1、第二章第二章 工业用水的预处理工业用水的预处理 第一节第一节 天然水中不溶性杂质的去除天然水中不溶性杂质的去除 天然水中的杂质：天然水中的杂质： ：砂石、腐殖物等 ， 密度轻的上浮 ， 密度 大的下沉 ， 形成各种悬浮状态 。
：分子和离子的集合体 ， 天然水中主要是 腐殖质与铝、铁、硅等化合物 。
： Ca2离子：石灰石、石膏中溶解出来的 ， 当水 中含有CO2时 ， 可以溶解更多的Ca2离子 ，以重碳酸钙形式溶解下来 。
Mg2离子：溶解地岩中的白云石产生的 。
HCO3、Cl、SO42、K、Fe和Mn离子、 NO3、以及H4SiO4等 。
：CO2有机物分解产生；O2来自空 气和水生植物的光合作用；H2S等 。
内容：主要 。

2、除去悬浮物和胶体物 ， 为进一 步软化和除盐打下基础 。
预处理使悬浮物 降到5mg/l以下。
方法：混凝、沉淀、澄清和过滤等 。
杂质除去内容和方法杂质除去内容和方法 微粒的布朗运动 微粒间的静电斥力 微粒的水化作用 反离子的压缩：静电斥力减弱或消除 。
胶体吸附和混凝剂的架桥作用：沉淀作用 。
沉淀物的卷扫（网捕）作用：加大混凝剂用 量 ， 使相互沉淀絮凝 。
混凝可去除的颗粒大小是胶体及部分细小的悬浮物 ， 是混凝可去除的颗粒大小是胶体及部分细小的悬浮物 ， 是 一种化学方法 。
一种化学方法 。
范围在：范围在：1nm1nm0.10.1 m m（有时认为在（有时认为在1 1 m m） 混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳 ，。

3、相互凝聚生长成大混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳 ， 相互凝聚生长成大 矾花 。
矾花 。
水处理中主要杂质：粘土（水处理中主要杂质：粘土（50nm-4 50nm-4 m m） 细菌（细菌（0.20.2 m-80m-80 m m） 病毒（病毒（10nm-300nm10nm-300nm） 蛋白质、腐殖酸（蛋白质、腐殖酸（1nm-50nm1nm-50nm） 水中胶体的性质水中胶体的性质 混凝剂在水中的水解与形态混凝剂在水中的水解与形态 胶体与混凝剂的相互作用胶体与混凝剂的相互作用 1637年我国开始使用明矾净水 ， 年我国开始使用明矾净水 ， 1884年西方才开始使用 。
年西方才开始使用 。
混凝作用混凝作用凝聚凝聚和和 。

4、絮凝絮凝的共同作用的共同作用 混凝机理：水溶胶 和双电层机理：图 中看出 ， 由胶核形 成的胶体粒子 ， 带 有相同的电荷 ， 相 互不能靠近 ， 保持 稳定而不沉淀 。
要 破坏胶体的稳定 ，使之沉淀的作用 “混凝” 1、凝聚（双电层压缩）、凝聚（双电层压缩） 向水中加入某种电解质（凝聚剂） ， 使胶体的 扩散层变薄 ， 电位降低甚至趋于零 。
胶体容易 相互靠拢而聚结成大的颗粒沉淀“凝聚” 2、絮凝（吸附架桥）、絮凝（吸附架桥） 向水中加入高分子的物质或高价金属盐（能 水解生成高聚物 ， 称为絮凝剂） ， 由于吸附 作用和高分子物质的架桥作用 ， 破坏了胶体 的稳定性 ， 而沉淀“絮凝” 。
3、沉淀物的卷扫（网捕）作用、沉淀物的卷扫（网 。

5、捕）作用 加入铝盐或铁盐等 ， 形成高聚合度的氢氧 化物 ， 可以吸附卷带水中胶体而沉淀 ， 这 种现象沉淀物卷扫作用 。
混凝的影响因素混凝的影响因素 Ph值值：铝盐需要Ph 5.77.5；铁盐需要大于8.5 ，需要添加石灰或碱提高Ph ， 还要有足够的溶解氧 使二价铁转换成三价铁 。
水温水温：无机盐类溶解是吸热反应 ， 温度太低不利 于混凝 ， 分子运动减少也不利于混凝 。
所以 ， 升 高温度有利于混凝 ， 一般在2530C 。
混凝剂用量混凝剂用量：适当 ， 正好形成架桥作用 ，用量太多会使悬浮物重新稳定 。
原水水质原水水质：根据浊度确定 ， 浊度高应适当 加大投料量 ， 浊度低也要提高混凝剂量 。
适度的浊度混凝剂量较低 。
水与混凝剂的 。

6、混合速度水与混凝剂的混合速度 助凝剂助凝剂（调节Ph值 ， 有利于沉淀产生） 混凝剂和助凝剂（见混凝剂和助凝剂（见P18表表2-1） 混凝剂：起凝聚作用 。
絮凝剂（助凝剂）：起架桥作用的有机合 成物 。
无机混凝剂：硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化 铁、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（ PFS）、聚合硅酸铁（PFSC）、聚合硅酸 硫酸铝（PASS）、聚合硅酸铁铝；分为 铝系、铁系、聚硅酸系等 。
有机高分子絮凝剂：相对分子质量 ， 低聚 物1000几万；高聚物几千到1500万 2000万 。
硫酸铝和明矾硫酸铝和明矾： 硫酸铝Al2(SO4)3.18H2O； 明矾Al2(SO4)3.K2SO4.24H2O ， 溶解度 。

7、 达到50以上 ， 水溶液呈酸性 。
Ph5.58 ， 絮凝体较轻 ， 价格低廉 ，用量一般几十mg/l100mg/l 。
聚合铝聚合铝：包括聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚 合氯硫铝（PACS）源自日本、聚合硫硅铝 （PASS）源自加拿大 。
聚合铝的效果好于 硫酸铝 ， 投料量少 ， Ph值范围宽（59） ，可以根据水的选择适当的聚合氯化铝（OH1 和Al+3比例对混凝效果影响很大） ， 碱化度B 表示：BOH-1/3Al+3100 ， 通常要求 B在5085 。
虽然絮凝效果好于硫酸铝 ，价格稍贵 。
一般用量48mg/L 。
铁盐铁盐： 三氯化铁FeCl3.6H2O ， 橙红色溶液 。
Ph 511 ， 絮凝体较重 ， 效果好于铝盐 ， 价 格低廉 ， 但是腐 。

8、蚀性较强 ， 处理后水的色 度比铝盐高 。
硫酸亚铁FeSO4.7H2O ， 绿色溶液 ， 俗称绿 矾 ， 效果与铝盐相似 。
聚合铁聚合铁：聚合硫酸铁（：聚合硫酸铁（PFSPFS） ， ） ， Ph4Ph41111 ，优化范围优化范围5.55.57.57.5 ， 絮凝效果好于硫酸铝 ， 絮凝效果好于硫酸铝 ，好于三氯化铁 ， 使用成本比三氯化铁低好于三氯化铁 ， 使用成本比三氯化铁低3030 4040 。
其效果好于聚合铝 ， 且铝盐对 。
其效果好于聚合铝 ， 且铝盐对 人体有害 ， 所以聚合铁具有好的发展前景 。
人体有害 ， 所以聚合铁具有好的发展前景 。
基本无腐蚀性 ， 具有脱色、除重金属离子、基本无腐蚀性 ， 具有脱色、除重金属离子、 降低降低CODCOD和和 。

【第二|第二章工业用水的预处理1】9、BODBOD、提高加氯杀菌效果 。
、提高加氯杀菌效果 。
复合无机高分子絮凝剂复合无机高分子絮凝剂 聚合硅酸硫酸铝（PASS） 聚合硅酸铁（PFSC） 聚合氯化铝铁 聚合硅酸铁铝 聚硫氯化铝（PACS） 活性硅酸：发展趋势 。
无毒、价格便宜、 效果好 。
聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺（PAMPAM）：相对分子质量150800万 ， 价 格均较高 ， 线性高分子 ， 具有很好的架桥吸附作用。
非离子（Ph 39 ， 优化范围48）：用于有机废水 。
阳离子（Ph 39 ， 优化范围48）：用于无机废水 和高悬浮物废水 。
阴离子（Ph512 ， 优化范围711）：用于无机废 水和高悬浮物废水 。
见下表： 助凝剂助凝剂：提高混凝效果 ， 添 。

10、加微量高分子有机 物（mg/L）、石灰、天然高分改性产品（淀粉、 木素）、悬浮泥土、煤灰等无毒价廉助凝剂 。
活化硅胶： 泵前加药投料泵前加药投料： 水力喷射加药水力喷射加药： 二、沉淀与澄清二、沉淀与澄清 ：自然沉淀和混凝沉淀 。
T澄清时间 ， 澄清时间 ， s H澄清池高度 ， 澄清池高度 ， m v沉降速度 ， 沉降速度 ， m/s A澄清池表面积 ， 澄清池表面积 ， M2 Q进水量 ， 进水量 ， m3/s 如果选择铝盐 ， 沉降颗粒轻 ， 沉降速度慢 ， 选择铁盐或石如果选择铝盐 ， 沉降颗粒轻 ， 沉降速度慢 ， 选择铁盐或石 灰 ， 沉降颗粒重 ， 沉降速度快 。
灰 ， 沉降颗粒重 ， 沉降速度快 。
V 64.4(-)D2/， m/s 颗粒密度颗粒密度(kg/ 。

11、m3) ， 液体密度液体密度(kg/m3) ， D 颗粒直径颗粒直径(m) ， 流体粘度流体粘度(Pa.S) :主要是停留时间、混凝颗粒大小 。
主要是停留时间、混凝颗粒大小 。
平流沉淀池、辐射式沉淀池、斜板斜管沉 淀池、悬浮沉淀池等 。
水流速度水流速度：自然 沉淀3mm/s以下； 混凝沉淀5 20mm/s 。
停留时间停留时间：1 2h 出水浑浊度出水浑浊度： 20mg/l以下 。
占 地面积大 ， 适 合处理水量大的 水厂 。
沉淀效率较高 ， 占地面积小 ， 投资少 ， 沉淀效率较高 ， 占地面积小 ， 投资少 ，处理能力较小 ， 适合小型水厂 。
处理能力较小 ， 适合小型水厂 。
直径一般100m 以上 ，处理能力大 ， 效 果好 ， 可以处理 高浑浊 。

12、度水 ， 设 备投资大 ， 占地 面积也大 ， 维护 费用高 。
适合大 型水厂 。
与沉淀相似 ， 不同的是澄清是反应池与沉淀相似 ， 不同的是澄清是反应池 和沉淀池融合在一起 。
和沉淀池融合在一起 。
用沉淀泥渣吸附加速沉淀 ， 叫做澄清过程 。
水停留水停留11.5h ， 处理效果好 ， 但机械搅拌耗能高 。
维修困难 。
， 处理效果好 ， 但机械搅拌耗能高 。
维修困难 。
设备简单 ，投资少 ，不需要机 械设备运 行 ， 但是 投料量大 。
三、过滤 有恒速过滤、恒压过滤 。
动力来于重力、有恒速过滤、恒压过滤 。
动力来于重力、 真空和流体压力 。
将真空和流体压力 。
将20mg/l的浊度降为的浊度降为 5mg/l以下 。
以下 。
经简化推导后 ， 得到：hKQD h过 。

13、滤压头 ， m K常数 ，Q单位时间单位面积过滤水的体积 ， m3/s D过滤器深度 ， m ： 进水水质、出水要求、颗粒大小等 。
进水水质、出水要求、颗粒大小等 。
通过滤料和滤饼来完成 ， 常用石英砂和无通过滤料和滤饼来完成 ， 常用石英砂和无 烟煤 ， 另外还有特殊的滤料 ， 如：锰砂除烟煤 ， 另外还有特殊的滤料 ， 如：锰砂除 去铁 ， 活性炭除味等 。
去铁 ， 活性炭除味等 。
滤料的直径：滤料的直径：0.51.2mm ， 考虑到过滤 ， 考虑到过滤 ，还要考虑反洗 。
（一般密度轻粒径大的在还要考虑反洗 。
（一般密度轻粒径大的在 上层 ， 密度大粒径小的在下层）上层 ， 密度大粒径小的在下层） 各种滤料主要指标各种滤料主要指标 （C1C2）/C1100 C1进水悬浮物含量 。
C2出水悬浮物含量 。
W（C1C2）q/V W-滤饼泥渣容量 ， kg/M3 ，q过滤周期产水量 ， m3 V滤层中滤料体积 ， m3 压头：56m ，单层和双层滤饼 ，单层进水15 20mg/l ， 双层可以 放到100mg/l 。
出 水浊度可以达到 5mg/l以下 。
滤速 为10m/h。
占地面 积小 ， 过滤速度快 ，应用于锅炉水处理 非常方便。
气浮法水处理流程气浮法水处理流程 平流式气浮池平流式气浮池 竖流式气浮池竖流式气浮池。

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