水处理复习资料.docx

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水处理复习资料

第1章总论

1、需氧污染物：

能通过生物化学和化学作用而消耗水中溶解氧的物质。

1、生化需氧量（BOD）—在有氧的条件下，微生物降解有机物所需的氧量。

化学需氧量（COD）—在酸性条件下，用强氧化剂将有机物氧化为CO2、H2O所消耗的氧量。

总有机碳（TOC）-废水中的总碳量。

总需氧量（TOD）-高温燃烧后，所消耗的氧量。

2、废水特性：

①固体污染物：

悬浮物、浊度②需氧污染物③营养性污染物④酸碱污染物⑤有毒污染物⑦生物污染物⑥油类污染物⑧感官性污染物⑨热污染

3、污水排放标准：

第一类污染物—能在环境或动植物体内积蓄，对人类健康生产长远的影响。

必须在车间或车间处理设施排放口处取样。

第二类污染物的长远影响小于第一类，规定的取样点在排污单位的排出口，其最高允许排放浓度要按地面水使用功能的要求和污水排放去向，分别执行表1-2中的一、二、三级标准。

4、总量控制：

控制一定时间一定区域内排污单位排放污染物总量。

一是排放污染物的总量；二是排放污染物总量的地域范围；三是排放污染物的时间跨度。

5、废水处理方法：

按处理原理分：

物理法、化学法、物理化学法和生物化学法；按处理程度分：

一级处理：

主要去除SS和漂浮物质，通过中和和均衡等预处理对废水进行调节以便排入受纳水体或二级处理装置。

二级处理：

去除废水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质，主要采用生物处理法，处理水可以达标排放。

三级处理：

对难降解的有机物、磷、氮等营养物质进一步处理。

采用混凝、过滤、离子交换、反渗透、超滤、消毒等。

6、反应器形式：

间歇反应器；推流反应器—沉淀、过滤、吸附；连续流反应器—快速混合、活性污泥；任意流反应器—推流和连续搅拌；填料床—填料固定；流化床—填料流化-孔隙率可调节

第二章预处理

1、目的：

去除废水中悬浮的大颗粒污染物质（包括油脂类物质）、调节流量和pH值。

方法：

调节、筛滤、重力沉降（上浮）、中和。

常见设备与构筑物：

格栅、沉砂池、沉淀池、隔油池、中和池及调节池。

典型流程：

原废水→格栅→泵→流量计量→沉砂池→初沉池→

2、水量调节：

线内调节（三峡大坝）：

全部流量流过调节池，对废水成份和流量大幅度调节；

线外调节（溢流，应用少）：

只有超过日平均流量的那一部分才进入调节池，对废水的变化起轻微的缓冲作用。

3、水质调节：

利用外加动力（如叶轮搅拌、空气搅拌、水泵循环）而进行的强制调节，它设备较简单，效果好，但运行费用高。

利用差流方式使不同时间和不同浓度的废水进行自身水力混合，基本没有运行费，但设备结构复杂。

方法：

外加动力和差流方式

4、筛滤：

位置：

一般安置在废水处理流程的前端，进水渠道或进水泵站集水井的进口处。

去除对象：

废水中较大的悬浮物、漂浮物、纤维物质和固体颗粒物质，防止堵塞泵和后续水处理设备。

设备：

格栅--去除可能堵塞管道、阀门等部件的较粗大的悬浮物质。

筛网—去除不能被格栅截留、也难以用沉淀法去除的纤维类悬浮物。

5、筛网分类：

振动筛网、水力筛网、转鼓式筛网、微滤机等

6、中和方法：

酸性废水：

与碱性废水相互中和、药剂中和、过滤中和（选择碱性滤料填充成一定形式的滤床，酸性废水流过此滤床即被中和。

石灰石、大理石、白云石）。

碱性废水：

与酸性废水相互中和、药剂中和。

第3章混凝

1、混凝：

在废水中投加化学药剂来破坏胶体的稳定性，使胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮凝体，再加以沉降、过滤或者气浮分离去除。

2、胶体的基本特性：

1）光学特性：

高度的分散性和多相不均匀性特征－丁达尔效应2）力学性质:

布朗运动—在分散介质中呈现不停息的、无规则的热运动状态3）表面特性：

分散体系的分散度越大，胶体颗粒的比表面积越大，具有的表面自由能越大，使胶体可以产生特殊的吸附能力和水化作用。

4）动电现象：

在外加电位差的作用下而引起的胶体溶液系统内固相与液相间产生的相对位移；电泳—胶体微粒带电；电渗—在多孔塞或毛细管中的水带有正电荷；胶体微粒可能带负电也可能带正电;产生排斥力，不能聚合的原因;天然水体中胶体多带负电。

3、胶体稳定性及其保持稳定原因：

胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态；同类胶体微粒电性相同，之间的静电排斥力阻止彼此接近聚合成较大的颗粒；带电荷的微粒和反离子都能与水分子发生水化作用，形成一层水化壳，也阻碍胶粒的聚合；胶体粒子表面电荷或水化膜消除，便失去稳定性，小颗粒相互聚集成大的颗粒，气浮或沉淀就会发生；混凝破坏胶体聚集稳定性，使之聚集，从水中分离。

3、混凝机理：

1）压缩双电层机理：

向溶液中投加电解质，溶液中与胶体反离子相同电荷的离子浓度增加，扩散层的厚度减小。

加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力将部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。

（解释港湾处沉积现象：

因淡水进入海水时，盐类增加，离子浓度增高，淡水挟带胶粒的稳定性降低，所以在港湾处粘土和其它胶体颗粒易沉积。

）

2）吸附电中和机理：

异号胶粒间相互吸引达到电中和而凝聚；大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，ξ电位降低，从而发生凝聚。

3）吸附架桥机理：

链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒发生吸附桥连。

4）沉淀物网捕机理：

硫酸铝、氯化铁等高价金属盐类混凝剂，投加量很大时会形成大量的金属氢氧化物沉淀。

胶粒可被这些沉淀物在形成时作为晶核或下降过程中吸附质所网捕。

3、混凝速度取决于拖稳速度，而且取决于胶粒间的接触碰撞率。

4、异向凝聚：

布朗运动引起的碰撞凝聚；同向凝聚：

水流速度差及水流紊动性引起碰撞。

4、凝聚：

胶体被压缩双电层脱稳；絮凝：

胶体由于吸附架桥聚结成大颗粒絮体

混凝：

是凝聚、絮凝两个过程的总称；混凝剂多指无机，絮凝剂多指有机；

5、无机盐类混凝剂：

硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、聚合硫酸铁；高分子混凝剂：

聚丙烯酰胺

6、助凝剂：

定义：

当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某些辅助药剂以提高混凝效果，称为助凝剂。

作用：

改善絮粒结构，增大颗粒粒度及比重。

调整废水的pH和碱度，使达到最佳的混凝条件。

分类:

pH调整剂、絮凝结构改良剂、氧化剂

7、影响混凝的因素：

1）废水水质影响：

浊度（低促进）、PH及碱度（对于带正电胶体，pH降低，H+吸附量增加，胶粒电荷增大，电泳速度加快）、水温（低下降）共存杂质2）混凝剂的影响：

混凝剂种类、投加量3）水力条件的影响：

搅拌强度和搅拌时间（先快后慢）

8、混凝工艺流程由药剂投加、混合、反应及沉淀分离等单元组成

9、混和设备：

快速：

混凝剂在废水中发生水解反应的速度很快，要尽量造成急速扰动以生成大量细小絮体，并不要求生成大颗粒；均匀：

为了化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。

混合方式：

管式混合、水泵混合、机械混合

10、反应设备分类：

.机械搅拌反应池：

隔板反应池、折板反应池、穿孔旋流反应池、旋流式反应池、涡流式反应池；组合絮凝池

11、混凝法应用实例：

（高家台自来水厂）取水--加混凝剂--沉淀--过滤--活性炭吸附--消毒（通氯气）--配水

第四章沉淀与上浮

1、沉淀：

利用悬浮颗粒与水的比重差进行分离的方法。

沉淀的分类：

（1）自由沉淀-沉砂池中发生：

离散颗粒，尺寸形状不变，相互无干扰，沉速不变

（2）絮凝沉淀-一次沉淀池：

颗粒有凝聚性，颗粒相互聚集，粒径质量增大（3）成层沉淀-二次沉淀池：

浓度较高，每个颗粒受周围其它颗粒的干扰，形成网状“絮毯”下沉，颗粒群与澄清水层之间有明显的界面。

（4）压缩沉淀-污泥浓缩池：

上层颗粒的重力作用，下层颗粒间的水被挤出，污泥层被压缩

2、沉淀池的分类：

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（进水区、沉淀区、存泥区、出水区）、竖流式、辐流式（四周进水、中心进水）

3、沉砂池：

作用：

去除废水中携带的泥砂。

分类：

平流和竖流，平流效率高，应用广泛。

4、理想沉淀池的特性：

沉淀池的处理效率仅与颗粒沉淀速度和表面负荷有关，与池深无关。

5、平流式、竖流式、辐流式比较：

优点/缺点/适用条件：

1）对冲击负荷和温度变化的适应能力较强；施工简单，造价低每个泥斗需要单独设排泥管各自排泥，操作工作量大；机械排泥时，机件设备和驱动件均浸于水中，易锈蚀；地下水位较高及地质较差的地区；大、中、小型污水处理厂2）排泥方便，管理简单；占地面积小深度大，施工困难；对冲击负荷、温度变化适应能力差；造价较高；池径不宜太大小型污水处理厂

3）机械排泥，运行较好，管理也较简单；排泥设备定型池水水流速度不稳定；机械排泥设备复杂，对施工质量要求较高地下水位较高的地区；大中型污水处理厂

6、油在水中的存在状态：

浮油、分散油、乳化油、溶解油

7、隔油池种类：

平流式隔油池、斜板式隔油池

8、隔油池的安全问题：

（1）池表面应加盖：

为了保证隔油池的正常工作，池表面应加盖，以防火、防雨、保温及防止油气散发，污染大气。

（2）冬季加温：

在寒冷地区或季节，为了增大油的流动性，隔油池内应采取加温措施，在池内每隔一定距离，加设蒸汽管，提高废水温度。

9、气浮池：

定义：

通入空气，颗粒附着在气泡上，浮力作用，气泡上升，携带颗粒漂浮水面。

达到固液或液液分离的目的。

特点：

用于自然沉淀比较难于去除的比重比较轻的细小颗粒、油类（乳化油）。

缺点：

电耗大，释放器易堵塞，浮渣怕大风雨袭击

10、气浮池原理：

必要条件：

向水中提供足够量的微细气泡，使目的物呈悬浮态或具有疏水性，附着气泡上升。

只适宜于去除水中的疏水性颗粒，对于亲水性颗粒（如纸浆纤维、煤粒、重金属离子等），就必须投加合适的药剂（浮选剂），即改善颗粒表面的亲水性。

对于颗粒很细小的微粒，直接气浮效果较差，可投加混凝剂以提高其气浮效果。

11、气浮法在水处理中的应用：

废水：

含油废水的处理，主要去除乳化油；造纸白水回收纤维；毛纺废水：

含有羊毛脂，洗涤剂；染色废水；污泥浓缩：

比一般重力浓缩效果好

给水：

除藻，与沉淀法比较：

可同时去除多种污染物，污泥浓度高；缺点：

耗电，维修复杂

12、溶气气浮法（常用--可乐啤酒）：

使空气在压力下溶于水中并呈饱和状态，然后使废水压力骤然降低，这时溶解的空气便以微小的气泡从水中析出并进行气浮。

加压溶气气浮按溶气水不同有全部进水溶气、部分进水溶气、部分处理水溶气三种基本流程。

第五章深层过滤

1、深层过滤：

以细小坚硬的固体颗粒堆积生成的固定床作为过滤介质，将悬浮于液体中的固体颗粒截留在床层内部，而且过滤介质表面不生成滤饼。

过滤截留的对象：

细小颗粒、细小矾花、藻类、细菌及病毒。

过滤的位置：

沉淀池或澄清池之后；直接过滤。

2、普通快滤池的构造：

进水系统、卵石垫层、滤料层、出水系统、反洗系统、排污系统

3、滤料—滤池的核心部分：

作用：

提供接触凝聚、吸附的表面积及悬浮物储存的容积。

基本要求：

①有足够的机械强度，在冲洗过程中不因碰撞、摩擦而破碎②有足够的化学稳定性，不溶于水，不产生有害物质③具有一定的大小和级配，满足截留SS的要求④外形近圆形，表面粗糙，带有棱角⑤廉价、易得

4、滤料颗粒不均匀，有两大影响：

一、使反冲洗操作因难。

反洗强度太大，会带出细小滤料流失；强度太小不能松动大块滤砂，造成滤层“结块”。

二、使过滤情况恶化。

滤料颗粒大小不均匀，意味着有细小滤料颗粒。

这些细小颗粒会集中在滤层表面，使过滤下来的污物堆积在滤层表面，过滤周期变短。

5、理想情况—滤料沿水流方向由粗到细解决方法：

①改变水流方向，由下向上，但反冲洗不净，滤速慢。

②改用双层或多层滤料—选用不同密度的滤料。

层数越多，越接近理想滤池。

③采用新型的密实度或孔隙率可变的滤料。

5、垫料层（承托层）：

作用：

①阻挡滤料进入配水系统中②承托滤料，均匀配水。

6、配水系统：

作用：

均匀收集滤后水，均匀分配反冲洗水

7、如何保证配水系统反冲洗水的均匀？

：

①尽可能增大配水系统中布水孔眼的阻力，即减小孔眼尺寸，使s2>>s1+s3+s4，使分子分母值接近（比值大于0.95）——大阻力配水系统—形式：

“丰”字型大阻力配水系统，穿孔管式的配水系统

②尽可能减小s1的数值，使水从进口流到末端的水头损失可以忽略不计，s1<

形式：

进水空间＋滤砖滤头

5、过滤机理---迁移、附着、脱落

1）迁移：

筛滤—比滤层孔隙大的颗粒被机械筛分，截留滤料表面

拦截—随流线流动的小颗粒，在流线汇聚处与滤料表面接触。

惯性—惯性冲击脱离流线碰撞到滤料表面。

具有大动量和密度的颗粒。

沉淀—如果悬浮物的粒径和密度较大，将存在一个沿重力方向的相对沉淀速度。

布朗运动—微小颗粒（d＜1μm），扩散到滤料表面。

水力作用—不均匀流场，颗粒受到不平衡力的作用。

2）附着机理：

由上述迁移过程与滤料接触的悬浮颗粒，附着在滤料表面不再脱离，就是附着过程。

接触凝聚—投加凝聚剂，未形成絮体时过滤，接触凝聚。

是主要附着机理。

静电引力—悬浮颗粒与滤料带异电相互吸引。

吸附—悬浮颗粒有很强的吸附趋势，也可能通过絮凝剂的架桥实现。

分子引力—在颗粒附着时起重要作用。

3）脱落机理：

在反冲洗时，滤层膨胀一定高度，滤料处于流化状态。

截留和附着于滤料上的悬浮物受到高速反冲洗水的冲刷而脱落。

滤料颗粒在水流中旋转、碰撞和摩擦，也使悬浮物脱落。

6、过滤效率的影响因素：

滤料：

粒度、形状、孔隙率、厚度、表面性质；悬浮物：

粒度、形状、密度、浓度、温度、表面性质

7、快滤池的运行：

出水阀门调节实现恒速过滤；变水头恒速过滤-无阀滤池\虹吸滤池；现在运行中的工程以变速过滤为主

8、滤池反冲洗目的：

清除截留物，恢复过滤能力。

9、常见故障及对策：

气阻、结泥球、跑砂、水生物繁殖

第六章化学氧化还原

1、化学氧化还原原理：

通过氧化还原反应把水中溶解性有害物质无害化的过程。

（降解、分子结构变化）氧化还原能力—氧化还原电位表示

2、方法分类：

1）.氧化法：

常温常压：

空气氧化、氯氧化、臭氧氧化、电解（阳极）、光氧化；高温高压：

湿式催化氧化、超临界氧化、燃烧法

2.）还原法：

药剂还原（药剂：

亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫代硫酸钠）；金属还原法（材料：

铁粉、锌法）、电解（阴极）

3、氧化还原法的作用：

改变污染物存在状态，变为无毒或微毒物质；降低废水的COD和BOD；改变污染物的可生化性；消毒、除臭、脱色等

4、影响氧化还原反应的因素：

（1）物质的本性：

一般活化能越高，反应速度就慢。

（2）反应物浓度：

反应物浓度越高，反应速度越快。

（3）反应温度：

反应温度越高，反应速度加快。

（4）催化剂：

可降低反应物的活化能，提高反应速度。

（5）溶液的pH值：

影响反应速度。

5、湿式氧化定义：

在较高的温度和压力下，用空气中的氧来氧化废水中溶解和悬浮的有机物和还原性无机物的方法。

6、臭氧氧化：

1）、臭氧的性质：

常温常压下具有鱼腥味的淡紫色气体；不稳定性—在常温下自行分解为氧气放热；溶解性：

在水中溶解度高；有毒气体；强氧化剂；腐蚀性

2）在水处理中的应用：

消毒；纯净饮用水消毒；污染水源水的净化；工业废水的臭氧净化

效果：

降低COD、杀菌、增加溶解氧、脱色除臭、降低浊度

7、氯氧化：

氯消毒；两种途径：

①通过细胞壁渗入细胞体，灭活酶蛋白②直接氧化细胞质

消毒效果和速度与下列因素有关：

①微生物特性，杀菌易，杀病毒难；单个易，成团难

②温度：

较高温度对消毒过程有利③pH：

低pH值，HOCl或NHCl2量多，杀菌能力强。

④水中杂质：

水中的悬浮物掩蔽菌体；还原剂消耗氧化剂;氨与HOCl作用生成氯胺。

氯胺中的氯称为化合性氯，HOCl和OCl-游离氯。

含氨水氯化处理，加氯方法：

折点加氯

水中加氯量分两部分，即需氯量和余氯。

需氯量：

指用于灭活水中微生物、氧化有机物和还原性物质等所消耗的部分。

余氯：

为了抑制水中残余病原微生物的再度繁殖，管网中尚需维持少量剩余氯。

8、化学还原法应用：

还原除铬（把Cr6+还原成毒性较低的Cr3+）、还原法除汞

第七章吸附

1、吸附的基本理论：

固体表面的分子或原子因受力不均衡而具有剩余的表面能，当某些物质碰撞固体表面时，受到这些不均衡力的吸引而停留在固体表面上，这就是吸附。

固体就是吸附剂，其特点是多孔固体，比表面积较大。

被吸附的物质为吸附质。

2、引起吸附的主要原因

（1）溶质对水的疏水特性和溶质对固体颗粒的高度亲合力。

（溶解性）

（2）溶质与吸附剂之间的静电引力、范德华引力或化学键力。

3、影响吸附的因素：

（一）吸附剂结构1）．比表面积：

单位重量吸附剂的表面积称为比表面积。

吸附剂的粒径越小，或是微孔越发达，其比表面积越大，则吸附能越强。

2）孔结构：

孔径太大，比表面积小，吸附能力差；孔径太小，则不利于吸附质扩散，并对直径较大的分子起屏蔽作用。

3）表面化学性质：

吸附剂在制造过程中会形成一定量的不均匀表面氧化物，表面氧化物分成酸性的和碱性的两大类。

酸性氧化物基团对碱金属氢氧化物有很好吸附能力。

碱性氧化物在高温活化时形成，在溶液中吸附酸性物。

表面氧化物成为选择性的吸附中心，使吸附剂只有类似化学吸附的能力，一般说来，有助于对极性分子的吸附，削弱对非极性分子的吸附。

（二）吸附质的性质：

吸附量随有机物分子量的增大而增加

（三）操作条件：

低温有利于吸附，溶液的pH值影响到溶质的存在状态（分子、离子、络合物），也影响到吸附剂表面的电荷特性和化学特性，进而影响到吸附效果。

应保证吸附剂与吸附质有足够的接触时间。

另外，吸附剂的脱附再生，溶液的组成和浓度及其他因素也影响吸附效果。

4、吸附动力学：

三个连续的阶段：

Ⅰ为吸附质扩散通过水膜而到达吸附剂表面（膜扩散）；

Ⅱ为吸附质在孔隙内扩散；Ⅲ为溶质在吸附剂内表面上发生吸附。

5、吸附剂：

满足下列要求：

①吸附能力强；②吸附选择性好；③吸附平衡浓度低；④容易再生和再利用；⑤机械强度好；⑥化学性质稳定；⑦来源广；⑧价廉。

6、活性炭：

具有巨大的比表面和特别发达的微孔，非极性吸附剂、暗黑色，有粒状和粉状

7、树脂吸附剂：

分为非极性、中极性、极性、强极性四类。

适宜吸附处理废水中微溶于水、极易溶于甲醇、丙酮等有机溶剂的有机物。

如脱酚、除油、脱色等。

8、腐殖酸系吸附剂

9、吸附剂再生：

吸附剂结构不变化或者变化极小的情况下，用某种方法将吸附质从吸附剂孔隙中除去，恢复它的吸附能力。

再生方法有加热再生、药剂再生、化学氧化再生、湿式氧化再生、生物再生等。

在选择再生方法时，主要考虑三方面的因素：

①吸附质的理化性质；②吸附机理；③吸附质的回收价值。

10、固定床吸附（升流式、降流式）、移动床吸附、流化床吸附

11、吸附法的应用：

主要处理生化法难于降解的有机物或用一般氧化法难于氧化的溶解性有机物；脱色、脱臭，把废水处理到可重复利用的程度，深度处理中得到了广泛的应用；与其他物理化学法联合，也可与生化法联合，如向曝气池投加粉状活性炭；利用粒状吸附剂作为微生物的生长载体或作为生物流化床的介质（生物活性炭）；生物处理之后进行深度处理等。

第八章离子交换

1、离子交换剂的分类：

按母体材质分为：

无机和有机两大类。

2、离子交换树脂的组成：

单体（能聚合成高分子化合物的低分子有机物，是树脂的主要成分，所以也称为母体）、交联剂、交换基团

3、离子型交换树脂的分类：

（1）交换基团性质分类：

阳离子交换树脂：

与溶液中阳离子进行交换反应的树脂；氢型和钠型；阴离子交换树脂：

与溶液中阴离子进行交换反应的树脂；氢氧型和氯型。

（2）按离子交换树脂的孔型分类：

①凝胶型树脂（通常是显微孔）②大孔型树脂（大孔型树脂是在聚合反应时加入致孔剂，形成多孔海绵状构造的骨架，内部有大量永久性的微孔，再导入交换基团制成。

它并存有微细孔和大网孔）

4、交换容量：

树脂的交换能力；总交换容量：

单位质量离子交换树脂中全部交换基团的数量，商品指标值。

工作交换容量：

一个周期内单位体积树脂实现的离子交换量

5、离子交换过程：

1）边界水膜内的扩散—溶液中离子2）交联网孔内的扩散—溶液中离子3）离子交换反应4）交联网孔内的扩散--交换下的离子5）边界水膜内的扩散---交换下的离

6、离子交换系统及应用：

1）在水的软化主要使用2）在除盐中应用3）在处理工业废水中---多级阴阳离子交换系统

7、离子交换法处理工业废水的特点：

①工业废水比较脏，因此要加强预处理；②工业废水的浓度较高，因此使用周期短；③往往含有氧化剂或有机污染物，使树脂的寿命短；

④水中pH的变化会影响离子存在的形态。

如pH低时，铬酸根为Cr2O72-，接近中性时为CrO42-。

⑤水温过高时会破坏树脂的性能，使交换能力降低。

第九章膜分离

1、膜分离法:

利用特殊的薄膜对液体中的某些成分进行选择性透过的方法的统称,

溶剂透过膜的过程称为渗透；溶质透过膜的过程称为渗析

常用膜分离方法：

电渗析、反渗透、超滤

2、膜分离法特点：

①膜分离过程不发生相变，因此能量转化效率高；②膜分离过程在常温下进行，特别适用于对热敏性物料，如对果汁、酶、药物等的分离、分级和浓缩；

③装置简单，操作容易，分离效率高，认为是水处理的未来发展方向。

3、电渗析原理与过程

原理：

在直流电场作用下，阴阳离子交换膜对溶液中阴阳离子的选择透过性，而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。

电极两侧会发生氧化还原反应。

4、离子交换膜的选择性透过机理：

离子交换膜主要是一种聚电解质，在高分子骨架上带有若干可交换活性基团。

离子交换膜中活性基团越多，双电层越厚，固定基团对反离子的吸引力和对同粒子的排斥力就越大，膜的选择性越好。

5、电渗析器的操作控制：

电流密度控制

浓差极化：

电流密度过大所致离子在膜中的迁移数大于溶液中的迁移数，膜两侧产生浓度梯度，电流强度越大，浓度梯度越大。

电流提高到相当程度，c’值趋于零，淡水侧的边界层中就会发生水分子电离，这种情况称为浓差极化，此时的电流密度称为极限电流密度。

6、电渗析法在给水及废水处理中的应用：

海水淡化；电渗析—离子交换组合工艺制取纯水；电渗析法处理电镀含镍废水

7、反渗透原理：

渗透：

用一张半透膜将淡水和某种溶液隔开，该膜只让水分子通过，淡水中的水分子自发地透过膜进入溶液中。

反渗透：

在溶液一侧施加大与渗透压的压力，则溶液中的水就会透过半透膜，流向淡水一侧，使溶液浓度增加。

实现反渗透过程的必备条件：

高选择性和高透水性的半透膜；操作压力必须高于溶液的渗透压。

8、反渗透装置：

板框式装置：

类似压滤机；管式装置；螺旋式装置；中空纤维装置

9、浓差极化：

水不断透过膜，引起膜表面附近的溶液浓度升高，从而在膜的高压一侧溶液中，从膜表面到主体溶液之间形成一个浓度梯度，引起溶质从浓的部分向淡的部分扩散的现象--浓差极化

导致结果：

反渗透过程中有效推动力减小，透水流量下降，溶质透过量增加，分离效率下降，能耗增加。

膜表面溶液浓度达到一定数值后，可能使一种或几种盐分在膜表面析出，形成垢层，影响正常操作。

10、膜的污染与清洗

（1）污染原因：

①原水中的亲水性悬浮物，在水透过时，被膜吸附；（浮游悬浮质和有机胶体如蛋白质、糖等）②原水中本来处于非饱和状态的溶质，在水透过膜后浓度提高变成过饱和状态，在膜上析出。

（碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐、硫酸盐类）③浓差极化使溶质在膜上析出。

（2）清洗方法：

物理清洗：

淡水冲洗膜表面，原水代替淡水，空气淡水混合；

化学冲洗：

采用化学冲洗剂。

11、反渗透法在水处理中的应用：

1）海水、苦咸水淡化2）废水的再生处理3）工业废水处理和有用物回收（镍铬等）4）饮用水净化（哇哈哈WOHEHE）

12、超滤：

原理：

超滤与反渗透类似，依靠压力和膜进行工作

1、废水生物处理的原理：

污染物，稀释，水解，氧化，光解，微生物降解（主要作用）

2、微生物在废水生物处理中的作用：

（1）去除有机物（以COD或BOD5表示），去除其它无机营养元素如N、P等

（2）絮凝沉淀和降解胶体状固体物；（3）稳定有机物。

3、废水生物处理的重要性