给水工程复习题集

【给水工程】题集1.目前我国常用的混凝剂有哪几种？各有何优缺点？答：1、硫酸铝：使用方便，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响，但是水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮凝体较松散，处理效果不及铁盐混凝剂。2、三氯化铁：易溶解、易混合，形成的絮凝体密度大，沉降快。处理低温水或低浊水效果比铝盐好。具有强腐蚀性，投加量最佳范围较窄，如果控制不好，会导致出水的色度增大。固体产品易受潮，不易保管。3、聚合铁：投药剂量低，形成絮体的速度较快，矾花粗大，沉降迅速。适应的水质条件较宽，基本上不用控制溶液pH值。其腐蚀性大大减弱。处理后水的色度和铁离子含量均较低。PFS对人体无生理毒性，是非常安全的水处理剂。4、有机高分子混凝剂：在混凝过程中吸附架桥作用显著，对于高浊水、低浊水和污水处理、污泥脱水都有显著的效果，同时用量较低，但是因其价格昂贵，使用受到一定限制。2.高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好？答：在废水处理中，对高分子絮凝剂投加量及搅拌时间和强度都应严格控制，如投加量过大时，一开始微粒就被若干高分子链包围，而无空白部位去吸附其他高分子链，结果造成胶粒表面饱和产生再稳现象。已经架桥絮凝的胶粒，如受到剧烈的长时间的搅拌，架桥聚合物可能从另一胶粒表面脱离开，又卷回原所在胶粒表面，造成再稳定状态。3.当前水厂中常用的混合方法有哪几种？各有何优缺点？1）、水泵混合混合效果好，不需另建混合设施，节省动力，大、中、小型水厂均可采用。但但采用FeCl3混凝剂时，若投量较大，药剂对水泵叶轮可能有轻微腐蚀作用。适用于取水泵房靠近水厂处理构筑物的场合，两者间距不宜大于150m。2）、管式混合简单易行。无需另建混合设备，但混合效果不稳定，管中流速低，混合不充分。3）、机械混合池混合效果好，且不受水量变化影响，缺点是增加机械设备并相应增加维修工作。3.混凝设备常用的絮凝设备有：隔板絮凝池、折板絮凝池、机械絮凝池隔板絮凝池：优点：构造简单、管理方便、效果较好。缺点：絮凝时间较长、容积较大、转弯处局部水头损失大，容易引起絮凝体破碎。折板絮凝池：优点：与隔板絮凝池相比，总絮凝时间缩短，絮凝效果良好。机械絮凝池：优点：单个机械絮凝池宜分格串联。分格愈多，絮凝效果愈好。缺点：分格愈多，造价愈高、维修工作量也愈大4.常用的助凝剂有哪几种？在什么情况下需投加助凝剂？答：在单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加某种辅助药剂以提高混凝效果，这种药剂称为助凝剂。助凝剂通常是高分子物质，作用机理是高分子物质的吸附架桥。常用的助凝剂有：骨胶、聚丙烯酰胺及其水解物、活化硅酸、海藻酸钠等。当单独使用混凝剂效果不佳时采用助凝剂，例如：对于低温、低浊度水采用铝盐或铁盐混凝时，形成絮粒往往细小松散，不易沉淀。当加如少量活化硅酸时，絮凝体的尺寸和密度就会增大，沉速加快。5.根据反应器原理，什么形式的絮凝池效果较好？折板絮凝池混凝效果为什么优于隔板絮凝池？折板絮凝池的优点是：水流在同波折板之间曲折流动或在异波折板之间间缩放流动且连续不断，以至形成众多的小涡旋，提高了颗粒碰撞絮凝效果。与隔板絮凝池相比，水流条件大大改善，亦即在总的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝时间可以缩短，池子体积减小。6.影响混凝效果的主要因素有哪几种？这些因素是如何影响混凝效果的？影响混凝效果的主要因素有水温，水的PH值和碱度及水中悬浮物浓度。水温：a无机盐的水解是吸热反应低温水混凝剂水解困难。b低温水的粘度大，使水中杂质颗粒布朗运动强度减弱，碰撞机会减少，不利于胶粒脱稳混凝c水温低时胶体颗粒水化作用增强，妨碍胶体混凝d水温与水的PH值有关PH值：对于硫酸铝而言，水的PH值直接影响铝离子的水解聚合反应，亦即影响铝盐水解产物的存在形态。对三价铁盐混凝剂时PH在6.0-8.4之间最好高分子混凝剂的混凝效果受水的PH值影响比较小悬浮物浓度：含量过低时，颗粒碰撞速率大大减小，混凝效果差。含量高时，所需铝盐或铁盐混凝剂量将大大增加。7.混凝剂有哪几种投加方式？各有何优缺点及适用条件？常用的有：1）、泵前投加该投加方式安全可靠，一般适用于取水泵房距水厂较近者2）、高位溶液池重力投加该投加方式安全可靠，但溶液池位置较高。适用于取水泵房距水厂较远者3)、水射器投加该投加方式设备简单，使用方便，溶液池高度不受太大限制，但水射器效率较低，且易磨损。4）、泵投加有两种方式：一是采用计量泵，一是采用离心泵配上流量计。采用计量泵不必另备计量设备，泵上有计量标志，最适合用于混凝剂自动控制系统。8.采用机械絮凝池时，为什么采用3~4档搅拌器且各档之间需用隔墙分开？答：因为单个机械絮凝池接近于CSTR型反应器，故宜分格串联。分格愈多，愈接近PF型反应器，絮凝效果愈好，但分格过多，造价增高且增加维修工作量。各档之间用隔墙分开是为防止水流短路。9.虹吸滤池与普通快滤池相比有哪些主要的优缺点？10.直接过滤有哪两种方式？采用原水直接过滤应注意哪些问题？答：两种方式：1、原水经加药后直接进入滤池过滤，滤前不设任何絮凝设备，这种过滤方式一般称“接触过滤”2、滤池前设一简易微絮凝池，原水加药混合后先经微絮凝池，形成粒径相近的微絮凝池后（粒径大致在40～60μm左右）即刻进入滤池过滤，这种过滤方式称“微絮凝过滤”。11.什么叫“负水头”？它对过滤和冲洗有何影响？在过虑过程中,当虑层截留了大量的杂质以致砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深时,便出现负水头现象.负水头会导致溶解于水中的气体释放出来而形成气囊.气囊对过滤有破坏作用,一是减少有效过滤面积,使过滤时的水头损失及虑层中孔隙流速增加,严重时会影响虑后水质;二是气囊会穿过虑层上升,有可能把部分细虑料或轻质虑料带出,破坏虑层结构.反冲洗时,气囊更易将虑料带出虑池.避免出现负水头的方法是增加砂面上水深,或令虑池出口位置等于或高于虑层表面,虹吸虑池和无阀虑池所以不会出现负水头现象即是这个原因.12.大阻力配水系统和小阻力配水系统的涵义是什么？各有何优缺点？答：一般规定：配水系统开孔比为为大阻力配水系统；为中阻力配水系统；为小阻力配水系统。大阻力配水系统的优点是配水均匀性好，但结构复杂，孔口水头损失大，冲洗时动力消耗大；管道易结垢，增加检修困难，此外，对冲洗水头有限的虹吸滤池和无阀滤池，大阻力配水系统不能采用。小阻力配水系统可以克服上述缺点。13.气—水反冲洗有哪几种操作方式？各有何优缺点?14.所谓理想沉淀池，应符合以下3个规定：a:颗粒处于自由沉淀状态。即在沉淀过程中，颗粒之间互不干扰，颗粒的大小，形状和密度不变。因此，颗粒沉速始终不变。b：水流沿着水平方向流动。在过水断面上，各点流速相等，并在流动过程中流速始终不变。c:颗粒沉到池底即认为已被去除，不再返回水流中。悬浮颗粒在理想沉淀池中的去除率只与沉淀池的表面负荷有关，而与其他因素如水深，池长，水平流速和沉淀时间均无关。15.什么叫折点加氯？出现折点的原因是什么？折点加氯有何利弊？折点加氯：为了获得自由性余氯，加氯量超过折点需氯量的加氯方法。（1）原因：当水中的有机物主要是氨和氮化合物时，加入的氯会使水中的氯胺氧化成一些不起消毒作用的化合物，余氯反而逐渐减少，从而出现折点。（2）作用：当原水受到严重污染时，折点加氯能降低水的色度，去除恶臭，降低水中有机物含量；还能提高混凝效果。（1）在第一区即OA段，表示水中杂质把氯消耗光，余氯量为零，需氯量为b1，这时消毒效果不可靠。（2）在第2区即曲线AH，加氯后，氯与氨发生发应，有余氯存在，所以有一定消毒作用，但余氯为化合性氯。其主要成分为一氯氨。（3）在第三区，即HB段，仍然产生化合性氯，加氯量继续增加，开始下列化学反应：2NH2CL+HOCL→N2+2HCl+H2O，结果使氯氨被氧化成不起消毒作用的化合物，余氯反向逐渐减少，最后达到折点B。（4）超过折点B后，进入第4区，即曲线BC段，此后已经没有消耗氯的杂质了，出现自由性余氯，该取消耗效果最好。16.过滤机理过滤主要是悬浮颗粒与滤料颗粒之间粘附作用的结果。（1）颗粒迁移由拦截、沉淀、惯性、扩散和水动力作用等引起。（2）颗粒粘附当水中杂质颗粒迁移到滤料表面上时，在范德华引力和静电力相互作用下，以及某些化学键和某些特殊的化学吸附力下，被粘附于滤料颗粒表面上，或者粘附在滤粒表面上原先粘附的颗粒上。（3）滤层内杂质分布规律与颗粒粘附同时，还存在由于孔隙中水流剪力作用而导致颗粒从滤料表面上脱落趋势。粘附力和水流剪力相对大小，决定了颗粒粘附和脱落的程度等速过滤:在等速过滤状态，由于滤层逐渐被堵塞，水头损失随过滤时间逐渐增加，滤池中水位逐渐上升，当水位上升到最高水位时，过滤停止以待冲洗。无阀滤池与虹吸滤池是典型的恒速过滤滤池。减速过滤在过滤过程中，如果过滤水损保持不变，滤层孔隙率逐渐减小，必然使滤速逐渐减小，这种情况称为“等水头变速过滤”。移动冲洗罩滤池是典型的递降速过滤滤池，当移动冲洗罩滤池的分格数很多时，这格滤池冲冼与下一格滤池冲洗的间隔时间很近，滤池水位变化不大，有可能达到近似的“等水位变速过滤”。17.承托层定义：在滤层下面，配水管上部放置一层卵石，即为滤池承托层。作用：支承滤料，防止滤料从配水系统中流失，在滤池冲洗时，承托层把配水系统各孔口射出的水流转成势能，平衡各点的压力，起到均匀布水的左右。18.汽水反冲优点:低速水流冲洗后滤层不产生明显分层，仍具有较高的截污能力。气流、水流通过整个滤层，无论上层下层滤料都有较好清洗。可见，气。水反冲不仅提高冲洗效果，延长过滤周期，而且可以节约一半以上冲洗水量，所以得到广泛应用普通快滤池原理工作原理：进水从进水渠进入，经过滤后，从清水渠流走。冲洗时，水从冲洗水渠进入，从排水渠排走。优点：单层滤料(1)运行管理可靠，有成熟的运行经验；(2)池深较浅；缺点；(1)阀门比较多；(2)一般大阻力冲洗，需要设有冲洗设备；双层滤料优点：(1)滤速比单层的高；(2)含污能力较大(约为单层滤料的1.5~2.0倍)，工作周期较长；(3)无烟煤做滤料易取得，成本低；缺点：(1)滤料径粒选择较严格；(2)冲洗时要求高，常因煤粒不符合规格发生跑煤现象；(3)煤砂之间易积泥；19.虹吸滤池定义：虹吸滤池是一种利用虹吸管的代替进水、反冲洗排水阀门，并以真空系统控制滤池工作状态的重力式过滤的滤池。1）优点：无需大型阀门及相应的启闭控制设备，也无管廊；可以利用滤池本身的出水量、水头进行冲洗，无需设置冲洗高位水箱或水泵；可以在一定的范围内，根据来水量的变化自动均衡地调节各格滤池的滤速，无需滤速控制设施；滤出水水位永远高于滤层，不会发生负水头现象。2）缺点：池深较大；不能排放初滤水；冲洗强度受其它几格滤池出水量的影响，故冲洗效果不象普通快滤池那样稳定。移动罩滤池1）优点：池体结构简单。无需冲洗水箱（塔）；无大型阀门，管件小；采用泵吸式冲洗罩时，池深较浅。与同规模的普通快滤池相比，造价有所下降。2）缺点：不能排放初滤水；机电及控制设备较多；自动控制与维修较复杂。V型滤池1)优点：采用均质滤料过滤，避免了级配滤料过滤时可能产生的一些缺点。滤料层含污容量大，出水水质较好，过滤周期较长，过滤速度较高。采用气-水联合反冲洗，冲洗耗水量小，冲洗效果好。容易实现自动过滤与冲洗2）缺点：对冲洗操作要求严格，需要鼓风机等机械。滤池施工要求严格