水质水量标准.ppt

1、第12章 物理处理方法概论,12.1 水源水质12.2 水质标准12.3 物理处理方法概述12.4 反应器,12.1 水源水质（1）,12.1.1 原水中的杂质1）按来源划分：自然物和人为污染物。自 然 物地层矿物质在水中的溶解物（如：Ca+、Mg+、Fe+等）、水生微生物及残核（大肠杆菌、H2S、臭和味等）；人为污染物工业废水、农业废水、养殖业污水及生活污水（激素、洗涤剂、酚、氰化物、铅等）,12.1 水源水质（2）,12.1.1 原水中的杂质2）按尺寸大小划分：溶解物、胶体和悬浮物。,12.1 水源水质（3）,12.1.1 原水中的杂质3）不同杂质在水中的特征 悬浮物易于上浮或下沉，大颗粒

2、无机矿物质易沉；小颗粒无机矿物质与有机物易于上浮。注意：没有绝对划分界限，如含油轧钢废水 胶 体胶体颗粒尺寸很小，难以下沉或上浮，如黏土、细菌、病毒、腐殖质、有机高分子等 溶解物有机与无机低分子、离子，属于真溶液，透明稳定，尤其人为污染物。气 体指溶解在水中的气体，如O2、N2、CO2 H2S等 影响感官性状和细菌学指标。,12.1 水源水质（4）,12.1.2 各种天然水源的水质特点A）地下水 水质清澈，水质、水温稳定，含盐量高（如硬度60300mg/LCaO，含锰、氟高等），因地质条件不同差异很大，可用于生活饮用水和工业水。B)江河水 水中悬浮物和胶体含量高，浑浊度高于地下水，受人为污染物

3、、地面环境、天气变化影响大，随季节变化也大，水温变化大，但含盐量较低。,12.1 水源水质（5）,12.1.2 各种天然水源的水质特点C)湖泊及水库水 是河水的储存地，水质与补给河水类似，浊度低，胶体、藻类、腐殖质含量高，含盐量高于河水（咸水湖内陆湖）举例，合钢二期净水站污泥脱水设计问题。D)海水 含盐量高，成分组成稳定，水质净化成本高。,12.1 水源水质（6）,12.1.3 受污染水源中的杂质1、天然化合物 如氟、氡、放射性、锰等2、人工合成有机物 如洗涤剂、农药、除草剂、化妆品等3、工业无机物 重金属等 总之，已知化合物400余万种，人工合成4万余种，给水水源中2221种有机物，确认22

4、种为致癌物，23种为可疑致癌物，18种为促癌物，56种为致突变物。优先控制的有毒有机物12类58种。由此可见，一般化学方法是无法去除的。,12.2 水质标准,12.2.1 生活饮用水标准1）依据生活饮用水卫生标准（GB5749-85)见课本P237卫生指标分类感官性状和一般化学指标基础性，直接感觉（水本身）与间接感觉（用水后），产生不良影响；毒理学指标引起急性或慢性中毒、发生病变；细菌学指标引起急性病变；放射性指标引起慢性中毒、发生病变。,12.2 水质标准,2）参考标准a.生活饮用水水质卫生规范-卫生部b.世界卫生组织饮用水水质标准第二版c.美国饮用水水质标准d.台湾饮用水水源水质标准,12

5、.2 水质标准,12.2.2 工业用水标准依据行业规范典型工业用水 间接冷却水间接换热 不同锅炉用水直接汽化 产品直接用水 与产品直接接触，冷却、清洗等 其它用水种类很多 炼钢车间工艺用水要求,12.3 给水处理方法概述,12.3.1 澄清与消毒澄清包括混凝、沉淀和过滤，处理对象主 要是水中悬浮物和胶体。注意：后面提到的澄清池只包括混合、混凝和沉淀 消毒通过向过滤后的水中投加消毒剂灭活 水中致病微生物。12.3.2 除臭与除味 除臭、除味饮用水中的特殊处理方法，如：活性炭吸附、氧化、曝气、微滤、气浮等。,12.3 给水处理方法概述,12.3.3 除铁、除锰和除氟 自然氧化、接触氧化、药剂氧化、

6、生物氧化等方法，提高离子价位形成沉淀后分离；离子交换。12.3.4 软化 通过离子交换（广泛）和药剂法，去除水中钙、镁离子。12.3.5 淡化与除盐 通过离子交换、电渗析、反渗透、蒸馏等方法去除水中的阴、阳离子。注意：淡化与除盐都必须是在澄清之后。,12.3 给水处理方法概述,12.3.6 水冷却 为重复利用冷却水而采取的处理工艺，包括冷却塔（最常用）和冷却水池。12.3.7 水的腐蚀与结垢控制 针对水中盐类过高或过低而形成的对管道、容器和换热面的腐蚀或/和结垢，而采取的物理和/或化学处理方法。如投加阻垢剂、缓蚀剂；安装静电除垢器等。,12.3 给水处理方法概述,12.3.8生活饮用水预处理和

7、深度处理 预处理在常规“混凝沉淀过滤消毒”工艺之前为降解微污染水体中有害成分的处理过程，如曝气、生物氧化、臭氧、粉末活性炭吸附和高锰酸钾法。深度处理经常规处理工艺处理后仍不能达标下，进一步深化处理的过程，如：粒状活性炭、臭氧活性炭、生物活性炭、化学氧化、光化学氧化、超声波-紫外线、膜过滤等。处理对象水中有机物。,12.4 反应器原理,12.4.1 物料衡算和质量传递（1）物料衡算方程物料衡算分为：主流物料衡算（=水量平衡）；组分物料衡算（教材中所述）。主流水流主体的宏观流动（水力学研究的运动）物料衡算平衡式：变化量=输入量-输出量+反应量 输入量-输出量=变化量-反应量 变化量物料在研究体积内

8、，在单位时间内的增加或减少量；反应量物料在研究体积内，在单位时间内的发生化学反应引起的增加或减少量,12.4 反应器原理,12.4.1 物料衡算和质量传递（2）质量传递 主流传递物料随水流主体的流动而产生的移动过程；分子扩散传递在静止或层流水体中，因组分浓度梯度的推动而发生的均匀化迁移过程；J=-Db(dCi/dx);J=-Dc(dCi/dx)Db分子扩散系数；Dc紊流扩散系数。紊流扩散传递在紊流水体中，因紊流为主要动力促进的组分浓度均匀化过程,12.4 反应器原理,12.4.1 理想反应器（A）CMB 完全混合间歇式反应器（药剂稀释）,Ci,Ce,CMB型,特点：该反应器及反应过程 是一个封

9、闭、渐变的 反应系统物料衡算式见下页：,Co,12.4 反应器原理,12.4 反应器原理,12.4.1 理想反应器（B）CSTR完全混合连续式反应器（绝大部分）,特点：物料投入后立即混合 稀释，实际停留从 0；总体处在等浓 度下反应，应用最广。物料衡算式见下页：,12.4 反应器原理,12.4 反应器原理,12.4.1 理想反应器（C）PF 推流式反应器（平流沉淀池等）,特点：物料仅以相同流速平行流动，垂直于水流方向 浓度均匀，沿水流方向逐渐降低，不考虑物料 的扩散传递。物料衡算式见下页：,12.4 反应器原理,12.4 反应器原理,作业：p252 习题1、2、3、4。K速率常数,12.4.3 非理想反应器 由于实际工程中反应器的主流条件不可能达到理想反应器的假设，因而实际反应规律偏离理想状态。为了解决这一问题，提出了纵向分散反应器模型（PFD型）。其基本形式仍为：区别在于多出二次分散项 J1=-D1(dCi/dx)D1纵向分散系数。,