給水工程復(fù)習(xí)題集

【給水工程】題集1.

目前我國(guó)常用的混凝劑有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？

答：1、硫酸鋁：使用方便，混凝效果較好，不會(huì)給處理后的水質(zhì)帶來(lái)不良影響，但是水溫低時(shí)硫酸鋁水解困難，形成的絮凝體較松散，處理效果不及鐵鹽混凝劑。2、三氯化鐵：易溶解、易混合，形成的絮凝體密度大，沉降快。處理低溫水或低濁水效果比鋁鹽好。具有強(qiáng)腐蝕性，投加量最佳范圍較窄，如果控制不好，會(huì)導(dǎo)致出水的色度增大。固體產(chǎn)品易受潮，不易保管。3、聚合鐵：投藥劑量低，形成絮體的速度較快，礬花粗大，沉降迅速。適應(yīng)的水質(zhì)條件較寬，基本上不用控制溶液pH值。其腐蝕性大大減弱。處理后水的色度和鐵離子含量均較低。PFS對(duì)人體無(wú)生理毒性，是非常安全的水處理劑。4、有機(jī)高分子混凝劑：在混凝過(guò)程中吸附架橋作用顯著，對(duì)于高濁水、低濁水和污水處理、污泥脫水都有顯著的效果，同時(shí)用量較低，但是因其價(jià)格昂貴，使用受到一定限制。

2.

高分子混凝劑投量過(guò)多時(shí)，為什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離開(kāi)，又卷回原所在膠粒表面，造成再穩(wěn)定狀態(tài)。3.

當(dāng)前水廠中常用的混合方法有哪幾種？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？

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)增加維修工作。3.混凝設(shè)備

常用的絮凝設(shè)備有：隔板絮凝池、折板絮凝池、機(jī)械絮凝池

隔板絮凝池：優(yōu)點(diǎn)：

構(gòu)造簡(jiǎn)單、管理方便、效果較好。缺點(diǎn)：絮凝時(shí)間較長(zhǎng)、容積較大、轉(zhuǎn)彎處局部水頭損失大，容易引起絮凝體破碎。

折板絮凝池：優(yōu)點(diǎn)：與隔板絮凝池相比，總絮凝時(shí)間縮短，絮凝效果良好。

機(jī)械絮凝池：優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)蝹€(gè)機(jī)械絮凝池宜分格串聯(lián)。分格愈多，

絮凝效果愈好。缺點(diǎn)：分格愈多，造價(jià)愈高、維修工作量也愈大

4.

常用的助凝劑有哪幾種？在什么情況下需投加助凝劑？

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。5.

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：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。

6.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。7.

混凝劑有哪幾種投加方式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件？

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(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)。8.

采用機(jī)械絮凝池時(shí)，為什么采用3~4檔攪拌器且各檔之間需用隔墻分開(kāi)？

答：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，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。9.

虹吸濾池與普通快濾池相比有哪些主要的優(yōu)缺點(diǎn)？10.

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40～60μm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”。11.

什么叫“負(fù)水頭”？它對(duì)過(guò)濾和沖洗有何影響？

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),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.

12.

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)？

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)。13.

氣—水反沖洗有哪幾種操作方式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)?

14.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)嗝嫔希鼽c(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)。15.

什么叫折點(diǎn)加氯？出現(xiàn)折點(diǎn)的原因是什么？折點(diǎn)加氯有何利弊？

折點(diǎn)加氯：為了獲得自由性余氯，加氯量超過(guò)折點(diǎn)需氯量的加氯方法。

（1）原因：當(dāng)水中的有機(jī)物主要是氨和氮化合物時(shí)，加入的氯會(huì)使水中的氯胺氧化成一些不起消毒作用的化合物，余氯反而逐漸減少，從而出現(xiàn)折點(diǎn)。

（2）作用：當(dāng)原水受到嚴(yán)重污染時(shí)，折點(diǎn)加氯能降低水的色度，去除惡臭，降低水中有機(jī)物含量；還能提高混凝效果。（1）在第一區(qū)即OA段，表示水中雜質(zhì)把氯消耗光，余氯量為零，需氯量為b1，這時(shí)消毒效果不可靠。（2）在第2區(qū)即曲線AH，加氯后，氯與氨發(fā)生發(fā)應(yīng)，有余氯存在，所以有一定消毒作用，但余氯為化合性氯。其主要成分為一氯氨。

（3）在第三區(qū)，即HB段，仍然產(chǎn)生化合性氯，加氯量繼續(xù)增加，開(kāi)始下列化學(xué)反應(yīng)：2NH2CL+HOCL→N2+2HCl+H2O，結(jié)果使氯氨被氧化成不起消毒作用的化合物，余氯反向逐漸減少，最后達(dá)到折點(diǎn)B。

（4）超過(guò)折點(diǎn)B后，進(jìn)入第4區(qū)，即曲線BC段，此后已經(jīng)沒(méi)有消耗氯的雜質(zhì)了，出現(xiàn)自由性余氯，該取消耗效果最好。16.過(guò)濾機(jī)理

過(guò)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(dòng)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(shí)，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(shí)，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(shì)。粘附力和水流剪力相對(duì)大小，決定了顆粒粘附和脫落的程度

等速過(guò)濾

:在等速過(guò)濾狀態(tài)，由于濾層逐漸被堵塞，水頭損失隨過(guò)濾時(shí)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(shí)，過(guò)濾停止以待沖洗。無(wú)閥濾池與虹吸濾池是典型的恒速過(guò)濾濾池。

減速過(guò)濾在過(guò)濾過(guò)程中，如果過(guò)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(chēng)為“等水頭變速過(guò)濾”。移動(dòng)沖洗罩濾池是典型的遞降速過(guò)濾濾池，當(dāng)移動(dòng)沖洗罩濾池的分格數(shù)很多時(shí)，這格濾池沖冼與下一格濾池沖洗的間隔時(shí)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(guò)濾”。17.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(shí)，承托層把配水系統(tǒng)各孔口射出的水流轉(zhuǎn)成勢(shì)能，平衡各點(diǎn)的壓力，起到均勻布水的左右。18.汽水反沖優(yōu)點(diǎn):

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(guò)整個(gè)濾層，無(wú)論上層下層濾料都有較好清洗。

可見(jiàn)，氣。水反沖不僅提高沖洗效果，延長(zhǎng)過(guò)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

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(guò)濾后，從清水渠流走。沖洗時(shí)，水從沖洗水渠進(jìn)入，從排水渠排走。優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)螌訛V料(1)運(yùn)行管理可靠，有成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；(2)池深較淺；缺點(diǎn)；(1)閥門(mén)比較多；(2)一般大阻力沖洗，需要設(shè)有沖洗設(shè)備；雙層濾料優(yōu)點(diǎn)：(1)濾速比單層的高；(2)含污能力較大(約為單層濾料的1.5~2.0倍)，工作周期較長(zhǎng)；(3)無(wú)煙煤做濾料易取得，成本低；缺點(diǎn)：(1)濾料徑粒選擇較嚴(yán)格；(2)沖洗時(shí)要求高，常因煤粒不符合規(guī)格發(fā)生跑煤現(xiàn)象；(3)煤砂之間易積泥；19.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(mén)，并以真空系統(tǒng)控制濾池工作狀態(tài)的重力式過(guò)濾的濾池。1）優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需大型閥門(mén)及相應(yīng)的啟閉控制設(shè)備，也無(wú)管廊；可以利用濾池本身的出水量、水頭進(jìn)行沖洗，無(wú)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(lái)水量的變化自動(dòng)均衡地調(diào)節(jié)各格濾池的濾速，無(wú)需濾速控制設(shè)施；濾出水水位永遠(yuǎn)高于濾層，不會(huì)發(fā)生負(fù)水頭現(xiàn)象。

2）缺點(diǎn)：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)