1、Unit1水文循環(huán)也稱為水循環(huán)或水循環(huán)，描述水在地球表面之上，之下的連續(xù)運(yùn)動(dòng)。水可以在水循環(huán)中的各個(gè)地方在液體，蒸氣和固體之間改變狀態(tài)。雖然地球上的水平衡保持不變，但是水分子可以進(jìn)出大氣。通過(guò)蒸發(fā)，冷凝，降水，滲透，徑流和地下流動(dòng)等物理過(guò)程，水從一個(gè)水庫(kù)移動(dòng)到另一個(gè)水庫(kù)，例如從河流到海洋，或從海洋到大氣。1 這樣做，水經(jīng)歷了不同的階段：液體，固體和氣體。水循環(huán)涉及熱能的交換，這導(dǎo)致溫度變化。例如，在蒸發(fā)過(guò)程中，水分從周圍吸收能量，冷卻環(huán)境。相反，在凝結(jié)過(guò)程中，水會(huì)向周圍環(huán)境釋放能量，使環(huán)境變暖。水循環(huán)在維持地球生命和生態(tài)系統(tǒng)方面具有重大意義。即使每個(gè)水庫(kù)的水都起著重要的作用，水循環(huán)給我們這個(gè)星

2、球上的水的存在帶來(lái)了更多的意義。？通過(guò)將水從一個(gè)水庫(kù)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)水庫(kù)，水循環(huán)凈化水，補(bǔ)充淡水，并將礦物運(yùn)送到全球不同地區(qū)。2 它還涉及通過(guò)侵蝕和沉積等過(guò)程來(lái)重塑地球的地質(zhì)特征。另外，由于水循環(huán)也涉及熱交換，所以也對(duì)氣候產(chǎn)生影響。驅(qū)動(dòng)水循環(huán)的太陽(yáng)加熱海洋中的水分。水分蒸發(fā)成水蒸氣。冰雪可以直接升華成水汽。蒸散是從植物中蒸發(fā)出來(lái)并從土壤中蒸發(fā)出來(lái)的。上升的氣流將蒸汽帶入大氣中，在較冷的溫度下，氣體凝結(jié)成云。氣流使全球各地的水汽移動(dòng)，云粒子相互碰撞，成長(zhǎng)，并由于降水而從天而降。？一些降水如雪或冰雹，雨雪，可以積蓄成冰蓋和冰川，可以儲(chǔ)存數(shù)千年的冷凍水。大部分的水回落到海洋中，或者像雨水一樣落到地面上，

3、在地表徑流時(shí)，水流過(guò)地面。一部分徑流進(jìn)入山谷中的河流，河流將水流向海洋。徑流和地下水在湖泊中作為淡水儲(chǔ)存。？并非所有徑流都流入河流，大部分徑流都滲透到地下滲透。有些水深入地下，補(bǔ)充含水層，長(zhǎng)期儲(chǔ)存淡水。有些滲入物靠近地表，可以滲入地表水體（和海洋）作為地下水排放。一些地下水在地表上找到開(kāi)口，并以淡水泉的形式出現(xiàn)。隨著時(shí)間的推移，水回到了我們的水循環(huán)開(kāi)始的海洋。一個(gè)水庫(kù)在水文循環(huán)中的停留時(shí)間是水分子在該水文循環(huán)中花費(fèi)的平均時(shí)間。它是該水庫(kù)平均年齡的一個(gè)指標(biāo)。地下水在離開(kāi)之前可能會(huì)在地球表面下超過(guò)一萬(wàn)年。特別老的地下水被稱為化石水。儲(chǔ)存在土壤中的水保持在那里非常短暫，因?yàn)樗谡麄€(gè)地球上薄薄地散開(kāi)，

4、很容易被蒸發(fā)，蒸騰，水流或地下水補(bǔ)給而損失。3 ？ 蒸發(fā)后，大氣中的停留時(shí)間約為9 天，隨著降水量的降低而降至地球表層。主要的冰蓋- 南極和格陵蘭- 冰層是非常長(zhǎng)的時(shí)期。來(lái)自南極洲的冰塊迄今為止的可靠歷史可以追溯到80 萬(wàn)年前，盡管平均停留時(shí)間較短。在水文學(xué)中，停留時(shí)間可以用兩種方法估算。更常用的方法依賴于質(zhì)量守恒原理，并假定給定儲(chǔ)層中的水量大致恒定。用這種方法，停留時(shí)間是通過(guò)將水庫(kù)的容積除以水進(jìn)入或離開(kāi)水庫(kù)的速度來(lái)估計(jì)的。？從概念上講，這相當(dāng)于在沒(méi)有水離開(kāi)的情況下（或者如果沒(méi)有水進(jìn)入，需要多長(zhǎng)時(shí)間才能使水庫(kù)從滿水中排空），水庫(kù)從空置到多長(zhǎng)時(shí)間。 估計(jì)滯留時(shí)間的另一種方法是使用同位素技術(shù)，這種

5、方法越來(lái)越受到地下水的約束。這是在同位素水文學(xué)的子領(lǐng)域完成的。林從地下水中去除地下改變水循環(huán)的人類活動(dòng)包括：農(nóng)業(yè)工業(yè)改變大氣的化學(xué)成分建造水壩砍伐森林和植樹(shù)造 水從河流中抽取城市化對(duì)氣候的影響：？水循環(huán)由太陽(yáng)能供電。全球有86的蒸發(fā)來(lái)自海洋，通過(guò)蒸發(fā)冷卻來(lái)降低其溫度。沒(méi)有冷卻，蒸發(fā)對(duì)溫室效應(yīng)的影響會(huì)導(dǎo)致更高的表面溫度67c （ 153 F）和更溫暖的星球。含水層下降或過(guò)量移動(dòng)以及化石水的泵送增加了水汽中的水分總量，其會(huì)蒸發(fā)和蒸發(fā)，從而引起水蒸氣和云層的積聚，這是地球大氣中紅外輻射的主要吸收體。4 給系統(tǒng)增加水對(duì)整個(gè)地球系統(tǒng)有強(qiáng)制作用，準(zhǔn)確估計(jì)哪個(gè)水文地質(zhì)事實(shí)尚未量化。UNIT2國(guó)家飲用水法律和

6、標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)應(yīng)該是確保消費(fèi)者享有安全的飲用水，而不是關(guān)閉不足的供水。理想的是，通過(guò)適當(dāng)?shù)牧⒎ǎ瑯?biāo)準(zhǔn)和規(guī)范及其執(zhí)行，有效控制飲用水質(zhì)量。各國(guó)立法的確切性質(zhì)將取決于國(guó)家，憲法和其他方面的考慮。？一般會(huì)概述一些機(jī)構(gòu)的責(zé)任和權(quán)力，描述它們之間的關(guān)系，并建立基本的政策原則（例如飲用水供應(yīng)的水應(yīng)該是安全的）。國(guó)家法規(guī)，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)適用于所有供水。通常情況下，對(duì)于將飲用水質(zhì)量的正式責(zé)任分配給確定的實(shí)體和社區(qū)管理盛行的情況，將采用不同的方法。立法應(yīng)規(guī)定建立和修訂飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則，以及制定飲用水水源開(kāi)發(fā)和保護(hù)條例以及安全飲用水的處理，維護(hù)和分配立法應(yīng)規(guī)定供水商的法律職能和責(zé)任，并一般規(guī)定供水商在任何時(shí)候

7、都對(duì)賣水和/ 或供水消費(fèi)者的水質(zhì)以及適當(dāng)?shù)谋O(jiān)督，檢查，維護(hù)和保養(yǎng)負(fù)有法律責(zé)任飲用水系統(tǒng)的安全運(yùn)行。2 水供應(yīng)商實(shí)際上是向公眾供水的- “消費(fèi)者”- 對(duì)其質(zhì)量和安全應(yīng)負(fù)法律上的責(zé)任。？供應(yīng)商負(fù)責(zé)持續(xù)有效的供水質(zhì)量保證和質(zhì)量控制，包括檢查，監(jiān)督，預(yù)防性維護(hù)，水質(zhì)常規(guī)檢測(cè)和補(bǔ)救措施。然而，供應(yīng)商通常只對(duì)配水系統(tǒng)中的水質(zhì)達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)負(fù)責(zé)，并且可能不會(huì)由 于家庭和建筑物中管道不暢或儲(chǔ)水罐不合格而導(dǎo)致水質(zhì)惡化。如果連續(xù)的機(jī)構(gòu)管理水資源，例如飲用水批發(fā)商，市政供水公司和當(dāng)?shù)嘏渌荆總€(gè)機(jī)構(gòu)都應(yīng)該對(duì)其行為產(chǎn)生的水質(zhì)負(fù)責(zé)。由于缺乏適當(dāng)?shù)牧⒎ǎ粦?yīng)該延遲實(shí)施提供安全飲用水的方案。即使在尚未頒布具有法律約束力的

8、飲用水準(zhǔn)則或標(biāo)準(zhǔn)的情況下，也有可能通過(guò)消費(fèi)者和供應(yīng)商之間的教育努力或商業(yè)合同安排來(lái)鼓勵(lì)甚至實(shí)施安全飲用水的供應(yīng)（例如，基于民法），或通過(guò)臨時(shí)措施，包括健康，食品或福利立法。飲用水水質(zhì)立法可能有用地提供臨時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，允許偏差和豁免作為國(guó)家或地區(qū)政策的一部分，而不是由于當(dāng)?shù)氐呐e措。 4 這可以采取在特定時(shí)間段內(nèi)對(duì)某些社區(qū)或地區(qū)進(jìn)行臨時(shí)性豁免的形式。應(yīng)設(shè)定中短期目標(biāo)，以便首先控制對(duì)人類健康最重要的風(fēng)險(xiǎn)。建立和修訂飲用水標(biāo)準(zhǔn)，行為規(guī)范和其他技術(shù)規(guī)定的權(quán)力應(yīng)交給適當(dāng)?shù)恼块L(zhǎng)- 最好是負(fù)責(zé)確保供水安全和保護(hù)公共衛(wèi)生的衛(wèi)生部長(zhǎng)。制定和執(zhí)行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定的權(quán)力可以歸屬于通常負(fù)責(zé)公共和/ 或環(huán)境健康的部門。？應(yīng)當(dāng)

9、考慮要求，經(jīng)公共衛(wèi)生或環(huán)境衛(wèi)生主管部門批準(zhǔn)后，才能頒布條例和標(biāo)準(zhǔn)，確保符合衛(wèi)生保護(hù)原則。飲用水供應(yīng)政策通常應(yīng)規(guī)定水源和資源保護(hù)的要求，配水系統(tǒng)內(nèi)的適當(dāng)處理的需要，預(yù)防性維護(hù)以及從社區(qū)采集后維持水安全的要求。基本的水法規(guī)不應(yīng)該規(guī)定采樣頻率，而應(yīng)該賦予主管部門確定要測(cè)量的參數(shù)列表和這些測(cè)量的頻率和位置的權(quán)力。5 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范通常應(yīng)規(guī)定供應(yīng)給消費(fèi)者的水的質(zhì)量，在選擇和開(kāi)發(fā)水源以及在處理過(guò)程和分配或家庭存儲(chǔ)系統(tǒng)中應(yīng)遵循的做法，以及在水質(zhì)條款。制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，理想情況下應(yīng)該考慮到水質(zhì)，服務(wù)質(zhì)量，“目標(biāo)設(shè)定”，基礎(chǔ)設(shè)施和制度質(zhì)量以及執(zhí)法行動(dòng)。例如，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)規(guī)定水源地的保護(hù)區(qū)，操作系統(tǒng)的最低標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，建設(shè)中的

10、衛(wèi)生實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn)和最低限度的衛(wèi)生保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。？ 有些國(guó)家將這些細(xì)節(jié)列入“衛(wèi)生規(guī)范”或“良好實(shí)踐規(guī)范”。最好在規(guī)定中包括與飲用水供應(yīng)機(jī)構(gòu)和適當(dāng)?shù)膶I(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行磋商的要求，因?yàn)檫@樣做更有可能是飲用水資源管制將得到有效執(zhí)行。第 3 單元分析技術(shù)和方法在考慮分析方法時(shí)，重要的是要認(rèn)識(shí)到準(zhǔn)確性和精密度之間的差異精確測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值的接近程度，而精密測(cè)量重復(fù)分析同一樣品時(shí)結(jié)果的重復(fù)性。準(zhǔn)確的方法是不精確的，也可能是精度差的，但同一樣品的重復(fù)分析提供了相當(dāng)精確的結(jié)果。分析方法和儀器制造商通常表示精度和精度值，雖然這些往往是在理想條件下獲得的，可能并不總是在常規(guī)操作下實(shí)現(xiàn)。 1 Gravimetric 分析這種形式的

11、分析依賴于通過(guò)蒸發(fā)、過(guò)濾或沉淀來(lái)稱量樣品中的固體。由于所涉及的重量很小，需要一個(gè)精確到0.0001 克的天平，再加上一個(gè)干燥爐來(lái)除去樣品中的水分。 2 重量分析因此不適合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。它的主要用途是測(cè)（1）懸浮固體（SS）:已知體積的樣品過(guò)濾，真空條件下通過(guò)預(yù)先稱重的玻璃纖維紙具有0.45或1.2 “m孔徑。總SS是在103c干燥后的重量增加，而揮發(fā)性 SS （VSS）是在500° C時(shí)失去的；（ 2）顯示反應(yīng)終點(diǎn)何時(shí)達(dá)到的指示器。不同類型的指標(biāo)是可用的，例如電、酸堿、沉淀、吸附、氧化還原。比色分析在處理低濃度時(shí)，比色分析通常是特別適當(dāng)?shù)模谒|(zhì)控制中有許多測(cè)定方法，可以通過(guò)這種形式快速

12、而容易地進(jìn)行分析。 3 為了定量使用，比色法必須以穩(wěn)定的顏色形成完全可溶的產(chǎn)品為基礎(chǔ)。有色溶液必須符合以下關(guān)系。（ 1）啤酒定律：光吸收隨吸收溶液濃度呈指數(shù)增加。（ 2）朗伯定律：光吸收隨光路長(zhǎng)度呈指數(shù)增長(zhǎng)。產(chǎn)生的顏色可以用多種方法來(lái)測(cè)量。可視化的方法制備的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)濃度范圍和適當(dāng)?shù)脑噭┘尤搿Ｎ粗獦颖疽韵嗤姆绞教幚恚⑼ㄟ^(guò)將解決方案向下看到白 色基礎(chǔ)來(lái)匹配標(biāo)準(zhǔn)。彩色光盤在這種情況下，標(biāo)準(zhǔn)的形式是一系列適當(dāng)?shù)牟噬Ａн^(guò)濾器，通過(guò)它的標(biāo)準(zhǔn)深度的蒸餾水或樣品沒(méi)有顏色形成試劑被視為。將類似管內(nèi)的樣品與彩色光盤進(jìn)行比較，選出最佳視覺(jué)匹配。這兩種方法都依賴于一些主觀判斷，因此不同分析師之間的重復(fù)性可

13、能并不好。色盤的方法是現(xiàn)場(chǎng)使用非常方便和廣泛的光盤和預(yù)裝試劑可用。儀器方法比色計(jì)或比色計(jì)這種儀器包括玻璃樣細(xì)胞通過(guò)從低壓燈的光束是通過(guò)。從樣品中射出的光由光電傳感器檢測(cè)，光電管的輸出顯示在儀表上。通過(guò)在光路中插入一個(gè)與溶液顏色互補(bǔ)的濾色器，提高靈敏度，可以通過(guò)使用不同長(zhǎng)度的樣品細(xì)胞來(lái)擴(kuò)展測(cè)量范圍。 4 分光光度計(jì)是一種較為準(zhǔn)確的儀器類型使用相同的基本原則，但作為一個(gè)儀用棱鏡被用來(lái)提供所需的波長(zhǎng)的單色光。的敏感性提高，在更昂貴的儀器測(cè)量可以進(jìn)行紅外和紫外區(qū)域以及在可見(jiàn)光波段。對(duì)于這兩種類型的儀器，沒(méi)有最后一個(gè)色形成劑的樣品的空白被用來(lái)設(shè)置零光學(xué)密度位置。處理后的樣品被放置在光路中，并且觀察到光密

14、度。校準(zhǔn)曲線必須通過(guò)確定最佳波長(zhǎng)的一系列已知標(biāo)準(zhǔn)的光學(xué)密度，從分析參考書或?qū)嶒?yàn)中獲得。在任何形式的比色分析中，重要的是確保在進(jìn)行測(cè)量之前進(jìn)行全彩色顯影，并去除樣品中的任何懸浮物。 5 懸浮物當(dāng)然會(huì)阻止光通過(guò)樣品的傳播，因此，除非空白具有相同濃度的懸浮固體，否則它的存在會(huì)降低測(cè)定的 靈敏度，導(dǎo)致錯(cuò)誤的結(jié)果。電極技術(shù)測(cè)量這些參數(shù)如pH和氧化還原電位（ORP的電極已經(jīng)普遍存在多年，這種電極技術(shù)確立了。pH值是由玻璃電極與一個(gè)特殊的敏感玻璃面積和酸性電解液的電極產(chǎn)生的電位測(cè)量，使用標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極連接。從pH電極輸出到放大器，然后到米或數(shù)字顯示器。廣泛的pH 電極是可用的，包括組合玻璃和參考單位和特殊堅(jiān)固

15、的單位為現(xiàn)場(chǎng)使用。ORP是利用氧化還原探針與甘汞參比電極，鉑電極測(cè)量相結(jié)合。電極技術(shù)的最新發(fā)展使其他電極的范圍擴(kuò)大，其中一些電極在水質(zhì)控制方面非常有用。這些新電極中最有用的可能是氧電極。越來(lái)越多的特定離子電極用于測(cè)定，如NH4 NO3-,鈣，鈉，氯，溟，氟，等。這些電極允許快速測(cè)量到非常低的濃度，但它們相對(duì)昂貴。第四章給水系統(tǒng)一般來(lái)說(shuō)，供水系統(tǒng)可劃分為四個(gè)主要組成部分: （ 1 ）水源和取水工程（2）水處理和存儲(chǔ)（3）輸水干管和配水管網(wǎng)。常見(jiàn)的未處理的水或者說(shuō)是原水的來(lái)源是像河流、湖泊、泉水、人造水庫(kù)之類的地表水源以及像巖洞和水井之類的地下水源。修建取水構(gòu)筑物和泵站是為了從這些水源中取水。原水

16、通過(guò)輸水干管輸送到自來(lái)水廠進(jìn)行處理并且處理后的出水儲(chǔ)存到清水池。處理的程度取決于原水的水質(zhì)和出水水質(zhì)要求。有時(shí)候，地下水的水質(zhì)是如此的好以至于在供給給用戶之前只需消毒即可。由于自來(lái)水廠一般是根據(jù)平均日需求流量設(shè)計(jì)的，所以，清水池為水需求日變化量提供了一個(gè)緩沖區(qū)。?水通過(guò)輸水干管長(zhǎng)距離輸送。如果輸水干管中的水流是通過(guò)泵所產(chǎn)生的壓力水頭維持的，那么我們稱這個(gè)干管為增壓管。另外，如果輸水干管中的水流是靠由于高差產(chǎn)生的可獲得的重力勢(shì)能維持的，那么我們稱這個(gè)干管為重力管。在輸水干管中沒(méi)有中間取水。與輸水干管類似，在配水管網(wǎng)中水流的維持要么靠泵增壓，要么靠重力勢(shì)能。一般來(lái)說(shuō)，在平坦地區(qū)，大的配水管網(wǎng)中的水

17、壓是靠泵提供的，然而，在不平坦的地區(qū)，配水管網(wǎng)中的壓力水頭是靠重力勢(shì)能維持的。 ?一個(gè)配水管網(wǎng)通過(guò)引入管連接配水給用戶。這樣的配水管網(wǎng)可能有不同的形狀，并且這些形狀取決于這個(gè)地區(qū)的布局。一般地，配水管網(wǎng)有環(huán)狀或枝狀的管道結(jié)構(gòu)，但是，根據(jù)當(dāng)?shù)爻鞘械缆泛徒謪^(qū)總體布局計(jì)劃，有時(shí)候環(huán)狀和枝狀結(jié)構(gòu)合用。城市配水管網(wǎng)大多上是環(huán)狀形式，然而，鄉(xiāng)村地區(qū)的管網(wǎng)是枝狀形式。由于供水服務(wù)可靠性要求高，環(huán)狀管網(wǎng)優(yōu)于枝狀管網(wǎng)。?配水管網(wǎng)的成本取決于對(duì)管網(wǎng)的幾何形狀合適的選擇。城市計(jì)劃采用的街道布局的選擇對(duì)提供一個(gè)最小成本的供水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是重要的。環(huán)狀管網(wǎng)最常見(jiàn)的兩個(gè)供水結(jié)構(gòu)是方格狀、環(huán)狀和輻射狀；然而，我們不可能找到一個(gè)

18、最佳的幾何形狀而使得成本最低。?一般地，城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)是單入口環(huán)狀管系統(tǒng)。如上所說(shuō)，環(huán)狀系統(tǒng)有一些通過(guò)系統(tǒng)相互連接的管道使得通過(guò)這些連接接的管道，可以供水到同一個(gè)需水點(diǎn)。與枝狀系統(tǒng)不同，在環(huán)狀系統(tǒng)中，由于需水量在空間和時(shí)間上的變化，管道中的水流方向并非不變。?環(huán)狀管網(wǎng)可為系統(tǒng)提供余量，提高系統(tǒng)應(yīng)對(duì)局部變化的能力，并且保證管道故障時(shí)為用戶供水。從水質(zhì)方面來(lái)說(shuō)，環(huán)狀形狀可減少水齡，因此被推廣。管道的尺寸和配水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)減少水齡來(lái)說(shuō)是重要的因素。由于多方向水流模式和系統(tǒng)中流動(dòng)模式隨時(shí)間的變化，水不會(huì)停留在一個(gè)地方，這樣減少了水齡。環(huán)狀配水系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)如表4.1 所述。 ?優(yōu)點(diǎn) :最小化服務(wù)的損失，因

19、為主要的中斷可以由于多向流到需求點(diǎn)而被隔離。由于系統(tǒng)中存在冗余，消防安全可靠性較高。可能會(huì)增加需求增加和速度下降。由于內(nèi)聯(lián)混合和較少的死角，更好的殘留氯減少水的年齡。Diadvantages:更高的資本成本較高的操作和維護(hù)成本熟練的操作在文獻(xiàn)中曾記載過(guò)，只考慮最低成本設(shè)計(jì)的環(huán)狀管網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)轉(zhuǎn)化成樹(shù)狀似的結(jié)構(gòu)，這一做法導(dǎo)致在最終的設(shè)計(jì)中失去最初的幾何形狀。環(huán)狀保證了系統(tǒng)的可靠性。因此，一個(gè)只考慮最低成本為依據(jù)的設(shè)計(jì)打敗了在環(huán)狀管網(wǎng)中所提供的基本功能。有文獻(xiàn)記載設(shè)計(jì)環(huán)狀管網(wǎng)系統(tǒng)的方法。盡管這個(gè)方法也是僅以考慮最低成本為基礎(chǔ)，它通過(guò)對(duì)管網(wǎng)中所有管道最優(yōu)化規(guī)劃從而保持了管網(wǎng)的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。五 : 廢水收集和

20、排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)廢水可分為以下幾個(gè)部分:國(guó)內(nèi)或生活廢水。由住宅、商業(yè)和機(jī)構(gòu)設(shè)施排放的廢水。工業(yè)廢水。工業(yè)廢水排放。滲透和流入。進(jìn)入下水道系統(tǒng)的水從地下水滲入，雨水從屋頂排水溝、地基排水溝和淹沒(méi)的人孔進(jìn)入。雨水。雨水和融雪產(chǎn)生的徑流。水的消耗和廢水的生產(chǎn)隨著季節(jié)的變化而變化，一周的天數(shù)和一天的時(shí)間。工業(yè)廢水會(huì)對(duì)市政系統(tǒng)造成嚴(yán)重的危害，因?yàn)槭占吞幚硐到y(tǒng)并沒(méi)有被設(shè)計(jì)用來(lái)運(yùn)輸或處理它們。廢物會(huì)損壞污水渠，影響污水處理廠的運(yùn)作。城市水資源的枯竭和退化最近倡導(dǎo)了一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的城市供水系統(tǒng), 以降低水的消耗, 保護(hù)自然排水, 減少代廢水通過(guò)節(jié)水和重用, 先進(jìn)的水污染控制、保護(hù)和/ 或增強(qiáng)接收水生態(tài)系統(tǒng)。城市

21、供水系統(tǒng)的基本要素如圖5.1 所示 : 城市排水（同時(shí)輸送地表徑流和城市污水）、污水處理廠和接收水體。這些組件之間的相互依賴關(guān)系和連接性由箭頭所示，這些箭頭表示重力或泵送的液壓運(yùn)輸。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，只展示了主要的流動(dòng)途徑和污染物。其他運(yùn)輸方式，如從系統(tǒng)的各種元素中去除固體或污泥的機(jī)械，已被忽略。在過(guò)去的一個(gè)世紀(jì)里，兩種類型的城市排水系統(tǒng)已經(jīng)形成了相互結(jié)合和分離的模式。該系統(tǒng)將地表徑流和城市污水同時(shí)輸送到一個(gè)管道中。在干燥的天氣，水流被輸送到污水處理廠并進(jìn)行處理。在潮濕的天氣中，當(dāng)徑流流入合流的污水渠時(shí)，收集系統(tǒng)和處理裝置的容量就會(huì)超過(guò)，而多余的流量則可以從收集系統(tǒng)中以所謂的混合下水道溢出的形式流

22、入接收水。在單獨(dú)的排污系統(tǒng)中，地表徑流被雨水排入下水道，排入接收水域，城市污水通過(guò)衛(wèi)生污水管道輸送到污水處理廠，并在排入接收水域之前進(jìn)行處理。這兩種排水系統(tǒng)都存在許多變化。流域排水、下水道、污水處理廠和接收水域之間的相互作用如圖5.1a 和 5.1b所示。暴雨排水與接收水體之間的相互作用尤其強(qiáng)烈，與城市化對(duì)水文循環(huán)的影響有關(guān)。在城市發(fā)展過(guò)程中，城市的表面覆蓋著不透水的元素，如屋頂、街道、人行道和停車場(chǎng)，土壤通過(guò)土地利用活動(dòng)得到鞏固。因此，植被冠層、洼地和土壤入滲的自然降雨抽象減少，雨水轉(zhuǎn)化為直接徑流的比例較高。在不透水的表面上，徑流的快速濃度，加上典 型的水力改善，如排水溝，雨水排水溝和排水溝

23、，導(dǎo)致洪水的增加和嚴(yán)重程度。城市地區(qū)河流的矯直、深化和內(nèi)襯， 進(jìn)一步加劇了這一影響。雖然雨水和污水分別在單獨(dú)的系統(tǒng)中被傳遞，但是一些交叉連接是不可避免的。城市污水流入到單獨(dú)的風(fēng)暴下水道有利于雨水的污染和雨水的涌入到單獨(dú)的風(fēng)暴下水道有利于雨水的污染和雨水的涌入到衛(wèi)生下水道流率增加, 可能超過(guò)污水處理廠的能力, 導(dǎo)致污水繞過(guò)。這些涌入的源頭包括衛(wèi)生和雨水下水道之間的交叉連接。衛(wèi)生和雨水下水道和地下水也有聯(lián)系，地下水以地下水的形式滲透（ 不受歡迎的流速） ，下水道的滲流導(dǎo)致地下水的污染。在精心設(shè)計(jì)和維護(hù)的獨(dú)立排污系統(tǒng)中，避免了暴雨和衛(wèi)生下水道之間的交叉連接，下水道是防水的，以防止?jié)B透，從而使暴雨水和

24、污水處理廠之間的相互作用最小化。主要剩余的相互作用是在暴雨水或STP污水排放和接受水之間的相互作用。潮濕的天氣流產(chǎn)生液壓沖擊的處理工廠和污染, 同時(shí)不影響機(jī)械部分設(shè)計(jì)得當(dāng)設(shè)施的一部分, 影響特別是生物處理的硝化和反硝化過(guò)程縮短反應(yīng)時(shí)間, 降低了污泥回流流和減少污泥的生物沖到最后澄清器。此外，生物量反應(yīng)對(duì)濃度、溫度和pH 值的波動(dòng)相當(dāng)敏感。所有這些因素都可能導(dǎo)致處理效率降低，污染物排放增加到接收水域。在混合污水系統(tǒng)中，三大部件之間的相互作用甚至比分離系統(tǒng)更強(qiáng)。在天氣干燥的情況下，這兩種系統(tǒng)的功能就像分開(kāi)的系統(tǒng)唯一的流動(dòng)是城市污水，它被輸送到污水處理廠進(jìn)行處理。在潮濕的天氣，地表徑流直接進(jìn)入下水道

25、。當(dāng)系統(tǒng)的容量超過(guò)時(shí)，流量會(huì)直接排放到接收水體中，產(chǎn)生非常不利的影響，或進(jìn)入CSO空制設(shè)施，也與STP相互作用。CSOs的污染特性雖然與暴雨水類似，但受到生活污水和污水下水道污泥的嚴(yán)重影響。因此，CSO混固體、可生物降解有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和糞便細(xì)菌的重要來(lái)源。它們對(duì)接收水體的影響類似于前一節(jié)所述，但在氧氣消耗、富營(yíng)養(yǎng)化和提高生產(chǎn)力和糞便污染方面的影響要大得多。因此，在它們排放到接收水域之前控制CSOs是可取的。這種控制設(shè)施通常與污水處理廠配合使用。六:雨水收集和下水道設(shè)計(jì)從歷史上看，許多社區(qū)都選擇收集雨水和污水，并將干旱天氣的峰值輸送到污水處理廠，而大量的雨水則直接流向地表水體。污水和暴雨水的混

26、合物對(duì)接收水體有重大的不利影響。現(xiàn)行的法規(guī)禁止這種結(jié)合在新的設(shè)施。雨水排水溝的設(shè)計(jì)程序風(fēng)暴下水道的設(shè)計(jì)包括一系列的步驟，包括設(shè)計(jì)目標(biāo)的建立、輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備、徑流流量的計(jì)算、排水要素的大小和布局。設(shè)計(jì)目標(biāo)。設(shè)計(jì)目標(biāo)通常在規(guī)劃過(guò)程中建立。傳統(tǒng)上，這類目標(biāo)只處理徑流數(shù)量，并通過(guò)指定設(shè)計(jì)降雨事件的返回周期，指定所需的防護(hù)等級(jí)。小型排水系統(tǒng)，包括地下污水渠和小型開(kāi)放水道，提供當(dāng)?shù)氐姆奖愫头乐狗e水，通常設(shè)計(jì)為短期回程，由1 至 10 年。主要的排水系統(tǒng)包括城市地區(qū)的洪水，包括大型污水渠、自然排水系統(tǒng)、swales 、街道及其他陸路。這個(gè)系統(tǒng)通常是為50 到 100 年的回程設(shè)計(jì)的。因此，更有興趣的是在接收

27、水域中定義排水水質(zhì)目標(biāo)，而在混合區(qū)之外經(jīng)常是這樣。此外，在生態(tài)系統(tǒng)的方法中，接收河流的傳統(tǒng)水質(zhì)目標(biāo)，通常是來(lái)自于水的使用者，被擴(kuò)展為生態(tài)保護(hù)和改善流，進(jìn)一步增加了對(duì)徑流質(zhì)量的期望。因此，城市徑流的水質(zhì)目標(biāo)很可能將繼續(xù)由接受水域的水質(zhì)條件所驅(qū)動(dòng)，在當(dāng)?shù)貫樘囟ǖ乃澜ⅰＴO(shè)計(jì)流程和污染物負(fù)荷利用既定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，徑流及其相關(guān)的污染物負(fù)荷必須在排水管網(wǎng)的各點(diǎn)上確定。在目前的實(shí)踐中，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)和流域面積的大小，采用了不同程度的復(fù)雜程度。流量的計(jì)算從準(zhǔn)備降雨數(shù)據(jù)輸入開(kāi)始，用于計(jì)算流入排水管網(wǎng)的徑流水曲線圖。然后，這些進(jìn)口水道將通過(guò)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由。根據(jù)所使用的設(shè)計(jì)方法和計(jì)算程序，各種形式的城市徑流計(jì)算中

28、都使用了降雨數(shù)據(jù)。最常見(jiàn)的形式包括強(qiáng)度 - 時(shí)間- 頻率曲線，合成設(shè)計(jì)風(fēng)暴，歷史設(shè)計(jì)風(fēng)暴，以及實(shí)際或合成的長(zhǎng)期降雨記錄。盡管有關(guān)暴雨排水設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料相當(dāng)廣泛，但降雨輸入的不確定因素及其對(duì)計(jì)算徑流流量的影響尚未完全解決。不確定性包括點(diǎn)測(cè)量誤差，以及時(shí)間和空間分布對(duì)流域降雨估計(jì)的影響。其他的不確定性是通過(guò)使用各種假設(shè)來(lái)分析觀測(cè)到的數(shù)據(jù)，這些假設(shè)可能是有效的，也可能是無(wú)效的。然而，應(yīng)該指出的是，降雨數(shù)據(jù)不確定性對(duì)計(jì)算徑流流動(dòng)的影響，在某種程度上減少了，因?yàn)閰R水功能是一種過(guò)濾器，它使降雨輸入的一些擾動(dòng)（ 真實(shí)的或假的） 減弱。IDF 曲線是徑流計(jì)算中使用的最早的降雨輸入之一，特別是作為合理方法的輸入

29、。IDF 曲線由降雨記錄和頻率分析推導(dǎo)而來(lái)，通常應(yīng)用于年降雨量最大值（ 從 5 分鐘到 24 小時(shí) ） 。 IDF 曲線的主要缺點(diǎn)是假設(shè)的降雨強(qiáng)度不變，這使得它們不適合進(jìn)行徑流的計(jì)算。由于需要利用時(shí)變降雨輸入來(lái)計(jì)算徑流水文圖，因此需要開(kāi)發(fā)合成設(shè)計(jì)風(fēng)暴。設(shè)計(jì)風(fēng)暴一般被定義為為特定設(shè)施的設(shè)計(jì)而開(kāi)發(fā)的降雨事件，如下水道或保留區(qū)。設(shè)計(jì)風(fēng)暴與特定的返回周期有關(guān)，計(jì)算的流量值通常（ 錯(cuò)誤地 ）假定與風(fēng)暴相同的返回周期。盡管設(shè)計(jì)風(fēng)暴概念存在理論缺陷，在計(jì)算水文圖的各種參數(shù)的返回周期中存在明顯的不確定性，但設(shè)計(jì)風(fēng)暴在實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)合成風(fēng)暴的批評(píng)是“從未發(fā)生過(guò)的事件”，導(dǎo)致了歷史設(shè)計(jì)風(fēng)暴的通過(guò)，這些

30、風(fēng)暴的嚴(yán)重程度和由此產(chǎn)生的徑流和洪水損害的程度都有充分的記錄。綜合設(shè)計(jì)風(fēng)暴的一些缺點(diǎn)，如風(fēng)暴回返周期的不確定性和前期的濕度，也適用于此。此外，長(zhǎng)期的氣候變化及其對(duì)降水的影響破壞了固有的假設(shè)，即包含這些歷史風(fēng)暴的降雨記錄的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不會(huì)改變。通過(guò)模擬徑流記錄的頻率分析，可以避免設(shè)計(jì)風(fēng)暴和相關(guān)單次或多個(gè)事件模擬的局限性。在這種情況下，使用模型中描述的連續(xù)模擬模型，將降水轉(zhuǎn)換為流。這些模擬的降雨輸入是實(shí)際的降雨記錄或由降雨模型模擬的記錄（ 前者更容易被實(shí)踐者接受） 。模擬徑流記錄在水質(zhì)和水質(zhì)方面都非常適合于水質(zhì)分析。在降水的長(zhǎng)期變化和在接受水域中設(shè)置徑流排放和條件的共同可能性方面的困難是不可避免的。下

31、水道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)排污管道的計(jì)算，確定了排污管道系統(tǒng)的布局，設(shè)計(jì)了污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)管道都是單獨(dú)設(shè)計(jì)的，作為一個(gè)開(kāi)放通道，設(shè)計(jì)的深度應(yīng)該小于管道直徑的0.85 。在對(duì)個(gè)別污水渠進(jìn)行分級(jí)后，檢查系統(tǒng)功能，以評(píng)估其整體性能，以及當(dāng)管道增壓會(huì)在這些點(diǎn)上造成損害時(shí)，是否會(huì)造成損害，而這些點(diǎn)的水力坡度線會(huì)上升到地下室或地下通道的高度。排水管道是排水設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵元素，它將徑流分為兩部分: 地表水流和由下水道輸送的地下水流。利用集水表面的臨時(shí)儲(chǔ)存，以減少污水渠的流量高峰，并通過(guò)在入口內(nèi)的最大流量設(shè)置限制，避免了下水道的附加費(fèi)。進(jìn)氣設(shè)計(jì)的其他考慮因素包括自行車安全及行人的便道，水流過(guò)

32、行人的水。因此，市區(qū)內(nèi)的入口密度相當(dāng)高，肯定比道路排水道排水的密度要高。這進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了限制進(jìn)口能力的必要性。暴雨水管理的最終目標(biāo)是在城市地區(qū)提供足夠的服務(wù)，同時(shí)保持暴雨水的流量和水量，與前發(fā)展條件和控制污染物的通量相比較。這一目標(biāo)應(yīng)在若干限制條件下實(shí)現(xiàn)，包括給予的物理約束（ 局部物理） 、成本效益、可接受的未來(lái)維護(hù)負(fù)擔(dān)以及對(duì)環(huán)境的中性影響。第 7 單元泵和抽水站抽水機(jī)械和泵站是給水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)中非常重要的組成部分。泵泵是增加流體靜壓的裝置。換句話說(shuō)，泵為流體體增加能量以便從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)。今天，大多數(shù)水和廢水泵是通過(guò)離心泵或螺旋槳泵來(lái)完成的。水是如何通過(guò)葉輪的確定泵的類型。?三種典型類型的

33、泵葉輪的軸向、徑向和混合。這些流類型的描述如下。（ 1）軸流泵軸流式泵具有葉輪，將水提升到垂直提升管上，并通過(guò)葉輪平行于泵軸和驅(qū)動(dòng)軸軸向流動(dòng)。水平安裝的軸流泵是大容量泵，通常用于低揚(yáng)程、高流量的應(yīng)用，如防洪。（ 2）徑向Flow Pumps徑向（離心）流量泵有葉輪，通過(guò)離心力將水上升到提升管上，迫使液體從中心流向外圍。這種葉輪稱為徑向流或徑向葉片葉輪。該泵處理任何范圍的揚(yáng)程和放電，但最適合高水頭應(yīng)用。（ 3）混合Flow Pumps?混合流式與葉片的形狀使泵頭部分由離心力開(kāi)發(fā)和部分由葉片的葉輪升降動(dòng)作。它們要么是開(kāi)放式的，要么是封閉式的。這些泵主要用于直接的頭部和排放應(yīng)用。4）螺旋槳與葉輪 螺

34、旋槳泵用于低揚(yáng)程抽水，例如公路雨水泵站。螺旋槳一般是立式單級(jí)、軸流式和混流式。兩級(jí)軸流泵也可以使用。螺旋槳通常被稱為混流式葉輪，有非常小的徑向流動(dòng)部件。一個(gè)真正的螺旋槳，它的流動(dòng)嚴(yán)格平行于旋轉(zhuǎn)軸，稱為軸流葉輪。葉輪叫做徑向葉片或徑向葉輪。當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，離心作用在葉輪“眼睛”處產(chǎn)生真空，使流體以徑向速度向圓周方向排出。 1 葉尖處的高速轉(zhuǎn)變?yōu)樘坠軆?nèi)的壓力。葉輪轉(zhuǎn)速越高，葉片速度越高，壓力越高。離心泵的葉輪可以是徑向式或混流式。執(zhí)勤點(diǎn)如果磁頭/放電（H/Q）特性是可用的，并且對(duì)系統(tǒng)的研究導(dǎo)致了系統(tǒng)電阻曲線的產(chǎn)生，可以在同一個(gè)H/q軸上繪制兩條曲線來(lái)找到工作點(diǎn)：將系統(tǒng)與可用泵相匹配并不總是可行的，這

35、樣工作點(diǎn)與最大效率是一致的。 2 泵制造商提供的選擇圖，表明每個(gè)泵的適當(dāng)?shù)穆氊?zé)范圍。泵的選擇根據(jù)總揚(yáng)程（不排放壓力）和流量選擇泵。流量取決于你的最大要求。總揚(yáng)程是泵需要提供的能量來(lái)計(jì)算系統(tǒng)中的高 差和摩擦損失。泵站抽水站是建筑物或地方，房屋泵或其他設(shè)備的設(shè)計(jì)，以移動(dòng)水和其他流體從一個(gè)位置到另一個(gè)位置。泵站有時(shí)被稱為升降站。特定抽水站的特殊設(shè)備將取決于其確切的功能和需要泵送的流體的類型。 3 可能需要不同的泵，例如，在污水泵站中處理污泥和泥漿時(shí)，與抽水站相比。泵站通常具有專用功能。許多抽水站構(gòu)成公共供水系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)部分，通常用于從水庫(kù)抽水，并進(jìn)入管道系統(tǒng)。一些泵站運(yùn)送家庭污泥、液態(tài)工業(yè)廢物或農(nóng)

36、用泥漿。抽水站的其他用途包括管理運(yùn)河的供水、在某些類型的水電系統(tǒng)上 抽水、灌溉農(nóng)田和從低洼地排水。泵站的部件可分為以下幾類。（ 1）抽水機(jī)械- 泵和其他機(jī)械設(shè)備，如閥門、管道工程、真空泵-電機(jī)、開(kāi)關(guān)、電纜、變壓器和其他電器配件（ 2）輔助設(shè)備-升降設(shè)備- 水錘控制裝置-Flowmeter- 柴油發(fā)電機(jī)組（3） Pumping station- 集水坑 / 井 / 井 / 管井 / 井-泵房-屏幕- 壓力管道/ 閘門給水泵站抽水是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，用來(lái)描述從一個(gè)區(qū)域（通常是一個(gè)水體、一個(gè)井或一個(gè)容器）將水移動(dòng)到另一個(gè)區(qū)域的過(guò)程。從取水、做飯、洗澡到從游泳池、湖泊或洪水泛濫的地下室取水，抽水可以用于各種各

37、樣的工作。 4 為了使這些目的移動(dòng)水，能量是必需的，而抽水通常是通過(guò)設(shè)計(jì)用來(lái)排水的加壓泵系統(tǒng)來(lái)完成的。泵站可分為以下幾類：- 從河流等水源抽水；- 從井里提水（高量，低壓力）；- 用于向供水系統(tǒng)、高架水箱或水塔抽水；- 增加壓力。泵站的第一個(gè)功能是一般2-20 米的起重能力。從水源取水的泵站有兩種類型，根據(jù)水源：- 從地表水（河流、運(yùn)河、湖泊、水庫(kù)等）抽水；- 從地下水（土壤水、深泉、洞穴水、泉水、邊際水等）抽水。污水泵站污水升降機(jī)/ 抽水站用于將污水或污水從較低的地方升到更高的地方，特別是在水源不足以自流和/ 或使用重力運(yùn)輸時(shí)，會(huì)造成過(guò)度的挖掘和較高的建造成本。 5 雨水泵站雨水泵站是在不可

38、能或不可能進(jìn)行自流排水的公路上清除雨水的必要場(chǎng)所。然而，雨水泵站的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高昂，存在許多潛在的問(wèn)題，必須加以解決。因此，只有在沒(méi)有其他切實(shí)可行的替代辦法的情況下，才建議使用雨水泵站。泵站的選擇包括信標(biāo)，補(bǔ)給盆地，深而長(zhǎng)的雨水排水系統(tǒng)和隧道。八:混凝和絮凝有三種物質(zhì)可以在水中找到。這些物質(zhì)是溶液中的化學(xué)物質(zhì)，膠體固體，懸浮固體。絮凝/ 絮凝會(huì)去除膠體和懸浮物。在水處理工業(yè)中，混凝和絮凝的作用機(jī)理不同。盡管“凝血”和“絮凝”這兩個(gè)詞經(jīng)常被相互替換，但它們指的是兩個(gè)截然不同的過(guò)程。凝結(jié)表明膠體顆粒和非常細(xì)的固體懸浮物的過(guò)程是不穩(wěn)定的，所以如果條件合適，它們就可以開(kāi)始凝聚。絮凝是指將不穩(wěn)定的顆粒

39、聚集成較大的聚集物，使其與廢水分離的過(guò)程。凝固原水里的顆粒主要是粘土、淤泥、病毒、細(xì)菌、腐殖酸、礦物質(zhì)（ 包括石棉、硅酸鹽、二氧化硅和放射性顆粒）和有機(jī)微粒。在4.0以上的pH值中，這樣的粒子或分子通常是帶負(fù)電荷的。在懸浮物或膠體形式中，用混凝法去除廢物。膠體由粒子在0.1 -1.0 nm 的范圍內(nèi)呈現(xiàn)。這些顆粒不穩(wěn)定，不能通過(guò)常規(guī)的物理治療方法去除。廢水中的膠體可以是疏水的，也可以是親水的。疏水膠體對(duì)液體介質(zhì)沒(méi)有親和力，在電解質(zhì)存在的情況下缺乏穩(wěn)定性。它們?nèi)菀妆荒Y(jié)。親水膠體，如蛋白質(zhì)，對(duì)水有明顯的親和力。所吸收的水對(duì)絮凝有一定的作用，需要特殊的處理才能達(dá)到有效 的凝血效果。膠體的電性質(zhì)形成

40、了一種排斥力，防止團(tuán)聚和沉淀。穩(wěn)定離子被強(qiáng)吸附到一個(gè)內(nèi)固定層，它提供一個(gè)微粒電荷，它隨離子的價(jià)價(jià)和數(shù)量而變化。相反電荷的離子形成一個(gè)擴(kuò)散的外層，它被靜電作用在表面附近。混凝的優(yōu)點(diǎn)是它減少了沉淀固體懸浮物的時(shí)間，并且非常有效地去除那些很難去除的細(xì)粒。凝血也能有效去除許多原生動(dòng)物、細(xì)菌和病毒。絮凝絮凝是通過(guò)機(jī)械的方法將不穩(wěn)定的粒子凝聚成緊湊、快速的可沉降粒子（ 或絮凝體） 。為將混凝劑或其他化學(xué)物質(zhì)分散到水中，提供初始快速（ 或 ） 閃光混合是一種常見(jiàn)的做法。然后進(jìn)行緩慢的混合，在此過(guò)程中，絮凝體的生長(zhǎng)發(fā)生。設(shè)計(jì)接觸時(shí)間從15 分鐘或 20 分鐘到 1 小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間。凝絮和絮凝是連續(xù)的步驟，以克

41、服穩(wěn)定懸浮粒子的力量，允許粒子碰撞和絮凝的生長(zhǎng)。如果第一步是不完整的，那么下面的步驟將不成功。凝血機(jī)制混凝可以通過(guò)四種不同的機(jī)制來(lái)完成。下面的部分詳細(xì)介紹了這些不同的機(jī)制。（1） 雙層壓縮雙層壓縮的機(jī)理依賴于壓縮膠體周圍的漫射層。這是通過(guò)增加一個(gè)無(wú)關(guān)緊要的電解液來(lái)增加溶液的離子強(qiáng)度來(lái)完成的。添加的電解質(zhì)增加了彌漫層的電荷密度。漫射層被“壓縮”到粒子表面，降低了層的厚度。因此，zeta 電位，ZP,顯著降低。(2) 吸附和電荷中和添加與膠體粒子相反的電荷的混凝劑會(huì)引起離子對(duì)膠體粒子的吸附，并中和表面電荷。這將導(dǎo)致更容易的聚合。但是，混凝劑用量應(yīng)與膠體的數(shù)量成正比。如果應(yīng)用過(guò)量，就會(huì)發(fā)生膠體的電荷

42、反轉(zhuǎn)，而膠體不會(huì)發(fā)生不穩(wěn)定。(3) 沉淀 ( 掃絮凝血)硫酸鋁、氯化鐵和石灰等化合物常被用作凝結(jié)劑，以形成 AL(OH)3、FE(OH)3和CACO3勺沉淀。這些沉淀物會(huì)在它 們沉降的過(guò)程中，特別是在隨后的絮凝過(guò)程中，使懸浮的膠體顆粒聚集在一起。因此，溶液中膠體顆粒( 濁度 )濃度增加，降水率增加。(4) 粒子間的橋接由于合成高分子化合物在碳原子分子鏈上具有較大的分子大小和多個(gè)電荷，它們對(duì)水中膠體的不穩(wěn)定是有效的。Perikinetic 和同向移動(dòng)的絮凝絮凝過(guò)程大致可分為兩種類型: 周動(dòng)能 ( 也稱為微絮凝) 和正運(yùn)動(dòng)( 也稱為宏絮凝) 。運(yùn)動(dòng)絮凝是指由于膠體粒子的布朗運(yùn)動(dòng)而引起的絮凝( 膠體

43、顆粒的接觸或碰撞) 。膠體粒子的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)是由流體分子的快速和隨機(jī)轟擊產(chǎn)生的。流體分子的隨機(jī)熱運(yùn)動(dòng)也稱為布朗運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)絮凝對(duì)顆粒大小的影響很大，從0.001到1um。它通常不是水處理中與絮凝有關(guān)的運(yùn)輸?shù)闹饕蛩亍Ｕ\(yùn)動(dòng)絮凝是指由大量流體運(yùn)動(dòng)引起的膠體顆粒的接觸或碰撞，如攪拌。在攪拌系統(tǒng)中，流體的速度隨時(shí)間的變化而變化( 從點(diǎn)到點(diǎn)) 和時(shí)間 ( 有時(shí) ) 。由 (1) 誘導(dǎo)速度梯度和(2) 微分沉降可引起正運(yùn)動(dòng)性絮凝。粒子可以結(jié)合在一起( 我。通過(guò)在含有粒子的流體中誘導(dǎo)速度梯度，將粒子凝聚在一起，形成一個(gè)較大的粒子，通過(guò)重力分離更容易去除。影響因素凝固對(duì)于所有的原水類型，有幾個(gè)水質(zhì)參數(shù)影響混

44、凝性能，包括顆粒材料的數(shù)量，糯現(xiàn)的數(shù)量和性質(zhì)，以及水的大量 化學(xué)和物理性質(zhì)。九 : 沉積水中的雜質(zhì)可以溶解或懸浮。去除懸浮物質(zhì)的更簡(jiǎn)單的方法是讓重力作用。在靜止?fàn)顟B(tài)下，當(dāng)流速和湍流最小時(shí)，比水密度更大的顆粒會(huì)沉到水箱底部。這個(gè)過(guò)程叫做沉淀，在水槽底部堆積的固體顆粒被稱為污泥。沉淀池、沉降罐或沉淀池是為了去除沉淀物而建造的池塘。澄清器是用機(jī)械方法建造的沉淀池，用于連續(xù)去除沉積的固體。更大、更重的粒子會(huì)比更小或更輕的粒子更容易地沉淀。反對(duì)重力向下力的力包括浮力和摩擦力( 阻力 ) 。水的溫度和粘度是影響顆粒沉降速率的其他因素。沉積過(guò)程的性質(zhì)也隨懸浮粒子的濃度和相互作用的趨勢(shì)而變化。在稀懸液中，粒子

45、可以自由沉降而不受干擾，這一過(guò)程稱為自由沉降或離散沉降。在沉淀池中，可能會(huì)有4 個(gè)不同的區(qū)域或不同類型的沉降在不同的深度，并且精確的數(shù)學(xué)分析過(guò)程可能相當(dāng)復(fù)雜。本節(jié)討論一些與離散粒子沉降有關(guān)的常見(jiàn)因素。粒子沉降理論通過(guò)牛頓和斯托克斯形成的經(jīng)典沉積規(guī)律，可以分析離散、非絮凝顆粒的沉降。粒子的大小、形狀和比重不會(huì)隨時(shí)間而改變。沉降速度保持不變。如果一個(gè)粒子懸浮在水中，它最初有兩個(gè)力作用于它:(1) 重力 :(2) 阿基米德的浮力量化如果粒子的密度與水的密度不同，則施加一個(gè)合力，使粒子在力的方向上加速:這個(gè)合力變成了驅(qū)動(dòng)力。一旦運(yùn)動(dòng)開(kāi)始，由于粘性摩擦產(chǎn)生了第三種力。這個(gè)力，稱為阻力，被量化了為球形粒子

46、,因此 ,Cd的表達(dá)式隨流的不同而變化。對(duì)于層流、過(guò)渡和湍流，Cd的值為：雷諾數(shù)為:雷諾數(shù)小于1.0 表示層流，數(shù)值大于10 表示湍流流動(dòng)。中間值表示過(guò)渡流。斯托克斯流對(duì)于層流，終點(diǎn)沉降速度方程為:這就是斯托克斯方程過(guò)渡流需要解非線性方程:用斯托克斯定律或湍流表達(dá)式計(jì)算速度。計(jì)算和檢查雷諾數(shù)。計(jì)算的Cd。使用一般公式。重復(fù)步驟2，直到收斂。影響沉降的因素有幾個(gè)因素影響了可沉淀固體與水的分離。一些比較常見(jiàn)的考慮因素是:顆粒大小顆粒的大小和類型對(duì)沉淀池的運(yùn)行有重要影響。因?yàn)樗鼈兊拿芏龋匙踊蚰嗌晨梢院苋菀椎爻ァＫ魍ǖ赖乃俣瓤梢詼p慢到每秒鐘不到一英尺，而且大部分的礫石和砂礫將被簡(jiǎn)單的重力作用移走

47、。顆粒的形狀也影響其沉降特性。例如，圓形粒子比不規(guī)則或不規(guī)則邊緣的粒子更容易沉淀。所有的粒子都有輕微的電荷。帶有相同電荷的粒子往往相互排斥。這種排斥作用阻止顆粒聚集到絮凝體和沉淀中。水的溫度在沉積盆地的運(yùn)作中考慮的另一個(gè)因素是被處理的水的溫度。當(dāng)溫度下降時(shí)，沉降速率就會(huì)減慢。其結(jié)果是，隨著水的冷卻，沉淀池中的滯留時(shí)間必須增加。當(dāng)溫度降低時(shí)，操作人員必須對(duì)混凝劑進(jìn)行改變，以補(bǔ)償沉降速率的降低。在大多數(shù)情況下，溫度對(duì)治療沒(méi)有顯著影響。水處理廠是最高的，沉降率是最好的。當(dāng)水較冷時(shí)，植物的流動(dòng)處于最低點(diǎn)，在大多數(shù)情況下，植物的滯留時(shí)間增加，因此絮凝體有時(shí)間沉淀到沉積盆地中。沉積盆地可能發(fā)生幾種水流:密

48、度流是由容器內(nèi)固體的重量、固體的濃度和水的溫度引起的。渦流產(chǎn)生于水槽中固體的流動(dòng)并離開(kāi)水箱。通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，可以減少一些水流問(wèn)題。安裝擋板有助于防止水流短路。10 Filtration過(guò)濾過(guò)濾用于將不固定的固體與水和廢水分離，使其通過(guò)多孔介質(zhì)。最常見(jiàn)的系統(tǒng)是通過(guò)粒狀介質(zhì)的分層床進(jìn)行過(guò)濾，通常是粗糙的無(wú)煙煤無(wú)煙煤，下面是較細(xì)的沙子。重力顆粒介質(zhì)過(guò)濾? 去除顆粒介質(zhì)過(guò)濾器中的懸浮固體所涉及的機(jī)制是復(fù)雜的，包括攔截，應(yīng)變，絮凝和沉降。最初，表面應(yīng)變和間質(zhì)去除導(dǎo)致過(guò)濾介質(zhì)上部沉積物的積累。由于礦石的減少，水通過(guò)剩余空隙的速度增加，剪切掉捕獲的絮凝物碎片并將雜質(zhì)帶入濾床的深處。去除的有效區(qū)域越來(lái)越深地進(jìn)

49、入過(guò)濾器。湍流和由此產(chǎn)生的增加顆粒在孔內(nèi)的接觸促進(jìn)了絮凝，導(dǎo)致捕獲較大的絮狀物顆粒直接過(guò)濾直接過(guò)濾的過(guò)程不包括過(guò)濾之前的沉淀。將從水中除去的雜質(zhì)收集并儲(chǔ)存在過(guò)濾器中。雖然化學(xué)品的快速混合是必要的，但絮凝階段要么消除，要么混合時(shí)間少于30 分鐘。化學(xué)凝結(jié)顆粒在水中的接觸絮凝發(fā)生在顆粒介質(zhì)中。直接過(guò)濾方面取得的成功進(jìn)展歸因于開(kāi)發(fā)具有更大“深度”過(guò)濾能力的粗多細(xì)多介質(zhì)過(guò)濾器，改進(jìn)了使用機(jī)械或空氣攪拌的反洗系統(tǒng)以幫助清潔介質(zhì)，以及獲得更好的聚合物混凝劑。低濁度和顏色的地表水最適合直接過(guò)濾處理。根據(jù)文獻(xiàn)中的經(jīng)驗(yàn)，可以成功地處理40 個(gè)單位以下的顏色，濁度始終低于 5個(gè)單位，鐵和錳濃度分別低于0.3 和

50、0.05 mg / L ，藻類計(jì)數(shù)低于2000 個(gè) / mL 的水域。當(dāng)色彩超過(guò)40 單位或濁度連續(xù)大于15 單位時(shí)，預(yù)計(jì)直接過(guò)濾的操作問(wèn)題。通過(guò)使用附加的聚合物，可以在短時(shí)間內(nèi)緩解潛在的問(wèn)題。為了滅活病毒和高度的細(xì)菌消毒，化學(xué)處理過(guò)的廢水的過(guò)濾要先用氯氣消毒。沒(méi)有事先絮凝和沉淀的過(guò)濾的可行性依賴于水質(zhì)數(shù)據(jù)的全面的回顧。必須評(píng)估由于暴風(fēng)雨和藻類暴發(fā)造成的HC電源濁度事件。通常，與傳統(tǒng)處理相比，中試測(cè)試對(duì)于確定直接過(guò)濾的效率是有價(jià)值的，過(guò)濾介質(zhì)的設(shè)計(jì)和化學(xué)調(diào)理的選擇。過(guò)濾反洗隨著過(guò)濾器的繼續(xù)操作，材料從水中移出并儲(chǔ)存在床內(nèi)。這對(duì)過(guò)濾器操作有兩個(gè)影響：它通過(guò)過(guò)濾器增加了頭部損傷，并且增加了積聚的絮

51、凝物上的剪切應(yīng)力。最終，總的液壓頭部損壞可能接近頭部所需的頭部，以提供通過(guò)過(guò)濾器的所需流速，或者可能會(huì)有絮狀物顆粒泄漏或突破到過(guò)濾器流出物中。就在這兩種情況發(fā)生之前，過(guò)濾器應(yīng)該從服務(wù)中清除。在舊的慢砂過(guò)濾器中，砂粒的排列方向過(guò)濾（向下）細(xì)到粗; 大部分從水中除去的殘?jiān)季奂诖驳纳媳砻妫梢酝ㄟ^(guò)機(jī)械刮擦和除去大約12.7mm的沙子和絮狀物來(lái)清除。在快速砂濾器中，由于使用較粗的介質(zhì)和較高的流速，所以顆粒有較深的滲透進(jìn)入床層。然而，大多數(shù)材料儲(chǔ)存在快速沙過(guò)濾床的頂部幾英寸處。在雙介質(zhì)和混合介質(zhì)床中，絮狀物被儲(chǔ)存在整個(gè)床層深處，在精細(xì)介質(zhì)底部幾英寸的范圍內(nèi)。快速沙，雙介質(zhì)和混合介質(zhì)過(guò)濾器通過(guò)液壓反沖

52、洗（向上流動(dòng)）與飲用水清洗。如果在雙反或混合介質(zhì)過(guò)濾器的反洗周期之前或反洗周期中使用輔助沖洗或所謂的表面清洗裝置，徹底清洗床層是明智的。應(yīng)該提供36.6 到 48.8 米 /小時(shí)的反沖洗流量。過(guò)濾床的20-50 膨脹通常足以懸浮底部谷物。洗滌水應(yīng)用的最佳速率是水溫的直接函數(shù)，因?yàn)榇驳呐蛎浥c洗滌水的粘度成反比。例如，20時(shí)反沖洗速度為43.9m / h ，相當(dāng)于5時(shí)38.3m / h ， 35時(shí)48.8m / h完成清洗所需的時(shí)間從3 到 15 分鐘不等。過(guò)濾器到廢液出口應(yīng)通過(guò)氣隙到廢液排放，這需要2 到 20 分鐘，這取決于預(yù)處理和過(guò)濾器類型。這種做法已經(jīng)停用了很多年，但是現(xiàn)代記錄濁度計(jì)已經(jīng)表

53、明這種操作在生產(chǎn)高質(zhì)量的水中是有價(jià)值的。在過(guò)濾器運(yùn)行開(kāi)始時(shí)以慢速操作洗滌的過(guò)濾器可以實(shí)現(xiàn)相同的目的。用于連續(xù)監(jiān)測(cè)來(lái)自每個(gè)單獨(dú)的過(guò)濾器單元的流出物的記錄濁度計(jì)在運(yùn)行開(kāi)始時(shí)控制該操作以及在運(yùn)行結(jié)束時(shí)預(yù)測(cè)或檢測(cè)過(guò)濾器突破是非常有價(jià)值的。從開(kāi)始到完全反洗的時(shí)間應(yīng)至少為30 秒，可能還要更長(zhǎng)一些，并且應(yīng)該受到工廠內(nèi)部設(shè)備的限制。這通常是通過(guò)一個(gè)自動(dòng)調(diào)節(jié)的主洗液進(jìn)行的，液壓控制或電控液壓控制，使其無(wú)法打開(kāi)得太快。或者，可以在每個(gè)洗滌水閥的操作者上安裝一個(gè)速度控制器。11Chemical oxidation下面的討論包括化學(xué)氧化中涉及的基本概念的介紹，廢水處理中化學(xué)氧化應(yīng)用的概述，以及關(guān)于化學(xué)氧化用于減少B

54、ODO COD氨的氧化的討論 ，以及不可生物降解的有機(jī)化合物的氧化。化學(xué)氧化的基本原理以下討論的目的是介紹化學(xué)氧化反應(yīng)中涉及的基本概念。（ 1 ）氧化還原反應(yīng)，（2）半反應(yīng)電位，（3）反應(yīng)電位，（ 4）氧化還原方程的氧化還原方程的平衡常數(shù)，以及（5）氧化還原反應(yīng)的速率。氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)（稱為氧化還原反應(yīng)式）發(fā)生在氧化劑和還原劑之間。在氧化還原反應(yīng)中，兩個(gè)電子與反應(yīng)中涉及的成分的氧化態(tài)一樣交換。當(dāng)氧化劑引起氧化發(fā)生時(shí)，其在該過(guò)程中減少。類似地，引起還原發(fā)生的還原劑在該過(guò)程中被氧化。例如，考慮下面的減少：在上述反應(yīng)中，銅（Cu）從+2變?yōu)榱阊趸瘧B(tài)，鋅（zn）從零變?yōu)?2態(tài)。由于電子增益或

55、損耗，氧化還原反應(yīng)可分為兩個(gè)半反應(yīng)。氧化半反應(yīng)涉及電子的損失，而還原半反應(yīng)涉及電子的增益。包含等式（11-1 ）的兩個(gè)半反應(yīng)如下：參照上述等式，存在雙電子變化。半反應(yīng)電位由于可能的反應(yīng)的數(shù)量幾乎是無(wú)限的，因此沒(méi)有用于氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)的匯總表。在可用于表征氧化還原反應(yīng)的許多性質(zhì)中，最常用的是半反應(yīng)的電勢(shì)（即電壓）或電動(dòng)勢(shì)。因此，涉及氧化或還原的每一半反應(yīng)都具有與其相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)電位 E0。由方程（11-2）和方程（11-3）給出的半反應(yīng)的電勢(shì)如下：半反應(yīng)潛力是衡量反應(yīng)向右傾的趨勢(shì)的度量。具有大的正電位E0 的半反應(yīng)傾向于按照書面進(jìn)行。相反，具有大的負(fù)電勢(shì)E0的一半反應(yīng)傾向于向左。反應(yīng)電位。上面

56、討論的半反應(yīng)電位可用于預(yù)測(cè)由兩個(gè)半反應(yīng)組成的反應(yīng)是否按照書面進(jìn)行。反應(yīng)進(jìn)行的傾向通過(guò)如下表達(dá)式給出通過(guò)確定整個(gè)反應(yīng)的E0 反應(yīng)而獲得。例如，對(duì)于銅和鋅之間的反應(yīng)，反應(yīng)的E0如下確定：E0 的正值表示反應(yīng)將按照書面進(jìn)行。如后面將要說(shuō)明的那樣，價(jià)值的大小可以用來(lái)衡量書面反應(yīng)的程度。例如，如果方程（11-1 ）寫成如下：氧化還原方程的平衡常數(shù)。氧化還原反應(yīng)的平衡常數(shù)使用如下定義的能斯特方程進(jìn)行計(jì)算。氧化還原反應(yīng)的速率。如前所述，半反應(yīng)電位可用于預(yù)測(cè)反應(yīng)是否按照書面進(jìn)行。不幸的是，反應(yīng)的潛力沒(méi)有提供有關(guān)反應(yīng)速度的信息。化學(xué)氧化反應(yīng)通常需要一種或多種催化劑存在才能進(jìn)行反應(yīng)或提高反應(yīng)速率。已經(jīng)使用過(guò)渡金屬陽(yáng)離子，酶，pH調(diào)節(jié)和各種專有物質(zhì)作為催化劑。應(yīng)用過(guò)去，化學(xué)氧化最