给水处理课件05

1、5 给水处理概论李英 2011-05-18 3 水汽输送1蒸发4 降水1蒸发4 降水1 植物蒸腾湖6 地表径流6 地下径流海洋5 蒸发2 降水 水的社会循环给水工程：取水给水处理配水排水工程： 废水收集（来源于生活、工业和农业）废水处理排放或回用水的社会循环物理指标 ：浊度、悬浮物、臭和味化学指标： 单项指标（铁、锰、硫酸盐、氯化物、 砷、镉、铬（六价）、四氯化碳、苯、六六六等） 综合指标 （pH、碱度、酸度、硬度、溶解性总固体、总含盐量等 ）（CODMn 、COD 、BOD5 、TOC ）微生物指标：细菌总数、总大肠菌群、粪大肠菌等放射性指标：总放射性、总放射性 给水水质指标生活饮用水水质标

2、准:规范饮用水卫生和安全，保证人民健康。生活饮用水卫生标准 GB 574920061、给水水质指标 水质指标由GB 5749-85的35项增加至106项，增加了71项；修订了8项；其中： 微生物指标由2项增至6项，增加了大肠埃希氏菌、耐热大肠菌群、贾第鞭毛虫和隐孢子虫；修订了总大肠菌群； 饮用水消毒剂由1项增至4项，增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯； 毒理指标中无机化合物由10项增至21项 毒理指标中有机化合物由5项增至53项， 感官性状和一般理化指标由15项增至20项，增加了耗氧量、氨氮、硫化物、钠、铝；修订了浑浊度； 放射性指标中修订了总放射性。 删除了水源选择和水源卫生防护两部分内容。 简化

3、了供水部门的水质检测规定，部分内容列入生活饮用水集中式供水单位卫生规范。 增加了附录A。 增加了参考文献。本标准的附录A为资料性附录。指 标 限 值1、微生物指标总大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出耐热大肠菌群（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出大肠埃希氏菌（MPN/100mL或CFU/100mL）不得检出菌落总数（CFU/mL）100贾第鞭毛虫（个/10 L）1隐孢子虫 （个/10 L）1浑浊度（NTU-散射浊度单位）1水源与净水技术条件限制时为3耗氧量（CODMn法，以O2计，mg/L）3水源限制，原水耗氧量6mg/L时为5表2 饮用水中消毒剂常规指标

4、及要求消毒剂名称与水接触时间出厂水中限值出厂水中余量管网末梢水中余量氯气及游离氯制剂（游离氯,mg/L）至少30min40.30.05一氯胺（总氯，mg/L）至少120min30.50.05臭氧（O3，mg/L）至少12min0.30.02如加氯，总氯0.05二氧化氯（ClO2，mg/L）至少30min0.80.10.022 再生水水质标准3、工业用水水质标准 工业用水通常可分为工艺用水、锅炉用水、洗涤用水、冷却用水等。工业种类繁多，对其工艺用水的要求也不尽相同。工业用水的水质可以参见各工业用水水质标准。例如：工业循环冷却水处理设计规范（GB500502007）中的循环冷却水水质标准等。地表水

5、环境质量标准地表水环境质量标准（GB38382002）2002年6月1日起实施，代替原GB383888和GBZB11999 其中，地表水的II类水体适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区，地表水的III类水体适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区。 饮用净水水质标准（CJ941999） 农村实施生活饮用水卫生标准的准则，1991年5月3日由全国爱国卫生委员会和卫生部联合批准发布 4、其它水质指标5.3 给水处理的基本方法与基本工艺 去除颗粒物（包括胶体颗粒和悬浮颗粒）的方法 混凝沉淀澄清气浮过滤筛滤（格栅、筛网、微滤机、滤网滤芯过滤器等）膜分离（微滤、超滤）沉砂（粗大颗粒的沉淀）离心分

6、离（旋流沉砂）等石灰软化离子交换地下水除铁除锰氧化还原化学沉淀膜分离（反渗透、纳滤、电渗析、浓差渗析等方法）水质稳定（水中溶解离子的平衡，防止结垢与腐蚀等）除氟（高氟水的饮用水除氟）氟化（低氟水的饮用水加氟）吹脱（去除游离二氧化碳、硫化氢等）曝气（充氧）除气（锅炉水除氧等）等去除、调整水中溶解（无机）离子、溶解气体的方法粉状炭吸附原水曝气生物预处理臭氧预氧化高锰酸钾预氧化过氧化氢预氧化预氯化臭氧氧化活性炭吸附生物活性炭膜分离大孔树脂吸附（用于工业纯水、高纯水制备中有机物的去除）等去除有机物的处理方法 （4）消毒方法 可用于饮用水消毒的消毒方法有：l氯消毒l 二氧化氯消毒l臭氧消毒l紫外线消毒l

7、电化学消毒l加热消毒等（5）冷却方法 水的各种冷却方法详见后 水处理基本工艺饮用水处理 1 常规工艺 2 常规工艺 + 预处理 + 深度处理 3 特殊处理工艺 我国目前95%以上的自来水厂都是采用常规处理工艺 工业水处理常规工艺主要去除对象是水中的悬浮物质、胶体物质和病原微生物 典型的以地表水为水源的饮用水常规处理工艺源水混凝沉淀过滤清水池消毒预加氯混凝剂氯管网用户常规工艺地下水源主要去除水中的病原微生物 典型的以地下水为水源的饮用水工艺流程井水清水池消毒氯管网在常规处理的基础上，增加生物预处理、加强预氧化（高锰酸钾、臭氧等）、投加粉状炭等预处理措施；对常规处理进行强化，如采用高效混凝剂、改用

8、气浮、强化过滤等在常规处理的基础上，增加臭氧氧化、活性炭吸附或生物活性炭等深度处理措施； 综合采用上述加强预处理、强化常规处理和增加深度处理的措施等 增加的工艺饮用水工艺流程选择常规工艺流程当原水浊度较低（一般在50度以下），可采用双层滤料或多层滤料滤池直接过滤。直接过滤工艺当原水浊度高，含沙量大时，为了达到预期的混凝沉淀（或澄清）效果，减少混凝剂用量，应增设预沉池。高浊度水的工艺流程若水源受到较严重的污染，按目前行之有效的方法，可在砂滤池后再加设 臭氧活性炭 处理。饮用水深度处理工艺受污染水源还有其他处理工艺。例如有的在常规处理工艺前增加生物预处理；有的在常规处理工艺中投加粉末活性炭等。预加

9、氯、投加高锰酸钾等。有生物预处理的净化工艺 气浮处理工艺 其他饮用水特殊处理工艺和工业给水处理工艺 l含铁含锰地下水的饮用水处理工艺l过硬原水的软化、苦咸水淡化、海水淡化处理 工艺l工业用水软化处理工艺l工业纯水、高纯水除盐处理工艺l 循环冷却水水质稳定处理工艺l饮用净水、饮用纯水处理工艺，等5.3 水处理反应器理论 几种常见的反应反应速率与反应级数 1.反应速率 单位时间、单位体积内某物质量的变化，单位为molm-3s-1。表示为： 当A代表反应物时，反应速率 应为负值； 当A代表产物时，则应为正值，如图所示。图 反应物浓度与产物浓度随时间t的变化 2.反应级数 对于反应 产物P的反应速率可

10、以表示为： 则P为A的a级，B的b级，合为a+b级。 反应物的速率可以分别表示为： 需注意的是：（1）浓度均为反应物；（2）系数不一定等于A、B前的系数；（3）如不存在如此关系，叫无反应级数的提法。 3 单一组分的零级反应如果已知单一组分的反应为零级反应，则 边界条件：t=0 cA=cA0 t=t cA=cA ，故 零级反应浓度随时间的变化见图。 一级反应如果反应 为一级反应，则 一级反应的浓度随时间的变化见图 1 物料衡算方程 单位时间变化量 = 单位时间输入量单位时间输出量 + 单位时间反应量 当变化量为零时，称为稳态，即： 单位时间输入量单位时间输出量 +单位时间反应量0 2. 理想反应

11、器模型 完全混合间歇式反应器（CMB型） Completely mixed batch reactor完全混合连续式反应器（CSTR型） Continuous stirred tank reactor推流式反应器（PF型） Plug flow reactor 图5-3 理想反应器 1） 完全混合间歇式反应器（CMB型）物料衡算式为：(5-2)t = 0，Ci=C0；t=t，C=Ci，积分上式得： (5-3) 设为一级反应，r（Ci）= -kCi ，则设为二级反应，r（Ci）=-kCi2，则：（5-4）（5-5） 2） 推流型反应器 现取长为 dx 的微元体积，列物料平衡式： 稳态时 ， ，则：

12、 x=0，Ci=C0；x=t v，C=Ci，积分上式得 （5-6）（5-7） 3） 完全混合连续式反应器 物料衡算式为：（5-8） 按稳态考虑，即 ，于是：（5-9）设为一级反应， r（Ci）=-kCi，则 因， 故 （5-10） 4) 反应器理论在水处理中的应用 水处理中常见的反应器的常见反应器见表1。 表1 水处理中的常见反应器反应器期望的反应器设计 反应器期望的反应器设计快速混合器絮凝器沉 淀砂滤池吸 附离子交换完全混合局部完全混合的活塞流活塞流活塞流活塞流活塞流软化加氯污泥反应器生物滤池化学澄清活性污泥完全混合活塞流局部完全混合的活塞流活塞流完全混合完全混合及活塞流例题5-1 消毒，PF反应器，一级反应，且假定k =0.92 min-1，求细菌灭活99%，所需时间。解：按题意，C表示细菌数目，（C0-Ci）/C0=0.99