給水工程考試簡答題

給水系統(tǒng)分類水源：地表水，地下水。供水方式：自流系統(tǒng)，水泵供水系統(tǒng)，混合供水系統(tǒng)。目的：生活用水，生產(chǎn)給水，消防。服務(wù)對象：城市，工業(yè)（循環(huán)，復(fù)用）給水系統(tǒng)的組成相互聯(lián)系的一系列構(gòu)筑物和輸配水管網(wǎng)取水構(gòu)筑物、水處理構(gòu)筑物、泵站、輸水管渠和管網(wǎng)、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物清水池和水塔有何作用，什么情況下可以不設(shè)水塔？清水池用于調(diào)節(jié)一級泵站和二級泵站的供水量差額，而水塔用于調(diào)節(jié)二級泵站供水量與管網(wǎng)用水量的差額。如果二級泵站每小時供水量等于用水量，即流量無需調(diào)節(jié)時，管網(wǎng)中可不設(shè)水塔，成為無水塔管網(wǎng)。大中城市用水量比較均勻，通常用水泵調(diào)節(jié)流量，多數(shù)可不設(shè)水塔說明水塔容積和清水池容積之間的相互關(guān)系？當(dāng)一級泵站和二級泵站每小時的供水量相接近時，清水池的調(diào)節(jié)容積可以減小，但是為了調(diào)節(jié)二級泵站供水量和用水量的差額，水塔的容積將會增大。如果二級泵站每小時供水量接近用水量，水塔容積越小，但清水池容積將增加1） 管網(wǎng)無水塔或高地水池時，二級泵站、輸水管渠、管網(wǎng)按最高日最高時流量來計算2） 管網(wǎng)設(shè)有水塔或高地水池時，泵站每小時供水量可以不等于用戶每小時的用水量，但設(shè)計的最高日泵站的總供水量應(yīng)等于最高日用戶總用水量二級泵站、輸水管渠、管網(wǎng)的設(shè)計流量如何確定？二級泵站的設(shè)計流量按用水量的變化曲線擬定。一般按以下方法確定：A） 管網(wǎng)起端設(shè)水塔：二級泵站、二級泵站到管網(wǎng)的輸水管按二級泵站的供水線最大一級供水量確定；管網(wǎng)按最高日最高時用水量設(shè)計。B） 網(wǎng)中或網(wǎng)后設(shè)水塔：二級泵站：按二級泵站的供水線最大一級供水量確定；二級泵站到管網(wǎng)的輸水管應(yīng)按最高日最高時流量減去水塔輸入管網(wǎng)的流量計算；管網(wǎng)按最高日最高時用水量設(shè)計。管網(wǎng)布置形式：樹狀管網(wǎng)、環(huán)狀管網(wǎng)定線取決于城市布置地形，供水區(qū)地形，水源和調(diào)節(jié)水池位置，街區(qū)和用水用戶特別熟大用戶分布，河流、鐵路、橋梁等的位置。供水要求為前提，盡可能縮短管線。干管延伸方向與管網(wǎng)的主導(dǎo)流向一致，主要取決于二級泵站到大用水戶、水塔的水流方向。沿管網(wǎng)的主導(dǎo)流向布置一條或數(shù)條干管。干管應(yīng)從兩側(cè)用水量大的街道下經(jīng)過（雙側(cè)配水），減少單側(cè)配水的管線長度。干干管一般沿城市規(guī)劃道路定線，盡量避免在高級路面或重要道路下通過。管線在街道下的平面和高程位置，應(yīng)符合城鎮(zhèn)或廠區(qū)管道的綜合設(shè)計要求。管間距根據(jù)街區(qū)情況，宜控制在500?800m左右，連接管間距宜控制在800?1000m左右。分區(qū)給水系統(tǒng)分類1、并聯(lián)分區(qū)為量不同，面直相同優(yōu)點：各區(qū)用水由同一泵站供給，供水比較可靠，管理也較方便，整個給水系統(tǒng)的工作情況較為簡單，設(shè)計條件易與實際情況一致。缺點：并聯(lián)分區(qū)會增加輸水管造價。2、串聯(lián)分區(qū)反優(yōu)點：輸水管長較短，可用揚程較低水泵和低壓管。缺點：將增加泵站的造價和管理費用。 城市地形的影響：當(dāng)城市狹長發(fā)展時，采用并聯(lián)分區(qū)較宜，因增加的輸水管長度不多，與此相反，城市垂直于等高線方向延伸時，串聯(lián)分區(qū)更為適宜。水廠位置的影響：水廠靠近高區(qū)時，宜用并聯(lián)分區(qū)。水廠遠(yuǎn)離高區(qū)時，采用串聯(lián)分區(qū)較好。連續(xù)鑄鐵管（灰鑄鐵管）性能：有較強(qiáng)的耐腐蝕性。但質(zhì)地較脆，抗沖擊和抗震能力較差,重量較大，且經(jīng)常發(fā)生接口漏水，水管斷裂和爆管事故，給生產(chǎn)帶來很大的損失。接口形式：承插式（適用賣地管線）和法蘭式（泵站內(nèi)或水塔進(jìn)出水管）。鋼管性能：耐高壓、耐振動、重量較輕、單管的長度大和接口方便，但承受外荷載的穩(wěn)定性差，耐腐蝕性差，管壁內(nèi)外都需有防腐措施，并且造價較高。接口形式：焊接或法蘭接口預(yù)應(yīng)力和自應(yīng)力鋼筋混凝土管預(yù)應(yīng)力特點：造價低，抗震性能強(qiáng)，管壁光滑，水力條件好，耐腐蝕，爆管率低，但重量大，不便于運輸和安裝。玻璃鋼管特點：耐腐蝕，不結(jié)垢，能長期保持較高的輸水能力，強(qiáng)度高，粗糙系數(shù)小。重量輕，便于運輸和施工。但價格較高，幾乎和鋼管相接近。塑料管特點：具有強(qiáng)度高、表面光滑、不易結(jié)垢、水頭損失小、耐腐蝕、重量輕、加工和接口方便等優(yōu)點，但是管材的強(qiáng)度較低，膨脹系數(shù)較大、用作長距離管道時，需考慮溫度補(bǔ)償措施。地下水分類潛水、層間水地下水取水構(gòu)筑物分類管井、大口井、輻射井、復(fù)合井及滲渠管井構(gòu)造適用地層條件：含水層厚度大于4m，底板埋藏深度大于8m。可分為完整井和非完整井。常見的管井構(gòu)造：由井室、井壁管、過濾器及沉淀管組成。（1）井室用以安裝各種設(shè)備（水泵、控制柜等）、保持井口免受污染和進(jìn)行維護(hù)管理的場所。（2）井壁管目的在于加固井壁、隔離水質(zhì)不良或水頭較低的含水層。（3）過濾器安裝于含水層中，用以集水和保持填礫與含水層的穩(wěn)定，是管井中最重要的組成部分。（4）沉淀管用以沉淀進(jìn)入井內(nèi)的細(xì)小砂粒和自地下水中析出的沉淀物。大口井設(shè)置井筒集取淺層地下水的構(gòu)筑物大口井的形式與構(gòu)造：直徑一般為5?8m,最大不宜超過10m,井深一般不大于15m。1）井筒常用鋼筋混凝土澆筑，磚或塊石等砌筑，用以加固井壁及隔離不良水質(zhì)含水層。2）井口大口井露出地面的部分3）進(jìn)水部包括井壁進(jìn)水孔和井底反滲層滲渠的形式和構(gòu)造水平鋪設(shè)在含水層中、壁上開孔集取淺層地下水的管/渠。由于集水管是水平輻射的，稱為水平式地下水取水構(gòu)筑物。適用：滲渠埋深一般4~7m，很少超過10m。因此僅適用于含水層厚度小于5m,渠底埋藏深度小于6m的含水層。形式：完整型、非完整型組成：水平集水管、集水井、檢查井和泵。滲渠的布置方式：（1）平行于河流布置（2）垂直于河流布置。（3）平行和垂直組合布置地表水取水構(gòu)筑物可分為：固定式（岸邊式、河床式、斗槽式）活動式（浮船式、纜車式）岸邊式取水構(gòu)筑物（合建、分建按進(jìn)水間與泵房）定義：直接從岸邊取水的構(gòu)筑物。由進(jìn)水間和泵房兩部分組成。適用：江河岸邊較陡，主流近岸，岸邊足夠水深，水質(zhì)和地質(zhì)條件較好，水位變幅不大的情況。河床式的取水構(gòu)筑物定義：利用伸入江河中心的進(jìn)水管和固定在河床上的取水頭部取水的構(gòu)筑物，稱為河床式取水構(gòu)筑物。組成：由泵房、集水間（集水井）、進(jìn)水管（自流管或虹吸管）和取水頭部組成。適用：當(dāng)河床穩(wěn)定，河岸較平坦，枯水期主流遠(yuǎn)離岸邊，岸邊水深不夠或水質(zhì)不好，而河中心具有足夠的水深或水質(zhì)較好時，宜采用河床式取水構(gòu)筑物水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)色度不超過15度?；鞚岫炔怀^1度，特殊情況不超過3度臭和味“國標(biāo)”規(guī)定飲用水不得有異臭、異味肉眼可見物國標(biāo)”規(guī)定水中不得含有肉眼可見物給水處理方法概述1.澄清工藝通常包括混凝、沉淀和過濾。處理對象：主要是水中懸浮物和膠體雜質(zhì)。混凝：原水加藥后，經(jīng)混凝使水中懸浮物和膠體形成大顆粒絮凝體沉淀：通過沉淀池進(jìn)行重力分離。過濾：利用粒狀濾料截留水中雜質(zhì)的構(gòu)筑物，用以進(jìn)一步降低水的渾濁度。2.消毒滅活水中致病微生物，通常在過濾以后進(jìn)行。主要方法：在水中投加消毒劑以殺滅致病微生物3除臭、除味原因：當(dāng)原水中臭和味嚴(yán)重而采用澄清和消毒工藝系統(tǒng)不能達(dá)到水質(zhì)要求時。方法：取決于水中臭和味的來源。4除鐵、除錳和除氟除鐵、除錳的方法：自然氧化法和接觸氧化法。還可采用藥劑氧化、生物氧化法和離子交換法。5除氟的方法利用活性氧化鋁或磷酸三鈣等進(jìn)行吸附交換。投入硫酸鋁、氯化鋁或堿式氯化鋁等使氟化物沉淀6軟化處理對象：主要是水中鈣、鎂離子。軟化方法：離子交換法和藥劑軟化法。7淡化和除鹽淡化：將高含鹽量的水處理到符合生活飲用或某些工業(yè)用水要求時的處理過程。除鹽：制取純水及高純水的處理過程。淡化和除鹽主要方法有：蒸餾法、離子交換法、電滲析法及反滲透法等。8水的冷卻采用冷卻塔，噴水冷卻池或水面冷卻池。9水的腐蝕和結(jié)垢控制加入緩蝕劑和阻垢劑。10生活飲用水預(yù)處理和深度處理處理對象：水中有機(jī)污染物。預(yù)處理方法：粉末活性炭吸附法；臭氧或高錳酸鉀氧化法，生物氧化法等。深度處理方法：粒狀活性炭吸附法；臭氧一粒狀活性炭聯(lián)用法或生物活性炭法；化學(xué)氧化法；光化學(xué)氧化法及超聲波一紫外線聯(lián)用法等物理化學(xué)氧化法；膜濾法等等。混凝機(jī)理混凝：就是水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過程。包括凝聚和絮凝兩個過程。凝聚：膠體失去穩(wěn)定性的過程稱為凝聚。絮凝：脫穩(wěn)膠體相互聚集稱為絮凝。作用機(jī)理（1）電性中和 電性中和作用機(jī)理包括壓縮雙電層與吸附電中和作用機(jī)理（2）吸附架橋 當(dāng)高分子鏈的一端吸附了某一膠粒后，另一端又吸附另一膠粒，形成“膠粒■高分子-膠?！钡男跄w。（3）網(wǎng)捕或卷掃當(dāng)鋁鹽或鐵鹽混凝劑投量很大而形成大量氫氧化物沉淀時，可以網(wǎng)捕、卷掃水中膠粒以致產(chǎn)生沉淀分離。常用的混凝劑無機(jī)混凝劑硫酸鋁：固態(tài)、液態(tài)聚合鋁：PAC、PAS聚合氯化鋁又稱為堿式氯化鋁或羥基氯化鋁，性能優(yōu)于硫酸鋁。三氯化鐵優(yōu)點：①適用的pH值范圍較寬；②形成的絮凝體比鋁鹽絮凝體密實；③處理低溫低濁水的效果優(yōu)于硫酸鋁；④但三氯化鐵腐蝕性較強(qiáng)。硫酸亞鐵硫酸亞鐵一般與氧化劑如氯氣同時使用，以便將二價鐵氧化成三價鐵。聚合鐵聚合鐵包括聚合硫酸鐵與聚合氯化鐵，目前常用的是聚合硫酸鐵，它的混凝效果優(yōu)于三氯化鐵，它的腐蝕性遠(yuǎn)比三氯化鐵小。有機(jī)高分子混凝劑常用的助凝劑：骨膠、聚丙烯酰胺及其水解產(chǎn)物、活性硅膠、海藻酸鈉混凝過程的指標(biāo)混合過程：在混合階段，對水流進(jìn)行劇烈攪拌的目的，主要是使藥劑快速均勻分散于水中以利于混凝劑快速水解、聚合及顆粒脫穩(wěn)。平均G=700?lOOOs-1,時間通常在10?30s，—般v2min,在此階段，雜質(zhì)顆粒微小，同時存在顆粒間異向絮凝。絮凝過程：在絮凝階段，主要靠機(jī)械或水力攪拌促使顆粒碰撞凝聚，故以同向絮凝為主。同向絮凝效果不僅與G有關(guān)，還與絮凝時間T有關(guān)。在絮凝階段，通常以G值和GT值作為控制指標(biāo)。平均G=20?70s-1，GT=1X104?105,隨著絮凝的進(jìn)行，G值應(yīng)逐漸減小。水溫的影水溫低時，通常絮凝體形成緩慢，絮凝顆粒細(xì)小、松散，凝聚效果較差PH值、堿度的影響當(dāng)投加金屬鹽類凝聚劑時，其水解會生成H+,但水中堿度有緩沖作用，當(dāng)堿度不夠時需要投加石灰。絮凝設(shè)備根據(jù)能量來源不同分為水力絮凝池和機(jī)械絮凝池，從絮凝顆粒成長規(guī)律分析，無論何種形式絮凝池，對水體的擾動程度都是從大到小。隔板絮凝池分類：往復(fù)式、回轉(zhuǎn)式水頭損失：由局部水0.5m，回轉(zhuǎn)式的水頭損失比往復(fù)式的小40%左右。特點：構(gòu)造簡單、管理方便，但絮凝效果不穩(wěn)定，池子大。適應(yīng)大水廠。折板絮凝池通常采用豎流式，它將隔板絮凝池的平板隔板改成一定角度的折板。折板波峰對波谷平行安裝稱“同波折板”，波峰相對安裝稱“異波折板”。與隔板式相比，水流條件大大改善，有效能量消耗比例提高，但安裝維修較困難，折板費用較高Qu—整個沉淀筒中可分為清水區(qū)、等濃度區(qū)、變濃度區(qū)、壓實區(qū)等四個區(qū)?！鉇一般稱為“表面負(fù)荷”或“溢流率”。表面負(fù)荷在數(shù)值上等于截留速度，但含義不同

由上式可知，顆粒在理想沉淀池的沉淀效率只與表面負(fù)荷有關(guān)，而與其它因素（如水深、池長、水平流速、沉淀時間）無關(guān)。（1） E一定，ui越大，則表面負(fù)荷越高，或q不變，ui越大，則E越高。ui的大小與混凝效果有關(guān)，應(yīng)重視加強(qiáng)混凝工藝。（2）ui一定，增大表面積A,可以增加產(chǎn)水量Q或增大E。當(dāng)容積一定時，池深淺，面積A增加，可以提高去除率，此即“淺池理論”平流沉淀池為矩形水池，其基本組成主要有：進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、出水區(qū)、污泥區(qū)加隔板，使平流式沉淀池L/B>4,L/H>10,每格寬度應(yīng)在3?8m,不宜大于15m。過濾機(jī)理過濾主要是懸浮顆粒與濾料顆粒之間粘附作用的結(jié)果。（1）顆粒遷移由攔截、沉淀、慣性、擴(kuò)散和水動力作用等引起。（2）顆粒粘附當(dāng)水中雜質(zhì)顆粒遷移到濾料表面上時，在范德華引力和靜電力相互作用下，以及某些化學(xué)鍵和某些特殊的化學(xué)吸附力下，被粘附于濾料顆粒表面上，或者粘附在濾粒表面上原先粘附的顆粒上。（3）濾層內(nèi)雜質(zhì)分布規(guī)律與顆粒粘附同時，還存在由于孔隙中水流剪力作用而導(dǎo)致顆粒從濾料表面上脫落趨勢。粘附力和水流剪力相對大小，決定了顆粒粘附和脫落的程度等速過濾在等速過濾狀態(tài)，由于濾層逐漸被堵塞，水頭損失隨過濾時間逐漸增加，濾池中水位逐漸上升，當(dāng)水位上升到最高水位時，過濾停止以待沖洗。無閥濾池與虹吸濾池是典型的恒速過濾濾池。減速過濾在過濾過程中，如果過濾水損保持不變，濾層孔隙率逐漸減小，必然使濾速逐漸減小，這種情況稱為“等水頭變速過濾”。移動沖洗罩濾池是典型的遞降速過濾濾池，當(dāng)移動沖洗罩濾池的分格數(shù)很多時，這格濾池沖冼與下一格濾池沖洗的間隔時間很近，濾池水位變化不大，有可能達(dá)到近似的“等水位變速過濾”承托層定義：在濾層下面，配水管上部放置一層卵石，即為濾池承托層。作用：支承濾料，防止濾料從配水系統(tǒng)中流失，在濾池沖洗時，承托層把配水系統(tǒng)各孔口射出的水流轉(zhuǎn)成勢能，平衡各點的壓力，起到均勻布水的左右。沖洗強(qiáng)度指單位面積濾層所通過的沖洗流量。汽水反沖優(yōu)點低速水流沖洗后濾層不產(chǎn)生明顯分層，仍具有較高的截污能力。氣流、水流通過整個濾層，無論上層下層濾料都有較好清洗?？梢姡瑲?。水反沖不僅提高沖洗效果，延長過濾周期，而且可以節(jié)約一半以上沖洗水量，所以得到廣泛應(yīng)用配水系統(tǒng)作用①反沖洗時，均勻分布反沖洗水；②過濾時，均勻集水。、大阻力配水系統(tǒng)①大阻力配水系統(tǒng)配水的均勻性只與干管截面積、支管截面積、支管個數(shù)、孔口總面積等有關(guān)，而與其它因素?zé)o關(guān)。②當(dāng)濾池面積過大時，濾池中砂層和承托層的鋪設(shè)、沖洗廢水的排除等的不均勻度都將對沖洗效果的產(chǎn)生影響。因此，單池面積不宜大于100m2。小阻力配水系統(tǒng)特點：①反沖洗水頭小；②配水均勻性較大阻力配水系統(tǒng)差，當(dāng)配水系統(tǒng)室內(nèi)壓力稍有不均勻，濾層阻力稍不均勻，濾板上孔口尺寸稍有差別或部分濾板受堵塞，配水均勻程度都會敏感地反映出來；③濾池面積較大時，不宜采用小阻力配水系統(tǒng)。普通快濾池原理工作原理：進(jìn)水從進(jìn)水渠進(jìn)入，經(jīng)過濾后，從清水渠流走。沖洗時，水從沖洗水渠進(jìn)入，從排水渠排走。虹吸濾池定義：虹吸濾池是一種利用虹吸管的代替進(jìn)水、反沖洗排水閥門，并以真空系統(tǒng)控制濾池工作狀態(tài)的重力式過濾的濾池。1）優(yōu)點：無需大型閥門及相應(yīng)的啟閉控制設(shè)備，也無管廊；可以利用濾池本身的出水量、水頭進(jìn)行沖洗，無需設(shè)置沖洗高位水箱或水泵；可以在一定的范圍內(nèi)，根據(jù)來水量的變化自動均衡地調(diào)節(jié)各格濾池的濾速，無需濾速控制設(shè)施；濾出水水位永遠(yuǎn)高于濾層，不會發(fā)生負(fù)水頭現(xiàn)象。2） 缺點：池深較大；不能排放初濾水；沖洗強(qiáng)度受其它幾格濾池出水量的影響，故沖洗效果不象普通快濾池那樣穩(wěn)定。移動罩濾池1）優(yōu)點：池體結(jié)構(gòu)簡單。無需沖洗水箱（塔）；無大型閥門，管件?。徊捎帽梦?jīng)_洗罩時，池深較淺。與同規(guī)模的普通