(环)给排水概论课件:给排水概论第四章水质工程上.ppt
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- 排水 概论 课件 第四 水质 工程
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1、第第四四章章 水水质质工工程程第四章第四章 水质工程水质工程第第四四章章 水水质质工工程程4.2 水的物理、化学及物理化学处理方法水的物理、化学及物理化学处理方法4.2.1 格栅和筛网格栅和筛网1、格栅:是由一组平行的金属栅条制成的,各栅条之间间距、格栅:是由一组平行的金属栅条制成的,各栅条之间间距较大,可用以拦阻大块物体通过。较大,可用以拦阻大块物体通过。各种格栅及格栅除污机各种格栅及格栅除污机 动画演示动画演示第第四四章章 水水质质工工程程筛网筛网水力筛网水力筛网第第四四章章 水水质质工工程程4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝 在城市生活饮用水的处理中,混凝和絮凝是在城市生活饮用水的处理中,
2、混凝和絮凝是去除地表水中去除地表水中浑浊物质浑浊物质最常用的处理方法。混凝最常用的处理方法。混凝和絮凝在工业废水处理中也应用甚广。和絮凝在工业废水处理中也应用甚广。v1、混凝定义、混凝定义 水中的胶体颗粒和悬浮物表面常带有电荷。水中的胶体颗粒和悬浮物表面常带有电荷。带有相同电荷的颗粒,会因静电排斥作用而难于带有相同电荷的颗粒,会因静电排斥作用而难于相互碰撞聚结生成较大的颗粒。向水中投加药相互碰撞聚结生成较大的颗粒。向水中投加药剂剂混凝剂,混凝剂能在水中生成与胶体颗粒表混凝剂,混凝剂能在水中生成与胶体颗粒表面电荷相反的荷电物质,从而能中和胶体带的电面电荷相反的荷电物质,从而能中和胶体带的电荷,减
3、少颗粒间的排斥力,从而促使胶体及悬浮荷,减少颗粒间的排斥力,从而促使胶体及悬浮物结成易于下沉的大的絮凝体,这种水处理方法物结成易于下沉的大的絮凝体,这种水处理方法称作混凝。称作混凝。第第四四章章 水水质质工工程程4.2.2 混凝和絮凝混凝和絮凝v2、絮凝定义、絮凝定义 将具有链状构造的高分子物质投入水中,高将具有链状构造的高分子物质投入水中,高分子物质的链状分子能吸附于胶体和悬浮物颗粒分子物质的链状分子能吸附于胶体和悬浮物颗粒表面,将两个以上的颗粒链接起来,构成一个更表面,将两个以上的颗粒链接起来,构成一个更大的颗粒,当生成的絮体颗粒足够大时,便易于大的颗粒,当生成的絮体颗粒足够大时,便易于沉
4、淀下来而从水中除去,这称为水的絮凝。能使沉淀下来而从水中除去,这称为水的絮凝。能使水中胶体和悬浮物颗粒絮凝下来的药剂,称为絮水中胶体和悬浮物颗粒絮凝下来的药剂,称为絮凝剂。凝剂。v3、混凝和絮凝发生位置、混凝和絮凝发生位置 混凝和絮凝是在混合装置和絮凝反应池中完混凝和絮凝是在混合装置和絮凝反应池中完成的。成的。第第四四章章 水水质质工工程程药 剂原 水管 道 管 道 单 元 混 合 体静 态 混 合 器图 6-13 管 式 静 态 混 合 器 药剂溶液投入水中后,经混合装置使水与药液充分混药剂溶液投入水中后,经混合装置使水与药液充分混合,流入絮凝反应池进行絮凝反应。合,流入絮凝反应池进行絮凝反
5、应。第第四四章章 水水质质工工程程进水接沉淀池水平轴式机械絮凝池剖面示意浆板;2-叶轮;3-旋转轴;4-隔墙 胶体颗粒表面电荷被中和后,在分子布朗运动的作用胶体颗粒表面电荷被中和后,在分子布朗运动的作用下迅速相互聚结成较大的颗粒,随着颗粒的增大,聚结速下迅速相互聚结成较大的颗粒,随着颗粒的增大,聚结速度迅速减慢。在絮凝反应池中将水搅动,利用水的紊动作度迅速减慢。在絮凝反应池中将水搅动,利用水的紊动作用加快颗粒的聚结,以尽快生成易于下沉的大颗粒絮体。用加快颗粒的聚结,以尽快生成易于下沉的大颗粒絮体。第第四四章章 水水质质工工程程下沉去除比重大约下沉去除比重大约1的污染物的污染物当沉于池底的杂质较
6、少时常采用平流沉淀池,形状当沉于池底的杂质较少时常采用平流沉淀池,形状为长方形,水由一端流进,由另一端流出,水流流为长方形,水由一端流进,由另一端流出,水流流态较好,沉于池底的积泥用设于移动桁架的吸泥装态较好,沉于池底的积泥用设于移动桁架的吸泥装置排出。当沉泥量较大时,常采用辐流沉淀池,形置排出。当沉泥量较大时,常采用辐流沉淀池,形状为扁平的圆形水池,池底有向池中心倾斜的底坡,状为扁平的圆形水池,池底有向池中心倾斜的底坡,水由池中心流入,由池四周流出,沉于池底的积泥水由池中心流入,由池四周流出,沉于池底的积泥由旋转的刮泥桁架将泥刮至池中心,经池底排泥管由旋转的刮泥桁架将泥刮至池中心,经池底排泥
7、管排出。辐流沉淀池具有优良的排泥性能,故常用于排出。辐流沉淀池具有优良的排泥性能,故常用于浑浊度很高的河水处理厂,以及城市污水处理厂中浑浊度很高的河水处理厂,以及城市污水处理厂中的初次沉淀池和二次沉淀池中。的初次沉淀池和二次沉淀池中。 4.2.3 沉沉 淀淀第第四四章章 水水质质工工程程1、定义、定义向水中通入空气,利用高度分散的微小气泡作为向水中通入空气,利用高度分散的微小气泡作为载体粘附于废水中的悬浮污染物,使其浮力大于载体粘附于废水中的悬浮污染物,使其浮力大于重力和阻力,从而使污染物上浮至水面,形成泡重力和阻力,从而使污染物上浮至水面,形成泡沫,然后用刮渣设备自水面刮除泡沫,实现固液沫,
8、然后用刮渣设备自水面刮除泡沫,实现固液或液液分离的过程称为气浮。或液液分离的过程称为气浮。水中悬浮固体颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗水中悬浮固体颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质。颗粒表面易被水湿润,该颗粒属粒表面的性质。颗粒表面易被水湿润,该颗粒属亲水性;如不易被水湿润,属疏水性。一般,疏亲水性;如不易被水湿润,属疏水性。一般,疏水性颗粒易被气泡吸附,亲水性颗粒难被气泡吸水性颗粒易被气泡吸附,亲水性颗粒难被气泡吸附。附。4.2.4 气气 浮浮第第四四章章 水水质质工工程程4.2.5 粒状材料过滤粒状材料过滤1、过滤定义、过滤定义 用细颗粒的材料(例如石英砂)构成滤层,当用细颗粒的材料
9、(例如石英砂)构成滤层,当水通过滤层时,水中的悬浮物能被截留在滤层的水通过滤层时,水中的悬浮物能被截留在滤层的滤料表面和缝隙中,从而使水得到澄清。滤料表面和缝隙中,从而使水得到澄清。2、反冲洗:、反冲洗: 当过滤进行到一定阶段,滤层会逐渐被悬浮物当过滤进行到一定阶段,滤层会逐渐被悬浮物堵塞而导致过滤阻力过大,这时就需要对滤层进堵塞而导致过滤阻力过大,这时就需要对滤层进行冲洗。让水自下向上流经滤层,将滤料表面的行冲洗。让水自下向上流经滤层,将滤料表面的积泥脱落下来,随上升水流排出。从而使滤层得积泥脱落下来,随上升水流排出。从而使滤层得以清洗,恢复过滤功能。以清洗,恢复过滤功能。第第四四章章 水水
10、质质工工程程4.2.6 氧化还原和消毒氧化还原和消毒1、氧化还原定义、氧化还原定义对水中的对水中的有毒物质有毒物质进行氧化或还原,使这些物质经过氧化进行氧化或还原,使这些物质经过氧化或还原转化为无害或无毒的存在形式,或使之转化为容易或还原转化为无害或无毒的存在形式,或使之转化为容易从水中分离去除的形态。从水中分离去除的形态。2、氧化还原应用、氧化还原应用(1)电镀废水中通常含有剧毒物质氰化物,用次氯酸钙可)电镀废水中通常含有剧毒物质氰化物,用次氯酸钙可将其氧化去除。将其氧化去除。 4NaCN+5Ca(OCl)2+2H2O2N2+2Ca(HCO3)2+3CaCl2+4NaCl(2)含铬废水通常含
11、有六价铬和三价铬,六价铬是剧毒物)含铬废水通常含有六价铬和三价铬,六价铬是剧毒物质,而三价铬的毒性较低。在酸性条件下,向废水中投加质,而三价铬的毒性较低。在酸性条件下,向废水中投加亚硫酸氢钠,将废水中的六价铬还原为三价铬,然后投加亚硫酸氢钠,将废水中的六价铬还原为三价铬,然后投加石灰或氢氧化钠,使之生成氢氧化铬沉淀物,将此沉淀物石灰或氢氧化钠,使之生成氢氧化铬沉淀物,将此沉淀物从废水中分离出来,便可达到处理的目的。从废水中分离出来,便可达到处理的目的。 2H2CrO7+6NaHSO3+6H+ Cr2(SO4)3+3Na2SO4+8H2O Cr2(SO4)3+3Ca(OH)2 2Cr(OH)3+
12、3CaSO4第第四四章章 水水质质工工程程2、氧化还原应用、氧化还原应用(3)消毒)消毒天然水体、城市污水、工业废水中都含有大量病原微生物,天然水体、城市污水、工业废水中都含有大量病原微生物,消毒的目的就是将这些病原微生物杀灭。消毒的目的就是将这些病原微生物杀灭。常用的消毒剂有氯、臭氧等。常用的消毒剂有氯、臭氧等。氯是强氧化剂,可以氧化杀死水中的病原微生物,氯消毒氯是强氧化剂,可以氧化杀死水中的病原微生物,氯消毒对细菌比较有效,对病毒和原生动物效果较差。对细菌比较有效,对病毒和原生动物效果较差。臭氧是比氯更强的氧化剂,不但可迅速杀灭细菌,而且对臭氧是比氯更强的氧化剂,不但可迅速杀灭细菌,而且对
13、灭火病毒和芽胞等效果也较好。不过,臭氧的消毒能力不灭火病毒和芽胞等效果也较好。不过,臭氧的消毒能力不能持久,在饮用水消毒中为防止水再次受到污染,有时尚能持久,在饮用水消毒中为防止水再次受到污染,有时尚需投加少量的氯,以保证水在输配过程中含有一定的余氯。需投加少量的氯,以保证水在输配过程中含有一定的余氯。4.2.6 氧化还原和消毒氧化还原和消毒第第四四章章 水水质质工工程程1、曝气和吹脱定义、曝气和吹脱定义使水与空气充分接触,是空气中的组分(如氧)转移到水中,使水与空气充分接触,是空气中的组分(如氧)转移到水中,或是水中的溶解性气体散发到空气中。或是水中的溶解性气体散发到空气中。2、应用、应用(
14、1)地下水的除铁和除锰)地下水的除铁和除锰(2)污水的生物处理中,常用曝气方法是空气中的氧溶于)污水的生物处理中,常用曝气方法是空气中的氧溶于水中,为微生物氧化和分解水中有机物提供氧气。水中,为微生物氧化和分解水中有机物提供氧气。(3)去除某些工业废水中的硫化氢等溶解性有毒气体。水)去除某些工业废水中的硫化氢等溶解性有毒气体。水或废水中常常含各种的溶解气体,例如二氧化碳、硫化氢或废水中常常含各种的溶解气体,例如二氧化碳、硫化氢及氨等。如把空气通入水中使之与废水接触,溶解于水中及氨等。如把空气通入水中使之与废水接触,溶解于水中的气体便从水中转移到空气中去,从而从水中得以去除。的气体便从水中转移到
15、空气中去,从而从水中得以去除。4.2.7 曝气和吹脱曝气和吹脱第第四四章章 水水质质工工程程4.2.8 中中 和和1、酸性废水的来源、酸性废水的来源在一些化工厂、化学纤维厂、金属酸洗车间等制在一些化工厂、化学纤维厂、金属酸洗车间等制造酸或使用酸的生产工艺过程中,都要不可避免造酸或使用酸的生产工艺过程中,都要不可避免地排放出一定浓度的酸性废水,既包括无机酸地排放出一定浓度的酸性废水,既包括无机酸(如硫酸、盐酸和硝酸等),也包括有机酸(如(如硫酸、盐酸和硝酸等),也包括有机酸(如醋酸等)。醋酸等)。2、酸性废水的危害、酸性废水的危害具有较强的腐蚀性,引起管道的腐蚀,毁坏农作具有较强的腐蚀性,引起管
16、道的腐蚀,毁坏农作物,危害渔业生产,破坏生物处理系统的正常运物,危害渔业生产,破坏生物处理系统的正常运行等等。行等等。3、酸性废水的处理、酸性废水的处理中和药剂:碱性药剂,如石灰、白云石等。中和药剂:碱性药剂,如石灰、白云石等。第第四四章章 水水质质工工程程4、碱性废水的来源、碱性废水的来源碱法造纸的黑液,印染工业的煮纱、丝光洗水,制碱法造纸的黑液,印染工业的煮纱、丝光洗水,制革工业的灰碱脱毛废水和石油、化工部分生产过程革工业的灰碱脱毛废水和石油、化工部分生产过程的废水等。的废水等。5、碱性废水的危害、碱性废水的危害造成设备结垢、渗入土壤则造成土质的盐碱化,破造成设备结垢、渗入土壤则造成土质的
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