給水工程課后思考題答案

十四章：

1、水中雜質(zhì)按尺寸大小可分成幾類？了解各類雜質(zhì)主要來源、特點(diǎn)

及普通去除方法。

答：水中雜質(zhì)按尺寸大小可分成三類：

1）懸浮物和膠體雜質(zhì)：

懸浮物尺寸較大，易于在水中下沉或者上浮.但膠體顆粒尺寸很小,

在水中長期靜置也難下沉，水中所存在的膠體通常有黏土、某些細(xì)菌

及病毒、腐殖質(zhì)及蛋白質(zhì)等。有機(jī)高份子物質(zhì)通常也屬于膠體一類.

天然水中的膠體普通帶有負(fù)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(zhì)，須投加混凝劑方可去除.

2）溶解雜質(zhì)，分為有機(jī)物和無機(jī)物兩類。它們與水所構(gòu)成的均

相體系，外觀透明，屬于真溶液。但有的無機(jī)溶解物可使水產(chǎn)生色、

臭、味。無機(jī)溶解雜質(zhì)主要的某些工業(yè)用水的去除對象，但有毒、有

害無機(jī)溶解物也是生活飲用水的去除對象。有機(jī)溶解物主要來源于水

源污染，也有天然存在的。

2、概略敘述我國天然地表水源和地下水源的特點(diǎn)。（8，）

答：1）、我國水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜.各地區(qū)地下水中含鹽量相差

很大，但大部份地下水的含鹽在200~500mg/L之間。普通情況下，

多雨地區(qū)含鹽量較低；干旱地區(qū)含鹽量較高。

地下水硬度高于地表水，我國地下水總硬度通常在

60~300mg/L（以CaO計(jì)）之間，少數(shù)地區(qū)有時高達(dá)300?700mg/L.

我國含鐵地下水分布較廣，比較集中的地區(qū)是松花江流域和長江

中、下游地區(qū)。黃河流域、珠江流域等地也都有含鐵地下水。含鐵量

通常為10mg/L以下，個別可高達(dá)30mg/L.

地下水中的鋅與鐵共存，但含鐵量比鐵不。我國地下水含有鋅量

普通不超過2mg/L~3mg/L。個別高達(dá)30mg/L。

2）、我國是世界上高濁度水河眾多的國家之一。西北及華北地區(qū)

流經(jīng)黃土高原的黃河水系、海河水系及長江中、上游等，河水含砂量

很大，華北地區(qū)和東北和西南地區(qū)大部份河流，濁度較低。江河水的含

鹽量和硬度較低?？偟膩碚f，我國大部份河流，河水含流量和硬度普通

均無礙于生活飲用。（作為給水水源,江河水水質(zhì)具有哪些特點(diǎn)？答：

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.江河水最大的確定是：宜受工業(yè)廢水、生活污水及其他

各種人為污染，于是水的色、臭、味變化較大,有毒或者有害物質(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、

作為給水水源，地下水水質(zhì)具有哪些特點(diǎn)？

答：地下水水質(zhì)、水溫較穩(wěn)定。地下水硬度高于地表水，地下水中的

鐵常與鎰共存，超過飲用水標(biāo)準(zhǔn)，需經(jīng)處理方可使用，含鹽量各硬度較高。

）

3、了解《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中各項(xiàng)指標(biāo)的意義。（79）

答：在《標(biāo)準(zhǔn)》中所列的水質(zhì)項(xiàng)目可分成以下幾類.一類屬于感

官性狀方面的要求，如不的水度、色度、臭和味以及肉眼可見物等。

第二類是對人體健康有益但不希翼過量的化學(xué)物質(zhì).第三類是對人體

健康無益但普通情況下毒性也很低的物質(zhì)。第四類有毒物質(zhì)。第五類

細(xì)菌學(xué)指標(biāo)，目前僅列細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌數(shù)和余氯三項(xiàng)。

4、反應(yīng)器原理用于水處理有何作用和特點(diǎn)？（7，）

答：反應(yīng)器是化工生產(chǎn)過程中的核心部份.在反應(yīng)器中所進(jìn)行的

過程,既有化學(xué)反應(yīng)過程，又有物理過程，影響因素復(fù)雜.在水處理方

面引入反應(yīng)器理論推動了水處理工藝發(fā)展.在化工生產(chǎn)過程中，反應(yīng)

器只作為化學(xué)反應(yīng)設(shè)備來獨(dú)立研究，但在水處理中，含義較廣泛。許

多水處理設(shè)備與池子都可作為反應(yīng)器來進(jìn)行分析研究，包括化學(xué)反

應(yīng)、生物化學(xué)反應(yīng)以至物理過程等。例如，不的氯化消毒池,除鐵、

除錦濾池、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(yīng)用反應(yīng)器原理和方法進(jìn)行分析、研究。

5、試舉出3種質(zhì)量傳遞機(jī)理的實(shí)例。（70

答：質(zhì)量傳遞輸可分為：主流傳遞；份子擴(kuò)散傳遞；紊流擴(kuò)散傳

遞.

1）＞主流傳遞：在平流池中，物質(zhì)將隨水流作水平遷移。物質(zhì)在

水平方向的濃度變化，是由主流遷移和化學(xué)引起的。

2）、份子擴(kuò)散傳遞：在靜止或者作層流運(yùn)動的液體中，存在濃度

梯度的話，高濃度區(qū)內(nèi)的組分總是向低濃度區(qū)遷移，最終趨于均勻分

布狀態(tài),濃度梯度消失.如平流池等.

3）、在絕大多數(shù)情況下，水流往往處于紊流狀態(tài)。水處理構(gòu)筑物

中絕大部份都是紊流擴(kuò)散。

6、3種理想反應(yīng)器的假定條件是什么?研究理想反應(yīng)器對水處理設(shè)備

的設(shè)計(jì)和操作有何作用。

答:3種理想反應(yīng)器的假定條件如下

1）徹底濕合間歇式反應(yīng)器中的反應(yīng):不存在由物質(zhì)遷移而導(dǎo)致的

物質(zhì)輸入和輸出、且假定是在恒溫下操作。

2）徹底混合連續(xù)式反應(yīng)器：反應(yīng)器內(nèi)物料徹底均勻混合且與輸出

產(chǎn)物相同的假定，且是在恒溫下操作。

3）推流型反應(yīng)器：反應(yīng)器內(nèi)的物料僅以相同流速平行流動，而無

擴(kuò)散作用，這種流型惟一的質(zhì)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(yīng)器理論推動了水處理工藝發(fā)展,在化工

生產(chǎn)過程中，反應(yīng)器只作為化學(xué)反應(yīng)設(shè)備來獨(dú)立研究，但在水處理中，

含義較廣泛。許多水處理設(shè)備與池子都可作為反應(yīng)器來進(jìn)行分析研

究，包括化學(xué)反應(yīng)、生物化學(xué)反應(yīng)以至物理過程等。例如，氯化消毒

池，除鐵、除鎰濾池、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(yīng)用反應(yīng)器原理和方法進(jìn)行分析、研究.介紹反應(yīng)器

概念，目的就是提供一種分析研究水處理工藝設(shè)備的方法和思路.

7、為什么串聯(lián)的CSTR型反應(yīng)器比同體積的單個CSTR型反應(yīng)器效果

好？（8）

答:如果采用多個體積相等的CSTR型反應(yīng)器串聯(lián)使用，則第2只

反應(yīng)器的輸入物料濃度即為第1只反應(yīng)器的輸出物料濃度，以此類

推。

設(shè)為一級反應(yīng)，每只反應(yīng)器可寫出如下公式：

=?=?=

所有公式左邊和右邊分別相'乘；

式中為單個反應(yīng)器的反應(yīng)時間?？偡磻?yīng)時間°

串聯(lián)的反應(yīng)器數(shù)愈多，所需反應(yīng)時間愈短，理論上，當(dāng)串聯(lián)的反

應(yīng)器數(shù)時，所需反應(yīng)時間將趨近于CMB型和PF型的反應(yīng)時間.

8、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(yīng)器內(nèi)的混合是兩種不同的混合。前者是同

時進(jìn)入反應(yīng)器又同時流出反應(yīng)器的相同物料之間的混合，所有物料在

反應(yīng)器內(nèi)停留時間相同;后者是在不同時間進(jìn)入反應(yīng)器又在不同時間

流出反應(yīng)器的物料之間的混合，物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時間各不相同，

理論上，反應(yīng)器內(nèi)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(xué)反應(yīng)工程上稱之為“返混”。顯然，在PF反應(yīng)器內(nèi)，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(shè)備中存在死角以及物質(zhì)擴(kuò)散等等.

9、PF型和CMB型反應(yīng)器為什么效果相同？兩者優(yōu)缺點(diǎn)比較。

答：在推流型反應(yīng)器的起端（或者開始階段），物料是在CO的高濃

度下進(jìn)行的，反應(yīng)速度很快。沿著液流方向，隨著流程增加（或者反

應(yīng)時間的延續(xù)），物料濃度逐漸降低，反應(yīng)速度也隨之逐漸減小。這

也間歇式反應(yīng)器的反應(yīng)過程是徹底一樣的。介它優(yōu)于間歇式反應(yīng)器的

在

于：間歇式反應(yīng)器除了反應(yīng)時間以外，還需考慮投料和卸料時間，而

推流型反應(yīng)器為連續(xù)操作。

11、何謂“縱向分散模型縱向分散模型對水處理設(shè)備的分析研究

有何作用？（7，）

答:縱向分散模型就是在推流型基礎(chǔ)上加之一個縱向的混合，而

這種混合又可設(shè)想為一種擴(kuò)散所引起的，其中既包括份子擴(kuò)散、紊流

擴(kuò)散,又包括短流、環(huán)流、流速不均勻等。這種模型與實(shí)際所研究的

對象基本等效，不必去深究擴(kuò)散機(jī)理及其它細(xì)節(jié)，所以在對水處理設(shè)

備的分析研究中采用此模型更簡單方便。

十五章：

1、微污染主要指水源水中、含量增加.

答：有機(jī)物，氨氮

2、聚丙烯酰胺既是劑，也是劑。

答:混凝，助凝

3、高份子混凝劑投量過多時，為什么混凝效果反而不好？

答:當(dāng)高份子物質(zhì)投量過多時，將產(chǎn)生“膠體保護(hù)”作用.“膠體保護(hù)”可理

解為:當(dāng)全部膠粒的吸附面均被高份子覆蓋以后，兩膠粒接近時，就受

到高份子的妨礙而不能會萃。這種妨礙來源于高份子之間的相互排斥.

排斥里可能來源于“膠粒一膠?！敝g高份子受到壓縮變形（象彈簧被

壓縮一樣）而具有排斥勢能，也可能由于高份子之間的電性斥力（對

帶電高份子而言）或者水化膜。

4、目前我國自來水廠內(nèi)常用的無機(jī)混凝劑有哪些？常用的助凝劑有

哪些？

答：目前，我國自來水廠內(nèi)常用的無機(jī)混凝劑包括鋁系和鐵系。其中，

鋁系混凝劑包括硫酸鋁、明磯、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁。鐵系混凝

劑包括三氟化鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵以及聚合氯化鐵。水廠內(nèi)常

用的助凝劑有：骨膠、聚丙烯酰胺及其水解產(chǎn)物、活化硅酸、海藻酸

鈉等。

5、么是助凝劑？在什么情況下需投加助凝劑？

答：當(dāng)單獨(dú)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，這種藥劑稱為助凝劑。助凝劑通常為高份子物質(zhì).其作

用往往是為了改善絮體結(jié)構(gòu)，促使細(xì)小而松散的絮粒變得粗大而密

實(shí)，作用機(jī)理是吸附架橋.例如:對于低溫、低濁水，采用鋁鹽或者鐵

鹽混凝劑時,形成的絮粒往往細(xì)小松散，不易沉淀。當(dāng)投入少量活化

硅酸時，絮凝體的尺寸和密度就會增大，沉速加快。

6、混合和絮凝反應(yīng)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？

混合的目的是使膠體顆粒凝結(jié)脫穩(wěn)，在混合過程中，必須要使混

凝劑的有效成份迅速均勻地與水中膠體顆粒接觸產(chǎn)生凝結(jié)作用，所以

混合過程要求強(qiáng)烈、快速、短時，在盡可能短的時間內(nèi)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(xì)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(shí)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(xì)小顆粒產(chǎn)生速度梯度,，同時要求整

個絮凝池中顆粒運(yùn)動速度必須由快到慢逐級遞減，才干保證已發(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(yīng)

時間，使顆粒逐漸增長到可以重力沉降的尺寸。

9、在絮凝過程中，為什么G值應(yīng)自進(jìn)口至出口逐漸減??？

答:為了適應(yīng)絮體增長的需要,G值在進(jìn)口處較大，此時，絮凝初期，

絮凝體尺寸較小，無破碎之慮，采用較大的G值；絮凝后期,絮體尺

寸較大，采用較小的G值，而且沿水流方向是逐漸遞減的。

11、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6o水中雜質(zhì)影響3.水溫影響

4.水的PH值和堿度影響12、混凝劑有哪

幾種投加方式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)及合用條件？

答:混凝劑常見的投加方式有：（1）泵前投加。這種方式安全可靠，普

通合用于取水泵房距水廠較近者不大于150m,當(dāng)取水泵房距水廠處

理構(gòu)筑物較遠(yuǎn)時，不易采用泵前投加“2）高位水池重力投加。當(dāng)取

水泵房距水廠較遠(yuǎn)者，應(yīng)建造高架溶液池利用重力將藥液投入水泵壓

水管上，或者投加在混合池入口處。這種投加方式安全可靠，但溶

液池位置較高。⑶水射器投加。這種投加方式設(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，易磨損。（4）泵投加。有

利于藥液與水的混合。采用計(jì)量泵最是和混凝劑自動控制系統(tǒng).

16、采用機(jī)械絮凝池時，為什么采用3?4檔攪拌器且各檔之間需用隔

墻分開？

答：單個機(jī)械絮凝池接近于CSTR型反應(yīng)器，故宜分格串聯(lián).分格越多，

越接近于PF反應(yīng)器，絮凝效果越好，但分格過多，造價(jià)增高且增加

維修工作量，普通采用3—4擋分格，每格均安裝一臺攪拌機(jī)，各擋攪拌

機(jī)之間用隔墻分開以防止水流短路。為適應(yīng)絮凝體形成規(guī)律，第一格

內(nèi)攪拌強(qiáng)度最大，而后逐格減少，從而速度梯度G值也相應(yīng)由大到小

十六章：

1、什么叫自由沉淀、擁擠沉淀和絮凝沉淀？（7，）

答：自由沉淀是指顆粒在沉淀過程中級此沒有干擾，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(zhì)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、了解肯奇沉淀理論的基本概念和它的用途。（8，）

答:肯奇沉淀理論：C=CH/H其中高度為H、均勻濃度為C的

沉淀管中所含懸浮物量和原萊禽度為H；均勻濃度為C的沉淀管中所

含懸浮物量相等。這種理論使用于較短沉淀看作實(shí)驗(yàn)，來猜測實(shí)際

沉淀效果。

1、理想沉淀池應(yīng)符合哪些條件？根據(jù)理想沉淀?xiàng)l件，沉淀效率與池

子深度、長度和表面積關(guān)系如何？（79

答:理想沉淀池應(yīng)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(rèn)為已被去除。根據(jù)

理想沉淀?xiàng)l件，沉淀效率與池子深度、長度無關(guān)，與表面積成反比。

5、影響平流式沉淀池沉淀效果的因素有哪些？

答：實(shí)際平流沉淀池偏離理想沉淀池條件的主要原因有：（1）沉

淀池實(shí)際水流狀況對沉淀效果的影響。由于如下原因引起水流

短流：進(jìn)水的慣性作用；出水堰產(chǎn)生的水流抽吸；較冷或者較重的進(jìn)

水產(chǎn)生的異重流；風(fēng)浪引起的短流；池內(nèi)存在導(dǎo)流壁和刮泥設(shè)施等.⑵

凝結(jié)作用的影響

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？

（7‘）

答：顆粒的截留沉速與沉淀池表面負(fù)荷Q/A相等.但含義不同，

表面負(fù)荷代表自池頂A開謔下沉所能全部去除的顆粒中的最小顆粒

的沉速;而截留沉速u乒映了沉淀池所能全部去除的顆粒中的最小顆

粒的沉速。

7、設(shè)計(jì)平流沉淀池主要根據(jù)沉淀時間、表面負(fù)荷還是水平流速？為

什么？（7，）

答：設(shè)計(jì)平流沉淀池的主要控制指標(biāo)是表面負(fù)荷或者停留時間，

從理論上說，采用前者較為合理，但是以停留時間作為指標(biāo)所積累的

經(jīng)驗(yàn)較多.在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)兩者兼顧。水平流速對設(shè)計(jì)平流沉淀池不

是

主要根據(jù)。

8、平流沉淀池進(jìn)水為什么采用穿孔隔墻？出水為什么往往采用出水

答：平流沉淀池要求進(jìn)水區(qū)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。普通做法是使水流從絮凝池直接流入沉淀池，

通過穿孔墻將水流均勻分布于沉淀池整個斷面上。為了緩和出水區(qū)附

近的流線過于集中，應(yīng)盡量增加出水堰的長度，以降低堰口的流量負(fù)荷,

而采用出水支渠的形式。（或者答：平流沉淀池進(jìn)水采用穿孔隔墻是

為防止絮凝體破碎，而出水采用出水支渠是使水盡量均勻流出，同時

是為了降低堰口的流量符合.）

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。？

答:由沉淀池顆粒的去處率公式E=知:顆粒沉速u1定時，增加

沉淀池表面積可以提高去除率。但沉淀池容積一定時，’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.為解決抹泥問題，斜板和斜管沉淀池發(fā)展起來，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，但對排泥不利，

根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，傾角宜為60。.（或者答：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(shí)踐

證明,傾角為60。最好.）

10、澄清池的基本原理和主要特點(diǎn)是什么？（7，）

答:澄清池是主要依靠活性泥渣層達(dá)到澄清的效果。當(dāng)脫穩(wěn)態(tài)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.澄

清池最大特點(diǎn)是充分利用了活性泥渣的絮凝作用。澄清池的排泥措

施，能不斷排除多余的陳舊泥渣，其排泥量相當(dāng)于新形成的活性泥渣

量。

十七章：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：雙層濾料上層采用密度較小、粒徑較大的輕質(zhì)濾料，下層采

用密度較大、粒徑較小的重質(zhì)濾料，雙層濾料含污能力較單層濾料高

F。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(zhì)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(zhì)濾料，

三層濾料不僅含污能力較高，而且保證了濾后的水質(zhì)。

均質(zhì)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(zhì)濾料層的含污能力顯然大于上細(xì)下粗的

級配濾層.。3、直接過濾有哪幾種方式?

采用原水直接過濾應(yīng)注意哪些問題？答：直接過濾有接觸過濾和微

絮凝過濾兩種方式，采用直接過濾應(yīng)注

意以下幾點(diǎn):1）原水濁度和白色較低且水質(zhì)變化較??；2）通常采用

雙層、三層或者均質(zhì)濾料；3）原水進(jìn)入濾池前，不應(yīng)形成大的絮凝

體以免很快阻塞濾料層表面孔隙；4）濾速應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)決定5、

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(diǎn)并指出哪幾種濾池屬“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(chǎn)生了變速過濾；反之，濾速保持不變，則水頭損失將

增加，利用這一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(zhì)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(diào)節(jié)功能，并可能產(chǎn)生負(fù)

水頭現(xiàn)象。虹吸濾池和無閥濾池屬于等速濾池。6、什么叫“

負(fù)水頭”？它對過濾和沖洗有和何影響？如何避免濾層中“負(fù)水頭”產(chǎn)

生？

答：負(fù)水頭是指濾層截留了大量雜質(zhì)以致砂面以下某一深度處的

水頭損失超過該處水深。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，一是減少了過濾面積;二是氣囊的

上升可能將部份細(xì)濾料和輕質(zhì)濾料帶出，破壞濾層結(jié)構(gòu)。避免浮現(xiàn)負(fù)

水頭的方法可以采用增加砂面上的水深，或者令濾池出口位置等于或

者高于濾層表面。7、什么叫濾料“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)濾料''的涵義是什么？(8)

答:濾料有效粒徑(d)是指通過濾料分量10%的篩孔孔徑，濾

10

料不均勻系數(shù)(K)是指通過濾料分量80%的篩孔孔徑.濾料不均勻

80

系數(shù)過大,過濾時濾層含污能力減??；反沖洗時，為滿足粗顆粒膨脹

要求，細(xì)顆?？赡鼙粵_出濾池，若滿足細(xì)顆粒膨脹要求，粗顆?？赡艿?/p>

不到很好的沖洗。均質(zhì)濾料是指濾料均勻，K等于1。

80

9、濾料承托層有何作用？粒徑級配和厚度如何考慮？(85)

答：濾料承托層的作用，主要是防止濾料從配水系統(tǒng)中流失，同

時對均布沖洗水也有一定作用。單層或者雙層濾料濾池采用大阻力配

水系統(tǒng)時，承托層采用天然卵石或者礫石，其每層厚度都為100mm,

粒徑自上而下為2?4、4~8、8?16、16?32mm。三層濾料濾池自上而

下，1?4層采用重質(zhì)礦石粒徑由0。5?8mm挨次增力口,厚度1?4層為50

mm,第5、6層采用礫石粒徑由8?32mm挨次增加，厚度為100mm或者

更大。

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(qiáng)度是否有關(guān)?(7，)

答:最小流態(tài)化沖洗流速是指反沖洗時濾料剛剛開始流態(tài)化的沖

洗速度.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(qiáng)度有關(guān).

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(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

洗時動力消耗大；管道易結(jié)垢，增加檢修艱難。

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。對于沖洗水頭優(yōu)先的虹吸濾

池和無閥濾池合用。

15、小阻力配水系有哪些形式？選用時主要考慮哪些因素？（7，）

答：小阻力配水系統(tǒng)有穿孔濾板、濾磚、濾頭等形式。選用時主

要考慮流速和阻力等因素。

16、濾池的沖洗排水槽設(shè)計(jì)應(yīng)符合哪些要求，并說明理由.（7）

答:濾池的沖洗排水槽設(shè)計(jì)應(yīng)該符合以下幾點(diǎn)：1）沖洗廢水應(yīng)自

由跌入沖洗排水，以免槽內(nèi)水面和濾池水面連成一片；2）沖洗排水

槽內(nèi)的廢水應(yīng)自由跌入廢水渠，以免廢水渠干擾沖洗排水槽出流，引

起雍水現(xiàn)象；3）每單位槽長的溢入流量應(yīng)相等；4）沖洗排水槽在水

平面上的總面積普通不大于濾池面積的25%,否則，沖洗時，槽與槽

之間水流上升速度過分增大，以至上升水流均勻性受到影響；5）槽與

槽中心間距普通為1。5?2.0m,間距過大，從離開槽口最遠(yuǎn)一點(diǎn)和最

近一點(diǎn)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，會使濾料流

失.

19、快濾池管廊布置有哪幾種形式？各有何優(yōu)缺點(diǎn)？（8）

答：快濾池管廊布置有如下幾種形式：

1）、進(jìn)水、清水、沖洗水和排水渠，全部布置于管廊內(nèi)，這樣布

置的優(yōu)點(diǎn)是，渠道結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，管渠集中緊湊。但管廊內(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)，這種布置，可節(jié)省金屬管件及閥門；管廊內(nèi)管件簡單；

施工和檢修方便;造價(jià)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(dú)設(shè)置，

這種布置，通常用于小水廠或者濾池單行羅列；

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？（8，）

答：無閥濾池虹吸上升管中的水位變化是由于隨著過濾時間的延

續(xù),濾料層水頭損失逐漸增加，虹吸上升管中水位相應(yīng)逐漸升高.管內(nèi)

原存空氣受到壓縮,一部份空氣將從虹吸下降管出口端穿過水封進(jìn)入

大氣。當(dāng)水位上升到虹吸輔助管的管口時，水從輔助管流下，依靠下

降水流在管中形成的真空和水流的挾氣作用，抽氣管不斷將虹吸管中

空氣抽出，使虹吸管中真空逐漸增大。虹吸輔助管管口和出水堰口標(biāo)

高差表示期終允許水頭損失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標(biāo)高差

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?（7，）

答: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標(biāo)

高差表示沖洗水頭；在有地形可利用的情況下，降低排水水封井堰口

標(biāo)高以增加可利用的沖洗水頭，可以減小虹吸管管徑以節(jié)省建設(shè)費(fèi)

用O

22、為什么無閥濾池通常采用2格或者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？（8，）

答：由水箱有效深度公式△H=0.06qt/n可知，合用一個沖洗水箱的

濾池?cái)?shù)愈多，沖洗水箱深度愈小，濾池總高度得以降低。這樣，不僅

降低造價(jià)，也有利于與濾前處理構(gòu)筑物在高程上的銜接.沖洗強(qiáng)度的

不均勻程度也可減小.普通，合用沖洗水箱的濾池?cái)?shù)『2?3,而以2格

合用沖洗水箱者居多。因?yàn)楹嫌脹_洗水箱濾池?cái)?shù)過多時，將會造成不

正常沖洗現(xiàn)象。例如，某一格濾池的沖洗行將結(jié)束時，虹吸破壞管剛

露出水面，由于其余數(shù)格濾池不斷向沖洗水箱大量供水，管口很快又

被水封，導(dǎo)致虹吸破壞不徹底，造成該格濾池時斷時續(xù)地不停沖洗.26、

設(shè)計(jì)和建造挪移罩濾池，必須注意哪些關(guān)鍵問題?（8，）

答：①挪移罩挪移、定位和密封是濾池正常運(yùn)行的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)中

務(wù)求罩體定位準(zhǔn)確、密封良好、控制設(shè)備安全可靠.②穿孔墻和消力

柵的作用是均勻分散水流和消除進(jìn)水動能，以防止集中水流的沖擊力

造成起端濾格中濾料挪移，保持濾層平整。③出水虹吸中心管和鐘罩

的大小決定于濾速，普通采用0.6~1.0m/s。管徑過大，會使針形閥進(jìn)

氣量不足，調(diào)節(jié)水位欠敏感；管徑過小,水頭損失增大，相應(yīng)地增大

池深。④濾格數(shù)多，沖洗罩使用效率高。27、為什么

小水廠不宜采用挪移罩濾池？它的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？（8，）

答:小水廠不能充分發(fā)揮沖洗罩使用效率，所以挪移罩濾池合用

于大、中型水廠。

優(yōu)點(diǎn)：池體結(jié)構(gòu)簡單；無需沖洗水箱或者水塔；無大型閥門，管

件少；采用泵吸式?jīng)_洗罩時，池深較淺。

缺點(diǎn)：挪移罩濾池比其它快濾池增加了機(jī)電及控制設(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(diǎn)是什么?簡要地綜合評述普通快濾池、

無閥濾池、挪移罩濾池、V型濾池及壓力濾池的主要優(yōu)缺點(diǎn)和合用條

件。（8）

答:V型濾池因兩側(cè)（或者一側(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）可采用較粗濾料較厚濾層以增加過濾周期。（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。

普通快濾池運(yùn)轉(zhuǎn)效果良好,首先是沖洗效果得到保證。使用任何

規(guī)模水廠。主要缺點(diǎn)是管配件及閥門較多，操作較其它濾池稍復(fù)雜.

無閥濾池多用于中小型給水工程。優(yōu)點(diǎn)是：節(jié)省大型閥門，造價(jià)

較低;沖洗徹底自動，于是操作管理較方便。缺點(diǎn)是:池體結(jié)構(gòu)較復(fù)雜:濾

料處于封閉結(jié)構(gòu)中，裝、卸艱難;沖洗水箱位于濾池上部，出水標(biāo)高

較高，相應(yīng)的抬高了濾前處理構(gòu)筑物如沉淀池或者澄清池的標(biāo)高，從

而給水廠處理構(gòu)筑物的總體高程布置往往帶來艱難。

挪移罩濾池合用于大、中型水廠.優(yōu)點(diǎn)：池體結(jié)構(gòu)簡單；無需沖

洗水箱或者水塔；無大型閥門，管件少；采用泵吸式?jīng)_洗罩時，池深

較淺。缺點(diǎn)：挪移罩濾池比其它快濾池增加了機(jī)電及控制設(shè)備；自動

控

制和維修較復(fù)雜。

壓力濾池常用于工業(yè)給水處理中，往往與離子交換器串聯(lián)使用。

其特點(diǎn)是：可省去清水泵站;運(yùn)轉(zhuǎn)管理較方便；可挪移位置，暫時性

給水也很使用。但耗用鋼材多，濾料的裝卸不方便.

28、何謂V型濾池?其主要特點(diǎn)是什么？

答：V型濾池是法國德格雷蒙公式設(shè)計(jì)的一種快濾池，因兩側(cè)(或者

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:⑴V型槽底

設(shè)有一排小孔，既可作過濾時進(jìn)水用，沖洗時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濾周期.反沖洗時，由于“均質(zhì)

濾料”，不發(fā)生水力分級現(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：

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(diǎn)。(8')

答：主要方法和優(yōu)缺點(diǎn)見下表:

方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

氯經(jīng)濟(jì)有效，有后續(xù)消毒效果，對某些病毒芽抱無效，產(chǎn)生臭

技術(shù)成熟味，受pH影響，有消毒副產(chǎn)物

THMs

氯胺當(dāng)水中存在有機(jī)物和苯酚時，汆菌能力弱，本身是致突變劑

氯胺消毒不會產(chǎn)生氯臭和氯

酚臭，且大大減少THMs的

生成，能較長期保持水中余

CIO成本高，現(xiàn)場制備，使用，設(shè)

2氯殺菌效果比氯好，不受PH

影響，不產(chǎn)生有機(jī)鹵代物備復(fù)雜，管理操作要求高，消毒

副產(chǎn)物亞氯酸鹽有一定的毒性

0投資運(yùn)仃成本局，尢后續(xù)殺菌

3除色除臭效果好，殺菌氧化能

力均比氯強(qiáng)，溶于水后使能力

DO增加，無毒

紫外殺菌效果好，快速簡潔電制;大，紫外燈管和石英套管

線需要定期更換，無?濁度要求高，

有光復(fù)活現(xiàn)象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。（8。

答：各種物質(zhì)介紹見下表:

名稱自由性氯化合］生氯

以次氯酸，次氯酸鹽離子和溶以氯胺和有機(jī)氯胺形式存在

定義

解的單質(zhì)氯形式存在的氯的總氯的一部份

主要是次氯酸起作用，它為中

性份子，能擴(kuò)散到帶負(fù)電的細(xì)

它使微生物的酶被氧化失效，

消毒菌表面，并通過細(xì)胞的細(xì)胞壁

破壞微生物正常的新陳代謝，

機(jī)理穿透到細(xì)胞內(nèi)部，起到氧化作

從而使微生物死亡。

用破壞細(xì)胞的醐系統(tǒng)而殺死細(xì)

胞

當(dāng)水中存在有機(jī)物和苯酚時，

氯胺消毒不會產(chǎn)生氯臭和氯

消毒:空濟(jì)有效，有后續(xù)消毒效果，配臭，且大大減少THMs的生

效果技術(shù)成熟；有消毒副產(chǎn)物成,能較長期保持水中余

氯。但是，消毒作用緩慢。殺

菌能力差

3、水的pH值對氯消毒作用有何影響?為什么？6

答：氯消毒作用的機(jī)理，主要是通過次氯酸H0C1起作用：

Cl+HOHOC1+HC1

HOC1H++0C1-

因?yàn)槠鹣咀饔玫氖荋0C1,而pH值H0C1與OCL的相對照例取

決于溫度和PH值。pH值較高時，OCL居多,pH〉9時，OCL接近100%

；pH值較低時，HOC1較多，當(dāng)PH〈6時，HOC1接近100%,當(dāng)pH=7.54時

HOC1與OCL的量相當(dāng)。所以，要保持好的的消毒效果濡要調(diào)整pH直

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

答:⑴當(dāng)水中存在有機(jī)物且有機(jī)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(dāng)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(jìn)一步增加，剩余氯又上

升了。這就稱為折點(diǎn)加氯。

1區(qū):無余氯，消毒效果不可靠；

2區(qū)；氯與氨反應(yīng)，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+HQ+H2O,有效氯減少，NH2CI被氧化成

沒有消毒作用的化合物，最后到達(dá)折點(diǎn)B；

4區(qū)：胺與H0C1反應(yīng)完，自由性余氯增加。

(2)浮現(xiàn)折點(diǎn)加氯的原因是:水中存在氨和氮的化合物

(3)折點(diǎn)加氯的利弊：當(dāng)原水受到嚴(yán)重污染，普通的加氯量，不

能解決問題時，采用折點(diǎn)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(jī)物的含量，能提高混凝效果。但是，當(dāng)發(fā)現(xiàn)

水中有機(jī)物能與氯生成THMs后，折點(diǎn)加氯來處理水源水引起人們擔(dān)

心，于是人們尋求去除有機(jī)物的預(yù)處理和深度處理方法和其它消毒方

法。

5、什么叫余氯？余氯的作用是什么？6

答:抑制水中殘存病原微生物的再度繁殖，管網(wǎng)中尚須維持少量

剩余氯，這部份剩余氯稱做余氯.即加氯量超過需氯量時，剩余的那

部份氯稱做余氯.

作用:抑制水中殘存病原微生物的再度繁殖.

6、制取CIO,有哪幾種方法？寫出它們的化學(xué)反應(yīng)式并簡述C10消毒2

原理和主要看點(diǎn)。

答：1)、主要的制取方法：

a、用亞氯酸鈉NaClO和氧Cl制取，反應(yīng)如下

Cl+HOHOCI+HC1

HOC1+HC1+2NaClO2C1O+2NaCl+HO

總反應(yīng)式Cl+2NaClO2C1O4NaCl

b、用酸和亞氯酸鈉NaClO制取，反應(yīng)如下

5NaC10+4HC14C1O+2H0?

10NaClO+5HSO§ClO+5NaSO+4HO

2)、消普航電,它每版生物接觸時,對細(xì)胞壁有較強(qiáng)的吸附力和

穿透能力，可有效的氧化細(xì)胞內(nèi)的酶以損傷細(xì)胞或者抑制蛋白質(zhì)的合

成來破壞微生物.

3）、主要特點(diǎn)：

A、物理和化學(xué)性質(zhì)—易溶于水，室溫下溶解度是C1的5倍。

在水中以水合份子的形式存在，不易發(fā)生水解作用，在酸性心液中穩(wěn)

定，在堿性溶液中發(fā)生歧化反應(yīng),生成亞氯酸鹽和氯酸鹽，氧化能力是

C1的2.63倍，易爆炸。

2B、消毒特點(diǎn)一C1Q消毒是利用了其強(qiáng)氧化作用，它可降解農(nóng)藥

和多芳香燒的難降解的麻質(zhì)，當(dāng)pH=9時,可以很快的將水中的S和P氧

化除去。當(dāng)pH=4?9時，可將水中的有致癌作用的THMs氧化除去。消

毒效果好，且不生成有機(jī)鹵代物。

7、用什么方法制取Q和NOC1?簡述其消毒原理和優(yōu)缺點(diǎn)。（8，）

答：詳細(xì)見下表；U

名稱制取方法消毒機(jī)理的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：除色除臭效果好，殺菌氧化能

在現(xiàn)場用空氣和純氧力均比氯強(qiáng)，溶于水后使增加，

0DO

3發(fā)生器放電產(chǎn)生的無毒缺點(diǎn)：投資運(yùn)行成本高，無后續(xù)

殺菌能力

NaOCl+HOHOCl+NaOH即NaOCl的

消

用發(fā)生器的鈦陽極

毒機(jī)理同2氯氣。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)有效，有

NaO電解食鹽水制得

r^\后續(xù)殺毒能力，技術(shù)成熟。缺點(diǎn)：對

NaCl+

TICNTcCCI?T_T某些芽泡病毒無效，有臭味，有消毒

19$：

1、水中含鐵、錦、高氟等會有什么危害？（89

答：1）、含鐵量高時，有鐵腥味，影響水的口感；作為造紙，紡

織，印染，化工和皮革精制等生產(chǎn)用水，會降低產(chǎn)品質(zhì)量；含鐵水會

使家庭用具發(fā)生銹斑，洗滌衣物浮現(xiàn)黃色或者棕色的斑跡；鐵質(zhì)沉淀

物Fe2O3會滋長鐵細(xì)菌，阻塞管道，有時自來水會浮現(xiàn)紅水。

2）、含鎰量高的水所產(chǎn)生的問題鐵的情況相似，例如使水有色，

味，臭，損壞紡織，造紙，釀酒，食品等工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，家具器具會

被污染成棕色或者黑色，洗滌衣物會有微黑色或者淺灰色斑跡。

3）、長期飲用含氟量高的水會引起慢性氟中毒，特殊是對牙齒和

骨骼產(chǎn)生嚴(yán)重危害，輕者患氟斑牙，表現(xiàn)為牙釉質(zhì)損壞，牙齒過早脫落，

重者則骨關(guān)節(jié)疼痛，甚者骨骼變形，徹底喪失勞動力.2、為了

加快鐵的氧化速度，可以采取什么措施并說明理由.（7）

答：措施：設(shè)法升高氧化還原電位和PH值。

原因：a當(dāng)氧化劑的氧化電位遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鐵時，則Fe?.被更快的氧

化為Fs；

b根據(jù)反應(yīng)動力學(xué)有，鐵的氧化速率為

din[Fe2^]/dt=—k[OH]2

即氧化速率和[OH]2成正比，所以高的PH值可以加快鐵的氧化.3、

地下水除鐵時常用什么工藝？為什么地下水出鎰比除鐵艱難？

⑺)

答：除鐵常用工藝為

02含鐵地下水曝氣接觸過濾消毒出水

鐵和鎰的性質(zhì)相似，但是鐵的氧化還原電位比鎰低，所以容易被

Q氧化，相同pH值時F&?比Mn?.的氧化速率快，以致影響Mn2+的氧化，

由此地下水除鎰比除鐵艱難.5、除鐵、除鋅濾料

的成熟期是指什么？任何濾料是否需到成熟期后才浮現(xiàn)催化氧化作

用？⑻)

答：成熟期：濾池剛使用時，出水的含鐵量普通達(dá)不到飲用水水

質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，直到濾料表面形成黃色或者黃褐色的鐵質(zhì)氧化物薄膜時，由

于它的催化氧化作用，除鐵效果才