复习总结消防工程.doc
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1、水质工程学复习总结水质工程学复习总结 一、概论一、概论 1、什么是不合格的天然原水?水体中的杂质存在情况及划分。、什么是不合格的天然原水?水体中的杂质存在情况及划分。不合格的天然原水不合格的天然原水:水体中杂质水体中杂质:天然水中存在的杂质重要来源于所接触的大气、土壤等自然环境,同时人类活动产生的各种污染物也会进入天然水体。(1)、按水中杂质的尺寸,可以分为:溶解物、胶体颗粒和悬浮物 3 种。(2)、从化学结构上可将水中杂质分为:无机物、有机物、生物等几类。(3)、按杂质的来源可以分为:天然的和污染性的物质。2、用户对水质有哪些规定,掌握饮用水卫生标准。、用户对水质有哪些规定,掌握饮用水卫生标
2、准。(P20)用户对水质规定用户对水质规定:(1)水中不得具有病原微生物;(2)水中所含化学物质及放射性物质不得危害人体健康;(3)水的感官性状良好。饮用水卫生标准饮用水卫生标准:(1)微生物学指标:抱负的饮用水不应具有致病微生物和生物。(2)水的感官性状指标和一般化学指标:(3)毒理学指标:(4)放射性指标:3、地表水去除悬浮物为主的净水工艺及各部分的作用。、地表水去除悬浮物为主的净水工艺及各部分的作用。常规的地表水解决流程:以去除水中的浑浊物质和细菌、病毒为主,水解决系统重要由澄清和消毒工艺组成,典型的水解决流程如下,其中混凝、沉淀和过滤的重要作用是去除浑浊物质,称澄清工艺。混凝:混凝剂和
3、原水中的悬浮物混合,生成足够大的絮凝体。沉淀:絮凝体在其中沉淀除去。过滤:剩余的细小絮凝体进一步在滤池中被过滤除去。消毒:消灭水中剩余的病菌。4、地面水水源评价的意义与方法。、地面水水源评价的意义与方法。意义:保证水资源连续发展的前提,是水资源开发运用的基础。方法:概率与数理记录法、成因分析法、地理综合法。5、专业术语:富营养化水体、水体自净能力、反映速率、反映级数、水解决“反、专业术语:富营养化水体、水体自净能力、反映速率、反映级数、水解决“反映器”、浊度、色度、映器”、浊度、色度、NTU、JTU、SS、含砂量等。、含砂量等。富营养化水体富营养化水体:指富含磷酸盐和某些形式的氮素的水,在光照
4、和其他环境条件适宜的情况下,水中所含的这些营养物质足以使水体中的藻类过量生长,在随后的藻类死亡和随之而来的异养微生物代谢过程中,水体中的溶解氧很也许呗耗尽,导致水体质量恶化和水生态环境结构破坏的现象。水体自净能力水体自净能力:指水体在流动中或随着时间的推移,水体中的污染物自然减少的能力。反映速率反映速率:单位体积内液体中反映物消失的数量或生成物增长的数量(或浓度的增长减少)。即:反映级数:反映级数:设有化学反映方式(或称化学计量方程式):xA+yBpC+qD 式中:A、B反映物 A 和 B;x、y反映物 A 和 B 的分子数;C、D生成物 C 和 D;p、q生成物 C 和 D 的分子数。若通过
5、实验数据的整理,可得到上式 A 的反映速率:r(CA)=dCA/dCB=-kCACB,式中:K反映速率常数;(+)反映级数。dtdCiCir)(说明:(+)的值分别为零,1、2 时称为零级、一级、二级反映。水解决“反映器”:水解决“反映器”:重要是通过“水解决效应”这一概念作为解决设备的共性,可以把他们都称为水解决的“反映器”,从而能把他们统一起来。浊度浊度:指水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍限度。色度色度:用来评价色质刺激,其值由色度坐标或主波长(或补色波长)和纯度拟定。NTU:指散射浊度单位,表白仪器在与入射光成 90角的方向上测量散射光强度。FNU 指福尔马肼散射法单位,同样表白仪器在
6、与入射光成 90角的方向上测量散射光强度 JTU:杰克逊浊度计,是一个过去使用的单位,当时人们运用杰克逊浊度计目测浊度:将待测水样倒入一支竖直置于火焰正上方的玻璃管中,直到无法看清玻璃管为止。SS:SS 是英语(SuspendedSubstance)的缩写,即水质中的悬浮物。水质中悬浮物指水样通过孔径为 0.45m 的滤膜截留在滤膜上并于 103105烘干至恒重的固体物质,是衡量水体水质污染限度的重要指标之一,常用大写字母 C 表达水质中悬浮物含量,计量单位是 mg/l。含砂量含砂量:单位体积水体中所含的砂的比例。6、反映器的基本概念及在水解决中应用的意义。、反映器的基本概念及在水解决中应用的
7、意义。基本概念:在化工生产过程中,都有一个发生化学反映的生产核心部分,发生化学反映的容器称为反映器。水解决应用:反映器理论的应用,2 个观点(统称为水解决反映器)水解决设备(反映器)一般在常温常压下进行,在于引用反映器理论来提高水解决理论;由于水解决中的水量较之化工中物料大的多,故结合自身特点来发展水解决反映器理论。7、常见反映动力学方程(零级、一级、二级反映)。、常见反映动力学方程(零级、一级、二级反映)。8、了解、了解 CMB、CSTR、PF 反映器的基本原理。反映器的基本原理。CMB:完全混合间歇式反映器,间歇反映是在非稳态条件下操作的,所有物料一次加进去,然后搅拌混合,反映结束后物料同
8、时放出,无输出与输入,所有物料反映时间相同,反映物浓度随时间变化,因此化学反映速度也随时间变化,但反映器内成分永远均匀。CSTR:完全混合连续式反映器(稳态流),物料不断进出,连续流动,反映物受到极好的搅拌,因此反映器内各点浓度完全均匀,不随时间变化,反映速度亦不变。PF:推流式反映器(活塞流反映器),流体以列队形式通过反映器,液体元素在流动的方向无混合现象,反映器中每一流体元素的停留时间均相等。二、水的混凝、混凝工艺的工程设计二、水的混凝、混凝工艺的工程设计 1、专业术语:胶体的稳定性、脱稳、混凝、电位、同向絮凝、异向絮凝、最、专业术语:胶体的稳定性、脱稳、混凝、电位、同向絮凝、异向絮凝、最
9、佳投加量、搅拌强度、佳投加量、搅拌强度、G 值、值、GT 值等。值等。胶体的稳定性胶体的稳定性:胶体颗粒在水中长期保持分散状态的特性。脱稳脱稳:采用某种手段,使胶体粒子失去稳定性而聚结下沉的现象。因电位减少,以致失去稳定性的过程。混凝(混凝(凝聚)凝聚):投加药剂(混凝剂),使胶体粒子失去稳定性,通过粒子间的碰撞,结合,生成大粒子的过程。(微粒之间的聚集过程)电位的作用电位的作用:减少电位,中和胶体的电性,压缩可动层,减少水膜化的厚度。异向絮凝:异向絮凝:由布朗运动引起的颗粒碰撞聚集称为异向絮凝。同向絮凝:同向絮凝:由水力或机械搅拌所导致的流体运动引起的颗粒碰撞聚集称同向絮凝 混凝剂的最佳投量
10、:混凝剂的最佳投量:涉及理论最佳投量和最佳工艺数量。简朴的说就是以最少的混凝剂投加量达成最佳的除浊效果。搅拌强度搅拌强度 G G 值值:指速度梯度,某个方向上的一个速度差。GTGT 值值:速度梯度和反映时间的乘积。反映:G=5020s-1 1,GT=104 105 ,t=1530min 混合:G=7001000 s -1 1 ,t2min,1030s 2、混凝机理及胶体双电层结构和结构式、吸附架桥。、混凝机理及胶体双电层结构和结构式、吸附架桥。(1)基本概念 混凝(凝聚):投加药剂(混凝剂),使胶体粒子失去稳定性,通过粒子间的碰撞,结合,生成大粒子的过程。(微粒间的聚集过程)三种假说:电中和、
11、网络沉降、吸附架桥(2)双电层作用机理:涉及吸附、互换及压缩三种作用 (3)固定层和可动层(扩散层)称为双电层。当扩散层开的越厉害,电位越高,相反,当扩散层极度压缩,电位值接近于零,即等电状态。(4)吸附架桥机理:分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机或者无机高分子物质架桥连接,凝集为大的聚集体而脱稳聚沉,此时胶体颗粒之间并不直接接触,高分子物质在两个胶体颗粒之间像桥同样将它们连接起来。3、铝盐和铁盐水解的过程及影响因素。、铝盐和铁盐水解的过程及影响因素。铝盐和铁盐混凝剂是水解决中的两类常用药剂。其中铝盐有:硫酸铝,明矾(Al2(SO4)3K2SO424H2O)、氯化铝、铝酸钠(NaAlO2)和新出
12、现的 PAC、PAS 等。铁盐有:氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁和新出现的 PFC、PFS 等。硫酸铝的水解硫酸铝的水解:pH4 Al2(SO4)3 2Al3+3SO42-Al3+6H2O Al(H2O)63+Al(OH)(H2O)52+H+pH5 pH=78 Al(OH)4(H2O)2-H+pH8.5 事实上在 pH=4.5,那些水合离子又可络合成高价的离子被吸附于胶粒表面即可中和电量使之脱稳,所以按照电位学说,应在 pH=4-5 条件下最佳,用于除色可达较好的效果。腐殖酸+2Al(OH)2+Al2腐殖酸(OH)2 硫酸亚铁的水解硫酸亚铁的水解:当水的 pH 值大于 8.0 时,加入水中的亚铁易被
13、水中的溶解的氧氧化成三价铁,当原水的 pH值较低时,可将硫酸亚铁与石灰、碱性条件下活化的硅酸等碱性药剂一起使用,可促进二价铁离子氧化。当原水 pH 值较低并且溶解氧局限性时,可通过加氯来氧化二价铁:6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3+2FeCl3 根据以上反映式,理论上硫酸亚铁与氯的投加量之比约为 8:1,但实际生产中,为使亚铁氧化迅速充足氧化,可根据实际情况略增长氯的投加量。影响因素影响因素:投加量、pH、温度等。4、混凝剂投配的关键设施(配置、计量、投加等)。、混凝剂投配的关键设施(配置、计量、投加等)。混凝剂投加设备涉及计量设备、药液提高设备、投药箱、必要的水封箱以及注入设备等
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