給水工程課后關(guān)鍵思考題答案

1、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能曲線說明膠體穩(wěn)定性的原因。答：膠體穩(wěn)定性是指膠體粒子在水中長期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。原因P255 最后一段。2、混凝過程中， 壓縮雙電層和吸附 - 電中和作用有何區(qū)別簡要敘述硫酸鋁混凝作用機理及其 與水的 pH值的關(guān)系。答：壓縮雙電層機理： 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， 則擴散層的厚度減小。 該過程的實質(zhì)是加入的反離子與擴散層 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，從而使擴散

2、層厚度減小。由于擴散層厚度的減小，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， 由于擴散層減薄， 它們相撞時的距離也減少， 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 （ 排斥勢能消失了 ） ，膠粒得以迅速凝聚。吸附 -電中和機理：膠粒表面對異號離子、異號膠粒、鏈狀離子或分子帶異號電荷的部 位有強烈的吸附作用， 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。 此時靜電引力常是這些作用的主要方面。 上面提 到的三價鋁鹽或鐵鹽混凝劑投量過多， 凝聚效果反而下降的現(xiàn)象， 可以用本機理解釋。 因

3、為 膠粒吸附了過多的反離子，使原來的電荷變號，排斥力變大，從而發(fā)生了再穩(wěn)現(xiàn)象。硫酸鋁混凝作用機理及其與水的 pH 值的關(guān)系： Ph3時, 吸附 -電中和作用。 Ph3時水中便出現(xiàn)聚合離子及多核羥基配合物， 這些物質(zhì)會 吸附在膠核表面，分子量越大，吸附作用越強。3, 高分子混凝劑投量過多時，為什么混凝效果反而不好答：在廢水處理中， 對高分子絮凝劑投加量及攪拌時間和強度都應(yīng)嚴(yán)格控制， 如投加量 過大時， 一開始微粒就被若干高分子鏈包圍， 而無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， 如受到劇烈的長時間的攪拌， 架橋聚 合物可能從另一膠粒表面脫開，重

4、又卷回原所在膠粒表面，造成再穩(wěn)定狀態(tài)。4、目前我國常用的混凝劑有哪幾種各有何優(yōu)缺點 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） 有機高分子混凝劑：聚丙烯酰胺（ PAM）優(yōu)缺點：優(yōu)點缺點硫酸鋁價格較低，使用便利，混凝效果較好，不會給處理后的水質(zhì)帶來不良影響當(dāng)水溫低時硫酸鋁水解困難，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， 仍可保持穩(wěn)定

5、的混凝效果； 5 、 其堿化度比其他鋁鹽、鐵鹽為高，因此藥 液對設(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鐵鹽那樣有良好的混凝效果； 殘留在水中的 Fe 2+會使處理后的水帶 色；聚合硫酸鐵投加劑量少；絮體生成快；對水質(zhì)的適應(yīng)范圍廣以及水解時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

6、 劑稱為助凝劑。助凝劑通常是高分子物質(zhì)，作用機理是高分子物質(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)單獨使用混凝劑效果不佳時采用助凝劑，例如：對于低溫、低濁度水采用鋁鹽或鐵 鹽混凝時， 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，絮凝體的尺寸和密 度就會增大，沉速加快。6、為什么有時需將 PAM在堿化條件下水解成 HPAMPA水M 解度是何涵義一般要求水解度為多 少答： PAM聚丙烯酰胺，混凝效果在于對膠體表面具有強烈的吸附作用，在膠粒之間形成 橋聯(lián)。由于酰胺基之間的氫鍵作用，線性分子往往不能充分伸展開來，致使橋架作用消弱。 為此，通常將

7、PAM在堿性條件下（ pH10）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兩者絮凝速率（或碰撞數(shù)率）與哪些因素有關(guān)同向絮凝： 由流體運動所造成的顆粒碰撞聚集稱為同向絮凝。 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。異向絮凝：由布朗運動所造成的顆粒碰撞聚集稱異向絮凝。 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 G

8、T值作為控制指標(biāo)?？梢钥刂苹炷Ч垂?jié)省能源，取得好的混 凝效果。9. 絮凝過程中， 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寫出機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)點是： 水流在同波折板之間曲折流動或在異波折板之間間縮放流動且 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

9、提高， 故所需絮凝時間可以縮 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 無機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)顆粒布朗運動強度減弱，碰撞機會減少，不利于 膠粒脫穩(wěn)混凝c 水溫低時膠體顆粒水化作用增強，妨礙膠體混凝d 水溫與水的 PH 值有關(guān)PH值：對于硫酸鋁而言，水的 PH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)。對三價鐵鹽混凝劑時 PH在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：含量過低時，

10、顆粒碰撞速率大大減小，混凝效果差。含量高時，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較遠(yuǎn)者3）、水射器投加 該投加方式設(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，且易磨損。4）、泵投加 有兩種方式：一是采用計量泵，一是采用離心泵配上流量計。采用計量泵 不必另備計量設(shè)備，泵上有計量標(biāo)志，最適合用于混凝劑自動控制系統(tǒng)。 13何謂混凝劑“最佳劑量”如何確定最佳劑量并實施自動控制

11、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。目前問過大多數(shù)水廠還是根據(jù)實驗室混凝攪拌試驗確定混凝劑最佳劑量， 然后進(jìn)行人 工調(diào)整。 這種方法雖然簡單易行， 但實驗結(jié)果到生產(chǎn)調(diào)節(jié)往往滯后， 且試驗條件與生產(chǎn)條件 也很難一致，故試驗所得最佳劑量未必是生產(chǎn)上的最佳劑量。 P274-27614. 當(dāng)前水廠中常用的混合方法有哪幾種各有何優(yōu)缺點在混合過程中，控制G值的作用是什么1 ）、水泵混合 混合效果好，不需另建混合設(shè)施，節(jié)省動力，大、中、小型水廠均可 采用。但但采用 FeCl 3混凝劑時，若投量較大，藥劑對水泵葉輪可能有輕微腐蝕作用。適用 于取水泵房靠近水廠處

12、理構(gòu)筑物的場合，兩者間距不宜大于150m。2 ）、管式混合 簡單易行。無需另建混合設(shè)備，但混合效果不穩(wěn)定，管中流速低，混 合不充分。3 ）、機械混合池 混合效果好， 且不受水量變化影響， 缺點是增加機械設(shè)備并相應(yīng)增 加維修工作?？刂?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)前水廠中常用的絮凝設(shè)備有哪幾種各有何優(yōu)缺點在絮凝過程中，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：構(gòu)造簡單，管理方便。缺點：流量變化大者，絮凝效果不穩(wěn)定，絮凝時間長，池子容積大。2）、折板絮凝池優(yōu)點：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，縮短了絮凝時間，

13、池子體積減小。缺點：因板距笑，安裝維修較困難，折板費用較 高。3）、機械絮凝池優(yōu)點：可隨水質(zhì)、水量變化而隨時改變轉(zhuǎn)速以保證絮凝效果，能應(yīng)用于任何規(guī)模水廠 缺點：需機械設(shè)備因而增加機械維修工作。絮凝過程和那個中，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.采用機械絮凝池時，為什么要采用 34 檔攪拌機且各檔之間需用隔墻分開 因為單個機械絮凝池接近于 CSTR型反應(yīng)器，故宜分格串聯(lián)。分格愈多，愈接近PF 型反應(yīng)器，絮凝效果愈好，但分格過多，造價增高且增加維修工作量。各檔之間用隔墻分開是為防止水流短路。16 章 沉淀和澄清1 什么叫自由沉淀，

14、擁擠沉淀和絮凝沉淀答：在沉淀過程中， 彼此沒有收到干擾， 只收到顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作 用，稱為自由沉淀。顆粒在沉淀的過程中， 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，稱為擁擠沉淀。擁擠沉淀： 顆粒的沉降受到周圍其他顆粒的影響， 顆粒間相對位置保持不變， 形成一個 整體共同下沉，與澄清水之間有一個清晰的泥水界面。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。因為從（ 16-4 ）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

15、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)理想沉淀條件，沉淀效率與池子深度、長度和表面積關(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，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。去除率 E ui 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 Q/A表面負(fù)荷有關(guān)，而與其他因素如水深，池長，水平流速和沉淀時間均無關(guān)。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

16、實際水流狀況對沉淀效果的影響。 （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)系如何兩者涵義有何區(qū)別答：u0Q 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 A面積的產(chǎn)水量，后者代表自池頂開始下沉所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉速。7. 設(shè)計平流沉淀池是根據(jù)沉淀時間、表面負(fù)荷還是水平流速為什么u 答:設(shè)計平流沉淀池是根據(jù)表面負(fù)荷 . 因為根據(jù) E= i 可知, 懸浮顆粒在理想沉淀池中Q/A 的去除率只與沉淀池的表面負(fù)荷

17、有關(guān) , 而與其他因素如水深、池長、水平流速和沉淀時間均 無關(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進(jìn)水截面上 , 并盡 量減少擾動 . 增加出水堰的長度， 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 線過于集中，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u 答：斜管沉淀池的理論根據(jù)：根據(jù)公式 E= i ，在沉淀池有效容積一定的條件下，Q/A 增加沉淀面積，可使顆粒去除率提高。因為斜管傾角越小，沉淀面積越大，沉淀效率越高， 但對排泥不利，根據(jù)生產(chǎn)實

18、踐，故傾角宜為 60 度。10. 澄清池的基本原理和主要特點是什么答：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，水得到澄清。主要特點：澄清池將絮凝和沉淀兩個過程綜合與一個構(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， 便被泥渣層阻留下來， 使水獲得澄 清。11 簡要敘述書中所列四種澄清池的構(gòu)造，工作原理和主要特點主要構(gòu)造工作原理主要特點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)入澄清池擾動泥渣層） 從 配水管進(jìn)入澄清室， 水自

19、下而上通過泥 渣層， 水中雜質(zhì)被泥渣層截留， 清水從 集水槽流出，泥渣進(jìn)入濃縮室濃縮外 運。一 般用 于小型 水 廠，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) 水過程， 當(dāng)水位達(dá)到最高水位時， 進(jìn)氣 閥打開通入空氣， 進(jìn)水室的水位迅速下 降，此為澄清池放水過程。 通過反復(fù)循 環(huán)地進(jìn)水和放水實現(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。機械攪 拌澄清 池第一絮凝 室，

20、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，在分離室中進(jìn)行分離。泥 渣的 循環(huán)利 用 機械進(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)噴嘴高速噴 入喉管，在喉管下部喇叭口造成真空而 吸入回流泥渣。 原水和泥渣在喉管劇烈 混合后被送入兩絮凝室， 從絮凝室出來 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)較簡單， 無需 機械設(shè)備， 但泥渣 回流量難以控制， 且 因絮 凝室容 積 較小，絮凝時間較 短，處理效果

21、較機 械澄清池差十七章 過濾1、為什么粒徑小于濾層中孔隙尺寸的雜質(zhì)顆粒會被濾層攔截下來 答：顆粒較小時，布朗運動較劇烈，然后會擴散至濾粒表面而被攔截下來。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：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)展趨勢略3、直接過濾有哪兩種方式采用原水直接過濾應(yīng)注意哪些問題答：兩種方式： 1、原水經(jīng)加藥后直接進(jìn)入濾池過濾，濾前不設(shè)任何絮凝設(shè)備，這種過 濾方式一般稱“接觸過濾” 2、濾池前設(shè)一簡易微絮凝池，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

22、 （粒徑大致在 4060m左右） 即刻進(jìn)入濾池過濾， 這種過濾方式稱“微絮凝過濾”注意問題： 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。3、原水進(jìn)入濾池前，無論是接觸過濾或微絮凝過濾，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)過濾過程中水頭損失與過濾時間存在什么關(guān)系可否用 數(shù)學(xué)式表達(dá)答：因素：濾料粒徑、形狀、濾層級配和厚度及水溫。 隨著過濾時間的延長，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

23、加。數(shù)學(xué)表達(dá)式：H 0h0 180 (1 m0) ( 1)2l0v(pi 2 )g 2 i 1 d i5、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” 。答：當(dāng)濾池過濾速度保持不變，亦即濾池流量保持不變時，稱“等速過濾” 。濾速隨過 濾時間而逐漸減小的過濾稱“變速過濾”隨著過濾時間的延長， 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、濾層級配和厚度以及水溫已定時，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

24、。這樣就產(chǎn)生了等速過濾和變速過濾兩種基本過濾方式。 虹吸濾池和無閥濾池即屬等速過濾的濾池。移動罩濾池屬變速過濾的濾池，普通快濾池可以設(shè)計成變速過濾也可設(shè)計成等速過濾6. 什么叫“負(fù)水頭”它對過濾和沖洗有何影響如何避免慮層中“負(fù)水頭”的產(chǎn)生在過慮過程中 , 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該處水 深時 ,便出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象 .負(fù)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 有效過濾面積 , 使過濾時的水頭損失及慮層中孔隙流速增加 , 嚴(yán)重時會影響慮后水質(zhì) ; 二是氣 囊會穿過慮層上升 ,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)

25、 . 反沖洗時 ,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, 虹吸慮池和無閥慮池所以不會出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象即是這個原因 .7. 什么叫慮料“有效粒徑”和“不均勻系數(shù)”不均勻系數(shù)過大對過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慮料重量的篩孔孔徑 , 不均勻系數(shù)表示慮料粒徑級配 . 不均勻系 數(shù)愈大 ,表示粗細(xì)尺寸相差愈大 ,顆粒愈不均勻 ,這對過濾和沖洗都很不利 . 因為不均勻系數(shù) 較大時 ,過濾時慮層含污能力減小 ;反沖洗時 ,為滿足粗顆粒膨脹要求 ,細(xì)顆粒可能被沖出慮 池, 若為滿足細(xì)顆粒膨脹要求 ,粗顆粒將得

26、不到很好清洗 , 如果徑粒系數(shù)愈接近 1,慮料愈均 勻, 過濾和反沖洗效果愈好 , 但慮料價格提高 .8. 雙層和多層慮料混雜與否與那些因素有關(guān)慮料混雜對過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配 , 慮料形狀 , 水溫及反沖洗強度等因 素.慮料混雜對過濾影響如何 , 有兩種不同的觀點 . 一種意見認(rèn)為 , 慮料交界面上適度混雜 , 可避免交界面上積聚過多雜質(zhì)而是水頭損失增加較快 , 故適度混雜是有益的 ; 另一種意見認(rèn) 為慮料交界面不應(yīng)有混雜現(xiàn)象 . 因為上層慮料起截留大量雜質(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 . 實際上 , 慮料交

27、界面不同程度的混雜是很難避免的. 生產(chǎn)經(jīng)驗表明 ,慮料交界混雜厚度在一定時 , 對慮料有益無害 .9. 慮料承托層有何作用粒徑級配和厚度如何考慮 承托層作用 , 主要是防止慮料從配水系統(tǒng)中流失 , 同時對均布沖洗水也有一定作用 . 為防止反沖洗時承托層移動 , 對慮料慮池常采用”粗 -細(xì) -粗”的礫石分層方式 . 上層粗 礫石用以防止中層細(xì)礫石在反沖洗過程中向上移動 ; 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 . 具體粒徑級配和厚度 , 應(yīng)根據(jù)配水系統(tǒng)類型和慮料級配確定 . 對于一般的級配分層方式 , 承托層總厚度不一定增加 , 而是將每層厚度適當(dāng)減小 .10. 慮

28、池反沖洗強度和慮層膨脹度之間關(guān)系如何當(dāng)慮層全部膨脹起來以后,反沖洗強度增大 ,水流通過慮層的水頭損失是否同時增大為什么當(dāng)沖洗流速超過 mf 以后, 慮層中水頭損失不變 ,但慮層膨脹起來 .沖洗強度愈大 ,膨脹 度愈大 .不會 ,因為當(dāng)沖洗流速超過最小流態(tài)化沖洗流速mf 時, 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（第二項） ，而層流項 （第一項）的常數(shù)值稍小。故前式適用于層流、過渡區(qū)和紊流區(qū)。后

29、者可用于過濾，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，反沖洗時的 濾層水頭損失與反沖洗強度是否有關(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，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是反沖時濾料剛剛開始流態(tài)化的沖洗流速，稱“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，反沖洗時的濾層水頭損失與反沖洗強度有關(guān)。13 氣- 水反沖洗有哪幾種操作方式各有何優(yōu)缺點 答：操作方式有以下 3 種：1）先用空氣反沖，然后再用

30、水反沖。2）先用氣 - 水同時反沖，然后再用水反沖。3）先用空氣反沖，然后用氣 - 水同時反沖，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， 沖洗時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)過程。答：一般規(guī)定：配水系統(tǒng)開孔比為=%為大阻力配水系統(tǒng)；=%為中

31、阻力配水系統(tǒng)； =%為小阻力配水系統(tǒng)。大阻力配水系統(tǒng)的優(yōu)點是配水均勻性好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，孔 口水頭損失大，沖洗時動力消耗大；管道易結(jié)垢，增加檢修困難，此外，對沖洗水頭有限的 虹吸濾池和無閥濾池， 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。 原理 和推導(dǎo)過長，見書 P337-339 。15、小阻力配水系有哪些形式各有何優(yōu)缺點 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。用時主要考慮的因素有：造價、配水均勻性、孔口易堵塞性、強度、耐腐蝕性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。答：為達(dá)到及時均勻地排出廢水，沖洗排水槽設(shè)計必須符合以下要求：（

32、1）沖洗廢水應(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，槽與槽之間水流上升速度會過分增大，以致上升水流均勻性受到影響。（5）槽與槽中心間距一般為 -2.0m 。間距過大， 從離開槽口最遠(yuǎn)一點和最近一點流入排 水槽的流線相差過遠(yuǎn)，也會影響排水均勻性。（ 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，會使

33、濾料流失。17、公式（ 17-38 ）是經(jīng)驗公式還是根據(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=V-水塔或水箱容積 m3 F- 單格濾池面積 m2 t- 沖洗歷時 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 ,m2h2 =（q/10 ） 2 （1/2g ）h3 承托層水頭損失， mh3 = q- 反沖洗強度 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 -2.0m19、快濾池管廊布置有哪幾種

34、形式各有何優(yōu)缺點答：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)點是：渠道結(jié)構(gòu)簡單，施工 方便，管渠集中緊湊。缺點是：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)點是： 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。缺點是：造價稍高。（3）進(jìn)水、沖洗水及清水管均采用金屬管道，排水渠單獨設(shè)置。（ 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(jìn)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

35、落水使上升管中水位上升，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，水位開始下降。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、無閥濾池反沖洗時， 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答：合用一個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

36、降低造價，也有利于與濾前處理的夠筑物在高程上的銜接。合用水箱濾池數(shù)過多時， 將會造成不正常沖洗現(xiàn)象。 沖洗行將結(jié)束時， 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，造成該格濾池時斷時續(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， 空氣通過進(jìn)水管進(jìn)入虹吸管從 而破壞虹吸。 當(dāng)濾池反沖洗時， 如果進(jìn)水管停止進(jìn)水， U 形存水彎即相當(dāng)于一根測壓管， 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。 這說明此處有強烈的抽吸作 用。如果不設(shè) U形存水彎，無論進(jìn)水管停止進(jìn)水或繼續(xù)進(jìn)

37、水，都會將空氣吸入虹吸管。24、虹吸管管徑如何確定設(shè)計中，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，所選管徑適合，否則重新計算。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 答： q nQ/Fq- 沖洗強度， L/（sm2 ） Q- 每格濾池過濾流量 ,L/s F- 單格濾池面積， m2 n- 一組 濾池分格數(shù)。n vv- 濾速， m/h虹吸濾池的主要優(yōu)點是： 無需大量閥門及相應(yīng)的開閉控制設(shè)備；無需沖洗水塔（箱） 或 沖洗水泵；出水

38、堰頂高于濾料層，過濾時不會出現(xiàn)負(fù)水頭現(xiàn)象。主要缺點是：由于濾 池構(gòu)造特點， 池深比普通快濾池大， 一般在 5m左右； 沖洗強度受其余幾格濾池的過濾 水量影響，故沖洗效果不像普通快濾池那樣穩(wěn)定。26、設(shè)計和建造移動罩濾池，必須注意哪些關(guān)鍵問題 答：沖洗罩移動、定位和密封是濾池正常運行的關(guān)鍵。移動速度、 停車定位和定位后的 密封時間等， 均根據(jù)設(shè)計要求用程序控制或機點控制， 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作用。設(shè)計中務(wù)求罩體定位準(zhǔn)確、密封良好、 控制設(shè)備安全可靠。27、為什么小水廠不宜采用移動罩濾池它的主要優(yōu)點和缺點是什么 答：小水廠不宜采用移動罩濾池因為不能充

39、分發(fā)揮沖洗罩的使用效率。 移動沖洗罩的優(yōu)點是：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。 缺點是： 比其他快濾池增加了機點及控制設(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 答： V型濾池因兩側(cè)（或一側(cè)也可）進(jìn)水槽設(shè)計成V字形而得名，池底設(shè)有一排小孔，既可以作過濾時進(jìn)水用，沖洗時又可供橫向掃洗布水用，這是 V 型濾池的一個特點。 V型濾池的主要特點是： （1）可采用較粗濾料較厚濾層以增加過濾周期。由于反沖洗時濾層不膨脹，故整個濾 層在深

40、度方向的粒徑分布基本均勻，不發(fā)生水力分級現(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 -1.50mm，不均勻系數(shù) （1） ，濾層厚約 -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，沖洗水量大大減少。第十八章 消毒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。 目前水的消毒方法主要有：氯消毒、二氧化氯消毒、氯胺消毒、漂白粉消毒、次氯酸鈉消 毒、臭氧消毒、紫外線消毒。氯消毒優(yōu)點是經(jīng)濟(jì)有效， 使用方便。 缺點是受污染水經(jīng)氯消毒后往往產(chǎn)生一些有害健康的 副產(chǎn)物，例如三氯甲烷。ClO2 對細(xì)菌、病毒等有很強的滅活能力。 ClO2

41、 的最大優(yōu)點是不會與水中有機物作用生成 三氯甲烷。 ClO2 消毒還有以下優(yōu)點：消毒能力比氯強，故在相同條件下，投加量比cl2 少；ClO2 余量能在管網(wǎng)中保持很長時間。消毒效果受水的 ph 值影響極小。作為氧化劑， ClO2 能有效地去除或降低水的色、嗅及鐵、錳、酚等物質(zhì)。它與酚起氧化反應(yīng)，不會生成氯酚。 缺點是： ClO2 本身和 ClO2對人體紅細(xì)胞有損壞，有報導(dǎo)認(rèn)為，還對人的神經(jīng)系統(tǒng)及生殖 系統(tǒng)有損害。氯胺消毒的優(yōu)點是： 當(dāng)水中含有有機物和酚時， 氯胺消毒不會產(chǎn)生氯臭和氯酚臭， 同時大 大減少 THMs產(chǎn)生的可能；能保持水中余氯較久，適用與供水管網(wǎng)較長的情況。缺點是：殺 菌力弱。次氯酸

42、鈉消毒優(yōu)點是：用海水或濃鹽水作為原料， 產(chǎn)生次氯酸鈉， 可以現(xiàn)場配置， 就地投 加，適用方便，投量容易控制。缺點是需要有次氯酸鈉發(fā)生器與投加設(shè)備。臭氧消毒優(yōu)點： 不會產(chǎn)生三鹵甲烷等副產(chǎn)物， 其殺菌和氧化能力均比氯強。 缺點是：中間 產(chǎn)物可能存在毒性物質(zhì)或致突變物。漂白粉的優(yōu)缺點沒找到。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。 水中所含的氯以氯胺存在時，稱為化合性氯。自由性氯的消毒效能比化合性氯高得多。3 . 水的 pH 值對氯消毒作用有何影響為什么PH 值越低消毒作用越強。氯消毒作用的機理，主要通過次氯酸HOCl 起作用。 Ocl殺菌能力比 HOCl差得多。 p

43、h 值高時 OCl較多。當(dāng) ph 大于 9 時，Ocl 接近 100；ph 值低時， HOCl較多，當(dāng) ph 小于 6 時， HOCl接近 100。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影響 請看書 363 頁 當(dāng)原水收到嚴(yán)重污染時， 折點加氯法可取得明顯效果，它能降低水的色度， 去除惡臭， 降低 水中有機物含量，還能提高混凝效果。5 什么叫余氯余氯的作用是什么 答：為了抑制水中殘余病原微生物的再度繁殖， 管網(wǎng)中尚需維持的那部分剩余氯， 稱為余氯。 作用是為了防止水中殘余病原微生物再度的繁殖。5什么叫余氯余氯的作用是什么 余氯：在飲用水氯消毒中，以液氯為消毒劑時，液氯與水中還原性

44、物質(zhì)或細(xì)菌等微生物 作用之后，剩余在水中的氯量稱為余氯，它包括游離性余氯和化合性余氯。作用：抑制水中殘余病原微生物的再度繁殖。6制取 ClO 2有哪幾種方法寫出它們的化學(xué)反應(yīng)式并簡述ClO 2消毒原理和主要特點。制取 ClO2 的方法主要有 :(1) 用亞氯酸鈉和氯制取Cl2+H2O HOCl +HClHOCl +HCl +2 N aClO 2 2 ClO 2 +2 N a Cl +H2OCl 2 +2 N aClO 2 2ClO2+2NaCl(2) 用酸與亞氯酸鈉反應(yīng)制取5 N aClO 2 +4 HCl 4ClO2+5NaCl +2H2O10NaClO2+5H 2 SO4 8 ClO 2

45、+ N a2 SO4 +4 H 2O +2 HCl消毒原理 : 二氧化氯既是消毒劑 , 又是氧化能力很強的氧化劑 . ClO2 對細(xì)菌的細(xì)胞壁有較 強的吸附和穿透能力 ,從而有效地破壞細(xì)菌內(nèi)含巰基的酶 , ClO2 可快速控制微生物蛋白 質(zhì)的合成 ,故 ClO 2對細(xì)菌 病毒等有很強的滅活能力 .主要特點 :(1) 不會與水中有機物作用生成三鹵甲烷 (2) 消毒能力比氯強 , 在相同條件下 , 投加 量比 Cl2少. (3) ClO 2余量能在管網(wǎng)中保持很找時間 ,即衰減速度比 Cl2慢.(4) 由于 ClO2不水解 ,故消毒效果受水的 PH 值影響極小 .(5) ClO 2本身和副產(chǎn)物 Cl

46、O2 對人體紅細(xì)胞 有損害7. 用什么方法制取 O3和NaOCl 簡述其消毒原理和優(yōu)缺點 .O3: 在現(xiàn)場用空氣或純氧通過臭氧發(fā)生器高壓放電產(chǎn)生的.臭氧所氧化作用分直接作用和間接作用兩種 . 間接作用是指臭氧在水中可分解產(chǎn)生二級氧化劑 - 氫氧自由基 OH(表示 OH 帶有一未配對電子 , 故指活性大 ). OH是一種非選擇性的強氧化劑 , 可以使許多有機物徹 底降解礦化 , 且反應(yīng)速度很快 .有關(guān)專家認(rèn)為 , 水中 OH 及某些有機物是臭氧分解的引發(fā)劑 或促進(jìn)劑 . 臭氧消毒機理實際上仍然是氧化作用 . 臭氧化可迅速殺滅細(xì)菌病菌等 .優(yōu)點:不會產(chǎn)生三鹵甲烷等副產(chǎn)物 , 其殺菌和氧化能力比氯強

47、 .缺點 : 水中有機物經(jīng)臭氧化后 , 有可能將大分子有機物分解成分子較小的中間產(chǎn)物 , 而在這些 中間產(chǎn)物中 , 可能存在毒性物質(zhì)或致突變物 .NaOCl :次氯酸鈉是用發(fā)生器的鈦陽極電解食鹽水而制得. NaCl +H2ONaOCl +H2次氯酸鈉消毒作用仍依靠 HOCl . 次氯酸鈉在水中存在如下反應(yīng) :.NaOCl +H2O HOCl +NaOH產(chǎn)生的次氯酸具有消毒作用 .優(yōu)點:用食鹽作為原料 , 采用次氯酸鈉發(fā)生器現(xiàn)場制取 ,就地投加 ,使用方便 ,缺點 : 不宜貯運 , 易分解第 19章 水的其他處理方法思考題1、水中含鐵、錳、高氟等會有什么危害 答：含鐵、錳會使水有色、臭、味，水質(zhì)

48、影響工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量，使用具染色，洗滌染漬。 含高氟水會引起慢性氟中毒。2、為了加快鐵的氧化速率，可以采取什么措施并說明理由。答：措施 PH時，氧化速率與 OH 2成正比，故增大 PH值可加快速率；PHHc的條件下， 經(jīng) H離子交換(到硬度開始泄漏) 的周期出水平均強酸 酸度在數(shù)值上與原水 Hn相當(dāng)此時 H-Na離子交換系統(tǒng)的 Qh和 Qna表達(dá)式為何若原水堿度大 于硬度，情況又是如何11. 在固定床逆流再生條件下，樹脂工作交換容量能否由下式表示，試闡明其理由。HCl 含量為q=r sq012. 在固定床逆流再生中，用工業(yè)鹽酸再生強酸陽離子交換樹脂。若工業(yè)鹽酸中31%，而 NaCl含量為 3%，試估算強酸樹脂的極限再生度（K Na 1.5）H第二十二章 水的除鹽與咸水淡化1、 在一級復(fù)床除鹽系統(tǒng)中如何從水質(zhì)變化情況來判斷強堿陰床和強酸陽床即將失效 答：（答案實在找不到，可以參考課本 P426 復(fù)床除鹽部分相關(guān)內(nèi)容）2、 試說明離子交換混合床工作原理，其除鹽效果好的原因何在 答：陰、陽離子交換樹脂填在同一個交換器內(nèi)，再生時使之分層再生，使用時先將其均 勻混合，這種陰、陽樹脂混合一起的離子交換器稱為混合床?；旌洗驳姆磻?yīng)過程可寫