第二章 水的处理方法概论

讲述水处理的一系列方法

第二章水的处理方法概论

2.1 主要单元处理方法2.1 主要单元处理方法（主要单元处理方法（重点重点）） 2.1.1水的物理化学处理方法2.1.1水的物理化学处理方法

混凝：使悬浮物和胶体凝聚成絮凝体（物化）

沉淀和澄清：固液重力分离、污泥浓缩（重力、结团）

化学沉淀：如难溶物CaF2

气浮：悬浮物及胶态物附着在微小溶气泡表面上浮去除（除藻、除油）

过滤：利用不同的过滤介质截留胶团及微细固态杂质

表面过滤（筛网、隔栅）滤层过滤（滤池）

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：选择性半渗透膜实现物质分离(μm-mm)，推动力主要为压力差、温度差、浓度差或电位差。

主要有：微滤、超滤、纳滤、反渗透

：两相体系中污染物浓度差引起的传质过程

活性炭吸附（脱色除味）

离子交换：具有可交换能力的基团上的正负离子与水中同符号离子交换去除溶解性离子中和：pH值调整氧化还原：

改变污染物状态使变为难溶或无毒( 除铁锰氰铬)氧化改性有机物（预氧化）

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2.1.2水的生物处理方法2.1.2水的生物处理方法

技术原理：微生物利用有机物等污染物作为营养物质，通过细胞生长繁殖和内源呼吸降解污染物。类型：好氧和厌氧

饮用水净化中的生物处理方法

利用贫营养菌降解有机物、其它细菌（N、铁、锰）生物膜方法：生物接触氧化

生物滤池、BAC滤池

悬浮生长方法：生物菌剂（水源修复）

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原水中一般成分的去除方法(了解)成分粘土、无机颗粒细菌、病原菌、胞囊腐殖质藻类铁、锰钙、镁氨氮、硝酸盐方法混凝-沉淀，过滤混凝-沉淀，过滤，吸附，消毒混凝-沉淀，过滤，吸附，筛除，混凝-沉淀，混凝-气浮，氧化-过滤化学氧化-过滤，生物化学沉淀-过滤，离子交换生物，氧化4

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2.2反应器的概念及其在水处理中的应用 2.2反应器的概念及其在水处理中的应用 2.2.1反应器的类型(了解)按物料形态分：均相、多相反应器按操作情况分：间歇和连续流反应器间歇反应器反应物浓度和反应速度不随位置变化随时间变化反应物的反应时间完全一样活塞流反应器管式反应器) (管式反应器)反应物浓度和反应速度随位置变化不随时间变化 (HRT同=L/U=LA/Q)同 )反应物的反应时间是位置的函数反应物浓度和反应速度的值确定不随时间变化；不随时间变化；反应物的停留时间0-反应物的停留时间 -∞

连续流反应器

恒流搅拌反应器

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2.2.2 物料在反应器的流动模型

1 理想混合流动模型1 理想混合流动模型

特点：反应器浓度完全均匀一致

2 活塞流流动模型2 活塞流流动模型

致；物料经过轴向一定距离所需要的时间完全一样[ T特点：物料在管式反应器的各个断面上流速均匀一＝f（L）]。

3 轴向扩散流动模型3 轴向扩散流动模型

反映物料在反应器的流动情况）

特点：活塞流叠加轴向扩散的流动模型（不能直观轴向扩散的量：菲克定律N=-DxdC/dx

4 多级串联流动模型4 多级串联流动模型

映物料在反应器的流动情况）

特点：N个理想混合的反应器串连（相对较能直观反N = Lu/(2Dx)

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2.2.3反应器的停留时间分布(重点) 2.2.3反应器的停留时间分布(重点)反应器的停留时间分布理论HRT实际HRT流态) HRT(理论HRT≠实际HRT(流态)惰性物质示踪实验， HRT分布函数研究流态惰性物质示踪实验，从HRT分布函数研究流态 1间歇式反应器反应物的停留时间完全一样 2活塞流反应器停留时间是管长的函数，T=V/F 3恒流搅拌反应器及其串联 t c(t )= c 0 e T示踪剂浓度与时间关系：1 T E停留时间(液龄)分布函数： (t )= e Tt

t

∞

∫ E(t )dt= 10

累积液龄分布函数：

F(t )=∫ E (t )dt07

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2.2.4反应器概念在水处理中的应用(了解) 2.2.4反应器概念在水处理中的应用(了解)反应器概念在水处理中的应用1分析物料在反应器的流动状况根据停留时间分布函数，判断物料在反应器的流动模型(理想混合、活塞流还是两者之间)、估算偏离理想混合、活塞流的程度 2计算反应物的转化率根据停留时间分布函数，计算反应物的转化率∞

x=∫ x(t )E (t )dt0

x(t)-停留时间为t的物料转化率

估算水处理装置尺寸， 3估算水处理装置尺寸，确定其最佳的操作条件

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2.3.2给水处理工艺流程 1.去除水中的悬浮物胶体、细菌、病毒：去除水中的悬浮物、 1.去除水中的悬浮物、胶体、细菌、病毒：混凝、澄清、沉淀、过滤、消毒，自来水厂常规常规工艺流程混凝、澄清、沉淀、过滤、消毒，即自来水厂常规工艺流程原水混凝沉淀过滤消毒

饮用水

2.水源受有机物污染严重时，增加预处理/ 2.水源受有机物污染严重时，增加预处理/深度处理水源受有机物污染严重时活性炭吸附

原水

预氧化

混凝

沉淀

过滤

消毒

饮用水

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3.除臭、除味：用气浮法或微滤机除藻， 3.除臭、除味：用气浮法或微滤机除藻，用曝气法去除水除臭中溶解气体；中溶解气体；吸附 4.除铁、除锰、除氟：接触氧化法除铁、除锰， 4.除铁、除锰、除氟：接触氧化法除铁、除锰，活性氧化除铁铝或混凝沉淀或结团造粒除氟；铝或混凝沉淀或结团造粒除氟； 5.软化：去除钙、镁有离子交换法或药剂软化法； 5.软化：去除钙、镁有离子交换法或药剂软化法；软化 6.除盐与淡化：蒸馏法、离子交换法、或药剂软化法； 6.除盐与淡化：蒸馏法、离子交换法、或药剂软化法；除盐与淡化滤过水阳离子

交换阴离子交换除盐水

7.降低水温：冷却塔或喷水冷却池； 7.降低水温：冷却塔或喷水冷却池；降低水温 8.水的腐蚀与结垢控制： 8.水的腐蚀与结垢控制：用缓蚀剂与阻垢剂水的腐蚀与结垢控制10

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微污染水源水预处理和深度处理方法

预处理方法：粉末活性炭法、液氯、臭氧、二氧化氯、高锰酸钾氧化法、生物氧化法、曝气法、水库蓄存法。

深度处理方法：粒状活性炭吸附法；臭氧化－生物活性炭法；化学氧化法；光化学氧化法及超声波－紫外线联用法等物理化学氧化法；膜滤法等等。