給水工程課后思考題答案

1、十四章：1、水中雜質(zhì)按尺寸大小可分成幾類了解各類雜質(zhì)主要來源、特 點及一般去除方法。答：水中雜質(zhì)按尺寸大小可分成三類： ）懸浮物和膠體雜質(zhì)：懸浮物尺寸較大， 易于在水中下沉或上浮。 但膠體顆粒尺寸 很小，在水中長期靜置也難下沉， 水中所存在的膠體通常有粘土、 某些細菌及病毒、 腐殖質(zhì)及蛋白質(zhì)等。 有機高分子物質(zhì)通常也屬 于膠體一類。 天然不中的膠體一般帶有負電荷， 有時也含有少量 正電荷的金屬氫氧化物膠體。粒徑大于 .1mm 的泥砂去除較易，通常在水中很快下沉。 而粒徑較小的懸浮物和膠體物質(zhì)，須投加混凝劑方可去除。）溶解雜質(zhì)，分為有機物和無機物兩類。它們與水所構(gòu)成 的均相體系，外觀透明，屬于真

2、溶液。但有的無機溶解物可使水 產(chǎn)生色、臭、味。無機溶解雜質(zhì)主要的某些工業(yè)用水的去除對象， 但有毒、 有害無機溶解物也是生活飲用水的去除對象。 有機溶解 物主要來源于水源污染，也有天然存在的。2、概略敘述我國天然地表水源和地下水源的特點。 （8 '）答：1）、我國水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜。各地區(qū)地下水中含鹽 量相差很大，但大部分地下水的含鹽在 200 500mg/L 之間。一 般情況下，多雨地區(qū)含鹽量較低；干旱地區(qū)含鹽量較高。地下水硬度高于地表水，我國地下水總硬度通常在60300mg/L（以 CaO計）之間，少數(shù)地區(qū)有時高達 300 700mg/L。我國含鐵地下水分布較廣， 比較集中的地區(qū)是

3、松花江流域和 長江中、下游地區(qū)。 黃河流域、珠江流域等地也都有含鐵地下水。 含鐵量通常為 10 mg/L 以下，個別可高達 30mg/L。地下水中的錳與鐵共存， 但含鐵量比鐵不。 我國地下水含有 錳量一般不超過 2 mg/L 3 mg/L 。個別高達 30 mg/L。2）、我國是世界上高濁度水河眾多的國家之一。 西北及華北 地區(qū)流經(jīng)黃土高原的黃河水系、海河水系及長江中、上游等，河 水含砂量很大， 華北地區(qū)和東北和西南地區(qū)大部分河流， 濁度較 低。江河水的含鹽量和硬度較低?？偟膩碚f，我國大部分河流， 河水含流量和硬度一般均無礙于生活飲用。 （作為給水水源，江 河水水質(zhì)具有哪些特點 答：水中懸浮物

4、和膠態(tài)雜質(zhì)含量較多， 濁 度高于地下水。 江河水的含鹽量和硬度較低。 江河水最大的確定 是：宜受工業(yè)廢水、 生活污水及其他各種人為污染， 因而水的色、 臭、味變化較大，有毒或有害物質(zhì)易進入水體。水溫不穩(wěn)定，夏 季常不能滿足工業(yè)冷卻用水的要求。 ）（ 2、作為給水水源，地下 水水質(zhì)具有哪些特點 答：地下水水質(zhì)、水溫較穩(wěn)定。地下水硬度高于地表水，地下水 中的鐵常與錳共存，超過飲用水標準，需經(jīng)處理方可使用，含鹽 量各硬度較高。 ）3、了解生活飲用水衛(wèi)生標準中各項指標的意義。（7 '）答：在標準中所列的水質(zhì)項目可分成以下幾類。一類屬 于感官性狀方面的要求，如不的水度、色度、臭和味以及肉眼可 見

5、物等。 第二類是對人體健康有益但不希望過量的化學物質(zhì)。 第 三類是對人體健康無益但一般情況下毒性也很低的物質(zhì)。 第四類 有毒物質(zhì)。第五類細菌學指標，目前僅列細菌總數(shù)、總大腸菌數(shù) 和余氯三項。4、反應(yīng)器原理用于水處理有何作用和特點 （7 '）答：反應(yīng)器是化工生產(chǎn)過程中的核心部分 . 在反應(yīng)器中所進 行的過程 ,既有化學反應(yīng)過程 ,又有物理過程 , 影響因素復(fù)雜。在 水處理方面引入反應(yīng)器理論推動了水處理工藝發(fā)展。 在化工生產(chǎn) 過程中，反應(yīng)器只作為化學反應(yīng)設(shè)備來獨立研究， 但在水處理中， 含義較廣泛。 許多水處理設(shè)備與池子都可作為反應(yīng)器來進行分析 研究，包括化學反應(yīng)、生物化學反應(yīng)以至物理過程

6、等。例如，不 的氯化消毒池，除鐵、除錳濾池、生物濾池、絮凝池、沉淀池等 等，甚至一段河流自凈過程都可應(yīng)用反應(yīng)器原理和方法進行分 析、研究。5、試舉出 3 種質(zhì)量傳遞機理的實例。 （7'） 答：質(zhì)量傳遞輸可分為：主流傳遞；分子擴散傳遞；紊流擴 散傳遞。1）、主流傳遞：在平流池中，物質(zhì)將隨水流作水平遷移。物 質(zhì)在水平方向的濃度變化，是由主流遷移和化學引起的。2）、分子擴散傳遞：在靜止或作層流運動的液體中，存在濃 度梯度的話， 高濃度區(qū)內(nèi)的組分總是向低濃度區(qū)遷移， 最終趨于 均勻分布狀態(tài)，濃度梯度消失。如平流池等。3）、在絕大多數(shù)情況下，水流往往處于紊流狀態(tài)。水處理構(gòu) 筑物中絕大部分都是紊流

7、擴散。6、3 種理想反應(yīng)器的假定條件是什么研究理想反應(yīng)器對水處理 設(shè)備的設(shè)計和操作有何作用。答：3 種理想反應(yīng)器的假定條件如下1）完全混合間歇式反應(yīng)器中的反應(yīng)：不存在由物質(zhì)遷移而導(dǎo) 致的物質(zhì)輸入和輸出、且假定是在恒溫下操作。2）完全混合連續(xù)式反應(yīng)器：反應(yīng)器內(nèi)物料完全均勻混合且與 輸出產(chǎn)物相同的假定，且是在恒溫下操作。3）推流型反應(yīng)器：反應(yīng)器內(nèi)的物料僅以相同流速平行流動， 而無擴散作用， 這種流型唯一的質(zhì)量傳遞就是平行流動的主流傳 遞。4）在水處理方面引入反應(yīng)器理論推動了水處理工藝發(fā)展。在 化工生產(chǎn)過程中， 反應(yīng)器只作為化學反應(yīng)設(shè)備來獨立研究， 但在 水處理中，含義較廣泛。 許多水處理設(shè)備與池子

8、都可作為反應(yīng)器 來進行分析研究， 包括化學反應(yīng)、 生物化學反應(yīng)以至物理過程等。例如，氯化消毒池，除鐵、除錳濾池、生物濾池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自凈過程都可應(yīng)用反應(yīng)器原理和方法進行 分析、研究。介紹反應(yīng)器概念，目的就是提供一種分析研究水處 理工藝設(shè)備的方法和思路。7、為什么串聯(lián)的 CSTR型反應(yīng)器比同體積的單個 CSTR型反應(yīng)器 效果好 (8 ')答：如果采用多個體積相等的 CSTR型反應(yīng)器串聯(lián)使用，則第 2只反應(yīng)器的輸入物料濃度即為第 1 只反應(yīng)器的輸出物料濃度， 以此類推。Cn = 1C n 1 1 kt設(shè)為一級反應(yīng)，每只反應(yīng)器可寫出如下公式：C1?C2 ?C3Cn111

9、?C0C1C2C n 11 kt 1 k ? t 1 ktC1 = 1 ； C2 = 1C 0 1 kt C1 1 kt所有公式左邊和右邊分別相乘：11 ktCn1nC 0 1 kt式中 t 為單個反應(yīng)器的反應(yīng)時間?？偡磻?yīng)時間 T nt串聯(lián)的反應(yīng)器數(shù)愈多，所需反應(yīng)時間愈短，理論上，當串聯(lián) 的反應(yīng)器數(shù) n 時，所需反應(yīng)時間將趨近于 CMB型和 PF型的反 應(yīng)時間。8、混合與返混合在概念上有何區(qū)別返混合是如何造成的答： CMB和 CSTR反應(yīng)器內(nèi)的混合是兩種不同的混合。前者是同時進入反應(yīng)器又同時流出反應(yīng)器的相同物料之間的混合， 有物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時間相同； 后者是在不同時間進入反應(yīng)器 又在不同時

10、間流出反應(yīng)器的物料之間的混合， 物料在反應(yīng)器內(nèi)停 留時間各不相同，理論上，反應(yīng)器內(nèi)物料的停留時間由 。這種 停留時間不同的物料之間混合，在化學反應(yīng)工程上稱之為“返 混”。顯然，在 PF 反應(yīng)器內(nèi)，是不存在返混現(xiàn)象的。造成返混 的原因，主要是環(huán)流、對流、短流、流速不均勻、設(shè)備中存在死 角以及物質(zhì)擴散等等。9、PF型和 CMB型反應(yīng)器為什么效果相同兩者優(yōu)缺點比較。 答：在推流型反應(yīng)器的起端（或開始階段） ，物料是在 C0的 高濃度下進行的，反應(yīng)速度很快。沿著液流方向，隨著流程增加 （或反應(yīng)時間的延續(xù)） ，物料濃度逐漸降低，反應(yīng)速度也隨之逐 漸減小。 這也間歇式反應(yīng)器的反應(yīng)過程是完全一樣的。 介它優(yōu)

11、于 間歇式反應(yīng)器的在于： 間歇式反應(yīng)器除了反應(yīng)時間以外， 還需考 慮投料和卸料時間，而推流型反應(yīng)器為連續(xù)操作。11、何謂“縱向分散模型”縱向分散模型對水處理設(shè)備的分析研 究有何作用 （7 '）答：縱向分散模型就是在推流型基礎(chǔ)上加上一個縱向的混 合，而這種混合又可設(shè)想為一種擴散所引起的， 其中既包括分子 擴散、紊流擴散，又包括短流、環(huán)流、流速不均勻等。這種模型 與實際所研究的對象基本等效，不必去深究擴散機理及其它細 節(jié)，所以在對水處理設(shè)備的分析研究中采用此模型更簡單方便。十五章：1、微污染主要指水源水中、 含量增加。答：有機物，氨氮2、聚丙烯酰胺既是劑，也是 劑。答：混凝，助凝3、高分子

12、混凝劑投量過多時，為什么混凝效果反而不好 答：當高分子物質(zhì)投量過多時，將產(chǎn)生“膠體保護”作用。 “膠 體保護”可理解為：當全部膠粒的吸附面均被高分子覆蓋以后， 兩膠粒接近時， 就受到高分子的阻礙而不能聚集。 這種阻礙來源 于高分子之間的相互排斥。排斥里可能來源于“膠粒膠?！敝?間高分子受到壓縮變形（象彈簧被壓縮一樣）而具有排斥勢能， 也可能由于高分子之間的電性斥力 （對帶電高分子而言） 或水化 膜。4、目前我國自來水廠內(nèi)常用的無機混凝劑有哪些常用的助凝劑 有哪些 答：目前，我國自來水廠內(nèi)常用的無機混凝劑包括鋁系和鐵系。 其中， 鋁系混凝劑包括硫酸鋁、 明礬、聚合氯化鋁、 聚合硫酸鋁。 鐵系混凝

13、劑包括三氯化鐵、 硫酸亞鐵、 聚合硫酸鐵以及聚合氯化 鐵。水廠內(nèi)常用的助凝劑有：骨膠、聚丙烯酰胺及其水解產(chǎn)物、 活化硅酸、海藻酸鈉等。5、什么是助凝劑在什么情況下需投加助凝劑 答：當單獨使用混凝劑不能取得預(yù)期效果時， 需投加某種輔助藥 劑以提高混凝效果， 這種藥劑稱為助凝劑。 助凝劑通常為高分子 物質(zhì)。其作用往往是為了改善絮體結(jié)構(gòu)， 促使細小而松散的絮粒 變得粗大而密實，作用機理是吸附架橋。例如：對于低溫、低濁 水，采用鋁鹽或鐵鹽混凝劑時，形成的絮粒往往細小松散，不易 沉淀。當投入少量活化硅酸時，絮凝體的尺寸和密度就會增大， 沉速加快。6、混合和絮凝反應(yīng)同樣都是解決攪拌問題，它們對攪拌的要求

14、有何不同為什么混合的目的是使膠體顆粒凝聚脫穩(wěn)，在混合過程中，必須要使混凝劑的有效成分迅速均勻地與水中膠體顆粒接觸產(chǎn)生凝聚作用，所以混合過程要求強烈、快速、短時，在盡可能短的時間 內(nèi)使混凝劑均勻分散到原水中。絮凝反映的目的就是要創(chuàng)造促使細小顆粒有效碰撞逐漸增長 成大顆粒，最終使顆粒能重力沉降，實現(xiàn)固液分離。要完成有效 的同向絮凝，需滿足兩個條件： 1、要使細小顆粒產(chǎn)生速度梯度， ， 同時要求整個絮凝池中顆粒運動速度必須由快到慢逐級遞減， 才 能保證已發(fā)生有效碰撞而絮凝的大顆粒不會破碎，保證絮凝效 果。 2、要有足夠的反應(yīng)時間，使顆粒逐漸增長到可以重力沉降 的尺寸。9、在絮凝過程中，為什么 G值應(yīng)

15、自進口至出口逐漸減小 答：為了適應(yīng)絮體增長的需要， G值在進口處較大，此時，絮凝 初期，絮凝體尺寸較小，無破碎之慮，采用較大的 G值；絮凝后 期，絮體尺寸較大，采用較小的 G值，而且沿水流方向是逐漸遞 減的。11、影響混凝效果的主要因素有哪些 答：影響混凝效果的主要因素有以下六類：1. 混凝劑的種類和投量5.水中懸浮物濃度影響2. 水力條件和作用時間6.水中雜質(zhì)影響3. 水溫影響4. 水的 PH值和堿度影響12、混凝劑有哪幾種投加方式各有何優(yōu)缺點及適用條件 答：混凝劑常見的投加方式有： （ 1）泵前投加。這種方式安全可 靠，一般適用于取水泵房距水廠較近者不大于150m，當取水泵房距水廠處理構(gòu)筑

16、物較遠時，不易采用泵前投加。2）高位水池重力投加。 當取水泵房距水廠較遠者， 應(yīng)建造高架溶液池利用重 力將藥液投入水泵壓水管上， 或者投加在混合池入口處。 這種投 加方式安全可靠，但溶液池位置較高。 ( 3)水射器投加。這種投 加方式設(shè)備簡單，使用方便，溶液池高度不受太大限制，但水射 器效率較低，易磨損。 ( 4)泵投加。有利于藥液與水的混合。采 用計量泵最是和混凝劑自動控制系統(tǒng)。16、采用機械絮凝池時， 為什么采用 34 檔攪拌器且各檔之間需 用隔墻分開答：單個機械絮凝池接近于 CSTR型反應(yīng)器，故宜分格串聯(lián)。分 格越多，越接近于 PF 反應(yīng)器，絮凝效果越好，但分格過多，造 價增高且增加維修

17、工作量，一般采用 34 擋分格，每格均安裝 一臺攪拌機， 各擋攪拌機之間用隔墻分開以防止水流短路。 為適 應(yīng)絮凝體形成規(guī)律，第一格內(nèi)攪拌強度最大，而后逐格減少，從 而速度梯度 G值也相應(yīng)由大到小十六章：1、什么叫自由沉淀、擁擠沉淀和絮凝沉淀 (7 ') 答：自由沉淀是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； 而擁擠沉淀 是指顆粒在沉淀過程中， 彼此相互干擾， 或者受到容器壁的干擾 的沉淀； 利用絮凝劑使水中懸浮雜質(zhì)形成較粗大的絮凝體， 再通 過自由沉淀的沉淀稱為絮凝沉淀。3、了解肯奇沉淀理論的基本概念和它的用途。(8 ')答：肯奇沉

18、淀理論： Ct =C0H0/Ht 其中高度為 Ht 、均勻濃度為Ct 的沉淀管中所含懸浮物量和原來高度為 H0、均勻濃度為 C0的沉 淀管中所含懸浮物量相等。這種理論使用于較短的沉淀管作實 驗，來推測實際沉淀效果。1、理想沉淀池應(yīng)符合哪些條件根據(jù)理想沉淀條件，沉淀效率與 池子深度、長度和表面積關(guān)系如何 (7 ')答：理想沉淀池應(yīng)符合以下 3 個條件： 1)顆粒處于自由沉淀狀態(tài)； 2）水流沿著水平方向流動； 3）顆粒沉到池底即認為已被去除。根據(jù)理想沉淀條件，沉淀效率與池子深度、長度無關(guān)，與表面積成反比。5、影響平流式沉淀池沉淀效果的因素有哪些 答：實際平流沉淀池偏離理想沉淀池條件的主要原

19、因有： （1）沉淀池實際水流狀況對沉淀效果的影響。由于如下原因引 起水流短流：進水的慣性作用；出水堰產(chǎn)生的水流抽吸；較冷或 較重的進水產(chǎn)生的異重流； 風浪引起的短流； 池內(nèi)存在導(dǎo)流壁和 刮泥設(shè)施等。（2）凝聚作用的影響6、沉淀池表面負荷和顆粒截留沉速關(guān)系如何兩者涵義有何區(qū)別 （7'）答：顆粒的截留沉速 u0與沉淀池表面負荷 Q/A 相等。但含義 不同，表面負荷代表自池頂 A 開始下沉所能全部去除的顆粒中的 最小顆粒的沉速； 而截留沉速 u0 反映了沉淀池所能全部去除的顆 粒中的最小顆粒的沉速。7、設(shè)計平流沉淀池主要根據(jù)沉淀時間、表面負荷還是水平流速為什么 （7'）答：設(shè)計平流沉

20、淀池的主要控制指標是表面負荷或停留時間，從理論上說，采用前者較為合理，但是以停留時間作為指標 所積累的經(jīng)驗較多。 在實際設(shè)計中應(yīng)兩者兼顧。 水平流速對設(shè)計 平流沉淀池不是主要根據(jù)。8、平流沉淀池進水為什么采用穿孔隔墻出水為什么往往采用出 水支渠答：平流沉淀池要求進水區(qū)是使水流均勻地分布在整個進水 截面上， 并盡量減少擾動。 一般做法是使水流從絮凝池直接流入 沉淀池， 通過穿孔墻將水流均勻分布于沉淀池整個斷面上。 為了 緩和出水區(qū)附近的流線過于集中， 應(yīng)盡量增加出水堰的長度， 以 降低堰口的流量負荷，而采用出水支渠的形式。 （或答：平流沉 淀池進水采用穿孔隔墻是為防止絮凝體破碎， 而出水采用出水

21、支渠是使水盡量均勻流出，同時是為了降低堰口的流量符合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°答：由沉淀池顆粒的去處率公式 E= ui 知：顆粒沉速 ui 一 Q/A 定時，增加沉淀池表面積可以提高去除率。 但沉淀池容積一定時， 池深淺些則表面積大些，去除率可以提高些，即“淺池理論” ， 斜板、斜管沉淀池的發(fā)展即基于此理論。為解決排泥問題，斜板 和斜管沉淀池發(fā)展起來，淺池理論才得到實際應(yīng)用。 斜管傾角愈小，則沉淀面積愈大，沉淀效率愈高，但對排泥 不利，根據(jù)生產(chǎn)實踐，傾角 宜為 600。(或答：斜管沉淀池的理 論依據(jù)是采用斜管沉淀池既可以增加沉淀面積， 又可以利用斜管

22、解決排泥問題。 斜管傾角愈小， 則沉淀面積愈大， 沉淀效率愈高， 但對排泥不利，實踐證明，傾角為 60°最好。) 10、澄清池的基本原理和主要特點是什么 (7 ')答：澄清池是主要依靠活性泥渣層達到澄清的效果。 當脫穩(wěn) 態(tài)雜質(zhì)隨水流與泥渣層接觸時， 便被泥渣層阻留下來， 使水獲得 澄清。澄清池最大特點是充分利用了活性泥渣的絮凝作用。 澄清 池的排泥措施， 能不斷排除多余的陳舊泥渣， 其排泥量相當于新 形成的活性泥渣量。十七章：2、從濾層中雜質(zhì)分布規(guī)律，分析改善快濾池的幾種途徑和濾池 發(fā)展趨勢。答：雙層濾料上層采用密度較小、粒徑較大的輕質(zhì)濾料，下 層采用密度較大、 粒徑較小的重

23、質(zhì)濾料， 雙層濾料含污能力較單 層濾料高一倍。在相同濾速下，過濾周期增長；在相同過濾周期下，濾速增長。三層濾料上層采用密度較小、 粒徑較大的輕質(zhì)濾料， 中層采 用中等密度、中等粒徑濾料，下層采用密度較大、粒徑較小的重 質(zhì)濾料，三層濾料不僅含污能力較高，而且保證了濾后的水質(zhì)。均質(zhì)濾料是指沿整個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。 這種均質(zhì)濾料層的含污能力顯然大于上 細下粗的級配濾層。3、直接過濾有哪幾種方式采用原水直接過濾應(yīng)注意哪些問題 答：直接過濾有接觸過濾和微絮凝過濾兩種方式， 采用直接過濾 應(yīng)注意以下幾點： 1)原水濁度和白色較低且水質(zhì)變化較??； 2) 通常采用雙層

24、、三層或均質(zhì)濾料； 3)原水進入濾池前，不應(yīng)形 成大的絮凝體以免很快堵塞濾料層表面孔隙； 4)濾速應(yīng)根據(jù)原 水水質(zhì)決定5、什么叫“等速過濾”和“變速過濾”兩者分別在什么情況下 形成分析兩種過濾方式的優(yōu)缺點并指出哪幾種濾池屬“等速過 濾”。 (8 ')答：等速過濾是指濾池濾速保持不變的過濾； 變速過濾是指 濾速隨過濾時間而逐漸減少的過濾。在濾料粒徑、形狀、濾層級 配和厚度以及水溫一定時， 如果孔隙率減小， 水頭損失保持不變， 則濾速將減小，利用這一原理產(chǎn)生了變速過濾；反之，濾速保持 不變，則水頭損失將增加，利用這一原理就可以形成等速過濾。 變速過濾在過濾初期，濾速較大可以使懸游雜質(zhì)深入下

25、層濾料， 過濾后期濾速減小， 可防止懸浮顆粒穿透濾層。 等速過濾不具備 這種自然調(diào)節(jié)功能， 并可能產(chǎn)生負水頭現(xiàn)象。 虹吸濾池和無閥濾 池屬于等速濾池。6、什么叫“負水頭”它對過濾和沖洗有和何影響如何避免濾層 中“負水頭”產(chǎn)生答：負水頭是指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。 負水頭會導(dǎo)致溶解于水中的氣體釋 放出來而形成氣囊。 氣囊對過濾有破壞作用， 一是減少了過濾面 積；二是氣囊的上升可能將部分細濾料和輕質(zhì)濾料帶出， 破壞濾 層結(jié)構(gòu)。 避免出現(xiàn)負水頭的方法可以采用增加砂面上的水深， 或 令濾池出口位置等于或高于濾層表面。7、什么叫濾料“有效粒徑”和“不均勻系數(shù)”不

26、均勻系數(shù)過大 對過濾和反沖洗有何影響“均質(zhì)濾料”的涵義是什么 (8 ') 答：濾料有效粒徑 ( d10)是指通過濾料重量 10%的篩孔孔徑， 濾料不均勻系數(shù)( K80)是指通過濾料重量 80%的篩孔孔徑。濾料 不均勻系數(shù)過大，過濾時濾層含污能力減小；反沖洗時，為滿足 粗顆粒膨脹要求， 細顆?？赡鼙粵_出濾池， 若滿足細顆粒膨脹要 求，粗顆?？赡艿貌坏胶芎玫臎_洗。均質(zhì)濾料是指濾料均勻，K80等于 1。9、濾料承托層有何作用粒徑級配和厚度如何考慮(8 ')答：濾料承托層的作用， 主要是防止濾料從配水系統(tǒng)中流失， 同時對均布沖洗水也有一定作用。 單層或雙層濾料濾池采用大阻 力配水系統(tǒng)時

27、，承托層采用天然卵石或礫石，其每層厚度都為 100mm，粒徑自上而下為 24、48、816、1632 mm。三層濾料 濾池自上而下， 14層采用重質(zhì)礦石粒徑由 8mm依次增加， 厚度 14 層為 50 mm，第 5、6 層采用礫石粒徑由 832mm依次增加， 厚度為 100 mm或更大。12、什么叫“最小流態(tài)化沖洗流速”當反沖洗流速小于最小流態(tài) 化沖洗流速時， 反沖洗時的濾層水頭損失與反沖洗強度是否有關(guān) (7')答：最小流態(tài)化沖洗流速是指反沖洗時濾料剛剛開始流態(tài)化 的沖洗速度。 當反沖洗流速小于最小流態(tài)化沖洗流速時， 反沖洗 時的濾層水頭損失與反沖洗強度有關(guān)。14、大阻力配水系統(tǒng)和小阻

28、力配水系統(tǒng)的涵義是什么各有何優(yōu)缺 點 答：“大阻力“一詞的含義是指配水系統(tǒng)中孔口阻力較大。大阻 力配水系統(tǒng)的優(yōu)點是配水均勻性較好。 但結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 孔口水頭損 失大，沖洗時動力消耗大；管道易結(jié)垢，增加檢修困難。 而“小阻力”一詞的含義是指配水系統(tǒng)中孔口阻力較小。小阻力 配水系統(tǒng)的優(yōu)缺點剛好與大阻力配水系統(tǒng)相反。 對于沖洗水頭優(yōu) 先的虹吸濾池和無閥濾池適用。15、小阻力配水系有哪些形式選用時主要考慮哪些因素(7 ')答：小阻力配水系統(tǒng)有穿孔濾板、濾磚、濾頭等形式。選用 時主要考慮流速和阻力等因素。16、濾池的沖洗排水槽設(shè)計應(yīng)符合哪些要求， 并說明理由。 (7 ')答：濾池的沖洗排水

29、槽設(shè)計應(yīng)該符合以下幾點：1)沖洗廢水應(yīng)自由跌入沖洗排水， 以免槽內(nèi)水面和濾池水面連成一片； 2） 沖洗排水槽內(nèi)的廢水應(yīng)自由跌入廢水渠， 以免廢水渠干擾沖洗排 水槽出流， 引起雍水現(xiàn)象； 3）每單位槽長的溢入流量應(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%，否則，沖洗時，槽與槽之間水流上升速度過分增大，以至上升水流 均勻性受到影響； 5）槽與槽中心間距一般為 ，間距過大，從離 開槽口最遠一點和最近一點流入排水槽的流線相差過遠， 也會影 響排水均勻性； 6）沖洗排水槽高度要適當，槽口太高，廢水排 除不凈，槽口太低，會使濾料流失。19、快濾池管廊布置有哪幾種形式各有何優(yōu)缺點

30、 （8 '） 答：快濾池管廊布置有如下幾種形式：1）、進水、清水、沖洗水和排水渠，全部布置于管廊內(nèi)，這 樣布置的優(yōu)點是，渠道結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，管渠集中緊湊。但 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)， 進水和排水以渠道形式 布置于濾池另一側(cè)，這種布置，可節(jié)省金屬管件及閥門；管廊內(nèi) 管件簡單；施工和檢修方便；造價稍高；3）、進水、沖洗水及清水管均采用金屬管道，排水渠單獨設(shè) 置，這種布置，通常用于小水廠或濾池單行排列；4）、對于較大型濾池，為節(jié)約閥門，可以虹吸管代替排水和 進水支管；沖洗水管和清水管仍用閥門。20、無閥濾池虹吸上升管中的水位變化是如何引起的虹

31、吸輔助管 管口和出水堰口標高差表示什么 （8 '）答：無閥濾池虹吸上升管中的水位變化是由于隨著過濾時間 的延續(xù)， 濾料層水頭損失逐漸增加， 虹吸上升管中水位相應(yīng)逐漸 升高。管內(nèi)原存空氣受到壓縮， 一部分空氣將從虹吸下降管出口 端穿過水封進入大氣。 當水位上升到虹吸輔助管的管口時， 水從 輔助管流下，依靠下降水流在管中形成的真空和水流的挾氣作 用，抽氣管不斷將虹吸管中空氣抽出， 使虹吸管中真空逐漸增大。 虹吸輔助管管口和出水堰口標高差表示期終允許水頭損失H。21、無閥濾池反沖洗時， 沖洗水箱內(nèi)水位和排水水封井上堰口標 高差表示什么若有地形可以利用， 降低水封井堰口標高有何作用 (7

32、9;)答：無閥濾池反沖洗時， 沖洗水箱內(nèi)水位和排水水封井上堰 口標高差表示沖洗水頭； 在有地形可利用的情況下， 降低排水水 封井堰口標高以增加可利用的沖洗水頭， 可以減小虹吸管管徑以 節(jié)省建設(shè)費用。22、為什么無閥濾池通常采用 2格或 3格濾池合用 1個沖洗水箱 合用沖洗水箱的濾池格數(shù)過多對反沖洗有何影響(8 ')答：由水箱有效深度公式 H=n可知， 合用一個沖洗水箱的 濾池數(shù)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， 也有利于與濾前處理構(gòu)筑物在高程上的銜接。 沖 洗強度的不均勻程度也可減小。一般，合用沖洗水箱的濾池數(shù) n=23，而以 2 格合用沖洗水箱者居多。

33、 因為合用沖洗水箱濾池 數(shù)過多時，將會造成不正常沖洗現(xiàn)象。例如，某一格濾池的沖洗 行將結(jié)束時， 虹吸破壞管剛露出水面， 由于其余數(shù)格濾池不斷向 沖洗水箱大量供水，管口很快又被水封，致使虹吸破壞不徹底， 造成該格濾池時斷時續(xù)地不停沖洗。26、設(shè)計和建造移動罩濾池，必須注意哪些關(guān)鍵問題 (8 ') 答：移動罩移動、定位和密封是濾池正常運行的關(guān)鍵。設(shè) 計中務(wù)求罩體定位準確、密封良好、控制設(shè)備安全可靠。穿孔 墻和消力柵的作用是均勻分散水流和消除進水動能， 以防止集中 水流的沖擊力造成起端濾格中濾料移動， 保持濾層平整。 出水 虹吸中心管和鐘罩的大小決定于濾速， 一般采用 s。管徑過大， 會使針

34、形閥進氣量不足，調(diào)節(jié)水位欠敏感；管徑過小，水頭損失 增大，相應(yīng)地增大池深。濾格數(shù)多，沖洗罩使用效率高。27、為什么小水廠不宜采用移動罩濾池它的主要優(yōu)點和缺點是什 么(8 ')答：小水廠不能充分發(fā)揮沖洗罩使用效率 , 所以移動罩濾池 適用于大、中型水廠。優(yōu)點：池體結(jié)構(gòu)簡單；無需沖洗水箱或水塔；無大型閥門， 管件少；采用泵吸式?jīng)_洗罩時，池深較淺。缺點：移動罩濾池比其它快濾池增加了機電及控制設(shè)備； 自 動控制和維修較復(fù)雜。28、所謂 V型濾池， 其主要特點是什么簡要地綜合評述普通快濾池、無閥濾池、移動罩濾池、 V 型濾池及壓力濾池的主要優(yōu)缺點 和適用條件。 （8 '）答:V 型濾池因

35、兩側(cè)（或一側(cè)也可）進水槽設(shè)計成V 字形而得名。其主要特點是： （1）可采用較粗濾料較厚濾層以增加過濾 周期。（2）氣、水反沖再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗效果 好，沖洗水量大大減少。普通快濾池運轉(zhuǎn)效果良好， 首先是沖洗效果得到保證。 使用 任何規(guī)模水廠。 主要缺點是管配件及閥門較多， 操作較其它濾池 稍復(fù)雜。無閥濾池多用于中小型給水工程。優(yōu)點是：節(jié)省大型閥門， 造價較低；沖洗完全自動，因而操作管理較方便。缺點是：池體 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜：濾料處于封閉結(jié)構(gòu)中，裝、卸困難；沖洗水箱位于 濾池上部， 出水標高較高， 相應(yīng)的抬高了濾前處理構(gòu)筑物如沉淀 池或澄清池的標高， 從而給水廠處理構(gòu)筑物的總體高程布置往

36、往 帶來困難。移動罩濾池適用于大、中型水廠。優(yōu)點：池體結(jié)構(gòu)簡單；無 需沖洗水箱或水塔； 無大型閥門， 管件少；采用泵吸式?jīng)_洗罩時， 池深較淺。 缺點：移動罩濾池比其它快濾池增加了機電及控制設(shè) 備；自動控制和維修較復(fù)雜。壓力濾池常用于工業(yè)給水處理中， 往往與離子交換器串聯(lián)使 用。其特點是： 可省去清水泵站； 運轉(zhuǎn)管理較方便； 可移動位置， 臨時性給水也很使用。但耗用鋼材多，濾料的裝卸不方便。28、何謂 V 型濾池其主要特點是什么答：V 型濾池是法國德格雷蒙公式設(shè)計的一種快濾池， 因兩側(cè)（或 一側(cè)也可）進水槽設(shè)計成 V 字形而得名。其主要特點是： （1）V 型槽底設(shè)有一排小孔， 既可作過濾時進水用

37、， 沖洗時又可供橫向 掃洗布水用；（ 2）可用較粗濾料較厚濾層以增加過濾周期。反 沖洗時，由于“均質(zhì)濾料”，不發(fā)生水力分級現(xiàn)象，提高濾層含 污能力。（ 3）氣水反沖洗再加始終存在的橫向表面掃洗，沖洗 效果好，沖洗水量大大減少。18 章：1、目前水的消毒方法主要有哪幾種簡要評述各種消毒方法的優(yōu) 缺點。 （8 '）答：主要方法和優(yōu)缺點見下表：方式優(yōu)點缺點氯經(jīng)濟有效，有后續(xù)消毒效果，技術(shù)成熟對某些病毒芽孢無效，產(chǎn)生 臭味，受 pH 影響，有消毒副 產(chǎn)物 THMs氯胺當水中存在有機物和苯酚 時，氯胺消毒不會產(chǎn)生氯臭 和氯酚臭，且大大減少 THMs 的生成，能較長時間保持水 中余氯殺菌能力弱，本

38、身是致突變劑ClO2殺菌效果比氯好，不受 PH 影響，不產(chǎn)生有機鹵代物成本高，現(xiàn)場制備，使用， 設(shè)備復(fù)雜， 管理操作要求高， 消毒副產(chǎn)物亞氯酸鹽有一定 的毒性O(shè)3除色除臭效果好，殺菌氧化 能力均比氯強，溶于水后使 DO增加，無毒投資運行成本高，無后續(xù)殺菌能力紫外線殺菌效果好，快速簡潔電耗大，紫外燈管和石英套 管需要定期更換，對濁度要求高，有光復(fù)活現(xiàn)象2、什么叫自由性氯什么叫化合性氯兩者消毒效果有何區(qū)別簡述兩者消毒原理。 (8 ')答：各種物質(zhì)介紹見下表：名稱自由性氯化合性氯定義以次氯酸，次氯酸鹽離子和 溶解的單質(zhì)氯形式存在的氯以氯胺和有機氯胺形式存 在的總氯的一部分消毒 機理主要是次氯

39、酸起作用，它為 中性分子，能擴散到帶負電 的細菌表面，并通過細胞的 細胞壁穿透到細胞內(nèi)部，起 到氧化作用破壞細胞的酶系 統(tǒng)而殺死細胞它使微生物的酶被氧化失 效，破壞微生物正常的新陳 代謝，從而使微生物死亡。消毒 效果經(jīng)濟有效，有后續(xù)消毒效果， 技術(shù)成熟；有消毒副產(chǎn)物當水中存在有機物和苯酚 時，氯胺消毒不會產(chǎn)生氯臭 和氯酚臭，且大大減少 THMs 的生成，能較長時間保持水 中余氯。 但是，消毒作用緩 慢。殺菌能力差3、水的 pH值對氯消毒作用有何影響為什么 (7 ')答：氯消毒作用的機理，主要是通過次氯酸HOCl起作用：Cl 2+ H2O HOCl+HCl HOCl H+ +OCl 因為

40、起消毒作用的是 HOC，l 而 pH 值 HOCl與 OCl的相對比 例取決于溫度和 PH值。pH值較高時， OCl居多， pH>9時，OCl 接近 100%；pH 值較低時，HOCl 較多，當 PH<6時，HOCl接近 100%， 當 pH=時， HOCl 與 OCl的量相當。所以，要保持好的的消毒效 果，需要調(diào)整 pH值。4、什么叫折點加氯出現(xiàn)折點的原因是什么折點加氯有何利弊答：( 1)當水中存在有機物且有機物主要是氨和氮化合物時，水中起始需氯量滿足后，加氯量增加，剩余氯也增加，當繼續(xù)加 氯時，雖然加氯量增加，余氯量反而下降，隨著加氯量的進一步增加，剩余氯又上升了。這就稱為折點

41、加氯。1 區(qū)：無余氯，消毒效果不可靠；2 區(qū)：氯與氨反應(yīng)，有余氯的存在，所以有一定的消毒效果， 但是主要是化合性氯，主要是 NH2Cl；3 區(qū)： 2NH2Cl+HOCl N2 +HCl+H2O，有效氯減少， NH2Cl 被氧 化成沒有消毒作用的化合物，最后到達折點B；4 區(qū)：胺與 HOCl反應(yīng)完，自由性余氯增加。（2）出現(xiàn)折點加氯的原因是：水中存在氨和氮的化合物（ 3）折點加氯的利弊： 當原水受到嚴重污染， 一般的加氯量， 不能解決問題時， 采用折點加氯可取得明顯的效果， 它能降低水 的色度，去除惡臭，降低水中有機物的含量，能提高混凝效果。 但是，當發(fā)現(xiàn)水中有機物能與氯生成 THMs后，折點加

42、氯來處理 水源水引起人們擔心， 因而人們尋求去除有機物的預(yù)處理和深度 處理方法和其它消毒方法。5、什么叫余氯余氯的作用是什么 （7 '） 答：抑制水中殘余病原微生物的再度繁殖， 管網(wǎng)中尚須維持 少量剩余氯，這部分剩余氯稱做余氯。即加氯量超過需氯量時， 剩余的那部分氯稱做余氯。作用：抑制水中殘余病原微生物的再度繁殖。6、制取 ClO2 有哪幾種方法寫出它們的化學反應(yīng)式并簡述ClO2 消毒原理和主要特點。答： 1）、主要的制取方法：a、用亞氯酸鈉 NaClO2和氯 Cl 2制取，反應(yīng)如下Cl2+H2O HOCl+HClHOCl+HCl+2 NaClO2 2ClO2+2NaCl+H2O總反應(yīng)

43、式 Cl 2+2 NaClO2 2ClO2+2NaClb、用酸和亞氯酸鈉 NaClO2 制取，反應(yīng)如下5NaClO2+4HCl4 ClO2 +2H2O10NaClO2+5H2SO48 ClO2+5Na2SO4+ 4H2O 2)、消毒機理：它與微生物接觸時，對細胞壁有較強的吸附 力和穿透能力， 可有效的氧化細胞內(nèi)的酶以損傷細胞或抑制蛋白 質(zhì)的合成來破壞微生物。3)、主要特點：A、物理和化學性質(zhì) 易溶于水，室溫下溶解度是 Cl2 的 5 倍。在水中以水合分子的形式存在，不易發(fā)生水解作用，在酸 性溶液中穩(wěn)定， 在堿性溶液中發(fā)生歧化反應(yīng)。 生成亞氯酸鹽和氯 酸鹽，氧化能力是 Cl 2的倍，易爆炸。B、

44、消毒特點 ClO2 消毒是利用了其強氧化作用，它可降解 農(nóng)藥和多芳香烴的難降解的物質(zhì)，當 pH=9 時，可以很快的將水 中的 S和 P氧化除去。當 pH =49 時，可將水中的有致癌作用 的 THMs氧化除去。消毒效果好，且不生成有機鹵代物。7、用什么方法制取 O3和 NaOCl簡述其消毒原理和優(yōu)缺點。 (8 ')答：詳細見下表：名稱制取方法消毒機理的優(yōu)缺點O3在現(xiàn)場用空氣和純 氧發(fā)生器放電產(chǎn)生 的優(yōu)點： 除色除臭效果好， 殺菌氧化 能力均比氯強，溶于水后使 DO增 加，無毒缺點：投資運行成本高， 無后續(xù)殺菌能力NaOCl用發(fā)生器的鈦陽極 電解食鹽水制得NaCl+ H2ONaOCl+

45、H2NaOCl+ H2O HOCl+NaOH即 NaOCl 的消毒機理同氯氣。 優(yōu)點： 經(jīng)濟有 效，有后續(xù)殺毒能力，技術(shù)成熟。 缺點： 對某些芽孢病毒無效， 有臭 味，有消毒副產(chǎn)物 THMs19 章：1、水中含鐵、錳、高氟等會有什么危害 (8 ') 答：1)、含鐵量高時， 有鐵腥味， 影響水的口感； 作為造紙， 紡織，印染，化工和皮革精制等生產(chǎn)用水，會降低產(chǎn)品質(zhì)量；含 鐵水會使家庭用具發(fā)生銹斑，洗滌衣物出現(xiàn)黃色或棕色的斑跡； 鐵質(zhì)沉淀物 Fe2O3會滋長鐵細菌， 堵塞管道， 有時自來水會出現(xiàn) 紅水。2)、含錳量高的水所產(chǎn)生的問題鐵的情況相似， 例如使水有 色，味，臭，損壞紡織，造紙，釀

46、酒，食品等工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量， 家具器具會被污染成棕色或者黑色， 洗滌衣物會有微黑色或淺灰 色斑跡。3)、長期飲用含氟量高的水會引起慢性氟中毒， 特別是對牙 齒和骨骼產(chǎn)生嚴重危害，輕者患氟斑牙，表現(xiàn)為牙釉質(zhì)損壞，牙 齒過早脫落，重者則骨關(guān)節(jié)疼痛，甚者骨骼變形，完全喪失勞動 力。2、為了加快鐵的氧化速度， 可以采取什么措施并說明理由。 (7 ') 答：措施：設(shè)法升高氧化還原電位和 PH值。原因： a 當氧化劑的氧化電位遠遠大于鐵時，則 Fe2+被更快 的氧化為 Fe3+；b 根據(jù)反應(yīng)動力學有，鐵的氧化速率為2+ - 2dlnFe 2+/dt=-k OH - 2即氧化速率和 OH- 2成正比，

47、所以高的 PH值可以加快鐵的氧 化。3、地下水除鐵時常用什么工藝為什么地下水出錳比除鐵困難 (7')答：除鐵常用工藝為O2 含鐵地下水 曝氣 接觸過濾 消毒 出水 鐵和錳的性質(zhì)相似， 但是鐵的氧化還原電位比錳低， 所以容 易被 O2氧化，相同 pH 值時 Fe2+比 Mn2+的氧化速率快，以致影響 Mn2+的氧化，因此地下水除錳比除鐵困難。 5、除鐵、除錳濾料的成熟期是指什么任何濾料是否需到成熟期 后才出現(xiàn)催化氧化作用 (8 ')答：成熟期：濾池剛使用時，出水的含鐵量一般達不到飲用 水水質(zhì)標準， 直到濾料表面形成黃色或黃褐色的鐵質(zhì)氧化物薄膜 時，由于它的催化氧化作用，除鐵效果才表現(xiàn)出來，在不長的處 理時間內(nèi)即將水的含鐵量降到飲用水標準， 無論哪種濾料都會有 這種過程，完成這個過程所需要的時間即為成熟期；不同的濾料的成熟期時間長短不一樣， 只要形成鐵質(zhì)氧化物 薄膜就有催化氧化作用， 不一定要等到成熟期后才出現(xiàn)催化氧化作用，但是，催化氧化作用一但形