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1、十四章：6、3种理想反应器的假定条件是什么？研究理想反应器对水处理设备的设计和操作有何作用。答：3种理想反应器的假定条件如下1）完全混合间歇式反应器中的反应：不存在由物质迁移而导致的物质输入和输出、且假定是在恒温下操作。2）完全混合连续式反应器：反应器内物料完全均匀混合且与输出产物相同的假定，且是在恒温下操作。3）推流型反应器：反应器内的物料仅以相同流速平行流动，而无扩散作用，这种流型唯一的质量传递就是平行流动的主流传递。4）在水处理方面引入反应器理论推动了水处理工艺发展。在化工生产过程中，反应器只作为化学反应设备来独立研究，但在水处理中，含义较广泛。许多水处理设备与池子都可作为反应器来进行分
2、析研究，包括化学反应、生物化学反应以至物理过程等。例如，氯化消毒池，除铁、除锰滤池、生物滤池、絮凝池、沉淀池等等，甚至一段河流自净过程都可应用反应器原理和方法进行分析、研究。介绍反应器概念，目的就是提供一种分析研究水处理工艺设备的方法和思路。8、混合与返混合在概念上有何区别？返混合是如何造成的？答：CMB和CSTR反应器内的混合是两种不同的混合。前者是同时进入反应器又同时流出反应器的相同物料之间的混合，所有物料在反应器内停留时间相同；后者是在不同时间进入反应器又在不同时间流出反应器的物料之间的混合，物料在反应器内停留时间各不相同，理论上，反应器内物料的停留时间由 。这种停留时间不同的物料之间混
3、合，在化学反应工程上称之为“返混”。显然，在PF反应器内，是不存在返混现象的。造成返混的原因，主要是环流、对流、短流、流速不均匀、设备中存在死角以及物质扩散等等。9、PF型和CMB型反应器为什么效果相同？两者优缺点比较。答：在推流型反应器的起端（或开始阶段），物料是在C0的高浓度下进行的，反应速度很快。沿着液流方向，随着流程增加（或反应时间的延续），物料浓度逐渐降低，反应速度也随之逐渐减小。这也间歇式反应器的反应过程是完全一样的。介它优于间歇式反应器的在于：间歇式反应器除了反应时间以外，还需考虑投料和卸料时间，而推流型反应器为连续操作。十五章：3、高分子混凝剂投量过多时，为什么混凝效果反而不好
4、？答：当高分子物质投量过多时，将产生“胶体保护”作用。“胶体保护”可理解为：当全部胶粒的吸附面均被高分子覆盖以后，两胶粒接近时，就受到高分子的阻碍而不能聚集。这种阻碍来源于高分子之间的相互排斥。排斥里可能来源于“胶粒胶粒”之间高分子受到压缩变形（象弹簧被压缩一样）而具有排斥势能，也可能由于高分子之间的电性斥力（对带电高分子而言）或水化膜。5、什么是助凝剂？在什么情况下需投加助凝剂？答：当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。助凝剂通常为高分子物质。其作用往往是为了改善絮体结构，促使细小而松散的絮粒变得粗大而密实，作用机理是吸附架桥。例如：对于低
5、温、低浊水，采用铝盐或铁盐混凝剂时，形成的絮粒往往细小松散，不易沉淀。当投入少量活化硅酸时，絮凝体的尺寸和密度就会增大，沉速加快。11、影响混凝效果的主要因素有哪些？答：影响混凝效果的主要因素有以下六类：1.混凝剂的种类和投量 5.水中悬浮物浓度影响2.水力条件和作用时间 6.水中杂质影响3.水温影响4.水的PH值和碱度影响十六章：1、什么叫自由沉淀、拥挤沉淀和絮凝沉淀？(7)答：自由沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此没有干扰，只受到颗粒本身在水中的重力和水流阻力的作用的沉淀；而拥挤沉淀是指颗粒在沉淀过程中，彼此相互干扰，或者受到容器壁的干扰的沉淀；利用絮凝剂使水中悬浮杂质形成较粗大的絮凝体，再通
6、过自由沉淀的沉淀称为絮凝沉淀。1、理想沉淀池应符合哪些条件？根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度和表面积关系如何？(7)答：理想沉淀池应符合以下3个条件：1）颗粒处于自由沉淀状态；2）水流沿着水平方向流动；3）颗粒沉到池底即认为已被去除。根据理想沉淀条件，沉淀效率与池子深度、长度无关，与表面积成反比。5、影响平流式沉淀池沉淀效果的因素有哪些？答：实际平流沉淀池偏离理想沉淀池条件的主要原因有：（1）沉淀池实际水流状况对沉淀效果的影响。由于如下原因引起水流短流：进水的惯性作用；出水堰产生的水流抽吸；较冷或较重的进水产生的异重流；风浪引起的短流；池内存在导流壁和刮泥设施等。（2）凝聚作用的影响
7、7、设计平流沉淀池主要根据沉淀时间、表面负荷还是水平流速？为什么？(7)答：设计平流沉淀池的主要控制指标是表面负荷或停留时间，从理论上说，采用前者较为合理，但是以停留时间作为指标所积累的经验较多。在实际设计中应两者兼顾。水平流速对设计平流沉淀池不是主要根据。8、平流沉淀池进水为什么采用穿孔隔墙？出水为什么往往采用出水支渠？答：平流沉淀池要求进水区是使水流均匀地分布在整个进水截面上，并尽量减少扰动。一般做法是使水流从絮凝池直接流入沉淀池，通过穿孔墙将水流均匀分布于沉淀池整个断面上。为了缓和出水区附近的流线过于集中，应尽量增加出水堰的长度，以降低堰口的流量负荷，而采用出水支渠的形式。（或答：平流沉
8、淀池进水采用穿孔隔墙是为防止絮凝体破碎，而出水采用出水支渠是使水尽量均匀流出，同时是为了降低堰口的流量符合。）3、直接过滤有哪几种方式？采用原水直接过滤应注意哪些问题？答：直接过滤有接触过滤和微絮凝过滤两种方式，采用直接过滤应注意以下几点：1）原水浊度和白色较低且水质变化较小；2）通常采用双层、三层或均质滤料；3）原水进入滤池前，不应形成大的絮凝体以免很快堵塞滤料层表面孔隙；4）滤速应根据原水水质决定5、什么叫“等速过滤”和“变速过滤”？两者分别在什么情况下形成？分析两种过滤方式的优缺点并指出哪几种滤池属“等速过滤”。 (8)答：等速过滤是指滤池滤速保持不变的过滤；变速过滤是指滤速随过滤时间而
9、逐渐减少的过滤。在滤料粒径、形状、滤层级配和厚度以及水温一定时，如果孔隙率减小，水头损失保持不变，则滤速将减小，利用这一原理产生了变速过滤；反之，滤速保持不变，则水头损失将增加，利用这一原理就可以形成等速过滤。变速过滤在过滤初期，滤速较大可以使悬游杂质深入下层滤料，过滤后期滤速减小，可防止悬浮颗粒穿透滤层。等速过滤不具备这种自然调节功能，并可能产生负水头现象。虹吸滤池和无阀滤池属于等速滤池。6、什么叫“负水头”？它对过滤和冲洗有和何影响？如何避免滤层中“负水头”产生？答：负水头是指滤层截留了大量杂质以致砂面以下某一深度处的水头损失超过该处水深。负水头会导致溶解于水中的气体释放出来而形成气囊。气
10、囊对过滤有破坏作用，一是减少了过滤面积；二是气囊的上升可能将部分细滤料和轻质滤料带出，破坏滤层结构。避免出现负水头的方法可以采用增加砂面上的水深，或令滤池出口位置等于或高于滤层表面。7、什么叫滤料“有效粒径”和“不均匀系数”？不均匀系数过大对过滤和反冲洗有何影响？“均质滤料”的涵义是什么？(8)答：滤料有效粒径（d10）是指通过滤料重量10%的筛孔孔径，滤料不均匀系数（K80）是指通过滤料重量80%的筛孔孔径。滤料不均匀系数过大，过滤时滤层含污能力减小；反冲洗时，为满足粗颗粒膨胀要求，细颗粒可能被冲出滤池，若满足细颗粒膨胀要求，粗颗粒可能得不到很好的冲洗。均质滤料是指滤料均匀，K80等于1。9
11、、滤料承托层有何作用？粒径级配和厚度如何考虑？(8)答：滤料承托层的作用，主要是防止滤料从配水系统中流失，同时对均布冲洗水也有一定作用。单层或双层滤料滤池采用大阻力配水系统时，承托层采用天然卵石或砾石，其每层厚度都为100mm，粒径自上而下为24、48、816、1632 mm。三层滤料滤池自上而下，14层采用重质矿石粒径由0.58mm依次增加，厚度14层为50 mm，第5、6层采用砾石粒径由832mm依次增加，厚度为100 mm或更大。12、什么叫“最小流态化冲洗流速”？当反冲洗流速小于最小流态化冲洗流速时，反冲洗时的滤层水头损失与反冲洗强度是否有关？(7)答：最小流态化冲洗流速是指反冲洗时滤
12、料刚刚开始流态化的冲洗速度。当反冲洗流速小于最小流态化冲洗流速时，反冲洗时的滤层水头损失与反冲洗强度有关。14、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：“大阻力“一词的含义是指配水系统中孔口阻力较大。大阻力配水系统的优点是配水均匀性较好。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。而“小阻力”一词的含义是指配水系统中孔口阻力较小。小阻力配水系统的优缺点刚好与大阻力配水系统相反。对于冲洗水头优先的虹吸滤池和无阀滤池适用。15、小阻力配水系有哪些形式？选用时主要考虑哪些因素？(7)答：小阻力配水系统有穿孔滤板、滤砖、滤头等形式。选用时主要考虑流速和
13、阻力等因素。28、所谓V型滤池，其主要特点是什么？简要地综合评述普通快滤池、无阀滤池、移动罩滤池、V型滤池及压力滤池的主要优缺点和适用条件。(8)答:V型滤池因两侧（或一侧也可）进水槽设计成V字形而得名。其主要特点是：（1）可采用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。（2）气、水反冲再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。普通快滤池运转效果良好，首先是冲洗效果得到保证。使用任何规模水厂。主要缺点是管配件及阀门较多，操作较其它滤池稍复杂。无阀滤池多用于中小型给水工程。优点是：节省大型阀门，造价较低；冲洗完全自动，因而操作管理较方便。缺点是：池体结构较复杂：滤料处于封闭结构中，装、卸困
14、难；冲洗水箱位于滤池上部，出水标高较高，相应的抬高了滤前处理构筑物如沉淀池或澄清池的标高，从而给水厂处理构筑物的总体高程布置往往带来困难。移动罩滤池适用于大、中型水厂。优点：池体结构简单；无需冲洗水箱或水塔；无大型阀门，管件少；采用泵吸式冲洗罩时，池深较浅。缺点：移动罩滤池比其它快滤池增加了机电及控制设备；自动控制和维修较复杂。压力滤池常用于工业给水处理中，往往与离子交换器串联使用。其特点是：可省去清水泵站；运转管理较方便；可移动位置，临时性给水也很使用。但耗用钢材多，滤料的装卸不方便。28、何谓V型滤池？其主要特点是什么？答：V型滤池是法国德格雷蒙公式设计的一种快滤池，因两侧（或一侧也可）进
15、水槽设计成V字形而得名。其主要特点是：（1）V型槽底设有一排小孔，既可作过滤时进水用，冲洗时又可供横向扫洗布水用；（2）可用较粗滤料较厚滤层以增加过滤周期。反冲洗时，由于“均质滤料”，不发生水力分级现象，提高滤层含污能力。（3）气水反冲洗再加始终存在的横向表面扫洗，冲洗效果好，冲洗水量大大减少。答：各种物质介绍见下表：名称自由性氯化合性氯定义以次氯酸，次氯酸盐离子和溶解的单质氯形式存在的氯以氯胺和有机氯胺形式存在的总氯的一部分消毒机理主要是次氯酸起作用，它为中性分子，能扩散到带负电的细菌表面，并通过细胞的细胞壁穿透到细胞内部，起到氧化作用破坏细胞的酶系统而杀死细胞它使微生物的酶被氧化失效，破坏
16、微生物正常的新陈代谢，从而使微生物死亡。消毒效果经济有效，有后续消毒效果，技术成熟；有消毒副产物当水中存在有机物和苯酚时，氯胺消毒不会产生氯臭和氯酚臭，且大大减少THMs的生成，能较长时间保持水中余氯。但是，消毒作用缓慢。杀菌能力差3、水的pH值对氯消毒作用有何影响？为什么？(7)答：氯消毒作用的机理，主要是通过次氯酸HOCl起作用：Cl2+ H2OHOCl+HClHOClH+ + OCl因为起消毒作用的是HOCl，而pH值HOCl与OCl的相对比例取决于温度和PH值。pH值较高时，OCl居多，pH9时，OCl接近100%；pH值较低时，HOCl较多，当PH6时，HOCl接近100%，当pH=7.
