給水工程習(xí)題思考題答案

1、小知識(shí)點(diǎn)： 1：水中雜質(zhì)包括溶解物，膠體和懸浮物。尺寸分別為0.1nm-1nm,10nm-100nm,1m-1mm。 2：懸浮物尺寸較大，易于在水中下沉或上浮，膠體顆粒尺寸很小，在水中長(zhǎng)期靜置也難下沉。水中所含膠體通常含有粘土，某些細(xì)菌和病毒，腐蝕質(zhì)及蛋白質(zhì)等。懸浮物和膠體是使水產(chǎn)生渾濁現(xiàn)象的根源。懸浮物和膠體是飲用水處理的主要去除對(duì)象。溶解雜質(zhì)包括有機(jī)物和無(wú)機(jī)物兩類(lèi)。 3：地下水硬度高于地表水。我國(guó)地下水的總硬度通常在60-300mg/L(以Cao計(jì))之間，少數(shù)地區(qū)可達(dá)到300-700mg/L。 4：生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB2006，一共106項(xiàng)指標(biāo)（增

2、加5項(xiàng)），包括感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)、毒理學(xué)指標(biāo)、細(xì)菌學(xué)指標(biāo)和放射性指標(biāo)。渾濁度不超過(guò)1度；游離余氯在與水接觸30min后不應(yīng)低于0.3mg/L，集中式給水除出水廠(chǎng)應(yīng)符合上述要求外，管網(wǎng)末梢水不應(yīng)低于0.05mg/L。 5：軟化方法主要有:離子交換法和藥劑軟化法。 6：對(duì)于不受污染的地表水，飲用水處理對(duì)象主要是去除水中懸浮物、膠體和致病微生物。常規(guī)處理十分有效（即混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒）；對(duì)于污染水源，需在常規(guī)處理工藝前加預(yù)處理，后加深度處理。預(yù)處理和深度處理的對(duì)象主要是水中有機(jī)污染物。 7：預(yù)處理方法主要有：粉末活性炭吸附法，臭氧或高錳酸鉀氧化法，生物氧化法等；

3、深度處理主要有:粒狀活性炭吸附法，臭氧-粒狀活性炭聯(lián)用法或生物活性炭法，化學(xué)氧化法，光化學(xué)或超聲波-紫外線(xiàn)聯(lián)用法等物理化學(xué)氧化法，膜濾法等。 8：傳遞機(jī)理可分：主流傳遞，分子擴(kuò)散傳遞和紊流擴(kuò)散傳遞。 9：理想反應(yīng)器模型包括：完全混合間歇式反應(yīng)器（CMB型）；完全混合連續(xù)式反應(yīng)器（CSTR型），推流式反應(yīng)器（PF型）。 10：混凝過(guò)程涉及三方面的問(wèn)題：水中膠體粒子的性質(zhì)，混凝劑在水中的水解物種以及膠體粒子與混凝劑之間的相互作用。 11：膠體失去穩(wěn)定性的過(guò)程叫稱(chēng)“凝聚”，脫穩(wěn)膠體相互聚集稱(chēng)“絮凝”?！盎炷笔悄酆托跄目偡Q(chēng)。 12：膠體穩(wěn)定性分“

4、動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定”和“聚集穩(wěn)定”兩種。動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定系指顆粒布朗運(yùn)功對(duì)抗重力影響的能力；聚集穩(wěn)定系指膠體粒子之間不能相互聚集的特性。 13：DLVO理論。膠體的聚集穩(wěn)定性并非都有靜電斥力引起的，對(duì)于典型的親水膠體而言，水化作用是膠體聚集穩(wěn)定性的主要原因。 14：混凝機(jī)理包括：電性中和、吸附架橋、網(wǎng)捕或卷掃、壓縮雙電層。 15：混凝機(jī)理分析判斷 P260上。 16：混凝劑按化學(xué)成分可分為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類(lèi)。 17：目前生產(chǎn)的聚合氯化鋁的堿化度一般控制在50%-80%之間。 18：助凝劑的作用往往是為了改善絮凝體的結(jié)構(gòu)，促使細(xì)小而松散的絮粒

5、變得粗大而密實(shí)，作用機(jī)理是高分子物質(zhì)的吸附架橋。 19：在混合階段，對(duì)水流進(jìn)行劇烈攪拌的目的，主要是使藥劑快速均勻地分散與水中以利于混凝劑快速水解、聚集及顆粒脫穩(wěn)?；旌贤ǔＴ?0-30s至多不超過(guò)2min即告完成。攪拌強(qiáng)度按速度梯度計(jì)，一般G在700-1000s-1之內(nèi)。在絮凝階段，以同向絮凝為主。絮凝階段，平均G在20-70s-1范圍內(nèi)，GT=1*104-1*105范圍內(nèi)。 20：影響混凝效果的主要因素包括水溫、水化學(xué)特性、水中雜質(zhì)性質(zhì)和濃度以及水力條件等。（怎樣影響？） 21：折板夾角采用90°-120°。折板可用鋼絲網(wǎng)水泥板或塑料板等拼裝

6、而成。波高一般采用0.25-0.40m。 22：給水處理中兩種沉淀：自由沉淀和擁擠沉淀。 23：沉速公式 ulDlPCg3)(4Re1的范圍內(nèi)，呈層流狀態(tài)，CD=24/Re,得到斯篤克斯公式 1000Re25000的范圍內(nèi)，呈紊流狀態(tài)，CD=0.4,得到牛頓公式注意公式推導(dǎo)過(guò)程 1Re1000的范圍內(nèi)，呈過(guò)渡狀態(tài)，CD=24/Re0.5,得到阿蘭公式 24：擁擠沉淀的整個(gè)沉淀筒中可分為4區(qū)：清水區(qū)、等濃度區(qū)、變濃度區(qū)及壓實(shí)區(qū)。 25：按照肯奇沉淀理論可得：Ct=C0H0/Ht，上述式子的含義為：高度為H、均勻濃度為Ct沉淀管

7、中所含的懸浮物量和原來(lái)高度為H0、均勻濃度為C0的沉淀管中所含的懸浮物量相等。 26：表面沉速在數(shù)值上等于截留沉速，但含義不同，后者代表自池頂A開(kāi)始下沉所能全部去除 顆粒中最小顆粒的沉速。（公式推導(dǎo)) 27：去除率E=顆粒沉速u(mài)i/(Q/A)括號(hào)中即是表面負(fù)荷流量/表面積。   淺池理論：當(dāng)沉淀池容積一定時(shí)，池身淺些則表面積大些，去除率可以提高。 28：在沉淀池中，通常要求降低雷諾數(shù)以利于顆粒沉降；Fr數(shù)增大使沉淀池中的流態(tài)保持穩(wěn)定，一般Fr數(shù)宜大于10-5。降低Re和提高Fr數(shù)的有效措施是減小水力半徑R。池中縱向分格及斜板

8、、斜管沉淀池都能達(dá)到上述目的。沉淀池的水平流速宜為10-25mm/s。 29：平流式沉淀池分為進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、存泥區(qū)和出水區(qū)。 30：斜板沉淀池的水流基本屬于層流狀態(tài)，斜管沉淀池的Re多在200以下，甚至低于100。斜板沉淀池的Fr數(shù)一般為10-3-10-4，斜管的Fr數(shù)將更大。斜管與水平面成60°角。規(guī)范規(guī)定斜管沉淀池的表面負(fù)荷為9-11m3/(m2.h) (2.5-3.0mm/s)  31：澄清池主要依靠活性泥渣層達(dá)到澄清目的。（與沉淀池的優(yōu)缺點(diǎn)比較） 澄清池基本上分為泥渣懸浮型澄清池和泥渣循環(huán)型澄清池（機(jī)械攪拌澄清池主

9、要由第一絮凝池和第二絮凝池及分離室組成） 32：過(guò)濾的功效，不僅在于進(jìn)一步降低水的濁度，而且水中有機(jī)物、細(xì)菌乃至病毒等將隨水的濁度降低而部分去除，為濾后消毒創(chuàng)造了良好條件。 33：水中懸浮顆粒能粘附在濾料顆粒上涉及兩個(gè)問(wèn)題：遷移機(jī)理和粘附機(jī)理。 34：顆粒的遷移由以下幾種作用引起：攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散和水動(dòng)力作用等。 35：雙層濾料組成：上層采用密度較小、粒徑較大的輕質(zhì)濾料（如無(wú)煙煤），下層采用密度較大、粒徑較小的重質(zhì)濾料（如石英砂）。實(shí)踐證明，雙層濾料含污能力較單層濾料約高1倍以上。 36：直接過(guò)濾分為兩種方式：接觸過(guò)濾，即原水經(jīng)加藥后直接

10、進(jìn)入濾池過(guò)濾，濾前不設(shè)任何絮凝設(shè)備；微絮凝過(guò)濾，即濾池前設(shè)一簡(jiǎn)易微絮凝池，原水加藥混合后先經(jīng)微絮凝池，形成粒徑相同的微絮粒后即刻進(jìn)入濾池過(guò)濾。 37：濾料必須符合要求（四點(diǎn)）。 38：快濾池沖洗方法有：高速水流沖洗法、氣水反沖洗、表面助沖加高速水流反洗。 39：氣水反沖的操作方式：先用空氣反沖，然后用水反沖；先用氣-水同時(shí)反沖，然后再用水反沖；先用空氣反沖，然后再用氣-水同時(shí)反沖，最后再用水反沖。 40：小阻力和中阻力配水系統(tǒng)不采用穿孔管系，而是采用穿孔濾板、濾磚和濾頭等。 41：供給沖洗水的方式：沖洗水泵和沖洗水塔或沖洗水箱。 42

11、：V型濾池的主要特點(diǎn)是：可采用較粗濾料較厚濾層以增加過(guò)濾周期；氣，水反沖洗再加始終存在的橫向表面清洗，沖洗效果好，沖洗水量大大減少。 43:消毒是要消除水中致病微生物的致病作用。水的消毒方法很多，包括氯及氯化物消毒，臭氧消毒，紫外線(xiàn)消毒及某些重金屬離子消毒等。 44：氯消毒的機(jī)理，一般認(rèn)為主要通過(guò)次氯酸HOCL起作用。水中有氯胺時(shí)，仍然可以理解為依靠次氯酸起消毒作用。 45：水中所含的氯以氯胺存在時(shí)，稱(chēng)為化合性氯或結(jié)合氯。自由性氯的消毒性能比化合性氯要高很多。為此，氯消毒可以分為自由性氯消毒和化合性氯消毒。 46：水中加氯量可以分為兩類(lèi)，即需氯量和余氯。

12、需氯量指用于滅活水中微生物、氧化有機(jī)物和還原性物質(zhì)所消耗的部分。為了抑制水中殘余病原微生物的再度繁殖，管網(wǎng)中尚需維持少量剩余氯。（詳見(jiàn)4） 47：石灰軟化主要是去除水中的碳酸鹽硬度以及降低水的堿度。但過(guò)量投加石灰，反而會(huì)增加水的硬度。 48：常用的離子交換法有Na離子交換法、H離子交換法和H-Na離子交換法。 49：陰離子交換雙層床由弱堿301和強(qiáng)堿201*7兩種樹(shù)脂組成。上層弱堿樹(shù)脂主要用于去除水中強(qiáng)酸陰離子，下層強(qiáng)堿樹(shù)脂主要用于去除弱酸陰離子。 50：在電滲析的膜界面現(xiàn)象中，極化現(xiàn)象主要發(fā)生在陽(yáng)膜的淡室一側(cè)，而另一沉淀現(xiàn)象則主要發(fā)生在陰膜的濃室一側(cè)。

13、名詞解釋?zhuān)?#160;1：返混：停留時(shí)間不同的物料之間的混合。 2：混凝：水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過(guò)程。 3：膠體穩(wěn)定性：膠體粒子在水中長(zhǎng)期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。 4：膠體保護(hù)：當(dāng)全部膠粒的吸附面均被高分子覆蓋以后，兩膠粒接近時(shí)，就受到高分子的阻礙而不能聚集。 5：堿化度：羥基OH和鋁AL的摩爾數(shù)之比。 6：水解度：由酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基的百分?jǐn)?shù)（一般水解度控制在30%-40%之間）。 7：異向絮凝：由布朗運(yùn)動(dòng)索造成的顆粒碰撞聚集。 8：同向絮凝：由流體運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞聚集。 9：助凝劑：投加的以提高混凝

14、效果為目的的某種輔助藥劑。 10：截留沉速：反映了沉淀池中所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉速 11：濾層含污能力：按整個(gè)濾層計(jì)，單位體積濾料中的平均含污量。 12：均質(zhì)濾料：指沿整個(gè)濾層深度方向的任一橫斷面上，濾料組成和平均粒徑均勻一致。 13：直接過(guò)濾：原水不經(jīng)沉淀而直接進(jìn)入濾池過(guò)濾。 14：沖洗強(qiáng)度：以cm/s計(jì)的反沖洗流速，換算成單位面積濾層所通過(guò)的沖洗流量，以L(fǎng)/(s.m2)計(jì) 15：濾層膨脹度：反沖洗時(shí)，濾層膨脹后增加的厚度與膨脹前厚度之比。 16：等速過(guò)濾：當(dāng)濾池過(guò)濾速度保持不變，亦即濾池的流量保持不變。

15、60;17：變速過(guò)濾：濾速隨著過(guò)濾時(shí)間而逐漸減小的過(guò)濾。 18：折點(diǎn)加氯：加氯量超過(guò)折點(diǎn)需要量時(shí)稱(chēng)為折點(diǎn)加氯。 19：濕真密度：樹(shù)脂溶脹后的質(zhì)量與其本身的所占體積（不包括樹(shù)脂顆粒之間的間隙）之比 20：濕視密度：樹(shù)脂溶脹后的質(zhì)量與其堆積體積（包括樹(shù)脂顆粒之間的間隙）之比 21：濃差極化：在電滲析除鹽過(guò)程中，如果逐漸提高i值，由于離子擴(kuò)散不及，在膜界面處引起水的離解，H+離子透過(guò)陽(yáng)膜來(lái)傳遞電流，這種膜界面現(xiàn)象是濃差極化。 計(jì)算題： 1：反應(yīng)器和絮凝結(jié)合    綜合考慮P286習(xí)題6與反應(yīng)器結(jié)合，例

16、14-1，例14-2和例14-3 以及P268例題 。 2：P411離子交換過(guò)程中某些極限值的計(jì)算    P401中公式（21-24）或者（21-27） 問(wèn)答題： 1：反應(yīng)器   a：采用CSTR型反應(yīng)器所需的氯消毒時(shí)間幾乎是CMB的21.5倍。這是由于CSTR型反應(yīng)器僅僅是在細(xì)菌濃度為最終濃度Ci=0.01C0下進(jìn)行的，反應(yīng)速度很低。而在CMB反應(yīng)器內(nèi)，開(kāi)始反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)細(xì)菌濃度很高（C0），相應(yīng)的反應(yīng)速率很快；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，細(xì)菌濃度逐漸減小，反應(yīng)速度也隨之降低。直至反

17、應(yīng)結(jié)束時(shí)，才和CSTR的整個(gè)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)的低反應(yīng)速度一樣。   b：PF型反應(yīng)器和CMB型反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間一樣。這是因?yàn)椋涸谕屏餍头磻?yīng)器的起端（或開(kāi)始階段），物料是在C0的高濃度下進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)速度很快。沿著液流方向，隨著流程增加（或反應(yīng)時(shí)間的延續(xù)),物料的濃度逐漸降低，反應(yīng)速率也隨之逐漸減小。這與間歇式的反應(yīng)過(guò)程是完全一樣的。但它優(yōu)于間歇式反應(yīng)器的在于：間歇式反應(yīng)器除了反應(yīng)時(shí)間外，還需考慮投料和卸料時(shí)間，而推流興反應(yīng)器為連續(xù)操作。 2：平流式沉淀池（重點(diǎn)）   所謂理想沉淀池，應(yīng)符合以下3個(gè)規(guī)定： a:顆粒處于自由

18、沉淀狀態(tài)。即在沉淀過(guò)程中，顆粒之間互不干擾，顆粒的大小，形狀和密度不變。因此，顆粒沉速始終不變。 b：水流沿著水平方向流動(dòng)。在過(guò)水?dāng)嗝嫔?，各點(diǎn)流速相等，并在流動(dòng)過(guò)程中流速始終不變。 c:顆粒沉到池底即認(rèn)為已被去除，不再返回水流中。   懸浮顆粒在理想沉淀池中的去除率只與沉淀池的表面負(fù)荷有關(guān)，而與其他因素如水深，池長(zhǎng)，水平流速和沉淀時(shí)間均無(wú)關(guān)。 3：過(guò)濾    a：在過(guò)濾過(guò)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(guò)該處水深，即出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象。負(fù)水頭會(huì)導(dǎo)致溶解于水中的氣體釋放出來(lái)

19、形成氣囊。氣囊對(duì)過(guò)濾有破壞作用，一是減少有效過(guò)濾面積，使過(guò)濾時(shí)的水頭損失及濾層中的孔隙流速增加，嚴(yán)重的會(huì)影響濾后水質(zhì)：二是氣囊會(huì)穿過(guò)濾層上升，有可能把部分細(xì)濾料或輕質(zhì)濾料帶出，破壞濾層結(jié)構(gòu)。反沖洗時(shí)，氣囊更易將濾料帶出濾層。避免出現(xiàn)負(fù)水頭的方法是增加砂面上水深，或令濾池出口位置等于或高于濾層表面。虹吸濾池、無(wú)閥濾池不會(huì)出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象就是這個(gè)原因。（重點(diǎn)）   b：大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)的涵義是什么？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？掌握大配水系統(tǒng)的基本原理和公式（17-32）的推導(dǎo)過(guò)程。（重點(diǎn)）   公式的推導(dǎo)過(guò)程 P334-P338&

20、#160;  “小阻力”是相當(dāng)于“大阻力”而言的，即指配水系統(tǒng)中孔口阻力較小。由于孔口阻力與孔口總面積或開(kāi)孔比成反比，故開(kāi)孔比越大，阻力越小。一般規(guī)定：=0.20%-0.25%是大阻力配水系統(tǒng)；=0.60%-0.80%是中阻力配水系統(tǒng)；=1.0%-1.5%是小阻力配水系統(tǒng)。  大阻力配水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是配水均勻性好。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；孔口水頭損失大，沖洗時(shí)動(dòng)力消耗大；管道易結(jié)垢，增加檢修困難。此外，對(duì)沖洗水頭有限的虹吸濾池和無(wú)閥濾池，大阻力配水系統(tǒng)不能采用。小阻力配水系統(tǒng)可以克服上述缺點(diǎn)。 4：順流再生固定床和逆流再生床的優(yōu)缺點(diǎn)： 順流再生缺

21、點(diǎn)樹(shù)脂層上層再生程度高，而越是下部，再生程度越差在軟化工作期間，出水剩余硬度較高軟化工作后期，由于樹(shù)脂層下半部原先再生不好，出水硬度提前超過(guò)規(guī)定指標(biāo)，導(dǎo)致變換器過(guò)早失效，降低了設(shè)備的工作效率。 逆流再生：再生時(shí)，再生液首先接觸飽和程度低的底層樹(shù)脂，然后再生飽和程度高較高的中、上層樹(shù)脂。這樣，再生液被充分利用，再生液用量顯著降低，并能保證底層樹(shù)脂得到充分再生。軟化時(shí)，處理水經(jīng)過(guò)相當(dāng)軟化之后又與這一底層樹(shù)脂接觸，進(jìn)行充分交換，從而提高了出水水質(zhì)。 5：強(qiáng)堿陰床設(shè)置在強(qiáng)酸陽(yáng)床之后的原因于：  若進(jìn)水先通過(guò)陰床，容易生成CaCO3、Mg(OH)2沉積在樹(shù)脂層內(nèi)，

22、使強(qiáng)堿樹(shù)脂交換容量降低  陰床在酸性介質(zhì)中易于進(jìn)行離子交換，若進(jìn)水先經(jīng)過(guò)陰床，更不利于去除硅酸，因?yàn)閺?qiáng)堿樹(shù)脂對(duì)硅酸鹽的吸附要比對(duì)硅酸的吸附差的多。  強(qiáng)酸樹(shù)脂抗有機(jī)物污染的能力勝過(guò)強(qiáng)堿樹(shù)脂。  若原水先通過(guò)陰床，本應(yīng)該由除二氧化碳器去除的碳酸，都要由陰床承擔(dān)，從而增加再生劑用。第十五章 混凝思考題1、何謂膠體穩(wěn)定性？試用膠粒間互相作用勢(shì)能曲線(xiàn)說(shuō)明膠體穩(wěn)定性的原因。答：膠體穩(wěn)定性是指膠體粒子在水中長(zhǎng)期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。原因P255最后一段。2、混凝過(guò)程中，壓縮雙電層和吸附-電中和作用有何區(qū)別？簡(jiǎn)要敘述硫酸鋁混凝作用機(jī)理及其與水的p

23、H值的關(guān)系。答：壓縮雙電層機(jī)理：由膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)可知，反離子的濃度在膠粒表面處最大，并沿著膠粒表面向外的距離呈遞減分布,最終與溶液中離子濃度相等。當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液中離子濃度增高，則擴(kuò)散層的厚度減小。該過(guò)程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(kuò)散層原有反離子之間的靜電斥力把原有部分反離子擠壓到吸附層中，從而使擴(kuò)散層厚度減小。由于擴(kuò)散層厚度的減小，電位相應(yīng)降低，因此膠粒間的相互排斥力也減少。另一方面，由于擴(kuò)散層減薄，它們相撞時(shí)的距離也減少，因此相互間的吸引力相應(yīng)變大。從而其排斥力與吸引力的合力由斥力為主變成以引力為主(排斥勢(shì)能消失了)，膠粒得以迅速凝聚。吸附-電中和機(jī)理：膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異

24、號(hào)膠粒、鏈狀離子或分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用，由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷，減少了靜電斥力，降低了電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。此時(shí)靜電引力常是這些作用的主要方面。上面提到的三價(jià)鋁鹽或鐵鹽混凝劑投量過(guò)多，凝聚效果反而下降的現(xiàn)象，可以用本機(jī)理解釋。因?yàn)槟z粒吸附了過(guò)多的反離子，使原來(lái)的電荷變號(hào)，排斥力變大，從而發(fā)生了再穩(wěn)現(xiàn)象。硫酸鋁混凝作用機(jī)理及其與水的pH值的關(guān)系：Ph<3時(shí)，壓縮擴(kuò)散雙電層作用。Ph>3時(shí),吸附-電中和作用。Ph>3時(shí)水中便出現(xiàn)聚合離子及多核羥基配合物，這些物質(zhì)會(huì)吸附在膠核表面，分子量越大，吸附作用越強(qiáng)。3,高分子混凝劑投量過(guò)多時(shí)，為什

25、么混凝效果反而不好？答：在廢水處理中，對(duì)高分子絮凝劑投加量及攪拌時(shí)間和強(qiáng)度都應(yīng)嚴(yán)格控制，如投加量過(guò)大時(shí)，一開(kāi)始微粒就被若干高分子鏈包圍，而無(wú)空白部位去吸附其他的高分子鏈，結(jié)果造成膠粒表面飽和產(chǎn)生再穩(wěn)現(xiàn)象。已經(jīng)架橋絮凝的膠粒，如受到劇烈的長(zhǎng)時(shí)間的攪拌，架橋聚合物可能從另一膠粒表面脫開(kāi)，重又卷回原所在膠粒表面，造成再穩(wěn)定狀態(tài)。4、目前我國(guó)常用的混凝劑有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：鋁系：硫酸鋁 明礬 聚合氯化鋁（PAC） 聚合硫酸鋁（PAS）鐵系：三氯化鐵 硫酸亞鐵 聚合硫酸鐵（PFS） 聚合氯化鐵（PFC）有機(jī)高分子混凝劑：聚丙烯酰胺（PAM）優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)硫酸鋁價(jià)格較低，使用便利，混凝效果較好，

26、不會(huì)給處理后的水質(zhì)帶來(lái)不良影響當(dāng)水溫低時(shí)硫酸鋁水解困難，形成的絮體較松散；不溶雜質(zhì)含量較多。聚合氯化鋁（PAC）1應(yīng)用范圍廣; 2易快速形成大的礬花，沉淀性能好，投藥量一般比硫酸鋁低; 3、適宜的PH值范圍較寬(在59間)； 4、水溫低時(shí)，仍可保持穩(wěn)定的混凝效果； 5、其堿化度比其他鋁鹽、鐵鹽為高，因此藥液對(duì)設(shè)備的侵蝕作用小三氯化鐵極易溶于水；沉淀性好，處理低溫水或低濁水效果比鋁鹽的好氯化鐵液體、晶體物或受潮的無(wú)水物腐蝕性極大，調(diào)制和加藥設(shè)備必須考慮用耐腐蝕材料硫酸亞鐵不如三價(jià)鐵鹽那樣有良好的混凝效果；殘留在水中的 Fe2+會(huì)使處理后的水帶色；聚合硫酸鐵投加劑量少；絮體生成快；對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)范圍

27、廣以及水解時(shí)消耗水中堿度少聚丙烯酰胺（PAM）常作助凝劑以配合鋁鹽和鐵鹽作用，效果顯著5、什么叫助凝劑？常用的助凝劑有哪幾種？在什么情況下需要投加助凝劑？答：在單獨(dú)使用混凝劑不能取得預(yù)期效果時(shí)，需投加某種輔助藥劑以提高混凝效果，這種藥劑稱(chēng)為助凝劑。助凝劑通常是高分子物質(zhì)，作用機(jī)理是高分子物質(zhì)的吸附架橋。常用的助凝劑有：骨膠、聚丙烯酰胺及其水解物、活化硅酸、海藻酸鈉等。當(dāng)單獨(dú)使用混凝劑效果不佳時(shí)采用助凝劑，例如：對(duì)于低溫、低濁度水采用鋁鹽或鐵鹽混凝時(shí)，形成絮粒往往細(xì)小松散，不易沉淀。當(dāng)加如少量活化硅酸時(shí)，絮凝體的尺寸和密度就會(huì)增大，沉速加快。6、為什么有時(shí)需將PAM在堿化條件下水解成HPAM？P

28、AM水解度是何涵義？一般要求水解度為多少？答：PAM聚丙烯酰胺，混凝效果在于對(duì)膠體表面具有強(qiáng)烈的吸附作用，在膠粒之間形成橋聯(lián)。由于酰胺基之間的氫鍵作用，線(xiàn)性分子往往不能充分伸展開(kāi)來(lái)，致使橋架作用消弱。為此，通常將PAM在堿性條件下（pH>10）進(jìn)行部分水解，生成陰離子型水解聚合物（HPAM） PAM水解度：由酰胺基轉(zhuǎn)化為羥基的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)水解度。 一般控制水解度在30%-40%較好。7.何謂同向絮凝和異向絮凝？?jī)烧咝跄俾剩ɑ蚺鲎矓?shù)率）與哪些因素有關(guān)？同向絮凝：由流體運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞聚集稱(chēng)為同向絮凝。其數(shù)率與顆粒直徑的三次方成正比，與顆粒數(shù)量濃度平方成正比，以及速度梯度一次方成正比。異向

29、絮凝：由布朗運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞聚集稱(chēng)異向絮凝。其數(shù)率與水溫成正比，與顆粒的數(shù)量濃度平方成反比。8.混凝控制指標(biāo)有哪幾種？為什么要重視混凝控制指標(biāo)的研究？你認(rèn)為合理的控制指標(biāo)應(yīng)如何確定？在絮凝階段通常以G和GT值作為控制指標(biāo)?？梢钥刂苹炷Ч?，即節(jié)省能源，取得好的混凝效果。9.絮凝過(guò)程中，G值的真正涵義是什么？沿用依舊的G值和GT值的數(shù)值范圍存在什么缺陷？請(qǐng)寫(xiě)出機(jī)械絮凝池和水力絮凝池的G值公式。速度梯度，控制混凝效果的水力條件，反映能量消耗概念。G值和GT值變化幅度很大，從而失去控制意義。10根據(jù)反應(yīng)器原理，什么形式的絮凝池效果較好？折板絮凝池混凝效果為什么優(yōu)于隔板絮凝池？ 折板絮凝池的優(yōu)點(diǎn)是

30、：水流在同波折板之間曲折流動(dòng)或在異波折板之間間縮放流動(dòng)且連續(xù)不斷，以至形成眾多的小渦旋，提高了顆粒碰撞絮凝效果。與隔板絮凝池相比，水流條件大大改善，亦即在總的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝時(shí)間可以縮短，池子體積減小。 11影響混凝效果的主要因素有哪幾種？這些因素是如何影響混凝效果的？影響混凝效果的主要因素有水溫，水的PH值和堿度及水中懸浮物濃度。水溫：a無(wú)機(jī)鹽的水解是吸熱反應(yīng)低溫水混凝劑水解困難。 b低溫水的粘度大，使水中雜質(zhì)顆粒布朗運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度減弱，碰撞機(jī)會(huì)減少，不利于膠粒脫穩(wěn)混凝c水溫低時(shí)膠體顆粒水化作用增強(qiáng)，妨礙膠體混凝d水溫與水的PH值有關(guān)PH值：對(duì)于硫酸鋁而言，水的PH

31、值直接影響鋁離子的水解聚合反應(yīng)，亦即影響鋁鹽水解產(chǎn)物的存在形態(tài)。對(duì)三價(jià)鐵鹽混凝劑時(shí)PH在6.0-8.4之間最好高分子混凝劑的混凝效果受水的PH值影響比較小懸浮物濃度：含量過(guò)低時(shí)，顆粒碰撞速率大大減小，混凝效果差。含量高時(shí)，所需鋁鹽或鐵鹽混凝劑量將大大增加。12.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？常用的有：1）、泵前投加 該投加方式安全可靠，一般適用于取水泵房距水廠(chǎng)較近者2）、高位溶液池重力投加 該投加方式安全可靠，但溶液池位置較高。適用于取水泵房距水廠(chǎng)較遠(yuǎn)者 3)、水射器投加 該投加方式設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，溶液池高度不受太大限制，但水射器效率較低，且易磨損。4）、泵投加 有兩種

32、方式：一是采用計(jì)量泵，一是采用離心泵配上流量計(jì)。采用計(jì)量泵不必另備計(jì)量設(shè)備，泵上有計(jì)量標(biāo)志，最適合用于混凝劑自動(dòng)控制系統(tǒng)。13何謂混凝劑“最佳劑量”？如何確定最佳劑量并實(shí)施自動(dòng)控制？混凝劑“最佳劑量”，即混凝劑的最佳投加量，是指達(dá)到既定水質(zhì)目標(biāo)的最小混凝劑投加量。目前問(wèn)過(guò)大多數(shù)水廠(chǎng)還是根據(jù)實(shí)驗(yàn)室混凝攪拌試驗(yàn)確定混凝劑最佳劑量，然后進(jìn)行人工調(diào)整。這種方法雖然簡(jiǎn)單易行，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果到生產(chǎn)調(diào)節(jié)往往滯后，且試驗(yàn)條件與生產(chǎn)條件也很難一致，故試驗(yàn)所得最佳劑量未必是生產(chǎn)上的最佳劑量。P274-27614.當(dāng)前水廠(chǎng)中常用的混合方法有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？在混合過(guò)程中，控制G值的作用是什么？ 1）、水泵混合 混合

33、效果好，不需另建混合設(shè)施，節(jié)省動(dòng)力，大、中、小型水廠(chǎng)均可采用。但但采用FeCl3混凝劑時(shí)，若投量較大，藥劑對(duì)水泵葉輪可能有輕微腐蝕作用。適用于取水泵房靠近水廠(chǎng)處理構(gòu)筑物的場(chǎng)合，兩者間距不宜大于150m。 2）、管式混合 簡(jiǎn)單易行。無(wú)需另建混合設(shè)備，但混合效果不穩(wěn)定，管中流速低，混合不充分。 3）、機(jī)械混合池 混合效果好，且不受水量變化影響，缺點(diǎn)是增加機(jī)械設(shè)備并相應(yīng)增加維修工作。 控制G值的作用是使混凝劑快速水解、聚合及顆粒脫穩(wěn)。15當(dāng)前水廠(chǎng)中常用的絮凝設(shè)備有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？在絮凝過(guò)程中，為什么G值應(yīng)自進(jìn)口值出口逐漸減少？1）、隔板絮凝池 包括往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式兩種。優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單，管理方便。

34、缺點(diǎn)：流量變化大者，絮凝效果不穩(wěn)定，絮凝時(shí)間長(zhǎng)，池子容積大。2）、折板絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：與隔板絮凝池相比，提高了顆粒碰撞絮凝效果，水力條件大大改善，縮短了絮凝時(shí)間，池子體積減小。缺點(diǎn)：因板距笑，安裝維修較困難，折板費(fèi)用較高。3）、機(jī)械絮凝池 優(yōu)點(diǎn)：可隨水質(zhì)、水量變化而隨時(shí)改變轉(zhuǎn)速以保證絮凝效果，能應(yīng)用于任何規(guī)模水廠(chǎng) 缺點(diǎn)：需機(jī)械設(shè)備因而增加機(jī)械維修工作。絮凝過(guò)程和那個(gè)中，為避免絮凝體破碎，絮凝設(shè)備內(nèi)的流速及水流轉(zhuǎn)彎處的流速應(yīng)沿程逐漸減少，從而G值也沿程逐漸減少。16.采用機(jī)械絮凝池時(shí)，為什么要采用34檔攪拌機(jī)且各檔之間需用隔墻分開(kāi)？因?yàn)閱蝹€(gè)機(jī)械絮凝池接近于CSTR型反應(yīng)器，故宜分格串聯(lián)。分格愈多，

35、愈接近PF型反應(yīng)器，絮凝效果愈好，但分格過(guò)多，造價(jià)增高且增加維修工作量。各檔之間用隔墻分開(kāi)是為防止水流短路。16章 沉淀和澄清1 什么叫自由沉淀，擁擠沉淀和絮凝沉淀？答：在沉淀過(guò)程中，彼此沒(méi)有收到干擾，只收到顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作用，稱(chēng)為自由沉淀。 顆粒在沉淀的過(guò)程中，彼此相互干擾，或者收到容器壁的干擾，雖然其粒度和第一種相同，但沉淀速度卻較小，稱(chēng)為擁擠沉淀。擁擠沉淀：顆粒的沉降受到周?chē)渌w粒的影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有一個(gè)清晰的泥水界面。2已知懸浮顆粒密度和粒徑，可否采用公式（16-4）直接求得顆粒沉速？為什么？答：不能夠。因?yàn)閺模?6-

36、4）式可以知道，要求得顆粒的沉速，出了要知道懸浮顆粒密度和粒徑外，還需要知道阻力系數(shù)Cd.3了解肯奇沉淀理論的基本概念和它的用途。答：肯奇理論：Ct=CoHo/Ht 涵義：高度為Ht,均勻濃度為Ct沉淀管中所含懸浮物量和原來(lái)高度為Ho,均勻濃度為Co的沉淀管中所含懸浮物量相等。4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？答：1）顆粒處于自由沉淀狀態(tài)。2）水流沿著水平方向流動(dòng)，流速不變。3）顆粒沉到池底即認(rèn)為已被去除，不再返回水流中。 由式子可知：懸浮顆粒再理想沉淀池中的去除率只與沉淀池的表面負(fù)荷有關(guān)，而與其他因素如水深，池長(zhǎng)，水平流速和沉淀時(shí)間均無(wú)關(guān)

37、。5影響平流沉淀池沉淀效果的主要因素有哪些？沉淀池縱向分格有何作用？答1)沉淀池實(shí)際水流狀況對(duì)沉淀效果的影響。（雷諾數(shù)Re 和 弗勞德數(shù)Fr） 2）凝聚作用的影響。沉淀池縱向分格可以減小水力半徑R從而降低Re和提高Fr數(shù)，有利于沉淀和加強(qiáng)水的穩(wěn)定性，從而提高沉淀效果。6沉淀池表面負(fù)荷和顆粒截留沉速關(guān)系如何？?jī)烧吆x有何區(qū)別？答： 表面負(fù)荷在數(shù)值上等于截留沉速，但涵義不同。前者是指單位沉淀池表面積的產(chǎn)水量，后者代表自池頂開(kāi)始下沉所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉速。7.設(shè)計(jì)平流沉淀池是根據(jù)沉淀時(shí)間、表面負(fù)荷還是水平流速?為什么?答:設(shè)計(jì)平流沉淀池是根據(jù)表面負(fù)荷.因?yàn)楦鶕?jù)E=可知,懸浮顆粒在理想沉

38、淀池中的去除率只與沉淀池的表面負(fù)荷有關(guān),而與其他因素如水深、池長(zhǎng)、水平流速和沉淀時(shí)間均無(wú)關(guān).8.平流沉淀池進(jìn)水為什么要采用穿孔隔墻?出水為什么往往采用出水支渠?答:平路沉淀池進(jìn)水采用穿孔隔墻的原因是使水流均勻地分布在整個(gè)進(jìn)水截面上,并盡量減少擾動(dòng).增加出水堰的長(zhǎng)度，采用出水支渠是為了使出水均勻流出,緩和出水區(qū)附近的流線(xiàn)過(guò)于集中，降低堰口的流量負(fù)荷。9.斜管沉淀池的理論根據(jù)是什么?為什么斜管傾角通常采用60度?答：斜管沉淀池的理論根據(jù)：根據(jù)公式E=，在沉淀池有效容積一定的條件下，增加沉淀面積，可使顆粒去除率提高。因?yàn)樾惫軆A角越小，沉淀面積越大，沉淀效率越高，但對(duì)排泥不利，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，故傾角宜為

39、60度。10.澄清池的基本原理和主要特點(diǎn)是什么？答：基本原理：原水加藥后進(jìn)入澄清池，使水中的脫穩(wěn)雜質(zhì)與澄清池中的高濃度泥渣顆粒充分接觸碰撞凝聚，并被泥渣層攔截下來(lái)，水得到澄清。 主要特點(diǎn)：澄清池將絮凝和沉淀兩個(gè)過(guò)程綜合與一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)完成，主要利用活性泥渣層達(dá)到澄清的目的。當(dāng)脫穩(wěn)雜質(zhì)隨水流與泥渣層接觸時(shí)，便被泥渣層阻留下來(lái)，使水獲得澄清。11簡(jiǎn)要敘述書(shū)中所列四種澄清池的構(gòu)造，工作原理和主要特點(diǎn)？ 主要構(gòu)造工作原理主要特點(diǎn)懸浮澄清池氣水分離器，澄清室，泥渣濃縮室等加藥后的原水經(jīng)汽水分離（作用：分離空氣，以免進(jìn)入澄清池?cái)_動(dòng)泥渣層）從配水管進(jìn)入澄清室，水自下而上通過(guò)泥渣層，水中雜質(zhì)被泥渣層截留，清水從

40、集水槽流出，泥渣進(jìn)入濃縮室濃縮外運(yùn)。一般用于小型水廠(chǎng)，處理效果受水質(zhì)，水量等變化影響大，上升流速較小。脈沖澄清池脈沖發(fā)生器， 進(jìn)水室 ，真空泵， 進(jìn)水管 ，穩(wěn)流板原水由進(jìn)水管進(jìn)入進(jìn)水室，由于真空泵造成的真空使進(jìn)水室水位上升，此為進(jìn)水過(guò)程，當(dāng)水位達(dá)到最高水位時(shí)，進(jìn)氣閥打開(kāi)通入空氣，進(jìn)水室的水位迅速下降，此為澄清池放水過(guò)程。通過(guò)反復(fù)循環(huán)地進(jìn)水和放水實(shí)現(xiàn)水的澄清。澄清池的上升流速發(fā)生周期性的變化，處理效果受水量水質(zhì) 水溫影響較大，構(gòu)造也較復(fù)雜。機(jī)械攪拌澄清池第一絮凝室， 第二絮凝室 ，分離室 加藥后的原水進(jìn)入第一絮凝室和第二絮凝室內(nèi)與高濃度的回流泥渣相接觸，達(dá)到較好的絮凝效果，結(jié)成大而重的絮凝體，在

41、分離室中進(jìn)行分離。泥渣的循環(huán)利用機(jī)械進(jìn)行抽升水力循環(huán)澄清池第一絮凝室， 第二絮凝室 ，泥渣濃縮室 ，分離室 ，噴嘴 原水從池底進(jìn)入，先經(jīng)噴嘴高速?lài)娙牒砉埽诤砉芟虏坷瓤谠斐烧婵斩牖亓髂嘣?。原水和泥渣在喉管劇烈混合后被送入兩絮凝室，從絮凝室出?lái)的水進(jìn)入分離室進(jìn)行泥水分離。泥渣一部分進(jìn)入濃縮室，一部分進(jìn)行回流。結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，無(wú)需機(jī)械設(shè)備，但泥渣回流量難以控制，且因絮凝室容積較小，絮凝時(shí)間較短，處理效果較機(jī)械澄清池差十七章 過(guò)濾1、為什么粒徑小于濾層中孔隙尺寸的雜質(zhì)顆粒會(huì)被濾層攔截下來(lái)？答：顆粒較小時(shí)，布朗運(yùn)動(dòng)較劇烈，然后會(huì)擴(kuò)散至濾粒表面而被攔截下來(lái)。2、從濾層中雜質(zhì)分布規(guī)律，分析改善快濾池的幾

42、種途徑和濾池發(fā)展趨勢(shì)。答：使用雙層濾料、三層濾料或混合濾料及均質(zhì)濾料等濾層組成以改變上細(xì)下粗的濾層中雜質(zhì)分布嚴(yán)重的不均勻現(xiàn)象，提高濾層含污能力。發(fā)展趨勢(shì)略3、直接過(guò)濾有哪兩種方式？采用原水直接過(guò)濾應(yīng)注意哪些問(wèn)題？答：兩種方式：1、原水經(jīng)加藥后直接進(jìn)入濾池過(guò)濾，濾前不設(shè)任何絮凝設(shè)備，這種過(guò)濾方式一般稱(chēng)“接觸過(guò)濾”2、濾池前設(shè)一簡(jiǎn)易微絮凝池，原水加藥混合后先經(jīng)微絮凝池，形成粒徑相近的微絮凝池后（粒徑大致在4060m左右）即刻進(jìn)入濾池過(guò)濾，這種過(guò)濾方式稱(chēng)“微絮凝過(guò)濾”。注意問(wèn)題：1、原水濁度和色度較低且水質(zhì)變化較小。2、通常采用雙層、三層或均質(zhì)材料，濾料粒徑和厚度適當(dāng)增大，否則濾層表面孔隙易被堵塞。

43、3、原水進(jìn)入濾池前，無(wú)論是接觸過(guò)濾或微絮凝過(guò)濾，均不應(yīng)形成大的絮凝體以免很快堵塞濾層表面孔隙。4、濾速應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)決定。4、清潔濾層水頭損失與哪些因素有關(guān)？過(guò)濾過(guò)程中水頭損失與過(guò)濾時(shí)間存在什么關(guān)系？可否用數(shù)學(xué)式表達(dá)？答：因素：濾料粒徑、形狀、濾層級(jí)配和厚度及水溫。 隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，濾層中截留的懸浮物量逐漸增多，濾層孔隙率逐漸減小，當(dāng)濾速保持不變的情況下，將引起水頭損失的增加。數(shù)學(xué)表達(dá)式：5、什么叫“等速過(guò)濾”和“變速過(guò)濾”？?jī)烧叻謩e在什么情況下形成？分析兩種過(guò)濾方式的優(yōu)缺點(diǎn)并指出哪幾種濾池屬“等速過(guò)濾”。答：當(dāng)濾池過(guò)濾速度保持不變，亦即濾池流量保持不變時(shí)，稱(chēng)“等速過(guò)濾”。濾速隨過(guò)濾時(shí)間而

44、逐漸減小的過(guò)濾稱(chēng)“變速過(guò)濾”隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，濾層中截留的懸浮物量逐漸增多，濾層孔隙率逐漸減小，由公式可知道，當(dāng)濾料粒徑、形狀、濾層級(jí)配和厚度以及水溫已定時(shí)，如果孔隙率減小，則在水頭損失保持不變的條件下，將引起濾速的減??；反之，當(dāng)濾速保持不變的情況下，將引起水頭損失的增加。這樣就產(chǎn)生了等速過(guò)濾和變速過(guò)濾兩種基本過(guò)濾方式。虹吸濾池和無(wú)閥濾池即屬等速過(guò)濾的濾池。移動(dòng)罩濾池屬變速過(guò)濾的濾池，普通快濾池可以設(shè)計(jì)成變速過(guò)濾也可設(shè)計(jì)成等速過(guò)濾6.什么叫“負(fù)水頭”?它對(duì)過(guò)濾和沖洗有何影響?如何避免慮層中“負(fù)水頭”的產(chǎn)生? 在過(guò)慮過(guò)程中,當(dāng)慮層截留了大量的雜質(zhì)以致砂面以下某一深度處的水頭損失超過(guò)該處水深時(shí),

45、便出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象. 負(fù)水頭會(huì)導(dǎo)致溶解于水中的氣體釋放出來(lái)而形成氣囊.氣囊對(duì)過(guò)濾有破壞作用,一是減少有效過(guò)濾面積,使過(guò)濾時(shí)的水頭損失及慮層中孔隙流速增加,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響慮后水質(zhì);二是氣囊會(huì)穿過(guò)慮層上升,有可能把部分細(xì)慮料或輕質(zhì)慮料帶出,破壞慮層結(jié)構(gòu).反沖洗時(shí),氣囊更易將慮料帶出慮池. 避免出現(xiàn)負(fù)水頭的方法是增加砂面上水深,或令慮池出口位置等于或高于慮層表面,虹吸慮池和無(wú)閥慮池所以不會(huì)出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象即是這個(gè)原因.7.什么叫慮料“有效粒徑”和“不均勻系數(shù)”?不均勻系數(shù)過(guò)大對(duì)過(guò)濾和反沖洗有何影響?“均質(zhì)慮料”的涵義是什么? 慮料的有效徑粒是指通過(guò)慮料重量的篩孔孔徑,不均勻系數(shù)表示慮料粒徑級(jí)配.不均勻系數(shù)

46、愈大,表示粗細(xì)尺寸相差愈大,顆粒愈不均勻,這對(duì)過(guò)濾和沖洗都很不利.因?yàn)椴痪鶆蛳禂?shù)較大時(shí),過(guò)濾時(shí)慮層含污能力減小;反沖洗時(shí),為滿(mǎn)足粗顆粒膨脹要求,細(xì)顆?？赡鼙粵_出慮池,若為滿(mǎn)足細(xì)顆粒膨脹要求,粗顆粒將得不到很好清洗,如果徑粒系數(shù)愈接近1,慮料愈均勻,過(guò)濾和反沖洗效果愈好,但慮料價(jià)格提高.8.雙層和多層慮料混雜與否與那些因素有關(guān)?慮料混雜對(duì)過(guò)濾有何影響?主要決定于慮料的密度差,粒徑差及慮料的粒徑級(jí)配,慮料形狀,水溫及反沖洗強(qiáng)度等因素.慮料混雜對(duì)過(guò)濾影響如何,有兩種不同的觀(guān)點(diǎn).一種意見(jiàn)認(rèn)為,慮料交界面上適度混雜,可避免交界面上積聚過(guò)多雜質(zhì)而是水頭損失增加較快,故適度混雜是有益的;另一種意見(jiàn)認(rèn)為慮料交

47、界面不應(yīng)有混雜現(xiàn)象.因?yàn)樯蠈討]料起截留大量雜質(zhì)作用,下層則起精慮作用,而界面分層清晰,起始水頭損失將較小.實(shí)際上,慮料交界面不同程度的混雜是很難避免的.生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明,慮料交界混雜厚度在一定時(shí),對(duì)慮料有益無(wú)害.9.慮料承托層有何作用?粒徑級(jí)配和厚度如何考慮?承托層作用,主要是防止慮料從配水系統(tǒng)中流失,同時(shí)對(duì)均布沖洗水也有一定作用.為防止反沖洗時(shí)承托層移動(dòng),對(duì)慮料慮池常采用”粗-細(xì)-粗”的礫石分層方式.上層粗礫石用以防止中層細(xì)礫石在反沖洗過(guò)程中向上移動(dòng);中層細(xì)礫石用以防止砂慮料流失.下層粗礫石則用以支撐中層細(xì)礫石.具體粒徑級(jí)配和厚度,應(yīng)根據(jù)配水系統(tǒng)類(lèi)型和慮料級(jí)配確定.對(duì)于一般的級(jí)配分層方式,承托層

48、總厚度不一定增加,而是將每層厚度適當(dāng)減小.10.慮池反沖洗強(qiáng)度和慮層膨脹度之間關(guān)系如何?當(dāng)慮層全部膨脹起來(lái)以后,反沖洗強(qiáng)度增大,水流通過(guò)慮層的水頭損失是否同時(shí)增大?為什么? 當(dāng)沖洗流速超過(guò)mf以后,慮層中水頭損失不變,但慮層膨脹起來(lái).沖洗強(qiáng)度愈大,膨脹度愈大. 不會(huì),因?yàn)楫?dāng)沖洗流速超過(guò)最小流態(tài)化沖洗流速mf時(shí),增大沖洗流速只是使慮層膨脹度增大,而水頭損失保持不變.11 公式（17-2）與公式（17-11）有何異同？后者是否可用于過(guò)濾，前者是否可用于反沖洗？為什么？答：公式（17-11）與（17-2）的差別在于：公式右邊多了紊流項(xiàng)（第二項(xiàng)），而層流項(xiàng)（第一項(xiàng)）的常數(shù)值稍小。故前式適用于層流、過(guò)渡

49、區(qū)和紊流區(qū)。后者可用于過(guò)濾，前者不用于反沖洗。12什么叫“最小流態(tài)化沖洗流速”？當(dāng)反沖洗流速小于最小流態(tài)化沖洗流速時(shí)，反沖洗時(shí)的濾層水頭損失與反沖洗強(qiáng)度是否有關(guān)？答：當(dāng)濾料粒徑、形狀、密度、濾層厚度和空隙率以及水溫等已知時(shí)，將式（17-11）和（17-13）繪成水頭損失和沖洗流速關(guān)系圖，得圖17-13。圖中的Vmf是反沖時(shí)濾料剛剛開(kāi)始流態(tài)化的沖洗流速，稱(chēng)“最小流態(tài)化沖洗流速”。有歐根公式和圖17-13易知，反沖洗流速小于最小流態(tài)化沖洗流速時(shí)，反沖洗時(shí)的濾層水頭損失與反沖洗強(qiáng)度有關(guān)。13氣-水反沖洗有哪幾種操作方式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：操作方式有以下3種：1）先用空氣反沖，然后再用水反沖。2）先用

50、氣-水同時(shí)反沖，然后再用水反沖。3）先用空氣反沖，然后用氣-水同時(shí)反沖，最后再用水反沖。高速水流反沖雖然洗操作方便，池子和設(shè)備較簡(jiǎn)單，但是沖洗耗水量大，沖洗結(jié)束后，濾料上細(xì)下粗分層明顯。采用氣、水反沖洗方法既提高沖洗效果，有節(jié)省沖洗水量。同時(shí)，沖洗時(shí)濾層不一定需要膨脹或僅有輕微膨脹，沖洗結(jié)束后，濾層不產(chǎn)生或不明顯產(chǎn)生上吸下粗分層現(xiàn)象，即保持原來(lái)濾層結(jié)構(gòu)，從而提高濾層含污能力。14大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)的涵義是什么？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？掌握大阻力配水系統(tǒng)的基本原理和公式（17-32）的推導(dǎo)過(guò)程。答：一般規(guī)定：配水系統(tǒng)開(kāi)孔比為=0.20%0.25%為大阻力配水系統(tǒng)；=0.60%0.80%為中阻力

51、配水系統(tǒng)；=1.0%1.5%為小阻力配水系統(tǒng)。大阻力配水系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是配水均勻性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔口水頭損失大，沖洗時(shí)動(dòng)力消耗大；管道易結(jié)垢，增加檢修困難，此外，對(duì)沖洗水頭有限的虹吸濾池和無(wú)閥濾池，大阻力配水系統(tǒng)不能采用。小阻力配水系統(tǒng)可以克服上述缺點(diǎn)。原理和推導(dǎo)過(guò)長(zhǎng)，見(jiàn)書(shū)P337-339。15、小阻力配水系有哪些形式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：小阻力配水系的形式有：鋼筋混凝土穿孔（或縫隙）濾板；穿孔濾磚；濾頭。用時(shí)主要考慮的因素有：造價(jià)、配水均勻性、孔口易堵塞性、強(qiáng)度、耐腐蝕性16、濾池的沖洗排水槽設(shè)計(jì)應(yīng)符合哪些要求，并說(shuō)明理由。答：為達(dá)到及時(shí)均勻地排出廢水，沖洗排水槽設(shè)計(jì)必須符合以下要求：（1）沖洗

52、廢水應(yīng)自由跌落入沖洗排水槽。槽內(nèi)水面以上一般要有7cm左右的保護(hù)高度以免槽內(nèi)水面和濾池水面連成一片，使沖洗均勻性受到影響。（2）沖洗排水槽內(nèi)的廢水，應(yīng)自由跌落進(jìn)入廢水渠，以免廢水渠干擾沖洗排水槽出流，引起壅水現(xiàn)象。（3）每單位長(zhǎng)的溢入流量應(yīng)相等。（4）沖洗排水槽在水平面上的總面積一般不大于濾池面積的25%，以免沖洗時(shí)，槽與槽之間水流上升速度會(huì)過(guò)分增大，以致上升水流均勻性受到影響。（5）槽與槽中心間距一般為1.5-2.0m。間距過(guò)大，從離開(kāi)槽口最遠(yuǎn)一點(diǎn)和最近一點(diǎn)流入排水槽的流線(xiàn)相差過(guò)遠(yuǎn)，也會(huì)影響排水均勻性。（6）沖洗排水槽高度要適當(dāng)。槽口太高，廢水排除不凈；槽口太低，會(huì)使濾料流失。17、公式（1

53、7-38）是經(jīng)驗(yàn)公式還是根據(jù)水力學(xué)導(dǎo)出？答：根據(jù)水力學(xué)導(dǎo)出18、沖洗水塔或沖洗水箱高度和容積如何確定？答：容積V=0.09qFtV-水塔或水箱容積m3 F-單格濾池面積m2 t-沖洗歷時(shí)min水塔或水箱底高出濾池沖洗排水槽頂距離：H=h1+h2+h3+h4+h5h1 -從水塔或水箱至濾池的管道中總水頭損失,mh2-濾池配水系統(tǒng)水頭損失,m h2 =（q/10µ）2 (1/2g )h3 承托層水頭損失，m h3 =0.022qZ q-反沖洗強(qiáng)度L/（s·m2 ） Z-承托層厚度，mh4 濾料層水頭損失.mh5 備用水頭，一般取1.5-2.0m19、快濾池管廊布置有哪幾種形式？

54、各有何優(yōu)缺點(diǎn)？答：管廊布置有多種形式： （1）進(jìn)水、清水、沖洗水和排水渠，全部布置于管廊內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)是：渠道結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，管渠集中緊湊。缺點(diǎn)是：管廊內(nèi)管件較多，通行和檢修不太方便。 （2）沖洗水和清水渠布置于管廊內(nèi)，進(jìn)水和排水以渠道形式布置于濾池另一側(cè)。優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省金屬管件及閥門(mén)；管廊內(nèi)管件簡(jiǎn)單；施工和檢修方便。缺點(diǎn)是：造價(jià)稍高。 （3）進(jìn)水、沖洗水及清水管均采用金屬管道，排水渠單獨(dú)設(shè)置。 （4）對(duì)于較大型濾池，為節(jié)約閥門(mén)，可以虹吸管代替排水和進(jìn)水支管；沖洗水管和清水管仍用閥門(mén)。20、無(wú)閥濾池虹吸上升管中的水位變化是如何引起的？虹吸輔助管管口和出水堰口標(biāo)高差表示什么？答：虹吸輔助管中落水使上

55、升管中水位上升，一直到達(dá)最高位；到達(dá)最高位后，下落水流伴隨下降管的水流一起下落，導(dǎo)致真空度陡增，產(chǎn)生連續(xù)虹吸水流；水箱水位降至虹吸破壞口時(shí)，水位開(kāi)始下降。虹吸輔助管管口和出水堰口標(biāo)高差表示終期允許水頭損失值H。21、無(wú)閥濾池反沖洗時(shí)，沖洗水箱內(nèi)水位和排水水封井上堰口水位之差表示什么？若有地形可以利用，降低水封井堰口標(biāo)高有何作用？答：表示沖洗水頭可增加可利用的沖洗水頭，減小虹吸管徑，節(jié)省建設(shè)費(fèi)用22、為什么無(wú)閥濾池通常采用2格或3格濾池合用1個(gè)沖洗水箱？合用沖洗水箱的濾池格數(shù)過(guò)多對(duì)反沖洗有何影響？答：合用一個(gè)沖洗水箱的濾池愈多，沖洗水箱深度愈小，濾池總高度得以降低。這樣，不僅降低造價(jià)，也有利于與

56、濾前處理的夠筑物在高程上的銜接。合用水箱濾池?cái)?shù)過(guò)多時(shí)，將會(huì)造成不正常沖洗現(xiàn)象。沖洗行將結(jié)束時(shí)，虹吸破壞管剛露 出水面，由于期于數(shù)格濾池不斷向沖洗水箱大量工供水，管口很快又被水封，致使虹吸破壞不徹底，造成該格濾池時(shí)斷時(shí)續(xù)地不停沖洗。23、進(jìn)水管U形存水彎有何作用？答：進(jìn)水管設(shè)置U形存水彎的作用，是防止濾池沖洗時(shí)，空氣通過(guò)進(jìn)水管進(jìn)入虹吸管從而破壞虹吸。當(dāng)濾池反沖洗時(shí)，如果進(jìn)水管停止進(jìn)水，U形存水彎即相當(dāng)于一根測(cè)壓管，存水彎中的水位將在虹吸管與進(jìn)水管連接三通的標(biāo)高以下。這說(shuō)明此處有強(qiáng)烈的抽吸作用。如果不設(shè)U形存水彎，無(wú)論進(jìn)水管停止進(jìn)水或繼續(xù)進(jìn)水，都會(huì)將空氣吸入虹吸管。24、虹吸管管徑如何確定？設(shè)計(jì)中

57、，為什么虹吸上升管管徑一般要大于下降管管徑？答：按平均沖洗水頭和計(jì)算流量即可求得虹吸管管徑。管徑一般采用試算法確定：即初步選定管徑，算出總水頭損失h, 當(dāng)h接近Ha時(shí)，所選管徑適合，否則重新計(jì)算。25、虹吸濾池分格數(shù)如何確定？虹吸濾池與普通快濾池相比有哪些主要有缺點(diǎn)？答：qnQ/F q-沖洗強(qiáng)度，L/（s·m2 ） Q-每格濾池過(guò)濾流量,L/s F-單格濾池面積，m2 n-一組濾池分格數(shù)。 n3.6q/v v-濾速，m/h虹吸濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是：無(wú)需大量閥門(mén)及相應(yīng)的開(kāi)閉控制設(shè)備；無(wú)需沖洗水塔（箱）或沖洗水泵；出水堰頂高于濾料層，過(guò)濾時(shí)不會(huì)出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象。主要缺點(diǎn)是：由于濾池構(gòu)造特點(diǎn)，池

58、深比普通快濾池大，一般在5m左右；沖洗強(qiáng)度受其余幾格濾池的過(guò)濾水量影響，故沖洗效果不像普通快濾池那樣穩(wěn)定。26、設(shè)計(jì)和建造移動(dòng)罩濾池，必須注意哪些關(guān)鍵問(wèn)題？答：沖洗罩移動(dòng)、定位和密封是濾池正常運(yùn)行的關(guān)鍵。移動(dòng)速度、停車(chē)定位和定位后的密封時(shí)間等，均根據(jù)設(shè)計(jì)要求用程序控制或機(jī)點(diǎn)控制，密封可借彈性良好的橡皮翼板的貼附作用或者能后升降的罩體本身的壓實(shí)作用。設(shè)計(jì)中務(wù)求罩體定位準(zhǔn)確、密封良好、控制設(shè)備安全可靠。27、為什么小水廠(chǎng)不宜采用移動(dòng)罩濾池？它的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？答：小水廠(chǎng)不宜采用移動(dòng)罩濾池因?yàn)椴荒艹浞职l(fā)揮沖洗罩的使用效率。移動(dòng)沖洗罩的優(yōu)點(diǎn)是：池體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；無(wú)需沖洗水箱或水塔；無(wú)大型閥門(mén)，管件少

59、；采用泵吸式?jīng)_洗罩時(shí)，池深較淺。缺點(diǎn)是：比其他快濾池增加了機(jī)點(diǎn)及控制設(shè)備；自動(dòng)控制和維修較復(fù)雜。28、所謂V型濾池，其主要特點(diǎn)是什么？簡(jiǎn)要地綜合評(píng)述普通快濾池、無(wú)閥濾池、移動(dòng)罩濾池、V型濾池及壓力濾池的主要優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件答：V型濾池因兩側(cè)（或一側(cè)也可）進(jìn)水槽設(shè)計(jì)成V字形而得名，池底設(shè)有一排小孔，既可以作過(guò)濾時(shí)進(jìn)水用，沖洗時(shí)又可供橫向掃洗布水用，這是V型濾池的一個(gè)特點(diǎn)。V型濾池的主要特點(diǎn)是：（1）可采用較粗濾料較厚濾層以增加過(guò)濾周期。由于反沖洗時(shí)濾層不膨脹，故整個(gè)濾層在深度方向的粒徑分布基本均勻，不發(fā)生水力分級(jí)現(xiàn)象。即所謂“均質(zhì)濾料”，使濾層含污能力提高。一般采用砂濾料，有效粒徑0.95-1.50mm，不均勻系數(shù)(1)2-1.5，濾層厚約0.95-1.5m。（2）氣、水反沖再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗效果好，沖洗