1、第三章 凝聚與絮凝名詞解釋1. 凝聚：膠體脫穩并生成微小絮凝體的過程；2. 絮凝：脫穩的膠體或微小懸浮物聚結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的最低濃度。6. 臨界電位：將電位降至某一數值使膠體顆粒總勢能曲線上的勢壘處E=0，膠體顆粒即可產生凝聚作用，此時的電位稱為臨界電位。7. 鹽基度：B=OH/3Al=n/6其比值表示水解和聚合反應的程度。8. Stern層：在與膠體表面附近一、兩個分子厚的區域內，反離子由于受到膠體表面電荷強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。考

2、點總結l 膠體1. 定義：尺寸在1nm-1m之間顆粒，包括濁質，天然有色成分，病毒，細菌類，藻類。2. 去除原因：使水產生渾濁的原因；水中細菌、病毒、污染物的載體；為專項雜質去除的前驅工藝，減輕后部負荷。3. 膠體帶電原因：1）同晶置換，膠體顆粒結晶中的晶格取代使膠體表面產生電荷；2）電離，膠體顆粒表面某些化學基團在水中電離使膠體帶點；3）膠體顆粒表面與水作用后溶解并電解使膠體帶點；4）膠體顆粒對水中某些離子的吸附使膠體帶電。4. 膠體雙電層結構：受靜電引力、熱運動擴散、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 擴散層5. Stern模型0電位：雙電層內層與外層之間

3、的電位差；s電位：又稱Stern電位，為stern平面相對溶液內部的電位差；電位：膠粒在滑動面上相對溶液內部的電位差。該電位為膠體體系穩定性的指示，其絕對值越大，膠體越穩定，越難處理。6. 膠體穩定的原因1. 動力穩定性：膠體尺寸較小，布朗運動可以客服重力，使膠體穩定；2. 帶電穩定性：兩個帶相同電荷的膠體顆粒存在靜電斥力；3. 溶劑化穩定性：膠體顆粒周圍有一層水分子規律定向排列的水化層，膠體靠近時，水化層中水分子被擠壓變形產生反彈力；7. 膠體混凝機理1) 壓縮雙電層作用：高價態離子替換低價態離子使雙電層變薄； 2) 吸附電中和作用：膠體顆粒表面吸附異號離子、異號膠體顆粒或帶異號電荷的高分子

4、，從而中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：高分子物質與膠粒也產生吸附作用，起膠粒與膠粒之間的橋梁作用。4) 網捕卷掃作用：當鋁（鐵）鹽混凝劑投量很大而形成大量氫氧化物沉淀時，會像多孔的網一樣，將水中的膠體顆粒和懸浮濁質捕獲、卷掃下來，稱網捕或卷掃作用。 （都不可過量投加，吸附電中和會導致帶異號電荷再次穩定，高分子絮凝劑會產生類似水化膜的高分子層產生反彈力）PAC主要利用水解縮合過程中產生的高價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、水中濁質顆粒濃度、水中有機污染物、混

5、凝劑種類與投加量、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，水的布朗運動。對于低溫水處理，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，對高分子絮凝劑影響相對較小。堿度：起到緩沖作用，保證絮凝狀態的最優酸堿度，并保證管網水質。 水中濁質顆粒濃度：濁質顆粒濃度過低時，顆粒間的碰撞幾率大大減小，混凝效果變差。濁質過高時，所需的混凝劑量也將大幅度增加。 水中有機污染物：水中有機物對膠體有保護穩定作用，將膠體顆粒保護起來，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

6、理和預先水解原因硫酸鋁不斷水解過程中，吸附架橋作用不斷增強，壓縮雙電層作用不斷減少。預先水解10. 同向絮凝和異向絮凝及影響因素異向絮凝：由布朗運動引起的顆粒碰撞聚集稱為異向絮凝。 布朗運動所造成的顆粒碰撞速率與水溫成正比，與顆粒的數量濃度平方成正比，而與顆粒尺寸無關。 同向絮凝：由水力或機械攪拌所造成的流體運動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混合絮凝攪拌強度G=700-1000s-1G=20-70s-1 GT=1*104-105時間10-20s10-30min控制原因使膠體顆

7、粒迅速脫穩，超過水解反應時間水解產物自身會聚合產生沉淀物，壓縮雙電層和吸附電中和能力降低使細小顆粒之間產生速度梯度；有足夠的反應時間使顆粒逐漸增長到可以重力沉降的顆粒尺寸。設施水力混合、水泵混合、管式混合、機械混合機械絮凝池/隔板絮凝池/折板絮凝池/柵條網格絮凝池、穿孔流絮凝池12. 往復式隔板絮凝池與回轉式隔板絮凝池類型往復式回轉式特點轉折處能量消耗大，絮體碰撞機會大，易引起絮體破碎，施工容易避免絮體破碎，減少顆粒碰撞，但進水管在池底，施工困難13. 混凝劑投加方式、優缺點及其適用條件。投加方式重力投加壓力投加加藥泵優點操作簡單，投加安全可靠設備簡單，使用方便，不受藥液池高程所限可以定量投加

8、，不受壓力管壓力所限缺點必須建造高位藥熔池，增加加藥間高層效率較低，如藥液濃度不當，可能引起堵塞價格較貴，泵易引起堵塞，養護較麻煩適用條件中小型水廠；考慮輸液管線的水損，輸液管線不宜過長各種規模均適用適用于大中型水廠第四章 沉淀1. 自由沉降：發生在水中懸浮固體濃度不高的情況下，顆粒各自單獨進行沉降，顆粒的沉淀軌跡呈直線。整個過程中，顆粒的物理性質不發生變化。（顆粒離器壁距離50d，溶液體積濃度小于0.002）2. 擁擠沉降：當水中有大量顆粒在有限的水體中沉降時，由于顆粒相互之間會產生影響，致使顆粒沉速較自由沉降時小，這種現象稱為擁擠沉降。（渾液面、沉降層、過渡層、淤積層）3. 界面沉降：當水

9、中懸浮物濃度較高(5000mg/L以上)，粒徑分布較均勻時，擁擠沉降會在上部澄清水和下部渾水出現明顯界面。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塊結構，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：在渾液面沉降過程線中由直線段轉入曲線段的分界點。6. 接觸絮凝：利用高濃度泥渣層進行接觸絮凝，同時利用泥渣層良好的固液分離特性，在一個構筑物中同時完成“絮凝”和“沉淀”兩個過程，將泥渣層作為接觸介質的過程實

10、際上也是絮凝過程。7. 截留沉速：在沉淀區始端位于水表面的顆粒處于最不利位置，如果這個顆粒的運動軌跡恰與池底末端相交，那這一粒徑的顆粒恰在此時能全部沉淀，這個恰能沉淀的速度稱為截留速度。8. 截留沉速與表面負荷率：顆粒的截留沉速u與沉淀池表面負荷Q/A相等。但含義不同，表面負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，就能相應地減少沉淀時間和縮短沉淀池的長度。即為淺池理論。10. 氣浮：將雜質顆粒黏附于氣泡上，加快分離速度，在較短實現固、液分離。1

11、. 理想沉淀池的假定條件（1）顆粒處于自由沉淀狀態。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。在過水斷面上，各點流速相等，并在流動過程中流速始終不變。（3）顆粒沉到池底即認為已被去除，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，使結成的絮體粗大，沉降速度增大，從而提高

12、其處理的表面負荷，一般上升流速可達1.0-1.2m/s，遠高于沉淀池表面符合。由于澄清池內泥渣老化會影響處理效果，應保證原水的濁度，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：d10，表示通過濾料重量10%的篩孔孔徑（mm），它反映濾料中細顆粒的尺寸。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d1

13、0的比值稱為濾料的不均勻系數。通常希望K不大于2。4. 孔隙度：孔隙在濾層中所占比例。粒徑，這個均勻濾料的比表面積與世紀的不均勻濾料的比表面積相等。5. 當量粒徑：一假象均勻濾料的粒徑，這個均勻濾料的表面積與實際的不均勻濾料的比表面積相等。6. 沖洗強度：以cm/s計的反沖洗強度，換算成單位面積濾層所通過的沖洗流量。以L/（sm2）計。7. 濾層膨脹度：反沖洗時，濾層膨脹后所增加的厚度與膨脹前厚度之比。8. 級配：濾料粒徑級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配曲線表示。9. 濾池工作周期：濾池從開始工作到沖洗結束。（工作周期一般選取壓力周期，容易控制且可以保障出水水

14、質）10. 水質周期：濾池從開始進入有效過濾器到出水濁度達到泄露值，稱為水質周期。11. 壓力周期：隨澄清過程的進行，濾層的水頭損失h逐漸增加，當增至最大值時，便需對濾層進行反沖洗，這時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：濾層工作層移至濾層下緣時，濾池的出水濁度便開始升高，出現懸浮物穿透濾層的現象，即達到泄漏點。15. 水力分級：由相對密度不同的濾料組成的濾層，能夠在反沖洗時互不混雜而保持各自的分層狀態，這種在上升水流中使濾料分層的現象為水力分級。16. 含

15、污能力：單位面積濾層在一個過濾周期里截留的懸浮物量。17. 均質濾料：是指整個濾層深度方向任何一個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，使水流經過粗濾料再經過細濾料。1. 慢濾池與快濾池類型慢濾池快濾池定義利用濾層中粒狀材料所提供的表面積截留水中已經過混凝處理的懸浮固體的設備濾速0.1-0.3m/h(m3/hm2)8-12m/h(m3/hm2)池深3.5-4.0m機理a) 濾料截留、b) 微生物代謝作用、c) 微生物代謝產物接觸絮凝a) 濾料起一定機械截留作用；b) 濁質顆粒在濾料表面的黏附作用；c) 濾料顆粒提供接觸絮凝作用；優點不

16、用預處理，出水水質好，對氨氮有一定的去除作用濾速快，運行周期短，自動化程度好缺點占地大，需要人工刮砂，難以滿足大水量。必須加藥混凝，水質受預處理影響大注：快濾池的除濁作用主要依靠表面的吸附作用，故對除濁起作用的主要是濾料的表面積而不是粒徑。2. 初濾水成因快濾池反沖洗結束后恢復過濾時，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。3. 顆粒濾料使用要求a) 具有足夠的機械強度。不會摩擦變碎，產生濾料損耗；b) 具有良好的化學穩定性。不溶于水，產生濾料損耗并影響水質

17、；c) 具有用戶要求的顆粒尺寸和粒徑組成。4. 控制濾料厚徑比的原因單位面積濾層的濾料表面積在球度系數和孔隙度相等的情況下只與濾料的粒徑比有關，且快濾池的過濾效果與濾料的表面積關系。對于城市自來水廠，一般控制厚徑比為800-1000。5. 水力分級導致的后果與解決辦法負水頭：當過濾進行到一定時刻時，上部細濾料被堵塞，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，該深度處就出現負水頭。負水頭會導致水中溶解氣體大量析出產生氣泡，使濾層過濾面積減小，同時使水頭損失增大。產生負水頭時可以提高清水池水位，降低作用水頭，或采用水封井。若要消除水力分級有以下辦法：采用均質濾料，利用氣水反沖洗，使用無煙煤