水污染控制工程 第三章 混凝
水污染控制技术-混凝
1. 澄清池主要设计参数 2. 机械加速澄清池的设计参数及要点 （1）原水进水管、配水槽 原水进水管的管中流速一般在lm／s左右。 （2）反应室 水在池中总停留时间一般为1.2~1.5h，第一反应室、第二反应室停留时间20~30min。第二反应室计算流量 为出水量的3~5倍（考虑回流）。目前在设计中，第一反应室、第二反应室(包括导流室)和分离室的容积比一般控制在2： 1：7左右。第二反应室和导流室的流速一般为40～60mm／s。 （3）分离室 上升流速一般采用0.8～1.1mm/s，处理低温低浊水时可采用0.7～0.9mm/s。 （4）集水槽 集水槽可采用淹没孔口式或三角堰出水。孔径可为20~30mm。孔口流速一般为0.5～0.6m／s。集水槽中 流速为0.4～0.6m/s，出水管流速1.0m/s。穿孔集水槽的设计流量应考虑流量增加的余地，超载系数一般取1.2～1.5。 （5）泥渣浓缩室 泯渣浓缩室的容积大小影响排出泥渣的浓度和排泥间隔的时间。根据澄清池的大小，可设浓缩室1~4 个，其容积约为澄清池容积的1%~4%。小型池可用底部排泥。进水悬浮物含量>1g/L或池径≥24m时，应设机械排泥设 备。
（三）澄清池的应用实例
混凝
青岛市团岛污水处理厂回用水供水规模4×104m3/d，回用水是污水厂处理水进行深度处理后回用。 本工程污水深度处理中沉淀部分采用改进型的水力循环澄清池。这种水力循环澄清池有进水嘴有进水嘴、喉管、第
一反应室、第二反应室和沉淀区几部分构成。同传统的水力循环澄清池相比，具有水头损失小，出水水质好和运转稳定 等优点。 设计流量按供水量加上10％的自用水量计， Q＝44000m3/d=1833m3/h。共设二池，单池设计流量917m3/h,主要设计参数为：喷嘴出口流速4.1m/s；喉管内混 合液体上升流速0.2m/s；第一反应室出口流速0.04m/s；第一反应室反应时间1.0min；第二反应室进口流速0.03m/s； 第二反应室反应时间4.0min；澄清区液面上升流速2.2mm/s；池外径14.5m；池总高10.3m；混凝剂种类聚丙烯酰胺； 投加量5mg/L。
水污染控制工程——名词解释
1.水体：地面径流和地下径流，指地表被水覆盖的自然综合体，包括水及其水中的悬浮物、底泥、水中生物等2.水污染：进入水体中的污染物量超过了水体自净能力或纳污能力，而使水体丧失规定的使用价值3.水体的自净作用：污水排入受纳水体后，污染物质在受纳水体中浓度自然下降的现象4.水体的耗氧与复氧：污水排入受纳水体后，水中的污染物增加，同时水中微生物得到增殖，微生物降解水中污染物的同时也消耗了水中的溶解氧，称为耗氧。
与此同时，大气中的氧也溶入水中，称为复氧5.污水的化学处理：通过化学反应和传质作用来分离、去除废水中呈溶解、胶体状态的污染物质或将其转化为无害物质的污水处理法7.污水生化法：利用微生物的代谢作用来转化污水中的污染物的方法8.BOD：在有氧的条件下，水中能被微生物分解的有机物完全氧化分解时所消耗的溶解氧的量9.COD：在一定的条件下，用强氧化剂处理水样所消耗的氧化剂的量1.活性污泥法：利用悬浮生长的微生物絮体处理有机废水的一类好氧生化处理方法2.生物膜法：依靠固着于固体介质表面的微生物来净化有机物3.厌氧消化：在断绝与空气接触的条件下，依赖兼性厌氧菌和专性厌氧菌的生物化学作用，对有机物进行生化降解的过程生物脱氮：在微生物的作用下，将有机氮和铵态氮转化为N2和NXO气体的过程6.混凝：是通过向污水中投加混凝剂，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀，得以与水分离，使污水得到净化7.反渗透：利用反渗透膜选择性地只能透过溶剂，而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而实现对液体液体混合物进行分离的膜过程8.污泥调理：破坏污泥的胶态结构，较少泥水间的亲和力，改善污泥的脱水性能9.污泥稳定：采取措施降低有机物含量或使其暂时不产生分解的过程1.污泥生物稳定：在人工条件下加速微生物对有机物的分解，使之变成稳定的无机物或不易被生物降解的有机物的过程2.污泥化学稳定：采用化学药剂杀死微生物，是有机物在短期内不致腐败的过程3.污泥脱水：将污泥的含水率降低到80%-85%以下的操作4.污泥干化：将脱水污泥的含水率进一步降低到50%-65%以下的操作6.沉淀：水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程5.A/O工艺：是一种有回流的前置反硝化生物脱氮流程，其中前置反硝化在缺氧池中进行，硝化在好氧池中进行。
水污染控制工程名词解释
1、混凝：指通过某种方法使水中的胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程。
2、凝聚：指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程。
3、絮凝：指脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。
4、同向絮凝：两个胶体颗粒在同一方向上发生碰撞而絮凝。
（有外力推动所引起的碰撞）5、异向絮凝：两个胶体颗粒向不同的方向上运动而发生碰撞聚集的情况。
（由布朗运动所引起的碰撞）6、表面负荷：指单位沉淀面积上承受的水流量。
7、固体通量：指单位时间通过单位面积的固体量。
8、澄清：使杂质沉淀，液体变清。
（混凝+沉淀、活性污渣层+接触絮凝）9、自由沉降：悬浮颗粒的浓度低，在沉淀过程中互不黏合，不改变颗粒的形状、尺寸及密度。
又指颗粒之间互不碰撞，呈离散状态，最终各自独立完成沉降过程。
10、拥挤沉降：水中较大颗粒在有限的水体中沉降时，由于颗粒相互之间会产生影响致使颗粒沉速较自由沉降时小，这种现象称为拥挤沉降。
11、絮凝沉降：在沉淀过程中能发生凝聚或絮凝作用、浓度低的悬浮颗粒物的沉淀，由于絮凝作用颗粒质量增加，沉降速度加快，沉速随深度而增加。
经过化学混凝的水中颗粒的沉淀即属絮凝沉淀。
12、滤速：水的流量除以过滤面积/单位过滤面积在单位时间内的滤过水量，单位m/h。
13、强制滤速：在水厂，部分滤池因检修或翻砂而停运时，在总滤水量不变的情况下运行其他滤格的滤速。
14、冲洗强度：冲洗滤池时，单位滤池面积在单位内通过的水量。
15、有效粒径：粒径分布曲线上小于该粒径的土含量占总土质量10%的粒径。
16、不均匀系数：K=d80/d10 通过80%滤料重量的筛孔孔径与通过10%的滤料重量的筛孔孔径的比值，有的主张用d60/d10来表示。
17、含（截）污能力：单位面积滤层在一个过滤周期里截留的悬浮物量。
18、湿密度：活性炭自身孔隙中充满水时测得的密度。
19、湿真密度：指在单位真体积内湿态离子交换树脂的质量。
20、湿视密度：指单位视体积内紧密无规律排列的湿态离子交换树脂的质量。
水污染控制工程课程设计
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 水污染控制工程课程设计学院：国土资源与环境学院姓名：学号：专业：序号：目录第一章总论第一节设计任务和内容第二节基本资料第二章污水处理工艺流程说明第三章处理构筑物设计第一节格栅间和泵房第二节平流式沉砂池第三节初沉池第四节曝气池第五节二沉池第四章主要设备说明第五章污水厂总体布置第一节主要构筑物与附属建筑物第二节污水厂平面布置第一章：总论第一节设计任务和内容1.污水处理工艺选择及工艺单元的设计，包括工艺流程的确定，各单体构筑物的工艺设计。
2.将污水处理厂各处理构筑物和辅助构筑物的平面布置图精确地画在图纸上，将各处理构筑物的各个节点的构造尺寸都在图纸中表示出了。
3.污水处理厂的竖向布置和高程计算。
第二节基本资料1.厂址地形：平均地面坡度为0.30‰～0.5‰，地势为西北高，东南低。
厂区征地面积为东西长380m，南北长280m。
2. 污水厂地势基本平坦，地面标高约为19.8m（采用黄海系标高）。
进水管管径为1.8m，进水管管底标高为14.8m。
3. 污水水量与水质污水处理水量：变化系数：Kz=1.24.污水的主要来源：绝大多数为居民生活污水，少量为工业废水与其他污水。
5.气象与水文资料风向：多年主导风向为北东风；气温：最冷月平均为-3.5℃；最热月平均为：32.5℃；极端气温，最高为41.9℃，最低为-17.6℃，最大冻土深度为0.18m；水文：降水量多年平均为：每年728mm；蒸发量多年平均为：每年1210mm；地下水水位，地面下5～6m6. 进水水量与水质进水水量：18×104m3/d污水水质：CODcr 250mg／L，BOD125mg／L，SS 200mg／L，氨氮20mg／L。
57. 处理要求执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级Ｂ标准。
BOD大于160mg/L时，去除率应大于50%。
B、括号外数值为水温>12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
混凝沉淀水污染控制实验报告
院（系）：环境科学与工程学院学号：
实验题目：实验二混凝沉淀实验 2018年12月3日
院（系）：环境科学与工程学院学号：
实验题目：实验二混凝沉淀实验 2018年12月3日
院（系）：环境科学与工程学院学号：
实验题目：实验二混凝沉淀实验 2018年12月3日
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实验题目：实验二混凝沉淀实验 2018年12月3日
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实验题目：实验二混凝沉淀实验 2018年12月3日
院（系）：环境科学与工程学院学号：
实验题目：实验二混凝沉淀实验 2018年12月3日
院（系）：环境科学与工程学院学号：
实验题目：实验二混凝沉淀实验 2018年12月3日。
水污染控制工程知识点
第一章绪论1.水体污染的类型及产生原因、防治措施2.表征污水水质国际通用三大类指标3.概述表示污水物理性质的污染指标。
4.水体污染控制的化学指标分别含义5.水体自净6.氧垂曲线7.污水排放标准分类8.生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量指标的含义？分析这些指标之间的联系和区别。
第二章污水的物理处理1．格栅的定义和分类2．沉淀的四种类型及每种沉淀的特征3．理想沉淀池的4点假设4．沉砂池的作用和工作原理5．沉淀池的三种分类及各自的特点和适用条件6．沉淀池与沉砂池的区别7．废水中油的存在状态及去除方法8．破乳的方法有哪些？9．什么叫气浮？气浮法处理污水的原理？应用10．在废水处理中，气浮法与沉淀法相比，各有何优缺点？第三章化学处理1．污水的化学处理有哪些方法？处理对象？2．化学混凝的机理主要是哪几个方面的作用，分别叙述3．影响混凝效果的主要因素4．化学沉淀法与化学混凝法在原理上有何不同？使用药剂有何不同？第四章物理化学处理1．污水的物理化学方法有哪些？2．吸附原理及其影响因素第五章生物处理基本概念1.电子受体不同，分解代谢分类？各自定义2.好氧生物处理、缺氧生物处理。
厌氧生物处理概念3.比较好氧生物处理和厌氧生物处理的优缺点，分别适用于处理污水的类型4.微生物生长的四个时期及各自特点，哪个时期净化废水的效果最好？5..微生物生长的影响因素6.米门方程：莫诺特方程：劳麦方程分别描述何种关系？第六章活性污泥法1.什么是活性污泥？活性污泥组成2.活性污泥降解污水中有机物的过程3.活性污泥法的发展：14种方式的特点4.活性污泥法三要素：5.什么是双膜理论，从气体传递的双膜理论分析氧传递的主要影响因素6.什么叫污泥泥龄，回流比7.什么叫活性污泥膨胀？8.活性污泥膨胀的类型以及控制措施9.二沉池的功能要求：第七章生物膜法1.什么是生物膜法，具有哪些特点？2.生物膜法净化污水的原理3.活性污泥法和生物膜的优缺点比较4.生物膜法的几种形式及特点生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法、生物流化床5.生物膜法污水处理效果影响因素：8个第八章厌氧生物处理1.厌氧生物处理的基本原理2.UASB反应器，画出草图及原理了解第九章氮磷去除1、城市污水化学脱氮主要采用什么方法？2、生物脱氮机理3、什么是硝化反应？反硝化反应？4、生物除磷技术是利用了聚磷菌的什么特性？5、A/O工艺各单元的功能是什么？6、A/A/O工艺各反应器的名称及其单元功能是什么？7、生物脱氮除磷的影响因素第十章稳定塘与污水的土地处理1.稳定塘的定义，几种主要类型？各自机理有何不同？各适用于哪些场合？2.污水土地处理系统中工艺类型有哪些？特点？3.人工湿地系统脱氮除磷的机理。
混凝实验
《水污染控制工程》（污水处理篇）实验实验二化学混凝一、实验目的影响混凝效果的因素有水温，pH值，混凝剂种类、加量以用搅拌速度和时间等。
由于上述诸因素的影响的错综复杂，且非拘一格，所以混凝过程的优化工艺条件通常要用混凝试验来确定。
衡量混凝主要指标是出水浊度和主要污染因子浓度。
实验方案技术及数据处理常用优选法和正交设计等数理统计法。
本实验的目的，在于使学生掌握进行混凝实验的基本技能（包括混凝剂品种的筛选，以及与待处理废水相适应的pH值和混凝剂加量的确定等），并对实验数据作正确的处理和分析。
二、实验原理化学混凝法通常用来除去废水中的胶体污染物和细微悬浮物。
所谓化学混凝，是指在废水中投加化学剂来破坏胶体及细微悬浮物颗粒在水中形成的稳定分散体系，使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体，然后再用重力沉降，过滤，气浮等方法予以分度的单元过程。
这一过程包括凝聚和絮聚两个步骤，二者统称为混凝。
具体地说，凝聚是指在化学药剂作用下使胶体和细微悬浮物脱稳，并在布朗运动作用下，聚集为微絮粒的过程，而絮凝则是指为絮粒在水流紊动作用下，成为絮凝体的过程。
根据混凝过程的GT值要求，在药剂与废水的混合阶段，对搅拌速度和搅拌时间的要求是高速短时；而在反应阶段则要求低速长时。
两个阶段的搅拌转速n(r，p，m）和搅拌时间T由GT=104-105通过计算确定。
一般水处理中，混合阶段的G值约为500-1000秒-1，混合时间为10-30秒，一般不超过2分钟，在反应阶段，G值约为10-100秒-1，停留时间一般为15-30分钟。
三、实验设备及仪器1、无极调速六联搅拌机一台；2、721型分光光度计；3、pH计或精密pH试纸；4、温度计；5、50mL注射器；6、秒表；7、量筒；8、1000 mL烧杯，250mL 烧杯；9、移液管；10、混凝剂：10g/L FeCl3，10g/L 聚合氯化铝；11、10%盐酸，10%氢氧化钠。
四、实验步骤（一）最佳投药量实验步骤1、测定原水温度、浊度及pH值。
水污染控制工程第3讲
出水
（）
（）
图 6图-127-1单7 通单道通折道板折絮板凝絮池凝剖池面剖示面意示意
（a）（同a波）折同板波折板（b）异（波b）折板异波折板
水流向上 水流向下 出水
Ⅲ
Ⅱ
A 进水
平面图
Ⅰ
A
折
板
进水
A-A剖面
图 6-18 多通道折板絮凝池示意
图 2-18 多通道折板絮凝池示意
折板絮凝池的设计要求及特点
影响混凝效果的因素复杂，在某种情况下、某一特性参数是影响混凝 效果的主要因素，这一因素的变化反映了混凝程度的变化。流动电流检测 器法和透光率脉动法属于特性参数法。
流动电流法
原理
胶体扩散层中反离子在外力作用下随着流体流动而产生的电流。此电流与 胶体ξ电位有正相关关系。混凝后胶体ξ电位变化反映了胶体脱稳程度。
悬浮物浓度 的影响
低浊水 高浊水
低温低浊水
颗粒间碰撞机率下 降，混凝效果差
①加高分子助凝剂
②加粘土：增加混凝剂 水解产物的凝结中心
③投加混凝剂后直接过滤
混凝剂用量高
加高分子助凝剂：聚丙烯酰胺 活化硅酸
水处理领域的难题
解决低温水的措施
目
前 增加混凝剂投量
仍
未
完 全
加入高分子助凝剂
解
决
加入粘土
加多了，不行，Al3+超标
扩散混合器：锥形帽夹角90°。顺流方向投影面积为进水管总 截面面积的1/4，开孔面积为进水管总截面面积 的3/4，流速为1.0~1.5m/s，混合时间2~3s。节管 长度不小于500mm。水头损失约0.3~0.4，直径 在DN200~DN1200。
3 . 机械混合 在池内安装搅拌装置，搅拌器可以是
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第三章 混凝
8
水污染
控制工程Ⅰ 3.1.3 胶体的脱稳与凝聚机理
胶体保持稳定的原因： (1)同性胶体微粒之间的静电斥力； (2)胶粒和反离子的水化作用。
胶体因ζ电位降低或消除，从而失去稳定性的过程称为脱 稳。脱稳的胶粒相互聚集为微絮粒的过程称为凝聚。 未经脱稳的胶体通过高分子架桥作用形成大的颗粒，称 为絮凝。
离
粒度（m）
沉淀/气浮 或过滤法
混凝澄清法，是通过向废水中投加混凝剂，使废水中的胶体 和细微悬浮物凝聚为絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。
第三章 混凝
2
水污染 控制工程Ⅰ
混凝有什么作 用?
概述
工业废水：去除废水的悬浮物（浊度）、色度、油份、COD，
以及某些重金属和放射性物质等多种有毒有害污染物；
Schulze-Hardy（叔采—哈代）法则：不同电解质压缩双电层 的作用不同，浓度相同时，电解质离子的凝聚能力随离子价的 增高而显著增大，见下表。使负电荷胶体脱稳所需不同价态正离子 的浓度之比为：[M+] :[M2+]:[ M3+]=1:[1/2] 6:[1/3] 6
第三章 混凝
13
水污染 控制工程Ⅰ
（2）学性质
主要是指胶体的布朗运动，是由于水分子处于热运动状态 不断运动并撞击这些胶体颗粒而使其所作的一刻不停的不 规则运动。这是胶体颗粒不能自然沉淀的原因之一。
（3）表面性能
胶体颗粒微小，故其比表面积大，从而使胶体颗粒具有强 烈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胶体溶液系统内固相与液相间产生
相对移动，证明胶体微粒带电。同性相斥，不能聚合。
第三章 混凝
6
水污染 控制工程Ⅰ
3.1.2 胶体的结构及其ζ电位
胶体结构很复杂，它是由胶核、 吸附层及扩散层三部分组成。
总电位（或ψ电位）
ζ电位：由于胶粒表面剩余电荷导
致胶粒表面与溶液主体之间产生的 电位差。又称为电动电位或界面动 电位。
在废水中加入混凝剂，使胶体脱稳、凝聚和絮凝的整个 过程统称为混凝。
第三章 混凝
9
水污染
控制工程Ⅰ 3.1.3 胶体的脱稳与凝聚机理
不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、凝聚或絮凝。 混凝机理包括： ➢ 压缩双电层 ➢ 吸附电中和 ➢ 吸附架桥 ➢ 沉淀物网捕
第三章 混凝
10
水污染 控制工程Ⅰ
水污染 控制工程Ⅰ
第三章 混凝
1
水污染 控制工程Ⅰ
废 水 分 散 体 系
什么是 混凝?
胶体和细微悬浮物 为
什么要概用混述凝处理 ?
真溶液 胶体溶液
悬浮液
………………………… … … … … … … … … … …v …………………………
10-10 10-9 10-7
10-4
吸附 离子交换
膜分离
混凝后 固液分
适用范围：非离子型或带同 电号的离子型高分子的絮凝 现象。
不能单纯用静电作用来说明在水溶液中投加混凝剂使胶粒 脱稳的胶粒、混凝剂和水溶液三个方面的相互作用的综合 现象。
第三章 混凝
14
水污染 控制工程Ⅰ
3.1.3 胶体的脱稳与凝聚机理
（2）吸附电中和
利用胶粒表面对异 号离子、胶粒、链状 分子带异号电荷的部 位的强烈吸附作用， 中和电位离子所带电 荷，减少静电斥力， 降低电位，使胶体脱 稳和凝聚。
生活污水：有效除磷（采用的混凝剂有铝盐、三价铁盐和石灰等）
城市污水二级强化处理脱氮除磷的主要技术之一，可以弥补生物法 难以实现磷的达标排放的缺陷。
污泥调理：用于污泥脱水前的浓缩过程，改善污泥的脱水性能；
生化污泥含水率高且脱水困难，污泥调理是污泥处理处置的关键， 污泥调理技术主要包括化学调理、物理调理、化学调理和物理调理 联用、微生物絮凝调理技术。
压缩双电层机理的适用范围
特别适用于无机盐混凝剂所提供的简单离子的情况。Eg. 港湾处泥沙沉积现象。
机理的缺陷
理论上应是在等电状态下混凝效果最好，但实际上ζ电 位往往大于0。
溶液中超额的反离子进入扩散层，出现胶粒电荷改变 符号而使胶粒重新稳定的情况，见下页图。如三价铝 盐或铁盐混凝剂投量过多时效果反而下降。
胶体的双电层 电位离子层— 总电位。 反离子层：—
双电层的外层。
第三章 混凝
4q /
q——胶体粒子的电动电荷密 度，即胶粒表面与溶液 主体间的电荷差
δ——扩散层厚度，cm； ε——水的介电常数，其值随
水温升高而减小。
7
水污染 控制工程Ⅰ
氢氧化铁胶体的结构
胶粒=胶核+吸附层 胶粒带电＝表面电荷总数－反离子吸附层所带电荷
既可自成独立的处理系统，又可与其它单元过程组合，作为 预处理、中间处理和最终处理过程。
例如城市污水一级强化混凝处理后，即可达排放要求。
第三章 混凝
3
水污染 控制工程Ⅰ
本章主要内容
3.1 胶体结构及其脱稳机理 3.2 混凝剂与助凝剂 3.3 影响混凝的因素 3.4 混凝设备 3.5 混凝应用实例 通过本章学习，重点掌握混凝的应用、常用混凝
可解释电解质投量过多时， 使胶粒发生再稳定现象， 使混凝效果反而下降。
第三章 混凝
15
水污染 控制工程Ⅰ
3.1.3 胶体的脱稳与凝聚机理
（3）吸附架桥
• 利用高分子的吸附架桥能 力，将多个杂质颗粒吸附 在一起，形成大絮体下沉。
吸附作用力：包括各种物理 化学作用，如静电引力、范 德华力和氢键力等，这取决 于聚合物同胶粒表面二者化 学结构的特点。
3.1.3 胶体的脱稳与凝聚机理
（1）压缩双电层
4q /
利用电解质压缩双电层，降低ζ电位，消除静电排斥能峰， 使胶体脱稳聚和。
➢ 反离子的静电斥力和浓度扩散力压缩扩散层
第三章 混凝
（b） 胶粒势能曲线
11
水污染 控制工程Ⅰ
加电解质后胶粒带电现象
第三章 混凝
12
水污染 控制工程Ⅰ
（1）压缩双电层机理
剂及其影响因素、混凝设备及其设计计算。
第三章 混凝
4
水污染 控制工程Ⅰ
3.1 胶体结构及其脱稳机理
3.1.1 胶体的特性 3.1.2 胶体的结构及其ζ电位 3.1.3 胶体的脱稳和凝聚机理
第三章 混凝
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水污染 控制工程Ⅰ
（1）光学性质
3.1.1 胶体的特性
即胶体在水溶液中能引起光反射的性质——使水质混浊。