水質(zhì)工程學(xué)1考試題

1、十四章-給水概論1、概略敘述我國(guó)天然地表水源和地下水源的特點(diǎn)答：1）江河水中懸浮物和膠態(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。宜受污染，因而水的色、臭、味變化較大，有毒或有害物質(zhì)易進(jìn)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）湖泊水庫(kù)水，濁度低含鹽量比河水高，流動(dòng)性小。（3海水含鹽量高，各種鹽類(lèi)或離子的重量比例幾乎不變。4）地下水水質(zhì)、水溫較穩(wěn)定。水質(zhì)清澈，不易受外界污染。地下水硬度高于地表水十五章-混凝1、 混凝：通過(guò)投加某種藥劑，使水中的膠體及微小懸浮物聚集的過(guò)程。2、 動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性：是指顆粒布朗運(yùn)動(dòng)對(duì)抗重力影響的能力。3、 聚集性穩(wěn)定性：指膠體粒子之間不能

2、相互聚集的特性。4、 電位：膠體滑動(dòng)面上（或稱(chēng)膠體表面）的電位即為電位。5、 電位：膠體表面電位，即總電位。6、 混凝的機(jī)理： 1）、壓縮雙電層作用機(jī)理2）、吸附電性中和作用機(jī)理3）、吸附架橋作用機(jī)理4）、沉淀物的網(wǎng)捕、卷掃作用機(jī)理7、混凝劑種類(lèi)：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）8、 異向絮凝和同向絮凝異向絮凝：指脫穩(wěn)膠體由于布朗運(yùn)動(dòng)相碰撞而凝聚的現(xiàn)象。 同向絮凝：指借助于水力或機(jī)械攪拌使膠體顆粒相碰撞而凝聚的現(xiàn)象。9、 甘布公式：式中g(shù)-重力加速度，9.8米

3、每平方秒；h-混凝設(shè)備中的水頭損失，m；v-水的運(yùn)動(dòng)粘度，平方米每秒；T-水流在混凝設(shè)備中的停留時(shí)間,s10、 速度梯度：G是速度梯度，是相鄰兩流層的速度增量和垂直于水流方向的兩流層之間的距離的比值。影響混凝效果因素：1）.混凝劑的種類(lèi)和投量 2）水力條件和作用時(shí)間 3）.水溫影響4）.水的PH值和堿度影響5）.水中懸浮物濃度影響6）.水中雜質(zhì)影響11、混凝劑的投加方式：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(jiǎn)單，使用方便，溶液池高度不受太大限

4、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(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)。12、混合方式、優(yōu)缺點(diǎn)及控制G值的作用：1）、水泵混合 混合效果好，不需另建混合設(shè)施，節(jié)省動(dòng)力，大、中、小型水廠均可采用。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)

5、增加維修工作?？刂艷值的作用是使混凝劑快速水解、聚合及顆粒脫穩(wěn)。13、絮凝設(shè)備、優(yōu)缺點(diǎn)及G值應(yīng)自進(jìn)口值出口逐漸減少的原因：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。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 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

6、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章 -沉淀和澄清1、 斯篤克斯公式：Pp和P1是顆粒及水的密度；g是重力加速度；u沉淀速度是運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)。由此公式可知：速度與顆粒和水的密度有關(guān)、與直徑d有關(guān)、與有關(guān)，又與溫度有關(guān)2、 理想沉淀池的三個(gè)假設(shè)：1）顆粒處于自由沉淀狀態(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，顆粒的沉淀速度始終不變。2）水流沿著水平方向流動(dòng)。在過(guò)水?dāng)嗝嫔?，個(gè)點(diǎn)流速相等，并在流動(dòng)過(guò)程中流速始終不變。3）顆粒沉到池底即認(rèn)為已被除去，不再返回水流中。3、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

7、深，池長(zhǎng)，水平流速和沉淀時(shí)間均無(wú)關(guān)4、 截流沉速：U0一般稱(chēng)為截流沉速，實(shí)際上反映了沉淀池所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉速。表面負(fù)荷：?jiǎn)挝幻娣e沉淀區(qū)所沉淀的水流流量，稱(chēng)為沉淀池的表面負(fù)荷。 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。5、 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：由沉淀池顆粒的去處率公式E=知：顆粒沉速u(mài)i一定時(shí)，增加沉淀池表面積可以提高去除率。但沉淀池容積一定時(shí)，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

8、排泥問(wèn)題，斜板和斜管沉淀池發(fā)展起來(lái)，淺池理論才得到實(shí)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(duì)排泥不利，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)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，又可以利用斜管解決排泥問(wèn)題。斜管傾角愈小，則沉淀面積愈大，沉淀效率愈高，但對(duì)排泥不利，實(shí)踐證明，傾角為60°最好。）6、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。

9、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。17章 -過(guò)濾1、 過(guò)濾機(jī)理是什么？1、遷移機(jī)理：指顆粒脫離水流流線接近或接觸濾料表面。這是一種物理力學(xué)作用，主要由以下作用引起：攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散、水動(dòng)力。2、粘附機(jī)理：指水中雜質(zhì)顆粒遷移到濾料表面時(shí)，在范德華引力、靜電力、化學(xué)鍵等作用下，被粘附在濾料表面。這是一種物理化學(xué)作用。2、 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？并指出哪幾種濾池屬于等速過(guò)濾？等速過(guò)濾指濾池過(guò)濾時(shí)濾速保持不變，即濾池流量保持不變。變速過(guò)濾指濾速隨過(guò)濾時(shí)間而逐漸減小的過(guò)濾方式，又稱(chēng)減速過(guò)濾。在等速過(guò)濾狀態(tài)下，水頭損失隨時(shí)間而逐漸增加，濾

10、池中水位逐漸上升，當(dāng)水位上升至最高允許水位時(shí)，過(guò)濾停止以待沖洗。在變速過(guò)濾過(guò)程中，濾池內(nèi)水位保持不變，濾速隨時(shí)間逐漸較小，但濾池進(jìn)水總流量基本不變，等速過(guò)濾的濾池有虹吸濾池和無(wú)閥濾池。移動(dòng)罩濾池是變速濾池，普通快濾池可設(shè)成變速濾池也可設(shè)成等速濾池。3、 什么叫負(fù)水頭？它對(duì)過(guò)濾和沖洗有何影響？如何避免濾料層中產(chǎn)生負(fù)水頭？負(fù)水頭指在過(guò)濾過(guò)程中，濾層截留了大量的雜質(zhì)，以致于砂面以下某一深度處的水頭損失超過(guò)該處水深的現(xiàn)象。影響：負(fù)水頭使水中溶解氣體釋放出來(lái)形成氣囊，因而占有濾料孔隙中的一定空間而縮小過(guò)水?dāng)嗝?，從而增大阻力，水頭損失增大而使過(guò)濾周期縮短。在沖洗時(shí)，氣囊與濾料顆粒吸附在一起，會(huì)上浮帶出濾料

11、，破壞濾層結(jié)構(gòu)。避免措施：增加砂面以上水深。使濾池出水口位置等于或高于濾層表面4、什么叫濾料“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)濾料”的涵義是什么？(8)答：濾料有效粒徑（d10）是指通過(guò)濾料重量10%的篩孔孔徑，濾料不均勻系數(shù)（K80）是指通過(guò)濾料重量80%的篩孔孔徑。濾料不均勻系數(shù)過(guò)大，過(guò)濾時(shí)濾層含污能力減小；反沖洗時(shí)，為滿足粗顆粒膨脹要求，細(xì)顆粒可能被沖出濾池，若滿足細(xì)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。4、 濾料級(jí)配：濾料粒徑級(jí)配是指濾料中各種顆粒所占的重量比例5、大阻力配水系統(tǒng)和小阻力配水系統(tǒng)的涵義是什么

12、？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？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(diǎn)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(shí)動(dòng)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(diǎn)剛好與大阻力配水系統(tǒng)相反。對(duì)于沖洗水頭優(yōu)先的虹吸濾池和無(wú)閥濾池適用。6、何謂V型濾池？其主要特點(diǎn)是什么？答：V型濾池是法國(guó)德格雷蒙公式設(shè)計(jì)的一種快濾池，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。其主要特點(diǎn)是：（1）V型槽底設(shè)有一排小孔，既可作過(guò)濾時(shí)進(jìn)水用，沖洗時(shí)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(guò)濾周期。反沖洗時(shí)，由于“均質(zhì)

13、濾料”，不發(fā)生水力分級(jí)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 -消毒1、 什么叫自由性氯和化合性氯？?jī)烧呦拘Ч泻螀^(qū)別？簡(jiǎn)述兩者消毒原理。自由性氯指水中的OC1-、HOCl、Cl2等，殺菌速度快，殺菌力強(qiáng)，但消失快；化合性氯指水中氯與氨的化合物，有NH2Cl、NHCl2及NHCl3三種，以NHCl2較穩(wěn)定，殺菌效果好，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。自由性氯直接靠HOCl的強(qiáng)氧化性進(jìn)行消毒，化合性氯先水解生成HOCl后再進(jìn)行消毒。2、 什么是折點(diǎn)加氯？出現(xiàn)折點(diǎn)的原因是什么？折點(diǎn)加氯有何利弊？超過(guò)折點(diǎn)以后的加氯稱(chēng)折點(diǎn)加氯。在加氯過(guò)程中，前期生成的N

14、H2Cl被氧化成其他物質(zhì)，余氯反而減少，出現(xiàn)折點(diǎn)。受污染的原水采用折點(diǎn)加氯可降低水的色度，去除臭、味，對(duì)酚、鐵、錳有明顯去除作用，可使水中有機(jī)污染總量下降。但折點(diǎn)加氯量大，必要時(shí)需有pH調(diào)整措施和增加脫氯工藝。3、 除氯以外的消毒方法：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、4、什么是活性炭再生？活性炭再生的方法有哪些？在活性炭本身結(jié)構(gòu)不發(fā)生成極少發(fā)生變化的情況下，用某種方法將被吸附的物質(zhì)，將吸附在活性炭表面的吸附質(zhì)除去，恢復(fù)活性炭的吸附能力。方法：加熱再生法、藥劑再生法、化學(xué)氧化法、生物再生法、超聲波再生法。5、離子交換的歷程分為幾個(gè)步驟？離子交換速度的影響因素有哪些？交

15、換和再生兩個(gè)步驟。影響因素：交聯(lián)度、水中離子濃度、水流速度、樹(shù)脂顆粒尺寸、水溫。 6、離子交換軟化系統(tǒng)有哪些？各有何特點(diǎn)？1、鈉離子交換軟化系統(tǒng)：處理過(guò)程中不產(chǎn)生酸性水，再生劑為食鹽，設(shè)備和防腐設(shè)施簡(jiǎn)單，出水硬度可大大降低，水中堿度基本不變，含鹽量略有增加。2、HNa離子交換脫堿軟化系統(tǒng)：適用于原水硬度高、堿度大的情況，且該系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，能減輕Na交換器的負(fù)荷，提高軟化水的質(zhì)量，更適合于處理高硬度水。7、強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的失效點(diǎn)是什么？強(qiáng)堿陰樹(shù)脂在什么條件下能去除硅酸？指樹(shù)脂不能再交換水中的陰離子，以硅酸泄漏為失效點(diǎn)。條件：1、進(jìn)水呈酸性。2、要求H離子交換器減少漏Na+量。若漏Na+量增加，則

16、陰床出水堿度增大，會(huì)對(duì)除硅不利。3、要求OH離子交換器再生程度高。因?yàn)樵偕潭雀?，則工作交換容量就大，就有利于吸附硅酸。8、強(qiáng)堿陰床為什么必須設(shè)在強(qiáng)堿陽(yáng)床之后？1、進(jìn)水先經(jīng)過(guò)陰床，容易生成CaCO3、Mg（OH）2沉淀在樹(shù)脂層內(nèi)，使強(qiáng)堿樹(shù)脂的交換容量降低2、陰床在酸性介質(zhì)中易于進(jìn)行離子反應(yīng)，若進(jìn)水先進(jìn)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)硅酸的吸附差得多。3、原水先經(jīng)過(guò)陰床，本應(yīng)由除二氧化碳器去除的H2CO3，也由陰床承擔(dān)，從而增加再生劑耗用量。9、試用離子交換平衡的觀點(diǎn)說(shuō)明混床除鹽出水純度高的原因。RHROHNaClRNaRClH2O 平衡常數(shù)為：式中： 水的電離常數(shù)。水

17、溫22時(shí)，1.6×1016。 陽(yáng)樹(shù)脂的選擇性系數(shù)。1.5。 陰樹(shù)脂的選擇性系數(shù)。型陰樹(shù)脂15，型陰樹(shù)脂2。所以，K1.5×15÷（1.6×1016）1.4×1017?？梢?jiàn)，K1，反應(yīng)進(jìn)行很徹底，反應(yīng)物能全部變成生成物，故混床出水純度高。10、試以?xún)?yōu)先吸附毛細(xì)孔流理論來(lái)解釋反滲透膜的透過(guò)機(jī)理。優(yōu)先吸附毛細(xì)孔流理論以吉布斯吸附式為依據(jù), 認(rèn)為：膜表面由于親水性原因，能選擇吸附水分子而排斥鹽分，因而在固液界面上形成厚度為兩個(gè)水分子（1nm）的純水層。在施加壓力作用下，純水層中的水分子便不斷通過(guò)毛細(xì)管流過(guò)反滲透膜。膜表皮層具有大小不同的極細(xì)孔隙，當(dāng)其中

18、的孔隙為純水層厚度的一倍（2nm）時(shí)，稱(chēng)為膜的臨界孔徑，可達(dá)到理想的脫鹽效果。當(dāng)孔隙大于臨界孔徑，透水率增大，但鹽分容易從孔隙中透過(guò)，導(dǎo)致脫鹽率下降；反之，當(dāng)孔隙小于臨界孔徑，脫鹽率增大，而透水性則下降。11、反滲透工藝流程有幾部分？常用的反滲透布置系統(tǒng)有哪些？各有何特點(diǎn)？反滲透工藝流程包括前處理工藝、膜分離工藝和后處理工藝三部分。布置系統(tǒng)：1、單程式：原水一次經(jīng)過(guò)反滲透器處理，水的回收率較低。2、循環(huán)式：有一部分濃水回流重新處理，可提高水的回收率，但淡水水質(zhì)有所降低。3、多段式：充分提高水的回收率，用于產(chǎn)水量大的場(chǎng)合，膜組件逐漸減少是為了保持一定流速，以減輕膜表面的濃差極化現(xiàn)象。12、電滲析器的級(jí)和段是如何規(guī)定的？級(jí)和段與電