水質工程學考試試卷(含答案1)

水質工程學(上)考試試卷一

班級：學號：姓名：

一、選擇題:(2，X10)

1給水工程的規(guī)劃應在服從城市總體規(guī)劃的前提下，近遠期結合，以近期為主進行設計。

近期設計年限宜采用()年，遠期規(guī)劃年限宜采用()年。(A)

A.5-10；10-20B.5-10；15-20C.5-10；10-15D.10?20；20~30

2設計供水量應根據(jù)下列各種用水確定(C)。

(1)綜合生活用水

(2)工業(yè)企業(yè)生產用水和工作人員生活用水

(3)消防用水

(4)澆灑道路和綠地用水

(5)未預見用水量及管網漏失水量。

(6)公共建筑用水

A.全部B.⑴、⑵、(4)

C.⑴、(2)、(3)、(4)、(5)D.⑴、⑵、⑶、(4)、(5)、(6)

3藥劑倉庫的固定儲備量，應按當?shù)毓⑦\輸?shù)葪l件確定，一般可按最大投藥量的(B)

天用量計算。其周轉儲備量應根據(jù)當?shù)鼐唧w條件確定。

A.5?10B.7-15C.15-30D.10?20

4設計沉淀池和澄清池時應考慮(A)的配水和集水。

A.均勻B.對稱C,慢速D,平均

5設計隔板絮凝池時，絮凝池廊道的流速，應按由大到小的漸變流速進行設計，起端流速

一般宜為(B)m/s,末端流速一般宜為0.2?0.3m/s。

A.0.2~0.3B.0.5~0.6C.0.6~0.8D.0.8~1.0

6異向流斜管沉淀池，斜管沉淀池的清水區(qū)保護高度一般不宜小于(A)m；底部配水區(qū)高

度不宜小于1.5m。

A.1.0B,1.2C.1.5D.0.8

7快濾池宜采用大阻力或中阻力配水系統(tǒng)。大阻力配水系統(tǒng)孔眼總面積與濾池面積之比為

(C)。

A.1.0%?1.5%B.1.5%?2.0%C.0.20%?0.28%D.0.6%?0.8%

8地下水除鐵?般采用接觸氧化法或曝氣氧化法。當受到硅酸鹽影響時，應采用(A)氧化

法。

A.接觸B.曝氣C.自然D.藥劑

9當采用氯胺消毒時，氯和氨的投加比例應通過(C)確定，一般可采用重量比為3：1-6：

lo

A.計算B.經濟比較C.試驗D.經驗

10氣浮池溶氣罐的溶氣壓力一般可采用0.2?0.4MPa；(A)一般可采用5%?10%。

A.回流比B.壓力比C.氣水比D.進氣比

二、名詞解釋：(4'X5)

1、澄清池——主要依靠活性泥渣層達到澄清目的。當脫穩(wěn)雜質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。

2、折點加氯——從折點加氯的曲線看，到達峰點H時，余氯最高，但這是化合性余氯而非

自由性余氯，到達折點時，余氯最低。

3、氧垂曲線——有機物排入河流后,經微生物降解而大量消耗水中的溶解氧，使河水耗

氧;另一方面，空氣中的氧通過河流水面不斷地溶入水中，使溶解氧逐步得到恢復。所以耗

氧與復氧是同時存在的,污水排入后，DO曲線呈懸索狀態(tài)下垂，故稱為氧垂曲線.BOD5曲

線呈逐步下降態(tài)，直至恢復到污水排入前的基值濃度。

4、BOD5——水溫為20條件下，5天的時間內，由于微生物的生活活動，將有機物氧化成

無機物所消耗的溶解氧。

5、MLVSS——本項指標所表示的是混合液活性污泥中的有機性固體物質部分的濃度，是混

合液揮發(fā)性懸浮固體濃度。

三、簡答題：（30'）

1、什么是統(tǒng)一給水、分質給水和分壓給水，哪種系統(tǒng)目前用得最多？

答：統(tǒng)一給水系統(tǒng)，即用同一系統(tǒng)供應生活、生產和消防等用水。分質給水，可以是同

一水源，經過不同的水處理過程和管網，將不同水質的水供給各類用戶；也可以是不同水源，

例如地表水經簡單沉淀。分壓給水，因水壓要求不同而分系統(tǒng)給水，有同?泵站內的不同水

泵分別供水到水壓要求高的高壓水網和水壓要求低的低壓管網，以節(jié)約能量消耗。目前應用

最多的是統(tǒng)一給水系統(tǒng)。

2、水中雜質按尺寸大小可分成幾類？了解各類雜質主要來源、特點及?般去除方法。

答：水中雜質按尺寸大小可分成三類：

1）懸浮物和膠體雜質：

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

卜沉，水中所存在的膠體通常有粘土、某些細菌及病毒、腐殖質及蛋白質等。有機高分子物

質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0.1mm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，須投加混凝劑方可去除。

2）溶解雜質，分為有機物和無機物兩類。它們與水所構成的均相體系，外觀透明，屬

于真溶液。但有的無機溶解物可使水產生色、臭、味。無機溶解雜質主要的某些工業(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。

3、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反應器內的混合是兩種不同的混合。前者是同時進入反應器又同時

流出反應器的相同物料之間的混合，所有物料在反應器內停留時間相同；后者是在不同時間

進入反應器又在不同時間流出反應器的物料之間的混合，物料在反應器內停留時間各不相

同，理論上，反應器內物料的停留時間由。這種停留時間不同的物料之間混合，在化學反

應工程上稱之為“返混”。顯然，在PF反應器內，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、設備中存在死角以及物質擴散等等。

4、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：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。

5、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”產生？

答：負水頭是指濾層截留了大量雜質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濾料帶出，破壞濾層結構。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。

四、計算題：301

1、平流沉淀池設計流量為720m3/h。要求沉速等于和大于0.4mm/s的顆粒全部去除。試按

理想沉淀條件，求：

（1）所需沉淀池平面積為多少n??

（2）沉速為O.lmm/s的顆粒，可去除百分之幾？（10'）

解：已知Q=720m3/h=0.2m3/sUo=O.4mm/sUi=O.lmm/s

1）所需沉淀池平面積為A=2=—吧）=50〃/

H00.4x10-3

2）沉速為O.lmm/s的顆粒的去除率為￡="=里=0.25

w00.4

2、原水泥砂沉降試驗數(shù)據(jù)見下表。取樣口在水面180cm處。平流沉淀池設計流量為900m3/h,

表面積為500m2,試按理想沉淀池條件，求該池可去除泥砂顆粒約百分之幾？（C。表示泥

砂初始濃度，C表示取樣濃度）。（20'）

取樣時間（min）015203060120180

C/C。10.980.880.700.300.120.08

解：已知h=180cmQ=900m3/hA=500m2

沉速計算

取樣時間（min）015203060120180

u=h/t(cm/min)—129631.51

沉速分布見卜一圖。

S9

8

O6.

7

6

6

6

5

6

4

s

3

s

2

s

1

24681012

沉降速度(cm/min)

截留沉速uo=2=9OOxlOO=3cm/min

A500x60

從圖上查得u（）=3cm/min時，小于該沉速的顆粒組成部分等于p（）=0.30。從圖上，相當于

積分式，Mdp的面積為0.506。因此得到總去除百分數(shù)為：

P=(l-0.30)+1(0.506)=86.9%

水質工程學（上）考試試卷二

班級：學號：姓名：

一、選擇題:（2，X10）

1、工業(yè)企業(yè)生產用水系統(tǒng)的選擇，應從全局出發(fā)，考慮水資源的節(jié)約利用和水體的保護，

并應采用（A）系統(tǒng)。

A.復用或循環(huán)B.直流或循環(huán)C.復用或直流D.直流

2、在缺乏實際用水資料情況下，最高日城市綜合用水的時變化系數(shù)宜采用（），日變化

系數(shù)宜采用（A）,個別小城鎮(zhèn)可適當加大。

A.1.3~1.6；1.1~1.5B.1.2~1.6；1.15~1.4

C.1.3~1.5；1.1~1.3D.1.2~1.5；1.1~1.3

3、凝聚劑的投配方式為（D）時，凝聚劑的溶解應按用藥量大小、凝聚劑性質，選用水力、

機械或壓縮空氣等攪拌方式。

A.人工投加B.自動投加C.干投D.濕投

4、選擇沉淀池或澄清池類型時，應根據(jù)原水水質、設計生產能力、處理后水質要求，并考

慮原水水溫變化、制水均勻程度以及是否連續(xù)運轉等因素，結合當?shù)貤l件通過（D）比較

確定。

A.工程造價B.同類型水廠C.施工難度D.技術經濟

5、平流沉淀池的每格寬度（或導流墻間距），一般宜為3?8m,最大不超過15m,長度與寬

度之比不得小于4；長度與深度之比不得小于（D）。

A.5B.6C.8D.10

6、懸浮澄清池宜采用穿孔管配水，水在進入澄清池前應有（A）設施。

A.氣水分離B.計量C.排氣D.取樣

7、三層濾料濾池宜采用（B）配水系統(tǒng)。

A.小阻力B.中阻力C.中阻力或大阻力D.大阻力

8、地下水除鐵曝氣氧化法的工藝：原水曝氣?（C）一過濾.

A.沉淀B.絮凝C.氧化D.混合

9、水和氯應充分混合。其接觸時間不應小于（D）min。

A.60B.20C.25D.30

10、通向加氯（氨）間的給水管道，應保證不間斷供水，并盡量保持管道內（C）的穩(wěn)定。

A.流速B.流態(tài)C.水壓D.流量。

二、名詞解釋：（4'X5）

1、飽和指數(shù)——用以定性地預測水中碳酸鈣沉淀或溶解傾向性的指數(shù)，用水的實際PH值

減去其在碳酸鈣處于平衡條件下理論計算的PH值之差來表示。

2、機械攪拌澄清池——利用機械的提升和攪拌作用，促使泥渣循環(huán)，并使原水中雜質顆粒

與已形成的泥渣接觸絮凝和分離沉淀的構筑物。

3、虹吸濾池------種以虹吸管代替進水和排水閥門的快濾池形式。濾池各格出水互相連通,

反沖洗水由未進行沖洗的其余濾格的濾后水供給。過濾方式為等濾速、變水位運行。

4、反滲透法——在膜的原水一側施加比溶液滲透壓高的外界壓力，原水透過半透膜時，只

允許水透過，其他物質不能透過而被截留在膜表面的過程。

5、機械混合——水體通過機械提供能量，改變水體流態(tài)，以達到混合目的過程。

三、簡答題：（30，）

1、PF型和CMB型反應器為什么效果相同？兩者優(yōu)缺點比較。

答：在推流型反應器的起端（或開始階段），物料是在C0的高濃度下進行的，反應速

度很快。沿著液流方向，隨著流程增加（或反應時間的延續(xù)），物料濃度逐漸降低，反應速

度也隨之逐漸減小。這也間歇式反應器的反應過程是完全一樣的。介它優(yōu)于間歇式反應器的

在于：間歇式反應器除了反應時間以外，還需考慮投料和卸料時間，而推流型反應器為連續(xù)

操作。

2、理想沉淀池應符合哪些條件？根據(jù)理想沉淀條件，沉淀效率與池子深度、長度和表面積

關系如何？

答：理想沉淀池應符合以下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，與表面積成反比。

3、從濾層中雜質分布規(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、粒徑較大的輕質濾料，下層采用密度較大、粒徑較小

的重質濾料?，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、粒徑較小的重質濾料，三層濾料不僅含污能力較高，而且保證了濾后的

水質。

均質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

種均質濾料層的含污能力顯然大于上細下粗的級配濾層。.

4、反映有機物污染的指標有哪幾項？它們相互之間的關系如何？

答：有機物及其指標

生物化學需氧量或生化需氧量（BOD）

化學需氧量（COD）

總需氧量（TOD）

總有機碳（TOC）

BOD：在水溫為20度的條件下，由于微生物（主要是細菌）的生活活動，將有機物氧化

成無機物所消耗的溶解氧量，稱為生物化學需氧量或生化需氧量。

COD：在酸性條件下，將有機物氧化成CO?與H2O所消耗的氧量。

TOD：由于有機物的主要元素是C、H、0、N、S等。被氧化后，分別產生CO2、％0、

NC）2和SC>2,所消耗的氧量稱為總需氧量。

TOC：表示有機物濃度的綜合指標。先將一定數(shù)量的水樣經過酸化，用壓縮空氣吹脫其

中的無機碳酸鹽，排除干擾，然后注入含氧量已知的氧氣流中，再通過以鉗鋼為觸煤的燃燒

管，在900度高溫下燃燒，把有機物所含的碳氧化成CO2,用紅外氣體分析儀記錄CO2的

數(shù)量并折算成含碳量即等于總有機碳TOC值。

它們之間的相互關系為：TOD>COD>BOD>TOC

5、說明沉淀有哪幾種類型？各有何特點，并討論各種類型的內在聯(lián)系和區(qū)別，各適用在哪

些場合？

答：根據(jù)懸浮物質的性質、濃度及絮凝性能，沉淀可分為4種類型。

1、自由沉淀當懸浮物濃度不高時在沉淀的過程中，顆粒之間互不碰撞，呈單顆粒狀

態(tài)，各自獨立地完成沉淀過程。適用于沉砂池中的沉淀以及懸浮物濃度較低的污水在初次沉

淀池中的沉淀過程。

2、絮凝沉淀當懸浮物濃度約為50?500mg/L時，在沉淀過程中，顆粒于顆粒之間可

能互相碰撞產生絮凝作用，使顆粒的粒徑與質量逐漸加大，沉淀速度不斷加大。主要應用是

活性污泥在二次沉淀池中的沉淀。

3、區(qū)域沉淀當懸浮物濃度大于500mg/L時，在沉淀過程中，相鄰顆粒之間互相妨礙、

干擾，沉速大的顆粒也無法超越沉速小的顆粒，各自保持相對位置不變，并在聚合力的作用

下，顆粒群結合成一個整體向下沉淀。主要應用是二次沉淀池下部的沉淀過程及濃縮池開始

階段。

4、壓縮、區(qū)域沉淀的繼續(xù)，即形成壓縮。顆粒間互相支承，上層顆粒在重力作用下，

擠出下層顆粒的間隙水，使污泥得到濃縮。典型的例子是活性污泥在二次沉淀池的污泥斗中

及濃縮池中的濃縮過程。

四、計算題：30，

1、河水總堿度0.1mmol/L（按CaO計）。硫酸鋁（含AI2O3為16%）投加量為25mg/L,問

是否需要投加石灰以保證硫酸鋁順利水解？設水廠日生產水量5OOOOm3,試問水廠每天約需

要多少千克石灰（石灰純度按50%計）。（處理水剩余堿度要求不得低于0.47mmol/L（按

CaO計））

解：投入藥劑量折合AI2O3為25mg/IX16%=4mg,

AI2O3的分子量為102?

故投入藥劑量相當于4/102=0.039mmol/l,

剩余堿度取0.37mmol/I,貝lj得[CaO]=3X0,039+lX0.37=0.487（mmol/1）,

CaO的分子量為56,

則石灰投量為0.487X56X50000/0.5=2.3X106（g）=2.3X103（kg）

2、設初沉池為平流式，澄清部分高為H,長為L,進水量為Q,試按理想沉淀理論對比：

①出水渠設在池末端②如圖所示，設三條出水渠時，兩種情況下可完全分離掉

的最小顆粒沉速u。。

解：1）可完全分離掉的最小顆粒沉速U。滿足

LHv

得u=-H

°0L

2

2）當水流至距池末端處時，最小顆粒沉速％滿足

上三得

°3L

當水流至距池末端（L處時，最小顆粒沉速滿足

-Ljj〃

,_5_H-t,u0

%一一，

V?0

得UQ----------H

°9L

當水流至距池末端時，最小顆粒沉速滿足

-L,的上刖-Q工

rrz，

t=="T田0—'2劭y=3_=lv

3廠/A3

”2V

得“；=——H

°3L

2V

所以設三條出水渠時，可完全分離掉的最小顆粒沉速u°為一一H,其值小于出水渠

3L

設在池末端時可完全分離掉的最小顆粒沉速u”

水質工程學（上）考試試卷三

班級：學號：姓名：

一、選擇題:（2，X10）

1、給水工程設計提倡的“兩提高，三降低”是指（D）。

A.提高供水水質，提高供水水壓，降低能耗，降低風險，降低藥耗

B.提高供水水質，提高供水經濟效益，降低能耗，降低漏耗，降低藥耗

C.提高供水經濟效益，提高供水社會效益，降低能耗，降低風險，降低藥耗

D.提高供水水質，提高供水安全可靠性，降低能耗，降低漏耗，降低藥耗

2、城鎮(zhèn)的未預見用水量及管網漏失水量可按最高日用水量的（A）合并計算。

A.15%?25%B.10%?20%C.15%?20%D.10%?25%

3、計算固體凝聚劑和石灰貯藏倉庫的面積時，其堆放高度一般當采用石灰時可為（A）m?

當采用機械搬運設備時，堆放高度可適當增加。

A.1.5B.1.2C.1.0D.2.0

4、設計隔板絮凝池時，絮凝池廊道的流速，應按由大到小的漸變流速進行設計，起端流速

一般宜為（B）m/s,末端流速一般宜為0.2~0.3m/s。

A.0.2?0.3B.0.5?0.6C.0.6?0.8D.0.8?1.0

5、脈沖（A）可采用30?40s,充放時間比為3：I?4：I。

A.周期B.持續(xù)時間C.形成D.間隔

6、氣浮池接觸室的上升流速，一般可采用（C）mm/s,分離室的向下流速，一般可采用

1.5?2.5mm/s。

A.2-10B.8-15C.10-20D.15?30。

7、每個無閥濾池應設單獨的進水系統(tǒng)，（D）系統(tǒng)應有不使空氣進入濾池的措施。

A.出水B.沖洗C.排水D.進水

8、地卜水除鐵除鎰采用淋水裝置（穿孔管或蓮蓬頭）時，孔眼直徑可采用（C）mm,孔眼

流速為1.5?2.5m/s,安裝高度為1.5?2.5m。當采用蓮蓬頭時，每個蓮蓬頭的服務面積為

A.2-6B.3-6C.4-8D.5?10。

9、采用葉輪表面曝氣裝置時，曝氣池容積可按（A）分鐘處理水量計算；葉輪直徑與池長

邊或直徑之比可為1：6?1：8,葉輪外緣線速度可為4?6m/s。

A.20-40B.20~30C.15?30D.10-20

10、加氯（氨）間外部應備有防毒面具、搶救材料和工具箱。防毒面具應嚴密封藏，以免失效。

（C）和通風設備應設室外開關。

A.報警器B.加氯機C.照明D.氯瓶

二、名詞解釋：（4，X5）

1、需氯量與余氯量一一需氯量指用于滅活水中微生物、氧化有機物和還原性物質所消

耗的加氯量；余氯量指為了抑制水中殘余病原微生物的再度繁殖，管網中尚需維持少量剩余

氯。

2、沉淀池截留沉速——沉淀池所能全部去除的顆粒中的最小顆粒的沉速。以U。表示

3、大阻力配水系統(tǒng)——指通過減小反沖洗進水管孔口面積達到增加配水系統(tǒng)水頭損失，消

弱承托層、濾料層阻力系數(shù)及配水系統(tǒng)壓力不均勻的影響。

4、離子交換樹脂的溶脹性——干樹脂浸泡水中，體積脹大，成為濕樹脂；濕樹脂轉型時

體積也會變化。

5、異向絮凝——顆粒在水中的布朗運動，所造成的顆粒碰撞聚集。

三、簡答題：（30，）

1、凈化、軟化、除鹽三種處理工藝中各去除的主要對象是什么？

軟化工藝主要去除的是Ca2,、Mg2+離子；

除鹽是去除水中全部或部分溶解鹽類；

凈化是指包括懸浮物和膠體雜質的澄清過濾等預處理。

2、什么是等速過濾？什么是變速過濾？為什么說等速過濾實質上是變速的，而變速過濾卻

接近等速？

等速過濾是指濾池過濾速度保持不變，亦即濾池流量保持不變。認為是變速是因為對于

濾層孔隙內來說，水流速度是一個增速。

變速是指濾速隨時間而逐漸減小的過濾。認為是等速是因為對于整個濾池的出水來說是

不變的；其次，濾池組中，各個濾池處于過濾狀態(tài)時，各個濾池的濾速不變。

3、混合和絮凝反應同樣都是解決攪拌問題，它們對攪拌的要求有何不同？為什么？

混合的H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、要有足夠的反應時間，使顆粒逐漸

增長到可以重力沉降的尺寸。

4、3種理想反應器的假定條件是什么？研究理想反應器對水處理設備的設計和操作有何作

用。

答：3種理想反應器的假定條件如下

1）完全混合間歇式反應器中的反應：不存在由物質遷移而導致的物質輸入和輸出、且

假定是在恒溫下操作。

2）完全混合連續(xù)式反應器：反應器內物料完全均勻混合且與輸出產物相同的假定，且

是在恒溫下操作。

3）推流型反應器：反應器內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器理論推動了水處理工藝發(fā)展。在化工生產過程中，反應器

只作為化學反應設備來獨立研究，但在水處理中，含義較廣泛。許多水處理設備與池子都可

作為反應器來進行分析研究，包括化學反應、生物化學反應以至物理過程等。例如，氯化消

毒池，除鐵、除缽濾池、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用

反應器原理和方法進行分析、研究。介紹反應器概念，目的就是提供一種分析研究水處理工

藝設備的方法和思路。

5、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。這就稱為折點加氯。

1區(qū)：無余氯，消毒效果不可靠；

2區(qū)：氯與氨反應，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NH2C1；

3區(qū)：2NH2C1+HOC1N2+HCI+H20,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H0C1反應完，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，?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處理和深度處理方法和其它消毒方法。

四、計算題：30,

1、設物料i分別通過CSTR型和PF型反應器進行反應，進水和出水中I濃度之比為，且

屬于-級反應，k=2h-l水流在CSTR型和PF型反應器內各需多少停留時間？(注：Co—

進水中i初始濃度；Q一出水中i濃度)

解：

1)由CSTR一級反應方程式可得：

t=(C0/Ce-l)/k=(l0-l)/2=4.5h

2)由PF一級反應方程式可得：

t=(lnCo-InCc)/k=1.15h

2、188、某天然海砂篩分結果見卜一表根據(jù)設計要求：4o=O.54mm,誨0=2.0。試問篩

選濾料時，共需篩除百分之幾天然砂粒(分析砂樣200g)

篩分實驗記錄

篩孔留在篩上砂量通過該號篩的砂量

(mm)質量(g)%質量(g)%

2.360.8

1.6518.4

1.0040.6

0.5985.0

0.2543.4

0.219.2

篩盤底2.6

合計200

已知：砂粒球度系數(shù)。=0.94；砂層孔隙率加0=0.4：砂層總厚度/（）=70cm；水溫按15°C

解：補填以上表格如下。

篩孔留在篩卜.砂量通過該號篩的砂量

(mm)質量（g）%質量（g）%

2.360.80.4199.299.6

1.6518.49.2180.890.4

1.0040.620.3140.270.1

0.5985.042.555.227.6

0.2543.421.711.85.9

0.219.24.62.61.3

篩盤底2.61.3一一

合計200100.0

由已知設計要求dio=0.54mmKSo=2.O,則d8o=2x0.54=1.08?按此要求篩選濾料，方

法如下：

自橫坐標0.54mm和1.08mm兩點，分別作垂線與篩分曲線相交。自兩交點作平行線與

右邊縱坐標軸相交，并以此交點作為10%和80%,在10%和80%之間分成7等分，則每等

分為10%的砂量，以此向上下兩端延伸，即得。和100%之點，以此作為新坐標。再自新坐

標原點和100%作平行線與篩分曲線相交，在此兩點以內即為所選濾料，余下部分應全部篩

除。由圖知，大粒徑（d>1.52）顆粒約篩除13.6%，小粒徑（d<0.43）顆粒約篩除17.5%,

共篩除31.1%左右。

濾料篩分曲線如下圖。

0.20.40.540.60.8101.08121.41.6),82.0222.4

篩孔孔徑(mm)

水質工程學（上）考試試卷四

班級：學號：姓名：

一、選擇題:（2，X10）

1、下面關于給水工程設計的說法，正確的是（A）。

（1）給水工程設備機械化和自動化程度，應從提高供水水質和供水可靠性、降低能耗，

提高科學管理水平，改善勞動條件和增加經濟效益出發(fā)，根據(jù)需要和可能及設備供應情況，

妥善確定

（2）給水工程設備機械化和自動化程度，應從提高科學管理水平，改善勞動條件和增加

經濟效益出發(fā)，根據(jù)需要和可能及設備供應情況，妥善確定

（3）對繁重和頻繁的手工操作、有關影響給水安全和危害人體健康的主要設備，應首先

考慮采用機械化或自動化裝置

（4）對繁重和頻繁的手工操作和危害人體健康的主要設備，應首先考慮采用機械化或自

動化裝置

A.（1）、（3）B.（2）、（3）C.（1）、（4）D.（1）

2、用地表水作為城市供水水源時，其設計枯水流量的保證率，應根據(jù)城市規(guī)模和工業(yè)大用

戶的重要性選定，一般可采用（B）。

A.85%?90%B.90%?97%C.97%D.90%

3、凝聚劑用量較小時，溶解池可兼作（C）。

A.貯藥池B.攪拌池C.投藥池D.計量池

4、設計隔板絮凝池時，絮凝時間一般宜為（A）min；

A.20?30B.15~20C.10-15D.12—15

5、機械攪拌澄清池是否設置機械刮泥裝置，應根據(jù)池徑大小、底坡大小、進水（B）含量

及其顆粒組成等因素確定。

A.濁度B.懸浮物C.含砂量D.有機物

6、氣浮池的單格寬度不宜超過（B）米；池長不宜超過15m；有效水深一般可采用2.0~

2.5m。

A.6B.10C.12D.8

7、濾池的工作周期，宜采用（D）h。

A.8-12B.10-16C.10-18D.12-24

8、移動罩濾池過濾室濾料表面以上的直壁高度應等于沖洗時濾料的（C）高度再加保護

高。

A.濾層B.平均C.最大膨脹D.水頭損失。

9、地下水除鐵除鎰采用噴水裝置時，每（D）m?水池面積上宜裝設4?6個向上噴出的噴

嘴，噴嘴處的工作水頭一般采用7m。

A.5B.6C.8D.10?

10、液氯（氨）加藥間的集中采暖設備宜用（A）。如采用火爐時，火口宜設在室外。散熱

片或火爐應離開氯（氨）瓶和加注機。

A.暖氣B.電熱爐C.火爐D.空調

二、名詞解釋：（4'X5）

1、硝化——在消化細菌的作用下，氨態(tài)氮進行分解氧化，就此分兩個階段進行，首先在亞

消化菌的作用下，使氨轉化為亞硝酸氮，然后亞硝酸氮在硝酸菌的作用下，進一步轉化為硝

酸氮。

2、徑流系數(shù)——徑流量與降雨量的比值稱徑流系數(shù)，其值常小于1。

3、混凝劑——為使膠體失去穩(wěn)定性和脫穩(wěn)膠體相互聚集所投加的藥劑。

4、機械混合——水體通過機械提供能量，改變水體流態(tài)，以達到混合目的過程。

5、脈沖澄清池——處于懸浮狀態(tài)的泥渣層不斷產生周期性的壓縮和膨脹，促使原水中雜質

顆粒與己形成的泥渣進行接觸凝聚和分離沉淀的構筑物。

三、簡答題:（30，）

1、如何衡量平流式沉淀的水力條件？在工程實踐中為獲得較好的水力條件，采用什么措施

最為有效？

答：以雷諾數(shù)Re和弗勞德數(shù)Fr來衡量平流式沉淀池的水力條件。通常應降低Re、提

高Fro工程實踐中為獲得較好的水力條件，有效的措施是減少水力半徑。池中采用縱向分

格及斜板、斜管沉淀池。

2、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.水中雜質影響

3.水溫影響

4.水的PH值和堿度影響

3、從濾層中雜質分布規(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、粒徑較大的輕質濾料，下層采用密度較大、粒徑較小

的重質濾料?，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、粒徑較小的重質濾料，三層濾料不僅含污能力較高，而且保證了濾后的

水質。

均質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

種均質濾料層的含污能力顯然大于上細下粗的級配濾層。

4、寫出地表水的四種不同處理工藝流程

混凝劑高分子助凝劑消毒劑

Y昆凝劑懦分子助凝劑”消毒劑

1.地表水一次凈化原水」混合上一直接過濾電一清水池—*二級泵房—?用戶

'i飛劑|消毒劑

混仔丁*絮凝沉淀池丁濾清水池一*二級泵房

一用戶CL澄清池」

I混凝劑|O

3.受污染水源處理（I）原/成一*混合一*澄清池一砂濾池一上

*臭氧接觸池—活性炭池

￡-*清水池一＞二級泵房一?用戶

C12[混凝劑]消毒劑

4.受污染水源處理（H）原水生物處理混j絮疑沉淀過海清相也憶繳泵房

用戶—*

5、進水管U形存水彎有何作用？

答：進水管設置U形存水彎的作用，是防止濾池沖洗時，空氣通過進水管進入虹吸管

從而破壞虹吸。當濾池反沖洗時，如果進水管停止進水，U形存水彎即相當于一根測壓管，

存水彎中的水位將在虹吸管與進水管連接三通的標高以下。這說明此處有強烈的抽吸作用。

如果不設U形存水彎，無論進水管停止進水或繼續(xù)進水，都會將空氣吸入虹吸管。

五、計算題：301

1、在實驗室內做氯消毒試驗。已知細菌被滅活速率為級反應，且k=0.85min“。求細菌

被滅99.5%時，所需消毒時間為多少分鐘？（分別為CMB型和CSTR型計算）

解：設原有細菌密度為c0,t時后尚存活的細菌密度為“被殺死的細菌則為Co-.,若為CMB

型反應器，根據(jù)題意，在t時刻

~^=99.5%

co

即c,=0.005c。

細菌被滅火率等于細菌減少速率

于是r（c,）=—kci=0.85c;

即f=----Inm200=6.23min

0.85c00.85

若為CSBR型反應器，根據(jù)題意，

t=1=]I_]199

----=234.1min

JO.85（O.OO5CO0.85

2、液體中物料i濃度為200mg/L,經過2個串聯(lián)的CSTR型反應器后，i的濃度降至20mg/L,

液體流量為5000m3/h；反應級數(shù)為1；速率常數(shù)為0.8hL求每個反應器的體積和總反應時

間。

提示：山CSTR二級反應方程式可得:

2

C2/Co=(1/(1+kt))得t=2.7(h)

所以T=2t=5.4(h)

V=Qt=5000x2.7=13500(m3)

水質工程學（上）考試試卷五

班級：學號：姓名：

一、選擇題：（2，X10）

1、下面說法錯誤的是（A）。

（1）當按建筑層數(shù)確定生活飲用水管網上的最小服務水頭時：一層為10m,二層為12m,

二層以上每增高一層增加3m

（2）計算管網時，對單獨高層建筑物或在高地上的建筑物所需的水壓可不作為控制條件。

為滿足上述建筑物的供水，可設置局部加壓裝置

（3）在缺乏實際用水資料情況下，最高日城市綜合用水的時變化系數(shù)宜采用1.3~1.6,

日變化系數(shù)宜采用1.1~1.5,個別小城鎮(zhèn)可適當加大

（4）城鎮(zhèn)的未預見用水量及管網漏失水量可按最高日用水量的15%?25%合并計算；工

業(yè)企業(yè)自備水廠的未預見用水量及管網漏失水量可根據(jù)工藝及設備情況確定.

A.（1）B.（2）C.（3）D.⑴、（4）

2、下面關于地卜.水取水構筑物的說法，不正確的是（D）。

A.地下水取水構筑物應位于水質良好、不易受污染的富水地段

B.地卜水取水構筑物應靠近主要用水地區(qū)

C.地下水取水構筑物的位置應便于施工、運行和維護方便

D.井群用虹吸管集水時，虹吸管應采用鋼管或鑄鐵管。每條虹吸管的長度不宜超過

600m,管內流速可采用0.5?0.7m/s,水平管段沿水流方向的向上坡度不宜小于0.001

3、凝聚劑和助凝劑品種的選擇及其用量，應根據(jù)相似條件卜的水廠運行經驗或原水凝聚沉

淀試驗資料，結合當?shù)厮巹┕闆r，通過（B）比較確定。

A.市場價格B.技術經濟C.處理效果D.同類型水廠

4、沉淀池和澄清池的個數(shù)或能夠單獨排空的分格數(shù)不宜少于（C）。

A.同時工作的個數(shù)B.三個C.兩個D.四個

5、設計機械絮凝池時，攪拌機的轉速應根據(jù)漿板邊緣處的線速度通過計算確定，線速度宜

自第一檔的（B）m/s逐漸變小至末檔的（）m/s。

A.0.5；0.1B.0.5；0.2C.0.6；0.3D.0.6；0.2

6、異向流斜管沉淀池，斜管（C）液面負荷，應按相似條件下的運行經驗確，一般可采，

用9.0~11.0m3/（m2,d）o

A進水區(qū)B.配水區(qū)C.沉淀區(qū)D出水區(qū)

7、移動罩濾池的設計過濾水頭，可采用（A）m,堰頂宜做成可調節(jié)高低的形式。移動罩

濾池應設恒定過濾水位的裝置。

A.1.2~1.5B.1.0~1.2C.0.8~1.0D.1.5~1.8

8、地卜水除錦宜采用接觸氧化法，當原水含鐵量高于2.Omg/L、含鎰量高于1.5mg/L

時，應通過試驗確定。其工藝流程必要時可采用：原水曝氣一（C）-1次過濾除鐵一2

次過濾除鎰。

A.沉淀B.絮凝C.氧化D.混合

9、當采用氯胺消毒時，氯和氨的投加比例應通過（C）確定，一般可采用重量比為3：1?

6：1?

A.計算B.經濟比較C.試驗D.經驗

10、投加消毒藥劑的管道及配件應采用耐腐蝕材料，加氨管道及設備（D）采用銅質材料。

A.應該B.盡量C.不宜D.不應

二、名詞解釋：(41X5)

1、濾料不均勻系數(shù)(心0)——濾料經篩分后，小于總重量80%的濾料顆粒粒徑與有效粒徑之

比。

2、強制濾速(compulsoryfiltrationrate)-----部分濾格因進行檢修或翻砂而停運時，在總濾

水量不變的情況下其他運行濾格的濾速。

3、混凝沉淀除氟(coagulationsedimentationfordefluorinate)采用在水中投加具有凝聚

能力或與氟化物產生沉淀的物質，形成大量膠體物質或沉淀，氟化物也隨之凝聚或沉淀，再

通過過濾將氟離子從水中除去的過程。

4、保安過濾(cartridgefiltration)-----水從微濾濾芯(精度一般小于5um)的外側進入濾

芯內部，微量懸浮物或細小雜質顆粒物被截留在濾芯外部的過程。

5、臭氧接觸池(ozonationcontactrecectors)-----使臭氧氣體擴散到處理水中并使之與水全

面接觸和完成反應的處理構筑物。

三、簡答題：(30')

1、為什么串聯(lián)的CSTR型反應器比同體積的單個CSTR型反應器效果好？(8，)

答：如果采用多個體積相等的CSTR型反應器串聯(lián)使用，則第2只反應器的輸入物料濃

度即為第1只反應器的輸出物料濃度，以此類推。

設為?級反應，每只反應器可寫出如下公式：

11C,_1

C1+匕C1+NC.1+Zr

(}U1y/I—I

所有公式左邊和右邊分別相乘：

S.S.S!______!_

CQG。2Cil+l+kt1+kf

色=c'

CO[l+ktj

式中i為單個反應器的反應時間?？偡磻獣r間亍=加。

串聯(lián)的反應器數(shù)愈多，所需反應時間愈短，理論上，當串聯(lián)的反應器數(shù)〃78時,

所需反應時間將趨近于CMB型和PF型的反應時間。

2、什么叫自由沉淀、擁擠沉淀和絮凝沉淀？(7，)

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、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)缺點并指出哪兒種濾池屬“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深入下層濾料，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節(jié)功能，并可能產生負水頭現(xiàn)象。虹吸濾池和無閥濾池屬于

等速濾池。

4、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H0C1起作用：

C12+H2O?HOC1+HC1

HOCI=H++ocr

因為起消毒作用的是HOC1,而pH值H0C1與ocr"的相對比例取決于溫度和PH

值。pH值較高時，0C1一居多，pH>9時，OC1接近100%；pH值較低時，HOC1較多，

當PH<6時，HOC1接近100%,當pH=7.54時，HOC1與OCL的量相當。所以，要保

持好的的消毒效果，需要調整pH值。

四、計算題：30，

1、位于一區(qū)的某城市，用水人口65萬，求該城市最高日居民生活用水量和