水质工程给水处理部分复习题

第十四章给水处理概述一、选择、判断1、现行国家生活水水质标准共分为：感官性状和一般化学指标、毒理学指标、细菌学指标、放射性指标。2、《生活饮用水卫生指标规定：出水浊度＜3度，大肠菌群≤3个/L。3、水种杂质根据颗粒大小分为：悬浮物、胶体和溶解杂质。4、地表水特点：浊度变化大、水温不稳定、易受有机物污染、细菌多。5、地下水与地表水相比，其特点是：分布广、水温稳定、浊度低、受污染少。6、地表水水源有江河水、湖泊、水库水和海水。最常用的是海水。7、给水处理的方法有：澄清和消毒、软化、淡化和除盐、除臭和除味、除铁除锰和除氟。二、名词解释给水处理：根据给水水源的特点采取必要的水处理措施，改善源水水质，使之满足生活饮用水或工业用水要求。给水处理方法有澄清和消毒、软化、淡化和除盐、除臭除味、除铁除锰除氟。三、简答1、若去除水中浊度和泥沙，通常采取设置泥沙预沉池或沉砂池的澄清工艺。2、地表水源有江河水、湖泊、水库水和海水。最常用的是江河水。第十五章混凝一、选择、判断1、混合阶段要求快速剧烈，通常不超过2分钟。2、在混合阶段，剧烈搅拌的目的是药剂快速水解、聚合及颗粒脱稳。3、胶体能稳定存在于水中的原因是具有布朗运动、表面水化膜、双电层结构。4、胶体稳定性的关键是聚集的稳定性。5、破换胶体稳定性可采取投加混凝剂。6、影响混凝效果的水力控制参数是速度梯度。7、影响混凝效果的主要因素为：水温、水电PH值、水的碱度和水中杂质含量。8、异向絮凝是由颗粒的布朗运动造成的颗粒碰撞。9、同向絮凝是由水力搅拌、机械搅拌造成的颗粒碰撞。10、在同向絮凝中，颗粒的碰撞速率与速度梯度、颗粒直径、颗粒浓度有关。11、混合设施可分为：机械混合、水泵混合、水力混合池混合、管式混合。12、絮凝设施可分为：水力搅拌式、机械搅拌式。13、在机械絮凝池中，颗粒碰撞主要是靠机械搅拌器提供能量。14、采用机械絮凝池中，采用3～4挡搅拌机且各档之间需用隔墙分开的原因是：防止互相干扰、防止短流、G值逐渐减少。15、混凝剂的投加可采用重力投加、泵投加、水射器投加、泵前投加。16、混凝剂投加采用的计量设备有：转子流量计、电磁流量计、计量泵、苗嘴。17、混凝时可作为混凝剂的有;硫酸铝、三氯化铁、聚丙烯酰胺。18、混凝剂的选择应符合：混凝效果好、对人体健康无害、使用方便、货源充足、价格低廉。19、压缩双电层与吸附电性中和作用的区别在于：吸附电性中和作用会出现电荷变号。20、为防止絮凝体破碎，在絮凝阶段要求速度梯度逐渐减小。21、常用的混凝剂可分为无机和有机两大类。22、在水力絮凝池中，颗粒碰撞主要靠水流自身能量消耗来提供。23、混凝机理可归纳为：吸附电性中和、吸附架桥和沉淀物卷扫作用。二、名词解释1、胶体稳定性：胶体杂质和微小悬浮物能在水中长时间保持分散悬游状态，统称为分散颗粒的稳定性。胶体稳定性的主要原因有三：微粒的布朗运动、胶体颗粒间的静电斥力、胶体微粒表面的水化作用。2、聚集稳定性：由于胶体微粒间的静电斥力和胶体颗粒表面的水化作用，使胶体保持单个分散状态而不凝聚的现象，称为凝聚稳定性。3、动力学稳定性：由于胶体颗粒的布朗运动，胶体颗粒在水中做无规则的高速运动并趋于分散状态，称为动力学稳定，又叫沉降稳定性。4、胶体脱稳：胶体ξ点位的降低或消失，致使胶体失去凝聚稳定性的过程，称为胶体脱稳。5、同向凝聚：由水力搅拌或机械搅拌造成的颗粒碰撞凝聚，叫同向凝聚。6、异向凝聚：由颗粒的布朗运动造成的颗粒碰撞凝聚，叫异向凝聚。三、简答1、净化水时投加混凝剂的作用：破坏胶体的稳定性。投加电解质压缩双电层，以导致胶粒间相互凝聚。2、混凝剂：硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝等；有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺。3、吸附架桥作用：具有链状结构的高分子物质，利用其链节上的基团对胶体微粒的强烈吸附作用，使胶粒间通过高分子形成大颗粒的絮凝体，共同进行沉淀分离。四、论述1、水温对混凝效果的影响：水温对混凝效果具有比较明显的影响，低温水处理困难。因为水温低时，尽管增加了投药量，但絮凝体的形成很缓慢，且结构松散，颗粒细小。其主要原因有：金属盐类混凝剂的水解是吸热反应，水温低时，混凝剂水解困难；低温水的粘度大，水中杂质微粒布朗运动减弱，彼此碰撞机会减少，不利于脱稳胶粒的相互凝聚，同时，水的粘度大，水的剪力增大，不利于絮凝体的成长。2、PAM在碱性条件下水碱为HPAM：因为聚丙烯酰胺每个链节上含有一个酰胺基-CONH2，由于酰胺基之间氢键结合，使线性分子呈卷曲状而不能伸展开来，使架桥作用减弱。改制的方法是在PAM内加入碱基，使一部分链节上的酰胺基进行水解。PAM的水解度－由酰胺基转化为羟基的百分数，控制在30～40%。3、混合和絮凝的作用及其对水力条件的要求。混合作用在于形成凝聚微粒，反应作用在于形成絮凝体。混合要快速剧烈，在10～30S，至多不超过2min即告完成；在混合阶段，适宜的速度梯度G=700～1000S-1，在反应阶段所需的平均速度梯度G一般在20～70S-1范围内，GT值控制在104～105范围内；从反应开始至反应结束，G值应逐渐减少，采用机械搅拌搅拌速度应逐渐减小，采用水力搅拌，水流速度应逐渐减小。第十六章沉淀与澄清一、选择1、改善沉淀池水力条件最有效的措施是减小水力半径。2、判断平流沉淀池稳定性的指标是Fr。3、判断平流沉淀池水力条件好坏可由Re、Fr。4、在平流沉淀池中，提高Fr和降低Re的有效措施是减小水力半径。5、平流沉淀池纵向分隔的作用是减小水力半径R。6、设计平流沉淀池的主要控制指标是表面负荷率和停留时间。7、对理想沉淀池沉淀效果产生影响的主要因素为表面负荷率、池长。8、理想沉淀池的假设条件是颗粒为自由沉淀、水平流速相等和不变、颗粒沉到池底即认为被去除。9、平流沉淀池设计流量为500m3/h。要求沉速等于或大于0.5mm/s的颗粒全部去除。按理想沉淀池条件，所需沉淀池面积为277.8m2。10、非凝聚性颗粒在理想沉淀池中沉淀过程为自由沉淀。11、澄清池子在净化工艺中可以取代沉淀池。12、脉冲澄清池中悬浮颗粒的沉淀为拥挤沉淀。13、高浊度水在沉淀筒中的拥挤沉淀可分为清水区、等浓度区、过渡区、压实区。14、颗粒在斜管内沉淀可分为清水段、分离段、过渡段。15、悬浮澄清池的代表池型有脉冲澄清池。16、属于泥渣循环型澄清池有水力循环澄清池、机械加速澄清池。二、判断1、澄清池可分为泥渣循环型澄清池和泥渣悬浮型澄清池两大类。2、澄清工艺处理的主要对象是水中悬浮物和胶体。三、名词解释1、自由沉淀：颗粒在水中沉淀，彼此不受干扰，只受颗粒自身的重量和水流阻力的作用。2、拥挤沉淀：颗粒在水中沉淀，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰。3、表面负荷率：沉淀池单位表面积的产水量。Ui=Q/BL单位为m3/m2·d。4、截留沉速：从沉淀池进水段池顶A点开始下沉，在离开沉淀池瞬间，刚好沉到池底最远处的颗粒速度（所能被全部去除的颗粒中的最小颗粒的沉速），叫做截留速度。单位m/s。5、接触絮凝：以活性泥渣层作为接触介质的净水过程，实质上也是絮凝过程，一般称为接触絮凝。6、平流沉淀池异重流：是进入较静而具有密度相异的水体的一股水流。四、简答1、为什么斜板斜管沉淀池水力条件比平流沉淀池好？由于斜板斜管沉淀池水力半径大大降低，降低了雷诺数Re，提高了弗劳德数Fr。2、机械搅拌澄清池搅拌设备的作用。搅拌设备由提升叶轮和搅拌桨组成。提升叶轮将回流水从第一反应室提升至第二反应室，使回流水中泥渣在池内不断循环；搅拌桨使第一反应室的水体与进水快速混合，泥渣随水流处于悬浮和环流状态。搅拌设备使接触絮凝过程在第一、第二反应室得到充分发挥。3、沉淀池表面负荷率和截留沉速关系如何、二者涵义的区别，沉淀池表面负荷率和截留沉速在数值上相等。沉淀池表面负荷率是单位表面积的产水量，单位为m3/m2·d；截留沉速是从沉淀池进水区池顶A点开始下沉，在离开沉淀池瞬间，刚好沉到池底最远处的颗粒沉速，单位是m/s。4、平流沉淀池进水采用穿孔墙，减小水力半径，改善水流条件，使进水均匀分布在整个进水截面，并尽量减少扰动。平流沉淀池出水采用出水支渠，缓减出水区附近的流线过于集中，加长出水堰口长度，降低堰口的流量负荷。五、论述1、理想沉淀池符合条件：颗粒为自由沉淀、水平流速相等且不变、颗粒沉到池底即认为被去除。E=Ui/(Q/A)=Ui/(Q/(LB))t=h0/U0=L/v。2、机械搅拌澄清池和水力循环澄清池优缺点比较。机械搅拌澄清池泥渣回流量可按要求调整控制，对源水的水量水质水温的适应性强，但需要机械设备和增加维护工作，结构复杂；水力循环澄清池结构简单，不需要机械设备，但泥渣回流量难以控制，对源水水量水质水温的适应性差，高度高、直径大。水力循环澄清池处理效果比机械搅拌澄清池差。3、从理想沉淀池E=Ui/(Q/A)出发，当去除率一定时，颗粒沉速Ui越大，表面负荷率越高，单位产水量越大；当产水量和表面积一定时，颗粒沉速Ui越大，去除率越高。说明颗粒沉速Ui大小与凝聚效果有关，所以生产上，生产上一般重视反应工艺。4、理想沉淀池：颗粒为自由沉淀、水平流速相等且不变、颗粒沉到池底即认为被去除。从理想沉淀池E=Ui/(Q/A)得出结论：当颗粒沉速Ui一定时，增加表面积，去除率升高。所以当沉淀池容积一定时，池深越浅，表面负荷率越大，去除率就越高，这就是“浅池理论”。六、计算1、A=Q/U0E=Ui/u0A=BL2、设计流量=Q回流流量=nQ第一、二反应室流量=(1+n)Q第十七章过滤一、选择1、无阀滤池采用的过滤方式是：等速过滤。2、双层滤料滤池的上层滤料是：无烟煤。3、双层滤料滤池的下层滤料是：石英砂。4、双层滤料滤池中使用的滤料通常是：无烟煤和石英砂。5、三层滤料滤池中的滤料为：无烟煤、石英砂、磁矿石。6、常规作为单层滤料滤池的滤料是：石英砂。7、一般而言，单层石英砂滤料的粒径为：0.5～1.2mm。8、滤池反冲洗效果决定于：冲洗流速。9、V型滤池采用的反冲洗工艺为：气水反冲洗。10、通常普通快滤池采用的冲洗方式是：高速水流反冲洗。11、等速过滤的滤池有：无阀滤池和虹吸滤池。12、变速过滤的代表池型移动冲洗罩滤池。13、属于小阻力配水系统的滤池有：无阀滤池、虹吸滤池、移动罩滤池。14、属于大阻力配水系统的滤池有：普通快滤池。15、可能出现滤池负水头现象的滤池有:普通快滤池。16、在任何情况下，普通快滤池的个数不得少于2个。17、汽水反冲洗的操作方式有：1）气冲+水冲、2)气冲+气—水冲+水冲、3）气—水冲+水冲。18、移动冲洗罩滤池的反冲洗排水装置有：泵吸式、虹吸式。19、滤池承托层的作用有：防止滤料流失、增加布水均匀性。20、为保证使用效果，滤料应有一定的：机械强度、化学稳定性、颗粒级配、孔隙率、当地生产（货源充足）。21、在不影响滤池产水量和虑后水质的前提下，防止滤池负水头的主要措施：增加砂面以上的水深、滤池出水口位置≥滤层表面。22、当滤层反冲洗膨胀起来以后，冲洗强度越大，则膨胀度越大、水头损失不变。23、反冲洗，当滤层膨胀度不变时，随着水温的降低，则冲洗强度减少。24、无阀滤池2～3个虑格合用一个冲洗水箱的目的是：降低水箱高度、使冲洗强度均匀。25、冲洗水塔的容积按单个滤池冲洗水量的1.5倍来确定。26、等速过滤时，随着过滤时间的延续，滤池水头逐渐增大。27、在处理水量一定时，滤池滤速越低，则滤池面积越大。二、判断1、滤池的配水系统可分为大阻力配水系统和小阻力配水系统。2、过滤机理包括迁移机理和粘附机理。3、普通快滤池属于大阻力配水系统。4、移动冲洗罩滤池的反冲洗排水装置有泵吸式和虹吸式。5、直接过滤可分为接触过滤和微絮凝过滤两种形式。6、滤池负水头现象一般出现在滤料表面。7、冲洗水塔的容积按单个滤池冲洗水量的1.5倍计算。8、通常，三层滤料滤池中的滤料为无烟煤、石英砂、磁矿石。9、无阀滤池的期终允许水头损失为：10、滤池的配水系统有大阻力配水系统和小阻力配水系统。11、作为生活饮用水处理时，过滤是必不可少的。12、过滤和接触絮凝截留水中的杂质颗粒机理是基本相同的。