给排水工程师考试 第4章 给水处理.ppt

第4章给水处理,4.1给水处理概论,给水处理方法和工艺流程原水水质水质标准一、给水水质指标指标分类：物理指标：水温、色度、浊度、悬浮物等注意：a）浊度含义及测定意义（是出厂水4项常规检测项目之一，其余3项为：色度、余氯、微生物）b）浊度和悬浮物的关系c）色度：黄色基调的水,化学指标：单项指标无机物特性综合指标有机物特性综合指标，饮用水中采用a）耗氧量（CODMn或OC），也称高锰酸钾指数b）总有机碳TOC微生物指标：细菌总数、总大肠菌群、粪大肠菌群,二、水质标准,1、生活饮用水水质标准（1）制定依据终身饮用安全从4个方面确保安全符合国情（2）生活饮用水卫生标准国标，1986年实施，共35项（3）生活饮用水水质卫生规范卫生部标准，2001年实施，共96项（常规检测34项，非常规检测62项）,（2）与（3）的主要区别：（3）常规增加3项：CODMn（不超过3mg/L）、铝、粪型大肠菌群（2）减少4项：银、DDT、六六六、苯并芘浊度由3NTU降为1NTU，铅、镉、四氯化碳更加严格水源水质应达到地面水环境质量标准中的二类，达不到时应加强处理2、3P86,三、给水处理的基本方法与基本工艺,1、基本方法2、给水处理基本工艺给水处理饮用水处理工业用水处理（1）饮用水常规处理工艺地表水源工艺去除悬浮物和胶体、杀菌地下水源工艺杀菌（2）微污染水源的饮用水处理工艺增加预处理和深度处理、强化常规处理,例题：备考题1.4.9,某工厂自用水系统，水源为江河水，浊度50150NTU，处理后的水锅炉补给水及循环冷却水的补充水，要求浊度5NTU，原水中的钙、镁离子去除90，其他无特殊要求，其处理工艺是必须的，也是经济合理的。A混凝沉淀过滤消毒B混凝沉淀过滤消毒软化C混凝沉淀过滤软化（部分水）（正确）D混凝沉淀软化消毒,4.2混凝,作用投加混凝剂，破坏胶体的稳定性，使之脱稳，相互聚合，形成大的易于沉淀的絮体（矾花）。同时，对溶解性无机物、有机物、色、嗅也有一定的去除作用。一、胶体的基本性质1、胶体的特性水中杂质的分类P191表141胶体特性：（1）颗粒尺寸很小，在水中处于稳定状态（2）使水产生混浊（光学性质）,（3）颗粒表面带电（电学性质）粘土、细菌带负电，AL(OH)3胶体、Fe(OH)3胶体带正电。稳定原因动力学稳定性（布朗运动）聚集稳定性（带电）2、胶体的结构胶核，电位形成离子，束缚反离子，自由反离子吸附层扩散层-胶粒（带电）胶团（电中性）,滑动面胶体移动时，胶粒和扩散层脱离。滑动面在吸附层边界或扩大一些。电位胶核表面电位，即总电位电位胶体滑动面上的电位，即动电位，胶体带电由此电位引起。3、胶体的稳定与凝聚稳定的原因：静电斥力（或水化膜），布朗运动凝聚的原因：范德华引力，布朗运动,胶体最终是否处于稳定状态取决于各种力产生的能量对比。吸引势能与排斥势能的对比见图145：有排斥势能峰，且布朗运动的动能无法克服，故胶体处于稳定状态。破坏胶体稳定性的方法：投加电解质，更多的反离子进入吸附层，降低动电位，使胶体脱稳凝聚。此种使胶体脱稳凝聚的机理为压缩双电层离子价数越高，压缩双电层能力越强。胶体因动电位降低而失去稳定性的过程称为胶体脱稳。,二、铝盐、铁盐在水中的反应,水解反应：生成单核羟基配合物，最终生成AL(OH)3沉淀物，带正电。缩聚反应：生成多核羟基配合物，带正电。三、水的混凝机理与混凝过程1、混凝机理（1）压缩双电层（2）吸附电中和,由于静电引力（范德华引力、氢键、共价键）的作用，胶核表面直接吸附异号聚合离子或异号胶粒等，从而使动电位降低、胶体互相凝聚的现象称为吸附电中和。（3）吸附架桥正负胶体间的吸附架桥、异号电荷高分子混凝剂对胶粒的吸附具有链状结构的高分子混凝剂通过氢键、共价键的作用对胶粒的吸附,（4）沉淀物的卷扫或网捕水中颗粒直接吸附在已形成的大絮体上，随之下沉。2、混凝过程混凝凝聚（混合），投加混凝剂后胶体脱稳发生初步凝聚的过程。絮凝（反应），脱稳胶体相互聚集长大的过程凝聚的要求：快速搅拌，瞬间完成，一般小于2分钟,絮凝的要求：搅拌强度从强到弱，一般需1030分钟3、混凝动力学胶体要发生絮凝，一定要有碰撞，碰撞的动力：布朗运动，由此造成的颗粒碰撞聚集为异向絮凝，也即凝聚流体运动，由此造成的颗粒碰撞聚集为同向絮凝，也即絮凝衡量絮凝效果的参数为G和GT值,（1）速度梯度GG速度梯度，s1；p对单位水体的搅拌功率，W/m3；水的动力粘度，Pas。,（2）速度梯度计算机械搅拌：水力搅拌：注意：各参数的单位要与书上一致,（3）G、GT值范围混合池：G5001000s1T=1030s，（2min）絮凝反应池：G2070s1GT104105例题：P98练习：备考题1.4.4注意：G平(G1+G2+G3+G4)/4,四、混凝剂与助凝剂,1、混凝剂了解常用混凝剂的适宜PH范围及优缺点，P2、助凝剂（1）活化硅酸作为矾花骨架与核心，用于低温低浊水，现场制备（2）聚丙烯酰胺高分子助凝剂，非离子型（带阴离子）。在高浊水预沉淀时，可单独投加，作为混凝剂。,（3）石灰调整PH值3、混凝剂的投加（1）投加量通过实验确定（2）投加系统湿法投加：固体溶解池溶液池计量设备投加固体储存量1530天（规范7.3.12）,溶解池容积W1=(0.20.3)W2溶液池容积W2aQ/417cnW1，W2m3；a混凝剂最大投加量，mg/L；Q处理水量，m3/h；c配制的溶液浓度，一般取520(按固体重量计)，带入公式时为520；n每日调制次数，一般不超过3次。（规范7.3.4、7.3.5）,练习：考试复习手册101备考题1.4.11备考题1.4.63解：W2202.5104/(41715224)1.67(m3),五、混合设备,混合要求、G、T值范围混合方式机械混合：水泵叶轮混合（取水泵距反应池100m以内）、机械混合池水力混合：管式静态混合器、压力水管混合（投药点及流速要求P102）、水射器混合等,六、絮凝反应池,絮凝要求；G、GT值范围；反应池出口做法絮凝池分类：机械搅拌、水力搅拌1、机械搅拌絮凝池：水平轴式、垂直轴式分34档，串连流过各自的适用范围及设计参数P103例题P103,2、水力搅拌（1）隔板反应池：往复式、回转式净间距大于0.5m，一般分为46级设计参数、优缺点及适用范围,（2）折板反应池：单通道、多通道同波折板、异波折板折板反应池优于隔板反应池，水力停留时间较短设计参数、优缺点及适用范围P1053、不同形式反应池的组合,练习：备考题1.4.45备考题1.4.57解：T=V/Q=1.68.84.812/(500001.05)0.0155(d)=22.3(min)或利用T=L/v；vQ/A求G?,备考题1.4.58解：L1=0.304/(1.6（0.250.35）)0.760.54mL2=0.304/(1.6（0.10.15）)1.91.27m备考题1.4.64解：V=QT=4800/（243600）603.33m3,七、影响混凝效果的因素,1、水温原因：水温影响混凝剂的水解提高低温水混凝效果的方法P1072、浊度与悬浮物原因：浊度大小决定了混凝剂的投量和矾花的核心高浊水、低浊水所需混凝剂量都较大提高高浊水、低浊水混凝效果的方法P107108,3、水的PH值原因：每种混凝剂都有其最佳的PH值范围铝盐、铁盐水解时产生H离子，消耗水的碱度，碱度不足时投加石灰，石灰投量公式：AL2(SO4）3：【CaO】=3【a】【x】+【】FeCL3：【CaO】=1.5【a】【x】+【】式中【CaO】纯石灰CaO投量,mmol/L；,【a】混凝剂投量，mmol/L;【x】原水碱度，mmol/L，按CaO计;【】剩余碱度，一般取0.250.5mmol/L,按CaO计。练习：备考题1.4.1,4.3沉淀,一、颗粒沉淀特性1、沉淀分类4种沉淀的特点P108109自由沉淀，不加混凝剂絮凝沉淀，投加混凝剂不论是否加混凝剂，只要颗粒浓度高到一定程度，就会形成拥挤沉淀或压缩沉淀,2、离散颗粒的沉淀速度（自由沉淀）三个区的沉淀速度公式P109例题P1103、水样的颗粒沉速分布曲线（1）沉淀柱试验沉淀柱特点：沉淀柱水深H不一定等于实际沉淀池水深初始时水样各点浓度相同，为C0试验中水面高度不变,（2）颗粒沉速分布曲线,ti时测Ci，计算ui=H/ti，xiCi/C0（含义）图1417练习：备考题1.4.5,二、理想沉淀池特性分析,1、理想沉淀池的构成图1418理想沉淀池的基本假设（条件）P111,2、理想沉淀池对颗粒的去除率,特定颗粒沉速（截流沉速）u0：沉淀池所能全部去除的颗粒中最小颗粒的沉速uu0的颗粒被全部去除，其去除率为1x0uu0的颗粒能够部分去除沉速为ui（u0）的颗粒占自身颗粒的去除率为ui/u0；占全部颗粒的去除率为ui/u0xiuu0的颗粒在沉淀池中的去除率式1-4-17理想沉淀池对颗粒的总去除率式1-4-18,3、理想沉淀池中u0与表面负荷q0的关系,L=v0t0H=u0t0u0=Q/A=q0理想沉淀池的基本特性：特定颗粒沉速在数值上等于沉淀池的表面负荷（但两者在物理意义上完全不同）4、絮凝沉淀池对颗粒的去除率,图1419从理论上，絮凝沉淀的沉淀效果优于自由沉淀，故u0絮u0自,絮凝沉淀颗粒去除率通过试验计算P113图1420练习：备考题1.4.6,三、沉淀池的基本结构与基本设计参数,1、基本结构2、沉淀池基本设计参数（1）基本设计参数u0（q0）、H、T、v，q0是最基本参数（2）参数取值若u0由试验得到，则u0设u0试0.60.8查设计手册得到的u0值可直接应用，已考虑安全系数,四、沉淀池,1、平流式沉淀池结构、优缺点图1421，22,室外给水设计规范规定的参数及要求P118衡量沉淀池水流状态的参数：Fr和Re，希望Fr大、Re小设计方法选u0（q0），再从H、T、v中选2个（按规范要求）例题：P119,2、斜板（管）沉淀池,（1）斜板（管）沉淀池的原理与特点原理根据Eiui/u0ui/(Q/A)=uiA/Q在去除率不变的情况下，池深越浅，池长就越短，池容越小浅池理论,图1425,图1426,斜板沉淀池分类：按水和泥的运动方向异向流斜板沉淀池同向流斜板沉淀池按水流方向上向流斜板沉淀池下向流斜板沉淀池侧向流斜板沉淀池斜管沉淀池异向流优缺点P121,(2)斜板沉淀池产水量计算,异向流斜板沉淀池式1-4-23式中斜0.60.8同向流斜板沉淀池式1-4-24侧向流斜板沉淀池式1-4-22从公式看出：斜板沉淀池的产水量远大于同体积的平流式沉淀池斜板沉淀池的液面负荷q斜Q/A，A为斜板区池面面积，与平流式沉淀池中的表面负荷概念基本一致。异向流斜板沉淀池的q斜9.011.0m3/(m2.h),斜管沉淀池利用q斜计算，见给水工程P306(3)异向流斜板（管）沉淀池适用范围：浊度小于1000NTU设计参数：P124(或设计规范),图1428,（4）同向流斜板沉淀池图1429，30,适用范围：浊度小于200NTU设计参数：P125(或规范)液面负荷3040m3/(m2.h)（5）侧向流斜板沉淀池设计参数：P126,3、竖流式沉淀池,4、辐流式沉淀池用于高浊度水的预沉淀处理,五、澄清,1、工作原理特点：集絮凝、沉淀于一身原理：接触絮凝分类泥渣悬浮型澄清池：悬浮澄清池、脉冲澄清池泥渣循环型澄清池：机械搅拌澄清池、水力循环澄清池2、机械搅拌澄清池,图1435,设计参数P129适用范围：浊度小于5000NTU优缺点3、脉冲澄清池六、气浮气浮原理适用范围:浊度小于100NTU及含有藻类等密度小的悬浮物质的水设计参数：规范,练习：备考题1.4.7备考题1.4.10备考题1.4.12备考题1.4.36备考题1.4.37,38备考题1.4.43,44备考题1.4.56B=Q/(Hv),4.4过滤,沉淀（澄清）池出水浊度10NTU以下，滤后可达1NTU以下，可去除25m以上的颗粒。一、过滤原理1、过滤技术分类（1）表层过滤机械筛滤（2）深层过滤机理为接触絮凝滤池工作机理：接触絮凝和机械筛滤，前者为主,2、深层过滤机理,（1）迁移（2）附着水流剪力颗粒附着力，附着稳定水流剪力颗粒附着力，颗粒脱落，向下运动二、滤池的运行1、滤池的运行周期过滤周期从过滤开始至过滤结束工作周期从过滤开始至反洗结束,（1）过滤状态,图1440,实际运行中控制过滤周期的方法,水头损失达到最大允许值，一般为22.5m，各种滤池的水损见规范运行时间工作周期一般为1224小时（规范）（2）反冲洗状态单独水反冲洗滤料膨胀，膨胀度4050%，时间57分钟，用水量5左右水反冲洗加表面辅助冲洗气水联合反冲洗用于均质滤料，滤料不膨胀或微膨胀,强制滤速用于校核滤池设计是否合理,全部滤池中的1个或2个停产检修或反冲洗时，其他滤池的滤速。不要太大。,2、滤池过滤的运行方式,（1）变水头恒速过滤特点：进水口水位高于滤池最高设计水位每格进水流量基本相等，过滤速度不变滤池水位逐渐升高，直至达到最高设计水位优缺点：P135采用此方式的滤池：虹吸、无阀,图1441,图1442,（2）恒水头恒速过滤,特点：进水口在滤池水面以下，各滤池的水位相同，并保持不变由专用出水控流阀控制恒滤速过滤周期由控流阀达到最大预订开启度控制（或由过滤时间控制）优缺点：P136采用此方式的滤池：V型滤池,图1443,图1444,（3）减速过滤,特点：进水口在滤池水面以下，各滤间的水位相同，水位变化各滤间轮流反冲洗，每间滤速阶梯式下降过滤周期由水位控制（或由过滤时间控制）优缺点：P137采用此方式的滤池：移动罩滤池（典型）普通快滤池（近似）,练习：备考题1.4.14备考题1.4.17备考题1.4.19备考题1.4.22备考题1.4.39备考题1.4.40,三、滤料,1、滤料材质与规格（2）滤料规格表示滤料规格的参数dmax和dmin有效粒径d10反映细滤料尺寸不均匀系数K80越大，对过滤和反冲越不利K80=d80/d101我国采用dmax、dmin和K80,2、常用滤料,（1）石英砂滤料参数P138优缺点：水力筛分，纳污能力差，易穿透（2）双层滤料参数P138优缺点：纳污能力强，滤速高（或过滤周期长），出水水质好,（3）均质滤料,定义：沿整个滤料层深度方向的任一横断面上，滤料组成和平均粒径均匀一致反冲洗方法：气水联合，滤料不膨胀或微膨胀参数：P139（4）其他滤料练习：考试复习手册201,四、滤池的基本构造,图1438,1、滤料层2、配水系统和承托层（1）大阻力配水系统构成：“丰”字型穿孔管卵石垫层冲洗水泵或高位水箱参数：开孔比为0.20.28%v孔，h孔，d孔，h总68m等，P140优缺点：配水均匀；所需反冲洗水头大,图1445,（2）小阻力配水系统,构成：底部进水空间穿孔板（滤头或滤砖）参数：开孔比为1.01.5%h总1m左右优缺点：不需设反冲洗设备；配水均匀性比大阻力系统差（3）中阻力配水系统开孔比为0.60.8%,3、反冲洗排水,（1）洗砂排水槽要求P143第三条：槽底距砂面（未膨胀）距离eHe滤层膨胀度，4050；H滤层厚度（2）集（排）水渠,4、辅助系统,（1）反冲洗水塔或水泵水塔反冲洗水塔高度：H0=h0h2h3h4h5反冲洗水塔容积：V=1.5qFt水泵扬程：H=H0+He流量：一个滤间的反冲洗流量（2）管廊,（3）控制系统水力控制、时间控制（4）表面辅助冲洗装置练习：备考题1.4.16解：据给水工程P338式1732,备考题1.4.21备考题1.4.23解：L=eH=0.70.45=0.315规范7.5.9条7.5.11条备考题1.4.46,五、滤池,1、普通快滤池结构：4个阀门、大阻力、几个滤池组成一个滤池组运行方式：减速过滤优缺点及适用范围P146例题解：5/(5-1)8=10,2、双阀滤池,2个阀门、大阻力、减速过滤图1453,3、虹吸滤池,结构：无阀门、68个滤间组成一个滤池、小阻力系统、用滤后水进行反冲洗运行方式：变水头恒速过滤优缺点及适用范围P148图1455,4、重力式无阀滤池,图1456,图1457,结构：无阀门、一个滤间可自成一个系统、进水设置U型管、小阻力系统、用滤后水进行反冲洗运行方式：变水头恒速过滤优缺点及适用范围P152,5、移动罩滤池,图1459,结构：许多滤格组成一个滤池、各格轮流反冲洗、小阻力系统、用滤后水进行反冲洗运行方式：每格为恒水头变速过滤优缺点及适用范围P153,6、均质滤料滤池,典型代表：V型滤池结构：均质滤料；进水槽为V型；反冲洗时进水不停，进行表面扫洗；气水联合反冲洗，滤料不膨胀或轻微膨胀；小阻力系统。运行方式：恒水头恒速过滤优缺点及适用范围P1547、压力滤池,练习,复习考试手册204备考题1.4.18备考题1.4.20解：9.50.4m（滤池进水水位）滤层表面以上水深为1.52.0m(规范7.5.12)，则水面标高应为8（1.52.0）9.510m备考题1.4.25(审题)备考题1.4.27,备考题1.4.49备考题1.4.59解：A单=1.51041.06/（24106）=11.04m3q=1.51041.06/（2411.04)=60m3/m2.h=16.7L/m2.s备考题1.4.31,4.5消毒,一、消毒概论1、消毒目的消毒标准：细菌学指标2、消毒方法氯、二氧化氯、臭氧、紫外线各自的优点及存在的问题3、消毒剂的投加点滤后加氯（清水池前投加）,出厂补充加氯（二泵站处）预加氯（取水口或水厂入口，防治藻类繁殖），目前不提倡，改用KMnO4、O3、H2O2等。中途补氯（用于大型管网）二、氯消毒1、氯消毒原理液氯转化为气态投加,若水中无氨，则生成HOCL和OCL1，1价的CL具有氧化、杀菌作用。氯消毒原理P157,HOCL起主要作用HOCL和OCL1的比例与水的PH值及水温有关，低温、低PH值消毒效果好若水中有氨氮，则生成氯胺，消毒原理仍为HOCL杀菌。各种氯胺的比例与PH值及氯胺比有关,有效氯包含：自由性（游离性）氯（HOCL和OCL1）化合性氯（各种氯胺）余氯剩余的有效氯2、加氯量加氯量需氯量余氯量规范规定P158,图1463，64,3、氯消毒工艺,（1）折点氯化法水中氨氮含量少时采用。经验：原水氨氮含量小于0.3mg/L时折点加氯；大于0.5mg/L时，峰点前加氯。（2）氯氨消毒法减少消毒副产物先氯后氨有大型管网时清水池前折点加氯，出厂时加氨；CL2:NH3=36:1(重量比)。,化合性的氯胺消毒法原水氨氮含量高时清水池前同时投加，利用清水池接触（大于2h）4、加氯设备加氯要求规范7.7.17.7.16储氯量1530天,图1465,三、二氧化氯消毒,1、消毒原理及方法原理氧化作用投加方法滤后投加，单独使用二氧化氯预氧化+滤后加氯2、二氧化氯制备现场制备（1）（3）（4）都存在CL2，仍有消毒副产物问题3、优缺点P163,练习,备考题1.4.24备考题1.4.26备考题1.4.30备考题1.4.36备考题1.4.41备考题1.4.2给水工程反应器公式备考题1.4.3给水工程反应器公式,4.6地下水除铁除锰,一、含铁含锰地下水存在形态：Fe2、Mn2，常共存，一般浓度Fe2Mn2二、地下水除铁除锰原理1、除铁原理（1）原理Fe2+OFe3Fe（OH）3过滤（2）方法空气氧化P165式1-4-43,要求：PH6，最好7；含硅水PH6特点：属自催化氧化两种除铁工艺路线：曝气氧化池滤池曝气滤池药剂氧化CL2需CL2计算P1662、除锰原理（1）原理Mn2+OMn4MnO2过滤,（2）方法空气氧化P166式1-4-47,需O2计算药剂氧化CL2P166式1-4-48,需CL2计算（3）特点反应慢，需自催化，滤料为锰砂要求PH7.5铁锰共存时，先除铁后除锰。Fe2、Mn2浓度低时，采用一个滤池，上层除铁下层除锰；浓度高时，采用2个滤池,二、地下水除铁除锰工艺与设备,1、处理方法（1）原水曝气接触氧化过滤（2）原水曝气氧化过滤（3）药剂氧化过滤2、处理工艺流程各种工艺流程的适用条件3、曝气设备4、过滤设备滤料与过滤工艺参数P170,练习,备考题1.4.47,4.7水的软化与除盐,一、软化与除盐概述1、软化与除盐目的及基本处理方法（1）软化去除水中Ca2+、Mg2+方法：药剂软化、离子交换（2）除盐去除水中各种离子淡化部分去除离子方法：离子交换（各种规模）、电渗析（小规模）、反渗透（中小规模）、蒸馏法（大规模海水淡化）,2、水中常见溶解离子,溶解性物质：无机离子、少量溶解气体、微量有机物溶解性阳离子：Ca2+、Mg2+、Na、K溶解性阴离子：HCO3-、SO42-、CL-3、软化除盐浓度表示方法（1）硬度以CaCO3计，饮用水450mg/L,（2）水的纯度表示方法电阻率、电导率除盐水、纯水、高纯水的电导率P172表1-4-6（3）软化除盐计算的离子浓度常用单位当量粒子的摩尔浓度当量浓度当量粒子及摩尔质量P173，表147,表147,（4）水中阴阳离子的组合关系C阳当量粒子C阴当量粒子加热或浓缩后，按一定规律组成化合物，从水中析出，组合顺序：Ca2Mg2Na（K）CO32-HCO3-SO42-CL,例题,图1474,二、药剂软化法,1、石灰软化法（1）反应原理P174石灰投量计算P174式1454，与投加混凝剂共同考虑，浓度均为当量粒子的摩尔浓度（2）特点只能去除碳硬和碱度水中阴、阳离子浓度均降低,出水残余硬度较高用于要求较低的软化处理图1475,三、离子交换法,1、离子交换基本原理（1）离子交换树脂构成：母体交换基团分类按母体结构凝胶型大孔型按交换基团阳离子型RH、R弱H、RNa阴离子型ROH、R弱OH,（2）离子交换树脂的性能指标,1）产品编号2）主要性能指标全交换容量、工作交换容量湿真密度湿树脂质量/树脂颗粒本身所占体积湿视密度湿树脂质量/树脂堆积体积含水量率,（3）离子交换反应特性,1）离子交换树脂对水中离子的选择性强酸性阳树脂与水中离子交换的选择顺序：Fe3+Al3+Ca2Mg2K=NH4NaH强碱性阴树脂与水中离子交换的选择顺序：SO42-NO3-Cl-HCO3-HSiO3-,2）离子交换平衡与可逆性RH+NaRNa+H软化时，RHRNa再生时，由于H浓度很大，RNaRH,（4）离子交换软化除盐基本原理,1）离子交换软化图1477,2）离子交换除盐图1478,3、离子交换软化除盐工艺,（1）软化工艺流程1）RNa软化强酸性方法见图1477适用范围P180特点去硬不去碱，其他2）RHRNa并联软化除碱系统均为强酸性,图1479，80,RH，RNa通过的流量(RH以Na泄漏为运行终点)：注：式中浓度均为当量粒子摩尔浓度适用范围：P181,3）RHRNa串联软化除碱系统均为强酸性通过RH的流量与并联相同，通过RH的流量为100。特点出水水质比并联好；RNa交换器容积大例题4）R弱HRNa串联软化除碱系统R弱H除CO2器RNa特点P182,（3）除盐工艺流程基本工艺流程RH放在ROH前面的原因3、离子交换软化除盐设备1）固定床顺流式、逆流式2）连续床3）混合床,四、膜分离法除盐与纯水生成的基本方法,膜分离法电渗析用于除盐反渗透用于除盐超滤微滤1、电渗析法除盐（1）电渗析法除盐产物：淡水、浓水、阳极产生O2和Cl2、阴极产生H2,图1488,（2）应用“级”和“段”：一对电极之间的膜堆称为一级，具有同向水流的并联膜堆称为一段。增加级数可增加产水量，增加段数可提高脱盐率。优缺点应用苦咸水或海水淡化高纯水除盐的预处理（电渗析混合床）,图给水工程P436图2212,2、反渗透法除盐,（1）反渗透法除盐原理图1489,去除对象：1nm以下的无机离子及小分子按工作压力分类：a）高压反渗透（海水淡化）b）低压反渗透（苦咸水淡化）c）超低压反渗透（自来水除盐）（2）反渗透设备及应用需要加压水泵、预处理设备等。串连可提高除盐率，浓水循环可提高淡水产水率,应用饮用纯水，工业纯水超纯水生产的预脱盐（反渗透混合床）优缺点P190练习:备考题1.4.50,4.8给水厂设计,一、水厂的厂址选择1、给水厂位置的设置方式（1）取水点距用水点较近给水厂与取水构筑物（一泵站）建在一起（2）取水点距用水点较远给水厂建在用水区附近（3）取水点距用水点较远给水厂建在取水构筑物附近，在用水区附近再建一个配水厂（少）,（4）高浊度水预沉池建在取水构筑物附近，主要净水构筑物建在用水区附近2、厂址选择的原则二、设计步骤与设计原则1、设计步骤2、总体设计原则P195三、水厂工艺流程与主要处理构筑物选择1、地下水为水源一般为清水池前加氯含铁、锰时，除铁除锰,（2）一般的地表水为水源常规处理工艺（3）低温、低浊、高藻水为水源加大混凝剂投量混凝气浮过滤（4）微污染水为水源预处理（生物、预氧化、粉末活性炭等）常处理常规处理深度处理（臭氧、活性炭、生物活性炭等）,预处理常规处理深度处理（5）高浊度水为水源预沉常规处理2、水处理构筑物的选择3、滤池冲洗废水回用与水厂污泥外排四、水厂平面与高程布置1、平面布置P1982、高程布置P199满足重力流五、水厂生产过程监测与自动控制,练习,备考题1.4.28备考题1.4.33备考题1.4.34备考题1.4.51备考题1.4.52备考题1.4.53,第五章水的冷却和循环冷却水水质处理,5.1水的冷却一、冷却构筑物类型1、水面冷却池通过水体水面向大气中散发热量敞开式2、喷水冷却池利用喷头喷水进行冷却敞开式3、湿式冷却塔内设填料和喷头的塔型冷却设备敞开式,图153,二、冷却塔的工艺构造,1、冷却塔的组成部分及其作用P204图154,2、冷却塔的组成部分简介,（1）配水系统1）管式配水系统固定管式、旋转管式2）槽式配水系统3）池式配水系统了解各种配水系统的适用条件，流速见规范,图157,图158，9,图1510,（2）淋水填料1）点滴式淋水填料图1511,2）薄膜式3）点滴薄膜式（3）通风及空气分配装置（4）其他装置2）集水池冷却塔设计规范对集水池有要求，P211,三、水冷却原理及冷却塔热力计算的基本方法,1、水冷却原理接触传热、蒸发传热接触传热水、气接触时，由于温度差，产生传热（热量为H），当水温tf(水面温度)高于气温时，水的热量传给空气，水降温。（方向也可能相反）蒸发传热当热水表面直接与未被水蒸气所饱和的空气接触时，热水表面的分子不断化为水蒸气，在此过程中，将从水中吸收热量（H），使水得到冷却。,蒸发可在沸点以下发生，与tf是否高于气温无关，H总是从水到空气。水气交界面处的水蒸气分压为对应于水温t的饱和蒸气压力Pq”，周围环境的水蒸气压力为Pq，只要Pq”Pq，蒸发就存在。不同温度下水的散热情况有4种。,图1519,湿球温度代表了在当地的气温条件下，水通过湿式冷却所能冷却到的最低极限温度。也即冷却塔出水的理论极限温度。干球温度当地空气温度冷却塔的实际运行状态为tf。冬季接触传热量占5070，夏季蒸发传热占8090。2、冷却塔热力计算的设计任务与基本方法（1）基础资料P213,（2）设计任务冷却塔的面积计算（根据冷却任务选择冷却塔）冷却塔运行状态计算（已选定冷却塔，验算出水温度）（3）基本方法理论法（焓差法）、经验法（