水质工程学(给水处理)
水质工程学第4章沉淀与澄清3
——沉淀过程中，清水区高度不断增加
A澄清液层、B受阻沉降层、C过渡层、D压缩层
拥挤沉淀试验
——利用沉淀过程线分析： Kynch 法、 Fitch 法
——建立沉速—浓度函数关系v=f（C） （多筒试验）：固体通量法、吉冈法
——作用：用于分析静置沉淀；确定水中悬 浮颗粒的沉降特性
1、自由沉淀试验 2、絮凝沉淀 3、拥挤沉淀（高浓度悬浮液的沉淀试验）
自由沉淀试验
自由沉淀一般采用单筒沉淀柱试验确定悬 浮颗粒的沉降特性。
1）试验装置 2）试验方法 3）沉淀效率η的求取
自由沉淀试验
沉淀柱有效水深H，
悬浮物原始浓度为C0。 在时间t1时从水深H处取样测得C1，则认为沉速大于 u1（H/t1）的颗粒均已通过H，残余颗粒必然具有小 于u1的沉速，则沉速小于u1的颗粒与全部颗粒的比 例x1=C1/C0。
——沉淀时间: 絮凝沉淀
因此，设计沉淀池时，除了对表面负荷率有要 求外，还对停留时间、池深、进出水构造、排泥 方式等均有要求。通常，对于静置沉淀得出的试 验结果，在用于设计时还需考虑一定的安全系数。 一般在设计时：
q=q0/1.25~1.75，T=（1.5~2.0）T0
沉淀池
概述
一、平流式沉淀池 (horizontal flow Sedimentation Tank) 二、竖流式沉淀池 (vertical flow ST) 三、斜板（管）沉淀池（tilted-plate ST） 四、澄清池（clarifier，clarification tank）
概述
沉淀池构造根据功能分为五个区:
进水区: 保证进水均匀分布在整个进水断 面上，避免短流，减少死角和紊流影响，提 高容积利用系数。 出水区: 均匀出水(目的同上)，阻拦浮渣 沉淀区: 污水与颗粒分离，工作区 污泥区: 污泥贮放、浓缩、排除 缓冲区: 分隔沉淀区，保证沉下的颗粒不 因水流搅动而再次浮起进入沉淀区。
水质工程学
水质工程学水质工程学是一项重要的工业科学，它研究如何最大限度地利用和保护水资源，以满足人类对水的商业、社会和环境需求。
它可以帮助科学家和工程师认识水资源，以便为其他领域提供服务。
它可以帮助科学家和工程师了解水的结构与性能，探索它们如何变化，并研究可能的未来发展。
水质工程学的研究范围广泛，包括水资源的可持续管理，水卫生条件及其水健康状况的估计，水环境污染的识别和控制，水处理技术，水污染预防技术，水和其它可恢复的资源的生态保护以及水资源利用的可持续发展技术。
水质工程学的研究主要集中在三个领域：水污染控制、水处理技术、以及环境工程。
水污染控制，旨在控制和减少水污染，以保护周围环境。
它涉及研究和开发水污染控制技术，包括例如水污染的生物和物理稳定，以及水污染物的去除，如油污、汞、化学污染物，以及其它污染物。
水处理技术致力于利用非常复杂的物理、化学和生物学过程，来改善水质，降低污染物的浓度，降低水质的污染风险，以满足不同用途的水标准。
它包括一系列复杂的工程技术，如絮凝、浮选、沉淀、吸附、膜法，以及生物学过程，如生物微细悬浮物（BMP）及其他。
最后，环境工程是水质工程学的重要组成部分，它研究如何适当地处理和分析水、空气、土壤和其他环境样品，来识别和控制环境污染，减少环境危害。
它涉及研发和实施先进的传感器、检测系统、模型和技术，以及监测、检测、分析、模拟和模型的环境污染物的运动及其与环境关系的研究。
水质工程学，作为一种全球性的科学学科，拥有广泛的研究领域，它的研究结果可以为改善世界水质，提高水质安全水平，保护水质，改善水质管理，提高利用水资源等以求提供重要的科学支持。
因此，水质工程学研究应被视为一项重要的任务，需要不断进行研究，提出更新的理论和技术，为改善全球水质做出应有的贡献。
水质工程学1知识点总结
水质工程学1知识点总结水质工程学是研究水质污染、水处理和水资源综合利用的一门交叉学科，涉及化学、生物、环境和工程等多个领域的知识。
在现代社会，水质工程学已经成为保障水资源安全和人类健康的重要学科，对于水污染防治、水资源开发和利用有着重要的意义。
本文将对水质工程学的相关知识点进行总结，包括水质污染、水处理技术、水资源管理等内容。
一、水质污染1. 水质污染的来源水质污染是指水体中存在有害物质超出环境容许标准而影响水质的情况。
水质污染的来源主要包括工业废水、农业面源污染、城市生活污水和大气降水等。
工业废水包括工业生产过程中排放的各种废水，其中可能含有重金属、有机物等有害物质。
农业面源污染主要来自农田农作物种植和养殖业的生产活动，包括化肥、农药和养殖废水等。
城市生活污水是指城市居民生活生活污水，其中包括生活污水、工业废水和雨水等，含有各种有机物、微生物等有害物质。
大气降水是指大气中的颗粒物和气态污染物通过大气降水方式，如雨水、雪等形式降落到地表水中，导致水体污染。
2. 水质污染的分类根据污染物的性质和来源，水质污染可以分为有机污染、无机污染和放射性污染等多种类型。
有机污染主要来自工业废水和城市生活污水排放的有机物，包括有机溶剂、石油类物质、农药等。
无机污染包括重金属、氨氮、硫化物等无机物质，主要来自工业废水和农业面源污染。
放射性污染是指水体中存在放射性元素超出环境容许标准而导致的污染，主要来自核能设施、医疗设备和工业生产过程中的放射性物质。
3. 水质污染的影响水质污染对人类健康和生态环境都会产生严重的影响。
首先，水质污染会导致饮用水安全问题，对人体健康造成威胁，引发各种水源性传染病，包括霍乱、痢疾、肝炎等。
其次，水质污染会破坏生态环境，影响水生动植物的生存和繁衍，导致湖泊、河流甚至海洋的富营养化和死水现象。
另外，水质污染还会影响农业灌溉水质和工业用水，影响农作物生长和工业生产活动。
二、水处理技术1. 水处理技术的基本原理水处理技术是指通过物理、化学、生物等技术手段，将水中的有害物质去除或降低，提高水质的工程技术。
给排水专业-水质工程学课程设计
水质工程学课程设计1 总论 (1)2 基本资料 (6)3 总体设计参考 (8)1 总论1.1 设计一般步骤（1）分析研究水质资料，确定给水处理厂处理流程。
（2）确定给水处理厂设计水量。
（3）进行处理构筑物型式的选择。
（4）进行各处理构筑物的设计计算。
（5）确定水厂的附属构筑物和建筑物。
（6）进行水厂的平面布置。
（7）进行水头损失计算，确定水厂的高程布置。
1.2 设计要点与说明（1）给水处理厂处理流程的确定给水处理厂处理流程的确定，应根据原水水质及设计生产能力等因素，通过调查研究、必要的试验并参考相似条件下处理构筑物的运行经验，经技术经济比较后确定。
（2）给水处理厂的设计处理量水处理构筑物的生产能力，应以最高日供水量加水厂自用水量进行设计，并以原水水质最不利情况进行校核。
水厂自用水量主要用于滤池冲洗及沉淀池或澄清池排泥等方面。
自用水量取决于所采用的处理方法、构筑物类型及原水水质等因素。
城镇水厂自用水量一般采用供水量的3％～10％。
（3）处理构筑物的选型对处理流程及构筑物选型的合理性进行分析，说明工艺特点。
另外，应注意在确定处理流程以及进行处理构筑物选型时，要兼顾水厂的平面布置和高程布置。
（4）药剂配制与投加设备的设计混凝剂的投加量应在选择了混凝剂的种类之后，用实验的方法确定，我国各水厂的平均投药量为5～30毫克/升，最高不超过100毫克/升（以三氧化二铝计），否则就应当通过药剂的混合使用及改进处理途径等方法使水澄清。
在确定混凝剂及投加量之后，确定投药方式、选择配制及投加药剂的设备形式。
溶解池和溶液池，可根据混凝剂的纯度，溶液的浓度，加药量以及配制次数等进行计算，相应数据应合理确定。
（5）混合与絮凝设备的设计充分考虑各方面因素，合理确定混合方式。
絮凝设备的工作效果，会直接影响到沉淀效果，应合理选择其形式、水流速度及停留时间等。
絮凝池形式及工艺尺寸的选择，往往牵扯到与沉淀池的配合问题，所以絮凝池和沉淀池应一并考虑。
给水排水工程专业水质工程学教学改革初探
给水排水工程专业水质工程学教学改革初探摘要：水质工程学无疑是实际给水排水工程教学中的重要学科之一，但随着时间的推移，这一学科的弊端开始逐渐暴露出来，其主要表现在教学内容无法做到与时俱进以及教学方法过于落后老套等，这些问题都导致教学质量及教学效率的低下。
鉴于此，本文主要先对水质工程教学任务、培养目标及教改思路剖析进行简单概述，再对如何改革给水排水工程专业水质工程教学进行了进一步探讨。
关键词：水质工程；给水排水；教学改革在如今的教育领域内，教育改革的实施越来越广泛，这对于水质工程教学而言是一种机遇也是挑战，有助于推进教学模式发生不断改革与转变。
不仅如此，当今社会对于人才的要求也发生了一定的转变，其对于实践能力更为看重。
因此在实际的水质工程教学中，只有不断对教学方式进行创新，进一步提升学生们的实践能力，改革并完善教学模式与教学过程，提升教学效率及教学质量，才能为国家的发展培养出更多的实践型人才。
1.水质工程教学任务、培养目标及教改思路剖析（一）教学任务就目前的水工工程教学而言，其无论是教学任务及教学质量都相对较为明确，要求学生能够基于对相关知识（给水与污水的特征、水的性质、水体污染以及水质标准等）进行全面掌握的基础上，对水处理方面知识（水处理的概念、水处理的具体方法及其应用条件等）也有相应的掌握与了解[1]。
掌握以上知识后，即可为今后的工程设计打下坚实的基础，也有有助于今后进行相关方面的科研，促使学生拥有较好的实际应用知识的能力。
（二）培养目标很多设置水质工程这一专业的高校为工科性大学，因此培养目标即为培养更多研究型及应用型的人才。
鉴于此，在实际的教学过程中需充分注重将实践环节与理论教学相结合，使学生不仅能够熟练掌握相关的理论知识，同时也能够基于此参与到水处理工程的设计、研究、运行管理以及施工的过程中。
（三）教改思路该课程的重要特点之一就是具有较强的实践性及理论性，就水处理的基本理论知识来说，其主要涉及到水力学、物理、数学、微生物学、化学、计算机应用以及材料科学等多个领域，因此课程内容不仅实践性和理论性非常强，且涉及十分广泛的知识面。
水质工程学实验方案
综合实验（二）水厂工艺设计模拟综合实验（二）——配水实验方案姓名：王渭清学号：组号：01班级：给排水1511实验时间：13周一、实验目的1、掌握城市给水处理实验设计的一般方法；2、掌握各处理工序的基本原理；3、掌握根据不同出水水质指标要求所控制的运行条件及控制方法；4、了解对整套给水处理系统运行的调试、运行、控制方法；5、要求掌握的技能和知识点：水处理实验方案的编制要点，浊度仪、pH计、溶解氧仪等的正确使用和操作；取样方法；实验数据记录、整理和分析方法。
二、实验原理供水水源中一般都含有一定量的杂质和砂粒，有可能会对后面设施造成堵塞、於积等，有的可能还含的微污染源。
给水处理主要考核的指标为COD、PH、SS、浊度、电导率等，主要采用工艺为沉淀、过滤、吸附、消毒等。
通过对这几种工艺的控制运行，使学生不出校门就能直观了解给水处理所需注意事项、系统长期运行的状况及废水处理自动化管理的概念。
三、实验装置与设备1．实验系统流程实验流程图：2．实验设备及仪器仪表三、实验内容及步骤本组与第二组共同完成该实验，以下部分为我组具体实验步骤。
1. 实验准备（1）检查气、水管路是否畅通；阀门管件是否有损坏、漏水等现象，如有异常要及时解决。
（2）配电箱接通电源，打开电源开关，检查配电箱电路是否正常，看电源指示灯是否正常。
2. 配水每日配水量10m3，每日配水次数 2次每日配水量10m3，每日配水次数 2次因为本实验是为模仿城市给水处理，则原水应视为略受污染的江湖水。
于是本组拟向自来水中加入适量白砂糖、泥土，混合后作为原水。
（1）白砂糖的投加使用天平称量一定质量的白砂糖加入到配水桶中，预配置COD为20mg/L 的原水，白砂糖的COD约为384g/342g，因此每升水加入18～20mg的白砂糖。
每次配水为5m 3，即90～100g的白砂糖。
（2）泥土的投加泥土量较难为控制，拟定通过浊度仪的测定模拟多种浊度下的原水处理，分别为约20、30、40、50、60、100。
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。
水质工程学题库及复习资料给水部分
水质工程学题库及复习资料给水部分水质工程学（一）复习思考题一、名词解释1、水体自净污染物随污水排入水体后，经过物理的、化学的与生物化学的作用，使污染的浓度降低或总量减少，受污染的水体部分地或完全地恢复原状，这种现象称为水体自净。
2、反应器在化工生产过程中，都有一个发生化学反应的生产核心部分，发生化学反应的容器称为反应器。
3、活塞流反应器和恒流搅拌反应器活塞流反应器：也称管式反应器，流体是以队列形式通过反应器，液体元素在流动的方向上绝无混合想象，每一流体元素停留时间都是相等的，各点上的反应物浓度和反应速度有确定值。
恒流搅拌反应器：也称连续搅拌罐反应器，物料不断进出，连续流动。
反应器内各点浓度完全均匀，反应速度不随时间变化，有返混作用。
4、胶体稳定性指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
分为1、动力学稳定性2、聚集稳定性。
5、凝聚和絮凝凝聚指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程；絮凝指脱稳的胶体或微小的悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。
6、四个混凝作用机理1、压缩双电层作用机理2、吸附—电性中和作用机理3、吸附架桥作用机理4、沉淀物的网捕、卷扫作用机理7、胶体保护当胶粒表面被高分子物质全部覆盖后，量胶粒接近时，由于“胶粒－胶粒”之间所吸附的高分子受到压缩变形而具有排斥势能，或者由于带电高分子的相互排斥，使胶粒不能凝聚。
8、异向絮凝和同向絮凝异向絮凝：指脱稳胶体由于布朗运动相碰撞而凝聚的现象。
同向絮凝：指借助于水力或机械搅拌使胶体颗粒相碰撞而凝聚的现象。
1 / 159、自由沉淀和拥挤沉淀颗粒在沉降过程中不受颗粒彼此间影响的沉淀，称为自由沉淀。
颗粒在沉淀过程中相互干扰，使悬浮颗粒以接近或相同的沉速拥挤下沉，呈界面式沉降，出现清、浑水层间的明显界面(浑液面)的沉淀，称为拥挤沉淀。
10、截留沉速和表面负荷截留沉速u0指能够全部被去除的颗粒中的最小颗粒的沉降速度。
表面负荷q是指单位沉淀面积上承受的水流量，其中11、接触絮凝在池内形成一个絮体浓度足够高的区域，使投药后的原水与具有很高体积浓度的粗粒絮体接触，可以大大提高原水中细粒悬浮物的絮凝速率，这种方式称为接触絮凝。
水质工程学
水质工程学水质工程学是一门涉及水的相关研究的学科。
它是以环境水质营造、水资源保护和污染治理为主要内容的综合性科学，以最大限度地改善水环境质量，满足水资源和环境保护需求为目标。
水质工程学研究包括水质基础理论、水质分析技术、海水水质改良理论、水质污染控制理论、水环境生态工程理论、水质安全设施维护等方面。
它是以环境安全为目的的一门重要学科，是水环境保护的领域。
水质工程学的研究重点是综合分析和研究环境水质危害因素及其生态效应，研究不能源影响水环境质量的原因，评价水环境保护与可持续发展措施。
水质工程学是一门综合性科学，它基于自然环境污染物的污染机理，主要以水质的综合控制为手段，以改善水环境质量为目标，它关注污染危害因素、污染源及其综合处理、水质指标的测定及检测技术、水质的改善技术、水质的保护技术、水环境生态技术等方面的研究。
水质工程学的研究是建立完善水环境保护体系、实施水资源可持续利用和完善水环境质量管理的基础。
它涉及政策性、经济性和技术性知识，是环境水质保护的重要组成部分。
水质工程学的研究涉及生态保护、过程控制、环境监测、水质改善等多领域，已经成为水质科学、污染控制、河流生态工程、水土保持和水环境管理等学科的基础性研究，为改善水环境，保护水资源和推进可持续发展提供了重要的技术支持。
《水质工程学》还与水资源开发、水土保持建设、水质安全保障等技术活动紧密联系，是研究水质变化和污染控制的重要研究领域。
它的实践活动，既可以是水质污染的防治控制，也可以是水质恢复和新型水质改良技术的研究。
水质工程学的发展，既有继承、创新又有发展，推动水质问题的解决。
其重点是建立水质评价标准，构建水环境综合管理体系，实施全面水质监测，加强水质污染防治，针对水质污染源及其排放特征，探讨污染物在水体环境中的迁移转化及其影响规律，推进水质恢复及改良技术，构建水质污染控制与恢复的综合战略，改善水环境质量，满足社会经济发展和环境保护的需求。
水质工程学的发展还可以为政府部门提供重要的技术支持，实施水质标准和监管措施，研究建立有关水质保护和可持续利用的有效政策、方案和法律。
水质工程学题库及答案给水部分
1、反渗透当一个半透性膜的两侧装有不同浓度的溶液时，在浓溶液侧加上大于其渗透压的压力，水分子从咸水一侧反向地通过膜透过到纯水一侧的现象。
2、超滤浓差极化在超滤过程中，水连同小分子透过膜，而大分子溶质那么被膜所阻拦并不断累积在膜外表上，使溶质在膜面处的浓度Cm高于溶质在主体溶液中的浓度Cb，从而在膜附近边界层内形成浓度差Cm－Cb，并促使溶质从膜外表向着主体溶液进行反向扩散，这种现象称为浓差极化。
3、4、含湿量1kg干空气所含水蒸气的重量称为湿空气的含湿量，也称比湿。
5、湿球温度即极限冷却温度，在水冷却过程中的极限冷却温度常用湿球温度计来测量。
一、问答题1、2、什么叫水体的富营养化？水体富营养化有何危害？指富含磷酸盐和氮素的水，在光照和其他环境适宜的情况下，水中的营养物质使水中的藻类过量生长，在随后藻类死亡和异养微生物代谢活动中，水中溶解氧被耗尽，造成水体质量恶化和水生态环境结构破坏的现象。
危害：1、使水味变得腥臭难闻2、降低水的透明度3、消耗水中的溶解氧4、向水中释放有毒物质5、影响供水水质并增加供水本钱6、对水生生态的影响3、理想反响器有哪几种类型？各有何特点？1、完全混合间歇式反响器〔CMB型〕：在CMB型反响器中，搅拌使物质均匀混合，同时进行反响，直到反响产物到达预期要求时停止反响，并排出产物。
整个反响器为一个封闭系统，该系统在反响过程中不存在由物质迁移〔质量传递〕而导致的物质输入和输出2、完全混合连续式反响器〔CSTR型〕：在CSTR型反响器中，反响物投入后，经搅拌立即与反响器内液体到达完全均匀混合，新反响物连续输入，反响产物也连续输出。
CSTR型反响器所用消毒时间较长，如果采用多个体积相等的CSTR型反响器串联使用，将会大大缩短反响时间。
3、活塞流反响器〔PF型〕：物料以相同流速平行流动，无扩散作用，物料浓度在垂直于液流方向完全均匀，而沿着液流方向将发生变化。
唯一的质量传递是平行流动的主流传递。