西安建筑科技大學(xué)水質(zhì)工程學(xué)復(fù)習(xí)題

1、1.名詞解釋1.普通快濾池：指?jìng)鹘y(tǒng)的快濾池布置形式，濾料一般為單層細(xì)砂級(jí)配濾料或煤，砂雙層濾料。沖洗采用單水沖洗，沖洗水由水箱或水泵供給。2.自由性余氯：當(dāng)水中存在不以氯胺形式的沒被消耗的氯，稱為自由性余氯。化合性余氯：在規(guī)定的接觸時(shí)間終了時(shí)，以氯胺（一氯胺，二氯胺，三氯胺）和有氯胺形式存在的余氯。3.濾料不均勻系數(shù)K80：d80是通過濾重量80%的篩孔孔徑：d10是通過濾料重量10%的篩孔孔徑：k80=d80/d10，它表示濾料粒徑的不均勻系數(shù)k80.4.給水水源雜質(zhì)：按不同原則，可以對(duì)天然水體中的雜質(zhì)進(jìn)行分類。（1）按水中的雜質(zhì)的尺寸，可以分為溶解物，膠體顆粒，懸浮物三種。（2）從化學(xué)結(jié)構(gòu)

2、上可將水中雜質(zhì)分為無機(jī)物，有機(jī)物，生物等，（3）按雜質(zhì)的來源可以分為天然物和污染性雜質(zhì)。5.同向絮凝：由水力或機(jī)械攪拌所造成的流體運(yùn)動(dòng)引起的顆粒碰撞狙擊稱之為同向絮凝。異向絮凝：兩個(gè)膠體顆粒向不同的方向運(yùn)動(dòng)而發(fā)生碰撞聚集的情況。6.截留沉速：在沉淀區(qū)始端位于水表面的顆粒處于最不利位置，如果這個(gè)顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡恰與池底末端相交，那這一粒徑的顆粒恰在此時(shí)能全部沉淀，這個(gè)恰能沉淀的速度稱為截留速度。7.濾料級(jí)配：濾料級(jí)配是指濾料粒徑范圍及在此范圍內(nèi)不同粒徑的濾料所占的百分比。8.截留沉速與表面負(fù)荷率：顆粒的截留沉速u與沉淀池表面負(fù)荷Q/A相等。但含義不同，表面負(fù)荷代表自池頂A開始下沉所能全部去除的顆粒

3、中的最小顆粒的沉速；而截留沉速u。反映了沉淀池所能全部去除的顆粒中的最小顆粒沉速。9.濾料粒徑級(jí)配：指濾料中各種歷經(jīng)顆粒所占的重量比例。10.吸附架橋作用：指分散體系中的膠體顆粒通過吸附有機(jī)或無機(jī)高分子物質(zhì)通過架橋連接，寧極為打的聚集體而脫穩(wěn)聚沉。壓縮雙電層作用：通過與他所雙電層是膠體顆粒的雙電層變薄，排斥能降到相當(dāng)小時(shí)，兩膠體顆粒接近時(shí)，就可以由原來的排斥力為主變?yōu)槲橹?，膠體顆粒間就會(huì)發(fā)生凝集。吸附-電中和作用：指膠體顆粒表面吸附異號(hào)離子、異號(hào)膠體顆?；驇М愄?hào)電荷的高分子，從而中和了膠體顆粒本身所帶部分電荷，減少了膠體顆粒的靜電斥力，使膠體顆粒更易于聚沉。網(wǎng)捕-卷掃作用：指投加到水中的

4、鋁鹽、鐵鹽等混凝劑水解后形成較大量的具有三維立體結(jié)構(gòu)的水合金屬氧化物沉淀，當(dāng)這些水合金屬氧化物體積收縮沉降時(shí)，會(huì)像多孔的網(wǎng)一樣，講水中的膠體顆粒和懸浮濁質(zhì)顆粒捕獲卷掃下來。11.助凝劑：凡能提高或改善混凝作用效果的化學(xué)藥劑可稱為助凝劑。12.生物活性炭法：利用臭氧額活性炭相結(jié)合的水處理方法。13.大、小阻力配水系統(tǒng)：加大配水孔眼的水力阻抗s2,使之和配水系統(tǒng)內(nèi)s1水力阻抗相比甚小，則阻抗比趨近于1，從而使流量比也接近于1.按這種原理設(shè)計(jì)出來的配水系統(tǒng)成為大阻力配水系統(tǒng)。為了達(dá)到均勻分布反沖洗水的要求，盡量減少水力阻抗s。使S與（S1+S2）相比甚小，也能使阻抗比趨于1，使流量比接近于1，按這種

5、原理設(shè)計(jì)出來的配水系統(tǒng)成為小阻力配水系統(tǒng)。14.自由沉淀、擁擠沉淀、絮凝沉淀 自由沉淀：指顆粒在沉淀過程中，彼此沒有干擾，只受到顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作用的沉淀；擁擠沉淀：指顆粒在沉淀過程中，彼此相互干擾，活著收到容器壁的干擾的沉淀；絮凝沉淀：利用絮凝劑使水中懸浮雜質(zhì)形成較粗大的絮凝體，再通過自由沉淀的沉淀。15.淺池理論：按照理想沉淀池原理，在保持截留沉速u。和水平流速v都不變的條件下，減少沉淀池的深度，就能相應(yīng)地減少沉淀時(shí)間和縮短沉淀池的長(zhǎng)度。即為淺池理論。二、填空題1.為了改變?yōu)V池濾料在反沖洗時(shí)產(chǎn)生的水力分級(jí)現(xiàn)象，以提高濾層含污能力，采用的方法有（就濾料而言）：雙層濾料、均質(zhì)濾

6、料、三層濾料或混合濾料。2.在絮凝過程中，影響其效果的因素有：水溫、水的PH和堿度、水中的懸浮物濃度、水力條件。3.常見的混凝劑有硫酸鋁、三氯化鐵、硫酸亞鐵、聚合氯化鋁。4.采用高速水流反沖洗的濾池有壓力濾池、移動(dòng)罩濾池、重力式無閥濾池。采用氣水反沖洗的濾池有V型濾池。5.直接過濾有接觸過濾、微絮凝過濾兩種方式。6.水流穩(wěn)定性以弗勞德數(shù)Fr判別，F(xiàn)r增大表明重力作用相對(duì)減少，慣性作用相對(duì)增大。7.我國(guó)的生活飲用水的細(xì)菌學(xué)標(biāo)準(zhǔn)：細(xì)菌總數(shù)100CFU/ml，大腸菌數(shù)每100ml不得檢出，游離性余氯接觸30min后為不低于0.3mg/L，管網(wǎng)末端為不低于0.5mg/L。8.影響混凝的四大條件是：原水

7、性質(zhì)、投加混凝劑的各類與數(shù)量、相關(guān)水利條件、使用的絮凝設(shè)備。9.濾池反沖洗的方式有單水高速反沖洗、表面助凝加高速反沖洗和氣水聯(lián)合反沖洗。10.雙層濾料組成為：上層為較大粒徑，較小密度的濾料；下層為較小粒徑、較大密度的濾料。11.高濁度水在沉淀初期，容器中的水分清水區(qū)、等濃度區(qū)、變濃度區(qū)、壓實(shí)區(qū)四個(gè)區(qū)。沉淀區(qū)過程中等濃度區(qū)最早消失。12.膠體穩(wěn)定性的條件有動(dòng)力穩(wěn)定性、帶電穩(wěn)定性、溶劑化作用穩(wěn)定性；膠體不穩(wěn)定因素有膠體的雙電層結(jié)構(gòu)和膠體間相互作用。13.普通快濾池的四個(gè)閥門指清水閥、渾水進(jìn)水閥、沖洗水閥、沖洗廢水排水閥。14.快濾池沖洗方法有：反沖洗、反沖洗輔以表面沖洗、反沖洗輔以壓縮空氣。15.

8、飲用水消毒的方法有：氯氣消毒法、二氧化氯消毒法、臭氧消毒法、氯胺消毒法、紫外線消毒法。16.混凝劑雨水的混合階段要求的G值700-1000s-1；絮凝階段要求的G值20-70s-1，GT值10000-.17.膠體雜質(zhì)顆粒脫穩(wěn)的方式有：壓縮雙電層、吸附-電中和、吸附架橋。18.在過濾過程中，水中微粒通過遷移和吸附兩種過程而被截留。三.簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述粒狀濾料雜質(zhì)截留機(jī)理？過濾的主要作用是懸浮顆粒與濾料顆粒之間的吸附與遷移作用的結(jié)果。當(dāng)含有雜質(zhì)顆粒的水從上而下通過濾料層時(shí)，雜志顆粒在攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散和水動(dòng)力作用下，會(huì)脫離流線而與濾料表面接近，這是一種物理力學(xué)作用。雜志顆粒在物理力學(xué)作用靠近濾料

9、顆粒表面，在范德華力和靜電力相互作用下，以及某些化學(xué)鍵和特殊的化學(xué)吸附力作用下，被吸附于濾料表面上，或者吸附在濾粒表面上原先粘附的顆粒上。2.影響混凝效果的主要因素有哪些？這些因素是如何影響混凝效果的？水溫（水溫低，絮凝體形成緩慢，絮凝顆粒細(xì)小、效果差。水解慢。水溫過高，混凝劑水解反應(yīng)過快，形成的絮凝體水合作用增強(qiáng)、松散不易沉降）水的PH與堿度、水中（PH與水中膠體顆粒的表面電荷和電位及水解反應(yīng)有關(guān)，不同的表面電荷和電位價(jià)所需混凝劑不同，不同的混凝劑的最佳水解反應(yīng)所需PH也不同，而混凝劑與原水發(fā)生水解反應(yīng)而消耗水中堿度而使水中的PH降低。）各種化學(xué)成分的含量與性質(zhì)（水中懸浮物濃度很低時(shí)，顆粒碰

10、撞速率大大減小，混凝效果差。通常采用投加高分子助凝劑或礬花核心類助凝劑等方法來提高混凝效果）水利條件（整個(gè)混凝過程可以分為兩個(gè)階段;混合和反應(yīng)?；旌想A段的要求是使藥劑迅速均勻地?cái)U(kuò)散到全部水中使之能在水中水解聚合并使膠體顆粒脫穩(wěn)凝集，混合要求快速和距離攪拌，在幾秒鐘或一分鐘內(nèi)完成。反應(yīng)階段的要求是使混凝劑的微粒通過絮凝形成大的具有良好沉淀性能的絮凝體。壓縮雙電層遷移和吸附-電中和、吸附架橋。吸附兩種過程而被截留。反應(yīng)階段的攪拌強(qiáng)度或水流速度應(yīng)隨著絮凝體的解答而逐漸降低，以免結(jié)大的絮凝體被打碎。）3.為什么無閥濾池在實(shí)際應(yīng)用中總是兩個(gè)或兩個(gè)以上共同工作？當(dāng)沖洗水頭大于平均沖洗水頭Ha時(shí)，整個(gè)濾層將

11、全部膨脹起來。若沖洗水箱水深vh較大時(shí)，在沖洗初期的最大沖洗水頭Hmax下，有可能將下層部分濾料沖出濾池。因此，減少?zèng)_洗水箱水深，可減小沖洗強(qiáng)度的不均勻程度，從而避免上述現(xiàn)象發(fā)生。兩格以上濾池合用一個(gè)沖洗水箱可以收到如上效果。4.目前水的消毒方法主要有哪幾種？簡(jiǎn)要評(píng)述各種消毒方法的優(yōu)缺點(diǎn)？氯氧化、臭氧、二氧化氯。氯氧化：優(yōu)點(diǎn)是具有余氯的持續(xù)消毒作用，價(jià)值成本較低、操作簡(jiǎn)單、投量準(zhǔn)確、不需要龐大的設(shè)備；缺點(diǎn)是原水中有機(jī)物高時(shí)會(huì)產(chǎn)生有機(jī)氯化物、原水中含酚是產(chǎn)生氯酚味及氯氣有毒，使用時(shí)需注意安全防止漏氯。臭氧：具有強(qiáng)氧化能力，對(duì)微生物、病毒、芽孢等均有殺傷力，消毒效果好，接觸時(shí)間短，可有效地去除鐵錳

12、等物質(zhì)，且不會(huì)生成有機(jī)氯化物。缺點(diǎn)是臭氧在水中不穩(wěn)定，易揮發(fā)、無持續(xù)消毒作用，可能存在有毒中間產(chǎn)物，生產(chǎn)設(shè)備較復(fù)雜、投資較大，電耗高。二氧化氯：強(qiáng)氧化能力，可除臭、去色、氧化錳、鐵等物質(zhì)；不會(huì)與水中有機(jī)物作用生成氯化物，殺菌效果好；缺點(diǎn)是成本較高、一般需現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)制取使用，設(shè)備較復(fù)雜、5.理想沉淀池應(yīng)符合哪些條件？其沉淀速率與池子的深度、長(zhǎng)度、表面積關(guān)系如何？符合規(guī)定：（1）顆粒處于自由沉淀狀態(tài)。即在沉淀過程中，顆粒之間互不干擾，顆粒的大小、形狀和密度不變，因此，顆粒的沉速始終不變。（2）水流沿水平方向流動(dòng)。在過水?dāng)嗝嫔?，各點(diǎn)流速相等，并在流動(dòng)過程中流速始終不變。（3）顆粒沉到池底即認(rèn)為已被去除

13、，不再返回水流中。Uo=Hu/L=HuB/LB=Q/A 即Uo=Q/A=q（u為顆粒下沉速度，V是池的體積，q是表面負(fù)荷或過流率）q-單位沉淀池面積在單位時(shí)間內(nèi)所能處理的水量。它的意義：表面負(fù)荷（過流率）在數(shù)值上等于可從廢水中全部分離的最少顆粒的沉速Uo；Uo-最小顆粒沉速，q越小，具有沉速U=Uo的顆粒占懸浮固體總量的百分?jǐn)?shù)越大。即去除率越高。沉降效率僅為沉淀池表面積的函數(shù)，而與水深無關(guān)。當(dāng)沉淀池容積為定值時(shí)，池子越淺，即A值越大，沉淀效率越高淺池沉淀原理。6.什么叫折點(diǎn)加氯？出現(xiàn)折點(diǎn)加氯的原因是什么？當(dāng)水中有機(jī)物主要為氨和氮化物，其實(shí)際需氯量滿足后，加氯量增加，余氯量增加，但是后者增長(zhǎng)緩慢

14、，一段時(shí)間后，加氯量增加，余氯量反而下降，此后加氯量增加，余氯量又上升，此折點(diǎn)后自由性余氯出現(xiàn)，繼續(xù)加氯消毒效果最好，即折點(diǎn)加氯。原因：當(dāng)余氯為化合性氯時(shí)，發(fā)生反應(yīng)，是氯胺被氧化為不起消毒作用的化合物，余氯會(huì)逐漸減小，但一段時(shí)間后，消耗氧的雜質(zhì)消失，出現(xiàn)自由性余氯時(shí)，隨加氯量增加，余氯又會(huì)上升。利：原水受嚴(yán)重污染時(shí)，可降低水的色度，去除惡臭，降低水中有機(jī)物含量，提高混凝效果。弊：水中有機(jī)污染物與氯生成三鹵甲烷，必須預(yù)處理或深度處理。7.什么叫負(fù)水頭？它對(duì)過濾和沖洗有何影響？如何避免濾層中“負(fù)水頭”產(chǎn)生。過濾過程中，當(dāng)濾層截留了大量雜質(zhì)，以致砂面以下某一深度處的水頭損失超過該處水深時(shí)，便出現(xiàn)負(fù)水

15、頭現(xiàn)象。濾層出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象后，由于壓力減小，原來溶解在水中的氣體有些會(huì)不斷釋放出來。釋放出來的氣體對(duì)過濾有兩個(gè)破壞作用：一是增加濾層局部阻力，減少有效過濾面積，增加過濾時(shí)的水頭損失，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響濾后水質(zhì)；二是氣體會(huì)穿過濾層，上升到濾池表面，有可能把部分細(xì)濾料或輕質(zhì)濾料帶上來，從而破壞濾層結(jié)構(gòu)。在反沖洗時(shí)，氣體更容易將濾料帶出濾池，造成濾料流失。要避免出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象，一般有兩種解決方法，一是增加濾層上的水深，而使是濾池出水水位等于或高于濾層表面。8.簡(jiǎn)述V型濾池的工作原理及特點(diǎn)？工作原理：進(jìn)水槽呈V型，槽底有一排小孔；采用氣水反沖洗，用長(zhǎng)柄濾頭配水配氣；每個(gè)濾池中間為雙層中央渠道，將濾池分為兩格

16、；渠道上層為排水渠，供沖洗排污；下層是氣水分配渠，作用是匯集濾后清水及沖洗時(shí)分配氣和水；為等速過濾方式，濾速可在7-20m/s。特點(diǎn)：1、反沖洗的排水系統(tǒng)簡(jiǎn)單，施工方便，省去了為排水均勻而設(shè)的眾多集水槽。2、濾層厚，采用等粒徑粗顆粒濾料，截污能力強(qiáng)，截污量大，過濾周期長(zhǎng)。3、采用氣水反沖洗，反沖洗效果好，節(jié)水。4、自動(dòng)化程度高，控制系統(tǒng)成熟。9.混凝劑有哪幾種投加方式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)及其適用條件？投加方式：重力投加、壓力投加。重力：優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，投加安全可靠；缺點(diǎn)：必須建造高位藥熔池，增加加藥間高層適用條件：中小型水廠；考慮到輸液管線的水損，輸液管線不宜過長(zhǎng)。壓力投加：水射器：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，

17、使用方便，不受藥液池高程所限；缺點(diǎn)；效率較低，如藥液濃度不當(dāng)，可能引起堵塞；適用條件：各種水廠規(guī)模均適用。加藥泵：優(yōu)點(diǎn)：可以定量投加，不受壓力管壓力所限；缺點(diǎn)：價(jià)格較貴，泵易引起堵塞，養(yǎng)護(hù)較麻煩；適用條件：適用于大中型水廠10.理想沉淀池應(yīng)符合哪些條件？ 根據(jù)理想沉淀?xiàng)l件，沉淀效率與池子深度、長(zhǎng)度和表面積關(guān)系如何？理想沉淀池應(yīng)符合以下三個(gè)條件：1)顆粒處于自由沉淀狀態(tài)；2）水流沿著水平方向流動(dòng)。3）顆粒沉到池底即認(rèn)為已被去除。根據(jù)理想沉淀?xiàng)l件，沉淀效率與池子深度、長(zhǎng)度無關(guān)，與表面積成反比。11.水的冷卻原理循環(huán)冷卻水在冷卻構(gòu)筑物中以空氣為冷卻介質(zhì)，由蒸發(fā)傳熱、接觸傳熱和輻射傳熱共同作用，其中輻

18、射傳熱可忽略不計(jì)。熱水通過與空氣接觸傳熱蒸發(fā)傳熱而使自身溫度得到降低。初始時(shí)，循環(huán)水的初溫大于空氣，且空氣是不飽和的，潛熱和顯熱都大于零，直到水溫和空氣溫度相等。因?yàn)榭諝獠伙柡?，蒸發(fā)傳熱繼續(xù)，水溫繼續(xù)降低，直到水向空氣中的蒸發(fā)傳熱量與空氣向水中的接觸傳熱量相等，水達(dá)到極限冷卻溫度。12.陰床為什么在陽床后面？（1）因?yàn)槿绻幋苍O(shè)置在陽床前么，陰樹脂層中有析出CaCO3和Mg（OH）2，等沉淀的可能。（2）陰樹脂在酸性條件下，更有利于離子交換。（3）強(qiáng)酸型陽樹脂抗污染能力比陰樹脂更強(qiáng)些。（4）先排除CO2，降低陰床負(fù)擔(dān)。13.臭氧-生物活性炭法水處理使用的活性炭能比較有效地去除水分子有機(jī)物，難以去除大分子有機(jī)物，而水中有機(jī)污染物大分子居多，所以活性炭微孔的表面面積將得不到充分利用，勢(shì)必縮短使用周期，但在活性炭前投加臭氧后，一方面氧化部分有機(jī)物，另一方面使水中大部分大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，改變其分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)，提供了有機(jī)物進(jìn)入較小孔隙的可能性，從而達(dá)到水質(zhì)深度凈化的目的。因此臭氧氧化在某種程度上改善了活性炭的吸附性能，而活性炭又可吸附未被臭氧氧化的有機(jī)物及一些中間產(chǎn)物，使臭氧和活性