水质工程学上课件
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3.水质工程学III—工业水处理概论(上)(ppt文档)
氮：主要来源于工业和生活污水中的污染物。天然水体中含量 为零到几个毫克。
硫化氢H2S：地下水中有时含有硫化氢，与地下水流经地质环 境有关（如油田地质）；地表水中的硫化氢主要来源于工业 污水和生活污水排放的含硫化合物。
甲烷气体：天然水体中含量较少，主要是有机污染物的厌氧分 解产生的。
2）溶解的无机离子
1.4 工业用水的分类
（一）按工业部门分类
主要是按不同工业部门即行业进行分类，按 国标《国民经济行业分类和代码》中规定并结 合工业行业实际情况进行分类。如钢铁行业、 造纸行业、医药行业、火力发电行业等。
（二）按生产过程主次分
国标《评价企业便用水技术通则》中将工 业用水分为主要生产用水、辅助生产用水（机修、 锅炉、运输等），附属生产用水（包括厂内的生活 用水）。
水质工程学Ⅲ 第一章 水质工程学Ⅲ概论
主讲：张立秋 副教授
内容提要
§1-1 、水ห้องสมุดไป่ตู้杂质的来源 §1-2 、水中杂质的分类 §1-3 、工业用水处理对象水中常见的溶解物 §1-4 、工业用水的分类 §1-5、工业用水水质标准 §1-6 、工业用水的水源 §1-7 、工业废水的分类排放标准 §1-8 、工业废水处理方法的分类及其选择
软化水是指将水中硬度（主要指水中钙、镁离子）去除 或降低一定程序的水。水在软化过程中，仅硬度降低，而总 电解质含量不变。
3、脱盐水 脱盐水是指水中盐类（主要是溶于水的强电解质）除去
或降低到一定程度的水。其电导率一般为1.0-10.0μs/cm, 电阻率（25℃） 0.1-1.0×106Ω·cm,含盐量为1-5mg/L。 4、纯水
啤 酒 生 产 工 艺 流 程
②洗涤用水 指生产过程中对原材料、物料、半成品进行洗涤处理的水。
硫化氢H2S：地下水中有时含有硫化氢，与地下水流经地质环 境有关（如油田地质）；地表水中的硫化氢主要来源于工业 污水和生活污水排放的含硫化合物。
甲烷气体：天然水体中含量较少，主要是有机污染物的厌氧分 解产生的。
2）溶解的无机离子
1.4 工业用水的分类
（一）按工业部门分类
主要是按不同工业部门即行业进行分类，按 国标《国民经济行业分类和代码》中规定并结 合工业行业实际情况进行分类。如钢铁行业、 造纸行业、医药行业、火力发电行业等。
（二）按生产过程主次分
国标《评价企业便用水技术通则》中将工 业用水分为主要生产用水、辅助生产用水（机修、 锅炉、运输等），附属生产用水（包括厂内的生活 用水）。
水质工程学Ⅲ 第一章 水质工程学Ⅲ概论
主讲：张立秋 副教授
内容提要
§1-1 、水ห้องสมุดไป่ตู้杂质的来源 §1-2 、水中杂质的分类 §1-3 、工业用水处理对象水中常见的溶解物 §1-4 、工业用水的分类 §1-5、工业用水水质标准 §1-6 、工业用水的水源 §1-7 、工业废水的分类排放标准 §1-8 、工业废水处理方法的分类及其选择
软化水是指将水中硬度（主要指水中钙、镁离子）去除 或降低一定程序的水。水在软化过程中，仅硬度降低，而总 电解质含量不变。
3、脱盐水 脱盐水是指水中盐类（主要是溶于水的强电解质）除去
或降低到一定程度的水。其电导率一般为1.0-10.0μs/cm, 电阻率（25℃） 0.1-1.0×106Ω·cm,含盐量为1-5mg/L。 4、纯水
啤 酒 生 产 工 艺 流 程
②洗涤用水 指生产过程中对原材料、物料、半成品进行洗涤处理的水。
水质工程学Ⅰ课件15混凝-3混凝动力学
∴p=μG2
ⅴ、甘布公式（Camp）:G p
G—速度梯度 S-1
当用机械搅拌时，p由搅拌机械提供；
当用水力絮凝池时， p为水流本身的耗能。
pV gh
V—水流体积 V=QT ；h — 消耗水头；
ρg =γ 代入得
ⅵ、甘布公式： G gQh QT
g—重力加速度：9.8m/s2
1、层流碰撞公式：
设水中颗粒为均匀球体，颗径di=dj=d 以j颗粒中心为圆心，以Rij=ri+rj为半径 的范围内，所有颗粒均会发生碰撞。Βιβλιοθήκη 碰撞速度N0为：N0
4 3
n2d 3G
n颗粒的数量浓度。
ri
G速度梯度：S-1
rj
G u z
u；Δu—流速及相邻两流层的流速增量； Δz—垂直水流方向两流层的间距㎝ 。 2、甘布公式：
搅拌环境下的碰撞公式（机械搅拌、 水力搅拌） ：
紊流的特点：涡旋。
甘布（T.R.Camp）和斯坦（P.C.Stein） 的公式推导。
ⅰ取一隔离体Δx；Δy；Δz。 隔离体受剪而扭转，在Δt时间内，转了
θ角。
ⅱ 其角速度：
t
Δθ较小，可由
l 代替
z
则：
l 1 t z
u z
G
（速度梯度）
N0=8πdDn2
（1）
D—扩散系数（紊流扩散和布朗扩散系数之和）。
n—颗粒的数量浓度。
紊流中，布朗运动作用太小，忽略，所以D 可近似作为紊流扩散系数。
D=λμλ λ—涡旋尺度；
（2）
μλ—相应于λ尺度的脉动速度 。
在各向同性紊流中，脉动速度μλ
式中：
1 15
•
（3）
水质工程学课件第三章3.1-3.4
由上分析产物包括：未水解的水合铝离子 单核羟基配合物 多核羟基配合物 氢氧化铝沉淀 各种产物的比例多少与水解条件（水温、 pH、铝盐投加量）有关。 PH＜3，以[Al(H2O)6]3+存在，可压缩双电层； PH=4.5～6.0，多核羟基配合物[Al3(OH)4]5+ 等，电性中和； PH=7.0～7.5，氢氧化铝聚合物[Al(OH)3]n， 吸附架桥，同时也存在某些羟基配合物的电性中 和作用。
未贴近固体表面（胶核表面）的反
离子在其本身热运动的扩散作用力下均
匀分散于周围，受静电引力作用较小， 当胶粒运动时就与固体表面脱离进入液
体，这部分反离子为——自由反离子；
束缚反离子和电位形成离子组成——吸 附层； 自由反离子组成——扩散层； 吸附层和扩散层称为——双电层； 胶粒运动时大部分自由反离子会脱离胶 粒，脱开的界面称为——滑动面； 胶核与吸附层合在一起称为——胶粒； 胶粒和扩散层组成——胶团。
4、两胶粒间相互作用（综合分析两胶粒间 相互作用力及其与二者间的距离的关系） ER——静电斥力产生的排斥势能量（两 胶粒的扩散层发生重叠）； EA——范德化引力产生的吸引势能量； E ——两者相加的总势能。
如图总势能曲线， • x＜oa，吸引， • x=oa～oc时，排斥； • x=ob时，排斥势能最 大Emax； • x＞oc，虽为吸引， 但要克服排斥势能 峰。
然而，天然水中PH＜8.5，氧化进行慢， 所以采取加氯的措施。 6FeSO4+3Cl2=2FeCl3+2Fe2(SO4)3 FeCl3可以形成较好矾花，效果好。 这种因加氯而使 Fe2+→Fe3+的方法—— 亚铁氯化，加氯量为： [Cl2]=1/8[FeSO4·7H2O]+1.5—2.0mg/l
水质工程学（上）
水质工程学（上）1.地球上的水循环，分为水的自然循环和水的社会循环。
2.在水的社会循环中，人们对饮用水、生活用水、工业用水、农业用水的水质都有相应的要求。
3.研究水在社会循环过程中的水质及其变化特性，研究为满足用水需要，为实现水的良性社会循环和水资源的可持续利用，而对水质进行控制和对水进行处理的科学技术，称为水质工程学。
4.按水中杂质的尺寸，天然水体中的杂质分为悬浮物、胶体、溶解物。
悬浮物：主要是泥砂类、矿物质等无机物质和动植物生存过程中产生的物质或死亡后的腐败产物等有机物胶体：主要是细小的泥砂、矿物质等无机物和腐殖质等有机物溶解物：主要是呈真溶液状态的离子和分子（0.1nm~1.0nm）5.消毒剂及其消毒副产物：氯气——三卤甲烷，二氧化氯——亚氯酸盐、氯酸盐、甲醛、乙醛，臭氧——醛类，氯酸盐。
6.生活饮用水的水质标准：微生物学指标、水的感观性状指标和一般化学指标、毒理学指标、放射性指标。
7.《地面水环境质量标准》：Ⅰ类——主要适用于源头水，国家自然保护区，Ⅱ类——主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、子稚幼鱼的梭饵场等，Ⅲ类——主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区，Ⅳ类——主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区，Ⅴ类——主要适用于农业用水区及一般景观要求水域，劣Ⅴ类。
8.水的物理化学处理方法：混凝、沉淀和澄清、浮选、过滤、膜分离、吸附、离子交换、中和、氧化与还原。
9.反应器的类型：间歇式反应器，连续流式反应器（活塞流反应器和恒流搅拌反应器）。
10.通常将多种基本单元过程互相配合，组成一个水处理工艺过程，称为水处理工艺流程。
11.典型地表水处理流程：原水-混凝-沉淀-过滤-消毒-饮用水典型除污染给水处理流程：原水-预氧化-混凝-沉淀-过滤-活性炭吸附-消毒-饮用水一般冷却水流程：原水-自然沉淀-冷却用水；原水-自然沉淀-混凝-沉淀-冷却用水除盐水处理流程：滤过水-阳离子交换-阴离子交换-除盐水12.凝聚和絮凝是指通过某种方法使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程，是水和废水处理工艺中的一种单元操作，又可统称为混凝。
[PPT]水质工程学-给水处理工程(共333页)
![[PPT]水质工程学-给水处理工程(共333页)](https://img.taocdn.com/s3/m/3703fd3182c4bb4cf7ec4afe04a1b0717fd5b3e1.png)
（7）对部分原有项目的限制提出更严格的要求，共4项： 浊度、铅、镉、四氯化碳。
（8）增加了粪性大肠菌群的项目。
1.2标准的基本要求（P237表14-2）
1）水中不得含有病源微生物（3种）。 2）水中所含化学物质（70多种）及放射性物质（2种）
不得危害人体健康。 3）水的感官性状良好。
1.3标准简介（ 指标分类）
5）冷却方法
2.给水处理的基本工艺
1）饮用水常规处理工艺 2）在饮用水常规处理工艺的基础上，增加预处理和（或）
深度理论与设计.北京: 中国建筑工业出版社,1992
2.钟淳昌主编.净水厂设计. 北京:中国建筑工业 出版社,1991
3.(日) 水处理理论与应用.张自杰等译. 北京:中 国建筑工业出版社,1986
第一章给水处理概论
§1-1水源水质 §1-2水质标准 §1-3 给水处理方法概述 §1-4反应器
《水质工程学》电子教案 ------给水处理工程
课程性质及任务
〈水质工程学〉是给水排水工程专业的一门主 干专业课，其任务是通过本课程的学习，使学生全 面系统地了解水的性质、水质特征与水质指标等概 念，较扎实地掌握水处理的基本概念、基本原理、 基本方法及基本应用与发展；基本掌握各种水处理 的技术与方法、应用条件、设计规范以及新工艺与 新技术，为将来从事本专业的工程设计、科学研究 及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础。培 养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工 艺系统的初步能力和分析、解决实际工程问题的能 力。
1.3.1感官性状和一般化学指标 1) 感官性状指标（物理指标）
浊度 、悬浮物 、臭和味
2) 化学指标 a 杂质或污染物质的单项指标 b 无机特性的综合指标 c 有机污染物的综合指标
（8）增加了粪性大肠菌群的项目。
1.2标准的基本要求（P237表14-2）
1）水中不得含有病源微生物（3种）。 2）水中所含化学物质（70多种）及放射性物质（2种）
不得危害人体健康。 3）水的感官性状良好。
1.3标准简介（ 指标分类）
5）冷却方法
2.给水处理的基本工艺
1）饮用水常规处理工艺 2）在饮用水常规处理工艺的基础上，增加预处理和（或）
深度理论与设计.北京: 中国建筑工业出版社,1992
2.钟淳昌主编.净水厂设计. 北京:中国建筑工业 出版社,1991
3.(日) 水处理理论与应用.张自杰等译. 北京:中 国建筑工业出版社,1986
第一章给水处理概论
§1-1水源水质 §1-2水质标准 §1-3 给水处理方法概述 §1-4反应器
《水质工程学》电子教案 ------给水处理工程
课程性质及任务
〈水质工程学〉是给水排水工程专业的一门主 干专业课，其任务是通过本课程的学习，使学生全 面系统地了解水的性质、水质特征与水质指标等概 念，较扎实地掌握水处理的基本概念、基本原理、 基本方法及基本应用与发展；基本掌握各种水处理 的技术与方法、应用条件、设计规范以及新工艺与 新技术，为将来从事本专业的工程设计、科学研究 及运行管理工作等奠定必要的理论和应用基础。培 养学生具有设计、计算水质工程中的各构筑物、工 艺系统的初步能力和分析、解决实际工程问题的能 力。
1.3.1感官性状和一般化学指标 1) 感官性状指标（物理指标）
浊度 、悬浮物 、臭和味
2) 化学指标 a 杂质或污染物质的单项指标 b 无机特性的综合指标 c 有机污染物的综合指标
水质工程学课件
据参与事故处置的专家估算， 此次镉污染事件镉泄漏量约20吨。 由于泄露量之大在国内历次重 金属环境污染事件中都是罕见的， 此次污染事件波及河段将达到约300公里。
去除原理：往江水里投放烧碱或石灰， 提高PH值让水呈弱碱性， 使镉不溶于水并从水中分离，形成碳酸镉细小小颗粒。 再往江水里投放聚合氯化铝混凝剂， 是为了让悬浮在水中的细小颗粒絮凝成大颗粒。 沉淀到河底的镉之后会缓慢释放。
水资源总量缺乏，水资源形势严峻 水资源开发量逐年增加，浪费严重 水体污染普遍
水发 流渗
径流
雪 蒸
冰川 发
水文学、水文地质学、 水利地下工水 程等河、湖、水库
海
洋
2. 用水的循环——水的社会循环
给水系统的水源和排水系统接纳水体的地方大多 是邻近的河流。取之于水体，还之于水体，形成另一 种受人类社会活动作用的水循环——水的社会循环。
2. 范瑾初等，水质工程，中国建筑工业出版社
3.许保玖、安鼎年，给水处理理论与设计，中国建筑工业出
版社
4.韩洪军、杜茂安，水处理工程设计计算
版社。
中国建筑工业出
5. 陈陪康等，给水净化新工艺，学术书刊出版社
6. 张玉先等，现代给水处理构筑物与工艺系统计算，化学工
业出版社。
主要相关网站
中国水星
中国水网
• 第8章 离子交换 • 第9章 膜滤技术
• 第5章 过滤 • 第6章 吸附
• 第10章 水的冷却
• 第7章 氧化还原与消毒 学习方法：预习-听课-复习-思考、
• 第19章 特种水源水处
做习题、搞设计
理工艺系统
• 第18章 典型给水处理
系统和水厂设计
第17周 净水厂课程设计
主要参考书目
水质工程学PPt
• “水是人类社会赖以生存和发展的命脉， 水是人类社会赖以生存和发展的命脉， 水是人类社会赖以生存和发展的命脉 是城市的血液，没有水就没有人类社 是城市的血液， 没有水就没有城市。 会，没有水就没有城市。我跟水打了 ６０多年的交道 多年的交道， ６０多年的交道，深感至今对于水的 利用和处理还有许多问题需要研究探 讨，特别是在建设具有中国特色的社 会主义城镇的今天，尤为如此。”这 会主义城镇的今天，尤为如此。 是顾康乐一生的迷恋， 是顾康乐一生的迷恋，也是他留给后 来人的希冀。 来人的希冀。
• 主要课程：给水工程、排水工程、建筑 主要课程：给水工程、排水工程、 给水排水工程、工程力学、水力学、 给水排水工程、工程力学、水力学、测 量学、水泵与泵站、水处理微生物学、 量学、水泵与泵站、水处理微生物学、 无机化学、水分析化学、工程制图、 无机化学、水分析化学、工程制图、电 工与电子学、计算机技术与应用、 工与电子学、计算机技术与应用、管理 科学等。 科学等。
• 求职意向 应聘职能类型一： 应聘职能类型一：市政工程师 应聘职能类型二： 应聘职能类型二：给排水工程师 应聘职能类型三： 应聘职能类型三：建筑制图 应聘职能类型四： 应聘职能类型四：水电工程师 应聘职能类型五： 应聘职能类型五：设备工程师 应聘职能类型六： 应聘职能类型六：环保工程师
• 工作经验 2007年 7月 到天津市政工程公路有限责任公司 参加 暑期社会实践。 2007年 7月 到天津水利局及海水淡化研究所 参加暑 期社会实践。 2007年12月 在山东建筑大学校内实践基地实习。 2008年 8月 到北京西点方略营销顾问公司 参加银行 信息数据录入与整理工作。 2008年11月 到济南建大教授花园工地、09年十一届 全运会主场馆参加水工程施工实习。 2008年11月 到济南雪山供水有限公司、光大水务 （济南）有限公司、济南鹊华水厂实习。 2009年3月 江门市市政工程设计院 市政给排水设计 员 2009年7月 东莞新城市政工程设计咨询有限公司 市 政给排水设计员
水质工程学(全套557页PPT课件)
空间分布不均 81％的水资源分布在长江流域及其以南
年内及年际变化大 60－80％降水集中在夏季，7，8，9月 年际变化差3－6倍（大时）
给水处理存在的问题 1、取水过程
地表水（泥沙、藻类）和地下水（井） 2、输配水过程 防止二次污染、输水损耗（水的安全、管道安全） 3、水体生态环境的破坏
点污染污水排放量大、污染物成分复杂，水体自净能 力不足（水的良性循环、清洁生产）； 面污染比较分散，收集治理麻烦（科学施肥撒药、节 水灌溉，提高水的利用系数。例如：改进灌溉方式） 4、污水的处理再利用
水量短缺是水量达不到人们的需求而造成的水短缺。
历史上的天府泽国，目前基本上都处于程度不同的缺 水状态，一些地区出现了水乡无水喝的尴尬局面，水 资源危机给江南水乡社会经济的发展带来了严峻的挑 战。在著名的国际商贸城市义乌，市区有时每周正常 供水仅9小时，人均水资源拥有量仅为全国平均水平 的1／4。据称，在义乌有两样商品最好卖，即水桶和 水泵。
1.3 饮用水与健康
水质不良可引发多种疾病，严重时威胁人的生命。世 界卫生组织认为，80％的成人疾病和50％的儿童死亡 都与饮用水水质不良有关。
1.3.1 水生物对人体健康的影响
影响较大：细菌、病毒、致病原生物。 此外还有藻类、真菌、寄生虫、蠕虫等。
1.3.2 水中的化学物质对人体健康的影响
包括：微量元素及其他无机物、有机物、放射性物质、 消毒剂及消毒副产物的影响。
• 通常将在20℃，历时20天生化需氧量以BOD20表示。为 缩短检测时间，常以20℃，5天生化需氧量BOD5作为常 用有机物的水质指标，一般BOD5约为BOD20的70%左右。
★ 化学需氧量（COD）
• 定义：化学氧化剂氧化有机物时所需的氧量，单位mg/L。 重铬酸钾（CODCr或COD)
年内及年际变化大 60－80％降水集中在夏季，7，8，9月 年际变化差3－6倍（大时）
给水处理存在的问题 1、取水过程
地表水（泥沙、藻类）和地下水（井） 2、输配水过程 防止二次污染、输水损耗（水的安全、管道安全） 3、水体生态环境的破坏
点污染污水排放量大、污染物成分复杂，水体自净能 力不足（水的良性循环、清洁生产）； 面污染比较分散，收集治理麻烦（科学施肥撒药、节 水灌溉，提高水的利用系数。例如：改进灌溉方式） 4、污水的处理再利用
水量短缺是水量达不到人们的需求而造成的水短缺。
历史上的天府泽国，目前基本上都处于程度不同的缺 水状态，一些地区出现了水乡无水喝的尴尬局面，水 资源危机给江南水乡社会经济的发展带来了严峻的挑 战。在著名的国际商贸城市义乌，市区有时每周正常 供水仅9小时，人均水资源拥有量仅为全国平均水平 的1／4。据称，在义乌有两样商品最好卖，即水桶和 水泵。
1.3 饮用水与健康
水质不良可引发多种疾病，严重时威胁人的生命。世 界卫生组织认为，80％的成人疾病和50％的儿童死亡 都与饮用水水质不良有关。
1.3.1 水生物对人体健康的影响
影响较大：细菌、病毒、致病原生物。 此外还有藻类、真菌、寄生虫、蠕虫等。
1.3.2 水中的化学物质对人体健康的影响
包括：微量元素及其他无机物、有机物、放射性物质、 消毒剂及消毒副产物的影响。
• 通常将在20℃，历时20天生化需氧量以BOD20表示。为 缩短检测时间，常以20℃，5天生化需氧量BOD5作为常 用有机物的水质指标，一般BOD5约为BOD20的70%左右。
★ 化学需氧量（COD）
• 定义：化学氧化剂氧化有机物时所需的氧量，单位mg/L。 重铬酸钾（CODCr或COD)