环境污染与防治专业基础与实务中级考试水污染防治基础理论知识复习资料.doc

环境污染与防治专业基础与实务中级考试水污染防治基础理论知识复习资料（一）废水预处理1、废水的收集与提升（1）掌握废水的收集：废水流量确定与废水量计算污水设计流量的确定污水管道系统的设计流量：最大日最大时流量（L/S）。生活污水设计流量和工业废水设计流量生活污水设计流量居住区生活污水设计流量计算公式：式中： Q1 居住区生活污水设计流量（L/s） n 居住区生活污水量标准（L/（人d） N 设计人口数 KZ 生活污水量总变化系数 生活污水量标准生活污水排水定额：在居住区污水排水系统设计中所用的每人每日所排出的平均污水量。相关因素：用水量标准、室内卫生设备情况、气候、居住条件、生活水平及其它地方条件等。生活污水量标准确定方法：方法一：室外排水设计规范规定的居住区生活污水定额。方法二：室外给水设计规范中生活用水定额按一定比例取用。 设计人口设计期限终期的规划人口数。 设计人口=人口密度面积选用：按照城市总体规划采用。总人口密度：所采用地区面积包括街道、公园、运动场、水体等在内；规划阶段或初步设计阶段污水量计算采用。街区人口密度：所采用地区面积只是街区内的建筑面积；技术设计或施工图设计阶段污水量计算采用。生活污水量总变化系数I. 概念变化系数：表征污水量的变化程度。日变化系数：（Kd）一年中最大日污水量与平均日污水量的比值。时变化系数：（Kh）最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值。总变化系数：（KZ）最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。总变化系数随人口的多少和污水量标准的高低而变化。人口多（日平均流量大），污水量标准高时，总变化系数就小；人口少（日平均流量小），污水量标准低时，总变化系数就大。 II. 总变化系数的确定方法理论上： KZ= Kd Kh实际上有两种做法： A. 根据室外排水设计规范（GBJ14-87）采用的居住区生活污水量总变化系数表选用。生活污水量总变化系数注：1.当污水平均日流量为中间数值时，日总变化系数采用内插法求得。2.当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实际数据采用。B. 按照综合分析得出的总变化系数与平均流量间的关系式求得。式中： Q 平均日平均时污水量（L/S）。当Q<5 L/S时，KZ=2.3，Q >1000 L/S时，KZ=1.3。公共建筑物生活污水设计流量主要包括公共浴室、洗衣房、医院、饭店、学校和影剧院等。计算方法：在设计时作为集中污水流量单独计算，具体计算方法参见建筑给排水设计规范（GBJ15-88）或建筑给水排水工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量工厂生产区的生活污水及淋浴污水流量是指来自生产区的厕所、食堂和浴室等的污水。式中：Q2 工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L/S）；A1 一般车间最大班职工数（人）；A2 热车间最大班职工数（人）；B1 一般车间职工生活污水量标准（L/（人班）；B2 热车间职工生活污水量标准（L/（人班）；K1 一般车间生活污水时变化系数；K2 热车间生活污水时变化系数； C1 一般车间最大班使用淋浴的职工人数（人）；C2 热车间最大班使用淋浴的职工人数（人）；D1 一般车间淋浴污水量标准（L/（人班）；D2 热车间淋浴污水量标准（L/（人班）；T 每班工作时数（h）；淋浴时间以60min计。（2）掌握废水的提升：集水池容积计算、水泵扬程计算。集水池的容积应根据设计流量、水泵能力和水泵工作情况等因素确定，并应符合下列要求： 污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵5MIN的出水量。 注意：如水泵机组为自动控制时，每小时开动水泵不得超过6次。 雨水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵30S的出水量。 合流污水泵站集水池的容积，不应小于最大一台水泵30S的出水量。污泥泵房集水池的容积，应按一次排入的污泥量和污泥泵抽送能力计算确定。活性污泥泵房集水池的容积，应按排入的回流污泥量、剩余污泥量和污泥泵抽送能力计算确定。 总扬程可按下列公式计算：h总=h0+h沿+h局+h吸+h 式中：h总水泵总扬程（米）； h0 -管道系统工作水头(米)； h沿沿程水头损失（米）； h局局部水头损失（ 米）； h吸地面至动水位高程，（取30米）； h出水口至供水地面高差（取0.4米）。2、废水的预处理（1）熟悉筛除过程及方法微滤机微滤机是采用80200目/平方英寸的微孔筛网固定在转鼓型过滤设备上，通过截留养殖水体中固体颗粒，实现固液分离的净化装置。并且在过滤的同时，可以通过转鼓的转动和反冲水的作用力，使微孔筛网得到及时的清洁。使设备始终保持良好的工作状态。我公司的微滤机，是针对现有微滤机易堵塞，易破损，易腐蚀，难维护等问题的，是适用于海水循环水养殖水处理的最佳使用技术之一。该产品通过对养殖水体中固体废弃物的分离，使水体净化，达到循环利用的目的 。格栅除污机通过格栅将固体与液体分离的一种除污机械。 按建设部标准的解释是：用机械的方法，将格栅截留的栅渣清捞出水面的设备。（2）熟悉沉砂过程及方法污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有旋流沉砂池。污水中的有机颗粒不仅会磨损设备和管道，降低活性污泥活性，而且会板积在反应池底部减小反应器有效容积，甚至在脱水时扎破滤带损坏脱水设备。沉砂池的设置目的就是去除污水中的泥沙，煤渣等相对密度较大的无机颗粒物，以免影响后续处理构筑物的正常运行。沉砂池的工作原理是以重力分离和离心力分离为基础，即控制进入沉砂池的污水流速或旋流速度，使相对密度大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒则随水流带走。设计参数如下： (1)污水在池内的流速为0.150.3m/s (2)最高流量时，污水在池内的停留时间不小于30s，一般为3060s。 (3)有效水深采用0.251.0m，不应大于1.2m，每格宽度不宜小于0.6m。 (4)池底坡度一般为0.010.02。当设置除砂设备时，可根据除砂设备的要求，确定池底形状。 （3）熟悉除油过程及方法油的状态分类可浮油：呈悬浮状态，粒径大于15m，占石油炼厂废水含油量的6080%， 易于用隔油池去除。分散油：粒径大于1m，悬浮分散于水相中，不稳定，可采用粗粒化方法去除。乳化油：呈乳化状态，粒径<1m，由于表面活性剂的存在使体系较稳定，必须破乳。一般采用浮选、混凝、过滤等处理方法。溶解油：呈溶解状态，一般低于515mg/l, 难于自然分离，可采用吸附、化学氧化及生物氧化方法去除。油-固体物：水体中的油黏附在固体悬浮物的表面形成油-固体物，可采用分离法去除。1、隔油池分类用自然浮上法去除可浮油的构筑物，称为隔油池。目前常用的隔油池有平流式隔油池和斜板式隔油池两类。 平流式隔油池(API)斜板式隔油池： 平行板式 (PPI) 波纹斜板 (CPI)平流式隔油池(API)含油废水通过配水槽进入矩形的隔油池，沿水平方向缓慢流动，在流动中油品上浮水面，由集油管或刮油机推送到集油管中流入脱水罐。沉淀下的重油及其他杂质，积聚到池底污泥斗中，通过排泥管进入污泥管中。处理后的废水溢流入排水渠排出池外，进行后续处理，以去除乳化油及其他污染物。平流式隔油池的总容积 W=Qt式中：Q-废水设计流量，mh； t停留时间，一般为1.5-2h。或者按照表面负荷计算：隔油池的表面积A：A=Q/q；其中，q取1.2m/m2h2.格数n隔油池宜分隔为数格，分格数n通常为24。3.宽度b如采用机械刮油，单格宽度b必须与刮油机的跨度规格相匹配，一般为6.0m、4.5m、3.0m、2.5m和2.0m；采用人工刮油时，b不宜大于3.0m。4.水深h隔油池工作水深h一般不小于2.0m，hb宜在0.30.4范围。显然，过流断面面积FQvnhb。5.长度LL=A/nb,所得的L值应满足单格长宽比Lb4.0。斜板式隔油池(PPI)原理浅层原理优点：可分离的最小油滴直径为60m;相应的上升速度不高于0.2mm/s;停留时间30min, 为平流式的1/4-1/2。 平流式隔油池内安装许多倾斜的平行板，便成了平行板式隔油池(PPI)。斜板的间距为100mm。这种隔油池的特点是油水分离迅速，占地面积小(只为API的1/2)。但结构复杂，维护和清理都比较困难。波纹板隔油池(CPI) 将PPI的平行板改换成波纹斜板，既波纹板隔油池(CPI)。板间距20-40mm，倾角45。水沿板面向下，油滴沿板下表面向上，汇集后用集油管排出，处理后的水从溢流堰排出。分离效率更高，池内水的停留时间约为30min，占地只有PPI式的2/3。2、气浮工作原理气浮过程中，细微气泡首先与水中的悬浮粒于相粘附，形成整体密度小于水的“气泡-颗粒”复合体，使悬浮粒子随气泡一起浮升到水面。由此可见，实现气浮分离必须具备以下三个基本条件：一是:水中产生足够数量的细微气泡；二是:污染物形成不溶性的固态或液态悬浮体；三是:气泡能够与悬浮粒子相粘附。气泡形成和粘附过程空气的溶解、释放及气泡性质 1、空气的溶解V空气在水中的溶解度，Lm； KT溶解度系数，LkPamp溶液上方的空气平衡分压，kPa（4）熟悉水量及水质调节调节池建设必要性排放的废水通常具有污染物成分复杂，水质水量波动变化的特点。水处理系统的工艺流程以及具体设施都是按照某一确定的水质、水量设计的，需要在较为稳定的工艺参数指标下运行。提供对有机物负荷的缓冲能力，防止生物处理系统负荷的急剧变化；控制pH值，以减小中和作用中的化学品的用量；减小对物理化学处理系统的流量波动，使化学品添加速率适合加料设备的定额；当工厂停产时，仍能对生物处理系统继续输入废水；防止高浓度有毒物质进入生物处理系统。调节池有效容积的计算方法方法一：流量曲线图解法1. 以时间t为横坐标，流量Q为纵坐标作图；2. 曲线围成的面积为废水总量WT；3. 计算平均流量4. 计算出调节池容积V。方法二：废水流量累积曲线图解法1. 以时间t为横坐标，累积流量Q为纵坐标作图；2. 曲线的终点A为废水总量WT；3. 连接OA，其斜率为平均流量 ；4. 对曲线作平行于OA的切线ab和cd，切点为B和C；5. 由B和C两点作出y轴平行线CE和BD，量出其水量大小；6. 调节池容积为V= VBD+VCE7. 调节池停留时间为：（二）常见废水处理技术方法1、物理处理法（1）熟悉筛滤法：格栅过滤、筛网过滤、颗粒介质过滤、微滤机过滤A、格栅过滤格栅栅条间的空隙宽度可根据清除污物的方式和水泵的要求来设定，人工清除格栅间隙一般为1625mm。沉砂池或沉淀池前的格栅一般采用1530mm，最大为40mm。常用的机械清渣设备有三种，即链条式、移动式及钢丝绳牵引式格栅清污机。格栅是一组(或多组)相平行的金属栅条与框架组成,倾斜安装在进水的渠道,或进水泵站集水井的进口处，以拦截污水中较大的悬浮物及杂质，以保证后续处理构筑物或设备的正常工作。按格栅栅条间距的大小不同，格栅分为粗格栅、中格栅和细格栅3类。按格栅的清渣方法，有人工格栅、机械格栅和水力清除格栅三种。按格栅构造特点不同可分为抓耙式、循环式、弧形、回转式、转鼓式、旋转式、齿耙式和阶梯式等多种形式。格栅设备一般用于污水处理的进水渠道上或提升泵站集水池的进口处，主要作用是去除污水中较大的悬浮或漂浮物，以减轻后续水处理工艺的处理负荷，并起到保护水泵、管道、仪表等作用。当拦截的栅渣量大于0.2m/d时，一般采用机械清渣方式；栅渣量小于0.2m/d时，可采用人工清渣方式，也可采用机械清渣方式。格栅机：通过格栅将固体与液体分离的一种除污机械。建设部标准的解释是：用机械的方法，将格栅截留的栅渣清捞出水面的设备。按格栅形式分类1）弧形格栅除污机 一种固定格栅除污机，其栅条为圆弧形（近视1/4圆周），齿耙在驱动装置驱动下，沿圆弧形栅条将污物推至栅条上方，实现污渣清除。 2）倾斜格栅除污机 3）垂直格栅除污机 按齿耙垂直向动作的型式分类1）臂式格栅除污机2）链式格栅除污机3）钢索牵引式格栅除污机4）旋转格栅除污机B、颗粒介质过滤普通快滤池 rapid filter应用石英砂或白煤、矿石等粒状滤料对自来水进行快速过滤而达到截留水中悬浮固体和部分细菌、微生物等目的的池子。 应用最广的给水过滤设备，用以除去水中经过混凝沉淀处理后残余悬浮物，或水中经过凝聚处理后的悬浮物。快滤池出水的浑浊度可达 1度以下。快滤池也可以做成压力罐式称压力滤池。压力滤池可插入压力管线，因此可直接供水。为了节省常规滤池的阀门和管廊的造价以及操作的简化，50年代以后发展了多种形式的快滤池，如无阀滤池、双阀滤池、虹吸滤池和移动冲洗罩滤池等。微滤机过滤微滤机是采用80200目/平方英寸的微孔筛网固定在转鼓型过滤设备上，通过截留养殖水体中固体颗粒，实现固液分离的净化装置。并且在过滤的同时，可以通过转鼓的转动和反冲水的作用力，使微孔筛网得到及时的清洁。使设备始终保持良好的工作状态。设备应用：在水产养殖领域，微滤机更多用在对原水的第一级过滤上，以滤除水中的大颗粒泥沙、悬浮藻类、颗粒等。或者用在密闭循环净化的第一级粗滤环节。（2）熟悉重力法：沉砂池、沉淀池、隔油池一、沉砂池污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。最主要的是磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。沉砂池主要用于去除污水中粒径大于0.2mm，密度大于2.65t/立方米的砂粒，以保护管道、阀门等设施免受磨损和阻塞。其工作原理是以重力分离为基础，故应控制沉砂池的进水流速，使得比重大的无机颗粒下沉，而有机悬浮颗粒能够随水流带走。沉砂池主要有平流沉砂池、曝气沉砂池、旋流沉砂池等。现代设计的主要有旋流沉砂池。1.1 沉砂池在污水处理中的作用虽然沉砂池在污水处理厂的投资、占地等方面所占的比例很小,但其作用却不可忽视。若取消沉砂池,大量砂粒将进入后续各处理单元,给污水厂的正常运行带来诸多隐患：砂粒进入初沉池会加速污泥刮板的磨损,缩短使用寿命。排泥管道中砂粒的沉积易导致管道的堵塞,进入污泥泵后会加剧叶轮磨损。对于不设初沉池的处理工艺(如氧化沟、CASS 等) 或实际运行中由于进水负荷过低而超越初沉池运行的工艺,大量砂粒将直接进入生化池沉积,导致生化池有效容积的减少,同时还会对曝气器产生不利影响。砂粒进入污泥消化池中,将减少有效容积,缩短清理周期。污泥中含砂量的增加会大大影响污泥脱水设备的运行。砂粒进入带式脱水机会加剧滤布的磨损，缩短更换周期,同时会影响絮凝效果,降低污泥成饼率。近年来卧螺式离心机在城市污水处理厂中的应用日益广泛,由于该设备采用高速离心分离的方式,砂粒会大大加剧转筒、螺旋等处的磨损。1.2 沉砂池设计的统一原则：1) 城市污水厂一般均应设置沉砂池，座数或分格数应不少于2座(格)，并按并联运行原则考虑。 2) 设计流量应按分期建设考虑：a)当污水自流进入时，应按每期的最大设计流量计算；b)当污水为用提升泵送入时，则应按每期工作水泵的最大组合流量计算；c)合流制处理系统中，应按降雨时的设计流量计算。3) 沉砂池去除的砂粒杂质是以比重为2.65吨/立方米，粒径为0.2mm以上的颗粒为主。4) 城市污水的沉砂量可按每10万立方米污水沉砂量为30立方米计算，其含水率为60%，容量为1500kg/立方米。5) 贮砂斗槔容积应按2日沉砂量计算，贮砂斗池壁与水平面的倾角不应小于55排砂管直径应不小于0.3m。6) 沉砂池的超高不宜小于0.3m 。7) 除砂一般宜采用机械方法。当采用重力排砂时，沉砂池和晒砂厂应尽量靠近，以缩短排砂管的长度。8) 污水的沉砂量，可按每立方米污水0.03L计算；合流制污水的沉砂量应根据实际情况确定。9) 沉砂池除砂宜采用机械方法，并经砂水分离后贮存或外运。采用人工排砂时，排砂管直径不应小于200mm。排砂管应考虑防堵塞措施。1.3 平流沉砂池的设计，应符合下列要求： 最大流速应为0.3m/s，最小流速应为0.15m/s； 最高时流量的停留时间不应小于30s； 有效水深不应大于1.2m，每格宽度不宜小于0.6m。1.4 曝气沉砂池的设计，应符合下列要求： 水平流速宜为0.1m/s； 最高时流量的停留时间应大于2min； 有效水深宜为2.03.0m，宽深比宜为11.5； 处理每立方米污水的曝气量宜为0.10.2m空气； 进水方向应与池中旋流方向一致，出水方向应与进水方向垂直，并宜设置挡板。1.5 旋流沉砂池的设计，应符合下列要求： 最高时流量的停留时间不应小于30s； 设计水力表面负荷宜为150200m/(m2h)； 有效水深宜为1.02.0m，池径与池深比宜为2.02.5； 池中应设立式桨叶分离机。二、沉淀池沉淀池设计数据沉淀池类型沉淀时间(h)初次沉淀池二次沉淀池生物膜法后二次沉淀池活性污泥法后表面水力负荷m/(m2h)0.52.01.54.01.02.01.54.00.61.5每人每日污泥量(g/人d)1.54.510261232污泥含水率(%)1636969899.299.6固体负荷kg/(m2d)95971501502.1 基本原则 沉淀池的超高不应小于0.3m。 沉淀池的有效水深宜采用2.04.0m。 当采用污泥斗排泥时，每个污泥斗均应设单独的闸阀和排泥管。污泥斗的斜壁与水平面的倾角，方斗宜为60，圆斗宜为55。 初次沉淀池的污泥区容积，除设机械排泥的宜按4h的污泥量计算外，宜按不大于2d的污泥量计算。活性污泥法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按不大于2h的污泥量计算，并应有连续排泥措施；生物膜法处理后的二次沉淀池污泥区容积，宜按4h的污泥量计算。 排泥管的直径不应小于200mm。 当采用静水压力排泥时，初次沉淀池的静水头不应小于1.5m；二次沉淀池的静水头，生物膜法处理后不应小于1.2m，活性污泥法处理池后不应小于0.9m。 初次沉淀池的出口堰最大负荷不宜大于2.9L/(sm)；二次沉淀池的出水堰最大负荷不宜大于1.7L/(sm)。2.2 平流沉淀池的设计，应符合下列要求： 每格长度与宽度之比不宜小于4，长度与有效水深之比不宜小于8，池长不宜大于60m； 宜采用机械排泥，排泥机械的行进速度为0.31.2m/min； 缓冲层高度，非机械排泥时为0.5m，机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m； 池底纵坡不宜小于0.01。2.3 竖流沉淀池的设计，应符合下列要求： 水池直径（或正方形的一边）与有效水深之比不宜大于3； 中心管内流速不宜大于30mm/s； 中心管下口应设有喇叭口和反射板，板底面距泥面不宜小于0.3m。2.4 辐流沉淀池的设计，应符合下列要求： 水池直径(或正方形的一边)与有效水深之比宜为612，水池直径不宜大于50m； 宜采用机械排泥，排泥机械旋转速度宜为13r/h，刮泥板的外缘线速度不宜大于3m/min。当水池直径(或正方形的一边)较小时也可采用多斗排泥； 缓冲层高度，非机械排泥时宜为0.5m；机械排泥时，应根据刮泥板高度确定，且缓冲层上缘宜高出刮泥板0.3m； 坡向泥斗的底坡不宜小于0.05。2.5 升流式异向流斜管（板）沉淀池的设计，应符合下列要求： 升流式异向流斜管（板）沉淀池的设计表面水力负荷，一般可按普通沉淀池的设计表面水力负荷的2倍计；但对于二次沉淀池，尚应以固体负荷核算。 斜管孔径（或斜板净距）宜为80100mm； 斜管（板）斜长宜为1.01.2m； 斜管（板）水平倾角宜为60； 斜管（板）区上部水深宜为0.71.0m； 斜管（板）区底部缓冲层高度宜为1.0m。 斜管（板）沉淀池应设冲洗设施。（3）熟悉离心法：离心分离的原理、离心分离方式2、化学处理法（1）掌握中和法：中和及pH调节的基本原理、常见的几种中和法（2）了解化学沉淀法：化学沉淀的基本原理、常见沉淀法的应用（3）熟悉氧化还原与消毒：氧化还原反应原理、常用氧化剂下面是倒换电极和脉冲点解（4）熟悉吸附法：吸附法基本原理、常见吸附工艺及设备吸附法在城市污水处理中的应用（5）了解电解法：电解法工艺原理及流程、常用电解法类型3、物理化学法（1）了解离子交换法：离子交换反应原理、离子交换剂的种类和性质离子交换树脂的原理离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子材料。在溶液中它能将本身的离子与溶液中的同号离子进行交换。按交换基团性质的不同，离子交换树脂可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两类。阳离子交换树脂大都含有磺酸基（SO3H）、羧基（COOH）或苯酚基（C6H4OH）等酸性基团，其中的氢离子能与溶液中的金属离子或其他阳离子进行交换。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物经磺化处理得到强酸性阳离子交换树脂，其结构式可简单表示为RSO3H，式中R代表树脂母体，其交换原理为 2RSO3HCa2+（RSO3）2Ca2H+ 这也是硬水软化的原理。 阴离子交换树脂含有季胺基-N（CH3）3OH、胺基（NH2）或亚胺基（NH2）等碱性基团。它们在水中能生成OH-离子，可与各种阴离子起交换作用，其交换原理为 RN（CH3）3OHCl- RN（CH3）3ClOH- 由于离子交换作用是可逆的，因此用过的离子交换树脂一般用适当浓度的无机酸或碱进行洗涤，可恢复到原状态而重复使用，这一过程称为再生。阳离子交换树脂可用稀盐酸、稀硫酸等溶液淋洗；阴离子交换树脂可用氢氧化钠等溶液处理，进行再生。 离子交换树脂的用途很广，主要用于分离和提纯。例如用于硬水软化和制取去离子水、回收工业废水中的金属、分离稀有金属和贵金属、分离和提纯抗生素等。离子交换树脂的基本类型() 强酸性阳离子树脂这类树脂含有大量的强酸性基团，如磺酸基SO3H，容易在溶液中离解出H+，故呈强酸性。树脂离解后，本体所含的负电基团，如SO3，能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。树脂在使用一段时间后，要进行再生处理，即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行，使树脂的官能基团回复原来状态，以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理，此时树脂放出被吸附的阳离子，再与H+结合而恢复原来的组成。() 弱酸性阳离子树脂这类树脂含弱酸性基团，如羧基COOH，能在水中离解出H+ 而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团，如R-COO(R为碳氢基团)，能与溶液中的其他阳离子吸附结合，从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱，在低pH下难以离解和进行离子交换，只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH514)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。（3） 强碱性阴离子树脂这类树脂含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)NR3OH(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强，在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。() 弱碱性阴离子树脂这类树脂含有弱碱性基团，如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2，它们在水中能离解出OH而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH19)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。() 离子树脂的转型以上是树脂的四种基本类型。在实际使用上，常将这些树脂转变为其他离子型式运行，以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用，转变为钠型树脂再使用。工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附，除去这些离子。反应时没有放出H+，可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。这种树脂以钠型运行使用后，可用盐水再生(不用强酸)。又如阴离子树脂可转变为氯型再使用，工作时放出Cl而吸附交换其他阴离子，它的再生只需用食盐水溶液。氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3)运行。强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后，就不再具有强酸性及强碱性，但它们仍然有这些树脂的其他典型性能，如离解性强和工作的pH范围宽广等。离子交换树脂的构造和特性（2）熟悉膜分离技术：电渗析、反渗透、超滤A、电渗析原理渗析是指溶液中溶质通过半透膜的现象。自然渗析的推动力是半透膜两侧溶质的浓度差。在直流电场的作用下，离子透过选择性离子交换膜的现象称为电渗析。离子交换膜是由高分子材料制成的对离子具有选择透过性的薄膜。主要分阳离子交换膜（CM，简称阳膜）和阴离子交换膜（AM，简称阴膜）两种。阳膜由于膜体固定基带有负电荷离子，可选择透过阳离子；阴膜由于膜体固定基带有正电荷离子，可选择透过阴离子。阳膜透过阳离子，阴膜透过阴离子的性能称为膜的选择透过性。电渗析过程最基本的工作单元称为膜对。一个膜对构成一个脱盐室和一个浓缩室。一台实用电渗析器由数百个膜对组成。图3.2-1简明地示出电渗析器工作原理。电渗析器的主要部件为阴、阳离子交换膜，隔板与电极三部分。隔板构成的隔室为液流经过的通道。淡水经过的隔室为脱盐室，浓水经过的隔室为浓缩室。若把阴、阳离子交换膜与浓、淡水隔板交替排列，重复叠加，再加上一对端电极，就构成了一台实用电渗析器。若电渗析器各系统进液都为NaCl溶液，在通电情况下，淡水隔室中的Na+向阴极方向迁移，Cl向阳极方向迁移，Na+与Cl就分别透过CM与AM迁移到相邻的隔室中去。这样淡水隔室中的NaCl溶液浓度便逐渐降低。相邻隔室，即浓水隔室中的NaCl溶液浓度相应逐渐升高，从电渗析器中就能源源不断地流出淡化液与浓缩液。淡水水路系统、浓水水路系统与极水水路系统的液流由水泵供给，互不相混，并通过特殊设计的布、集水机构使其在电渗析内部均匀分布，稳定流动。从供电网供给的交流电，经整流器变为直流电，由电极引入电渗析器。经过在电极溶液界面上的电化学反应，完成由电子导电转化为离子导电的过程。用夹紧板紧固在一起的膜堆部分称为电渗析器。电渗析要进行工作，必须有水泵、整流器等辅助设备，还必须有进水预处理设施。通常把电渗析器及辅助设备总称为电渗析装置。就过程基本原理而言，电渗析技术至少有以下四方面的用途。（1）从电解质溶液中分离出部分离子，使电解质溶液的浓度降低。如海水、苦咸水淡化制取饮用水与工业用水；工业用初级纯水的制备；废水处理等。特别苦咸水淡化是目前电渗析技术最成熟、应用最广泛的领域。（2）把溶液中部分电解质离子转移到另一溶液系统中去，并使其浓度增高。海水浓缩制盐是这方面成功应用的典型例子。又如化工产品的精制、工业废液中有用成分的回收等也属于这方面的应用。（3）从有机溶液中去除电解质离子。目前主要用于食品和医药工业。在乳清脱盐、糖类脱盐和氨基酸精制中应用得比较成功。（4）电解质溶液中同电性具有不同电荷的离子的分离和同电性同电荷离子的分离。使用只允许一价离子透过的离子交换膜浓缩海水制盐，是前者工业化应用的实例；后者因无实用的膜，处于开发研究阶段，如卤水中锂的分离已研究多年。B、反渗透原理反渗透又称逆渗透，一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离操作。对膜一侧的料液施加压力，当压力超过它的渗透压时，溶剂会逆着自然渗透的方向作反向渗透。从而在膜的低压侧得到透过的溶剂，即渗透液；高压侧得到浓缩的溶液，即浓缩液。若用反渗透处理海水，在膜的低压侧得到淡水，在高压侧得到卤水。反渗透装置（简称 RO装置）在除盐系统中属关键设备，装置利用膜分离技术除去水中大部份离子、SiO2等，大幅降低 TDS、减轻后续除盐设备的运行负荷。RO 是将原水中的一部分沿与膜垂直的方向通过膜，水中的盐类和胶体物质将在膜表面浓缩，剩余一部分原水沿与膜平行的方向将浓缩的物质带走，在运行过程中自清洗。膜元件的水通量越大，回收率越高则其膜表面浓缩的程度越高，由于浓缩作用，膜表面处的物质溶度高于主体水流中物质浓度，产生所谓的浓差极化现象。浓差极化会使膜表面盐的浓度高，增大膜的渗透压，引起盐透过率增大，为提高给水的压力而需要多消耗能量，因此在运行过程中必须采用合适的措施（例如增大浓水侧水的湍流度）减少浓差极化的程度。RO膜进水水质标准进水压力0.2MPa进水温度540进水pH=49总溶解性固体TDS1000mg/L余氯0.05mg/LSDI5总铁Fe0.1mg/LCOD1.5mg/LTOC2mg/LNTU0.5mg/L影响反渗透性能的因素进水水质的影响a、色度、浊度和胶体有机物：悬浮物和胶体物质非常容易堵塞RO膜，使透水率很快下降，脱盐率降低;b、氧化剂：氧化剂会使复合膜性能恶化，水中含游离氯时，通常用活性炭吸附或加注还原剂，使游离氯还原到指标值以下;c、PH值：控制PH值的目的主要是防止(CaCO3)析出后形成水垢;d、铁、锰、铝等重金属氧化物：其含量高时，在膜表面易形成氢氧化物胶体，产生沉积现象;e、细菌、微生物：细菌繁殖会污染膜并恶化水质;f、硫酸根(SO42-)，二氧化硅(SiO2)：水中含有多量硫酸根时，易产生硫酸钙沉淀，含有多量SiO2时，也易产生沉淀，为防止沉淀，当浓水CaSO4溶度积>1910-5时,可加注六偏磷酸钠,尽量避免浓水中SiO2含量超过100mg/L。运行因素的影响a、压力渗透液通量随作用压力成线型增加，而渗透液的含盐量随作用压力而减少。b、温度若其他参数保持固定只增加温度，渗透液通量及盐通过量都随之增加，但渗透液通量变化更为明显(见图3)，一般来说，温度每提高1，透水量增加1-3%，而一般膜的额定通量是在25时给出的,下表8标示了不同温度下产水量修正系数。实际产水量=额定产水量(25时)/修正系数。C、超滤原理超滤是采用中空纤维过滤新技术，配合三级预处理过滤清除自来水中杂质；超滤微孔小于0.01微米，能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质，保留水中原有的微量元素和矿物质。超滤是一种加压膜分离技术，即在一定的压力下，使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜， 而使大分子溶质不能透过，留在膜的一边，从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤原理也是一种膜分离过程原理，超滤利用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3000010000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300500的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。 超滤原理并不复杂。在超滤过程中，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累，会产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此，需通过试验进行研究，以确定最佳的工艺和运行条件，最大限度地减轻浓差极化的影响，使超滤成为一种可靠的反渗透预处理方法。（3）了解其它：萃取法、吹脱法、汽体法一、吹脱法吹脱法的基本原理是：将空气通入废水中，改变有毒有害气体溶解于水中所建立的气液平衡关系，使这些挥发物质由液相转为气相，然后予以收集或者扩散到大气中去。吹脱过程属于传质过程；其推动力为废水中挥发物质的浓度与大气中该物质的浓度差。 吹脱法用于去除废水中的CO2、H2S、HCN、CS2等溶解性有毒有害气体。吹脱曝气既可以脱除原来存于废水中的溶解气体，也可以脱除化学转化而形成的溶解气体。例如，废水中的硫化钠和氰化钠是固态盐在水中的溶解物，在酸性条件下，由于它们离解生成的S2-和CN-离子能和H+离子反应生成H2S和HCN，经过曝气吹脱，就可以将它们以气体形式脱除。这种吹脱曝气称为转化吹脱法。 用吹脱法处理废水的过程中，污染物不断地由液相转入气相，易引起二次污染，防止的方法有以下三类： (1)中等浓度的有害气体，可以导入炉内燃烧；(2)高浓度的有密气体应回收利用；(3)符合排放标准时，可以向大气排放。 吹脱设备类型很多，经常使用的为强化式吹脱池(鼓泡池)和塔式吹脱装置(吹脱塔)。二、汽提法汽提法的基本原理与吹脱法相同，只是所使用的介质不是空气而是水蒸气。即使用水蒸气与废水直接接触，将废水中的挥发性有毒有害物质按一定比例扩散到气相中去，从而达到从废水中分离污染物的目的。汽提法分离污染物的机理视活染物的性质而异；一般可归纳为以下两种： (1)简单蒸馏 对于与水互溶的挥发性物质，利用其在气液平衡条件下，在气相中的浓度大于在液相中的浓度这一特性，通过蒸气直接