给水第一章.pptVIP

1.4.2.2 完全混合间歇式反应器（CMB型） 这是一种间接搅拌的反应容器不存在有物质迁移导致 的物质输入和输出，i的时间变化率完全由化学反应引起。 物料衡算式为： 4-4 t 0，Ci C0；t t，C Ci，积分上式得： 4-5 设为一级反应，r（Ci） -kCi，则 4-6 设为二级反应，r（Ci） -kCi2，则： 4-7 完全混合间歇式反应器的应用 （1）通过上述物料衡算式及积分方法，求达到一定的处理要求，所需的反应时间 （2）求出反应时间t后，根据生产需要，求所需反应器容积 例题： 某水样采用CMB反应器进行氯消毒实验，假定投氯量一定，经实验知：细菌被灭活速率为一级反应，且k 0.92min-1, 求细菌被灭活99%时，所需的时间为多少？ 解：设原有细菌密度为C0，t时间后尚存活的细菌密度为Ci，被杀死的细菌密度则为 C0-Ci，在t时刻， （C0-Ci）/ C0 99%，Ci 0.01C0，细菌灭活速率等于细菌减少速率，于是r C i -k Ci -0.92Ci, 代入前面的公式（4-6）， 得：t -1/0.92 ln 0.01C0/C0 ≈5min 1.4.2.3 完全混合连续式反应器（CSTR型） 反应物投入反应器后经搅拌立即达到完全均匀混合，反应物 连续输入，产物也连续输出,输出的产物浓度和成分与反应器内 物料相同。（如快速混合池） 物料衡算式为： （4-8） 其中，V ——反应器内液体体积；Q —— 流入或输出反应器的流量； C0 —— 组分i的流入浓度； Ci —— 反应器内组分i的浓度 按稳态考虑，即 于是： 设为一级反应， r（Ci） -kCi，则 （4-9） 因 故 （4-10） 1.4.2.4 推流型反应器 反应器内物料仅以相同流速平行流动，无扩散作用。质量传递 为唯一的主流传递。 取长为dx的微元体积ωdx ，列物料平衡式： 其中， ω ：液流截面积； Q； ωdx V 稳态时 ， ，则： （4-11） x 0，Ci C0；x t，C Ci，积分上式得 （4-12） 1.4.3非理想反应器 1.4.3.1 一般概念 PF型和CSTR型反应器是两种极端的、假想的流型。图4-3表示两种理想反应器自进口端至出口端的浓度分布。 PF型反应器在进口端是在高浓度C0下进行反应，只是在出口端才在低浓度Ce下进行反应。而CSTR型始终在低浓度Ce下进行反应，故反CSTR型反应器生产能力低于PF型。 CSTR型反应器中存在“返混” ，即停留时间不同的物料之间混合。返混程度是衡量实际反应器偏离理想条件的一种尺寸。 通常利用停留时间分布来判断设备的流型究竟是接近PF型还是CSTR型。 + CSTR 0 图 4-2 推流式反应器内物料变化 图 4-3 理想反应器中浓度分布 实际反应器都是介于推流型和完全混合连续流型的。纵向分散 模型的基本设想是在推流型基础上加上一个纵向混合。纵向混合可以用纵向分散系数D1来表征它的特性： （4-13） x L x C i ? ? i ωD - （扩散） i C uw （主流） ÷ ? ? ? è ? ? ? + x x C C i i △ uw ÷ ? ? ? è ? ? ? + + ? ? - x x C C x D i i i △ w i C xr △ w u u 图 4-4 纵向分散模型（ PFD 型） 1.4.3.2 纵向分散模型（PFD型） 取出一个微元长度，列物料衡算式： 输入量： 输出量： 反应量： 物料变化量： 则： （4-14） 稳态时， 故： （4-15） 作业一： 给出我国现行的《生活饮用水卫生标准》的全部内容，并与教材上的GB5749-85的标准进行比较，分类列出现行标准新增的项目。 作业二： 画出常规给水处理工艺的流程图，列举常用的深度处理技术，简述在预处理和深度处理中活性炭吸附工艺所采用的活性炭的粒径尺寸为什么不同。 联系方式：lujinfeng@nankai.edu.cn 第一讲的作业 * 《水污染控制工程1》 授课教师：鲁金凤 南开大学环境科学与工程学院 27日 水的除盐与咸水淡化 29日 地下水除铁除锰 活性炭吸附 24日 复习、答疑 20日 离子交换软化方法与系统 22日 氯消毒原理 其他消毒方法 25日 斜板与斜管沉淀池 澄清池 25日 水质标准 水处理方法 反应器原理 17日 总结 13日 水的软化 15日 普通快滤池 无阀滤池 虹吸滤池 18日 颗粒在静水中沉淀 平流式沉淀池 10日 超滤 纯水制备 6日 水厂设计 8日 滤池反冲洗 反冲配水系统 11日 影响混凝效果因素 混合絮