水质工程学期末考试复习

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1、 给水工程复习1、比较 CMB 与 CSTR 反应速度，说明为什么后者使用较多，如何改良？答：CMB 反应浓度是变化的，反应浓度由高到低；CSTR 的反应是在低浓度下进行的，反应具有连续性，反应时间较长。改良：可用多个 CSTR 串联达到缩短反应时间的目的。2、地表水常规处理工艺答：混凝沉淀过滤消毒3、胶体稳定原因；混凝机理-多加后果；常用混凝剂与助凝剂（记几个)；知道同向絮凝、异向絮凝；絮凝控制指标（G 、GT） ；如何理低温低浊度水；泵前投加前提；知道常用的混合设备；各种絮凝设备（隔板、折板、机械、网格栅条）如何做到 G 值逐渐减小。答：胶体稳定的原因：1、胶体的动力学稳定：小颗粒在水中的

2、布朗运动2、胶体的聚集稳定：由表面同性电荷的斥力或水化膜作用的影响导致粒子不能聚集。 3、胶体的结构：胶核-胶粒（滑动面 电位）-胶团混凝机理：1、压缩双电层作用 2、吸附电性中和作用 3、吸附架桥作用4、网捕- 卷扫作用投药量：高价比低价投加少得多，多加会使得胶体再稳。常用混凝剂：硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、碱式氯化铝、聚合硫酸铁，聚丙烯酰胺；助凝剂：PAM ，活化硅酸，骨胶，海藻酸钠，氯，生石灰。同向絮凝：碰撞由水力或机械运动产生，是水处理的主要絮凝形式。异向絮凝：碰撞由布朗运动所产生，小颗粒（1m ）才存在布朗运动，颗粒聚集变大，其絮凝速率由颗粒碰撞速率决定。絮凝控制指标（G、GT）：G

3、 是速度梯度，表达的是两流层的速度差与垂直间距之比；T 是停留时间。如何处理低温低浊度水：泵前投加前提：离水厂比较近。常用的混合设备：泵，管道，机械。各种絮凝设备（隔板、折板、机械、网格栅条）如何做到 G 值逐渐减小：隔板絮凝池：前窄后宽；折板絮凝池：采用异波-同波-平板；机械絮凝池：控制搅拌强度；网格-栅条絮凝池：前网格，中栅条，后空。4、知道拥挤沉淀的四个分区、浑液面及沉淀相似性；理想沉淀池、截留沉速、表面负荷；影响平流式沉淀池的因素；如何设计平流式沉淀池才能保证其运行良好（进水、出水、沉淀-水力半径、水平流速、排泥） ；斜管角度、长度、进水方位及适用条件；澄清原理；高密度澄清池特点；气浮

4、池气泡及投加发泡剂的作用。答：拥挤沉淀的四个分区：清水区，等浓度区，变浓度区，压实区。浑液面（清水区与等浓度区之间一个清晰的交界面）及沉淀相似性：高度不同的同浓度水样，其下沉过程相似，故水处理工程中可以考虑采用较浅的沉淀池来处理，但太浅处理效果不好，故沉淀池水深多采用 34 米。理想沉淀池（非凝聚性颗粒的沉淀）：条件 1 进水分布均匀，水平流向流向终端 ；2 水中颗粒等速下沉；3 下沉到池底的颗粒不反弹；截留沉速：能全部沉淀的颗粒中最小颗粒的沉速；表面负荷（Q/A） 。影响平流式沉淀池的因素；1、实际水流状况-短流，水流的紊动性 水流的稳定性凝2 聚作用的影响：不是坏事如何设计平流式沉淀池才能

5、保证其运行良好（进水、出水、沉淀-水力半径、水平流速、排泥）：1、进水区：在隔墙上设进水孔(喇叭状） ，孔口流速不大于 0.150.2m/s,且孔口高于泥面 0.30.5m.2、沉淀区：设分隔强，格宽一般 38m，水深 34m,超高 0.30.5m,长宽比4，长深比10.沉淀时间 13h(低温低浊或高浊度时取大值)3、出水区：要均匀，采用平流薄壁堰或三角堰或淹没小孔出流（流速0.60.7m/s，孔径 2030mm，淹没深 1215cm，自由跌落）溢流率不宜大于500m3/md。可设指型槽，如图所示。计算集水槽长度、每孔流量、孔数，然后均匀分布。4、污泥区：污泥区可设计成斗型排泥、穿孔管排泥和机

6、械排泥（为主）等几种形式，机械排泥又有单口虹吸排泥、多口虹吸排泥及泵吸排泥几种。斜管角度（60） 、长度（1x1） 、进水方位（宜从宽度方向进水（宽大于长） ）及适用条件澄清原理：如果在给排水构筑物中形成一个高浓度、大絮体区域，加药后的原水进入该区域，其中杂质与大絮体接触，可以极大提高原水中细小颗粒的絮凝速率，从而便于去除。高密度澄清池特点：1、泥渣外部循环，循环量可调；2、设有推流区，有利于絮凝体形成；3、采用合成 PAM，矾花完整密度高，药剂投加量少（约 10%） ；4、采用斜管沉淀，效率高（2040m/h） ，出水稳定水质好；5、污泥在底部浓缩（80550g/L） ，不必再设浓缩池,省排

7、泥水；6、适应能力强气浮池气泡及投加发泡剂（产生气泡）的作用：气泡同污水中的悬浮物结合，使悬浮物比重小于水，并逐渐浮到水面形成浮渣，水面上备有刮板系统，将浮渣刮入污泥池5、过滤理论；滤层含污能力及提高措施；直接过滤（两种）及设计要点；了解等速过滤与变速过滤；负水头现象及危害、措施；滤料级配及表示方法 K80 大小的含义；承托层的作用；滤池冲洗方法；冲洗强度与水头损失的关系；了解大、小阻力系统；大阻力系统均匀性的影响因素；冲洗水的供给；知道几种滤池。答：过滤理论：利用颗粒材料或筛网或多孔材料或滤膜截留水中细小杂质的工艺。滤层含污能力及提高措施：单位体积滤料的平均含污量称含污能力。提高含污能力，可

8、以增加过滤周期，提高产水量、出水水质。*措施： 采用双层滤料-无烟煤（轻 1.41.7、大 0.81.8mm，0.30.4m）+石英砂（重 2.62.7、小 0.51.2mm,0.4m） ，过滤周期可达单层滤池的 2 倍，水质也更好。采用三层滤料-无烟煤（ 0.45m）+ 石英砂（0.23m）+磁铁矿（4.7，0.07m） ，采用均质滤料-石英砂（粒径 0.91.1mm） ，对反冲洗要求高。上向流，双向流-反冲洗问题。直接过滤（两种）及设计要点：1、类型接触过滤：原水加药后直接进入过滤池。微絮凝过滤：短时间絮凝，几分钟，形成小絮凝体。2、要求：原水浊度50NTU 为宜采用均质、双层或三层滤料，

9、厚度及粒径适当加大。絮粒不能太大（4060m） 。滤速要小（5m/h)。等速过滤（滤池过滤速度保持不变）与变速过滤（滤速随时间逐渐减小）负水头现象及危害、措施：1、概念-在过滤过程中，截留的杂质越来越多，阻力也越来越大，若滤池某处阻力大于水压力时，即在其下方形成负压，析出空气，积而成囊。2、危害-过滤面积受影响；水质受影响（水位上升滤速上升） ；反冲洗时破坏滤层结构，可能带出滤料或形成缝隙。3、措施-增加水深（如普通快滤池水深 1.52m） ；抬高出水水位（高于滤层） 。滤料级配及表示方法 K80 大小的含义：各种粒径颗粒所占比例 -均匀变化好，可通过筛分得到。2 种表示方法：2 K80+dm

10、in+dmaxK80 大，不均匀，不利于过滤；K80 小，均匀，造价高。强制滤速：一格滤池反冲洗或检测时其它滤池的过滤速度。承托层的作用：承托滤料+均匀布水（反冲洗） ，滤池冲洗方法：高速水流反冲洗（水流剪力） ，气水反冲洗（610min） 。冲洗强度与水头损失的关系：随冲洗强度的增大而水损增大，悬浮后为一定值。大（由于增加承托层、滤料层阻力不现实，而减小孔口面积，则 s1 增加，阻力大，可提高配水均匀性。故此种方式称大阻力配水系统） 、小阻力系统。大阻力系统均匀性的影响因素：配水系统的均匀性只与其构造尺寸有关，与冲洗强度、池面积等无关。但池面积过大，各种忽略的因素不成立，不均匀性增加，故池面

11、积一般不大于 100m2。冲洗水的供给：1、采用水泵供水 2、采用水塔或水箱供水知道几种滤池：V 型滤池，普通快滤池，无阀滤池，移动罩滤池，虹吸滤池。6、氯消毒特点、加氯量确定（折点加氯） 、加氯点、氯库方位；二氧化氯消毒、氯胺消毒、O 3 消毒特点。答：氯消毒特点：优点-成本低；操作简单。缺点-可能产生致癌物；原水含酚时有氯酚味；需防泄漏（有毒） 。加氯量确定（折点加氯） 、加氯点（一般为滤后加氯；当原水有机物、藻类较多时，宜滤前滤后投加；当管网较长时，还可在管网增压处再投加一次） 、氯库方位（在工作区下风向）二氧化氯消毒（优点-无 THMs 生成；效果强于 CL2;可去除色、臭、氧化Fe、

12、Mn 。缺点-成本高于 CL2；易爆（浓度 68% ） ，现制现用；有副产物（氯酸盐、压氯酸盐） 。 ） ；氯胺消毒（消毒时间长，THMs、氯酚味少；消毒效果差，需增加加氨设备，管理麻烦。原水氨氮较多及输水管网长时可采用） ；O3 消毒（优点：强氧化剂，消毒效果好；除酚无味；无 THMs 生成。缺点：投资大电耗大；O3 易挥发，消毒不持久；有副产物（有机酸、醇、醛） ；尾气处理（1PPm 人难受，吸附、分解、燃烧） ；管理麻烦成本高）特点7、地下水除铁除锰方法、工艺流程及特点（成熟期） ；活性炭作用、吸附容量、吸附等温线作用、泄漏曲线（泄漏点） 、再生、BAC 工艺流程；活性氧化铝除氟与再生。

13、答：地下水除铁除锰方法（氧化法，生物法） 、工艺流程特点（成熟期）活性炭作用（能吸附有机物、臭味、颜色、消毒副产物等，但对脂肪、淀粉等吸附效果差。 ） ；吸附容量（单位重量活性炭可吸附的溶质的量） ；吸附等温线作用（选择活性炭） ；泄漏曲线（泄漏点：出水水质不达标的点） 、再生（蒸发干燥-有机物热解碳化 -汽化回复活性） 、BAC 工艺流程活性氧化铝除氟与再生：活性氧化铝除氟转型：（Al2O3)n2H2O+SO42-=(Al2O3)n H2SO4+2OH-较易吸附 F-除氟：(Al2O3)n H2SO4+2F-=(Al2O3)n2HF+SO42-再生：(Al2O3)n 2HF+SO42-=(A

14、l2O3)nH2SO4+2F-一般采用 1%2%硫酸铝溶液再生8.硬度的类型及危害：水的硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种锅炉用水硬度太高，经过长期烧煮后，水里的钙和镁会在锅炉内结成锅垢，使锅炉内的金属管道的导热能力大大降低，这不但浪费燃料，而且会使局部管道过热，当超过金属允许的温度时，锅炉管道将变形损毁，严重时会引起锅炉爆炸事故。药剂软化法的局限性：？离子交换剂的类型(酸、碱）：强酸性，弱酸性，强碱性，弱碱性交换容量、选择性（顺序） 、交换过程:交换容量是指离子交换剂能提供交换离子的量，它反映离子交换剂与溶液中离子进行交换的能力。在离子交换水处理的实际应用中，我们常常需要知道在许多离子的混

15、合液中哪一种离子易被吸取，哪一种离子较难被吸取的次序，即所谓选择性顺序。借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换的过程离子交换软化方法及出水特点：1）Na 离子交换软化法 2)H 离子交换软化法 3）H-Na 离子交换脱碱软化法双层床与混合床：床内装有阳、阴两种树脂的称为混合床。如床内装有一种强型和一种弱型阳树脂或阴树脂的则称为双层床。逆流再生固定床及其特点：原水与再生液流方向相反的固定床称为逆流再生固定床1）水质好 2）再生树脂不乱层 3）再生液消耗低 4）水耗低 5）树脂的再生度高RH-RNa 串联及并联系统图： 弱酸树脂特点：交换速度较慢，交换容量随 pH 的增高而增加。再生

16、剂：9.除盐预处理：进水水质预处理是水的淡化和除盐系统的一个重要组成部分，是保证处理装置安全运行的必要条件。预处理包括去除悬浮物，有机物，胶体物质，微生物，细菌以及某些有害物质。强碱树脂交换顺序：SO4 2-（硫酸根离子）NO3 -(硝酸根。 。 ）Cl -(氯离子）F -(氟离子）HCO3 -(碳酸氢根离子）HSIO3 -（硅酸氢根离子）及出水泄露点：强碱阴离子交换器当达到运行终点时，在电导率上升之前，硅酸已开始泄露。及除硅要求:强碱树脂除硅要求：1，进水应呈酸性；2，进水漏钠量要低；3，再生条件要求高。弱碱树脂特点：弱碱树脂只能与强酸阴离子起交换反应，而不能吸附弱酸阴离子。弱碱树脂极易用碱再生。弱碱树脂抗有机物污染能力较强。及出水泄露点：弱碱阴离子交换器的运行过程中，正常出水水质呈弱碱性，当氯离子开始漏泄，出水出现酸性，出水电导率急速上升，即为周期