饮用水处理..ppt

第四节 饮用水处理 一、沉淀 二、混凝 三、过滤 四、消毒 五、特殊水质改善法 人不能离开水而生存，但不洁净的水导致人类历史上多次水媒传染病爆发，死者无数。 人类自有史记载以来就一直在寻找改善饮用水的途径和技术。 中国古代将明矾置于带孔木杖中搅动水，使汲取的黄河水澄清； 古埃及用捣碎杏仁抹在水池内壁，帮助池中尼罗河水澄清； 4000年前的印度利用木炭对水过滤，并储存在铜器中保鲜； 17世纪以后，氯的发现，导致其后来在大规模水处理中的应用； ………… 水处理 (water treatment) 包括净化和消毒。 净化(purification)：利用理化方法，改善水的物理和化学性状。常用方法为沉淀、混凝、过滤。其它还有脱色、除臭味、除铁、除氟、软化、淡化等等。 消毒（disinfection）：利用理化方法，杀灭水中病原微生物。 广义的净化也把消毒包括在内。 一、沉淀(sedimentation) 水和水中均匀分布的细小颗粒所构成的体系，称为分散体系。分成三类： 真溶液：小于1nm的颗粒，尺寸很小，不能引起光线的散射，所以看起来水呈透明状； 胶体溶液：颗粒为1nm-1000nm，能够引起光的散射使水呈浑浊。具有布朗运动的特性，难以自然沉淀下来。需要混凝沉淀。 悬浮液：颗粒大于1000nm，能够引起光的散射使水呈浑浊。可以自然沉淀下来。 自然沉淀需时较长，平时可作为初步处理用。在行军、野营、战时不适用，此时应考虑混凝沉淀。 二、混凝(coagulation) （一）混凝机理 水中胶体颗粒带有相同的负电荷，互相排斥，形成稳定的悬浮状态不下沉。 加入混凝剂可使胶体颗粒凝聚而沉降。 混凝剂遇水形成带阳电荷的胶体，中和水中胶体颗粒的负电荷，破坏胶体的稳定性，使混悬的颗粒相互凝聚结絮，形成的絮状物又有很强的吸附架桥能力，可吸收周围的混悬物质，逐渐增大体积和重量，最后因重力作用而下沉，使水沉清。这种结构松散、有吸附能力的绒体，也叫“矾花”（floc） （二）混凝剂和助凝剂（要求对人体健康无害，混凝效果好，使用方便及价廉易得） 铝盐 最常用，包括明矾Al2(SO４)３·K２SO４·24H２O、硫酸铝Al2(SO４)３·18H2O等。价廉易得，但影响因素多，pH范围较窄，澄清时间长。 聚合氯化铝(polyaluminium chloride）(羟基或碱式氯化铝) 无机高分子混凝剂。水解后形成多核高价电解质 用量少；絮状物形成快，大而细密，沉淀快；影响因素少，混凝效果好。但水面常有浮沫、沉淀物容积较大。 铁盐 硫酸亚铁(绿矾)FeSO4·7H2Ｏ、三氯化铁FeCl3·6H2Ｏ、硫酸铁Fe2(SO4)3·2H2Ｏ、聚合硫酸铁等。 絮状物比重大，沉降较快；pH值宽(pH3.5～11)；低温时效果亦好。缺点是易产生色、味；具有强酸性，对设备有腐蚀作用。 净水植物: 有混凝作用的：量天尺、仙人掌、木棉树与木瓜等； 有助凝作用的：榆树、土肉桂、钝叶樟、木芙蓉等。 净水植物多只用于野外少量水处理。 聚丙烯酰胺(polyacrylamide PAA): 人工合成水溶性非离子型有机高分子物质，在水中可分散成巨大数量的长链状高分子； 可以作为混凝剂，也可与其他混凝剂的助凝剂。 因单体丙烯酰胺有毒，只用于高浊度，高色度或有特殊嗅味的水，高浓度有机废水，含有毒有害物质的水，放射物质污染的水及含有大量致病菌和病毒的水。 (三)影响混凝的因素 水的pH值和碱度: 铝盐在5.7～7.8范围内较好。 三价铁盐适宜的pH值为6.0～8.4，而二价铁盐只有当pH值大于8.5时才可被氧化为三价铁，因此需投加碱。 高分子混凝剂受pH值影响较小。 水温: 低温时应增大剂量，延长沉淀时间、投加高分子助凝剂或改用聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。 水中杂质: 浑浊或稍浑浊的水较透明的水更易凝聚 悬浮物极少时，要增加剂量或投加粘土或助凝剂。 搅拌: 初加时应迅速充分搅动使快速混和均匀，形成微细絮状物，然后慢速搅拌，以增加絮状物碰撞机会形成较大的絮状物下沉。 剧烈长时间搅拌或经常改变搅拌方向，都可导致絮状物不可逆的破坏。 三、过滤(filtration) 意义 过滤可去除部分色度、浊度、化学物质及微生物 过滤原理 1.机械筛滤；2.沉淀；3.吸附；4.生物滤膜 滤料种类 颗粒状: 石英砂、无烟煤、木炭、活性炭等。 纤维状: 纤维离子交换树脂、布、棉花、羊毛等。 多孔成型: 陶瓷、硅藻土、活性炭等制成管状或板状。 薄膜型: 微滤膜和超滤膜等。去除微细悬浮颗料、细菌、病毒和胶体等。一般只用于对小量水处理。 影响过滤的因素（自学） 过滤方式（慢砂滤、快砂滤、简易砂滤等） 四、消毒（disinfection） 污染的原水经混凝、沉淀、过滤仍有一部分微生物未能杀灭。从安全方面考虑，水的消毒是水质改善中最重要