及水庫水：長(zhǎng)時(shí)期自然沉淀，濁度較低，含藻類較多，湖底積存大量腐殖質(zhì)易使水質(zhì)惡化；含鹽量比河水高Co—物料進(jìn)口濃度Co—物料進(jìn)口濃度Ci一反應(yīng)器內(nèi)時(shí)間t物料濃度Ce—物料出口濃度水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)P237反應(yīng)器原理：變化量=輸入量-輸出量+反應(yīng)量理想反應(yīng)器模型：完全混合間歇式反應(yīng)器（CMB型）：這是一種間歇操作的攪拌容器。反應(yīng)物投入反應(yīng)器后，通過攪拌使容器內(nèi)物質(zhì)均勻混合，同時(shí)進(jìn)行反應(yīng)，直至反應(yīng)產(chǎn)物達(dá)到預(yù)期要求時(shí)，停止操作，排出反應(yīng)產(chǎn)物。在整個(gè)反應(yīng)過程中，既無新的反應(yīng)物自外界投入，也無反應(yīng)產(chǎn)物排出容器外。完全混合連續(xù)式反應(yīng)器（CSTR型）：當(dāng)反應(yīng)物投入反應(yīng)器后，經(jīng)攪拌立即與反應(yīng)器內(nèi)的料液達(dá)到完全均勻混合。新的反應(yīng)物連續(xù)輸入，反應(yīng)產(chǎn)物也連續(xù)輸出。推流式反應(yīng)器（PF型）：反應(yīng)器內(nèi)的物料僅以相同流速平行流動(dòng)，而無擴(kuò)散作用。物料濃度在垂直于液流方向完全均勻，而沿著液流方向?qū)l(fā)生變化。二、混凝定義：水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過程。膠體穩(wěn)定性：膠體粒子在水中長(zhǎng)期保持分散懸浮狀態(tài)的特性（一） 動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定：顆粒布朗運(yùn)動(dòng)對(duì)抗重力影響的能力；（膠體粒子很小，布朗運(yùn)動(dòng)劇烈，本身質(zhì)量小而所受重力作用小，布朗運(yùn)動(dòng)足以抵抗重力影響，故而能長(zhǎng)期懸浮于水中）粒子越小，動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性越高。（二） 聚集穩(wěn)定性：膠體粒子之間不能相互聚集的特性；（膠體粒子很小，比表面積大從而表面能很大，在布朗運(yùn)動(dòng)作用下，有自發(fā)相互聚集的傾向，但由于粒子表面同性電荷的斥力作用或水化膜的阻礙使這種自發(fā)聚集不能發(fā)生）膠體穩(wěn)定性關(guān)鍵在于聚集穩(wěn)定性。硫酸鋁水解產(chǎn)物：未水解的水合鋁離子（PH<3）；單核羥基配合物；多核羥基配合物或聚合物PH=4~5）；氫氧化鋁沉淀物（PH=6.5~7.5）混凝機(jī)理投加藥劑使水變清的原因：（一） 壓縮雙電層和電性中和作用擴(kuò)散層厚度下降，電性斥力下降各種離子壓縮雙電層的能力隨離子價(jià)數(shù)增加而增加②高價(jià)藥劑投加過量會(huì)引起反作用（二） 吸附架橋作用高分子化合物中有一種鏈狀高分子，形成膠粒一高分子一膠粒絮凝體，當(dāng)膠體表面高分子覆蓋率為1/2時(shí)，絮凝效果最好。（三） 網(wǎng)捕或卷掃混凝劑投加量大形成氫氧化物沉淀時(shí)，機(jī)械作用，所需混凝劑量與原水中雜質(zhì)含量成反比，即原水中雜質(zhì)含量少時(shí)，所需混凝劑多，反之亦然?；炷齽?dòng)力學(xué)異向絮凝：由布朗運(yùn)動(dòng)造成的顆粒碰撞聚集同向絮凝：由流體運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞聚集G速度梯度，G速度梯度，s-i g重力加速度9.8m/mA2p水的動(dòng)力粘度Pa-s h混凝設(shè)備中的水頭損失mP單位體積流體所耗功率W/m3Y水的運(yùn)動(dòng)粘度mW/sT水流在混凝設(shè)備中的停留時(shí)間s甘布公式G=2=也“ytG值：反映了能量消耗概念，仍使用速度梯度一詞最佳G值問題：①G值大，混凝效果好②G值大，水流剪力大，已形成的絮凝體有破碎的可能

影響混凝效果的主要因素（一） 水溫水溫低，無機(jī)鹽水解困難（二） 水的PH值和堿度影響PH影響與混凝劑品種有關(guān)硫酸鋁去濁度最佳PH為6.5-7.5去色度最佳PH為4.5-5.5去濁度最佳PH為6-8.4三價(jià)鐵去色度最佳PH為3.5-5c.高分子混凝劑受水的PH影響較小水解過程與酸堿度的問題投加堿性物質(zhì)不能過量（三）水中懸浮物濃度的影響水中懸浮物濃度很低時(shí)，顆粒碰撞速度大大減小，混凝效果差加鋁鹽或鐵鹽時(shí)，加高分子助凝劑投加礦物顆粒以增加混凝劑水解產(chǎn)物的凝結(jié)中心，提高顆粒碰撞速度采用直接過濾法，即原水中投加混凝劑后直接進(jìn)入濾池過濾，濾料成分為絮凝中心混凝設(shè)備（1） 隔板絮凝池P279例題（2） 折板絮凝池優(yōu)點(diǎn)：水流在同波折板之間曲折流動(dòng)或在異波折板之間縮、放流動(dòng)且連續(xù)不斷，以至形成眾多的小渦旋，提高了顆粒碰撞絮凝效果。與隔板絮凝池相比，水流條件大大改善，即在總的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝時(shí)間可以縮短，池子體積減小。絮凝時(shí)間在10~15min。三、沉淀與澄清自由沉淀：顆粒沉淀過程中，彼此沒有干擾，只受到顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作用擁擠沉淀：顆粒在沉淀過程中，彼此相互干擾，或者受到容器壁的干擾，雖然其粒度和第一種相同，但沉淀速度卻較小懸浮顆粒在靜水中的擁擠沉淀（1） 擁擠沉淀4個(gè)區(qū)域的問題A.BA.B.C.D.渾液面等濃度區(qū)變濃度區(qū)壓實(shí)區(qū)（2）4個(gè)區(qū)域的變化過程清水區(qū)高度上升，壓實(shí)區(qū)高度上升，等濃度區(qū)高度下降，變濃度區(qū)在等濃度區(qū)消失之前基本不變，在等濃度區(qū)消失之后，高度也逐漸下降，直至消失。平流沉淀池淺池理論：當(dāng)沉淀池容積一定時(shí)，池身淺些則表面積大些，去除率可以高些。去除率E=^=%uQA水流的紊動(dòng)性用雷諾數(shù)Re判別（平靜程度），表示水流的慣性力與粘滯力之間的對(duì)比，降低以利于顆粒沉降水流穩(wěn)定性用弗勞德數(shù)Fr判別，表示水流的慣性力與重力之間的對(duì)比，增大以保持流態(tài)穩(wěn)定水力半徑R=面積/濕周在平流沉淀池中，降低Re和提高Fr數(shù)的有效措施是減小水力半徑R（池中縱向分格及斜板、斜管沉淀池）設(shè)計(jì)計(jì)算P303例題斜板與斜管沉淀池設(shè)計(jì)計(jì)算P306例題

四、過濾過濾機(jī)理（一）顆粒遷移（1） 顆粒尺寸比較大，與濾料碰撞被截留（2） 質(zhì)量力作用（3） 布朗運(yùn)動(dòng)作用（4） 非球形顆粒因速度梯度而旋轉(zhuǎn)偏離流線（5） 濾料本身不規(guī)則形狀產(chǎn)生篩濾（二）顆粒黏附（物化性質(zhì)）范德華力、靜電力、水化作用、產(chǎn)生粘附力，此外還存在吸附架核作用（三）濾層內(nèi)雜質(zhì)分布規(guī)律（1） 水流剪力與粘附力共同作用調(diào)整使下層濾料漸起作用（2） 濾料反沖洗導(dǎo)致水力分級(jí)，形成上細(xì)下粗格局，不利過濾①表層孔隙易堵塞②易產(chǎn)生裂縫多層濾料，均質(zhì)濾料可以提高濾層含污能力均質(zhì)濾料：沿整個(gè)濾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3.濾料和承托層晚。=警』10K80越大，表示粗細(xì)顆粒尺寸3.濾料和承托層晚。=警』10K80越大，表示粗細(xì)顆粒尺寸相差越大，顆粒越不均勻，這對(duì)過濾和沖洗都很不利。濾池沖洗配水系統(tǒng)設(shè)計(jì)P339K80不均勻系數(shù)d80通過濾料重量80%的篩孔孔徑d10通過濾料重量10%的篩孔孔徑篩孔(mm)留在筋上的砂址通過該號(hào)箱的砂廈質(zhì)量 （K）%質(zhì)ft(g)%2.3620.10.199.999.91.6519.39.390.690.60.99121.721.768.968.90.58946.646.622.322.30.24620.620.61.71.70.2081.51.50.20.2篩底盤0.20.2合計(jì)100.0 100.0%儒分試驗(yàn)記錄沖洗計(jì)算P343濾頭由具有縫隙的濾帽和濾柄組成。短柄濾頭用于單獨(dú)水沖濾池，長(zhǎng)柄濾頭用于氣水反沖洗濾池。氣墊中的空氣先由直管上部小孔進(jìn)入濾頭，氣量加大后，氣墊厚度相應(yīng)增大，部分空氣由直管下部的直縫上部進(jìn)入濾頭，此時(shí)氣墊厚度停止增大。反沖洗水則由濾柄下端及直縫上部進(jìn)入濾頭，氣和水在濾頭內(nèi)充分混合后，經(jīng)濾帽縫隙均勻噴出，使濾層得到均勻反沖。五、消毒1.氯消毒原理一般認(rèn)為主要通過次氯酸HOCL起作用。HOCL中很小的中性分子擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)菌表面，穿透到細(xì)菌內(nèi)部，起氧化作用破壞細(xì)菌的酶系統(tǒng)而使細(xì)菌死亡。2.折點(diǎn)加氯3.I臂巖；曲*;號(hào)野與斜虛線間的縱坐標(biāo)值5W示慕‘址；曲線2.折點(diǎn)加氯3.I臂巖；曲*;號(hào)野與斜虛線間的縱坐標(biāo)值5W示慕‘址；曲線AHBC的縱坐標(biāo)|值a表不余黛址。曲線可分4區(qū)，多述如下: 小王懷在第’區(qū)即0A段，表示水中雜質(zhì)把氯消耗光，余血為零，需敏址為們，這時(shí)消毒效果不可靠。在第2區(qū)，即曲線AH。加氯后，氯與氨發(fā)生反應(yīng)，有余氯存在，所以有一定消毒效杲，但余氯為化合性氯;，其主要成分是一氯胺。在第3區(qū)，即HB段，仍然產(chǎn)生化合性余筑，加氯址繼續(xù)增加，開始下列化學(xué)反應(yīng)：2NH2C1+H（X：1—N2f+3HC1+H2（） （18-9）反應(yīng)結(jié)果使氯胺被氧化成一些不起消毒作用的化合物，余疑反而逐漸減少，最后到達(dá)折點(diǎn)超過折點(diǎn)B以后，進(jìn)入第4區(qū)，即曲線BC段。此后已經(jīng)沒有消耗須的雜質(zhì)了，出現(xiàn)自由性余貌。該區(qū)消毒效果最好。從整個(gè)曲線看，到達(dá)峰點(diǎn)H時(shí)，余氯最高，但這是化合性余氯而非自由性余氯。到達(dá)折點(diǎn)時(shí)，余氯最低。如繼續(xù)加氮，余氯增加，折點(diǎn)需要址時(shí)稱為折點(diǎn)知化。此時(shí)所增加的是自由性余氯。加氯it超過二氧化氯優(yōu)：不會(huì)與水中有機(jī)物作用生成三鹵甲烷;長(zhǎng)時(shí)間衰減速度比氯慢；二氧化氯不水解，消消毒能力比氯強(qiáng)，投加量比氯少;故消毒效果受水的PH影響較小;氧化氯余量能在管網(wǎng)中保持很作為氧化劑，能有效地或降低水的色嗅物質(zhì)缺：副產(chǎn)物C1O2-對(duì)人體血紅細(xì)胞有損害。4.臭氧消毒優(yōu)：不會(huì)產(chǎn)生三鹵甲烷等副產(chǎn)物，殺菌和氧化能力比氯強(qiáng)缺：水中有機(jī)物經(jīng)臭氧氧化后，大分子有機(jī)物分解成的中間產(chǎn)物可能存在毒性物質(zhì)或致突變物六、 水的其他處理方法地下水除鐵、錳方法：將溶解狀態(tài)的鐵錳氧化成不溶解的Fe3+或Mn4+化合物，在經(jīng)過濾達(dá)到去除目的?；钚蕴课街鶢罨钚蕴恐鶢钇扑樘可锘钚蕴抗に嚦粞跖c活性炭聯(lián)用可將大分子有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，使有機(jī)物更容易被降解，并提高活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附能力增加水中溶解氧，加上可被生物利用的有機(jī)物增加，有利于活性炭上微生物的生長(zhǎng)，提高有機(jī)物的去除效率并延長(zhǎng)活性炭的使用壽命原水''混凝劑+澄清—過濾——活性炭吸附一消毒一出水水的除氟活性氧化鋁法七、 水廠設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則水處理構(gòu)筑物的生產(chǎn)能力，應(yīng)以最高日供水量加水廠自用水址進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以原水水質(zhì)最不利情況進(jìn)行校核。水廠自用水址主要用于濾池沖洗及沉淀池或澄清池排泥等方面。自用水量取決于所采用的處理方法、構(gòu)筑物類型及原水水質(zhì)等因素。城鎮(zhèn)水廠自用水量一般采用供水量的5%~10%，必要時(shí)應(yīng)通過計(jì)算確定。水廠應(yīng)按近期設(shè)計(jì)，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。根據(jù)使用要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性等因素，對(duì)近期工程亦可作分期建造的安排。對(duì)于擴(kuò)建、改建工程，應(yīng)從實(shí)際出發(fā)，充分發(fā)揮原有設(shè)施的效能，并應(yīng)考慮與原有構(gòu)筑物的合理配合。水廠設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮各構(gòu)筑物或設(shè)備進(jìn)行檢修、清冼及部分停止工作時(shí)，仍能滿足用水要求。例如，主要設(shè)備(如水泵機(jī)組)應(yīng)有備用量。城鎮(zhèn)水廠內(nèi)處理構(gòu)筑物一般雖不設(shè)備用量，但通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，可在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)提高運(yùn)行負(fù)荷。水廠自動(dòng)化程度，應(yīng)本著提高供水水質(zhì)和供水可靠性，降低能耗、藥耗，提高科學(xué)管理水平和增加經(jīng)濟(jì)效益的原則，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)要求，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性和設(shè)備供應(yīng)情況，妥善確定。設(shè)計(jì)中必須遵守設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定。如果采用現(xiàn)行規(guī)范中尚未列入的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料，則必須通過科學(xué)論證，確證行之有效，方可付諸工程實(shí)際。但對(duì)于確實(shí)行之有效、經(jīng)濟(jì)效益高、技術(shù)先進(jìn)的新工藝、新設(shè)備和新材料，應(yīng)積極采用，不必受現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范的約束。平面布置布置緊湊，以減少水廠占地面積和連接管(渠)的長(zhǎng)度，并便于操作管理。如沉淀池或澄清池應(yīng)緊靠濾池；二級(jí)泵房盡量靠近清水池。但各構(gòu)筑物之間應(yīng)留出必要的施工和檢修間距和笥渠)道地位。充分利用地形，力求挖填土方平衡以減少填、挖土方量和施工費(fèi)用。例如沉淀池或澄清