1、第一章 總論1、廢水的來源：生活污水和工業廢水。2、廢水的特性：（1）固體污染物：懸浮物、濁度（2）需氧污染物（3）營養性污染物（4）酸堿污染物（5）有毒污染物（6）油類污染物（7）生物污染物（8）感官性污染物（9）熱污染。-第一類污染物3、需氧污染物：能通過生物化學和化學作用而消耗水中溶解氧的物質。生化需氧量BOD：在有氧的條件下，微生物降解有機物所需的氧量。化學需氧量COD：在酸性條件下，用強氧化劑將有機物氧化為CO2、H2O所消耗的氧量。（1）CODCr、CODMn-高錳酸鹽指數（適用于比較清潔的水樣）（2）COD>BOD5（3）BOD5/COD可以反映廢水可生化性，>0.3

2、適宜生化處理。總有機碳TOC：廢水中的總碳量；總需氧量TOD：高溫燃燒后所消耗的氧量。4、最廣泛的污水綜合排放標準GB8978-1996第一類污染物：能在環境或動植物體內積蓄，對人類健康生產長遠的影響，必須在車間或車間處理設施排放口取樣。第二類污染物：長遠影響小于第一類，規定的取樣點在排污單位的排出口，其最高允許排放濃度要按地面水使用功能的要求和污水排放去向。5、總量控制：十一五國家總量控制指標為COD和SO2，十二五為COD、SO2、氨氮、氮氧化物。6、廢水處理方法：按對污染物實現的作用不同分：分離法、轉化法按處理原理分：物理法、化學法、物理化學法、生物化學法按處理程度分：一級處理：主要去除

3、SS和漂浮物質，通過中和和均衡等預處理對廢水進行調節以便排入受納水體或二級處理裝置。二級處理：去除廢水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質，主要采用生物處理法，處理水可以達標排放。三級處理：對難降解的有機物、磷、氮等營養物質進一步處理，采用混凝、過濾、離子交換、反滲透、超濾、消毒等。7、兩種流態：層流和湍流：液體質點作有條不紊的運動，彼此不相混摻的形態稱為層流。液體質點作不規則運動、互相混摻、軌跡曲折混亂的形態叫做紊流。它們傳遞動量、熱量和質量的方式不同：層流通過分子間相互作用，紊流主要通過質點間的混摻。紊流的傳遞速率遠大于層流。層流只存在粘滯切應力，紊流中除粘滯切應力1外,還有紊流附加切應力t。

4、8、兩種混合方式：推流式和完全混合式。（1）理想的推流式反應器的水流特征：通過反應器的混合液沿流向以一個整體的形式向前流動，在垂直于液流運動方向上的任意截面上，混合液流動速率和性質使均勻的，任一液流單元在反應器中的停留時間都是相同的，反應器中不存在返混現象。（2）理想的完全混合流的水流特征：液流一進入反應器即和反應器內所有的混合液完全混合，反應器中各點的水質都是均一的，即返混達到了最大限度。因而穩態運行條件下，反應器出流的成分和反應器內的液體完全相同。9、設計中希望平流式沉淀池、水質調節池、水質水量調節池、混凝反應池、普通快濾池、固定床吸附柱等水流流態各為哪一種流態？為什么？平流式沉淀池、普通

5、快濾池、固定床吸附柱是層流；水質調節池、混凝反應池是紊流；水質水量調節池二者都有。10、反應器的類型：間歇反應器，推流反應器-沉淀、過濾、吸附，連續流反應器-快速混合、活性污泥，任意流反應器-推流和連續攪拌，填料床-填料固定，流化床：填料流化孔隙率可調節。11、有機物的生物氧化過程一般分哪兩個階段進行？第一階段為有機物中的碳氧化成二氧化碳，有機物中的氮氧化為氨的過程，即碳化階段；第二階段為氨在硝化細菌作用下被氧化為亞硝酸根和硝酸根，稱為硝化階段。12、為什么BOD5一般已有一定的代表性？各種廢水的水質差別很大，但對某一種廢水而言，比值相對固定。因此把20度、5天測定的BOD5作為衡量廢水的有機

6、物濃度指標。BOD5作為有機物濃度指標，基本上反映了能被微生物氧化分解的有機物的量，較為直接、確切的說明了問題。13、BOD5缺點：（1）當污水中含大量的難生物降解的物質時，BOD5測定誤差較大（2）反饋信息太慢，每次測定需5天，不能迅速及時知道實際工作（3）廢水中如存在抑制微生物生長繁殖的物質或不含微生物生長所需的營養時，將影響測定結果。第二章 預處理1、水質水量調節：（1）水量調節：線內調節（三峽大壩）：全部流量流過調節池；對廢水成分和流量大幅度調節。線外調節（溢流，應用少）：只有超過日平均流量的那一部分才進入調節池，對廢水的變化其輕微的緩沖作用。（2）水質調節：任務：對不同時間或不同來源

7、的廢水進行混合，使流出水質比較均勻。也稱均和池或勻質池。方法：、利用外加動力（如葉輪攪拌、空氣攪拌、水泵循環）而進行的強制調節，它設備較簡單，效果好，但運行費用高。、利用差流方式，使不同時間和不同濃度的廢水進行自身水力混合，基本沒有運行費，但設備結構復雜。2、篩濾：位置：一般安放在廢水處理流程的前端，進水渠道或進水泵站集水井的進口處。去除對象：廢水中較大的懸浮物、漂浮物、纖維物質和固體顆粒物質，防止堵塞泵和后續水處理設備。設備：（1）格柵：作用：去除可能堵塞管道、閥門等部件的較粗大的懸浮物質。分類：按形狀：平面格柵、曲面格柵；按柵條凈間隙e來分：粗格柵e=50100mm、中格柵e=1040mm

8、、細格柵e=310mm。（2）篩網：作用：去除不能被格柵截留、也難以用沉淀法去除的纖維類懸浮物。裝置種類：振動篩網、水力篩網、轉鼓式篩網、微濾機等（細篩網：給水取水口，防止魚類進入；撈毛機：紡織、制革廢水，轉盤式；微濾機：給水除藻，造紙廢水紙漿回收）。3、中和：方法：酸性廢水：與堿性廢水相互中和、藥劑中和、過濾中和。堿性廢水：與酸性廢水相互中和、藥劑中和。4、舉例說明哪些工業廢水、廢氣、廢渣可用于酸、堿廢水中和沉淀？酸性廢水主要來源于化工廠、化纖廠、電鍍廠、煤加工廠及金屬酸洗廠等，堿性廢水主要來源于印染廠、造紙廠、煉油廠和金屬加工廠等，可以根據廢水性質進行酸堿廢水中和；煙道氣中CO2含量可高達

9、24%，此外還有SO2和H2S，故可用來中和堿性廢水。第三章 混凝1、混凝定義：在廢水中投加化學藥劑來破壞膠體的穩定性，使膠體的細小懸浮物聚集成具有可分離性的絮凝體，再加以沉降、過濾或者氣浮分離去除。2、膠體的基本特性：（1）光學特性：丁達爾效應（2）力學特性：布朗運動（3）表面特性：分散體系的分散度越大，膠體顆粒的比表面積越大，具有的表面自由能越大，使膠體可以產生特殊的吸附能力和水化作用（4）動電現象：在外加電位差的作用下而引起的膠體溶液系統內固相與液相間產生的相對位移。電泳-膠體微粒帶電；電滲-在多孔塞或毛細管中的水帶有正電荷。3、膠體穩定性及其保持穩定原因：膠體粒子在水中長期保持分散懸浮

10、狀態。同類膠體微粒電性相同，之間的靜電排斥力阻止彼此接近聚合成較大的顆粒（DLVO理論）。帶電荷的微粒和反離子都能與水分子發生水化反應，形成一層水化殼，也阻礙膠粒的聚合。膠體粒子表面電荷或水化膜消除，便失去穩定性，小顆粒相互聚集成大的顆粒，氣浮或沉淀就會發生。混凝破壞膠體聚集穩定性，使之聚集，從水中分離。4、混凝機理：（1）壓縮雙電層機理：向溶液中投加電解質，溶液中與膠體反離子相同電荷的離子濃度增加，擴散層的厚度減小。加入的反離子與擴散層原有反離子之間的靜電斥力將部分反離子擠壓到吸附層中，從而使擴散層厚度減小。擴散層厚度減小，電位降低，膠粒間斥力減少。擴散層減薄，顆粒相撞時的距離減少，相互間的

11、吸引力變大。顆粒間排斥力與吸引力的合力由斥力為主變為以引力為主。（2）吸附電中和機理：異號膠粒間相互吸引達到電中和而凝聚；大膠粒吸附許多小膠粒或異號離子，電位降低，從而發生凝聚。（3）吸附架橋機理：鏈狀高分子聚合物在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用下，通過活性部位與膠粒發生吸附橋連。（4）沉淀物網捕機理：硫酸鋁、氯化鐵等高價金屬鹽類混凝劑，投加量很大時會形成大量的金屬氫氧化物如Al(OH)3 、Fe(OH)3沉淀。膠?？杀贿@些沉淀物在形成時作為晶核或下降過程中吸附質所網捕。這種沉淀物網捕基本上是機械作用。5、化學混凝處理的對象？城市污水是否可用化學混凝法？是粒度在1nm100um間的部分懸浮物

12、和膠體溶液。城市污水可用但一般不用化學混凝法處理，因為城市污水成分復雜，污水中含有大量漂浮物和較大懸浮物質，由于不斷向廢水中投加藥劑，而且處理批量大，經常性運行費用高，泥渣量大，增大污泥處理難度。 6、絮凝動力學：混凝速度不但取決于膠體的脫穩速度，而且取決于膠粒間的接觸碰撞率。異向絮凝：布朗運動引起的碰撞凝聚；同向絮凝：水流速度差及水流紊動性引起碰撞。微小顆粒一般總是先進行異向絮凝（混合階段），待粒徑增大后，隨即進行同向凝聚（反應階段）。7、混凝劑：（1）無機鹽類混凝劑：硫酸鋁：使用便利，混凝效果好，不會給處理后水質帶來不良影響。當水溫低時硫酸鋁水解困難，形成的絮體松散；硫酸鋁作用過程及機理：

13、三價鋁在水中的存在形式是帶六個結晶水的Al（H2O）63+。當pH值小于4時，這種水合離子是水中存在的主要形態，如果pH值升高，水合離子就產生結合水的水解，生成各種羥基鋁離子；如果pH值繼續升高，則其水解繼續進行，最后生成氫氧化鋁的沉淀物；當pH值大于4則各種離子羥基之間發生架橋黏結，可生成帶正電的多核羥基絡合物。Al3+的水解產物兼具有凝聚和絮凝兩種作用的特性。水中雜質對水解及聚合的各種產物進行強烈吸附。溶液中被吸附的帶正電荷的多核絡離子通過壓縮擴散層和降低表面電位等作用使微粒秒間的排斥力降低，從而可以相互接近，如引力達到優勢時，各微粒即連接、結合在一起，此屬于凝聚作用。這時，如果同一多核聚

14、合物為兩個以上的雜質顆粒所吸附，就會在兩微粒間黏結架橋，此屬于絮凝作用。再借范德華力和黏結架橋不斷地結合就形成凝聚，逐步擴大形成大絮體。這就是硫酸鋁在凝聚過程中既有電中和壓縮擴散層的作用，也有吸附架橋的作用的原因。聚合氯化鋁（PAC）：應用范圍廣;易形成大礬花，沉淀性能好;適宜的pH值范圍大（5-9）;水溫低時可保持穩定效果;堿化度比其它鐵鹽鋁鹽高。三氯化鐵：黑褐色的結晶體，有強烈的吸水性，極易溶于水，礬花沉淀性能好；處理低溫水和低濁水效果比鋁鹽好。適宜的pH值比較寬；溶液具有強腐蝕性，處理后色度高。聚合硫酸鐵：與PAC作用機理相似；適宜pH5.0-8.5；絮凝體沉降性能好；COD去除率和脫色

15、效果好；處理后水中鐵殘留量低，腐蝕性較小。（2）高分子混凝劑（聚丙烯酰胺（PAM）：作用：靠氫鍵、靜電、范德華力的作用對膠粒強烈的吸附作用。高聚合度的線型高分子在溶液中保持適當的伸展形狀，從而發揮吸附架橋作用，把許多細小顆粒吸附后，纏結在一起。（3）微生物絮凝劑。8、助凝劑：定義：當單用混凝劑不能取得良好效果時，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，稱為助凝劑。作用：改善絮粒結構，增大顆粒粒度及比重。調整廢水的pH和堿度，使達到最佳的混凝條件。 分類：（1）pH調整劑：調節廢水的pH符合混凝處理工藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。（2）絮凝結構改良劑：投加絮體結構改良劑以增大絮體的粒徑、密度。常

16、用骨膠、活化硅酸、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、PAM等。（3）氧化劑：有機物含量高，易起泡沫，絮凝體不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機物，使膠體脫穩，還可將Fe2+轉化成Fe3+,以提高混凝效果。9、 影響混凝的因素：（1）廢水水質的影響：濁度、PH值及堿度（重要因素）、水溫、共存雜質。（2）混凝劑的影響：混凝劑種類、混凝劑投加量。（3）水利條件的影響（對混凝劑效果有重要影響）：攪拌強度和攪拌時間。攪拌強度用速度梯度G來表示。指由于攪拌在垂直水流方向上引起的速度差du與垂直水流距離dy間的比值，即G=du/dy（單位：s-1）。G反映了顆粒的碰撞機會。速度差越大，顆粒間越易發生碰撞；間距越

17、小，越易發生碰撞。Gt可間接表示顆粒碰撞的總次數，可用來控制反應效果。有人提出應以GtC（C為膠體濃度）值作為反應設備的控制參數，理由是反應效果與水中顆粒濃度有關例如當低濃度時反應設備的效率就會降低，但如果人工投加黏土，效果就能提高。 10、混凝工藝流程：混凝工藝流程由藥劑投加、混合、反應及沉淀分離等單元組成。11、混凝劑投加方式：重力投加、虹吸式定量投加、水射器投加。12、反應設備分類：（1）機械攪拌反應池（分格串聯，每格設以攪拌機。分格越多，絮凝效果越好。但造價高和維修量大。為適應絮體形成規律，第一格攪拌強度最大，其余依次遞減，對應G值也遞減）：隔板反應池、折板反應池、穿孔旋流反應池、旋流

18、式反應池、渦流式反應池。（2）組合絮凝池（3）澄清池：能夠實現混凝劑與原水的混合、反應、絮體沉淀三種功能的設備。13、混凝的總結：優點：簡單方便，便于間歇運行，效果好。缺點：運行費用高，沉渣量大，處置困難?，F狀：工藝、藥劑、設備均已成熟。發展：低毒、無毒，減量，高效。第四章 沉淀于上浮1、 沉淀的分類：（1） 自由沉淀：沉砂池中發生：離散顆粒，尺寸形狀不變，相互無干擾，沉速不變。（2） 絮凝沉淀：一次沉淀池：顆粒有凝聚性，顆粒相互聚集，粒徑質量增大。50-500mg/L。（3）成層沉淀：二次沉淀池 ：濃度較高（大于500mg/L），每個顆粒受周圍其它顆粒的干擾，形成網狀“絮毯”下沉，顆粒群與澄

19、清水層之間有明顯的界面。（4）壓縮沉淀：污泥濃縮池：上層顆粒的重力作用，下層顆粒間的水被擠出，污泥層被壓縮。2、 由上式可知，顆粒在理想沉淀池的沉淀效率與表面負荷有關，而與其它因素（如水深、池長、水平流速）無關（1）E一定，ui越大，表面負荷越大。 ui與混凝效果有關，應重視加強混凝工藝。（2）ui一定，增大A，可以增加產水量Q或增大E。當容積一定時，增加A，可以降低水深：“淺池理論”。3、沉淀池的分類：按使用功能分：沉砂池、初次沉淀池；二次沉淀池。按水流方向分：平流式、豎流式、輻流式。4、沉砂池：作用：去除廢水中攜帶的泥砂。分類：平流和豎流，平流效率高，應用廣泛。構造：過水部分是明渠，渠底有

20、貯砂斗，一般兩個。下部設有帶閘門的排砂管。5、平流沉淀池：（1）進水區：使流量均勻分布在進水截面上，盡量減少擾動。（2）沉淀區：高度一般約3-4m，平流式沉淀池中應減少紊動性，提高穩定性。能同時降低雷諾數和提高弗勞德數的方法只能是降低水力半徑，措施是加隔板，每格寬度應在3-8m，不宜大于15m。（3）出水區：通常采用溢流堰（施工難），淹沒孔口（容易找平）。為了不使流線過于集中，應盡量增加出水堰的長度，降低流量負荷。（4）存泥區及排泥措施：泥斗排泥，如沿池長設置多個排泥斗時，每一污泥斗應設獨立的排污管及排泥閥。6、 輻流式沉淀池：分類（按進流方式不同）：普通輻流式沉淀池、向心輻流式沉淀池。 進水

21、方式：四周進水、中心進水。7、 斜板斜管沉淀池：分類：根據水流和泥流的相對方向，可將斜板沉淀池分為異向流、同向流、 橫向流三種類型理想沉淀池的特性：沉淀池的處理效率僅與顆粒沉淀速度和表面負荷有關， 與池深無關。將沉淀池分成n層就可提高處理能力n倍（20世紀初哈真提出的淺池理論）。 8、 池型特點：（1） 平流式：優點：對沖擊負荷和溫度變化的適應能力較強，施工簡單，造價低。缺點：每個泥斗需要單獨設排泥管各自排泥，操作工作量大，機械排泥時，機件設備和驅動件均浸于水中，易銹蝕。適用條件：地下水位較高及地質較差的地區，大、中、小型污水處理廠。（2） 豎流式：優點:排泥方便，管理簡單，占地面積小。缺點：

22、深度大，施工困難，對沖擊負荷、溫度變化適應能力差，造價較高，池徑不宜太大。適用條件：小型污水處理廠。（3） 輻流式：優點：機械排泥，運行較好，管理較簡單，排泥設備定型。缺點：池水水流速度不穩定，機械排泥設備復雜，對施工質量要求較高。適用條件：地下水位較高的地區，大、中型污水處理廠。9、 油在水中的存在狀態：浮油、分散油、乳化油、溶解油。10、 隔油池種類：平流式隔油池：同平流式沉淀池，一般不少于兩個。隔油后含油50-100mg/L。 采用刮油機收油，底刮泥，上刮油。斜板隔油池：提高單位容積的處理效率，斜板大多采用聚酯玻璃鋼波紋板。11、隔油池的安全問題：（1）池表面應加蓋：為了保證隔油池的正常

23、工作，池表面應加蓋，以防火、防雨、保溫及防止油氣散發，污染大氣。（2）冬季加溫：在寒冷地區或季節，為了增大油的流動性，隔油池內應采取加溫措施，在池內每隔一定距離，加設蒸汽管，提高廢水溫度。 12、氣浮池：定義：通入空氣，顆粒附著在氣泡上，浮力作用，氣泡上升，攜帶顆粒漂浮水面。達到固液或液液分離的目的。特點：用于自然沉淀比較難于去除的比重比較輕的細小顆粒、油類（乳化油）。氣浮分離的必要條件：（1）向水中提供足夠量的微細氣泡，尺寸15-30m。（2）使目的物呈懸浮態或具有疏水性，附著氣泡上升。氣浮法只適宜于去除水中的疏水性顆粒，如乳化油；對于親水性顆粒（如紙漿纖維、煤粒、重金屬離子等），就必須投加

24、合適的藥劑（浮選劑），改變顆粒的表面性質（即改善顆粒表面的親水性能），同樣可用氣浮法分離。對于顆粒很細小的微粒，直接氣浮效果較差，可投加混凝劑以提高其氣浮效果。13、氣泡的產生：電解法、分散空氣法、溶解空氣法、再釋放法。14、溶氣氣浮法（常用-可樂啤酒）：原理：使空氣在壓力下溶于水中并呈飽和狀態，然后使廢水壓力驟然降低，這時溶解的空氣便以微小（20-100m）的氣泡從水中析出并進行氣浮。（1）加壓溶氣氣浮按溶氣水不同有：全部進水溶氣、部分進水溶氣、部分處理水溶氣三種基本流程。三種方法區別：全部進水溶氣：全部原水由泵加壓至0.3-0.5MPa,壓入溶氣罐，用空壓機或射流器向溶氣罐壓入空氣。溶氣后

25、的水汽混合物再通過減壓閥或釋放器進入氣浮池進口處，析出氣泡進行氣浮。在分離區形成的浮渣用刮渣機撇除。缺點是能耗高、溶氣罐較大，若在氣浮之前需經混凝處理時，則已形成的絮體勢必在壓縮和溶氣過程中破碎，因此混凝劑耗量較多。當進水中懸浮物多時，易堵塞釋放器。在部分進水溶氣和部分處理水溶氣兩種流程中，用于加壓溶氣的水量只分別占總水量的30%-35%和10%-20%。因此，在相同能耗的情況下，溶氣壓力可大大提高，形成的氣泡更小、更均勻，也不破壞絮凝體。（2）部分溶氣流程，用于加壓溶氣的水量只占總水量的30%-35%或10%-20%，溶氣壓力高、氣泡小、均勻、不破壞絮體。（3）關鍵設備：溶氣罐，操作壓力0.

26、3-0.5MPa。釋放器，釋放效果好，不易堵塞15、 氣浮法在水處理中的應用：（1）廢水：含油廢水的處理，主要去除乳化油；造紙白水回收纖維。（2）毛紡廢水：含有羊毛脂，洗滌劑；染色廢水；污泥濃縮：比一般重力濃縮效果好（3）給水：除藻。與沉淀法比較：優點：可同時去除多種污染物，污泥濃度高。缺點：耗電，維修復雜。第五章 深層過濾1、過濾的分類：（1）表層過濾：機械濾除，產水率低。格篩過濾：介質為柵條或篩網，除去粗大的懸浮物，雜草、纖維等，格柵、篩網等。微孔過濾：濾布、濾片、燒結濾管等，用以除去粒徑細微的顆粒。膜過濾：采用特別的半透膜作過濾介質在一定的推動力下進行過濾，濾膜孔隙極小，可以去除水中細菌

27、、病毒、有機物和溶解性物質，反滲透、超過濾、電滲析等。（2）深層過濾： 以細小堅硬的固體顆粒堆積生成的固定床作為過濾介質，將懸浮于液體中的固體顆粒截留在床層內部，而且過濾介質表面不生成濾餅。2、過濾截留的對象：細小顆粒、細小礬花、藻類、細菌及病毒。 過濾的位置：沉淀池或澄清池之后直接過濾。 在給水處理中：常用過濾處理沉淀池或澄清池出水，使濾后出水濁度滿足用水要求。 在廢水處理中：過濾常作為吸附、離子交換、膜分離法等的預處理手段，也作為生化處理后的深度處理，使濾后出水達到回用要求。 3、慢濾池特點：慢濾池也稱表層過濾，主要利用頂部的濾膜截留懸浮固體，同時發揮微生物對水質的凈化作用。這種濾池生產水

28、量少、濾速慢(<10m/d)、占地大；特別是在污水處理過程中需要從污水中去除并積存在濾床中的污泥量十分龐大；而且污泥粘而易碎，很快就會在濾料表面出現泥封；而當加大過濾水頭時，則容易發生污染物穿透現象。目前慢濾池方式在水處理，特別是污水處理中應用較少。4、濾池的構造：進水系統、卵石墊層、濾料層、出水系統、反洗系統、排污系統。 5、濾料濾池的核心部分：作用：提供接觸凝聚、吸附的表面積及懸浮物儲存的容積。 基本要求：有足夠的機械強度，在沖洗過程中不因碰撞、摩擦而破碎有足夠的化學穩定性，不溶于水，不產生有害物質具有一定的大小和級配，滿足截留SS的要求外形近圓形，表面粗糙，帶有棱角廉價、易得。常用

29、類型：石英砂、無煙煤、石榴石粒、磁鐵礦粒、纖維球等，石英砂使用最廣。6、粒徑與級配：粒徑：表示顆粒的大小，指把濾料顆粒包圍在內的一個假想的球體的直徑。級配：不同粒徑的顆粒在濾料中的比例。由實驗求得（篩分試驗）。實驗得級配曲線，可確定濾料有效粒徑和不均勻系數： （1）有效粒徑通過10%濾料質量的篩孔直徑，d10表示小顆粒的直徑，起主要過濾作用。（2）d80表示通過80%濾料質量的篩孔直徑，即濾料中粗顆粒的代表粒徑。（3）不均勻系數K80d80/d10，反應濾料顆粒大小的差別程度。（2.0-2.2）7、濾料顆粒不均勻，有兩大影響：（1）使反沖洗操作因難。反洗強度太大，會帶出細小濾料流失；強度太小不

30、能松動大塊濾砂，造成濾層“結塊”。（2）使過濾情況惡化。濾料顆粒大小不均勻，意味著有細小濾料顆粒。這些細小顆粒會集中在濾層表面，使過濾下來的污物堆積在濾層表面，過濾周期變短。國內快濾池一般采用d10=0.5-0.6mm，K80=2.0-2.2的濾料。 8、濾層的含污能力和過濾效果：取決于濾層厚度和粒徑兩因素L/de，值越大，去除率越高。因為L/de值與單位過濾面積上濾料總表面積和顆粒數目成正比。9、過濾與濾料排列：單層濾料濾池反沖洗后水力篩分，使沿過濾水流方向的濾料粒徑逐漸變大，形成上小下大的分布形式。在下向流過濾中，大部分懸浮物截留在床層上部數厘米深度內，水頭損失迅速上升，而下層的含污能力未

31、被充分利用。理想情況：濾料沿水流方向由粗到細。解決途徑：改變水流方向，由下向上，但反沖洗不凈，濾速慢改用雙層或多層濾料選用不同密度 的濾料。層數越多，越接近理想濾池。多層濾料的含污能力比單層濾料池的含污能力可提高2-3倍。實際，濾料混層和流失，加工困難采用新型的密實度或孔隙率可變的濾料。纖維球由滌綸短絲結扎而成，有彈性，密度由 中心向周邊遞減，孔隙率達90%以上。10、墊料層（承托層）：由于濾料粒徑小，而配水系統的孔眼較大，為了防止濾料隨過濾水流失，同時也幫助均勻配水，在濾料與配水系統之間增設一墊料層。如果配水系統的孔眼直徑很小、布水也很均勻，墊料層可以減薄或省去。 作用：阻擋濾料進入配水系統

32、中承托濾料，均勻配水。要求：不被反沖洗水沖動，形成的孔隙均勻，布水均勻，化學穩定性好，機械強度高。材料：天然卵石或碎石。11、配水系統：作用：均勻收集濾后水，均勻分配反沖洗水反沖洗不均勻的危害：局部反沖洗水量大，濾料流化程度高，移到反沖洗水量小的地方，使濾料分層混亂，局部地方厚度變薄，出水惡化。配水系統主要考慮反沖洗水的均勻分布要求。如何保證配水系統反沖洗水的均勻？濾池反沖洗水水頭損失分析12、兩種方法:盡可能增大配水系統中布水孔眼的阻力，即減小孔眼尺寸，使s2>> s1+ s3+ s4，使分子分母值接近（比值大于0.95）。大阻力配水系統：形式：“豐”字型大阻力配水系統，穿孔管式

33、的配水系統。盡可能減小s1的數值，使水從進口流到末端的水頭損失可以忽略不計， s1<< s2+ s3+ s4，也可使qAqB小阻力配水系統。形式：進水空間濾磚濾頭。13、排水槽作用：均勻收集和輸送反沖洗水。形狀：槽頂盡量平，槽底有坡度，面積不超過濾池面積的25%，高出濾層膨脹最大高度。集水渠：收集排水槽的排水，水面不干擾排水槽的出流。充當進水渠的作用。14、過濾機理：遷移、附著、脫落。（1）遷移機理：篩濾：比濾層孔隙大的顆粒被機械篩分，截留濾料表面攔截：隨流線流動的小顆粒，在流線匯聚處與濾料表面接觸。慣性：慣性沖擊脫離流線碰撞到濾料表面。具有大動量和密度的顆粒。沉淀：如果懸浮物的粒

34、徑和密度較大，將存在一個沿重力方向的相對沉淀速度。布朗運動：微小顆粒（d1m），擴散到濾料表面。水力作用：不均勻流場，顆粒受到不平衡力的作用。 （2）附著機理：由上述遷移過程與濾料接觸的懸浮顆粒，附著在濾料表面不再脫離，就是附著過程。接觸凝聚：投加凝聚劑，未形成絮體時過濾，接觸凝聚。是主要附著機理。靜電引力：懸浮顆粒與濾料帶異電相互吸引。吸附：懸浮顆粒有很強的吸附趨勢，也可能通過絮凝劑的架橋實現。分子引力：在顆粒附著時起重要作用。（3）脫落機理： 在反沖洗時，濾層膨脹一定高度，濾料處于流化狀態。截留和附著于濾料上的 懸浮物受到高速反沖洗水的沖刷而脫落。濾料顆粒在水流中旋轉、碰撞和摩擦，也使懸浮

35、物脫落。 15、過濾效率的影響因素:（1）濾料的影響：粒度、形狀、孔隙率、厚度、表面性質。（2）懸浮物的影響：粒度、形狀、密度、濃度、溫度、表面性質。16、濾速變化及其控制：（1）出水閥門調節實現恒速過濾：濾層阻力小時，關小出水閥門，濾層阻力大時，開大閥門，出水閥門全開時，停止過濾進行反沖洗。（2）變水頭恒速過濾-無閥濾池虹吸濾池：設置進水堰室和出水堰室來控制。濾池中水位高低反映濾層水頭損失大小。水位達到最高水位時，進水堰停止進水，進行反沖洗。（3）現在運行中的工程以變速過濾為主：過濾初期，濾層清潔，截污能力強。后期截污能力減小，降低濾速有利。16、 濾池反沖洗：目的：清除截留物，恢復過濾能力

36、。(水力剪切和顆粒摩擦) 膨脹率 ：e=(Le-L)/L（L，Le -濾層膨脹前后的厚度）。反沖洗的控制指標，e太低，沖洗不凈；e過高，顆粒碰撞次數少，造成濾料流失。砂濾床最佳膨脹率E=1.5-2.5 17、常見故障及對策：（1）氣阻：現象描述：濾層水頭損失大于該處實際的水壓力，出現負水頭溶解氣釋放出來，積聚在孔隙中，阻礙水流通過。解決辦法：池深一定時，調換表層濾料，增大濾料粒徑；在配水系統末端設排氣管。（2）結泥球：現象描述：濾層表面的顆粒較細，截留懸浮物較多，沖洗不凈，易相互結成泥球，粒徑可達5-20cm。解決辦法：改善沖洗效果，增加表面沖洗；翻池換濾料；加氯浸泡12h氧化污泥。（3）跑砂

37、：現象描述：沖洗強度過大或濾料級配不合適，反沖洗會沖走大量細濾料解決辦法：檢查配水系統，調整沖洗強度（4）水生物繁殖：解決辦法：濾前加氯第六章 化學氧化還原1、 原理：通過氧化還原反應把水中溶解性有害物質無害化的過程。（降解、分子結構變化） 方法分類：1）氧化法：常溫常壓：空氣氧化、氯氧化、臭氧氧化、電解（陽極）、光氧化 高溫高壓：濕式催化氧化、超臨界氧化、燃燒法2）還原法：藥劑還原（藥劑：亞硫酸鈉、硫酸亞鐵、硫代硫酸鈉）金屬還原法（材料 ：鐵粉、鋅法）、電解（陰極） 氧化還原法的作用 ：改變污染物存在狀態，變為無毒或微毒物質；降低廢水的COD和BOD；改變污染物的可生化性；消毒、除臭、脫色等

38、影響氧化還原反應的因素：(1)物質的本性：一般活化能越高，反應速度就慢。(2)反應物濃度：反應物濃度越高，反應速度越快。(3)反應溫度：反應溫度越高，反應速度加快。(4)催化劑：可降低反應物的活化能，提高反應速度。(5)溶液的pH值：影響反應速度。 pH值(H+、OH-)影響著物質的存在形態。 H+參與反應，H+影響反應速度的快慢。 2、氧化劑：處理對象：CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等離子。種類：氧、氯、臭氧、高錳酸鉀、二氧化氯。3、空氣氧化：過程：利用空氣中氧氣氧化廢水中的污染物。 特點：pH的影響：電對O2/O2-的半反應式中有H+或OH-離子參加，因而氧化還原電位與pH有關。應用：

39、在常溫常壓下和中性pH條件，分子氧為弱氧化劑，用來處理易氧化物質，如S2-、Fe2+、Mn2+等。輔助措施：提高溫度和氧分壓，可以增大電極電位；添加催化劑，可以降低反應活化能4、濕式氧化：定義：在較高的溫度和壓力下，用空氣中的氧來氧化廢水中溶解和懸浮的有機物和還原性無機物的方法。5、臭氧氧化：臭氧的性質：氧的同素異構體，常溫常壓下具有魚腥味的淡紫色氣體。 不穩定性：在常溫下自行分解為氧氣放熱溶解性：在水中溶解度比純氧高10倍，比空氣高25倍。毒性：有毒氣體，車間工作場所最高限定濃度0.3mg/m3氧化性：強氧化劑：酸性溶液中E0=2.07V，氧化能力僅次于氟；堿性溶液中 E0=1.24V，略低

40、于氯 腐蝕性：容器管路必須用耐腐材料，不銹鋼或塑料。臭氧的制備：無聲放電法原理在水處理中的應用：消毒；純凈飲用水消毒；污染水源水的凈化；工業廢水的臭氧凈化效果：降低COD、殺菌、增加溶解氧、脫色除臭、降低濁度提高處理效果的關鍵因素？接觸時間長，臭氧穩定存在6、氯氧化：常用：液氯、漂白粉、次氯酸鈉、二氧化氯。有效氯：氧化價大于-1的那部分具有氧化能力，表征各藥劑的氧化能力。有效氯含氯量以液氯（100%）為基準。 應用：給水消毒；廢水氧化。7、氯消毒：兩種途徑：通過細胞壁滲入細胞體，滅活酶蛋白直接氧化細胞質。消毒過程是不可逆過程：D+MDM消毒效果和速度與下列因素有關：生物特性，殺菌易，殺病毒難；

41、單個易，成團難溫度：較高溫度對消毒過程有利pH：低pH值，HOCl或NHCl2量多，殺菌能力強水中雜質：水中的懸浮物掩蔽菌體；還原劑消耗氧化劑;氨與HOCl作用生成氯胺 。氯胺中的氯稱為化合性氯，HOCl和OCl-游離氯。 8、含氨水氯化處理，加氯方法：折點加氯。水中加氯量分兩部分：即需氯量和余氯。 9、其它氧化劑氧化：（1）高錳酸鹽氧化：能與水中Fe2+、Mn2+、S2-、CN-、酚及其它至臭味有機物很好地反應，能殺死很多藻類和微生物，與臭氧處理一樣，出水無異味。（2）過氧化氫氧化：與催化劑Fe2+構成氧化體系Fenton試劑10、常用還原劑：某些電極電位較低的金屬，鐵屑、鋅粉帶負電的離子，

42、SO32-SO42- 帶正電的離子，Fe2+Fe3+ 應用：還原除鉻、還原法除汞。第七章 吸附1、定義：固體表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能，當某些物質碰撞固體表面時，受到這些不均衡力的吸引而停留在固體表面上，這就是吸附。固體就是吸附劑，其特點是多孔固體，比表面積較大。被吸附的物質為吸附質。功能：去除水中溶解態微量污染物。2、引起吸附的主要原因：（1）溶質對水的疏水特性和溶質對固體顆粒的高度親合力。（溶解性） （2）溶質與吸附劑之間的靜電引力、范德華引力或化學鍵力 。3、影響吸附的因素：（一）吸附劑結構：（1）比表面積：單位重量吸附劑的表面積稱為比表面積。吸附劑的粒徑越小，或是微

43、孔越發達，其比表面積越大。吸附劑的比表面積越大，則吸附能越強。 （2）孔結構：孔徑太大，比表面積小，吸附能力差；孔徑太小，則不利于吸附質擴散，并對直徑較大的分子起屏蔽作用。通常將孔半徑大于100nm的稱為大孔，2100nm的稱為過渡孔，而小于2nm的稱為微孔。大部分吸附表面積由微孔提供。（3）表面化學性質：一般把表面氧化物分成酸性的和堿性的兩大類。表面氧化物成為選擇性的吸附中心，使吸附劑只有類似化學吸附的能力，一般說來，有助于對極性分子的吸附，削弱對非極性分子的吸附。（二）吸附質的性質：吸附劑的吸附容量卻隨著有機物在水中溶解度減少而增加，也即吸附量隨有機物分子量的增大而增加。（三）操作條件：吸

44、附是放熱過程，低溫有利于吸附，升溫有利于脫附。在吸附操作中，應保證吸附劑與吸附質有足夠的接觸時間。另外，吸附劑的脫附再生，溶液的組成和濃度及其他因素也影響吸附效果。4、吸附動力學：三個連續的階段：（1）為吸附質擴散通過水膜而到達吸附劑表面（膜擴散）；（2）為吸附質在孔隙內擴散；（3）為溶質在吸附劑內表面上發生吸附。5、吸附劑：滿足下列要求：吸附能力強；吸附選擇性好；吸附平衡濃度低；容易再生和再利用；機械強度好；化學性質穩定；來源廣；價廉。 目前在廢水處理中應用的吸附劑有:活性炭、活化煤、白土、硅藻土、活性氧化鋁，焦炭、樹脂吸附劑、爐渣、木屑、煤灰、腐殖酸等?；钚蕴浚悍菢O性吸附劑、暗黑色，有粒狀

45、和粉狀兩種，使用方法不同。具有巨大的比表面和特別 發達的微孔。通常比表面積高達500-1700m2/g，這是活性炭吸附能力強，吸附容量大的主要原因。樹脂吸附劑：也叫吸附樹脂。分為非極性、中極性、極性、強極性四類適宜吸附處理廢水中微溶于水、極易溶于甲醇、丙酮等有機溶劑的有機物。如脫酚、除油、脫色等。 腐殖酸系吸附劑：可用于處理工業廢水，尤其是重金屬廢水及放射性廢水，除去其中的離子。 腐殖酸是一組芳香結構的、性質相似的酸性物質的復合物，腐殖酸對陽離子的吸附，有化學吸附，又有物理吸附。 一類是天然的富含腐殖酸的風化煤、泥煤、褐煤等，另一類是把富含腐殖酸的物質用適當的粘結劑作成腐殖酸系樹脂，造粒成型，

46、以使用于管式或塔式吸附裝置。 6、吸附劑再生：再生方法：加熱再生、藥劑再生、化學氧化再生、濕式氧化再生、生物再生等在選擇再生方法時，主要考慮三方面的因素：吸附質的理化性質；吸附機理；吸附質的回收價值。7、間歇吸附：一種是攪拌池型，即是在整個池內進行快速攪拌，使吸附劑與原水充分混合；一種是泥渣接觸型，池型與操作和循環澄清池相同。固定床吸附：構造與快濾池大致相同，吸附劑填充在裝置內，吸附時固定不動，水流穿過吸附層。分為升流式、降流式。移動床吸附：原水從下而上流過吸附層, 吸附劑由上而下間歇或連續移動。流化床吸附：原水由底部升流式通過床層，吸附劑由上部向下移動。8、吸附法的應用：主要處理生化法難于降

47、解的有機物或用一般氧化法難于氧化的溶解性有機物。脫色、脫臭，把廢水處理到可重復利用的程度，深度處理中得到了廣泛的應用?？膳c其他物理化學法聯合，也可與生化法聯合，如向曝氣池投加粉狀活性炭；利用粒狀吸附劑作為微生物的生長載體或作為生物流化床的介質（生物活性炭）；生物處理之后進行深度處理等。 第八章 離子交換1、離子交換：定義：借助于離子交換劑上的離子和水中離子進行交換反應而除去水中有害離子。 與其它吸附相比（例如活性炭）：主要吸附水中離子態物質；交換劑上的離子和水中離子進行“等當量”的交換。 應用：給水處理：硬水軟化、脫鹽（區別？)；純水的制備。廢水處理：金屬離子Zn2+、Cu2+、Cr6+ 、C

48、r3+ 優缺點：工業生產：產品的提純；去除率高，凈化效果好；可做到污染物的回收利用；對廢水的預處理要求較高；樹脂再生液需要進一步處置。2、軟化水、脫鹽水區別：除鹽水是將新鮮水中的離子去除，實際生產中可以去除絕大部分的離子，水中的含鹽量大幅度下降，最少90以上，但是，如果原水中的硬度很高的話可能除鹽水中硬度鈣鎂離子含量不一定能夠達到鍋爐給水或者其他工藝的要求。軟化水是單純通過樹脂，將水中的鈣鎂離子去除，水中的含鹽量沒有明顯的變化，只是用鈉離子去交換了水中的鈣鎂離子，離子數有所增加，含鹽量也略有增加，可以達到低壓鍋爐給水對硬度的要求，硬度離子可以降到很低，接近0，主要看控制指標，要求硬度越低，再生

49、也就越頻繁。2、 離子型交換樹脂：組成：單體、交聯劑、交換基團。分類：(1)按交換基團性質分類：陽離子交換樹脂：與溶液中陽離子進行交換反應的樹脂；氫型和鈉型。（脫鹽、軟化）。陰離子交換樹脂：與溶液中陰離子進行交換反應的樹脂；氫氧型和氯型。 (2) 按離子交換樹脂的孔型分類： 凝膠型樹脂：凝膠型樹脂的高分子骨架，在干燥的情況下內部沒有毛細孔。它在吸水時潤脹，在大分子鏈節間形成很微細的孔隙，通常稱為顯微孔。 特點：孔徑極小，一般在30Å以下。只能通過直徑很小的離子，直徑較大的分子通過時，則容易堵塞孔道而影響樹脂交換能力。大孔型樹脂：大孔型樹脂是在聚合反應時加入致孔劑，形成多孔海綿狀構造的

50、骨架，內部有大量永久性的微孔，再導入交換基團制成。它并存有微細孔和大網孔。特點：大孔樹脂內部的孔隙又多又大，表面積很大，活性中心多，離子擴散速度快，離子交換速度也快很多，約比凝膠型樹脂快約十倍。 4、離子交換過程：（1）邊界水膜內的擴散溶液中離子（2）交聯網孔內的擴散溶液中離子（3）離子交換反應（4）交聯網孔內的擴散-交換下的離子（5）邊界水膜內的擴散-交換下的離子 上述幾步中，交換反應速率與擴散相比要快得多。因此總交換速度由擴散過程控制。5、離子交換系統及應用：（1）在水的軟化主要使用：Na離子交換Ca2+、Mg2+； H離子交換降低堿度（HCO32-）；HNa串聯及并聯。（2）在除鹽中應用

51、：一級復床除鹽系統：水依次順序通過H型和OH型離子交換樹脂進行除鹽，稱為一級復床除鹽，典型的一級復床除鹽系統，它包括強酸性H離子交換器（陽床），除碳器和強堿性OH-離子交換器（陰床）。交換器一般采用固定床，再生方式可選用順流式或對流式。注意：脫除CO2應放在強堿OH陰樹脂前，以減輕陰樹脂的負擔。強酸樹脂應放在陰樹脂之前，否則生成的CaCO3，Mg(OH)2沉積在樹脂孔內，降低孔隙率；陽樹脂抗有機污染強。（3）在處理工業廢水中-多級陰陽離子交換系統6、離子交換法處理工業廢水的特點：工業廢水比較臟，因此要加強預處理；工業廢水的濃度較高，因此使用周期短；往往含有氧化劑或有機污染物，使樹脂的壽命短；水

52、中pH的變化會影響離子存在的形態。如pH低時，鉻酸根為Cr2O72-，接近中性時為CrO42-。水溫過高時會破壞樹脂的性能，使交換能力降低。第九章 膜分離1、膜分離法:利用特殊的薄膜對液體中的某些成分進行選擇性透過的方法的統稱。溶劑透過膜的過程稱為滲透，溶質透過膜的過程稱為滲析。常用膜分離方法:電滲析、反滲透、超濾。2、電滲析：原理：在直流電場作用下，陰陽離子交換膜對溶液中陰陽離子的選擇透過性，而使溶液中的溶質與水分離的一種物理化學過程。陰膜只讓陰離子穿過；陽膜只讓陽離子穿過。電極兩側會發生氧化還原反應：陰極還原反應 2H+2 eH2陰極室溶液呈堿性；陽極氧化反應 4OH-O2+2H2O+4e

53、 陽極室溶液呈酸性。3、雙電層理論：離子交換膜中活性基團越多，雙電層越厚，固定基團對反離子的吸引力和對同粒子的排斥力就越大，膜的選擇性越好。4、電滲析濃差極化：電流密度過大所致。離子在膜中的遷移數大于溶液中的遷移數，膜兩側產生濃度梯度，電流強度越大，濃度梯度越大。電流提高到相當程度，c值趨于零，淡水側的邊界層中就會發生水分子電離，這種情況稱為濃差極化，此時的電流密度稱為極限電流密度。 克服措施：攪拌、膜前側流。5、電滲析法在給水及廢水處理中的應用：（1）海水淡化（耗電太大，苦咸水<10g/L應用更多） 流程：海水海水泵無閥濾池海水池水泵纖維布過濾器第一組電滲析器中間水池第二組電滲析器成品

54、水池脫硼裝置飲用水（2）電滲析離子交換組合工藝制取純水（3）電滲析法處理電鍍含鎳廢水。6、反滲透原理：（1）滲透：用一張半透膜將淡水和某種溶液隔開，該膜只讓水分子通過，淡水中的水分子自發地透過膜進入溶液中。（2）反滲透：在溶液一側施加大與滲透壓的壓力，則溶液中的水就會透過半透膜，流向淡水一側，使溶液濃度增加。（3）實現反滲透過程的必備條件：高選擇性和高透水性的半透膜；操作壓力必須高于溶液的滲透壓。7、反滲透裝置：（1）板框式裝置：類似壓濾機（2）管式裝置（3）螺旋式裝置(4）中空纖維裝置。 8、反滲透濃差極化：水不斷透過膜，引起膜表面附近的溶液濃度升高，從而在膜的高壓一側溶液中，從膜表面到主體

55、溶液之間形成一個濃度梯度，引起溶質從濃的部分向淡的部分擴散的現象。導致結果:（1）反滲透過程中有效推動力減小，透水流量下降，溶質透過量增加，分離效率下降，能耗增加。（2）膜表面溶液濃度達到一定數值后，可能使一種或幾種鹽分在膜表面析出，形成垢層，影響正常操作。9、膜的污染與清洗：（1）污染原因：原水中的親水性懸浮物，在水透過時，被膜吸附（浮游懸浮質和有機膠體如蛋白質、糖等）原水中本來處于非飽和狀態的溶質，在水透過膜后濃度提高變成過飽和狀態，在膜上析出（碳酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、硫酸鹽類）濃差極化使溶質在膜上析出。（2）清洗方法：物理清洗：淡水沖洗膜表面，原水代替淡水，空氣淡水混合；化學沖洗：采用化

56、學沖洗劑。10、反滲透法在水處理中的應用：（1）海水、苦咸水淡化（2）廢水的再生處理（3）工業廢水處理和有用物回收（鎳鉻等）（4）飲用水凈化。 11、超濾：原理：超濾與反滲透類似，依靠壓力和膜進行工作。制膜材料：醋酸纖維素或聚砜酰胺等，省去熱處理工序，成膜孔徑較大，能夠在較小的壓力下工作，有較大的通水量。用途：分離分子量大于500的物質，直徑為0.005-10m的大分子和膠體應用：生活飲用水制備，廢水處理，多作為RO的前端工藝。 12、超濾濃差極化：膜截留的例子：粒子和溶質在膜面上建立界面層濃度梯度。大分子擴散系數比常見的鹽類的擴散系數小得多，因此超濾中極化現象就顯得更加嚴重。第十二章 廢水生化處理理論基礎1、廢水生物處理的原理：水體的自凈作用。3、 微生物在廢水生物處理中的作用：（1）去除有機物（以COD或BOD5表示），去除其它無機營養元素如N、P等；（2