环境科学专业外语Unit 13.ppt

Unit13Text WaterTreatmentProcesses 自来水处理过程 Oneofthegreatachievementsofmoderntechnologyhasbeentodrasticallyreducetheincidenceofwaterborneofdiseasessuchascholeraandtyphoidfever 现代化技术所取得的伟大成就之一就是极大的降低了霍乱和伤寒等水源性疾病的发生 Thesediseasesarenolongerthegreatriskstopubichealththattheyoncewere 这些疾病曾经对人类的健康产生过巨大威胁 但现在不是了 Thekeytothisadvancewastherecognitionthatcontaminationofpubicware suppliesbyhumanwasteswasthemainsourceofinfection andthatitcouldbeeliminatedbymoreeffectivewatertreatmentandbetterwastedisposal 进步的关键在于人们认识到被人为污染的公共水供应是主要的传染源 这可以通过更积极更先进的水处理技术所消除 Today swatertreatmentplantsaredesignedtoprovidewatercontinuouslythatmeetsdrinkingwaterstandardsatthetap 今天的水处理厂被设计为能持续的提供符合饮用水标准的水 Therearefourmanconsiderationsinvolvedinaccomplishingthis sourselection protectionofwaterquality treatmentmethodstobeused andpreventionofrecontamination 有四个主要的方面要考虑 水源的选择 水质的保护 所使用的处理方法和如何防止二次污染 Commonprecautionstopreventgroundwaterandsurfacewaterpollutionincludeprohibitingthedischargeofsanitaryandstormsewersclosetothewaterreservoir installingfencestopreventpollutionfromrecreationalusesofwater andrestrictionsontheapplicationoffertilizersandpesticidesinareasthatdraintothereservoir 一般的预防地下水污染和地表水污染的措施包括防止排泄物管道和雨水管道的排放口靠近蓄水池 安装栅栏防止娱乐用水的污染 限制在水库流域使用化肥和杀虫剂 Screening coagulation flocculation sedimentation filtration anddisinfectionarethemainunitoperationsinvolvedinthetreatmentofsurfacewater 隔离 混凝 絮凝 沉淀 过滤是地表水处理的四个主要步骤 Watertreatmentoperationsfulfilloneormoreofthreekeytasks removalofparticulatesubstancessuch assandandclay organicmatter bacteria andalgae removalofdissolvedsubstancessuchasthosesingcolorand Hardness andremovalordestructionofpathogenicbacteriaandviruses 水处理要实现一到三个目标 去除沙和尘土等颗粒物质 有机物质 微生物和藻类 去除引起色度和硬度的溶解物质 去除或破坏致病细菌和病毒 Theactualselectionoftreatmentprocessesdependsonthetypeofwatersourceandthedesiredwaterquality 实际的处理工艺的选择有赖于水源的类型和所需要的水质 Occasionally rawwaterwithlowturbiditycanbetreatedbyplainsedimentation nochemicals toremovelargerparticlesandthenfiltrationtoremovethefewparticlesthatfailedtosettleout 有时 不太混浊的进水可以通过自然沉降来去除较大的颗粒 在利用过滤去除剩余的颗粒 Usually however particlesintherawwateraretoosmalltoberemovedinareasonablyshorttimethroughsedimentationandsimplefiltrationalone 但通常 进水的颗粒物非常小 在短时间内仅仅依靠沉淀和简单的过滤无法去除 Toremedythis achemicalisaddedtocoagulate flocculatethesmallparticles calledcolloids intolargeones whichcanthenbesettledoutinsedimentationtanksorremoveddirectlyinfilters 作为补救 将会加入胶体这种化学药品来吸附小颗粒 形成大颗粒在沉淀池里析出 或在过滤池里直接去除 RemovalofParticulateMatter颗粒物质的去除Theunitoperationsemployedfortheremovalofparticulatematterfromwaterincludescreening sedimentation coagulation flocculation andfiltration 从水中去除颗粒物的操作步骤包括隔离 混凝 絮凝 沉淀 过滤 Screeningtoremovelargesolidssuchaslogs branches rags andsmallfishisthefirststageinthetreatmentofwater 隔离去除像木屑 树枝 碎布和小鱼这样的大的固体物的隔离过程是水处理的第一步 Allowingsuchdebrisintothetreatmentplantcoulddamagepumpsandclogpipesandchannels 碎片万一进入处理厂可能会损坏水泵 阻塞管道 Forthesamereasons waterintakesarelocatedbelowthesurfaceofthelakeorriverinordertoexcludefloatingobjectsandminimizephysicaldamagefromice 同样的原因 进水口一般设置在湖面和河水面以下 以免吸入漂浮物 最大程度的减少冰的破坏作用 Sedimentation theoldestandmostwidelyusedformofwaterandwastewatertreatmentusesgravitysettlingtoremoveparticlesfromwater 沉降是水和废水处理中使用最古老最广泛的处理方式 它是利用重力作用从水中去除颗粒物 Itisrelativelysimpleandinexpensiveandcanbeimplementedinbasinsthatareround square orrectangular 它工艺相对简单 造价低廉 可以造成圆形 正方形 矩形 Asnotedearlier sedimentationmayfollowcoagulationandflocculation forhighlyturbidwater orbeomittedentirely withmoderatelyturbidwater 就像前面提到的 对于浊度高的水 沉淀可以放在混凝后面 对于浊度不高的水 则可以完全省去该过程 Particulatessuspendedinsurfacewatercanrangeinsizefrom10 to10 mmindiameter thesizeoffinesandandsmallclayparticles respectively 地表水中的悬浮颗粒物的粒径在10 1和10 7毫米之间 分别是细沙和微尘的尺寸 Turbidityorcloudinessinwateriscausedbythoseparticleslargerthan10 4mm whileparticlessmallerthan10 contributetothewater scolorandtaste 浊度和不透明度是由那些粒径大于10 4mm的颗粒引起的 小于10 4mm的颗粒主要对色度和臭味有贡献 Coagulation flocculationisachemical physicalprocedurewherebyparticlestoosmallforpracticalremovalbyplainsedimentationaredestabilizedandclusteredtogetherforfastersettling 混凝 絮凝当颗粒太小而用普通沉淀法无法去除时 利用混凝或絮凝的化学 物理过程 就可以让这些颗粒物失去稳定性 凝结成团 从而更快的得到沉降 Asignificantpercentageofparticulatessuspendedinwateraresosmallthatsettlingtothebottomofatankwouldtakedaysorweeks 水中相当比例的悬浮颗粒物粒径非常小 沉淀到池底需要数天甚至数周 Thesecolloidalparticleswouldneversettlebyplainsedimentation 这些胶体状的颗粒物都不能用普通沉淀法处理 Coagulationisachemicalprocessusedtodestabilizecolloidalparticles 混凝是使胶体颗粒失去稳定的一种化学过程 Theexactmechanismisnotwellunderstood butthegeneralideaistoaddachemicalwhichhaspositivelychargedcolloidstowatercontainingnegativelychargedcolloids 精确的机理不太好理解 但大体意思就是添加一种含有正电荷胶体的化学药品到含有负电荷胶体的水中 Thiswillneutralizethenegativechangeonthecolloidsandthusreducethetendencyforthecolloidstorepeleachother 这将会中和胶体的负极电荷 并且能够降低胶体互相排斥的趋势 Rapidmixingforafewsecondsisrequiredtodispersethecoagulant 使混凝剂扩散需要快速搅拌几秒钟 Gentlemixing calledflocculation ofthesuspensionisthenundertakentopromoteparticlecontact 轻柔的搅拌 叫做絮凝 悬浮液通过扩大颗粒的接触面 Thisisachievedbymechanicalmixingthroughtheuseofslowlyrotatingpaddlesinsidethecoagulation flocculationtank orbyhydraulicmixingwhichoccurswhenflowisdirectedoverandaroundbafflesinthetank 这可以通过机械混合通过使用内置的慢速混凝 絮凝转动桨 或者由液压混合发生在池的挡板周围流动 Detentiontimeinthecoagulation flocculationtankisusuallybetween20 40minutesinranks3 4mdeep 在混凝 絮凝池内停留时间通常是20 40分钟 池深有3 4m Throughthecombinedchemical physicalprocessofcoagulation flocculation thecolloidalparticleswhichwouldnotsettleoutbyplainsedimentationareagglomeratedtoformlargersolidscalledfloc 通过结合实际物理 化学混凝过程 胶体粒子 不会通过由普通沉淀出的结块 凝聚成所谓的较大的浮冰固体来出去 Theseappearasfluffygrowthsofirregularshapethatareabletoentrapsmallnoncoagulaedparticleswhensettlingdownward 这些显示为不规则形状蓬松生长的有能力吸附沉淀时向下的不易凝聚颗粒 Aluminumsulfateisthemostcommoncoagulanthotorganicpolymersmayalsobeusedaloneorincombinationwithalumtoimproveflocculation 硫酸铝是最常见的混凝剂 但有机聚合物也可以单独使用或与明矾一起 改善絮凝效果 Theflocsuspensionisgentlytransferredfromthecoagulation flocculationtankstosettlingtanks ordirectlytofilterswherethefloesareremoved 大浮冰悬浮物通常都是从混凝池转移至沉淀池 或当大浮冰去处时可直接转移至过滤器 Disinfection消毒Toensurethatwaterisfreeofharmfulbacteriaitisnecessarytodisinfectit 为了确保水中没有有害细菌 消毒是很有必要的 Chlorinationisthemostcommonmethodofdisinfectingpublicwatersupplies 氯化消毒是公共供水的消毒最常用的方法 Sufficientquantitiesofchlorinefromchlorinegasorhypochloritesareaddedtotreatedwater tokillpathogenicbacteria 足量的氯气或次氯酸盐添加到水中以杀死致病菌 Chlorinationisareliable relativelyinexpensive andeasydisinfectionmethodtouse 氯化是一个可靠的 相对便宜 且易于使用的消毒方法 Otherdisinfectantsincludechloramines chlorinedioxide otherhalogens ozone ultravioletlight andhightemperature 其他消毒剂包括氯胺 二氧化氯 其他卤素 臭氧 紫外线和高温 Ozonation whichhasbeenusedextensivelyinFrance isnowgainingacceptanceinNorthAmerica especiallyasanalternativetoprechlorinationwherenaturalorganicsarepresent 臭氧氧化 已被广泛地使用法国 目前在北美地区也以获得认可 特别是作为替代在天然有机物存在的地方的预氯化 Althougheffective on doesnotleavealastingresidualforlong termdisinfection 虽然有效 但是臭氧不会留下长期持久的残余消毒 Ozoanationisthedisinfectionofwaterbyaddingozone whichisapowerfuloxidantofinorganicandorganicimpurities 臭氧化是向水中添加臭氧的一种消毒方式 臭氧是一种能氧化无机和有机杂质的强氧化剂 Itsadvantagesoverchlorinearethatitleavesnotastesorodors andunlikechlorine itapparentlydoesnorreactwithnaturalorganicsformcompoundshazardoustohumans 相比氯消毒它的优点是 它不会留下味道或气味 与氯气不同的是 臭氧显然不与自然界有机物反应形成有毒化合物来危害人类 RemovalofDissolvedSubstances溶解物质的去除Aerationisusedtoremoveexcessiveamountsofironandmanganesefromgroundwater 曝气是用来清除地下水中过量的铁和锰 Thesesubstancescausetasteandcolorproblems interferewithlaundering stainplumbingfixtures andpromotethegrowthofironbacteriainwatermains 这些物质引起了味道和颜色的问题 干扰清洗和污染水管装置 并促进铁细菌在水管的繁殖 Bybubblingairthroughwater orbycreatingcontactbetweenairandwaterbyspraying dissolvedironormanganese Fe Mn isoxidizedtoalesssolubleform Fe 十 Mn whichprecipitatesoutandcanberemovedinasettlingtankorfilter 通过向水中鼓泡空气 或者通过喷射来增大空气与水的接触面积 溶解性铁或锰 的Fe2 Mn2 被氧化成一种不易溶解形式 Fe3 Mn4 的 这样沉淀出来后可以在沉淀池或过滤器中出去 Aerationalsoremovesodorscausedbyhydrogensulfide H S gas 曝气也消除了硫化氢 H2S 气体造成的臭味 Softeningofwaterisaprocessthatremoveshardness causedbythepresenceofdivalentmetallicionsprincipallyCa2 andMg2 水的软化是一个去除硬度过程 硬度是由二价金属离子的存在造成的 主要是钙离子和镁离子 Hardnessinwateristheresultofcontactwithsoilandrock particularlylimestone inthepresenceofCO2 水的硬度是在二氧化碳的存在下土壤和岩石 特别是石灰岩接触的结果 ActivatedCarbonisanextremelyadsorbentmaterialusedinwatertreatmenttoremoveorganiccontaminants 活性炭是一种在水处理中去除有机污染物吸附能力极强的材料 Activatedcarbonisproducedinatwo stageprocess 活性炭的生产有两个阶段 First asuitablebasematerialsuchaswo